Введение
В последнее время достигнуты значительные успехи в ведении взрослых больных муковисцидозом, в том числе за счет использования современных методов фармакотерапии. Одним из направлений в лечении таких больных является применение различных мукоактивных препаратов, оказывающих принципиальное патогенетическое действие. Большие надежды, реализующиеся на практике, связаны с применением человеческой дезоксирибонуклеазы.
Человеческая дезоксирибонуклеаза I (ДНаза I) — это эндонуклеаза, которая катализирует гидролиз внеклеточной ДНК и является лишь одним из многочисленных типов нуклеаз, встречающихся в природе [1—2]. Препарат дорназа альфа (далее ДА) («Пульмозим», «Тигераза») представляет собой очищенный раствор рекомбинантной человеческой ДНазы I (рДНазы I), вырабатываемой поджелудочной железой и другими тканями. Кроме мощного муколитического свойства препарат обладает дополнительно двумя клиническими эффектами: противовоспалительным и антибактериальным [3]. Разработан клинически для доставки в виде аэрозоля в дыхательные пути с целью лечения легочных заболеваний у пациентов с муковисцидозом (МВ) [4—5].
МВ — это аутосомно-рецессивное заболевание, вызываемое мутацией гена трансмембранного регулятора проводимости (cystic fibrosis transmembrane regulator — CFTR). Мутация, затрагивающая ген CFTR, вызывает увеличение вязкости секрета на поверхности мерцательного эпителия, снижая мукоцилиарный клиренс, что приводит к обструкции, персистированию бактериальной инфекции и воспалению в дыхательных путях с преобладанием нейтрофилов [6—9]. Действие рДНазы I направлено на разрушение вязкого экссудата, богатого нитями ДНК нейтрофилов, путем их фрагментации, в результате чего снижается густота секрета, бронхиальное дерево очищается — и аэрация нижних дыхательных путей улучшается [3].
Препарат может применяться в форме как ингаляции, так и эндобронхиальной инстилляции. Аллергических реакций не было отмечено. Единственные побочные эффекты, о которых сообщается при ингаляционном введении, — сыпь и изменение голоса.
Рекомбинантная ДНаза I была изучена и при ряде других заболеваний, где в патологическом процессе внеклеточная ДНК играет важную роль: при пролонгированной искусственной вентиляции легких (ИВЛ) в связи с персистирующей обструкцией дыхательных путей [10—12], хроническом синусите [13], первичной цилиарной дискинезии [14—16], эмпиеме плевры [17, 18] и прочих немуковисцидозных заболеваниях легких у детей [19]. Использование рДНазы I было исследовано при системной красной волчанке, для разрушения и предотвращения образования иммунных комплексов, содержащих антиДНК-антигены [20, 21]. Также применение рДНазы I изучалось для оценки эффективности в присутствии или в отсутствие антибиотиков против продуцирующих биопленку штаммов Staphylococcus aureus и Staphylococcus epidermidis [22]. Было показано, что рДНаза I проявляет мощную антибактериальную активность в клинически достижимых концентрациях.
После обнаружения схожих с МВ патологических изменений в легких при тяжелом и среднетяжелом течении COVID-19 с образованием экссудата, богатого нейтрофильными внеклеточными ловушками (НВЛ), у таких больных было предложено применить ДА.
В пилотном исследовании из 3 человек с диагностированной инфекцией COVID-19 H.K. Okur и соавт. (2020) рассматривали ДА как препарат не только муколитический, но и противовирусный, предотвращающий дальнейшую репликацию вируса в тканях. В исследовании in vitro отмечена положительная динамика в виде снижения вирионной нагрузки на ткани, однако механизм этого действия неизвестен. Результаты исследования in vivo: у всех трех пациентов после применения ДА в дополнение к основной терапии отметили через 24 ч уменьшение частоты дыхательных движений, увеличение сатурации, усиление кашля в 1-й день, что может быть связано с разжижением и отхождением мокроты на фоне разрушения НВЛ. На компьютерной томограмме (КТ) также отмечалась положительная динамка: уменьшение участков «матового стекла». Для определения противовирусного эффекта in vivo у пациентов брали отделяемое из носоглотки и ротоглотки за 1 день до начала и через 7 дней после применения ДА, у всех трех пациентов после лечения отмечалось уменьшение вирусной нагрузки, что говорит о возможном наличии у ДА противовирусной активности. Также отмечено снижение уровней С-реактивного белка (СРБ) и прокальцитонина на 3-й день применения препарата [23].
В двух крупных экспериментальных исследованиях была доказана эффективность и безопасность ДА при лечении пациентов с COVID-19 (при легком и среднетяжелом течении) [24]. В первом исследовании, COVASE (University College, Лондон, Великобритания, 2020), 50 пациентов с подтвержденной инфекцией COVID-19 (легкое/среднетяжелое течение) получали ДА по 2,5 мг 2 раза в день на протяжении 7 дней. Результат оценивался по уровню СРБ, числу дней кислородотерапии, койко-дней и потребности в ИВЛ, также считали долю выживших пациентов. Второе исследование, COVIDORNASE (Fondation Ophtalmologique Adolphe de Rothschild при поддержке University Hospital, Страсбург, Франция), включает 100 пациентов с тяжелой формой COVID-19, которые получали ДА через систему ИВЛ по 2,5 мг 2 раза в день в течение 7 дней. Оценка эффективности лечения проводилась на основании изменения степени тяжести острого респираторного дистресс-синдрома (ОРДС).
В наблюдении A.P. Earhart и соавт. (2020) пациент с COVID-19, находящийся 5 дней на ИВЛ, на протяжении 3 дней получал ингаляции ДА по 2,5 мг 2 раза в день с продолжением интенсивной терапии, после 3-дневного применения было отмечено увеличение сатурации и других газовых показателей крови, через 4 дня пациент был экстубирован, а еще через 6 дней — выписан домой [25].
Схожие патологические процессы с образованием вязкого секрета на поверхности слизистой оболочки зачастую сопутствуют заболеваниям верхних дыхательных путей и уха. По этой причине в последние годы ведутся активные исследования по применению рДНазы I в ринологии и отиатрии, при различных заболеваниях с образованием вязкого экссудата [26—30].
Цель исследования — рассмотрение в литературе эффективности использования ДА в оториноларингологии.
Материал и методы
Использованы статьи отечественных и зарубежных авторов. Для поиска статей использовались термины: «дорназа альфа», «дезоксирибонуклеаза», «риносинусит», «муковисцидоз», «выпот» или «экссудат из среднего уха», «средний отит». В исследование включены как обзорные, так и оригинальные статьи, в том числе рандомизированные контролируемые исследования, когортные исследования с группами сравнения или без них, а также серии наблюдений 5 и более пациентов. В исследование не включались статьи до 2010 г. Статьи были рассмотрены на предмет дизайна исследования, уровня доказательности и клинических результатов.
Результаты применения рДНазы I в ринологии
G.B. Shah м соавт. (2018) провели систематический обзор эффективности местного применения ДА у пациентов с хроническим риносинуситом (ХРС) и МВ [31]. В обзор включено 9 исследований с высоким уровнем доказательности. Так как 4 исследования, вошедших в работу, представлены одним автором, они рассмотрены как одно [32—35]. Обзор охватывает 104 пациента, как взрослых, так и детей. Период наблюдений в среднем составил 12,6 мес. В 2 исследованиях применение ДА сравнивалось с промыванием полости носа солевым раствором, в 4 исследованиях в группе сравнения лечения не проводилось. В 3 исследованиях ДА применялась для послеоперационного лечения (после эндоскопической синусотомии), в других 3 исследованиях — независимо от хирургического вмешательства. В оценку клинической эффективности включали выраженность симптомов со стороны носа и эндоскопических признаков, данные объема форсированного выдоха за 1 с (ОФВ1), результаты сахаринового теста и изменения на КТ околоносовых пазух.
Наибольший уровень доказательности показывает двойное слепое рандомизированное плацебо-контролируемое перекрестное исследование J.G. Mainz и соавт. (2022) [33]. В этом исследовании участвовали 23 пациента с ХРС и МВ, не оперированных в течение последних 6 мес. Они получали ингаляционно (через компрессорный ингалятор PARI SINUS) ДА или 0,9% раствор NaCl в течение 28 дней, затем лечение перекрестно менялось. Применение изотонического солевого раствора не приводило к значимым изменениям симптомов, в то время как при использовании ДА отмечалось статистически достоверное улучшение качества жизни по шкале SNOT-20. Параметры дыхательного объема и результаты эндориноскопии не выявили существенной разницы в группах.
В исследовании F. Haynes и J. Dewar (2013) в группе пациентов, получавших ДА, выявлено достоверное, более чем на 50%, снижение индекса инвалидности при риносинусите без существенного изменения функции легких [36].
В отечественном исследовании, И.В. Мартыновой и соавт. (2011), вошедшем в обзор, изучено применение ДА у пациентов с МВ и ХРС. В группе детей (n=14), получавших стандартную терапию в сочетании с человеческой рДНзой через компрессорный ингалятор PARI SINUS, по сравнению с контрольной группой выявлена отчетливая положительная динамика клинической картины в виде улучшения по балльной системе субъективных и объективных критериев, снижения частоты респираторных эпизодов, а также сокращения полипов по данным эндоскопии [37].
Три исследования проводились сразу после эндоскопической синусотомии. В небольшом рандомизированном плацебо-контролируемом исследовании T. Lahiri и соавт. (2012) сравнивается использования в послеоперационном периоде ДА (n=5) и плацебо (n=6) у детей. Существенной разницы по данным КТ, эндоскопии полости носа, ОФВ1 через год не отмечалось — в отличие от достоверного улучшения синоназальной симптоматики у пациентов, получавших ДА [38].
M. Cimmino и соавт. (2005) провели двойное слепое плацебо-контролируемое исследование, оценив эффективность ДА в качестве вспомогательного послеоперационного средства у 12 педиатрических пациентов с ХРС и МВ в сравнении с солевым раствором в соответствующей группе. Исследование продолжалось в течение года, 8 нед приема препарата через небулайзер с последующим перерывом на 4 нед. Первичная оценка проводилась до и после лечения. В ходе лечения ближайшие результаты стали достоверно лучше в обеих группах. Отмечалось улучшение на 24-й и 48-й неделях лечения у пациентов, получавших ДА. В группе пациентов, получавших плацебо, на 12-й неделе отмечалось улучшение (в особенности показателя сахаринового теста), но в последующие 24 нед, наоборот, показатели несколько ухудшились, в то время как в группе детей, получавших ДА, в последующие 48 нед сохранялось улучшение показателей сахаринового теста, секундного дыхательного объема, эндоскопических результатов и клинической симптоматики. Результаты КТ были сопостовимы в обеих группах [13].
Ретроспективный обзор E.M. Raynor и соавт. (2000) 20 пациентов выявил у 5 пациентов, принимавших местно ДА после эндоскопической операции на пазухах, уменьшение отека и роста полипов в последующие 3 года, что также указывает на уменьшение необходимости в проведении реопераций. Разницы в данных ОФВ1 и КТ околоносовых пазух не отмечалось [39]. Во всех исследованиях использовались различные модели ингаляционных небулайзеров, в двух — компрессорный ингалятор PARI SINUS. Он создает условия для поступления аэрозолей в полости околоносовых пазух за счет возникновения градиента давления и колебаний струи воздуха, обеспечивает пульсирующую подачу аэрозоля лекарственного препарата в околоносовые пазухи с частотой 44,5 Гц. В других исследованиях использовались стандартные небулайзеры с адаптером для носа или маской.
Интерес представляет исследование Г.Л. Шумковой и соавт. (2020), в котором было проведено сравнение эффективности лечения пациентов с МВ и хроническим полипозным риносинуситом (ХПРС) с оперативным вешательством, эндоскопической политомией, полисинусотомией и без них. Всего 28 человек, по 14 в каждой группе. Протокол консервативного лечения был единым для обеих групп и включал ингаляционные глюкокортикостероиды в виде назального спрея мометазона фуроата, местную муколитическую и антибактериальную терапию в область околоносовых пазух. Оценка мукоцилиарного клиренса показала значимое улучшение его скорости после ингаляции муколитиков в полость носа в обеих группах, однако в группе, где выполнялась полисинусотомия, это улучшение касалось всех отделов полости носа, включая околоносовые пазухи, в то время как группе без операции это отражало скорость клиренса только в полости носа, поскольку пазухи оставались блокированными. Несмотря на крайне низкие значения мукоцилиарного клиренса у пациентов обеих групп на фоне местного применения рДНазы, достигнутые значения в 2—3 раза превышали средние значения для нормальной слизистой [40].
Результаты применения рДНазы в отиатрии
R.B. Thornton и соавт. (2013, Австралия) in vitro оценивали влияние ДА на экссудат из среднего уха. Забор образцов проводился при проведении шунтирования барабанной полости у детей в возрасте от 9 до 36 мес, имеющих в анамнезе не менее трех эпизодов острого среднего отита. Из исследования были исключены дети с диагнозом или подозрением на первичный или вторичный иммунодефицит, с МВ, синдромом цилиарной дискинезии, черепно-лицевыми аномалиями и с генетическими синдромами. Семь образцов экссудата из среднего уха были обработаны высокоочищенным раствором рДНазы (дорназа альфа, «Пульмозим», Roche): 250 мкл экссудата из среднего уха инкубировали с 250 мкл ДА в концентрации 5 мкг/мл или 1 мг/мл, используемой в терапии МВ, в течение 15 мин при комнатной температуре. Образцы центрифугировали с последующим трехкратным промыванием и окрашивали с использованием набора BacLight (Invitrogen Technologies), после чего проводили визуализацию при помощи конфокальной лазерной сканирующей микроскопии. ДА в данном исследовании продемонстрировала высокую эффективность, наблюдалась полная и быстрая деградация структур ДНК и связанных с ними биопленок даже при концентрациях ниже, чем те, которые используются для лечения МВ. Прямое разрушение сетей ДНК способствует улучшению бактериального клиренса из среднего уха за счет дестабилизации биопленок и возвращению бактерий к их планктонной форме, когда они становятся восприимчивыми к местным (или системным) противомикробным препаратам и иммунным защитным реакциям организма [41].
In vitro при воздействии ДНазы на биопленки Pseudomonas aeruginosa, индуцированные нейтрофилами, было отмечено, что эффективность препарата ниже при обработке более толстых и зрелых биопленок, чем мукоидных биопленок, содержащих штаммы бактерий, возможно, это связано с увеличением количества полисахаридов в первом случае, маскирующих участки расщепления ДНК [41].
В исследовании K.R. Short и соавт. (2014) на модели мыши продемонстрировали атитело-опосредованное образование НВЛ и развитие вторичного пневмококкового среднего отита. Кроме того, авторы впервые на животной модели обосновали терапевтическую пользу лечения ДНазой. Так, транстимпанальное (после шунтирования или миринготомии) введение ДНазы уменьшало рост пневмококков в среднем ухе у инфицированных вирусом гриппа А мышей [42].
Исследование K.H. Chan и соавт. (2018) состоит из двух частей: в первой части целью было изучить ототоксичность ДА на модели шиншиллы, во второй части — оценить эффективность ДА в проспективном рандомизированном клиническом исследовании у детей с закупоренной тимпаностомической трубкой (шунтом).
Исследование на животных включает 21 шиншиллу, три группы: контрольную — с введением физиологического раствора (5 животных); с введением ДА в полной дозе (8 животных); с введением ДА в разведении 1:10 (8 животных). Путем задней тимпанотомии осуществлялся доступ к нише окна улитки, на которое укладывалась гемостатическая губка, пропитанная исследуемым веществом. Влияние на внутреннее ухо оценивалось по данным акустических стволовых вызванных потенциалов. Базовый уровень записывался до применения исследуемых веществ, затем каждый час в течение 8 ч. Снижение слуха в группе контроля было сопоставимо с группами с ДА, что позволяет говорить об отсутствии ототоксичности ДА.
Вторая часть исследования включает 40 детей обоего пола в возрасте от 1 до 18 лет с односторонней или двусторонней закупоркой тимпаностомических трубок (40 ушей), возникшей в течение предыдущих 9 мес. Дети были разделены на две группы: в 1-й группе получали ДА (2,5 мг), во 2-й группе — офлоксацин, топическая терапия включала 5 капель в каждое ухо два раза в день в течение 7 дней. На 14-е сутки, через 6 нед и через 3 мес оценивалась проходимость шунтов при отоскопии и тимпанометрии. На 14-й день визита у 13 (59%) пациентов, получавших ДА, и у 8 (44%) пациентов в группе офлоксацина тимпаностомические трубки стали проходимы. Однако состояние проходимости шунтов не оставалось стабильным на протяжении всего периода исследования. К 6-недельному визиту у 2 пациентов из каждой исследуемой группы трубки забились. Кроме того, к 3-месячному визиту произошла экструзия 13 трубок из группы ДА и 8 трубок из группы офлоксацина, одиннадцати пациентам пришлось провести замену шунтов, так как не получилось устранить блок. Побочных явлений, связанных с проводимым лечением, отмечено не было [43].
Обсуждение
По данным ряда авторов, ХРС встречается в 33—100% случаев у больных МВ [44]. ХРС и полипы носа (ХПРС) существенно ухудшают качество жизни этих больных и утяжеляют клиническую симптоматику основного заболевания [44, 45]. Нарушение механизмов эвакуации слизи, аэрация полости носа и околоносовых пазух способствуют колонозации слизистой оболочки гноеродными микроорганизмами с образование биопленок [46].
Ведущую роль в этом процессе играет Pseudomonas aeruginosa, обнаруживают в пазухах и грибковые штаммы [47—49].
Также стоит отметить, что профиль медиаторов воспаления у пациентов с ХПРС при МВ смещен в сторону нейтрофилов в отличие от ХПРС без ассоциации с МВ, где преобладают эозинофилы [50].
Изменение вязкоэластических свойств слизи является решающим фактором в развитии обструкции, так как вязкая слизь понижает подвижность ресничек эпителия, способствуя развитию локальной инфекции и хронического воспаления с перестройкой эпителия. Это сопровождается массивным притоком нейтрофилов и Th1-лимфоцитов с выделением цитокинов и других провоспалительных медиаторов: IL-1, IL-3, IL-6, IL-8, фактора некроза опухоли (TNF-α), молекул межклеточной адгезии (ICAM-1). Патогенные бактерии сенсибилизируют эпителий к TNF-α, что приводит к его массивной деструкции собственными фагоцитами, это усугубляет воспалительный процесс [51].
После подтверждения эффективности ДА у пациентов с МВ начались активные исследования применения данного препарата в оториноларингологии, в частности при МВ-ассоциированном ХРС с полипами и без них, так как польза ДА при синусите была менее очевидна.
Принцип применения топического муколитика ДА у этих пациентов основан на эффекте расщепления сетей ДНК нейтрофилов при их накоплении и распаде в очаге воспаления, тем самым достигается уменьшения вязкости секрета дыхательных путей, что улучшает дренаж пазух, способствует устранению обструкции соустий и профилактике воспалительных процессов. Анализ исследований по применению ДА демонстрирует улучшение клинической симптоматики у всех пациентов с МВ и ХРС. Менее ясно влияние дорназы на ОФВ1, а также на результаты КТ и эндоскопического исследования полости носа, поскольку результаты были неоднозначными.
Можно предположить, что в эпителии слизистой оболочки среднего уха и слуховой трубы у пациентов с МВ происходят такие же процессы, как и в полости носа и околоносовых пазухах. Таким образом, цилиарная дискинезия и гипертрофия слизистых желез с образованием вязкого экссудатата должны приводить к дисфункции слуховой трубы и среднему отиту.
Особенности течения МВ предполагают в силу чувствительности микрофлоры длительное и пожизненное лечение антибиотиками аминогликозидного ряда, в связи с чем у этих пациентов также можно ожидать развития ототоксических побочных эффектов.
Однако, несмотря на эти предположения, по данным литературы, мнение о влиянии на слуховую трубу двоякое. Многие исследования демонстрируют, что МВ, особенно у взрослых, в том числе в сочетании с ХРС, редко осложняется заболеваниями слуховой трубы и среднего уха. Так, в исследовании T.J. David (1986) только у 4 пациентов из 106 отмечалось снижение слуха [52], L.L. Kulczycki и соавт. (1970) выявили снижение слуха в 10—27% случаев [53], B. Forman-Franco и соавт. (1979) из 80 пациентов с МВ снижения слуха не выявили ни у одного пациента [54]. Такая разница объясняется более жесткими критериями отбора в исследовании L.L. Kulczycki и соавт. J. Jerger и J.G. Neely (1971) [55] проводили исследование 51 пациента с МВ: у 28 (55%) выявлено снижение слуха с использованием критериев Kulczycki и только у 4 (8%) с использованием критериев, рекомендованных Американской академией офтальмологии и отоларингологии (AAOO). Тугоухость носила преимущественно кондуктивный характер и была связана с дисфункцией слуховой трубы. Обращает на себя внимание, что большинство исследований 1970—80-х годов в крупных центрах проведены на небольшой выборке. То, что применение антибиотиков аминогликозидного ряда является потенциальным фактором риска сенсоневральной тугоухости, также не нашло подтверждения в проведенных исследованиях [54]. Европейский консенсусный комитет по антибиотикотерапии при МВ также указывает на отсутствие скрининга нарушений слуха у пациентов.
Сведения о состоянии слуха и частоте встречаемости тугоухости среди детей, больных МВ, в отечественной литературе практически отсутствуют. В.В. Бариляк в своей работе (2012) показала, что у детей, больных МВ, нарушения слуховой функции встречаются не чаще, чем у детей здоровой популяции. У детей с МВ чаще встречается кондуктивная форма тугоухости, обусловленная дисфункцией слуховой трубы и экссудативным средним отитом, реже — смешанная или сенсоневральная формы снижения слуха. Частота тугоухости при МВ зависит от типа генетической мутации и не связана с использованием системной и ингаляционной антибиотикотерапии аминогликозидами и глюкокортикоидной терапии [56].
Одно из последних исследований, T.M. Kaffenberger и соавт. (2021), показало, что средний отит в педиатрической практике при МВ встречается чаще, чем сообщалось ранее. Ретроспективный анализ включал 159 пациентов, наблюдавшихся в период с 2010 по 2019 г., у 54% пациентов были в среднем 1,5±2,3 эпизода острого среднего отита [57].
Показана тенденция к увеличению заболеваемости средним отитом пациентов с тяжелыми мутациями CFTR. В этом аспекте интересно применение ДА в отиатрии для лечения пациентов с густым вязким экссудатом в среднем ухе. Анализ литературы выявил только 3 работы по изучению влияние ДА на экссудат среднего уха.
Исследование R.B. Thornton и соавт. влияние ДА in vitro на экссудат (выпот) из среднего уха продемонстрировало высокую эффективность, в настоящее время продолжается работа по использованию ДА при шунтировании барабанной полости, что, по мнению авторов, может предотвратить рецидив острого среднего отита, а возможно, и необходимость повторной операции. Также рассматривается возможность использования ДА при лечении рецидивирующего или хронического среднего отита до шунтирования, однако это требует дальнейшего изучения, разработки подходящих методов доставки в среднее ухо [41].
Конечно, животная модель никогда не сможет полностью воспроизвести сложность человеческой болезни, тем не менее данные, полученные K.R. Short и соавт. [42], свидетельствуют о том, что терапевтические преимущества лечения ДНазой при среднем отите являются интересными для дальнейшего изучения [42].
Исследование, проведенное K.H. Chan и соавт. (2018), показало на модели шиншиллы, что ДА не ототоксична. Основным недостатком работы является отсутствие ультраструктурно-морфологического анализа улитки и вестибулярной системы. Пилотное клиническое исследование не показало эффективности ДА для очистки тимпаностомических трубок. Еще один недостаток данного исследования — самопроизвольная экструзия тимпаностомических трубок. С учетом различий, наблюдаемых между группами лечения, можно рассчитать приблизительный размер выборки для будущего крупномасштабного исследования [43].
Заключение
Таким образом, рДНаза I хорошо зарекомендовала себя при лечении заболеваний как нижних, так и верхних дыхательных путей, ее активно применяют в ринологии при лечении патологий полости носа и околоносовых пазух у пациентов с муковисцидозом. В отиатрии применение препарата на данный момент не получило широкого распространения, несмотря на его высокий потенциал, поэтому необходимо продолжать изучение данного препарата, его возможные побочные эффекты, применение не только при рецидивирующем среднем отите, но и при экссудативном и хроническом гнойном отите на большей выборке пациентов.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.