Легочный альвеолярный протеиноз (ЛПА) — редкое заболевание неизвестной этиологии, впервые описанное Розеном в 1958 году и характеризующееся отложением большого количества растворимого фосфолипидоподобного материала в альвеолах и мелких дыхательных путях. Реакция Шиффа (PAS), с разнообразными клиническими проявлениями и развитием заболевания. Заболевание может развиваться от новорожденных до пожилых людей и распространено по всему миру, причем более 90% случаев являются идиопатическими. В последние годы, благодаря углубленному изучению ГМ-КСФ, появилось более глубокое понимание ЛПВП. Данная статья представляет собой обзор патогенеза, диагностики и лечения идиопатического ЛПВП. PAP — это аутосомно-рецессивное заболевание, вызванное мутациями в гене, кодирующем белок поверхностно-активного вещества B или бета-цепь рецептора GM-CSF. Вторичный ЛПВП является вторичным по отношению к другим системным заболеваниям или связан с вдыханием определенных веществ, в основном связан с уменьшением количества и/или нарушением функции альвеолярных макрофагов, в основном связан с иммунодефицитом и некоторыми злокачественными новообразованиями (особенно гематологическими), а у некоторых пациентов в анамнезе есть воздействие химических веществ и пыли, например, вдыхание алюминиевой пыли, титана, наркотиков и кремнеземной пыли. Более 90% случаев ЛПВП являются идиопатическими. Современные исследования показывают, что идиопатический ЛПВП является аутоиммунным заболеванием, вызванным наличием аутонейтрализующих антител к GM-CSF, которые специфически связываются с GM-CSF и блокируют его функцию, что приводит к изменению функции альвеолярных макрофагов и снижению клиренса альвеолярных поверхностно активных веществ. 2. Патогенез 1. GM-CSF является важным регулятором активных веществ поверхности легких. Современные исследования показывают, что ЛПВП вызван нарушением метаболизма активных веществ альвеолярной поверхности вследствие нарушения функции альвеолярных макрофагов и снижения клиренса активных веществ альвеолярной поверхности. 1.1 Состав и метаболизм нормальных альвеолярных поверхностно активных веществ: поверхностно активные вещества — это комплексы липидов и белков, которые выражены в устойчивом состоянии у млекопитающих. Из них фосфолипиды составляют около 80%, другие липиды (холестерин, триглицериды, свободные жирные кислоты) — 8%, а белки — 12%. В условиях стационарного метаболизма поверхностно-активный белок (SP) имеет период полураспада приблизительно 4-10 часов, из которых приблизительно 50% утилизируется в альвеолярных эпителиальных клетках II типа, причем метаболизм альвеолярных макрофагов и реабсорбция альвеолярными эпителиальными клетками II типа являются основными путями клиренса. Традиционно считалось, что этот метаболизм происходит в основном в альвеолярных эпителиальных клетках II типа. Недавние исследования на крысах с использованием методов радиографического отслеживания показали, что приблизительно 50% поверхностных фосфолипидов и SP-A метаболизируются в альвеолярных макрофагах. 1.2 GM-CSF и гомеостаз поверхностных активных веществ легких: GM-CSF является важным регулятором поверхностных активных веществ легких, и его присутствие необходимо для поддержания гомеостаза поверхностных активных веществ легких. Первое экспериментальное признание важной роли GM-CSF в гомеостазе активного вещества поверхности легких было сделано на лабораторной мыши с помощью методов направленного нокаута генов. В 1994 году в двух независимых лабораториях были получены GM-/- мыши путем направленного нокаута генов для наблюдения за влиянием на гематологическую систему. По мнению гематологов, у ГМ-/-крыс не наблюдалось нарушений гемопоэтической системы, а единственными органными изменениями были накопление поверхностно активных веществ фосфолипидов и белков в легких и наличие большого количества богатых включениями, пенистых, увеличенных легочных макрофагов в легочных срезах. Для дальнейшего понимания роли GM-CSF Робб и др. удалили ген, кодирующий мышиный рецептор GM-CSF Rβc, чтобы получить животную модель GM-CSF Rβc -/-, что привело к патологическим изменениям в легких, идентичным тем, которые наблюдались у GM -/- мышей. Далее было продемонстрировано, что при нарушении функции GM-CSF возникает патология легких, подобная PAP. Чтобы продемонстрировать важную роль GM-CSF в гомеостазе поверхностно активных веществ в легких, Huffman и др. применили промотор SP-C человека для селективной экспрессии GM-CSF в эпителиальных клетках легких мышей GM-/-, что привело к полной коррекции PAP, вызванной нокдауном целевого гена эндогенного гена GM-CSF в результате экспрессии GM-CSF. Кроме того, ингаляция GM-CSF или применение аденовирусных генных векторов для экспрессии GM-CSF корректировали патологические изменения ЛПВП в легких GM-/-крыс [7,8], тем самым демонстрируя еще одну важную роль GM-CSF в регуляции поверхностных активных веществ легких, наличие и действие которых необходимо для гомеостаза поверхностных активных веществ легких. Дальнейшие исследования на крысах GM-/- показали, что концентрации мРНК SP-A, SP-B и SP-C существенно не изменились по сравнению с контрольной группой, а секреция поверхностно активных веществ не увеличилась, что указывает на то, что накопление поверхностно активных веществ в легких крыс GM-/- связано не с повышенной синтетической секрецией, а с нарушением метаболического клиренса поверхностно активных веществ альвеолярными макрофагами. 2. Связь между GM-CSF и функцией макрофагов легких GM-CSF был тесно связан с функцией макрофагов легких. Патологические результаты показали, что в тканях легких крыс GM-/- и GM Rβc-/- были увеличены альвеолярные макрофаги, которые были пенистыми по размеру и содержали большое количество телец включения, состоящих из фосфолипидов и белков. С функциональной точки зрения, исследования in vitro показали, что вновь выделенные легочные макрофаги от ГМ -/- мышей были значительно дефектны в деградации SP-A и фосфатидилхолина, и что первичные легочные макрофаги, полученные от ГМ -/- мышей, и пассированные культивированные макрофаги были значительно нарушены в иммунных функциях, таких как хемотаксис, клеточная адгезия, экспрессия рецепторов распознавания антигена, фагоцитоз и способность убивать микроорганизмы. Рецепторы GM-CSF присутствовали на поверхности альвеолярных эпителиальных клеток II типа, альвеолярных макрофагов, а клетками-мишенями GM-CSF были легочные макрофаги, поскольку ни один из типов клеток не отвечал на GM-CSF у крыс GM Rβc-/-. Трансплантация костного мозга от нормальных крыс смогла скорректировать метаболизм GM Rβc-/- до поверхностно активных веществ легких, тогда как трансплантация костного мозга смогла восстановить функцию легочных макрофагов только у крыс-реципиентов, но не эпителиальных клеток легких II типа, и, следовательно, легочные макрофаги были основными клетками-мишенями для действия GM-CSF. В заключение, из исследований на животных становится ясно, что GM-CSF играет важную роль в гомеостазе поверхностных активных веществ легких, и что накопление поверхностных активных веществ легких мышей GM-/- является результатом нарушения метаболизма легочных макрофагов, а не их повышенной секреции. 3. Роль GM-CSF у пациентов с идиопатическим ЛПВП Исследования на животных показали, что GM-CSF играет ключевую роль в поддержании гомеостаза поверхностно-активного вещества легких, и что дефицит GM-CSF или функциональные дефекты связаны с легочными патологическими особенностями ЛПВП. Однако до настоящего времени у пациентов с идиопатическим ЛПВП не было выявлено мутаций в GM-CSF или его рецепторе, вместо этого в лаважной жидкости легких и плазме пациентов с идиопатическим ЛПВП были обнаружены повышенные концентрации GM-CSF-нейтрализующих антител. фактор, который подавлял активность легочных макрофагов, и дальнейшие исследования показали, что этим фактором было эндогенное анти-ГМ-КСФ аутонейтрализующее антитело, поликлональное к IgG (IgG1 и IgG2). В отличие от этого, Бонфилд и др. исследовали GM-CSF-нейтрализующие антитела в лаважной жидкости легких и плазме пациентов с идиопатическим ЛПВП, врожденным ЛПВП, вторичным ЛПВП, другими заболеваниями легких и нормальным здоровым контролем и показали, что GM-CSF-нейтрализующие антитела были значительно повышены в лаважной жидкости легких и плазме пациентов с идиопатическим ЛПВП, но не обнаружены в других группах. Более того, наличие таких антител значительно коррелировало с подавлением биологической активности GM-CSF. Таким образом, GM-CSF-нейтрализующие антитела блокировали действие GM-CSF до такой степени, что влияли на функцию альвеолярных макрофагов, что приводило к нарушению гомеостаза активных веществ поверхности легких и к типичным патологическим признакам PAP. Таким образом, учитывая роль GM-CSF-нейтрализующих антител в патогенезе идиопатического ЛПВП, это позволяет предположить, что идиопатический ЛПВП является аутоиммунным заболеванием. Считается, что врожденный PAP является аутосомно-рецессивным заболеванием, связанным с мутациями в соответствующих генах. Современные исследования показывают, что врожденный PAP обусловлен мутациями в генах, кодирующих ген SP-B (на хромосоме 2), ген GM-CSF (хромосома 5) и ген рецептора GM-CSF (хромосома 22). В гене SP-B существует две сайт-специфические мутации: мутация со сдвигом рамки, при которой три основания (GAA) заменяются нуклеотидом C в кодоне 121, и мутация со сдвигом рамки в ( 122delT) делеция одной пары оснований, приводящая к раннему появлению стоп-кодона, что в свою очередь приводит к делеции SP-B в поверхностно-активном материале. Анализ ДНК гена βc, общей рецепторной единицы для GM-CSF/IL-3/IL-5, выявил точечную мутацию в кодоне 603, приводящую к замене пролина на треонин, и неспособность GM-CSF функционировать должным образом из-за дефицита GM-CSF или снижения функции рецептора GM-CSF, что приводит к дисфункции легочных макрофагов и нарушению гомеостаза активного вещества поверхности легких. Это приводит к дисфункции легочных макрофагов и нарушению гомеостаза активного вещества поверхности легких. Однако эти мутации составляют лишь небольшую часть этиологии врожденного ППД, и вовлеченные механизмы нуждаются в дальнейшем изучении. Вторичная ЛПВП — редкое легочное осложнение, возникающее в результате воздействия минералов, таких как кремнезем или титан, гематологических злокачественных опухолей и иммуносупрессивных заболеваний. Точный патогенез неизвестен и должен быть выяснен в ходе дальнейших исследований. Клинические особенности 1. Эпидемиологические особенности: ЛПВП — редкое заболевание, встречается во всех возрастных группах. По современным данным, заболеваемость составляет 1/2 миллиона человек, а распространенность — 3,7 на миллион человек. Большинство пациентов — мужчины, соотношение мужчин и женщин примерно 2-4:1. 72% пациентов курят, средний возраст начала заболевания — 39 лет, среднее время до появления выраженных клинических симптомов — 7 месяцев, в 25% случаев — 2 года и более. 2. Клинические проявления: Клинические проявления ЛПВП разнообразны и неспецифичны. Этот неспецифический клинический признак приводит к ошибочной диагностике в течение месяцев, а иногда и лет, и даже у 30% пациентов клинические симптомы отсутствуют. Что касается клинических симптомов, то наиболее распространенными симптомами являются одышка и кашель. Одышка часто возникает после легкой нагрузки и, в некоторых случаях, в состоянии покоя. Иногда наблюдаются и другие симптомы, такие как лихорадка, потеря веса, боль в груди и кровохарканье. Физикальное обследование обычно нормальное, наиболее распространенным аномальным признаком является вырывающийся шум в конце вдоха, в единичных случаях отмечались пестичные и ступочные пальцы и цианоз. 3. функция легких; у пациентов с ЛПВП может быть нормальная функция легких. Типичными нарушениями функции легких являются рестриктивная вентиляционная дисфункция и диффузионные нарушения. В исследовании 410 пациентов с ЛПВП D2CO был на 47% ниже, чем ожидалось, и наблюдались легкие или умеренные рестриктивные нарушения FEV1, VC и TLC. Эти нарушения частично обратимы у пациентов с ЛПВП, получающих эффективное лечение, например, промывание всего легкого, или при спонтанной ремиссии. 4. Изменения визуализации: специфических особенностей визуализации на рентгенограмме грудной клетки при ЛПВП нет. В основном это неспецифические солидные альвеолярные тени, обычно двусторонние с пестрым распределением, иногда узелки, пятна и большие тени. Поражения преимущественно двусторонние в нижних отделах легких, с симметричным или асимметричным распределением, сосредоточенным на холмике по направлению к легочным полям, иногда образуя знак «крыла бабочки», похожий на отек легких. Некоторые из граней являются угловыми, образуя треугольники или многоугольники. КТ высокого разрешения обычно показывает картину «гравийной дороги» с обширными внутриальвеолярными твердыми образованиями и утолщенными альвеолярными перегородками, что указывает на так называемый признак crazy-paving. В некоторых других случаях, таких как липоидная пневмония и бронхоальвеолярная карцинома, КТ грудной клетки также показывает тот же признак. 5. Лабораторные тесты: Гипоксемия — распространенное явление у пациентов с симптоматической ЛПВП. У пациентов с PAP нет отклонений в общих рутинных анализах и биохимических параметрах, но некоторые специфические биохимические параметры значительно отклонены. ЛДГ также повышена у пациентов с ЛПВП и считается неспецифическим серологическим показателем. Он коррелирует с уровнем кислорода в крови и уменьшается после лечения с помощью лаважа. CEA, серологический показатель злокачественности, также был повышен в сыворотке крови пациентов с ЛПВП и коррелировал с ЛДГ и P(A-a)O2. Xu et al. исследовали сывороточный СЕА у 17 пациентов с ЛПВП: у 52,9% пациентов с ЛПВП концентрация СЕА в сыворотке была повышена и коррелировала с тяжестью заболевания. Кроме того, клиническое значение некоторых других показателей у пациентов с ПАП, таких как фрагмент цитокератина 19, гликопротеин KL-6, поверхностно-активные вещества A, B и D и белок адгезии моноцитов 1 в альвеолярной лаважной жидкости, требует дальнейшего изучения. Диагноз основывается на истории болезни, возрасте пациента, клинической картине, функции легких, и особенно рентгенография грудной клетки и компьютерная томография могут подсказать диагноз. Вторичный ЛПВП может наблюдаться в любой возрастной группе, но в основном у взрослых, в основном вторично после гематологических злокачественных опухолей, иммуносупрессивных заболеваний и воздействия кремния и бериллия. В прошлом в 70% случаев диагноз ставился с помощью биопсии легких из открытой грудной клетки. В последнее время, с развитием методов визуализации и использованием фибриноскопии, диагноз может быть подтвержден альвеолярным лаважем более чем в 75% случаев. Типичная альвеолярная лаважная жидкость имеет молочный или густой, бледно-желтый цвет и расслаивается при размещении. Световая микроскопия выявляет большое количество эозинофильного гранулированного липопротеиноподобного материала неправильной формы и размера, который положительно окрашивается на PAS. При электронной микроскопии они состояли из большого количества клеточных обломков разного размера, частиц поверхностно-активного материала и какого-то другого белковоподобного материала, которые имели концентрическое круговое расположение. В последних исследованиях было установлено, что поверхностно-активные вещества SP-A и SP-D аномально высоки в сыворотке и альвеолярной лаважной жидкости у большинства пациентов с ЛПВП, поэтому клиническое измерение SP-A и SP-D в сыворотке и альвеолярной лаважной жидкости может быть полезным в диагностике ЛПВП. Последние исследования показали, что сывороточные аутоантитела к GM-CSF повышены у пациентов с идиопатическим ЛПВП, и что обнаружение сывороточных аутоантител к GM-CSF имеет чувствительность 100% и специфичность 98% для диагностики идиопатического ЛПВП. Поэтому его можно использовать в качестве серологического индикатора для диагностики идиопатического ЛПВП. В заключение следует отметить, что диагноз ЛПВП по-прежнему основывается на патологической диагностике. Хотя трансфиброоптическая биопсия легких и торакоскопическая биопсия легких могут диагностировать ЛПВП, открытая биопсия легких по-прежнему является золотым стандартом диагностики ЛПВП. V. Лечение Лечение ЛПВП основывается на его этиологии. Лечение пациентов с врожденной ЛПВП в настоящее время является только поддерживающим, хотя сообщалось об успешном лечении с помощью трансплантации легких. Лечение вторичного ЛПВП включает эффективный контроль и лечение первичного заболевания, например, эффективная химиотерапия или трансплантация костного мозга для пациентов с вторичными гематологическими злокачественными опухолями может улучшить состояние легких пациента, в то время как наиболее эффективным лечением идиопатического ЛПВП является промывание всего легкого для удаления альвеолярного липопротеиноподобного материала. Этот подход не является радикальным методом лечения, и у небольшого числа пациентов с ЛПВП заболевание продолжает прогрессировать и в конечном итоге они умирают от дыхательной недостаточности. По мере развития исследований патогенеза ЛПВП появляются новые подходы к его лечению. 1. терапия GM-CSF: GM-CSF является важным регулятором поверхностно-активных веществ легких, а мышиная модель дефицита GM-CSF позволяет предположить, что GM-CSF тесно связан с патогенезом ПАП. Эффективность GM-CSF в лечении PAP была продемонстрирована в двухэтапном проспективном исследовании за рубежом. На первом этапе, с 1995 по 1998 год, 14 пациентов с ЛПВП получали подкожное лечение ГМ-КСФ (в дозе 5µg/kg/day) в течение 6-12 недель, при этом среднее улучшение альвеолярно-артериального градиента кислорода ([A-a]D O2) составило 23,2 мм рт.ст. у 5 пациентов, а 4 пациента с ЛПВП, не ответивших на лечение, продолжали получать 20µg/kg/day. Во второй фазе исследования, проведенного в 1998 году, подкожный ГМ-КСФ вводился ежедневно в четырех случаях и доза постепенно увеличивалась до 12 недель, при этом трое из них показали значительную эффективность, а при оценке эффективности, проведенной после 16 недель лечения, их клинические симптомы, физиология и визуализация значительно улучшились, при этом [A-a]D O2 увеличился с начального уровня. Японские ученые также добились значительных результатов у 57-летней пациентки с идиопатическим ЛПВП, лечившейся ингаляциями ГМ-КСФ, с увеличением диффузионной способности, предполагая, что ГМ-КСФ действительно является эффективным методом лечения ЛПВП, несмотря на различные способы применения. 2. Плазмозамещение: плазмозамещение часто используется при лечении иммунных заболеваний. В настоящее время признано, что пациенты с идиопатическим ЛПВП имеют относительно высокие титры ГМ-КСФ-нейтрализующих аутоантител в плазме крови, которые влияют на функцию ГМ-КСФ. Bonfield et al. провели плазмообмен у пациента с PAP, у которого не удалось провести промывание всего легкого и терапию ГМ-КСФ. Титр антител к GM-CSF в плазме крови пациента составлял 1:6400, после 10 процедур плазмообмена в течение 2 месяцев титр антител к GM-CSF снизился до 1:400, клинические симптомы, визуализация грудной клетки и оксигенация значительно улучшились, а PaO2 на комнатном воздухе составил 75 мм рт. ст. 3. генная терапия: генная терапия используется в основном для пациентов с определенными генетическими дефектами. Пациенты с врожденным ЛПВП, имеющие дефицит поверхностно-активного белка B или мутации в гене β-цепи, общей рецепторной единицы GM-CSF/IL-3/IL-5, в будущем могут найти генную терапию в качестве эффективного варианта лечения. Применение аденовирусного вектора для трансфекции мышей с дефицитом GM-CSF геном GM-CSF и селективная экспрессия GM-CSF привели к повышению уровня альвеолярного белковоподобного вещества и облегчению симптомов. В эпителиальных клетках человека in vitro и у мышей in vivo ДНК, трансфецированная SP-B и SP-A, приводила к экспрессии соответствующего поверхностно активного белка, что позволяет предположить, что генная терапия может быть перспективным инструментом для эффективного лечения ЛПВП. 4. другие: Некоторые исследования показали, что трансплантация костного мозга у мышей с мутацией βc может обратить патологические изменения в легких, также сообщалось об успешных случаях трансплантации аллогенных гемопоэтических стволовых клеток при лечении некоторых вторичных ЛПВП, но эффективность вышеуказанных методов требует дальнейшей оценки и изучения. ЛПВП — редкое заболевание. Последние исследования показали, что наличие GM-CSF-нейтрализующих аутоантител у пациентов с идиопатическим ЛПВП позволило признать идиопатический ЛПВП аутоиммунным заболеванием, а влияние GM-CSF-нейтрализующих аутоантител на сигнальный путь GM-CSF и влияние дисфункции сигнальных молекул на патогенез ЛПВП станет направлением будущих исследований, что приведет к фундаментальным изменениям в стратегии лечения ЛПВП. Это приведет к фундаментальным изменениям в стратегии лечения ЛПВП.