Пищевая аллергия (ПА) - часто встречающаяся патологическая реакция иммунной системы на пищевые аллергены. Распространенность ПА варьирует в зависимости от возраста и пола пациентов, страны проживания и традиции в питании населения. Особенно она актуальна для детей раннего и дошкольного возраста [1-3].
В развитии воспалительных процессов желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) участвуют многочисленные внешние и внутренние факторы, при этом особое значение имеют состояние защитного барьера пищеварительной системы и состав кишечной микрофлоры [4-6]. Так, в ряде работ [7, 8] показано, что повреждение кишечного барьера и повышение его проницаемости играют ключевую роль в возникновении ПА. Несостоятельность кишечного барьера и повышенная проницаемость могут приводить к избыточному поступлению пищевых аллергенов и антигенов в кровь и способствовать развитию аллергической сенсибилизации [9, 10].
Установлено, что целостность кишечного барьера поддерживается комплексом межклеточных плотных контактов (tight junctions, TJ), состоящих из 4 трансмембранных белков (окклюдины, клаудины, молекулы адгезиии, трицеллюлин), которые предотвращают проникновение во внутреннюю среду организма антигенных белков и патогенов [1, 2]. На регуляцию TJ в ЖКТ влияет повышенный рост патогенной микрофлоры, который приводит к повреждению и нарушению микроциркуляции в слизистой оболочке, создавая условия для поступления пищевых антигенов в кровь, усиливая при этом сенсибилизацию организма и пищевую гиперчувствительность ребенка [11].
Важную роль в регуляции TJ и поддержании барьерной функции кишечника играет белок зонулин. Этот протеин, имеющий молекулярную массу 47 кДа, локализуется в апикальной зоне кишечного эндотелия, где формирует плотные межклеточные соединения. Зонулин выполняет защитную функцию, предотвращая проникновение крупных молекул (свыше 500 кДа) во внутреннюю среду организма и обеспечивая сохранность кишечного барьера [12]. Согласно экспериментальным данным, рост уровня зонулина коррелирует с усилением кишечной проницаемости [13, 14].
Для оценки состояния TJ могут быть использованы специальные биомаркеры, отражающие степень целостности кишечного эпителия и позволяющие диагностировать патологические изменения в ЖКТ. Поэтому поиск информативных и неинвазивных маркеров, характеризующих барьерную функцию кишечника и его проницаемость, является перспективным для педиатрической практики.
Несостоятельность кишечного барьера тесно связана с воспалением слизистой оболочки ЖКТ, которое возникает в ответ на избыточное поступление макромолекул и патогенов во внутреннюю среду организма. Важным механизмом регуляции воспалительного процесса в ЖКТ является миграция лейкоцитов в кишечную стенку. При этом биологические маркеры, образующиеся в результате деструкции этих иммунных клеток, могут быть идентифицированы в фекалиях. Поэтому для оценки воспаления кишечника используются такие маркеры, как фекальный кальпротектин, эозинофильный нейротоксин, а также эозинофильный катионный белок.
Кальпротектин - специфический белковый маркер, продуцируемый активированными нейтрофилами кишечной слизистой оболочки. Повышенная концентрация данного белка в биологических средах является достоверным индикатором активного нейтрофил-опосредованного воспалительного процесса в кишечной стенке.
Эозинофильный нейротоксин - один из белков цитоплазматических гранул эозинофильных лейкоцитов, высвобождается активированными эозинофилами, участвует в противовирусной, противогельминтной защите, стимуляции иммунного ответа на чужеродные антигены.
Эозинофильный катионный белок является одним из основных медиаторов эозинофилов, высвобождаемых из их гранул в ответ на воздействие аллергенов.
Цель данного исследования - определение диагностической и патогенетической значимости маркеров повышенной проницаемости и воспаления кишечника у детей с ПА.
Материал и методы
Клиническое исследование было организовано на базе отделения аллергологии и диетотерапии ФГБУН "ФИЦ питания и биотехнологии" в соответствии с утвержденным протоколом. В исследование включали детей дошкольного возраста (3-7 лет) с подтвержденным диагнозом ПА при наличии письменного информированного согласия родителей или опекунов.
Критерии исключения пациентов
- Отсутствие информированного согласия.
- Тяжелые сопутствующие заболевания различных систем (нервной, эндокринной, сердечно-сосудистой, мочевыделительной, гепатобилиарной и др.).
- Хронические инфекционные процессы.
- Острые фазы любых заболеваний.
- Участие в других клинических исследованиях.
Таким образом, в итоговую выборку вошли 45 детей с ПА, основным клиническим проявлением которой служил атопический дерматит (АтД). Обострения кожного процесса четко коррелировали с употреблением высокоаллергенных продуктов: молока, яиц, рыбы, морепродуктов и орехов. Диагноз ПА верифицировали на основании семейного аллергологического анамнеза, данных пищевого дневника с выявленной связью между приемом аллергенов и клинической симптоматикой, положительного эффекта элиминационной диеты.
Для объективной оценки выраженности кожных проявлений применяли международную шкалу SCORAD (Consensus Report of the European Task Force on Atopic Dermatitis, 1993).
Возраст детей варьировал от 3 до 7 лет. Мальчиков было 28, девочек - 17. Группу сравнения составили 20 практически здоровых детей (8 мальчиков и 12 девочек), проходивших плановый осмотр. Все дети группы сравнения не имели аллергопатологии и хронических заболеваний ЖКТ на момент обследования, что было подтверждено клинико-анамнестическими данными и лабораторными исследованиями.
Кроме общепринятых стандартных клинико-лабораторных исследований, в копрофильтратах определяли концентрацию зонулина, кальпротектина, эозинофильного нейротоксина и секреторного IgA, в сыворотке крови - эозинофильного катионного белка.
Концентрацию зонулина и эозинофильного нейротоксина определяли с помощью иммуноферментного анализа (ИФА) с использованием, соответственно, тест-систем Zonulin ELISA и EDN ELISA (Immundiagnostik AG, Германия), фекального кальпротектина - с помощью реактивов BUHLMANN fCAL ELISA Calprotectin (BUHLMANN Laboratories AG). Определение секреторного IgA в кале проводили с помощью твердофазного хромогенного ИФА с использованием коммерческого набора ("Вектор-Бест", РФ) на анализаторе Bio-Rad (США). Эозинофильный катионный белок в сыворотке крови выявляли методом твердофазного хемилюминесцентного анализа.
Комитетом по этике ФГБУН "ФИЦ питания и биотехнологии" одобрены материалы проводимого исследования (протокол № 7 от 16.12.2024). Перед исследованием получено информированное согласие родителей или опекунов пациента.
Статистический анализ проводили с использованием пакета Statistica 10.0 (Windows). Характер распределения количественных переменных оценивали с помощью критериев Колмогорова-Смирнова и Пирсона (χ²). В зависимости от типа распределения данных применяли параметрический критерий Стьюдента (t-тест) для нормально распределенных показателей и непараметрический U-критерий Манна-Уитни при отклонении от нормального распределения. Результаты представлены в виде среднего арифметического и стандартной ошибки среднего (M±m) для параметрических данных, медианы (Ме) с указанием 25-го (Q1) и 75-го (Q3) квартилей для непараметрических показателей. Корреляционный анализ выполнен с использованием рангового коэффициента Спирмена. Статистически значимыми считали различия при уровне доверительной вероятности p<0,05.
Результаты и обсуждение
Под наблюдением находились 45 пациентов с АтД, ассоциированным с ПА, в возрасте от 3 до 7 лет. Распределение детей по тяжести заболевания было следующим: 26 (57,8%) детей с легким течением, индекс SCORAD составил 38,14±2,63 балла; 19 (42,2%) детей - со среднетяжелым, индекс SCORAD 58,03±1,43 балла.
По данным аллергологического анамнеза наследственная предрасположенность по аллергическим заболеваниям была выявлена у 38 (84,4%) детей. Из них у 18 (47,4%) детей семейный анамнез отягощен по линии обоих родителей, у 14 (36,8%) - по линии отца, у 6 (15,8%) - по линии матери. У родственников обследованных детей наиболее часто регистрировались такие аллергические заболевания, как поллиноз - у 14 (36,8%), АтД - у 7 (15,6%), ПА - у 3 (7,9%), бронхиальная астма - у 4 (10,5%), аллергический ринит - у 10 (26,3%).
По данным анамнеза, дебют заболевания у 42 (93,3%) детей приходился на первый год жизни. Причиной первых клинических проявлений у 18 (42,2%) детей было нарушение диеты матери на фоне грудного вскармливания, у 15 (33,3%) - на введение адаптированных молочных смесей, а у 12 (26,7%) - при употреблении прикорма.
При исследовании общего IgE в сыворотке крови у всех пациентов были обнаружены уровни выше нормативных значений (р<0,001). Они составляли 273,9 [157,2; 597,2] МЕ/мл при норме <100 МЕ/мл. Отмечено статистически значимое повышение относительного количества эозинофилов в крови: 6,90±1,15% при норме 4,35±0,83% (р<0,05). Высокие значения общего IgE и эозинофилов в крови свидетельствуют о ведущей роли IgE-опосредованных реакций у пациентов с АтД, ассоциированным с ПА.
Сравнительный анализ уровней сывороточных иммуноглобулинов (IgA, IgM, IgG) у детей разных групп не показал статистически значимых различий (p>0,05; табл. 1). Полученные значения всех исследуемых иммуноглобулинов находились в пределах возрастной нормы, что свидетельствует об отсутствии признаков недостаточности гуморального иммунного ответа у детей обеих групп.
)
Секреторный IgA играет ключевую роль в системе мукозального иммунитета, выполняя важные защитные функции. Этот специфический иммуноглобулин синтезируется плазматическими клетками лимфоидной ткани, ассоциированной со слизистыми оболочками (MALT-система), обеспечивает первую линию иммунной защиты и формирует иммунный барьер. Концентрация секреторного IgA в кале была статистически значимо ниже у пациентов с ПА, чем в группе сравнения, составив 32,3 [1,66; 50,7] против 61,4±3,2 мкг/г (р<0,05).
Формирование ПА в значительной мере связано с вовлечением в патологический процесс ЖКТ, слизистая оболочка которого является местом первого воздействия контакта с различными макромолекулами, в том числе пищевого происхождения. При этом нарушенное состояние кишечного барьера и его проницаемость играют ключевую роль в механизмах формирования оральной толерантности и развитии ПА [12]. Повышенная проницаемость кишечника тесно связана с воспалительным процессом и состоянием мукозального иммунитета (sIgA) в слизистой оболочке ЖКТ. Ее развитие может быть обусловлено воздействием высокомолекулярных пищевых аллергенов.
Считается, что одним из биомаркеров повышенной проницаемости кишечного барьера является белок зонулин, который отвечает за контроль прохождения жидкости, микроорганизмов, антигенов и иммунных клеток через кишечную стенку. Его повышенное содержание может способствовать чрезмерному поступлению антигенов в слизистую оболочку кишечника и приводить к еще большей проницаемости и снижению барьерной функции [12].
В рамках исследования проведена оценка состояния кишечного барьера у детей с использованием инновационного неинвазивного метода - определения уровня зонулина в фекалиях (табл. 2).
)
Согласно данным, представленным в табл. 2, у пациентов с легкой формой заболевания уровни фекального зонулина находились в пределах референсных значений, в то время как у пациентов со среднетяжелым течением выявлены его более высокие концентрации (p<0,05). Повышенное содержание зонулина в копрофильтратах свидетельствует о нарушении барьерной функции кишечника у пациентов со среднетяжелым течением заболевания.
Фекальный кальпротектин представляет собой высокоинформативный неинвазивный биомаркер, объективно отражающий интенсивность воспалительного процесса в кишечной слизистой оболочке. Этот кальций-связывающий белок, входящий в состав нейтрофилов, составляет до 60% всех растворимых белков их цитозоля. Также он выявляется в других типах иммунных клеток, таких как моноциты, макрофаги и эозинофилы, преимущественно в тканях подвздошной кишки [12]. Его физиологическая роль заключается в реализации важных защитных механизмов: при активации или гибели иммунокомпетентных клеток кальпротектин высвобождается в окружающие ткани, где проявляет выраженные антимикробные свойства; осуществляет иммуномодулирующее воздействие, регулируя миграцию лейкоцитов в очаг воспаления, и демонстрирует антипролиферативный эффект, контролируя избыточное клеточное деление [15, 16].
Воспаление в кишечнике изучали с помощью определения кальпротектина и эозинофильного нейротоксина в кале, а также эозинофильного катионного белка в сыворотке крови (табл. 3).
)
Содержание фекального кальпротектина в копрофильтрате у всех обследованных пациентов не отличалось от значений у детей из группы сравнения (р>0,05). В то же время у пациентов с ПА содержание эозинофильного нейротоксина в кале и концентрация эозинофильного катионного белка в сыворотке крови превышали показатели детей из группы сравнения, что подтверждает эозинофильный характер воспаления.
Заключение
Пищевая аллергия представляет собой заболевание со сложным патогенезом и разнообразной клинической симптоматикой. В ходе проведенного исследования основным диагностическим критерием ПА выступал АтД, течение которого ухудшалось при употреблении продуктов с высоким аллергенным потенциалом. Выявленные изменения иммунологических показателей, включая повышенные концентрации общего IgЕ и эозинофильного катионного белка в сыворотке крови, а также увеличенное содержание эозинофильного нейротоксина в фекалиях, свидетельствуют о преобладании IgE-зависимых реакций и активации эозинофильного звена воспаления в кишечной стенке. Сниженные значения секреторного IgА отражают дисфункцию местных иммунных механизмов защиты слизистых оболочек. У пациентов с умеренной степенью тяжести заболевания обнаружено увеличение уровня зонулина в кале, что свидетельствует о повреждении целостности кишечного барьера. При этом нормальные показатели фекального кальпротектина исключают значительное участие нейтрофильного компонента в воспалительном процессе.
Таким образом, современные биохимические методы, включающие определение зонулина, эозинофильного нейротоксина, эозинофильного катионного белка и кальпротектина, позволяют объективно оценивать состояние кишечной проницаемости и характер воспалительного процесса при аллергических заболеваниях. Для оптимальной диагностики и контроля терапии рекомендуется комплексное использование этих биомаркеров, что дает возможность точно определять характер воспалительных изменений, подбирать адекватное лечение и мониторировать его эффективность.