Этиология сахарного диабета типа 1

фото Этиология сахарного диабета типа 1
Выше уже указывалось, что больные спонтанным сахарным диабетом представляют гетерогенную группу. Эта гетерогенность проявляется не только особенностями клинического течения заболевания, но и разнообразием факторов (наследственность, вирусные инфекции, аутоиммунность, переедание и др.), участвующих в сложных механизмах развития заболевания.

Для сахарного диабета типа I характерна сезонность заболеваемости. Увеличение заболеваемости приходится на осенние и зимние месяцы с пиком в октябре и январе. Минимум новых случаев диабета отмечается в июне и июле. Максимум заболеваемости сахарным диабетом у детей приходится на возраст 5 и 11 лет, что, очевидно, связано с возможностью воздействия различных вирусных заболеваний на триггирование процессов, приводящих к развитие диабета. В настоящее время считается, что у животных развитию сахарного диабета способствуют вирус энцефаломиокардита, Коксаки, менговирус типа 2, реовирус типа I и II, вирус краснухи. У человека в патогенезе сахарного диабета типа 1, возможно, принимают участие следующие вирусы: вирус Коксаки ВЗ и В4, реовирус типа III, вирус паротита, цитомегаловирус и вирус врожденной краснухи. Если об участии в патогенезе сахарного диабета типа 1 перечисленных вирусов имеются отдельные публикации, ставящие под сомнение их непосредственную роль, то в недавно опубликованной работе В. Conrad и соавт. (1997) выделенный эндогенный ретровирус рассматривается как суперантиген, достоверно сочетающийся с сахарным диабетом типа 1.


Участие других вирусов (вирус гепатита и др.) в возникновении диабета имеет меньшее значение, если вовсе не имеет. Не исключается, что сочетание сахарного диабета с различными вирусными заболеваниями может быть случайным или вирусная инфекция триггирует иммунные механизмы развития диабета при участии индукции различных цитокинов (см. в разделе "Патогенез сахарного диабета"), или вирусы первично инициируют усиление апоптоза B-клеток у лиц с генетической предрасположенностью к такому повреждению, или триггируют гипергликемию у тех лиц, у которых основное количество 0-клеток было уже до этого разрушено медленнопротекающим аутоиммунным процессом. Как правило, между вирусным заболеванием и началом диабета проходит определенный срок.

Однако патогенетическая роль вирусной инфекции в возникновении диабета находит свое подтверждение и в экспериментальных исследованиях. Показана возможность развития диабета у мышей после заражения их вирусом энцефаломиокардита М. Иммунофлюоресцентные исследования поджелудочной железы выявили наличие вирусов в ее островках, и была установлена зависимость проявлений диабета от количества некротизированных р-клеток. Однако, как показали дальнейшие исследования, более важным условием в развитии диабета в таких случаях является генетическая предрасположенность различных компонентов островкового аппарата к повреждению вирусной инфекцией. У определенных генетически предрасположенных к диабету линий животных инокуляция вируса энцефаломиокардита М приводила к гипергликемии уже в острой фазе заболевания, тогда как у другой линии экспериментальных животных нарушения углеводного обмена под влиянием вирусной инфекции развивались менее регулярно.

Инокуляция вируса Коксаки В4 у мышей приводит к инсулиту, и в течение первых 5 дней отмечается снижение уровня сахара в крови вследствие высвобождения инсулина из дегенеративно-измененных р-клеток.


В последующие 2 нед содержание сахара в крови повышается до уровня, наблюдаемого у животных с экспериментальным диабетом. В островках Лангерганса у таких животных выявляется лимфатическая инфильтрация. Более того, определение антител к вирусу Коксаки В4 в сыворотке крови больных диабетом типа 1 показало, что в 87 % случаев при манифестации диабета выявляются высокие титры, тогда как в группе лиц пожилого возраста, не страдающих диабетом, антитела к вирусу Коксаки В4 обнаруживались лишь у 65 % из них. Описана возможность участия вируса Коксаки В4 в развитии диабета у человека. J. Yoon и др. (1979) из поджелудочной железы мальчика, умершего вскоре после манифестации диабета, изолировали вирус Коксаки В4, который при инокуляции мышам привел к развитию у них диабета, причем указанный вирусный антиген был обнаружен в некротизированных B-клетках поджелудочной железы подопытных животных.

Отмечено, что через 1—2 года после эпидемии эпидемического паротита увеличивается число впервые выявленных случаев диабета у детей, а у некоторых больных уже в период заболевания эпидемическим паротитом могут появляться нарушения углеводного обмена вплоть до диабета и даже с кетоацидозом. Врожденная краснуха и вирусный гепатит нередко предшествуют развитию сахарного диабета типа 1. В связи с этим высказывалось предположение, что вирусная инфекция может быть причиной поражения поджелудочной железы в виде инсулита, лимфатической ее инфильтрацией с последующей деструкцией островков Лангерганса.


Возможно, что вирусная инфекция оказывает повреждающее действие на мембрану В-клеток, приводя к ее деструкции или изменяя антигенные свой ства мембраны, и "включает" механизмы, осуществляющие аутоимммунные реакции, вызывая повреждение В-клеток и ин сулиновую недостаточность.

Возможно также, что вирусповреждающему действию предшествует повреждение мембраны В-клеток различными химическими веществами в незначительных концентрациях. У лиц с нарушенными репаративными процессами субпороговые концентрации токсичных веществ облегчают последующее влияние вирусной инфекции на инициирование аутоиммунных механизмов развития заболевания. Проведенные в некоторых странах эпидемиологические исследования показывают, что искусственное питание новорожденных с использованием различных смесей, содержащих коровье молоко, может быть одним из внешних факторов, ведущих к индукции аутоиммунного процесса и развитию сахарного диабета типа 1. Одним из первых таких сообщений была ра бота К. Borch-Johnsen и соавт. (1984), показавших, что в северных европейских странах (Норвегия, Швеция) существуют обратные корреляционные взаимоотношения между заболеваемостью сахарным диабетом типа 1 и грудным кормлением но ворожденных. Н. С. Gerstein (1994), используя мета-анализ ранее опубликованных данных, установил слабую, но статистически достоверную зависимость между частотой развития са харного диабета типа 1 и длительностью грудного кормления в течение менее 3 мес. Однако последующие исследования М.


J. Во dington и соавт. (1994) и J. М. Norris и соавт. (1996) не смогли выявить взаимосвязи между частотой развития сахарного диабета типа 1 и искусственным кормлением в раннем детском возрасте. Одной из работ, в которой приведены убедительные данные в пользу положительных корреляций между употребле нием коровьего молока и частотой сахарного диабета типа 1, является исследование, проведенное в 9 районах Италии. Было установлено: если употребление коровьего молока является значительным фактором риска развития са харного диабета типа 1, то производные молока (сыр) не являются диабетогенными. Исследования, направленные на идентификацию антигенов, содержащихся в коровьем молоке и участвующих в инициации аутоиммунных процессов, показали, что таким кандидатом может быть пептид бычьего сывороточ ного альбумина, состоящий из 17 аминокислотных остатков (так называемый белок ABBOS). Антитела к этому фрагменту бычьего альбумина выявляются в сыворотке крови у многих больных сахарным диабетом типа 1. Эти антитела дают перекрестную реакцию с белком с мол. м. 69 ООО, который содержится в лизатах островковых клеток поджелудочной железы. На основании этих данных можно предположить, что применение коровьего молока у новорожденных или в раннем детском возрасте может быть одним из факторов, инициирующих аутоиммунные процессы. В этом период различные белки, в том числе белки бычьего альбумина, содержащиеся в коровьем молоке, способны проходить через слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта и поступать в кровообращение ребенка, вызывая сенсибилизацию лимфоцитов и приводя к активации клеточного и гуморального иммунного ответа.


Образующиеся при этом антитела к белку ABBOS имеют перекрестную реакции с белком островков поджелудочной железы, имеющим мол. м. 69 ООО. Исследования Alting и соавт. (1997) подтверждают возможность пассажа фрагмента бычьего альбумина (белок ABBOS) через слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта, и небольшая частично деградированная часть этого белка взаимодействует с соответствующими антителами, циркулирующими в сыворотке крови больных сахарным диабетом типа 1. Однако это предположение разделяется не всеми исследователями.

Помимо антител к белку ABBOS, в сыворотке крови больных сахарным диабетом обнаруживаются антитела к В-лактоглобулину, который является также белком коровьего молока и который, как считают G. Dahlquist и соавт. (1992) и О. Vaarala и соавт. (1996), также может быть фактором риска развития сахарного диабета типа 1 у новорожденных, получающих коровье молоко. Этими исследователями показано, что клеточный ответ к р-лактоглобулину не требует наличия в организме больного соответствующих генов системы HLA, участвующих в иммунном ответе. Повышенное содержание антител к В-лактоглобулину выявляется и у больных, не имеющих цитоплазматических антител, наличие которых не зависит от приема коровьего молока в период новорожденности.

В последние годы появились наблюдения, что В-казеин, на долю которого приходится большая часть белков коровьего молока, также может принимать участие в механизмах патогенеза сахарного диабета типа 1. Этот белок состоит из 4 фракций (а-, В-, у- и х-фракции). Человеческий и бычий В-казеин имеет 70% гомологичной и 30% идентичной последовательности аминокислотных остатков. Как показали исследования М. G. Са-vallo и соавт. (1996), у больных сахарным диабетом типа 1 выявляется специфический клеточно-опосредованный иммунный ответ к этому белку. Более того, имеется определенная гомология в последовательности аминокислот между бычьим В-казеином и несколькими белками В-клеток поджелудочной железы (белок с мол. м. 69 ООО, карбоксипептидаза и ГЛЮТ-2), которые, как показывают работы последних лет, являются аутоантигенами при сахарном диабете типа 1.

Таким образом, коровье молоко может быть одним из внешних факторов, участвующих в патогенезе сахарного диабета типа 1. Если по поводу бычьего альбумина имеются неоднозначные предположения и доказательства его прямого участия в патогенезе сахарного диабета, то в отношении В-казеина имеются более убедительные доказательства его значимости в патогенезе сахарного диабета типа 1. Компоненты коровьего молока способны вызывать активирование аутореактивных Т-лимфоцитов, участвующих в патогенезе диабета. При наследственной предрасположенности к диабету внешние факторы (инфекции, компоненты коровьего молока) играют разрешающую роль в развитии инсулиновой недостаточности и клинических проявлений диабета. Другие возможные внешние факторы, участвующие в патогенезе сахарного диабета, можно разделить на следующие группы:
а) лекарства, химикалии и другие вещества (вакор, пентимидин, аллоксан, стрептозотоцин и др.);
б) компоненты диеты (белок говяжьего альбумина, содержащийся в коровьем молоке и поступающий в организм ребенка при искусственном кормлении, копченая баранина и другие копченые продукты, содержащие N-нитрозосоединения).
Перечисленные внешние факторы, возможно, участвуют в патогенезе сахарного диабета типа 1 посредством:
• прямого токсического влияния на В-клетки;
• триггирования или инициации аутоиммунной реакции к белкам В-клеток;
• повышения чувствительности В-клеток к повреждению;
• повышения потребности организма в инсулине, при невозможности достаточной его секреции из-за повреждения В-клеток.

Аутоиммунные нарушения. По многочисленным данным, сахарный диабет типа 1 имеет многочисленные признаки, позволяющие отнести это заболевание к аутоиммунным:
• частое сочетание диабета с другими заболеваниями аутоиммунной природы, при которых доказано наличие аутоантител (аутоиммунный тироидит, диффузный ток сический зоб, пернициозная анемия, болезнь Адцисона и др-);
• наличие инсулита у больных, умерших вскоре после начала диабета;
• выявление у больных сахарным диабетом типа 1 антител к антигенам островков поджелудочной железы и нарушения клеточно-опосредованного иммунитета по данным теста угнетения миграции лейкоцитов.

Сахарный диабет типа 1 сочетается более чем с 20 различными наследственными заболеваниями, многие из которых относятся к эндокринным или неэндокринным аутоиммунным заболеваниям. Это позволило выделить как самостоятельную клинически очерченную группу заболеваний, объединенных в так называемый аутоиммунный полиэндокринный синдром (АПС) который в свою очередь подразделяется на АПС 1-го и 2-го типа. Аутосомный локус, связанный с предрасположенностью к АПС 1, находится на длинном плече 21-й хромосомы. АПС 1 обычно встречается у детей и включает гипопаратироз (82%), кандидоз слизистых оболочек и кожи (73%), болезнь Адцисона (67%), гипогонадизм (17%), пернициозную анемию (13%), хронический активный гепатит (13%), витилиго (8%), сахарный диабет типа 1, как правило, не сочетающийся с характерными генами HLA (5%). АПС 2 включает болезнь Адцисона (100%), гипертироз (69%), гипотироз (69%), сахарный диабет типа 1, как правило, сочетающийся с HLA DR3 и DR4; витилиго (4,5%), гипогонацизм (3,5%) и изредка — пернициозную анемию. У 10% больных сахарным диабетом типа 1 выявляются аутоантитела к кишечной трансглутаминазе [Dietrich W. et al., 1997], которая рассматривается как аутоантиген при целиакии. Высокий титр антител к трансглютаминазе коррелирует с целиакией даже при асимптоматическом ее течении, диагноз которой был подтвержден биопсией.

У 15% больных с идиопатической хронической недостаточностью надпочечников (болезнь Адцисона) и у 7—10% больных с аутоиммунными заболеваниями щитовидной железы развивается сахарный диабет типа 1. Это в 30—50 раз чаще, чем в здоровой популяции. У больных, страдающих диабетом типа 1, другие эндокринные аутоиммунные заболевания встречаются в 4—5 раз чаще по сравнению с лицами, не страцающими диабетом. Исслецования послецних лет показали, что болезнь Адцисона сочетается с теми же гаплотипами генов системы HLA: DR3 (DQAP0501-DQB1*0201) и HLA DR4 (DQA1*0301-DQB1*0302), что и сахарный циабет типа 1. Кроме того, у 1,6% больных сахарным диабетом типа 1 выявляются антитела к 21-гидроксилазе, что свидетельствует о скрытой надпочечниковой недостаточности. В поджелудочной железе детей, умерших вскоре после развития у них диабета, обнаруживаются явления инсулита: инфильтрация лимфоцитами и плазматическими клетками, избыточное количество гистиоцитов и полиморфно-ядерных лейкоцитов.

Инсулиты выявляются в поджелудочной железе лиц не только молодого, но и более старшего возраста, страдающих сахарным диабетом типа 1. В поджелудочной железе у больных сахарным диабетом типа 2 инсулиты не наблюдаются. Помимо этого, размеры поджелудочной железы больных сахарным диабетом типа 1 меньше, чем у лиц того же возраста, но без диабета, а иногда выявляется интерстициальный фиброз умеренной степени выраженности. Атрофические процессы в поджелудочной железе умеренные, но в большей степени выражены в ее хвостовой части, где преимущественно обнаруживаются а-клетки и остаточное количество р-клеток, тогда как в головке поджелудочной железы при этом выявляются РР-клетки и остаточное количество р-клеток. Как показали исследования P. Dandona и соавт. (1978) и Y. Foo и соавт. (1980), у больных сахарным диабетом типа 1 уже с периода манифестации заболевания снижен уровень трипсина и изоамилазы в сыворотке крови. Это позволило предположить, что содержание указанных ферментов внешнесекреторной части поджелудочной железы отражает объем поджелудочной железы и ее атрофия является результатом внутрипанкреатической недостаточности инсулина.

Морфометрическое изучение клеточного состава островков поджелудочной железы, проведенное J. Rahier и соавт. (1983), показало, что у больных сахарным диабетом типа 1 отмечается резкое уменьшение количества эндокринных клеток островка. Так, общая масса эндокринных клеток (а+В+b+РР) составляет 413 мг (в контроле 1395 мг): а-клеток — 150 мг (в контроле 230 мг); B-клеток — 0 (в контроле 830 мг); b-клеток — 97 мг (в контроле 125 мг); РР-клеток — 166 мг (в контроле 190 мг). В связи с уменьшением или полным отсутствием в островках р-клеток (основной клеточной массы островка, в норме 75% клеток островка приходится на B-клетки) такие островки значительно уменьшены в размерах, что позволило W. Gepts (1965) назвать их псевдоатрофическими и, вероятно, более правильно — инсулиндефицитными. Изучая морфологию поджелудочной железы больных сахарным диабетом типа 1, смерть которых наступила менее чем через 1 год от начала заболевания, W. Gepts (1965), А. К. Foulis и соавт. (1986) показали гетерогенность поражения эндокринной части поджелудочной железы. Около 70% островков являются инсулинодефицитными и не отличаются от таковых, выявляемых у больных, страдавших сахарным диабетом типа 1 в течение нескольких лет. Оставшаяся часть островков содержит резидуальные B-клетки, которые не отличаются от нормы. В определенной части таких инсулинсодержащих островков находят явления хронической воспалительной инфильтрации, что позволило предложить термин "инсулиты". Интересно, что инсулиты выявляются в инсулинпродуцирующих островках в 20 раз чаще по сравнению с инсулиндефицитными островками. Инсулиты представлены следующими клетками: Т-лимфоцитами, В-лимфоцитами, макрофагами и естественными киллерами (NK-клетки). Наибольшее количество клеток являются Т-лимфоцитами: CD8+- (цитотоксические/супрессоры) и CD4+-клетками. Уникальной в этом плане является работа А. К. Foulis (1987). Изучая поджелудочную железу больных сахарным диабетом типа 1, смерть которых наступила вскоре после манифестации заболевания, автор в 80% случаев обнаружил явления инсулита. Интенсивность деструктивных процессов в островках поджелудочной железы, приводящая к уменьшению или полному изчезновению р-клеток, различна. Так, поданным A. Mustonen и соавт. (1984), остаточная функция B-клеток выявляется у больных сахарным диабетом типа 1 спустя 2 года от начала заболевания.

Изучение реакции угнетения миграции лейкоцитов показывает, что у 50—54% больных, страдающих сахарным диабетом типа 1, эта реакция положительна. По мере увеличения срока от начала заболевания интенсивность этой реакции снижается, что указывает на почти полную деструкцию B-клеток с исчезновением явлений инсулита. Антитела к антигенам островков поджелудочной железы выявляются у 50—90% больных сахарным диабетом типа 1 при его манифестации, тогда как в группе здоровых лиц они обнаруживаются лишь у 0,5% обследованных. В то же время среди больных, страдающих сахарным диабетом типа 2 и получающих для компенсации нарушенного углеводного обмена пероральные сахароснижающие средства, антитела к антигенам островков поджелудочной железы выявлены у 8% обследованных, однако при прогрессирующих вариантах заболевания процент больных с наличием антител может увеличиваться до 20. Такие антитела отсутствуют у больных, страдающих раком поджелудочной железы, острым панкреатитом, желчнокаменной болезнью.


Более того, антитела островков поджелудочной железы обнаруживаются не только при явном заболевании, но и у родственников больных, причем наиболее часто у тех, кто имеет идентичные гены системы HLA. Аутоантитела к антигенам островков поджелудочной железы являются иммуноглобулинами класса G. Следует указать, что при диабете типа 1 антитела IgM или IgA не находят даже в случаях остро развившегося заболевания. Антитела к антигенам островка поджелудочной железы не являются специфичными только к антигенам B-клеток, хотя и имеется незначительная перекрестная реакция между ними. Другая особенность антител к антигенам островка поджелудочной железы — закономерное снижение их количества по мере удлинения срока от начала развития диабета типа 1. Если в первые месяцы от начала заболевания антитела выявляются у 70— 90% обследованных, то через 1—2 года от начала болезни — лишь у 20 %. С момента проведения первых исследований, показавших, что сахарный диабет типа 1 характеризуется наличием аутоантител к антигенам островка поджелудочной железы, в частности цитоплазматических (IСА) и клеточно-поверхностных (ICSA), установлена характерная поликлональная активация их образования при этом. Помимо указанных антител, при диабете типа 1 в сыворотке крови выявляются и другие антитела к антигенам островка поджелудочной железы: цитотоксические, к инсулину, проинсулину и к глутаматдекарбоксилазе. У больных, страдающих сахарным диабетом типа 1, в сыворотке крови также определяются органоспецифические аутоантитела: к тироглобулину, пероксидазе щитовидной железы, париетальным клеткам желудка, внутреннему фактору Кастла, клеткам коры надпочечника, антилимфоцитотоксические, ктубулину, активину, иммуноглобулинам (IgG Ab), а также и неорганоспецифические аутоантитела: антиядерные, к гладкомышечным волокнам, фибробластам, ретикулярные и митохондриальные, а при лечении инсулином — антитела к экзогенному инсулину, глюкагону, соматостатину, панкреатическому полипептиду.

Длительное время существующие методики позволяли определять в сыворотке крови больных сахарным диабетом лишь два вида антител к антигенам островков поджелудочной железы: антитела к клеточно-поверхностному антигену островков (ICSA) и цитоплазматические антитела (ICA). Цитоплазматические антитела к антигенам островков поджелудочной железы определяются методом непрямой иммунофлюоресценции с использованием ткани поджелудочной железы человека с 0(1) группой крови. В группе практически здоровых лиц цитоплазматические антитела выявляются в среднем у 0,01% обследованных, тогда как среди страдающих диабетом типа 1 они обнаруживаются у 60—70% больных в течение нескольких недель после начала заболевания. В дальнейшем процент больных, имеющих этот вид антител, уменьшается до 20—40, и через 15—20 лет от начала заболевания цитоплазматические антитела выявляются лишь у 5% больных сахарным диабетом типа 1, причем почти все больные имеют антиген HLA-B8. У больных сахарным диабетом типа 2 частота выявления этих аутоантител не отличается от того же показателя контрольной группы.

Таким образом, цитоплазматические антитела к антигенам островков поджелудочной железы являются своего рода маркером сахарного диабета типа 1. Появление таких антител у лиц с нарушенной толерантностью к глюкозе или у страдающих сахарным диабетом типа 2 указывает на возможность развития у них сахарного диабета типа 1. Применяемые в настоящее время методы исследования позволяют, помимо цитоплазматических и клеточно-поверхностных аутоантител, определять в сыворотке крови больных сахарным диабетом типа 1 и другие антитела, к которым относятся клеточно-специфические антитела к B-клеткам; цитотоксические антитела к глутаматдекарбоксилазе, инсулину, проинсулину и антитела к тирозинфосфатазам (IA-2A и 1A-2(J). В сыворотке крови больных, страдающих сахарным диабетом типа 1, кроме перечисленных аутоантител к антигенам островка поджелудочной железы, определяются антитела к другим антигенам.

Органоспецифические антитела:
• к рецептору инсулина — у 45,4% больных (в контроле 0);
• к тироглобулину — у 6—9,5% (в контроле 2%);
• к тироидной пероксидазе — у 8% (в контроле 2%)
• к Н+- и К+-АТФазе — у 3% (в контроле 0,3%);
• к фактору Кастла — у 4% (в контроле 0,3%);
• к тубулину — у 46% (в контроле 0);
• к актину — у 12% (в контроле 0);
• к иммуноглобулину (IgG Ab) — у 80% (в контроле 10%);
• к париетальным клеткам желудка — у 19% (в контроле 9%);
• к коре надпочечника — у 2% (в контроле 0);
• антилимфоцитотоксические антитела — у 19% (в контроле 4%).

Неорганоспецифические антитела:
• антиядерные антитела — нет различия;
• антитела к гладкомышечным волокнам — нет различия;
• ретикулярные антитела — нет различия;
• митохондриальные антитела — нет различия.

Антитела, возникающие вследствие лечения инсулином животного происхождения:
• антитела к инсулину — у 90% (в контроле 0);
• антитела к глюкагону — у 10—15% (в контроле 0);
• антитела к соматостатину — у 5—10% (в контроле 0);
• антитела к панкреатическому полипептиду — у 50—80% (в контроле 0).

О наличии аутоантител к различным органоспецифическим антигенам свидетельствует обнаружение иммунных комплексов в сыворотке крови больных на различных стадиях естественного течения диабета. Они выявлены у 14% лиц с нарушенной толерантностью к глюкозе, у 27,3% больных с длительностью диабета меньше 1 года, у 13,9% — с продолжительностью заболевания 1 год и более. У здоровых детей иммунные комплексы в сыворотке крови не определялись. Еще в первых исследованиях, посвященных иммунологическим аспектам сахарного диабета типа I, было показано, что, помимо цитоплазматических антител, у этих больных выявляются и антитела к тканям надпочечника, которые встречаются почти в 30 раз чаще, чем у лиц без сахарного диабета, причем цитоплазматическая иммунофлюоресценция определялась во всех островковых клетках и соответствующий антиген выявлялся в а-, р- и 8-клетках. Эти антитела не адсорбируются инсулином, глюкагоном или соматостатином. В период манифестации заболевания такие антитела обнаруживают в титре 1:2 — 1:128 у 74—97% больных, по мере увеличения продолжительности диабета титр снижается, и после 3 лет болезни антитела определяются лишь у 20%, а через 10—20 лет — у 5% больных. При сахарном диабете типа 1, сочетающемся с полиэндокринным аутоиммунным синдромом, титр таких антител остается стабильным на протяжении нескольких лет.

Приблизительно у 55% больных, имеющих аутоантитела к клеткам островка поджелудочной железы, наблюдается способность антител фиксировать комплемент, что связано с наличием IgG2, IgG3, IgG4. Так, M. В. Gomes и соавт. (1991) указывают, что цитоплазматические антитела в сыворотке крови обнаруживались у 33,3%, а комплементфиксирующие цитоплазматические антитела — у 12,9% больных сахарным диабетом типа 1. Если частота выявления цитоплазматических антител в сыворотке крови не отличалась у родственников 1 -й степени родства в "ядерных" (имеющих 2 больных и более) и простых семьях, то частота комплементфиксирующих антител была достоверно выше у родственников 1-й степени родства в "ядерных" семьях. Цитоплазматические антитела в сыворотке крови определяются почти у всех больных в первые дни после манифестации диабета, но затем их титр очень быстро снижается. Используя специальную методику с лимфоцитами периферической крови больных сахарным диабетом типа 1, трансформированными вирусом Эпштейна—Барр, Y. Yamaguchi и соавт. (1991) показали, что, несмотря на отсутствие цитоплазматических антител в сыворотке крови 40 больных сахарным диабетом типа 1, у 65% из них в периферической крови выявлялись клоны лимфоцитов, продуцирующих цитоплазматические антитела. Такие клоны лимфоцитов отсутствовали в периферической крови лиц контрольной группы.

Цитоплазматические антитела обнаруживают у больных до клинического развития сахарного диабета после перенесенных инфекций (заболевание, вызванное вирусом Коксаки В4, эпидемический паротит и др.). Так, антитела к клеткам островка поджелудочной железы выявляют у 4% родственников 1-й степени родства и только у 0,5% практически здоровых лиц (контрольная группа). Считается, что эти антитела не участвуют в патогенезе сахарного диабета. Отсутствие B-клеточной специфичности к клеткам островка расценивают как эпифеномен, сочетающийся с началом сахарного диабета типа 1, но, по-видимому, не являющийся причиной заболевания.

R. Gianani и соавт. (1991) установили гетерогенность цитоплазматических антител. Они обнаружили, что в сыворотке крови больных сахарным диабетом типа 1 и их родственников имеется два типа цитоплазматических антител: 1) аутоантитела I класса, способные реагировать с клетками островка поджелудочной железы человека, крысы и мыши; 2) аутоантитела II класса, реагирующие только с островками поджелудочной железы человека и крысы. Используя двойную окраску и антитела к транспортерам глюкозы (маркер B-клеток), авторы показали, что антитела II класса специфически реагируют с B-клетками, а антитела I класса — как с B-клетками, так и с другими клетками островка поджелудочной железы. Интересно, что у родственников больных сахарным диабетом типа 1, имеющих антитела II класса, не обнаруживались антитела к инсулину, у них отмечалась нормальная толерантность к глюкозе. У родственников с наличием антител I класса выявлялись антитела к инсулину, нарушение толерантности к глюкозе с сокращением первой фазы секреции инсулина и даже развитие клинически явного диабета. Высокая специфичность и конкордантность гистологической гетерогенности цитоплазматических антител коррелировали с прогрессированием диабета.

Клеточно-поверхностные антитела (1CSA) выявляют с помощью непрямой иммунофлюоресценции у 2—4% практически здоровых лиц и почти у 30% больных сахарным диабетом типа 1. Следует подчеркнуть, что до начала инсулинотерапии антитела обнаруживают более чем у 60% детей, больных диабетом, а по мере увеличения длительности заболевания выявляемость антител снижается. В исследованиях, о которых упоминалось выше, показано, что нет корреляции между наличием цитоплазматических и клеточно-поверхностных антител. Это позволяет утверждать, что эти антитела не зависят друг от друга.

Millward и соавт. (1988) у 21 больного с вновь выявленным сахарным диабетом типа 1 и у 4 детей до развития клинических признаков диабета выявили клеточно-поверхностные антитела к клеткам островка поджелудочной железы в титре 1:10 — 1:640. Клеточно-поверхностные антитела, наблюдавшиеся у всех больных, принадлежали к IgG, а у 14 (67%) больных — и к комплементфиксирующим антителам. При использовании моноклональных антител оказалось, что выявляемые при этом антитела — поликлональные. У всех больных клеточно-поверхностные антитела относились к IgG,, у 16 (76%) больных определялись антитела только этого подкласса, у остальных IgG1-антитела сочетались с антителами других подклассов IgG. Титры клеточно-поверхностных антител у больных с предиабетом были 1:320 — 1:1280, т. е. значительно выше, чем у больных при манифестации заболевания. По данным S. Hell-strom, J. Ludvigsson (1991), разработавших высокочувствительный метод определения клеточно-поверхностных антител, при манифестации сахарного диабета типа I этот вид антител выявлен у 22%, а через 48 мес от начала заболевания — у 4% обследованных больных. Участие клеточно-поверхностных антител в патогенезе сахарного диабета очень сомнительно.

Цитоплазматические антитела могут связываться поверхностью островковых клеток, после чего происходит взаимодействие различных компонентов системы комплемента. Связывание комплемента вызывает реакции, приводящие к протеолитической атаке плазматической мембраны (что проявляется повышением проницаемости ее для катионов), вхождению в клетку макромолекул и потере внутриклеточных компонентов. Лизис, вызванный воздействием комплемента, способствует гибели клеток. Такие комплементфиксирующие антитела к островкам поджелудочной железы имеют прямое отношение к началу диабета. Комплементфиксирующие антитела выявляются у некоторых родственников больного диабетом типа 1 за 4 года до клинической манифестации диабета, тогда как эти антитела никогда не обнаруживают у практически здоровых людей. Лечение больных сахарным диабетом типа 1 циклоспорином приводило к ремиссии заболевания у некоторых из них. При этом наблюдалось снижение титра клеточно-поверхностных антител, тогда как комплементзависимая антителоопосредованная цитотоксичность не изменялась. Результаты этих и других исследований показывают, что уровень цитоплазматических антител имеет прямую корреляцию с наличием клеточно-поверхностных антител, но не имеет корреляции с цитоплазматическими антителами. Цитотоксические антитела выявляются главным образом при сахарном диабете типа 1 в сочетании с другими аутоиммунными заболеваниями. Антитела, реагирующие с клеточно-поверхностными антигенами, могут быть мишенями для естественных клеток-киллеров (ЕК-клетки), которые выявляются почти у 57% больных диабетом на ранних стадиях его развития, что, видимо, отражает повышенную цитотоксическую активность против B-клеток островков поджелудочной железы.

Антитела к глутаматдекарбокслизазе (ГАД) раньше назывались антителами к антигену клеточной мембраны B-клетки с мол. м. 64 ООО. S. Boekkeskov и соавт. (1982) первыми показали, что иммунопрецицитирующие антитела реагируют с антигеном мембраны р-клетки панкреатических островков, имеющим мол. м. 64 ООО. Эти исследователи считали, что белок с мол. м. 64 ООО является основным аутоантигеном, который возникает у больных диабетом и наличие которого обусловливает заболевание. Однако P. G. Colman и соавт. (1987) показали, что антиген с мол. м. 64 ООО не экспрессируется на поверхности Р-клеток поджелудочной железы человека, а, может быть, становится доступным для антител после деструкции р-клетки. В последующих работах было показано, что антиген с мол. м. 64 ООО является глутаматдекарбоксилазой, которая присутствует в нейронах ЦНС и в р-клетках поджелудочной железы. A. J. То-bin и соавт. (1991) установили наличие двух изоформ глутаматдекарбоксилазы: глутаматдекарбоксилаза 65 ООО (ГАД65) и глутаматдекарбоксилаза 67 ООО (ГАД67). Они отличаются друг от друга по размеру, аминокислотной последовательности, взаимодействию с кофактором пиридоксальфосфатом и по субклеточной локализации внутри нейронов. Две формы ГАД являются производными от различных мРНК, которые продуцируются различными генами. У человека ген изоформы ГАД65 локализуется на 3-й хромосоме, а ген, кодирующий ГАД67, — на 10-й хромосоме. Иммунологические исследования, проведенные с помощью специфических антител, показали, что ГАД65 преимущественно локализуется в цитоплазме нервных клеток и нервных окончаниях. В островках поджелудочной железы также выявляются две изоформы фермента с некоторым преимуществом ГАД65. В B-клетках островков поджелудочной железы человека преимущественно локализуется ГАД65, а в островках поджелудочной железы мышей — преимущественно ГАД67. Если ГАД67 в цитоплазме клетки находится в растворимой форме, то ГАД65 — в связанной форме с липидами, которые в свою очередь входят в комплексные соединения с у-аминомасляной кислотой (ГАМК) и находятся в мембранах синаптических пузырьков нейронов или небольших синапсоподобных микропузырьков р-клеток. Наличие в B-клетках островков поджелудочной железы ГАД, ГАМК и рецепторов к ГАМК позволяет считать, что ГАМК участвует в механизмах паракринной регуляции клеток островков поджелудочной железы. Антитела к ГАД выявляют у 88% больных с вновь диагностированным сахарным диабетом типа I и у 75% больных с давностью диабета от 3 до 5 лет; у здоровых лиц (контрольная группа) их не обнаруживают.

Установление того факта, что антитела к антигену с мол. м. 64 ООО являются антителами к ГАД, позволяет считать, что экспрессия глутаматдекарбоксилазы (ГАД) не является специфической только для B-клеток: ее экспрессия может наблюдаться также в а- и b-клетках островков поджелудочной железы, и ГАД является интрацитоплазматической молекулой в синаптических микропузырьках. Показано, что, помимо нервной системы и островков поджелудочной железы, экспрессия ГАД определяется в эпителиальных клетках фаллопиевых труб и в сперматозоидах яичка.

Необходимо остановиться также на исследованиях, которые показали, что в сыворотке крови больных с вновь выявленным сахарным диабетом типа 1 определяются антитела, реагирующие с альбумином быка. Клонированная M. Pietropaolo и соавт. (1992) новая молекула островка поджелудочной железы, относящаяся к нейроэндокринному аутоантигену (антиген РМ-1), имеет три коротких участка, гомологичных альбумину быка. Этот мембранный антиген является гидрофильным белком с мол. м. 55 ООО, который при электрофорезе с использованием полиакриламидного геля дополнительно мигрирует вместе с белками с мол. м. 69 ООО, в связи с чем он также получил название ICA69. Антитела к этому антигену обнаруживаются как у больных с впервые выявленным сахарным диабетом типа 1, так и у лиц, имеющих другие факторы риска развития диабета или антитела к другим антигенам островков поджелудочной железы.

Е. Bjorks и соавт. убедительно доказали, что высокая концентрация глюкозы стимулирует экспрессию антигена с мол. м. 64 ООО на клетках островка поджелудочной железы. Влияние глюкозы на экспрессию антигена полностью зависит от инсулина. Так, при нормальной концентрации глюкозы (5,5 мМ) увеличения экспрессии достигали путем добавления в инкубационную среду глипизида, стимулирующего секрецию инсулина. Более того, влияние высокой концентрации глюкозы (28 мМ) на экспрессию антигена уменьшалось при добавлении в среду диазоксида — препарата, блокирующего синтез инсулина. Таким образом, функциональная активность островков и секреция инсулина изменяют экспрессию указанного антигена, и подобные нарушения, по-видимому, возникают на самых ранних стадиях развития диабета.

Особый интерес представляет сообщение D. В. Jones и соавт. (1991). Они установили, что при специальных условиях (добавление в инкубационную среду B-интерлейкина, у-интерферона или фактора некроза опухолей) клетки инсулиномы секретировали белок с молекулярной массой, близкой к 64 ООО, и антитела к этому белку были обнаружены у 4 из 6 больных с вновь выявленным сахарным диабетом типа 1. При этом у 2 больных выявлены антитела и к антигену с мол. м. 64 ООО. Перекрестная иммунологическая реакция происходила между этим белком и моноклональными антителами к так называемому белку температурного шока (мол. м. 65 ООО) микобактерий туберкулеза. С помощью иммуноблоттинга была показана высокая степень схожести последовательности аминокислот в молекулах этих двух белков. Авторы считают, что антиген с мол. м. 64 ООО является белком температурного шока у человека с мол. м. 65 ООО.

Аутоантитела к инсулину, как и цитоплазматические антитела, выявляются в сыворотке крови за несколько месяцев или даже лет до появления первых клинических признаков сахарного диабета типа 1. P. Vardi и соавт. (1988), используя высокочувствительную методику для определения антител к инсулину, показали, что такие антитела были выявлены у 100% обследованных больных с вновь выявленным сахарным диабетом типа 1 в возрасте до 5 лет, тогда как у больных диабетом старше 15 лет при тех же условиях такие антитела определялись лишь у 20% обследованных. Титр антиинсулиновых антител имеет прямую корреляцию со скоростью аутоиммунной деструкции р-клеток. Наличие антител к инсулину является высоким фактором риска развития сахарного диабета типа 1. Такие антитела выявлялись у 60% ICA-положительных и у 2,7% ICA-отрицательных родственников 1-й степени родства в семьях больных, страдающих сахарным диабетом типа 1.

Сравнительно недавно было установлено, что две трансмембранные белковые тирозинфосфатазы, названные IА-2/ ICA512 и IА-2B/фогрин, гены которых локализуются на хромосоме 7q36, являются аутоантигенами — мишенями при сахарном диабете типа 1. К этим белкам в сыворотке крови больных диабетом выявляются соответствующие антитела, имеющие более четко выраженную прямую корреляцию с риском развития диабета, чем все перечисленные выше антитела с развитием сахарного диабета типа 1. В соответствии с полученными за последнее время данными белок с мол. м. 64 ООО, к которому S. Baekkeskov и соавт. (1984—1986) впервые идентифицировали антитела в сыворотке крови больных диабетом, представляет собой по крайней мере три различных белка: глутаматдекарбоксилазу и две тирозинфосфатазы (1А-2а, или ICA512, и 1А-2р, или фогрин). Следует отметить, что у значительного количества больных с полиэндокринным аутоиммунным синдромом и при отсутствии у них сахарного диабета определяются специфические IA-2P, что очень редко встречается у больных сахарным диабетом типа 1. Эти данные свидетельствуют о том, что гуморальный ответ к 1А-2р может развиваться независимо от ответа к другому антигену — 1А-2а.

Большой интерес представляют исследования по изучению роли аутоиммунитета в развитии сахарного диабета на самых ранних стадиях, т. е.на стадиях предиабета. Изучение содержания различных аутоантител (антитела к ГАД, инсулину и антигену ICA512) в сыворотке крови, взятой во время родов из пупочного канатика у 81 новорожденного, у которых в последующем в возрасте от 10 мес до 15 лет развился сахарный диабет типа 1, показало, что у 14 (17%) из них уже при рождении выявлялся один или более видов аутоантител по сравнению с 4% в контрольной группе (у 12 из 320). Только антитела к ГАД у новорожденных при рождении имели корреляцию с такими антителами в сыворотке крови матери. При наличии других видов аутоантител такая корреляция отсутствовала. Уникальной является работа U. Roll и соавт. (1996), в которой показано, что аутоантитела к ГАД, IA-2 и инсулину могут появляться в стабильном титре уже в первые 3 года постнатального периода. Однако, как показали проспективные исследования этих же авторов, у более взрослых родственников больного сахарным диабетом типа 1 отмечается снижение титра этих аутоантител, и даже их полное отсутствие до начала развития сахарного диабета типа 1. Таким образом, наличие аутоантител в сыворотке крови уже при рождении является своеобразным маркером предрасположенности (чувствительности) индивидуума к развитию диабета, и проведение их мониторинга позволяет установить соответствующий возраст, в котором происходит инициация иммунных процессов, приводящих к диабету.

Большой научный и практический интерес представляет проспективное исследование DAISY (Denver Diabetes Autoimmunity Study in the Young), в котором проводилось многолетнее мониторирование аутоантител к ГАД, инсулину и к тирозинфосфатазе (IА-2а или ICA512) и цитоплазматических антител (ICA). У 12 ООО родственников 1-й степени родства (возраст от 2 до 40 лет) определялись антитела IСА и IAA (к инсулину), а у 6000 из них — также к ГАД и IA-2a, ICA512. У обследованных лиц с наличием аутоантител каждые 6 мес проводились повторные исследования, а в случае их отсутствия — каждый год. Как установлено авторами исследования, первое появление аутоантител зарегистрировано в самом молодом возрасте (1,1 года) и в самом пожилом (60,9 года). Установлено, что различные виды аутоантител появляются последовательно, т. е. с увеличением возраста, а не одновременно, как это было принято считать раньше. Гуморальный аутоиммунитет к антигенам островка поджелудочной железы развивается постепенно в течение от нескольких месяцев до нескольких лет.

Как отмечалось выше, сахарный диабет типа 1 характеризуется иммунологической гетерогенностью, и различные виды аутоантител у больных появляются в различные временные периоды. Убедительные данные получены исследованиями, проведенными в трех лабораториях Германии, США и Голландии. В сыворотке крови 785 больных сахарным диабетом типа 2 и 200 больных, страдающих сахарным диабетом типа 1, определялось содержание следующих аутоантител: IA-2A, IА-2(3, антитела к ГАД65, цитоплазматические антитела (ICA). У больных с вновь выявленным сахарным диабетом в возрастной группе от 0 до 5 лет наличие цитоплазматических антител определялось у 87,5%; антител IA-2A — у 75%; IA-2AP —у 50% и антител к ГАД — у 25%. В возрастной группе от 6 до 10 лет наличие антител определялось у 86,4; 68,2; 50 и 77,3% соответственно; от 11 до 15 лет — у 84,6; 76,9; 51,9 и 69,2%; от 16 до 20 лет — у 80,5; 70,0; 43,9 и 70,7%; от 21 года до 25 лет — у 62,5; 45,8; 25,0 и 62,5%; от 26 до 30 лет — у 68,2; 36,4; 22,7 и 59,1%; от 31 года до 40 лет - у 77,4; 22,6%; 16,1 и 61,3% соответственно. У больных, страдающих сахарным диабетом типа 2, наличие цитоплазматических антител определялось у 7,6% и антител к ГАД — у 2,8% обследованных, тогда как антитела IA-2A — лишь у 0,1%, а антитела IA-2AJ3 не были обнаружены ни у одного больного сахарным диабетом типа 2. Выявление цитоплазматических (в 7,6%) и антител к ГАД (в 2,8%) у больных сахарным диабетом типа 2 свидетельствует, по мнению авторов, о наличии у этих больных медленно прогрессирующего сахарного диабета типа 1 (диабет LADA). Если классический сахарный диабет типа 1 характеризуется наличием антител к ГАД и IA-2A антител, то медленно прогрессирующий подтип сахарного диабета — наличием цитоплазматических и антител к ГАД. Таким образом, определение указанного спектра антител помогает своевременной и более аккуратной диагностике сахарного диабета, и раннее применение инсулинотерапии будет способствовать задержке или профилактике аутоиммунной деструкции B-клеток островков поджелудочной железы.

Действительно, клеточный и гуморальный ответ к инсулинпродуцирующим клеткам тесно связан с развитием сахарного диабета типа 1. Уже при предиабете очень часто обнаруживаются различные аутоантитела к антигенам островка поджелудочной железы. Такие антитела справедливо считаются маркерами деструкции р-клеток и выявляются с различной частотой во время манифестации сахарного диабета типа 1 у детей и подростков. К. Savola и соавт. (1998) показали, что наиболее чувствительным маркером сахарного диабета у детей является наличие антител к внутриклеточной части тирозинфосфатазы — протеин IA-2A. Изучая различный спектр аутоантител в период манифестации сахарного диабета типа 1, К. Savola и др. (1998b) показали, что при обследовании 90 детей при манифестации сахарного диабета антитела IA-2A выявлялись у 79%; антитела к ГАД — у 62%; ICA — у 81% и к инсулину — у 28%. При обследовании этих больных через 2, 5 и 10 лет титр антител постепенно уменьшался, но у 2/3 больных даже через 10 лет определялся хотя бы один из видов перечисленных аутоантител (у 1/3 больных имелись ICA, у 62% к ГАД и более чем у 79% IA-2A), а у 42% имелись два или три вида антител. При этом не было выявлено никаких взаимоотношений между длительностью наличия аутоантител и генами системы HLA DR, что свидетельствует о том, что гуморальный иммунитет не регулируется генами HLA, которые определяют генетическую предрасположенность к сахарному диабету. Авторы считают, что персистенция аутоантител может быть обусловлена тем фактом, что некоторые экзогенные белки обладают функциональной гомологией с ГАД, антигеном IA-2 или другими B-клеточными молекулами. Не исключается, что у больных поддерживается умеренная регенерация B-клеток, которая, как показали исследования I. Swenne (1992), достаточна для поддержания иммунного ответа.

В последние годы появилось несколько коммерческих наборов для определения различных антител к основным антигенам островка поджелудочной железы. В этой связи возникает необходимость стандартизации методов определения антител. В проведении таких исследований участвовали 49 лабораторий из 17 стран, которые получили сыворотку крови 51 больного с вновь выявленным сахарным диабетом типа 1. Определялись антитела к инсулину, к ГАД, цитоплазматические (ICA) антитела и IA-2A антитела. При определении одного из видов антител чувствительность исследований составляла от 49 до 91%, специфичность — 99—100%, при определении двух видов антител — уже 77—98% и 98—99% соответственно, при определении трех видов антител — 88—98% и 98— 99%, а при определении всех четырех видов антител специфичность и чувствительность составляли 98%. Проведенные исследования показали, что при определении нескольких видов антител достигается высокая специфичность и отмечается очень небольшое количество ложноположительных результатов. Полученные результаты представляют большую ценность в связи с выявлением лиц с наличием высокой степени риска развития сахарного диабета типа 1 и проведением у них различных вариантов терапии, направленной на профилактику сахарного диабета.

Значимость и роль перечисленных аутоантител в деструкции р-клеток не полностью установлены. Многие исследователи считают, что указанные выше аутоантитела следует рассматривать как эпифеномен или как маркеры сахарного диабета типа 1. Наибольшее прогностическое значение имеют антитела к глутаматдекарбоксилазе. Некоторые исследователи считали, что антитела к глутаматдекарбоксилазе с мол. м. 65 ООО являются результатом иммунологических взаимодействий, представляющих аутоиммунную реакцию на истинный аутоантиген р-клетки или на "комплексную часть аутоантигена". Таким образом, они могут иметь инициирующее значение в сложном механизме аутоиммунного ответа, происходящего при сахарном диабете типа 1. В настоящее время общепризнано, что аутоантитела являются лишь свидетельством аутоиммунных процессов в организме и непосредственно не вовлечены в механизмы деструкции B-клеток. При сахарном диабете типа 1 наблюдается активирование процессов образования гетерогенных аутоантител на различные антигены-компоненты различных структур как р-клетки, так и островка поджелудочной железы.

Из островка и B-клеток поджелудочной железы выделены в чистом виде и идентифицированы следующие антигены: цитоплазматический или ICA антиген с мол. м. 69 ООО; глутаматдекарбоксилаза (ГАД65 и ГАД67); белок с мол. м. 38 ООО мембраны секреторной гранулы; антиген 37 000/40 ООО, не относящейся к ГАД; гликопротеин с мол. м. 38 ООО (GLIMA); две тирозинфосфатазы, или антиген IA-2A и 1А-2р (фогрин); карбоксипептидаза Н с мол. м. 52 ООО; периферии с мол. м. 58 ООО; глюкозный транспортер типа II (ГЛЮТ-И), ICA 69 (Рш-1); белок температурного шока (65 ООО) и белок с мол. м. 69 ООО с перекрестной реакцией к белку ABBOS (фрагмент бычьего альбумина). Генетическая предрасположенность к сахарному диабету типа 1 связана с определенными генами HLA-системы, тогда как при сахарном диабете типа 2 этой связи не наблюдается. Различия касаются ассоциации развития сахарного диабета типа 1 с определенными антигенами системы HLA, часть которых сопряжена с генами или детерминантами иммунного ответа. Гены системы HLA располагаются на небольшом участке 6-й аутосомной хромосомы, который представляет менее 1/1000 общего генома человека. В этой хромосомной области располагается в тесной взаимосвязи большинство локусов системы гистосовместимости.

На 6-й хромосоме идентифицировано 5 локусов: А, В, С, D и DR. Считается, что локус А контролирует 20 антигенов, локус В — 32, локус С — 6, локус D — 11 и локус DR — 7 антигенов системы HLA. Антигены локусов А, В, С и DR определяются серологическими методами, а локуса D — более сложной методикой с применением смешанной культуры лимфоцитов.В настоящее время гены системы HLA идентифицируются с помощью молекулярно-генетических методов (генотипирование). Гены локусов А, В и С обнаруживаются во всех клетках организма, содержащих ядра, тогда как гены локуса D (DR, Drw) выявляются в клетках, способных образовать антитела, т. е. в В-лимфоцитах, а также в макрофагах. Большинство исследователей считают, что рядом с генами HLA расположен ген (1г), специфически контролирующий иммунный ответ организма. Кроме того, в этом участке хромосомы, расположенном между локусами В и D, находятся гены, ответственные за синтез второго и четвертого компонентов комплемента, а также фактора В, или пропердина.

Показано, что генетическая предрасположенность к сахарному диабету типа 1 связана с определенными генами системы HLA, и при этом заболевании чаще выявляются два антигена HLA локуса В: В8 и В15. Если в западноевропейских популяциях этот тип диабета сочетается со специфическими аллелями В8 и В15, то в США — с аллелями В8. Проведенные нами совместно с Ю. М. Зарецкой (1981) исследования показали большую фенотипическую частоту антигена В8 у больных сахарным диабетом типа 1 по сравнению с группой больных сахарным диабетом типа 2, а показатель относительного риска диабета типа 1 при обладании этим антигеном значительно выше (в 5,8 раза), чем при сахарном диабете типа 2. Возможность развития диабета в 2,5—3 раза выше у лиц, имеющих антигены HLA В15 и В8 (одновременное наличие В15 и В8 увеличивает риск заболевания в 8—9 раз), по сравнению с лицами, не имеющими указанных антигенов. Наличие антигена HLA В7 является протективным состоянием, обеспечивающим пониженную частоту диабета.

Изучение локуса D показало, что диабет типа 1 преимущественно сочетается с наличием антигенов Dw3, Drw3, Dw4 и DRw4, тогда как антиген Drw2 является маркером относительно небольшого риска возникновения диабета типа 1, т. е. Drw2, как и В7, является защитным, протективным в отношении диабета геном. Последующие исследования показали, что антигены HLA DR3 и DR4 не являются сильными генетическими маркерами, так как и у лиц здоровой популяции выявляется один из указанных антигенов или их комбинация. В настоящее время большинство исследователей считают, что ассоциация с DR-антигенами может быть вторичной по отношению к генам локуса HLA—DQ.

Наследование сахарного диабета типа 1 определяется группой генов, а не одиночным геном; возможно также, что определенная группа генов высокого риска обеспечивает рецессивный тип наследования. Не исключено, что имеются два гена (или две группы генов), способствующие развитию болезни, детерминируя предрасположенность В-клеток поджелудочной железы к повреждению. Математические модели, построенные с учетом связи диабета с генами системы HLA, свидетельствуют о реальности полигенного типа наследования диабета типа 1. Наследование предрасположенности к сахарному диабету типа 1 — довольно сложный процесс, и в передачу предрасположенности или резистентности к диабету вовлечены несколько генов HLA-системы. Более того, различные аллели одного и того же гена сочетаются с разными патогенетическими механизмами и различные гаплотипы — с разной предрасположенностью к диабету типа 1. Сахарный диабет типа 1 является полигенным заболеванием, и многочисленные исследования показывают, что некоторые локусы HLA-DQB1 и HLA-DRB1 имеют прямую корреляцию с предрасположенностью к диабету (например, аллели DQB1*0302 и DRB1*0401) или с определенным протективным состоянием (например, аллель DQB1*0602) через взаимодействие с пептидами, регулирующими Т-клеточный ответ к антигенам островка поджелудочной железы.

Локус HLA DQ3.2 имеет выраженную ассоциацию с сахарным диабетом типа 1 и кодируется генами DQA1*0301/ DQB 1*0302. Локус кодона 57 гена HLA-DQB1 является критическим для связывания и распознавания различных пептидов [Kwok W. et al., 1996]. Показано, что 4 аминокислоты, расположенные в положениях 1, 4, 6 и 9 пептида, являются основными местами, участвующими в таком комплексировании. Белки, содержащие отрицательно заряженные аминокислоты, такие, как аспарагин (D) или глутаминовая кислота (Е) в положении 9, хорошо комплексируются с DQ3.2. Структурной основой для такого комплексирования является повышенная способность взаимодействия между пептидами с отрицательным зарядом в положении 9 и зарядом аминокислотных остатков молекулы HLA II класса. В том случае, если кодон 57 B-цепи гена II класса кодирует не аспарагин, как это имеется в норме, а другую аминокислоту, то связывание пептида с отрицательным зарядом в 9-м положении происходит более интенсивно. Не исключено, что положительно заряженный остаток аргинина DQ а-цепи может образовывать ионную пару с остатком аспарагина в 57-м положении B-цепи. Важным в предрасположенности к диабету является комбинация а- и B-цепей, присутствующих на молекулах, ассоциируемых с заболеванием. Гаплотип HLA DR2, содержащий DRB1*1501 и DQB1*0602, осуществляет протекторную роль в предрасположенности к диабету.

Считается, что DQ3.2 — рестриктированный клон Т-клеток — распознает HSV-433—445 пептиды, когда они представлены DQ3.2 антигенпредставляющих клеток. Это взаимодействие осуществляется в связи с тем, что пептид HSV 433-445 имеет отрицательный заряд в положении 9. Комплексирование происходит только с DQ3.2, а не с DQ3.3, которые отличаются друг от друга лишь наличием аспарагина в положении 57 р-цепи. Передача сигнала от рецептора Т-клетки после взаимодействия с генами II класса системы HLA является также сложным процессом и модулируется различными цитокинами. Кроме того, как показали исследования J. Buckener и соавт. (1996), структурные различия между аллелями DQ могут определяться различными факторами, как, например, рН. Так, молекула DQ3.2. относительно нестабильна при нейтральном значении рН по сравнению с молекулой DQ3.1, отличающейся только различиями аминокислот в положениях 13, 26, 45 и 57 первого экзона. Кроме того, оптимум связывания пептидов локусом DQ3.2 наблюдается при рН 5,5, тогда как для DQ3.1 — при рН 6,5.

Иммунный ответ организма в определенной мере зависит от гаплотипа генов системы HLA. Гены DRB1, DQA1 и DQB1, относящиеся к II классу системы HLA, как отмечают JT. П. Алексеев и др. (1999), отличаются выраженным полиморфизмом, и к настоящему времени известно уже 198 аллелей гена DQB1, 19 аллелей гена DQA1 и 35 аллелей гена DQB1. Исследования, проведенные А. В. Зиловым и др. (1999), показали, что в русской (европеоидной) популяции маркерами предрасположенности к сахарному диабету типа 1 являются генотипы DQA1*0301-DQA1*0501 и DQB1*0201-DQB1*0302. Кроме того, предрасположенность к сахарному диабету типа I определяется одновременным наличием в генотипе DQA1-DQB1 аллелей и следующих их комбинаций: DQA1*0301-DQB1*0302, DQA1*0501-DQB1*0201. Отрицательная ассоциация с заболеваемостью сахарным диабетом при этом характерна для аллелей DRB1*07, DRB1*15, DQA1*0302 и DQB1*0602-8 и DQB1*0301. Проведенный JI. П. Алексеевым и др. (1999) анализ генетической предрасположенности к сахарному диабету у бурят и узбеков показал, что у первых наиболее выраженная ассоциация отмечена для генотипа HLA DQA1*0301-DQB1*0201 (относительный риск — 35,5), который выявлялся у 13,8% больных, тогда как у здоровых такой генотип не был обнаружен. У узбеков наиболее выраженная ассоциация была установлена с "нестандартным" для монголоидов генотипом HLA DQA1*0501-DQB1*0201 (относительный риск — 21,6), частота которого достигла у больных 51,2% при полном отсутствии у здоровых узбеков.

Интересными являются результаты исследования HLA-антигенов классов I, II (А, В и DR) и полиморфных аллелей генов HLA-DQ у больных сахарным диабетом типа 1 (145 человек), здоровых (121 человек), в 26 "ядерных" семьях, конкордантных по сахарному диабету типа 1 с двумя и более больными сибсами, и в 20 семьях с дискордантными по сахарному диабету типа 1 сибсами. У больных сахарным диабетом типа 1 русской популяции имеет место существенное повышение встречаемости антигенов HLA-B16 и DR4, гаплотипа DR3/DR4, а также аллелей генов HLA-DQA1*0301 и DQB1*0302. Относительный риск соответственно составил 5,55; 4,53; 17,58; 12,34 и 3,15. Таким образом, предрасположенность к диабету типа 1 сочетается с гаплотипами HLA-DR3,DQw2 (или DQB1*0201) и HLA-DR4,DQw8 (или DQB 1*0302). Наиболее четкая ассоциация сахарного диабета типа 1 наблюдается с генами локуса DQA1*0501 - DQB 1*0302). Аллель DQB 1*0302 - в положении 57 р-цепи локуса DQ отсутствует аспарагиновая кислота (Asp). Аллель DQA1*0501 — в положении 52 а-цепи локуса DQ имеется остаток аргинина (Arg). Однако до сих пор нет единодушного мнения об исключительной роли генов системы HLA в предрасположености к развитию сахарного диабета. Это подтверждают многочисленные данные о том, что в различных этнических группах предрасположенность к диабету типа 1 сочетается с различными гаплотипами генов системы HLA. Многие авторы указывают, что аллель DR4, сочетающаяся с DQA1*0301, достоверно положительно сочетается с сахарным диабетом типа 1 во многих, но не во всех этнических популяциях, а в китайской популяции, например, эта аллель полностью нейтрализует предрасположенность к диабету. Другая аллель DQB 1*0201 положительно сочетается практически во всех популяциях, за исключением японской. Это позволяет считать, что предрасположенность к диабету типа 1, сочетающаяся с определенными генами HLA, является комплексной. Видимо, аллели локуса DQ (гетеродимеры) имеют определенные детерминанты предрасположенности к сахарному диабету типа 1, которые "работают" лишь в сочетании с другими генами как внутри локуса НЬА(полиморфные гены I и III класса, ТАР гены), так и вне его (ген инсулина, локализованный на 11-й хромосоме, и др.).

Таким образом, предрасположенность с высокой степенью риска к развитию сахарного диабета типа 1 сочетается с гаплотипами HLA: DR3 (DRB1*0301-DQA1*0501-DQB*020) и DR4 (DRB1*0401,02,05-DQAl*0301-DQB1*0302). Предрасположенность умеренной степени риска сочетается с гаплотипами HLA: DR1 (DRB1*01-DQA1*0101-DQB1*0501); DR8 (DR1*0801-DQA1*0401-DQB1*0402): DR9 (DRB1*0902-DQA1*0301-DQB1*0303); DR10 (DRB2*0101-DQA1*0301-DQB1*0501). Протективное действие высокой степени к развитию сахарного диабета типа 1 сочетается с гаплотипами HLA: DR2 (DRB 1*1501-DQA1*0102-DQB 1*0602) и DR5 (DRB1*1101-DQA1*0102-DQB1*0301), а умеренной степени — DR4 (DRB1 *0401-DQA1 *0301-DQB1*0301); DR4 (DRB1*0403-DQA1*0301-DQB1*0302) и DR7 (DRB1*0701-DQA1*0201-DQB1*0201). Однако, как подчеркивают Е. Kawasaki и др. (1998), расшифровка механизма наследования предрасположенности к сахарному диабету типа 1 еще далека от полного установления и понимания взаимодействия всех его составляющих. Необходимо провести молекулярное моделирование по оценке диабетогенности различных аллелей генов HLA II класса. Это вызвано тем, что проведенные многочисленные популяционные исследования дают неоднозначные результаты по ассоциации диабета с генами HLA, определяемыми у родителей, родственников 1-й степени родства. Более того, некоторые гаплотипы генов HLA являются диабетогенными в одной популяции (например, семьи из Норвегии), индифферентными и даже протективными в других популяциях (например, семьи из Японии).

Следует подчеркнуть, что для развития заболевания необходимо наличие аллелей генов системы HLA, предрасполагающих к развитию диабета, но их присутствие у определенного индивида еще не является достаточным для развития диабета. Предрасположенность к сахарному диабету типа 1 не только опосредуется определенными аллелями системы HLA, но и обязательно сочетается со многими другими генами. Как показали исследования J. Todd и др. (1996), идентифицировано еще 15 различных локусов, расположенных на хромосомах и участвующих в наследовании предрасположенности к сахарному диабету типа 1. Два из этих локусов изучены детально. Во-первых, это так называемый локус IDDM1, локализованный в геномной области HLA II класса на хромосоме 6р21.31 и имеющий наибольший вклад в генетическую предрасположенность к сахарному диабету типа 1. Далее следует локус IDDM2, локализованный на 5'-конце гена инсулина, расположенного, как известно, на 11-й хромосоме (11 pi5.5). Этот локус полиморфный и состоит из тендема повторов (VNTR), которые имеют два основных класса аллелей. Аллели III класса (длинные аллели) представляют собой 200 копий повторов и несут в основном протективную функцию (при их наличии риск развития диабета снижен на 70%), тогда как аллель 1 класса (короткие аллели, повторы от 23 до 63) имеет 30—40 копий повторов и опосредует предрасположенность к диабету рецессивного типа. Недавние исследования свидетельствуют о том, что указанные аллели проявляют специфическое влияние на наличие высокого риска к развитию сахарного диабета в различных популяциях, включая японскую. Более того, не все упомянутые повторы равнозначно указывают на предрасположенность к диабету. Так, аллель 42-го повтора или аллель 814 может играть протективную роль. Изучая локус IDDM2 в 71 семье басков, I. Urrutia и др. (1998) идентифицировали 14 аллелей I класса и показали, что аллель 814 не вносит вклада в повышенную частоту предрасположенности к сахарному диабету типа 1. VNTR могут влиять на экспрессию гена проинсулина в вилочковой железе. Наличие аллелей III класса сочетается с низкой экспрессией проинсулина в поджелудочной железе, тогда как в вилочковой железе при этом отмечается высокий уровень экспрессии проинсулина. На основании этих данных сделано предположение, что пептиды проинсулина/инсулина могут выступать в роли аутоантигенов, комплексируясь в вилочковой железе с иммунокомпетентными клетками системы гистосовместимости (аналог системы HLA), приводя к толерантности проинсулинреактивных Т-клеток. Изучая комплексирование различных антигенов островка поджелудочной железы (проинсулин, ГАД65 и ГАД69] с генами HLA DR, A. Geluk и др. (1998) выявили четкую корреляцию между антигенностью и аффинностью HLA-DR к комплексированию с ГАД65 при сахарном диабете типа 1. Более того, отрицательная селекционная способность вилочковй железы к инсулину сочетается с экспрессией HLADR2, чем, видимо, и объясняется низкая аутореактивность к инсулину у таких лиц. Проинсулин, таким образом, может выступать в роли первичного антигена при сахарном диабете типа 1. Следствие такого взаимодействия — наличие проинсулинреактивных Т-клеток, которые являются высоким фактором риска у родственников 1-й степени родства, а также отсутствие инсулита и диабета у NOD трансгенных мышей для проинсулина.


Оцените статью: (12 голосов)
3.92 5 12
2007-2017 © Copyright ООО «МЕДКАРТА». Все права на материалы, находящиеся на сайте medkarta.com,
охраняются в соответствии с законодательством РФ, в том числе, об авторском праве и смежных правах.