а) Определение. Муковисцидоз является одним из наиболее распространенных АуР генетических заболеваний, сокращающих жизнь европейского населения. Его возникновение связано с отсутствием или ухудшением функции CFTR.
CFTR, экспрессирующий на слизистых оболочках пищеварительного тракта, потовых железах и семявыносящих протоках, участвует в транспорте хлоридных, бикарбонатных и тиоцианатных ионов через клеточные мембраны. Потеря функции CFTR в ДП у пациентов с муковисцидозом приводит к прогрессирующему заболеванию легких, причем ДН часто возникает в возрасте до 40 лет.
б) Эпидемиология. В Северной Европе и Америке муковисцидоз встречается с частотой среди новорожденных 1:2500-1:3000. Распространенность муковисцидоза в мире составляет 1:60 000, то есть всего диагностировано 100 000 случаев заболевания.
Но в США его частота составляет 1:10 000 (что насчитывает 35 000 случаев). Хотя большинство пациентов имеют европейское происхождение, болезнь также наблюдается у латиноамериканцев (1:7000), афроамериканцев (1:12 000) и нечасто у коренных американцев. В Африке и Азии заболевание диагностируется редко.
в) Патобиология. Потеря или недостаточность функции CFTR приводит к дегидратации слизистых оболочек и появлению вязкого секрета, который закупоривает просветы и протоки желез.
1. Потовые железы. Концентрация хлорида натрия в потовых железах изначально изотонична плазме крови. CFTR абсорбирует хлорид натрия по мере продвижения пота к поверхности кожи для минимизации потери соли. При муковисцидозе концентрация хлоридов пота ↑ до 60 ммоль/л и больше. Этот уровень используется для определения наличия заболевания. Он сравнивается с уровнем хлоридов пота у ЗЛ, который почти всегда <20 ммоль/л.
Так как пот больных муковисцидозом почти изотоничен плазме крови, то в ситуациях чрезмерного потоотделения у них наступает обезвоживание. Однако, поскольку уровень хлорида натрия в плазме не повышается, им не так хочется пить, как ЗЛ, когда они интенсивно потеют.
2. Носовые пазухи и легкие. Дисфункция CFTR в ДП приводит к ↓ секреции хлоридов и бикарбонатов респираторным эпителием в просвет ДП. Кроме того, увеличивается абсорбция натрия эпителиальными клетками ДП. Этот дисбаланс в переносе ионов приводит к обезвоживанию поверхности ДП. Уменьшение толщины поверхностного секрета ДП вызывает нарушение мукоцилиарного клиренса и, как следствие, закупорку ДП слизью.
По невыясненным до настоящего времени причинам ДП при муковисцидозе представляют собой экологическую нишу, благоприятную для таких патогенов, как стафилококк и синегнойная палочка. Инфекция часто характеризуется образованием биопленок, в которых клетки практически неразделимы. В результате этого АБ становятся менее эффективными, чем они могли бы быть при обычных инфекциях.
Эти микроорганизмы активируют в слизистой оболочке ДП как врожденные, так и адаптивные иммунные реакции (рис. 1). К сожалению, постоянно присутствующие полиморфноядерные нейтрофилы не могут разрушить биопленку, однако их ферменты (особенно эластаза нейтрофилов) попутно вызывают повреждения, приводящие к воспалению, разрушению стенок ДП и бронхоэктазиям.
Рисунок 1. Лимфоидный фолликул подслизистой оболочки дыхательных путей из легочного эксплантата перед трансплантацией. Маркер В-клеток CD20 окрашен в красный цвет. Ядра окрашены синим флуоресцентным красителем дезоксирибонуклеиновой кислоты DAPI
Считается, что обострения муковисцидоза происходят тогда, когда повышается метаболическая активность в биопленке и в ДП привлекается большое количество нейтрофилов. Привлеченные нейтрофилы не погибают в процессе апоптоза. Вместо этого они распадаются, образуя внеклеточные нейтрофильные ловушки. В свою очередь, образовавшиеся внеклеточные нейтрофильные ловушки активируют местные макрофаги, которые только усиливают воспалительный ответ.
Этот процесс ведет к возрастанию бронхиальной обструкции и ↓ ОФВ1, измеряемому при исследовании ФВД.
3. Поджелудочная железа. При классическом муковисцидозе неспособность экзокринных протоков ПЖЖ выделять бикарбонат и хлорид приводит к самоперевариванию ПЖЖ. В то время как нормальная ПЖЖ ежедневно выделяет от 1 до 1,5 л богатой бикарбонатом и хлоридом жидкости, у пациентов с муковисцидозом продуцируется менее половины этого объема, поскольку экзокринная часть ПЖЖ подвергается жировому перерождению и хроническому воспалению.
Во многих случаях хронический воспалительный процесс также приводит и к утрате эндокринной функции ПЖЖ, в результате чего развивается муковисцидоз-ассоциированный СД.
4. Печень. В ЖВП отсутствие CFTR-опосредованной гидратации приводит к непроходимости желчных протоков, которая затем может стать причиной цирроза печени и его осложнений. У многих пациентов с муковисцидозом единственным признаком печеночной патологии может быть умеренное повышение уровня аминотрансферазы. Однако у ~5% пациентов заболевание прогрессирует до ОПН, вследствие которой пациенты нуждаются в трансплантации печени.
Патология печени часто проявляется в детском возрасте, а наличие аллели серпин α-1 может определять генетическую предрасположенность.
5. Другие органы. Тонкая кишка выделяет 1,8 л жидкости каждый день (на 70 кг МТ). Аномальная CFTR-опосредованная секреция приводит к недостаточной гидратации содержимого тонкого кишечника, что, в свою очередь, может привести к запору и непроходимости, главным образом в подвздошной кишке и аппендиксе.
Другие сопутствующие состояния включают низкий рост, задержку полового созревания, посинение кончиков пальцев, морщинистость рук и ног, гипохлоремический гипокалиемический алкалоз, ГЭР и эзофагит.
6. Генетика. Хотя было описано 2000 вариантов CFTR, около 70% всех пациентов с муковисцидозом имеют по крайней мере одну копию гена с мутацией F508del. В этом гене, который кодирует CFTR, отсутствует кодон к фенилаланину в позиции 508. Считается, что источником послужила мутация, произошедшая на Ближнем Востоке 52 000 лет назад.
Различные мутации CFTR, вызывающие муковисцидоз, могут влиять практически на каждый аспект экспрессии белка (табл. 1 и 2). Ограничением современной системы классификации является то, что некоторые мутации, включая W1282X, F508del и R117H, демонстрируют комбинированные молекулярные дефекты, которые могут объяснить некоторую вариабельность, наблюдаемую в ответ на лечение модуляторами CFTR.
У пациентов с наиболее тяжелыми вариантами CFTR (класс I—III) обычно развивается панкреатическая недостаточность, однако у некоторых пациентов функция ПЖЖ может быть частично сохранена.
Общегеномные ассоциативные исследования показывают, что некоторые вариации в поражении легких, синусов, ПЖЖ и гепатобилиарной системы могут быть объяснены разнообразием генов, кодирующих муцин и альтернативный ионный канал.
Например, пациенты, которые гомозиготны по F508del мутации, но которые имеют стабильную легочную функцию до 50 или 60 лет, чаще имеют дефект в эпителиальном натриевом канале.
г) Клинические проявления:
1. Патология легких. Легочные проявления включают хронический продуктивный кашель и крепитацию при аускультации. Воспаление ДП и закупорка мокротой часто становятся причиной свистящего дыхания. Бронхоэктазы могут быть обнаружены при КТ и органов ГК у 30% детей в возрасте до 3 мес и у 60% детей в возрасте до 3 лет при отсутствии легочной симптоматики.
Так же как и при БА и ХОБЛ, обострению муковисцидоза часто предшествует ОРВИ. Обострение характеризуется усилением кашля, одышкой, часто изменением цвета и вязкости мокроты. Повышение ТТ нетипично, но может развиться гипоксемия.
При муковисцидозе во вторичной полимикробной эндобронхиальной колонизации преобладают золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus, включая Staphylococcus aureus со множественной лекарственной устойчивостью) и синегнойная палочка (Pseudomonas aeruginosa). Такие виды, как Burkholderia, Stenotrophomonas и анаэробы, встречаются реже, но с ними может быть связана более выраженная воспалительная реакция. Также могут развиться аспергиллезные и кандидозные грибковые инфекции.
Во время обострения заболевания ОФВ1 обычно ↓ как минимум на 10% от предыдущего базового уровня. При исследовании легочной функции нередко определяется снижение скорости воздушного потока на уровне бронхов среднего и мелкого калибров (скорость потока в середине выдоха от 25 до 75) или увеличение индекса легочного клиренса. Спустя некоторое время повторные обострения приводят к прогрессивной утрате легочной функции и формированию бронхоэктазов, располагающихся преимущественно в верхних долях легких (рис. 2).
Рисунок 2. Муковисцидоз. На рентгенограмме органов грудной клетки определяются кистозные бронхоэктазы, преимущественно в верхних долях обоих легких с сопутствующими двусторонними апикальными буллами. Двустороннее уменьшение объема верхней доли со смещением прикорневых отделов в каудальном направлении.
При рентгенологическом исследовании околоносовых пазух часто обнаруживаются назальные полипы, но лишь у незначительного числа больных муковисцидозом имеются хронические синуситы, проявляющиеся болью, потерей обоняния (аносмией), заложенностью носа и выделениями.
2. Патология желудочно-кишечного тракта. Новорожденные с муковисцидозом подвержены мекониальному илеусу и непроходимости тонкого кишечника, в связи с чем может возникнуть потребность в жизнесохраняющей операции при рождении. У многих пациентов недостаточная гидратация приводит к дистальной кишечной непроходимости, результатом которой может быть илео-илеальная инвагинация, при которой нередко требуется экстренное хирургическое вмешательство. Избыточный объем дегидратированных каловых масс может быть причиной хронических запоров, боли в животе, геморроя и выпадения прямой кишки.
У 90% пациентов с муковисцидозом развивается панкреатическая недостаточность, приводящая к мальабсорбции жиров, что, в свою очередь, приводит к дефициту жирорастворимых витаминов D, А, К и Е. Частыми последствиями этого являются остеопения и коагулопатии. У небольшого числа больных, имеющих более мягкие мутации класса IV или V, изначально панкреатическая недостаточность может отсутствовать. Однако нередко эти пациенты страдают хроническим панкреатитом, который может привести в исходе к панкреатической недостаточности. Большинство больных муковисцидозом страдают ГЭР.
Портальная гипертензия вследствие поражения печени увеличивает риск развития варикозного расширения вен пищевода.
3. Вопросы репродукции. У некоторых мужчин муковисцидоз обнаруживается после обследования по поводу бесплодия. При этом продукция спермы сохранена, но практически у всех мужчин с муковисцидозом имеется врожденное двустороннее отсутствие семявыносящих протоков. Многим женщинам с муковисцидозом трудно забеременеть из-за закупорки шейки матки вязкой слизью.
4. Дополнительные проявления. К 30 годам у 1/3 пациентов развивается муковисцидоз-ассоциированный СД. Хотя кетоацидоз встречается редко, могут возникать микрососудистые и макрососудистые осложнения СД. Риск развития остеопороза, остеопении и переломов увеличивается с возрастом.
Пациенты с муковисцидозом предрасположены к малому росту, задержке развития, наличию атипичных микобактериальных инфекций, СОАС, легочной гипертензии, ЖКБ, аменорее, муковисцидоз-ассоциированному РА, узловатой эритеме, МКБ и ХПН.
д) Диагностика. В США выполняется рутинный скрининг новорожденных на наличие муковисцидоза путем измерения иммунореактивного трипсиногена в крови, взятой из пятки при рождении. Этот тест очень чувствительный, но обладает низкой специфичностью. Для детей с положительным результатом в качестве следующего шага большинство больниц выполняют анализ на генетические мутации. Для пациентов, чье генетическое исследование имеет отрицательный результат при использовании панели 40 или > распространенных CFTR-мутаций, проводят секвенирование гена, которое доступно не во всех центрах.
Пациентам, у которых подозревается наличие муковисцидоза, но у которых идентифицирована только одна мутация, для постановки диагноза требуется анализ состава пота. Даже если у пациента есть две CFTR-мутации, «золотым стандартом» диагностики является пилокарпиновый ионофорез пота. Диагноз муковисцидоза устанавливается при уровне хлоридов пота более чем 60 ммоль/л. Значения ↓ 30 ммоль/л считаются нормальными. Пограничные результаты (от 30 до 59 ммоль/л) могут быть связаны со слабовыраженными изменениями CFTR и формированием мягкой формы муковисцидоза.
У младенцев со стеатореей или задержкой развития стандартное обследование должно дополняться генетическим анализом на мутации CFTR. У пациентов с нефрогенным несахарным диабетом, недостаточным питанием, болезнью Аддисона или гипопаратиреозом лотовый тест может быть ложноположительным.
У некоторых пациентов муковисцидоз проявляется во взрослом возрасте. В этом случае почти у всех развивается хронический риносинусит, отмечаются повторные ОРВИ, включая бронхиты и бронхоэктазы, абдоминальные боли и панкреатиты. Если в посеве мокроты обнаруживаются золотистый стафилококк, синегнойная палочка, а также атипичные микобактерии и грибы, то врачу следует заподозрить у пациента муковисцидоз. Клиническое обследование должно включать спирометрию, КТ пневматических пазух носа и органов ГК, потовый тест.
При исследовании РОГК обычно определяются мешотчатые бронхоэктазы, преимущественно с локализацией в верхних долях легких (см. рис. 2). Наиболее четко они видны на КТ (рис. 3). В далеко зашедших случаях может развиться легочная гипертензия (рис. 4).
Рисунок 3. На рентгенограмме и компьютерной томограмме грудной клетки визуализируются бронхоэктазы у пациента с муковисцидозом
Рисунок 4. Муковисцидоз с легочной гипертензией и легочным сердцем. На рентгенограмме органов грудной клетки определяются двусторонние расширенные центральные легочные артерии с двусторонними верхнедолевыми цилиндрическими и кистозными бронхоэктазами, слизистыми пробками и правосторонней апикальной буллой.
{2В} Потовая проба — «золотой стандарт» диагностики муковисцидоза в РФ и проводится как минимум дважды.
В РФ используются две методики потового теста.
1. Классический прямой метод определения электролитного состава пота (хлора или натрия) методом пилокарпинового электрофореза по Гибсону и Куку (1959 г.). Норма — до 30 ммоль/л, пограничные значения — 30-59 ммоль/л, положительный результат — 60 ммоль/л и ↑ (при навеске пота не <100 мг). Показатели хлоридов ↑ 150 ммоль/л должны быть подвергнуты сомнению.
2. Потовая проба путем определения проводимости пота с помощью специальных потовых анализаторов коррелирует с определением уровня хлоридов, позволяет получить адекватный результат при количестве пота в образце 3-10 мкл. Получила широкое распространение при внедрении массового скрининга новорожденных.
При определении проводимости положительным результатом для муковисцидоза считается показатель ↑ 80 ммоль/л; пограничным значением — 50-80 ммоль/л; нормальным — до 50 ммоль/л. Показатели проводимости >170 ммоль/л должны быть подвергнуты сомнению.
Время сбора пота не должно превышать 30 мин, минимально допустимое количество пота — 75-100 мг, скорость потоотделения должна быть не менее 1 г/м2/мин. Обязательным является предварительное тщательное очищение кожи пациента. Особого внимания требует подготовка кожи у пациентов, длительно находящихся в стационаре*.
P.S. * Федеральные КР «Кистозный фиброз (муковисцидоз)». Союз педиатров России, Ассоциация медицинских генетиков, Российское респираторное общество, Российское трансплантологическое общество, 2021.
{5С} РФ: КТ — основной метод диагностики изменений в легких при муковисцидозе (рекомендуется с 5 лет, ранее — по показаниям).
КТ органов ГК — экспертная методика для детализации изменений. Проводится низкодозная КТ — снижение силы тока до 1 мА/кг, МТ для детей и молодых взрослых весом <50 кг в сочетании с напряжением на трубке 100 кВ. Выполняется на глубине вдоха при невозможности задержки дыхания, детям до 3 лет — в условиях седации. 1 раз в 2 года, при обострении — внеочередное исследование*.
P.S. * Федеральные КР «Кистозный фиброз (муковисцидоз)». Союз педиатров России, Ассоциация медицинских генетиков, Российское респираторное общество, Российское трансплантологическое общество, 2021.
е) Дифференциальная диагностика. Состояния, за которыми может скрываться муковисцидоз, включают: бронхоэктазы, хроническую аспирацию, туберкулез, первичный или вторичный иммунодефицит, болезнь Крона, заболевания соединительной ткани [такие как РА] и синдром Шегрена, первичную цилиарную дискинезию, синдром Швахмана-Даймонда.
У некоторых пациентов с клиническим фенотипом вероятного муковисцидоза нередко невозможно установить диагноз либо потому, что лотовый тест в норме, либо не идентифицированы две генетические мутации. У таких пациентов наблюдаются, как принято сейчас называть, CFTR-связанные расстройства. У части таких больных только детальный анализ кодирующих и фланкирующих областей CFTR позволяет установить диагноз муковисцидоза.
