Přeskočit na obsah

Alergický zánět, postavení biologik anti‑IL‑5 v modulaci poškozujícího zánětu u nemocných s asthma bronchiale

Souhrn:
Krejsek J. Alergický zánět, postavení biologik anti‑IL‑5 v modulaci poškozujícího zánětu u nemocných s asthma bronchiale. Remedia 2021; 31: 417–422.
Alergický zánět zaujímá klíčové postavení v patofyziologii bronchiálního astmatu. Je charakterizován akumulací eozinofilních granulocytů v plicní tkáni, k níž dochází vlivem abnormálních prozánětlivých lokálních podmínek, které mohou být způsobeny průnikem alergenů epitelovými strukturami s narušenými bariérovými funkcemi. Prozánětlivé prostředí je charakterizováno i přítomností vzorů vnitřního poškození. Dochází k abnormální polarizaci T lymfocytů k převažující aktivitě subsetu Th2. T lymfocyty subsetu Th2 jednak modulují B lymfocyty k produkci protilátek IgE, jednak stimulují prostřednictvím cytokinů, včetně interleukinu 5 (IL‑5), lokální aktivaci a proliferaci eozinofilů. V těchto procesech jsou zapojeny i buňky vrozené imunity ILC‑2. Ztráta homeostatických regulací může vést k lokální tvorbě autoprotilátek, které reagují s biologicky aktivními látkami v granulích eozinofilů. Lokálně tak dochází k aktivaci komplementového systému, jehož působením je dále prohloubeno poškození plicní tkáně. V léčbě nemocných s bronchiálním astmatem jsou nově používána biologika, která cílí na IL‑5. Tato biologika jsou molekulárně rozdílná a jsou aplikována rozdílným způsobem. To by mělo být zohledněno při klinickém rozhodování o nasazení biologické léčby.

Summary:
Krejsek J. Allergic inflammation, the role of biologics targeting IL‑5 in the modulation of adverse inflammation in patients with bronchial asthma. Remedia 2021; 31: 417–422.
Allergic inflammation is the crucial component of the pathophysiology of bronchial asthma. It is characterized by the accumulation of eosinophils in lung tissue induced by the presence of an abnormal local proinflammatory microenvironment caused by the penetration of allergens through impaired epithelial surfaces. In addition, the proinflammatory environment is also characterized by the presence of damage patterns. The result is an abnormal polarization of T cells to the Th2 subset. T cells of the Th2 subset are modulating B cells to produce antibodies, including IgE class. Th2 T cells can stimulate local eosinophilopoiesis and activation of eosinophils via various cytokines, including IL‑5. Innate immunity cells, ILC‑2, are also participating in these complex mechanisms. The loss of homeostatic regulations can lead to the local production of autoantibodies reacting with the content of eosinophil cytoplasmatic granules, which could be followed by the activation of the complement system, substantially contributing to the tissue damage. Monoclonal antibodies targeting the critical component of allergic inflammation, IL‑5, are now an integral part of the therapy of patients with bronchial asthma. There are substantial differences both in molecular structure and the way of administration for these biologics. These differences should be considered when biological therapy is suggested.

Key words: allergic inflammation, bronchial asthma, immunopathogenesis, eosinophils, IL‑5, biologics anti‑IL‑5

Úvod

Porovnáme li statistiky incidence a prevalence infekčních nemocí za uplynulých několik desetiletí, je zřetelný jejich pokles v populacích vyspělých zemí. Samozřejmě odmyslet musíme nečekaně velký dopad infekce SARS CoV 2. Inverzně k tomuto poklesu stoupá výskyt imunopatologických chorob bez ohledu na jejich patofyziologii. Zvláště zřetelné je to pro heterogenní množinu imunopatologických onemocnění, na jejichž patogenezi se podílí tzv. alergický zánět. Alespoň částečným vysvětlením proto může být tzv. hygienická hypotéza, původně formulovaná v devadesátých letech profesorem Strachanem, ve svých dalších zásadních modifikacích. Velmi zjednodušeně žijeme v příliš „čistém“ světě. Myslíme tím skokové omezení mikrobiálních podnětů zprostředkovaných nejen patogeny, ale i mikroorganismy přítomnými v životním prostředí (sanitace) a v potravě (debacilace). Naproti tomu žijeme v příliš „špinavém“ světě. Myslíme tím, že přes veškeré úsilí jsou lidé vystaveni škodlivým působkům v životním prostředí, např. charakteru xenobiotik, která jsou jistě obsažena i v naší stravě. Důsledkem jsou komplexní negativní dopady na všechny tělní systémy. K těmto negativním účinkům musíme připočíst i narušení fyziologické mikrobioty, která osidluje různé tělní oddíly. Tyto proměny v nekonečných kvalitativních i kvantitativních kombinacích představují s velkou pravděpodobností spouštěcí podněty, jež u geneticky disponovaných jedinců vedou k abnormálnímu funkčnímu nastavení imunitní soustavy a prolomení homeostatických regulací zánětlivé reakce. Výsledkem je poškozující zánět, který má právem označení alergický zánět. K dlouhodobě dobře doložené úloze protilátek třídy IgE (imunoglobulin E), které jsou často specifické pro vyvolávající alergeny, připojujeme v současné době dobře doloženou úlohu specifické T lymfocytární imunity, zapojení různých složek vrozené imunity, především mastocytů v časné fázi a eozinofilních granulocytů v pozdní fázi alergického zánětu. Nejnověji musíme uvažovat rovněž v kontextu abnormálně funkčně polarizovaných dendritických buněk, makrofágů, lymfoidních buněk vrozené imunity (innate lymphoid cells, ILC) a v neposlední řadě i narušených bariérových rozhraní těla, tj. epitelových povrchů a kůže [1].

Alergický zánět je podstatnou součástí patofyziologických dějů u řady běžných a závažných lidských onemocnění, jež postihují především respirační trakt a kůži. Mezi nimi ústřední postavení zaujímá alergické astma. V jeho diagnostice a léčbě bylo v minulých desetiletích dosaženo obrovského pokroku, který přinesl zlepšení života většině nemocných s touto formou astmatu. Pacienti, kteří ne­reagu­jí na konvenční terapeutické zásahy, mohou dobře reago­vat na biologickou léčbu. Ta původně cílila na protilátky IgE (omalizumab). Nověji je terčem biologik interleukin 5 (IL 5), který je neutralizován biologiky mepolizumabem a reslizumabem. Klinický efekt prokázaly i protilátky benralizumab, který blokuje receptor pro IL 5, a dupilumab, jehož terčem je podjednotka IL 4α, která je sdílena i receptorem pro IL 13. Přes vysokou efektivitu biologické léčby stále zůstává část nemocných, u nichž tento typ léčby není účinný nebo je odpověď pouze částečná. V tomto sdělení se budeme zabývat některými oblastmi, kde můžeme hledat vysvětlení pro tento klinicky významný jev [2].

Asthma bronchiale, imunopatogeneze

Astma je heterogenní množinou onemocnění s převažujícími projevy v dýchacích cestách. U nemocných s astmatem lze stanovit celou řadu parametrů, které charakterizují konkrétní fenotyp. Pro pochopení patofyziologie nemoci u konkrétního pacienta s implikacemi pro léčbu je užitečné definovat endotyp astmatu. Ten odráží podobné patofyziologické procesy. Může se v průběhu onemocnění proměňovat. Proměny souvisejí také se stále podrobnějším popsáním imunopatogeneze astmatu. V současnosti je dobře definován endotyp Th2, který je buď s převahou alergický, nebo nealergický a je obvykle spojen s akumulací eozinofilů v plicní tkáni a sputu. K abnormální polarizaci T lymfocytů do subsetu Th2 dochází vlivem mnoha proměnných, pravděpodobně již v časných údobích života. Polarizace k Th2 je nepochybně spojena s abnormálními mikrobiálními podněty, které poskytuje abnormální střevní mikrobiota, předčasnou nebo zesílenou expozicí látkám charakteru alergenů.

Zesilovat ji může také poškození slizničních povrchů nejrůznějšími xenobiotiky jak chemické, tak fyzikální povahy. Vzory mikrobiální invaze PAMP (pathogen associated molecular patterns) a vzory vnitřního poškození vlastních buněk DAMP (damage associated molecular patterns) jsou identifikovány prostřednictvím receptorů pro regulaci imunitní odpovědi (pattern recognition receptors, PRR) tkáňově lokalizovaných dendritických buněk. Ty jsou ovlivněny i cytokiny, které produkují aktivované epitelové buňky, např. cytokin TSLP1 (thymický stromální lymfopoetin 1) a IL 33, jenž vedle své úlohy cytokinu secernovaného z buňky působí uvnitř buňky jako transkripční faktor. Dendritické buňky zpracovávají vzory PAMP, které pronikají do podslizniční vrstvy i z důvodu narušení epitelových buněk, jimiž vznikají vzory DAMP. Po zpracování předkládají dendritické buňky antigenní peptidy v kontextu molekul HLA (hlavního histokompatibilního komplexu) T lymfocytům, které je rozpoznávají svými receptory (TcR).

Tato kognitivní interakce musí být doplněna řadou dobře popsaných kostimulačních/koinhibičních interakcí a uskutečňuje se v konkrétním cytokinovém mikroprostředí. Výsledkem je klonální expanze antigenem stimulovaného T lym­fo­cy­tu a jeho funkční polarizace, do níž jsou mimo jiné zapojeny rovněž konkrétní transkripční faktory ovládající transkripci několika set genů. Polarizace do subsetu Th2 je fyziologicky nezbytná pro poskytnutí podpory B lymfocytům, které jsou rovněž stimulovány antigenními podněty. Velmi zjednodušeně, T lymfocyty subsetu Th2 v intimním mezibuněčném kontaktu s aktivovanými B lymfocyty zajišťují tzv. izotypové přepnutí, které umožní tvorbu specifických protilátek jiných tříd, než je třída IgM, tvořená jako první po antigenní stimulaci. Zde je svěřena klíčová úloha IL 4, prototypovému cytokinu tvořenému T lymfocyty funkčně polarizovanými do subsetu Th2, a membránovým interakcím, především vazbě molekuly CD40 B lymfocytů a molekuly CD40L (ligand CD40) exprimované na membránách aktivovaných Th2 lymfocytů. Zahrnuje i tvorbu protilátek třídy IgE, které se uplatňují v alergickém zánětu. Funkčně polarizovaný subset Th2 je regulován aktivitou subsetu Th1. Velmi zjednodušeně je u nemocných s alergickým zánětem aktivita subsetu Th1 snížena a neposkytuje dostatek homeostatických regulací abnormálně polarizovanému subsetu Th2. Podle novějších představ se do regulací funkčně polarizovaných subsetů T lymfocytů zapojuje také subset regulačních T lymfocytů (Treg). Ten byl původně definován jako subset preferenčně regulující lymfocyty subsetu Th17. T lymfocyty subsetu Th17 se fyziologicky podílejí na obraně epitelových rozhraní proti invazi bakteriálních a fungálních patogenů. Subset Th17 je nepochybně zapojen i v patofyziologii alergického astmatu. Oslabení jejich fyziologické funkce může být příčinou infekčních exacerbací u nemocných s alergickým astmatem i pacientů léčených biologiky anti IL 5. Nyní je doložena jeho obecná homeostatická aktivita v rámci regulace obranného i poškozujícího zánětu [3].

Dosahy působení subsetu Th2 daleko přesahují jejich regulační vliv v rámci B lymfocytů a tvorby protilátek. Jsou vydatným zdrojem dalších cytokinů, z nichž zdůrazníme IL 5 a IL 13. Interleukin 13 se podílí na plné terminální diferenciaci B lymfocytů za tvorby plazmatických buněk a produkce specifických protilátek. Interleukin 5 rovněž podstatnou měrou zasahuje do diferenciace eozinofilů z jejich prekurzorů. Vede také k jejich aktivaci. Funkčně polarizované T lymfocyty produkují chemokiny, které specificky působí na usměrněný pohyb eozinofilů, např. eotaxin nebo RANTES. Je však třeba konstatovat, že podmínky pro vznik a rozvoj alergického zánětu vytvářejí i jiné buněčné struktury našeho těla, včetně dalších buněk imunity. V tomto směru je situace velmi nepřehledná. Zatím musíme čekat na vyhodnocení jednotlivých experimentálních údajů a na zobecnění, z něhož by bylo možné odvodit závěry pro klinickou praxi.

Poměrně dost informací máme o regulacích diferenciace eozinofilů. Ta za normálních okolností probíhá v kostní dřeni. Je samozřejmě regulována především humorálními působky, které produkují buňky a tkáně na periferii pod vlivem různých podnětů, včetně infekčních. Tyto humorální působky stimulují u prekurzorů eozinofilů diferenciaci, již můžeme dobře mapovat pomocí imunofenotypizace. Zralé formy eozinofilů jsou uvolňovány do krve. Zde můžeme poměrně jednoduše stanovit jejich relativní i absolutní počet. Těchto parametrů se využívá v klinické praxi jako ukazatelů, které mohou zprostředkovaně vypovídat o tkáňové přítomnosti eozinofilů [4]. Eozinofily, po krátké cirkulaci v cévním řečišti, vcházejí komplexně regulovanou diapedézou do svých tkáňových nik, kde se spolupodílejí na obranném/poškozujícím zánětu. Selektivní vstup eozinofilů do tkání je zajištěn adhezní inter­akcí mezi integrinovými molekulami VLA 4 (integrin α4β1; CD49d/CD29) s endotelovými ligandy VCAM 1 (vaskulární buněčná adhezní molekula 1; CD106).

Je však dobře doloženo jak na zvířecích modelech, tak u lidí s astmatem, že v poškozujícím alergickém zánětu dochází k eozinofilopoezi v plicní tkáni. Ta byla prokázána vyšetřením bioptických vzorků a s ní souvisí pravděpodobně i počet eozinofilů ve sputu nemocných. Zdrojem IL 5 pro tkáňovou eozinofilopoezi jsou buňky vrozené imunity, konkrétně ILC 2. Fyziologická úloha ILC 2 je velmi podobná fyziologické aktivitě T lymfocytů funkčně polarizovaných do subsetu Th17. Po aktivaci tvoří cytokiny, které především zesilují bariérové funkce epitelu a kůže. Interleukin 5 zajišťuje terminální fáze diferenciace eozinofilů. Na vyzrávajících stadiích eozinofilů se nacházejí receptory pro další cytokiny, např. pluripotentní kolonie stimulující IL 3 (GM CSF, granulocyte macrophage colony stimulating factor). Jejich buněčné zdroje v tkáních jsou rozmanité a zahrnují i buňky nehematopoetického původu. Diferenciaci eozinofilů ovlivňují také již zmíněné cytokiny TSLP1 a IL 33, tvořené např. aktivovanými epitelovými buňkami [5,6].

Zralé eozinofily ve svých cytoplazmatických granulích obsahují celou řadu biologicky aktivních látek. Jedná se např. o hlavní bazický kationový protein MBP (major basic protein) s cytotoxickým účinkem, eozinofilový kationový protein (eosinophil cationic protein, ECP), eozinofilní peroxidázu (eosinophil peroxidase, EPX) a eozinofilní neurotoxin (eosinophil derived neurotoxin, EDN). Po aktivaci eozinofilů dochází k degranulaci a zmiňované látky jsou uvolňovány. Extracelulárně lokalizované vykazují výrazné cytotoxické aktivity vůči buňkám. Lokální tkáňové poškození je dále prohlubováno i cytokiny, které eozinofily dokáží secernovat nebo které jsou uvolněny při jejich degranulaci. Jsou to např. tumor nekrotizující faktor alfa (TNFα), GM CSF, fragmenty C5a a lipidové mediátory. Samotné eozinofily tvoří cytokiny, jež zpětnovazebně zesilují jejich diferenciaci a aktivaci. Jmenovat můžeme IL 4, IL 5, IL 13 a také některé chemokiny, které zesilují lokální akumulaci eozinofilů v tkáních, např. chemokiny eotaxin (CCL11) a RANTES (CCL5). To ukazuje na sebezesilující poškozující zánět, který se organizuje u nemocných s astmatem v plicní tkáni po prolomení homeostatických regulací, jež za fyziologických okolností na několika úrovních aktivaci a degranulaci eozinofilů zajišťují [7].

Výše popsané zapojení eozinofilů do poškozujícího zánětu v plicní tkáni u nemocných s astmatem je dále amplifikováno nedávno popsanou programovanou smrtí eozinofilů, tzv. etózou. Etóza je podmnožinou buněčných smrtí, které prodělávají buňky vrozené imunity. Nejvíce informací v tomto ohledu máme o netóze, jež charakterizuje smrt neutrofilních granulocytů. Při tomto způsobu buněčné smrti dochází k aktivaci eozinofilu/neutrofilu různými podněty. Ty zahrnují např. identifikaci invadujících bakteriálních patogenů membránovými receptory těchto buněk. Tato forma smrti však může být i výsledkem buněčného stresu, jemuž jsou buňky vystaveny v mikroprostředí obsahujícím DAMP.

Dále se budeme soustředit na etózu, přestože je třeba konstatovat, že na patofyziologii astmatu, především jeho exacerbací indukovaných bakteriálními patogeny, se zásadně podílí i netóza neutrofilních granulocytů. Při etóze dochází v eozinofilech k aktivním nitrobuněčným procesům vedoucím k narušení membránové integrity buňky. Při etóze jsou z eozinofilů doslova vymršťována vlákna DNA v komplexu s histony, jež mohou zachycovat invadující patogeny. Tomuto mechanismu, který je součástí obranného zánětu, se trefně říká extracelulární „past“. Na vláknech nukleoproteinů obalujících mikroorganismy jsou navázány antibakteriální peptidy a jiné molekuly s antimikrobiálními účinky, které mikroorganismy usmrcují. Etóza (netóza) musí být velmi přesně regulována, protože vedle pozitivního efektu při této formě buněčné smrti dochází k uvolnění biologicky aktivních látek, jež jsou normálně lokalizovány uvnitř buněk. Uvolněné mimo buňku představují velmi výrazné DAMP. Ty zahrnují nukleové kyseliny a jejich fragmenty, různé nukleoproteiny a také obsah granulí eozinofilů. Fragmenty nukleoproteinů stimulují plazmocytoidní dendritické buňky k produkci interferonů I. třídy, které se rovněž zapojují do poškozujícího zánětu. Nepřiměřenou etózu, k níž dochází lokálně u nemocných s eozinofilní formou astmatu, tedy můžeme chápat jako proces zesilující a amplifikující poškozující zánět u těchto pacientů. Důkazy o její přítomnosti získáváme analýzou bioptických vzorků plicní tkáně. Nepřímými důkazy jsou rovněž narušené buňky eozinofilů, které jsou běžně nalézány při cytologické analýze vzorků indukovaného sputa nemocných s astmatem.

Dlouhou dobu je známo, že v krvi nemocných s astmatem lze prokázat celé spektrum autoprotilátek. Patří mezi ně např. autoprotilátky reagující s nukleárními antigeny, tzv. antinukleární faktory. Pro jejich přítomnost nebylo až do nedávné doby vysvětlení a byly považovány za epifenomén. V současnosti však máme dostatek důkazů o tom, že součástí patofyziologie astmatu jsou i lokálně tvořené autoprotilátky. Ve sputu nemocných s astmatem lze prokázat např. přítomnost autoprotilátek reagujících s EPX a autoprotilátky namířené proti dalším terčům přítomným především v granulích eozinofilů nebo již zmíněné antinukleární faktory. V kontextu informací výše je zřejmé, že tyto autoprotilátky jsou tvořeny přímo v tkáních autoreaktivními B lymfocyty. Při detailním imunohistopatologickém vyšetření biopsií z plicní tkáně byly nalezeny tzv. terciární lymfatické folikuly, které představují buněčný substrát pro tuto autoprotilátkovou odpověď. Terciární lymfatické folikuly jsou nalézány v tkáních u mnohých nemocí, na jejichž patofyziologii se podílí poškozující zánět. Příkladem mohou být folikuly v synoviální tkáni nemocných s revmatoidní artritidou, folikuly na meningách nemocných s roztroušenou sklerózou mozkomíšní nebo léze v cévní stěně pacientů s aterosklerózou [8].

Terciární lymfatické folikuly jsou především B lymfocyty v různých stadiích aktivace po antigenní stimulaci. Přítomny jsou také folikulární T lymfocyty (Thf) a dendritické buňky. Folikuly jsou strukturou, v níž dochází k intenzivní interakci mezi T a B lymfocytárním systémem a indukci specifické imunity s dominancí terminální diferenciace B lymfocytů vedoucí k lokální diferenciaci plazmatických buněk a tvorbě (auto)protilátek. Organizace terciárních folikulů je regulována mezibuněčnými kontakty a také cytokiny, z nichž zdůrazníme zásadní úlohu cytokinu BAFF (B cell activating factor) z rodiny molekul TNFα, který zesiluje přežívání aktivovaných B lymfocytů inhibicí jejich apoptózy. Aktivita terciárních lymfatických folikulů v plicní tkáni nemocných s astmatem je nepochybně indukována podněty, které jsou zde přítomny a byly již popsány. Tyto procesy jsou analogické pochodům uskutečňujícím se v plicní tkáni nemocných s cystickou fibrózou, u nichž pro vrozený defekt v genu pro membránový transportní komplex epitelových buněk je tvořen mukus s abnormálními charakteristikami. Není tak zajištěna efektivní průběžná „očista“ epitelových struktur a nejsou přítomny plnohodnotné obranné mechanismy zajišťované mukusem. Plicní tkáň těchto nemocných je pod permanentním tlakem bakteriálních patogenů, především z rodu Pseudomonas. To vede k akumulaci neutrofilních granulocytů, jejich lokální aktivaci a smrti, včetně jejich netózy. Následně se z granulí neutrofilů uvolňují biologicky aktivní látky, na které imunitní systém reaguje tvorbou autoprotilátek, nyní v klinické praxi dobře známých jako autoprotilátky ANCA (anti neu­tro­phil cytoplasmic antibody). Jejich stanovení je důležité v diferenciální diagnostice některých imunopatologických onemocnění. Je třeba zdůraznit, že výpovědní hodnotu má stanovení autoprotilátek ve sputu nemocných s astmatem. Jejich laboratorní průkaz ve sputu je však velmi obtížný a bude také obtížně standardizovatelný. Informace zatím máme z vědeckých studií. Bylo by však užitečné rozpracovat tyto postupy a pokusit se je zavést do klinické praxe především u nemocných s alergickou formou astmatu, kteří jsou indikováni k léčbě biologiky.

Lokálně produkované autoprotilátky proti různým molekulovým terčům vytvářejí po rozpoznání autoantigenů imunitní komplexy. V závislosti na třídě a podtřídě autoprotilátek je na imunitních komplexech zahájena aktivace komplementového systému klasickou dráhou. Aktivace komplementu je kaskádový sebezesilující proces, který vede k tvorbě komplexů MAC (membrane attack complex), jež se vnořují do cytoplazmatické membrány buněk a způsobují jejich lýzu. Působením komplementu je dále zesíleno poškození buněčných struktur plicní tkáně. Při aktivaci komplementu navíc vzniká řada mediátorů, jež mají prozánětlivé charakteristiky a působí jako chemoatraktivní látky především pro ILC. Receptory pro štěpné produkty komplementu se nacházejí na většině buněk imunity a zesilují např. fagocytární aktivitu granulocytů. Podílejí se však rovněž na plné aktivaci B lymfocytů po rozpoznání antigenů. I zde můžeme vidět sebezesilující potenciál poškozujícího zánětu v plicní tkáni nemocných s astmatem. Histopatologický průkaz depozit aktivovaných složek, jako je např. C3b, v tkáni je jasným důkazem přítomnosti výše popsaných patofyziologických procesů. Štěpné produkty komplementu lze prokázat i ve sputu nemocných.

Na základě výše uvedených faktů lze mezi nemocnými s alergickou formou astmatu identifikovat podskupinu, jež je navíc obvykle refrakterní na léčbu, včetně kortikoterapie. U těchto pacientů lze identifikovat převládající autoimunitní endotyp [9].

Asthma bronchiale a biologická léčba

Pochopení poškozujícího zánětu, oprávněně označovaného jako alergický zánět, v patofyziologii bronchiálního astmatu vede k rozšiřování a zlepšování možností, jak léčebně ovlivnit přirozený průběh tohoto onemocnění. Neléčený alergický zánět má komplexní negativní dopady na plicní tkáň, protože vedle buněčného substrátu imunity významně negativně ovlivňuje také bariérové funkce epitelových povrchů, samotný plicní epitel a hladkou svalovinu. Výsledkem jsou postupná ztráta funkčních kapacit plic a fibrotické změny funkční tkáně. Podrobné klinické zhodnocení podepřené výsledky laboratorních vyšetření umožňuje u většiny nemocných s astmatem volbu optimální terapie, která přinejmenším zastaví negativní působení alergického zánětu a vede k dlouhodobé stabilizaci, nebo dokonce ke zlepšení zdravotního stavu pacienta. Přes veškeré úsilí však stále zůstává část nemocných, u nichž se standardními léčebnými postupy nedaří onemocnění stabilizovat. Tito nemocní progredují. Přinejmenším pro část těchto pacientů je řešením aplikace biologické terapie, která v klinických studiích prokázala efekt [6,10]. Její podání má přesně určené podmínky a efektivita této terapie je průběžně ověřována v následných klinických hodnoceních.

V běžné klinické praxi jsou používány monoklonální protilátky, které cílí na IL 5, konkrétně mepolizumab a reslizumab. Biologikum benralizumab specificky interaguje s podjednotkou α receptoru pro IL 5. Alergický zánět může být také modulován biologikem dupilumabem, jehož terčem je podjednotka α sdílená receptory pro IL 4 a IL 13. Vazba benralizumabu na buňky, které exprimují receptor pro IL 5, tj. především eozinofilní granulocyty, bazofilní granulocyty a v prozánětlivých podmínkách také buňky ILC 2 a neu­tro­fil­ní granulocyty, blokuje vazbu IL 5 a brání tak jeho působení na tyto buňky. Kromě tohoto funkčního působení je však dobře doloženo, že vazba benralizumabu, který je humanizovanou protilátkou podtřídy IgG1 s bioinženýrsky upravenými cukernými posttranslačními modifikacemi, aktivuje především na protilátce závislou cytotoxickou reakci. Výsledkem je cytotoxická likvidace těchto buněk [11].

Vazba biologik mepolizumabu a reslizumabu na IL 5 vede k jeho neutralizaci. To je velmi žádoucí, protože výsledkem je zmírnění, či dokonce blokáda patofyziologických mechanismů, které souvisejí s rozvojem eozinofilního zánětu v plicní tkáni nemocných s astmatem. Několikaleté rozsáhlé klinické zkušenosti však ukazují, že zůstává část pacientů, kteří nereagují na podání těchto biologik. Probíhá intenzivní klinický výzkum podpořený experimenty na zvířecích modelech, který by měl vysvětlit, proč tomu tak je [6]. Žádoucí je, pokud by to bylo možné, identifikovat nemocné, u nichž daný způsob léčby selhává, případně dopředu identifikovat nemocné, u nichž lze selhání léčby očekávat. Ve hře je řada proměnných, které jsou postupně ověřovány. První z nich může být skutečnost, že mepolizumab je podáván subkutánně, zatímco reslizumab je aplikován intravenózně [12]. Farmakodynamika biologik s rozdílnou cestou podání je zásadně odlišná. Při subkutánním podání fixní dávky biologika není pravděpodobně dosaženo dostatečné koncentrace biologika v postižené plicní tkáni, která by neutralizovala všechny molekuly IL 5. Za těchto podmínek zde mohou vznikat imunitní komplexy IL 5/anti IL 5, které mohou být ještě terčem pro autoprotilátky proti imunoglobulinům. Tyto komplexy mohou nastartovat aktivaci komplementu s výsledným prozánětlivým působením a možným poškozením tkání.

Uvedená možnost je v případě mepolizumabu reálná, protože se jedná o protilátku podtřídy IgG1, která je vysoce účinná v aktivaci komplementového systému klasickou dráhou. Při intravenózním podání reslizumabu, při němž je navíc dávka adjustována na hmotnost pacienta, se v postižené tkáni pravděpodobně nachází nadbytek biologika. Vznikají imunitní komplexy, jež mají odlišné fyzikálně chemické vlastnosti a jsou rychle odstraňovány. Aktivace komplementu je navíc zásadně omezena skutečností, že reslizumab je humanizovaná protilátka podtřídy IgG4. Podtřída IgG4 je unikátní ve své struktuře. Vyznačuje se vysokým počtem interřetězcových disulfidických můstků. V její Fc části nejsou vazebné oblasti pro C3 složku komplementu. Aktivace komplementu je tedy prakticky vyloučena. To lze považovat za značný benefit tohoto biologika [13].

Problematické zůstává, jak v klinické praxi sledovat ovlivnění alergického zánětu biologiky anti IL 5. Rozsáhle dokumentovaný význam stanovení relativního a absolutního počtu eozinofilních granulocytů v periferní krvi nepřinesl jednoznačné pozitivní výstupy. Zvláště u nemocných, kteří jsou léčeni kortikoidy, se ztrácí vztah mezi počtem eozinofilů v periferní krvi a přítomností eozinofilů v plicní tkáni. Počet eozinofilů v krvi je u nich normální, kdežto počet eozinofilů v plicní tkáni prokázaný histopatologicky v bioptických vzorcích nebo ve sputu zůstává vysoký [14]. Výtěžnější je stanovení počtu eozinofilů, ale také jejich buněčných zbytků (jádra) v indukovaném sputu. Samotné provedení tohoto testu je v klinické praxi nelehké. Je ovlivněno i ochotou pacienta spolupracovat. Kvalita indukovaného sputa je velmi rozdílná jak při porovnání jednotlivých pacientů v rámci pracoviště, tak při porovnání výsledků indukovaného sputa mezi pracovišti. Následné cytologické vyšetření je rovněž zatíženo značnou variabilitou a je náročné jak na kvalifikaci, tak na čas laboratorních pracovníků. Zatím není zvládnuto vyhodnocení eozinofilních granulocytů v indukovaném sputu pomocí průtokové cytometrie. Příčinou je značná autofluorescence eozinofilních granulocytů způsobená biologicky aktivními látkami cytoplazmatických granulí. Nespecifická autofluorescence významně interferuje s fluorescenčními značkami, jimiž jsou označeny monoklonální protilátky použité pro fenotypizační analýzu [14].

Vyšetření autoprotilátek v periferní krvi má minimální výpovědní hodnotu. Jejich stanovení v indukovaném sputu není standardizované a není zatím určeno pro klinické využití. Pro výzkumné účely přináší určité informace vyšetření „zprostředkovaných“ markerů intenzity alergického zánětu, např. koncentrace oxidu dusnatého stanovená ve vydechovaném vzduchu (FeNO), periostinu, IL 5, IL 4 a dalších cytokinů [15]. Rozhodující nakonec zůstává klinické zhodnocení odpovědi na biologickou léčbu. Byla ověřena váha exacerbací nemoci, nutnosti systémové kortikoterapie a jejího dávkování. Rovněž je vhodné sledovat infekční epizody, protože odpověď na bakteriální invazi může zesílit aktivitu poškozujícího zánětu. Dobrá odpověď na biologika anti IL 5 vede též ke zmírnění projevů rinosinusitidy a nosních polypů [16].

Závěr

Dlouholeté studium alergického zánětu dalo solidní základ léčebným zásahům, které jsou u většiny nemocných účinné. Jsou mezi nimi i mimořádně sofistikované způsoby, především biologická terapie. V různé fázi klinického zkoušení je ověřován léčebný potenciál biologik, která cílí např. na cytokiny TSLP1, IL 13, IL 33. Další látky jsou ověřovány na zvířecích modelech. Je však třeba konstatovat, že i u již schválených biologik, např. anti IL 5, která jsou v klinické praxi několik let používána, zůstává stále mnoho neznámých. Na prvním místě je třeba zdůraznit, že tato biologika se od sebe svou imunobiologickou podstatou odlišují. Jsou podávána odlišným způsobem. Tyto proměnné, spolu s unikátními charakteristikami alergického zánětu u jednotlivých nemocných, ovlivňují klinický efekt léčby biologiky. Musejí být zvažovány při klinické rozvaze, která předchází indikaci biologické léčby [17,18].

Seznam použité literatury

  • [1] Nelson RK, Bush A, Stokes J, et al. Eosinophilic asthma. J Allergy Clin Immunol Pract 2020; 8: 465−473.
  • [2] Krings JG, McGregor MC, Bacharier LB, et al. Biologics for severe asthma: Treatment‑specific effects are important in choosing a specific agent. J Allergy Clin Immunol Pract 2019; 7: 1379−1390.
  • [3] Krejsek J, Andrýs C, Krčmová I. Imunologie člověka. Hradec Králové: Garamon, 2016; http://www.imunologie‑cloveka‑krejsek.cz.
  • [4] Novosad J, Krčmová I. Interpretujeme správně počty eozinofilů v pe­ri­fer­ní krvi u pacientů s bronchiálním astmatem? Alergie 2021; 2: 115−122.
  • [5] Sehmi R, Smith SG, Kjarsgaard M, et al. Role of local eosinophilopoietic processes in the development of airway eosinophilia in prednisone‑dependent severe asthma. Clin Exp Allergy 2016; 46: 793−802.
  • [6] Eger K, Kroes JA, Ten Brinke A, et al. Long‑term therapy response to anti‑IL‑5 biologics in severe asthma‑a real‑life evaluation. J Allergy Clin Immunol Pract 2021; 9: 1194−1200.
  • [7] Gao W, Gong J, Mu M, et al. The pathogenesis of eosinophilic asthma: A positive feedback mechanism that promotes Th2 immune response via filaggrin deficiency. Front Immunol 2021; 12: 672312.
  • [8] Mukherjee M, Nair P. Autoimmune responses in severe asthma. Allergy Asthma Immunol Res 2018; 10: 428−447.
  • [9] Mukherjee M, Bulir DC, Radford K, et al. Sputum autoantibodies in patients with severe eosinophilic asthma. J Allergy Clin Immunol 2018; 141: 1269−1279.
  • [10] Mukherjee M, Sehmi R, Nair P. Anti‑IL‑5 therapy for asthma and beyond. World Allergy Organization Journal 2014; 7: 32.
  • [11] McGregor MC, Krings JG, Nair P, et al. Role of biologics in asthma. Am J Respir Crit Care Med 2019; 199: 433−445.
  • [12] Mukherjee M, Paramo FA, Kjarsgaard M, et al. Weight‑adjusted intravenous reslizumab in severe asthma with inadequate response to fixed‑dose subcutaneous mepolizumab. Am J Respir Crit Care Med 2018; 197: 38−46.
  • [13] Bhalla A, Zhao N, Rivas DD, et al. Exacerbations of severe asthma while on anti‑IL‑5 biologics. J Investig Allergol Clin Immunol 2020; 30: 307−316.
  • [14] Mukherjee M, Nair P. Blood or sputum eosinophils to guide asthma therapy? Lancet Respir Med 2015; 3: 824−825.
  • [15] Sonnenberg‑Riethmacher E, Miehe M, Riethmacher D. Periostin in allergy and inflammation. Front Immunol 2021; 12: 722170.
  • [16] Nair P. Predictors of response to anti‑IL‑5 biologics. Respirology 2020; 25: 1123−1125.
  • [17] Mukherjee M, Forero DF, Tran S, et al. Suboptimal treatment response to anti‑IL‑5 monoclonal antibodies in severe eosinophilic asthmatics with airway autoimmune phenomena. Eur Respir J 2020; 56: 2000117.
  • [18] Menzies‑Gow A, Bafadhel M, Busse WW, et al. An expert consensus Framework for asthma remission as a treatment goal. J Allergy Clin Immunol 2020; 145: 757−765.

Sdílejte článek

Doporučené

Studie HEART-FID

30. 4. 2024

Léčba karboxymaltózou železa (FCM) zmírňuje příznaky a zlepšuje kvalitu života u pacientů se srdečním selháním se sníženou ejekční frakcí levé komory…

Studie NOAH-AFNET 6

30. 4. 2024

Epizody rychlé frekvence síní (atrial high‑rate episodes, AHRE) jsou síňové arytmie detekované implantovanými srdečními zařízeními. Dosud nebylo…