Scientific journal

International Journal of Applied and fundamental research

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

Термин «ювенильный идиопатический артрит» (ЮИА) охватывает все формы артрита, которые начинаются в возрасте до 16 лет, персистируют на протяжении более 6 недель и имеют неизвестную причину [1–3]. Это наиболее распространенное ревматическое заболевание в детском возрасте и одна из основных причин детской инвалидности. ЮИА относится к гетерогенной группе заболеваний с различными клиническими фенотипами, течением и исходом, имеющей в своей основе возможную генетическую предрасположенность и соответствующие патофизиологические процессы. Классификация Международной лиги ревматологических ассоциаций (ILAR) выделяет семь категорий заболеваний, определяемых на основе клинических и лабораторных признаков, присутствующих в первые 6 месяцев болезни [1]. Однако эта классификация неоднократно подвергалась критике, и выдвигались предложения о ее пересмотре [4].

За последние два десятилетия был достигнут значительный прогресс в методах лечения ЮИА, что включает в себя разработку новых терапевтические агентов и стратегий комбинированного лечения [5]. В целом эти новшества привели к достижению стойкой ремиссии или минимальному уровню активности болезни, что является реальной перспективой для большинства детей с ЮИА [6].

Несмотря на эти достижения, остается несколько нерешенных проблем, которые включают, помимо прочего, невозможность предсказать течение и исход заболевания на ранних стадиях, отсутствие надежных показателей ответа на лечение и риск обострения заболевания после прекращения терапии, а также невозможность прогнозирования связанных с ЮИА осложнений, таких как увеит или синдром активации макрофагов (MAS).

Современные представления о том, что генетические, биологические, биохимические или молекулярные биомаркеры могут быть использованы для распознавания и мониторинга нормального или аномального биологического процесса имогут иметь диагностическое или прогностическое значение при различных заболеваниях, вызвали растущий интерес к их использованию в случае ЮИА для прогнозирования клинических фенотипов, тяжести заболевания, ответа на лечение, течения болезни во времени и осложнений, связанных с болезнью.

Цель данного исследования заключается в анализе имеющегося опыта, накопленного за последние годы, при разработке и применении биомаркеров с целью прогнозирования исходов при ЮИА.

Классификация категорий ЮИА

Согласно критериям ILAR, следующие шесть категорий входят в группу несистемного ЮИА: олигоартрит, в зависимости от наличия ревматоидного фактора (RF) –RF-положительный полиартрит, RF-отрицательный полиартрит, энтезит-ассоциированный артрит (ERA), псориатический артрит и недифференцированный артрит. Олигоартрит подразделяется на персистирующую и расширенную формы в зависимости от того, остается ли артрит ограниченным четырьмя или менее суставами на протяжении всего течения болезни или распространяется на пять или более суставов после первых шести месяцев течения болезни. Некоторые лабораторные биомаркеры используются для идентификации конкретных категорий заболеваний. К ним относятся RF, наличие или отсутствие которого определяет RF-положительный или RF-отрицательный полиартрит, соответственно, и человеческий лейкоцитарный антиген (HLA)-B27, представляющий собой генетический показатель, тесно связанный со спондилоартропатиями и являющийся одним из критериев ERA.

Наличие RF связано с более высоким риском агрессивного течения, развития структурного поражения суставов и инвалидизации [7]. Несмотря на то, что антинуклеарные антитела (ANA) не включены в текущую классификацию, было обнаружено, что их присутствие позволяет идентифицировать однородную популяцию пациентов, которые в настоящее время отнесены к различным категориям заболеваний по критериям ILAR. Это наблюдение привело к предположению, что ANA-положительные пациенты должны быть выделены в отдельную категорию в классификации ЮИА [8]. Примечательно, что недавнее предложение о новых критериях классификации определило новую категорию раннего ANA-позитивного ЮИА [4]. Было предложено определение положительности ANA: как минимум два положительных результата с интервалом не менее трех месяцев при непрямой иммунофлюоресценции (IF) с титром ≥ 1:160 [8].

Патогенез ЮИА

Фактор некроза опухоли (TNF)α играет важную роль в иммунопатогенезе ЮИА, являясь одним из первичных стимуляторов продукции IL-1 в культурах синовиальных клеток. Неудивительно, что применение ингибиторов TNF, препаратов, которые эффективно связывают и нейтрализуют растворимый TNFα, привело к заметному улучшению терапевтического эффекта и долгосрочного прогноза у пациентов с ЮИА. Rooney et al. наблюдали более высокие уровни синовиального TNFα у пациентов с полиартикулярным заболеванием, чем у пациентов с олигоартритом [9].

Недавно Maggi et al. проанализировали роль различных субпопуляций эффекторных клеток Т-хелперов (Th) в патогенезе олигоартикулярного ЮИА. В частности, было показано, что особо важными в этом процессе являются клетки Th17 и Th1: лимфоциты Th1 за счет продукции провоспалительных цитокинов интерферона (IFN)-γ и TNFα; Th17-лимфоциты благодаря трансформации в сторону неклассическогоTh1-фенотипа. Фактически, в присутствии местных воспалительных цитокинов, таких как IL-12 и TNFα, клетки Th17 приобретают способность продуцировать IFN-γ как клетки Th17/Th1, быстро теряя секрецию IL-17 подобно неклассическим Th1 [10]. Подмножества Th1-клеток осуществляют свою функцию, индуцируя экспрессию сиалогликопротеина CD106 на синовиальных фибробластах, который способствует адгезии лейкоцитов и эндотелиальных клеток и сигналингу и чья активация имеет решающее значение для удержания лейкоцитов в воспаленной синовиальной оболочке [11]. Примечательно, что ингибиторы TNF препятствуют как трансформации клеток Th17 в клетки Th1, так и опосредованной TNFα активации CD106 на синовиальных фибробластах [10]. Кроме того, все эти подмножестваCD4 + T-клеток экспрессируют CHI3LI, хитиназоподобный белок, не имеющий ферментативной активности, который является хорошо известным маркером воспаления при некоторых иммуноопосредованных расстройствах. Уровни CHI3LI повышены в синовиальной жидкости у детей с олигоартикулярным ЮИА и положительно коррелируют с другими воспалительными параметрами [12].

Что касается полиартикулярного ЮИА, Throm et al. исследовали аномалии передачи сигналов в иммунных клетках пациентов, ранее не получавших терапию, с помощью масс-цитометрии. Авторам удалось идентифицировать аномально высокий сигналинг IFN-γ в CD4+ T-клетках и моноцитах этих пациентов, это обеспечило стимул к исследованию препаратов, которые препятствуют сигналингу IFN-γ при этом заболевании, лечение которого часто представляет собой сложную задачу [13].

Недавно Nagy et al. исследовали влияние различных видов терапии ЮИА (метотрексатилиметотрексат + адалимумаб) на субпопуляции лейкоцитов у пациентов с олиго- или полиартикулярным течением. Также была обследована контрольная группа здоровых сибсов. Авторы обнаружили, что абсолютное количество CD3+ Т-клеток было значительно выше нормы, в то время как количество CD56+ естественных клеток-киллеров было значительно ниже у пациентов, получавших биологическую терапию, по сравнению со здоровым контролем. Значительная разница также была продемонстрирована между двумя группами терапии в отношении CD19+ В-клеток. Авторы предположили, что количественные изменения, обнаруженные в группе метотрексат + адалимумаб, могут быть результатом более агрессивного течения заболевания, а не просто следствием терапии против TNFα [14].

Прогнозирование течения и исхода заболевания

Поскольку ЮИА является воспалительным заболеванием, непосредственное клиническое представление об активности и тяжести заболевания в рутинных клинических условиях дают анализы традиционных реагентов острой фазы, скорости оседания эритроцитов (СОЭ) и С-реактивного белка (СРБ). Было обнаружено, что при олигоартрите первичная СОЭ выше 100 мм/ч связана с наиболее неблагоприятным исходом [15–17], тогда как повышенный СРБ предполагал полиартикулярное осложнение [18].

Изучая дифференциальную экспрессию микроРНК (miRNA) плазмы, Ma et al. обнаружили, что miR-16 и miR-146a в плазме могут служить маркерами активности заболевания, поскольку их концентрации коррелируют с количеством пораженных суставов и оценкой магнитно-резонансной томографии при ювенильном артрите (JAMRIS) [19].

Был предложен ряд клинических предикторов распространения заболевания при олигоартрите, включая раннее наличие заболевания голеностопного сустава и/или запястья, поражение более одного сустава, артрит по крайней мере одной верхней конечности и симметричное поражение суставов [15–17]. Кроме того, у детей с персистирующим или прогрессирующим течением были обнаружены значительно отличающиеся иммунологические характеристики в синовиальном инфильтрате с заметно бóльшим обогащением Т-клетками, продуцирующими интерлейкин (IL)-17, в суставах детей с затяжным фенотипом [20].

Вполне возможно, что иммунные регуляторные механизмы играют важную роль в относительно доброкачественном, часто саморазрешающемся или даже самокупирующемся течении персистирующего олигоартикулярного ЮИА. Одним из основных механизмов регуляции могут быть CD4+ CD25+ регуляторные Т-клетки (Tregs). Чтобы понять роль этих лимфоцитов в контроле аутоиммунного процесса при персистирующем олигоартрите, de Kleer et al. оценили уровни FoxP3, специфического маркера активных CD4+ CD25+ Tregs клеток в периферической крови пациентов с олигоартикулярным ЮИА. У пациентов с персистирующим олигоартикулярным течением обнаруживались более высокие уровни матричной РНК (мРНК) FoxP3, чем у пациентов с прогрессирующим заболеванием, что подтверждает потенциальную роль пути Tregs во влиянии на тяжесть течения ЮИА с олигоартикулярным началом [21]. В соответствии с этими наблюдениями Ruprecht et al. обнаружили более низкую долю CD4+ CD25+ CD27+ Tregs клеток, экспрессирующих большое количество FoxP3, у пациентов с полиартритом, чем у пациентов с олигоартритом [22]. Разработка терапевтических агентов, ингибирующих специфические цитокины, такие как IL-7 и IL-15, которые ограничивают супрессорную функцию Tregs, может быть потенциально подходящей для восстановления функции этих клеток.

Анализ подтипов Т-клеток в синовиальной жидкости может представлять собой еще один полезный метод для дифференциации пациентов с олигоартикулярным или полиартикулярным течением. Профилируя протеом синовиальной жидкости 22 детей с ЮИА, Gibson et al. обнаружили, что отдельные белки и их посттрансляционная модификация различались у детей, чье заболевание оставалось олигоартикулярным, и у детей с последующим полиартикулярным поражением [23]. Сосредоточив внимание на соотношении CD4+:CD8+ Т-клеток, они обнаружили, что CD8+ преобладают в группе, склонной к полиартикулярному развитию заболевания. Более того, в той же группе были выше уровни C-C хемокинового лиганда 5 (CCL5), хемокина, влияющего на миграцию CD8+ T-клеток [21].

Прогнозирование терапевтического ответа

В ряде исследований оценивалась роль биомаркеров в прогнозировании терапевтического ответа или в руководстве терапевтическим вмешательством при несистемном ЮИА. Было выявлено, что более высокий исходный уровень СОЭ связан с хорошим ответом на метотрексат (МТ), что позволяет предположить, что дети с более выраженным системным воспалением могут быть более склонны к положительному эффекту от терапевтических вмешательств [24, 25]. Также наличие ANA коррелирует с лучшим ответом на метотрексат, но не с частотой ремиссии [26].

Cattalini et al. исследовали биомаркерный состав синовиальной жидкости, полученной во время внутрисуставного введения кортикостероидов [27]. Их цель состояла в том, чтобы определить факторы, прогнозирующие продолжительность терапевтического эффекта. Уровни матриксной металлопротеиназы 3 (ММП-3), ИЛ-6 и ИЛ-10 коррелировали с исходом через 6 и 12 месяцев. В частности, более высокие уровни IL-6 и IL-10 предсказывали более короткое время до рецидива синовиального воспаления и бόльшую продолжительность эффекта кортикостероидов.

Kahn et al. обнаружили, что циркулирующие уровни TNFα увеличивались у детей с ЮИА после начала лечения этанерцептом, первым доступным ингибитором TNF [28]. Это, казалось бы, парадоксальное увеличение можно было бы объяснить образованием комплексов между TNFα и ингибитором TNF, что способствовало пролонгированному сохранению препарата в кровотоке. Было обнаружено, что увеличение этих комплексов через шесть недель после начала лечения прогнозирует долгосрочную эффективность этанерцепта. Авторы предположили, что корреляция между повышением уровня TNFα и сохранением препарата в организме может идентифицировать подгруппу пациентов с патологическим процессом, в большей степени обусловленным TNFα.

Кальгранулины являются наиболее известными белками S100 и известны как миелоидные белки (MRP). К ним относятся S100A8, S100A9 и S100A12; первые два могут димеризоваться в гетерокомплекс S100A8/A9, также известный как MRP8/14 или кальпротектин. S100A8 и S100A9 представляют собой цитоплазматические белки, экспрессируемые фагоцитами, которые индуцируют секрецию нескольких провоспалительных цитокинов, включая IL-6, TNFα и IL-1β; S100A12 представляет собой провоспалительный белок, преимущественно секретируемый гранулоцитами, который способствует врожденным иммунным реакциям, включая хемотаксическую активность и активацию внутриклеточных сигнальных каскадов, ведущих к продуцированию цитокинов и индукции окислительного стресса. Считается, что маркер активации нейтрофилов S100A12 и маркер активации фагоцитов MRP8/14 вместе с высокочувствительным CРБ (hsCРБ) указывают на субклиническое воспаление на молекулярном уровне. В проспективном исследовании со всеми представленными типами ЮИА Moncrieffe et al. продемонстрировали, что пациенты с более высокими уровнями MRP8/14 до начала лечения с большей вероятностью имели лучший ответ на лечение через 6 месяцев наблюдения [25]. Такая же корреляция между исходными уровнями MRP-8/14 и ответом на лечение наблюдалась Anink et al., которые проанализировали данные из трех национальных регистров, включая пациентов, которые получали этанерцепт или адалимумаб в качестве первого биологического лечения [29].

Marrasco et al. исследовали, коррелируют ли аномалии субпопуляций В-клеток у пациентов с олиго- и полиартикулярным ЮИА с клиническими особенностями и реакцией на терапию. Было продемонстрировано, что переключаемые В-клетки памяти умножаются в процессе заболевания быстрее, чем у здоровых людей, и что это умножение более заметно у пациентов с ранним началом ЮИА. Интересно, что ингибиторы TNF способны блокировать это умножение у пациентов со стойкой ремиссией, но не у пациентов с персистентно активным заболеванием [30].

Недавно Мо et al. разработали модель с хорошей воспроизводимостью для раннего прогнозирования эффективности этанерцепта при лечении ЮИА с использованием передовых алгоритмов машинного обучения. В окончательную модель были включены такие параметры, как количество пораженных суставов, временной интервал, процентное содержание лимфоцитов и масса тела. Авторы предложили использовать этот простой инструмент для раннего прогнозирования реакции на этанерцепт и предотвращения неэффективности лечения или побочных эффектов [31].

При проведении молекулярно-генетических исследований несколько однонуклеотидных полиморфизмов (SNP) оказались связаны с ответом на лечение при ЮИА, причем ABCB1 и ABCC3 коррелировали с хорошим ответом на метотрексат по многим категориям ЮИА (ILAR) [32]. С другой стороны, SNP в области SLC19A1 были связаны с более слабым ответом на метотрексат [32].

Прогнозирование рецидива заболевания

Было выявлено, что уровни кальгранулинов и hsСРБ, измеренные в период отмены лечения, могут предсказать возникновение обострений. В частности, S100A12 и MRP-8/14 показали себя вполне достоверно в прогнозировании ранних обострений в течение 3 месяцев после прекращения лечения. Напротив, hsСРБ может добавить некоторую информацию для прогнозирования более поздних вспышек. На основании этих результатов было высказано предположение, что анализы этих биомаркеров могут использоваться в клинической практике для стратификации с учетом риска при принятии решений о прекращении или продолжении терапии после достижения ремиссии заболевания [33, 34].

Отсутствие рекомендаций по отмене ингибиторов TNF является нерешенной проблемой, поскольку у многих пациентов после прекращения терапии возникает обострение, несмотря на отсутствие клинической активности во время лечения. Leong et al. идентифицировали уникальную дискриминационную иммуно-транскриптомную сигнатуру, связанную с рецидивом через 8 месяцев после прекращения биологической терапии. В частности, пациенты с рецидивом были обогащены воспалительной подгруппой памяти CD4 (CD4+ CD45RA-TNFα+), заметно дефицитной по иммунным контрольным точкам (PD1-CD152-) [35]. Идентификация этих подмножеств памяти CD4 с нарушенной регуляцией может помочь в определении клинического предопределения еще до отмены терапии. Более того, понимание этих механизмов может стать целью будущих терапевтических вмешательств.

Повторное введение биологических агентов часто является высокоиммуногенным и может вызвать образование нежелательных антилекарственных антител (АDА), что частично может купироваться одновременным введением метотрексата [36]. Формирование АDА задокументировано для всех лицензированных биологических препаратов при ЮИА, но их эффекты варьируются для разных препаратов. В частности, только ADA при применении адалимумаба (рекомбинантные человеческие моноклональные антитела против TNFα) и инфликсимаба (химерные человеческо-мышиные моноклональные антитела против TNFα) связаны со снижением сквозных уровней и потерей эффективности [36–39]. Таким образом, существует потенциальная клиническая важность мониторинга АDА и сквозных концентраций, особенно у пациентов, получающих монотерапию адалимумабом и инфликсимабом.

Критически важный вопрос, который часто задают родители, а также врачи, заключается в том, когда и можно ли детям в состоянии ремиссии уменьшить или прекратить фармакотерапию. Полное понимание того, что такое ремиссия на клеточном и молекулярном уровне, может помочь врачам в принятии соответствующего решения.

Jiang et al. изучали экспрессию генов мононуклеарных клеток периферической крови (МКПК) и гранулоцитов больных ЮИА, с использованием полногеномных технологий. Они обнаружили, что ремиссия при ЮИА, вызванная метотрексатом или метотрексатом в сочетании с ингибитором TNF, характеризуется многочисленными различиями в экспрессии генов вРВМС и гранулоцитах. Существенные различия между детьми в стадии ремиссии и здоровым контролем наблюдались в профилях экспрессии гранулоцитов, в общей сложности 207 дифференциально экспрессируемых генов, что подтверждает фундаментальную роль нейтрофилов в патогенезе ЮИА и их реакции на терапию. Таким образом, было продемонстрировано, что ремиссия – это не восстановление иммунологической нормы, а скорее переупорядочение профилей транскрипции таким образом, что провоспалительные реакции уравновешиваются противовоспалительными реакциями [40].

Основные биомаркеры для прогнозирования исхода и терапевтического ответа при несистемном ЮИА

Исходя из этих данных, необходимы лонгитюдные исследования для выявления биомаркеров, полезных для оптимизации терапевтических решений.

В таблице суммарно представлены основные биомаркеры несистемного ЮИА, обсуждаемые в данной статье.

Заключение

В последние годы наблюдается повышенный интерес к разработке биомаркеров ЮИА. Наличие надежных и зарекомендовавших себя биомаркеров может помочь лучше охарактеризовать генетическую, иммунологическую и клиническую гетерогенность заболевания и, как следствие, сделать возможной более точную и рациональную классификацию. Кроме того, биомаркеры могут представлять точные параметры для количественной оценки уровня активности заболевания, определять ремиссию заболевания «биологически», а не только на основании клинических данных, оценивать терапевтический ответ, прогнозировать обострение после достижения ремиссии, предупреждать риск осложнений, а также управлять терапевтическим выбором.

Однако до сих пор ни один из них не оказался достаточно надежным, чтобы заслуживать включения в повседневную клиническую практику или клинические испытания. Кроме того, многообещающая роль некоторых биомаркеров не подтверждена исследованиями или является спорной. Таким образом, существует необходимость в дальнейших исследованиях, направленных на тщательную проверку достоверности предложенных биомаркеров в максимально расширенной популяции пациентов в различных клинических и исследовательских условиях. Кроме того, следует продолжать поиск новых биомаркеров, используя преимущества последних научных достижений и наличие современных продвинутых методологий для генетических и иммунологических исследований.