4. Аутизм и иммунная система

Аутизм представляет собой сложное полигенное нейроразвивающее расстройство, характеризующееся дефицитом в коммуникационных и социальных взаимодействиях, а также специфическим стереотипным поведением. Как генетические, так и экологические факторы, по-видимому, вносят свой вклад в патогенез аутизма. Накопление данных, в том числе изменение иммунных реакций, связь с основными антигенными комплексами гистосовместимости и наличие аутоантител к нервным тканям / антигенам свидетельствуют о том, что иммунная система играет важную роль в ее патогенезе.

В этом кратком обзоре мы обсудим данные об изменениях как врожденного, так и адаптивного иммунитета в аутизме и доказательства в пользу роли иммунной системы, особенно материнских аутоантител в патогенезе подмножества пациентов с аутизмом. Также обсуждается обоснование возможного терапевтического использования внутривенного иммуноглобулина.

Сложное полигенное расстройство нервной системы, аутизм характеризуется дефицитом общения и социальных взаимодействий, а также специфическим стереотипным поведением. Это, пожалуй, наиболее распространенное педиатрическое расстройство, встречающееся у 1 из 160 детей. Важную роль играют как генетические, так и экологические факторы. Поскольку реакция на факторы окружающей среды находится под регуляцией генов иммунного ответа, неудивительно, что при аутизме наблюдался ряд иммунологических аномалий и повышенная связь с определенными генами гистосовместимости (MHC). Расстройство в 3-4 раза чаще встречается у мальчиков, чем девочек; однако, основа преобладания у мужчин неясна. Сообщалось об иммунологических аномалиях как врожденной, так и адаптивной иммунной системы, которые проявляются в парадоксах иммунодефицита, воспалениях и аутоиммунитетах при аутизме. Иммунологические аномалии включают подавленный клеточно-опосредованный иммунитет и опосредованный антител иммунитет, увеличение продуцирования провоспалительных цитокинов и хемокинов и наличие аутоантител против различных нейронных тканей и антигенов.

Кроме того, наличие аутоантител против нейронных антигенов у матерей аутичных детей и у детей с аутизмом и индукция стереотипных изменений у мышей и макак-резусов аутичным материнским иммуноглобулином G (IgG) утверждает в пользу роли иммунная система в патогенезе подмножества пациентов с аутизмом. Поэтому неудивительно, что в некоторых исследованиях сообщалось о положительном эффекте внутривенного иммуноглобулина (IVIG). Здесь мы рассмотрели иммунологические аномалии при расстройствах аутистического спектра (ASD) и их реакции на биологическую терапию с особым упором на IVIG. Из-за ограничения пространства для ссылок были указаны только выбранные.

Сообщалось об изменениях как в опосредованном Т-клетке, так и в B-клеточном иммунитете в ASD. Однако эти изменения наблюдаются у подгруппы пациентов с ASD.

Сообщалось о подавленном ответе in vitro на митогены (фитогемагглютинин [PHA], конканавалин A, митоген pokeweed) и отзыве антигенов (свинки, столбнячный токсоид, Candida albicans) и снижение количества CD3 +, CD4 + и CD8 + T-клеток , Мы также наблюдали снижение CD-клеток CD8 + CCR7 + CD45RA-CD8 + с центральной памятью. Кроме того, происходит переход от типов клеток Т1 к Т2 цитокину CD4 + и CD8 + клеток . Было показано, что у пациентов с аутизмом снижены внутриклеточные интерферон-γ (IFN-γ) и интерлейкин (IL) -2, содержащие CD4 + и CD8 + Т-клетки, тогда как клетки, содержащие IL-4, увеличены. Напротив, Сингх и его коллеги сообщили об увеличении уровней IFN-γ в плазме (обзор в [3]). Однако в супернатантах культуральной культуры мононуклеарных клеток периферической крови CD3 + CD28 периферической крови мы не наблюдали никаких повышенных уровней IFN-γ (фиг.1a). Мы также сообщали о том, что PHA-индуцированное продуцирование TNF-α увеличивается при аутизме. Аномалии иммуноглобулина были одними из наиболее распространенных иммунных нарушений у детей с аутизмом. У 150 пациентов (по сравнению с диапазонами для контроля по возрасту) мы наблюдали 10 детей с общим переменным иммунодефицитом (CVID), 20 пациентов с низким полным IgG (гипогаммаглобулинемия), 4 с дефицитом подкласса IgG и 3 с селективным дефицитом IgA ( <7 мг / дл). Многие из этих детей имели историю увеличенных эпизодов рецидивирующих инфекций верхних дыхательных путей, включая средний отит. Кроме того, 10% детей (4 года и старше) не отвечали на один или несколько антигенов иммунизованным антигенам. Сорок пациентов имели повышенный IgE. Однако клинические проявления гиперчувствительности I типа, по-видимому, не увеличиваются при аутизме. Кроме того, пропорции и числа циркулирующих В-клеток кажутся нормальными. Другие исследователи также сообщили об аномалиях в уровнях Ig однако частота аномалий намного ниже, чем наша. Наши данные могут быть искажены, потому что упомянутые нами пациенты подозревают иммунологические аномалии. Многие из этих детей находятся на диете без глютена и казеина; однако нет никаких свидетельств увеличения заболеваемости целиакией (антитела к казеину, клейковине или ткани трансглутаминовой кислоты) при аутизме.

Теория аутоиммунности при аутизме была предложена более 25 лет. По-видимому, наблюдается повышенная распространенность аутоиммунного заболевания у членов семьи детей с аутизмом. Кроме того, наблюдается увеличение числа определенных генов MHC у детей с аутизмом по сравнению с контролем. В 1982 году Вейцман и его коллеги впервые сообщили об аномальном иммунном ответе на ткани мозга у детей с аутизмом. С тех пор сообщалось о ряде аутоантител против различных нейронных антигенов в большом подмножестве детей с аутизмом. К ним относятся основной белок миелина, белок глиальной фибриллярной кислоты и белок нитинового аксонового волокна. Кроме того, в аутизме сообщалось о антителах против фактора роста нервов, белков эндотелиальных клеток, серотониновых рецепторов и анти-α2-адренергических сайтах связывания .Одним из самых интригующих наблюдений является то, что у детей с аутизмом (S.Gupta, неопубликованное личное наблюдение) мы не обнаружили увеличения частоты неорганических аутоантител (например, антиядерных антител (ANA), ревматоидного фактора (RF)), ,

В дополнение к наличию аутоантител у детей с аутизмом Уоррен и его коллеги первыми предложили роль материнских антител в патогенезе расстройства. Они продемонстрировали наличие аутоантител в материнской сыворотке, которые реагировали с лимфоцитами пораженных детей. Однако Далтон и его партнеры впервые продемонстрировали наличие антител в материнской сыворотке ребенка-аутиста, который реагировал с нейронами Пуркинье и другими крупными в мозжечке взрослого крыла и мозгового ствола, неонатальном мозжечке и поверхностных антигенах клеток нейробластомы line NB-1. Когда аутизм материнской сыворотки вводили беременным мышам, потомство сообщало о поведенческих изменениях и умеренном снижении концентрации холина и креатина по отношению к воде; никаких изменений в контроле не было.

Певец и коллеги провели исчерпывающий анализ антител к матированию аутизма для их реактивности на ткани мозга плода, взрослого человека и грызунов. Используя гомогенаты всей ткани головного мозга или ткани из определенной области мозга, они сообщали о реакционной способности с 36-, 39- и 61-кДа-антигенами человеческого эмбрионального мозга. Значительная корреляция наблюдалась между матерями, имеющими потомство с аутичным расстройством и наличием сывороточных антител против 39- и 36-кДа-антигенов, но не с антителами против 61 кДа-антигенов. Однако эти антитела не предсказывали результат будущего потомства. Поэтому вполне вероятно, что сложное взаимодействие между материнскими антителами и генетическими факторами, а не прямое действие материнских антител, играет определенную роль в патогенезе аутизма. Никаких антител к основному белку миелина (MBP), белку глиальной фибриллярной кислоты (GFAP) или факторам роста нервов не наблюдалось в материнской сыворотке детей с аутизмом.

Брауншвейг и его коллеги сообщили о реакционной способности материнской сыворотки детей с аутизмом (11,5%) с 37- и 73-кДа-антигенами человеческого мозга, но не взрослого человеческого мозга. Кроме того, присутствие этих двух антител было связано с поведенческой регрессией. Затем эти исследователи исследовали, будут ли аутичные материнские антитела индуцировать поведенческие изменения у макак-резусов . Они очистили IgG от матерей детей с аутизмом, которые были положительны для антител против эмбриональных мозговых антигенов человека и от матерей нормально развивающихся детей, а затем вводили IgG у четырех беременных макак-резусов. В контрольную группу также включены пять необработанных беременных обезьян. Обезьяны, родившиеся у матерей, которым вводили сыворотку с аутизмом, продемонстрировали повышенную стереотипность всего тела в нескольких парадигмах тестирования. Эти обезьяны также были гиперактивными. Напротив, обезьяны, родившиеся у матерей, которых лечили IgG от матерей нормально развивающихся детей и необработанных обезьян, не выявили значительных изменений в стереотипах.

Дополнительным свидетельством роли иммунной системы в аутизме является ассоциация аутизма с определенными генами MHC. Была показана ассоциация с нулевым аллелем C4b гена C4b, расширенным гаплотипом B44-S30-DR4 (44 аллелем HLA-B, S-аллелем BF-гена, 3-аллелем CD4A, нуклеиновой аллель C4b, и аллель DR4), который находится в неравновесности сцепления с классом MHC III и с третьей гипервариабельной областью аллеля DRβ1 . Сильная связь наблюдалась между нулевым аллелем C4b в области III класса MHC и аутизмом. Эти авторы предположили, что низкие уровни С4 могут быть важными в патогенезе аутизма, поскольку С4 наблюдается при развитии нейронов мозга. Интересно, что аллель для TNF-α-гена также находится в MHC-классе III только теломерным до C4, а производство TNF-α увеличивается при аутизме. HLA-DR4 также наблюдался с увеличением частоты у матерей детей с ASD и у их сыновей с аутизмом.

Природные киллеры (NK) клетки, антигенпредставляющие клетки (APC) и комплементарные белки являются критическими компонентами врожденного иммунитета. Более 20 лет назад Уоррен и его коллеги описали снижение цитотоксичности NK-клеток у детей с аутизмом. Совсем недавно Enstrom et al. анализировали экспрессию генов и функции NK-клеток у детей с ASD. Повышенная экспрессия генов для рецепторов иммуноглобулина киллерных клеток и перфорина и гранзима наблюдалась в ASD. Повышенная экспрессия перфорина и гранзима в NK-клетках в ASD была подтверждена проточной цитометрией. Они также отметили, что базовая, а также стимулированная активность цитотоксичности NK-клеток была значительно снижена в ASD. Общее гемолитическое дополнение (CH50) и C3 являются нормальными; однако уровни общего С4, особенно С4b, значительно ниже при аутизме по сравнению с контрольными.

Макрофаги и дендритные клетки (ДК) представляют собой два основных БТР; DC первичные наивные Т-клетки для дифференцирования в клетки Th1, Th2, Th17 и Treg, тогда как макрофаги способствуют эффекторным функциям праймированных Т-клеток. Дифференциация наивных CD4 + T-клеток на разные поднаборы DC осуществляется через различные цитокины и различные факторы транскрипции. Используя маркеры специфической линии и маркеры, специфичные для миелоидных DC (mDCs) и плазмоцитоидных DC (pDCs), мы проанализировали субпопуляции DCs в периферической крови детей с аутизмом. Не было отмечено существенной разницы в пропорциях mDC и pDC между аутизмом и контролем . Поскольку IL-17 (Th17) играет важную роль в аутоиммунитете и воспалении, и есть свидетельства увеличения аутоиммунитета при аутизме, мы исследовали продукцию IL-17 с помощью Т-клеток. Не было обнаружено существенной разницы в производстве ИЛ-17 РВМС, стимулированных анти-CD3 + анти-CD28 моноклональным антителом (фиг.1b). Аналогичные результаты были получены Онором и его коллегами в РВС-стимулированных РВМС. Поскольку IL-23 способствует продуцированию IL-17, исследователи изучили продукцию IL-23 с помощью PBMC, стимулированного PHA. Они сообщили о значительно сокращении производства IL-23 в группе ASD. Однако, когда данные анализируются для отдельных пациентов, уровни IL-23 находятся в пределах диапазона для здорового контроля. Напротив, Jyonouchi et al. сообщают об увеличении производства липополисахарида (LPS) -индуцированного IL-23 у детей с ASD. Причины этого несоответствия остаются неясными. Данных о клетках Treg в ASD нет.Сообщалось о увеличении количества моноцитов у детей с аутизмом по сравнению с контролем. Кроме того, повышенные уровни провоспалительных цитокинов и хемокинов, в том числе IL-1β, IL-6, TNF-α, макрофагальный хемоаттрактант (MCP) -1 и макрофагальный воспалительный белок (MIP) -1β в спинномозговой жидкости (CSF) и активация микроглии и астроглии у пациентов с АСД . Мы впервые сообщали об увеличении продуцирования LPS-активированной ФЛФ-α, полученной из макрофагов периферической крови у пациентов с аутизмом . Enstrom et al. и Jyonouchi et al. [18] сообщалось об увеличении продукции IL-1β, IL-6, TNF-α и GM-CSF моноцитами, стимулированными Toll-подобными рецепторными лигандами в ASD. Многие из этих цитокинов могут рассматриваться как нейрооитические цитокины. Например, IL-6 может напрямую влиять на нейроны и глиальные клетки и регулировать их рост, выживание и смерть, а также рост нейритов. TNF-α может вызывать поведенческие изменения и уменьшать мозговой кровоток. Мы также наблюдали значительно увеличенные уровни IL-6, TNF-α и MCP-1 в плазме у детей с аутизмом по сравнению с контролем (рис.3). Эти данные свидетельствуют о том, что врожденный иммунный ответ может играть определенную роль в патогенезе ASD.

Для лечения аутизма использовалось несколько биологических методов лечения. Некоторые из этих исследований были опубликованы, а другие были представлены на различных конференциях . К ним относятся фактор переноса, фактор роста фибробластов и ИВГ. IVIG используется у детей с аутизмом на основе обоснования наличия дефицита антител и аутоиммунитета при аутизме; однако данные о положительных эффектах противоречат друг другу. Gupta et al. в открытом исследовании 10 детей с аутизмом (девять в возрасте от 2 до 6 лет и один в возрасте 12 лет) и дефицит подкласса IgG, IgG, дефицит специфического антитела или общий переменный иммунодефицит обрабатывали ИВГГ при 400 мг / кг / 4 недели в течение 6 месяцев до 18 месяцев. Наблюдалось значительное улучшение поведенческих характеристик, зрительного контакта, социальных взаимодействий и эхолалия. Выразительная речь улучшилась у двух пациентов. У 12-летнего пациента наблюдалось минимальное улучшение после 1 года терапии. Эти данные свидетельствуют о том, что ИВГГ может быть полезным у детей младшего возраста с аутизмом. Кроме того, мы наблюдали, что более высокая доза 800 мг / кг / 4 недели имеет лучший ответ (S. Gupta, неопубликованное наблюдение). Олеске лечил 27 детей (от 2 до 10 лет) с аутизмом, у которых также был низкий IgG (5), низкий подкласс IgG (12) и дефицит специфического антитела с рецидивирующими инфекциями (10), с ИВГГ (400 мг-1 г / кг / 3 недели в течение 6-18 месяцев). Двадцать один из 27 детей показал улучшение аутичного поведения. Борис и др. лечили 26 пациентов с аутизмом (в возрасте 3-17 лет, в среднем 6,7 года) с ИВГГ в дозе 400 мг / кг 4 недели для шести инфузий. Ни один иммунологический профиль не был документирован. Значительное улучшение (ANOVA) наблюдалось при общей аберрантной оценке поведения, а также в гиперактивности, неприемлемой речи, раздражительности, летаргии и стереотипии. Возможные механизмы наблюдаемых положительных эффектов могут быть связаны с замещающим действием ИВГГ на рецидивирующие инфекции верхних дыхательных путей (во время ухудшения состояния аутизма инфекций), а иммуномодулирующее действие ИВГГ на аутоантитела и воспалительные цитокины (например, ингибирует продукцию TNF-α) ,

Plioplys лечили 10 детей с аутизмом (4-17 лет, трое детей 4-6 лет) с нормальными сывороточными иммуноглобулинами. Фактическая доза ВВИГ варьировалась от 154 до 375 мг / кг с интервалом 6 недель. Количество инфузий варьировало от 1 до 6. Шесть из десяти детей получали четыре инфузии, а у каждого ребенка было одно, три, пять и шесть инфузий. У одного пациента наблюдалось значительное улучшение при почти полном улучшении симптомов аутизма. DelGiudice-Asch et al. лечили пятерых детей с аутизмом с IVIG по 400 мг / кг / месяц в течение 6 месяцев. Используя 10 оценочных шкал, только шкала реальной жизни Ritvo-Freeman, сенсорный ответ, показали клинически значимый ответ.

Таким образом, три исследования 63 субъектов (два исследования из 37 пациентов включали субъектов, у которых имело место дефицит Ig-специфического антитела) продемонстрировали значительное улучшение, тогда как одно исследование из 10 пациентов с нетрадиционным дозированием и интервалами и короткой продолжительностью в 6 недель и другое исследование 5 пациентов в 6-месячном лечении не показали значительного улучшения.

Комитет первичной иммунодефицита Американской академии аллергии, астмы и иммунологии перечислял аутизм среди расстройств, которые вряд ли получат пользу от лечения ИВГ . Комитет привел два вышеупомянутых отрицательных исследования— первое из которых — 10 случаев с нетрадиционным дозированием, интервалом и небольшим количеством инфузий IVIG ,а второе с пятью случаями — без цитирования первоначальное исследование 15 пациентов с положительными результатами . Поэтому такой вывод комитета представляется неоправданным, потому что больше исследований большого числа пациентов, получавших соответствующую дозу IVIG, и для более длительной продолжительности демонстрировали положительные эффекты. Исходя из вышеприведенных данных, такой вывод необоснован.

Интересно, что Perlmutter et al. в двойном слепом контролируемом исследовании, сообщалось о положительном эффекте высокодозной ИВГГ в обсессивно-компульсивном расстройстве и тиковых расстройствах, включая педиатрические аутоиммунные нейропсихиатрические расстройства, связанные со стрептококковыми инфекциями. Зыков и др. в открытом исследовании сообщили о положительном эффекте лечения IVIG у пациентов с синдромом Туретта, у которых были сывороточные антитела к каудатному ядру.

Поскольку у пациентов с аутизмом проявляются дефицит подкласса IgG или IgG, наличие аутоантител и увеличение продуцирования провоспалительных цитокинов и хемокинов и IVIG используется в качестве заместительной терапии и играет важную иммуномодулирующую роль в производстве аутоантител и провоспалительных хемокинов и секреции цитокинов, существует хорошее обоснование использования IVIG в по крайней мере подмножестве пациентов с аутизмом. Поэтому существует потребность в хорошо спроектированном контролируемом исследовании для определения эффективности ИВИГ в АСД.

ASD связаны с дисрегулированными иммунными ответами, представленными парадоксом недостаточных ответов, связанных с Т-клетками и В-клетками, увеличением производства медиаторов воспаления как на периферии, так и в мозге, а также наличием аутоантител против различных нейронных тканей и антигенов в сыворотке детей с ASD и в сыворотке их матерей. Эти аномалии наблюдаются у подгруппы пациентов и их матерей. Роль иммунной системы (особенно аутоантител) у подгруппы пациентов подтверждается индукцией стереотипов и гиперактивности у мышей и макак-резусов при введении сыворотки IgG у матерей детей с аутизмом, которые являются положительными для антител против нейронных антигенов, Роль аутоиммунитета также подтверждается увеличением частоты некоторых аллелей в классах II и III классов МНС у детей с аутизмом, а также у матерей детей с аутизмом. Из-за недостатка Ig и аутоиммунитета при аутизме существует обоснование терапевтического использования ИВИГ при аутизме; однако результаты открытых и неконтролируемых исследований противоречивы, что может быть связано с различиями в возрасте пациентов, наличием или отсутствием дефицита Ig или аутоантител, а также дозированием и продолжительностью лечения ИВГ. Таким образом, существует потребность в хорошо контролируемом двойном слепом клиническом исследовании с замещающими и иммуномодулирующими дозами IVIG в АСД.