ISSN 0350-2899, 36(2011) br.1 p.43-47

UVOD

Bronhopulmonalna displazija je oblik hronične plućne bolesti koja se uglavnom javlja kod prevremeno rođene dece koja su zahtevala dugotrajnu respiratornu potporu dodatnim kiseonikom. Etiopatogenetski faktori za koje se pretpostavlja da imaju najveći značaj za ishod i tok bolesti su: prematuritet, antenatalna kortikosteroidna terapija, pušenje majke u toku trudnoće, genetički faktori, respiratorni distres sindrom (RDS), dužina mehaničke ventilacije, toksičnost kiseonika, horioamnionitis majke, plućni edem, duktus arteriozus perzistens (DAP), deficit vitamina A i mnogi drugi. Nacionalni institut za zdravstvenu zaštitu dece i odraslih 2000. godine postavio je dijagnostičke kriterijume za BPD, bazirane na gestacijskoj starosti i težini same bolesti [1]:

• gestacijska starost < 32. gestacijske nedelje (GN) – vreme postavljanja dijagnoze je 36. postkoncepcijska nedelja ili vreme otpusta iz bolnice; kiseonik u terapiji, FiO2 > 21% najmanje 28 dana postnatalne starosti.
• gestacijska starost > 32. GN – vreme postavljanja dijagnoze je u uzrastu > 28 dana, ali < 56 dana postnatalne starosti ili vreme otpusta iz bolnice; kiseonik u terapiji, FiO2 > 21% najmanje 28 dana postnatalne starosti.

Tabela 1. Kriterijumi za procenu kliničkih oblika BPD-a [2]
 

Patohistološki, u plućima dece sa BPD je hronična inflamacija, što ukazuje na značaj inflamatorne kaskadne reakcije i uloge imunskog sistema novorođenčeta u patogenezi ove bolesti. U teškim formama bolesti, "presurfaktantskoj eri" i takozvanom "starom BPD-u" prisutna su polja atelektaze i hiperinflacije, polja fibroze, uvećane alveole sa redukovanim septama, što sve zajedno smanjuje funkcionalnu površinu za razmenu gasova u plućima.


OSNOVNE KARAKTERISTIKE IMUNSKOG SISTEMA NOVOROĐENČETA

Imunski sistem novorođenčeta je na rođenju „antigenski neiskusan“ i prolazi kroz fazu fiziološkog sazrevanja i fiziološke imunodeficijencije. Kod preterminske novorođenčadi imunodeficijencija je teža i prolongirana, što povećava incidenciju infekcije i sepse, kao i morbiditet, mortalitet i neurološke sekvele. Najvažniji kompenzatorni mehanizam imunodeficijencije je pasivna imunizacija. Novorođenčad dobijaju antitela od majke na dva načina, pri čemu su oba posredovana neonatalnim Fc receptorom (FcRn). Tokom trudnoće, IgG antitela (potklase IgG1) vezuju se za FcRn na placenti i aktivno transportuju u fetalnu cirkulaciju. Po rođenju, novorođenčad unose antitela majčinim mlekom. Intestinalne epitelne ćelije novorođenčete takođe sadrže FcRn koji vezuje ingestirana antitela i prenosi ih kroz epitel. Na taj način novorođenčad bivaju zaštićena od onih infektivnih mikroorganizama kojima je majka bila izložena ili protiv kojih je vakcinisana tokom života.

Karakteristike urođenog imunskog sistema novorođenčeta
Glavni cilj urođenog imunskog sistema tokom intrauterusnog perioda je da obezbedi sterilnost. Ukoliko dođe do infekcije, urođeni imunski sistem preko svojih receptora detektuje molekulske obrasce patogena i indukuje sintezu medijatora koji ubrzavaju maturaciju pluća i dovode do prevremenog porođaja, a sve u cilju zaštite fetusa od infekcije.
Primer receptora urođenog imunskog sistema su receptori slični Tollu (eng. Toll-like receptors, TLR), homologi proteinu Drosophilae nazvanom Toll. TLR su specifični za različite komponente mikroorganizama. Angažovanjem ovih receptora aktiviraju se transkripcioni faktori koji dovode do ekspresije gena koji kodiraju enzime, citokine i druge proteine uključene u antimikrobne funkcije aktiviranih fagocita i dendritskih ćelija. Epitelne ćelije uterusa sadrže TLR-1 do -9 čijom aktivacijom, kao krajnji produkt, nastaju interleukini (IL) 6 i 8. Amnionska tečnost sadrži antimikrobne proteine i peptide koje stvaraju ćelije cerviksa i čija je glavna uloga sprečavanje ascendentnog širenja infekcije iz nesterilnog vaginalnog prostora u sterilni amnionski prostor. To su proteini i peptidi koji pripadaju urođenom imunskom sistemu i u njih spadaju: laktoferin, lizozim, α-defensin i drugi.
Monociti, makrofagi i dendritske ćelije su komponenate urođenog imunskog sistema novorođenčeta čija je funkcija fagocitoza i prezentacija antigena limfocitima. Njihova aktivnost je zavisna od citokina: IFN-γ, IL-12 i IL-18. U novorođenačkom periodu sinteza ovih citokina je smanjena.
Urođenoubilačke ćelije (eng. natural killer, NK ) predstavljaju važan segment urođenog imunskog sistema i njihova aktivnost je naročito značajna u odbrani od virusnih infekcija. Broj NK ćelija kod novorođenčadi je izrazito smanjen u odnosu na odrasle i njihov broj je u uskoj korelaciji sa gestacijskom zrelošću. Redukovana aktivnost NK ćelija je u tesnoj vezi sa smanjenom koncentracijom IL-12 i IL-15 [3].

Karakteristike stečenog imunskog sistema novorođenčeta
Proliferacija T limfocita u novorođenačkom peri-odu je znatno manja u poređenju sa odraslim. Mnoge studije ukazuju na postojanje brojnih fenotipskih razlika T limfocita novorođenčeta i odraslog. Broj CD4+ T limfocita je veći kod novorođenčadi, naročito kod prevremeno rođenih, dok je broj CD8+ T limfocita veći kod odraslog. Tokom života opada odnos CD4+/CD8+ , a raste citotoksična sposobnost limfocita [4]. Studije ukazuju na značaj inflamatorne kaskade posredovane komponentama imunskog sistema u hroničnim bolestima, naročito u bronhopulmonalnoj displaziji [5] .


MEHANIZMI IMUNSKOG SISTEMA NOVOROĐENČETA
UKLJUČENI U PATOGENEZU BPD

Uloga IL-1β
Lipopolisaharid (LPS) gram negativnih bakterija, vezujući se za TLR-4, dovodi do povećane sinteze IL-1β, i dalje preko transkripcionog faktora MyD88 povećava sintezu humanog B defenzina 2 (HBD2) u makrofagima. Ovaj enzim stvara pore na membrani bakterije i dovodi do osmotske lize bakterije. Prekomerna aktivacija TLR-4 dovodi do lize ne samo patogena, već i pneumocita, što ćelije imunskog sistema „vide“ kao zapaljensku reakciju i nastavlja se inflamatorna kaskadna reakcija [6].
Bry i saradnici su u jednoj studiji pokazali da in-flamatorna reakcija u plućima posredovana IL-1β može dovesti do razvoja BPD-a čak i u odsustvu drugih etiopatogenetskih faktora. Ovo saznanje bi moglo biti od ključnog značaja za ranu dijagnozu BPD-a, procenu težine bolesti i adekvatno lečenje. Još uvek se ne zna koja bi koncentracija IL-1 β u trahealnom aspiratu novorođenčeta bila sigurni pokazatelj razvoja teške forme bolesti [7].

Uloga IL-6
Zbog insuficijencije imunskog sistema novorođenčeta u prvim nedeljama života kod pacijenata na mehaničkoj ventilaciji česte su respiratorne infekcije donjih disajnih puteva koje mogu preći u hroničnu formu bolesti sa razvojem BPD-a. Pretpostavlja se da akutna infekcija, preko IL-6 koji se vezuje za svoju receptorsku subjedinicu gp130 na neutrofilima (Neu), dovodi do apoptoze Neu i mobilizacije makrofaga (MF), što dalje dovodi do hronične forme bolesti [8].

Uloga tumor nekrozis faktora (TNF) i fibro-blastnog faktora rasta 10 (FGF-10)
Studije pokazuju da horioamnionitis izazvan bakterijom Ureaplasma urealiticum može dovesti do prevremenog porođaja i razvoja težeg oblika BPD-a. Ureaplasma urealiticum poreklom iz genitalnog trakta majke koja se nađe u plućima novorođenčeta vezuje se za TLR-2 i TLR-4. Ekspresija ovih receptora dovodi do povećane sinteze TNF koji smanjuje sintezu FGF-10. FGF-10 učestvuje u grananju plućnog stabla i alveolarizaciji, i u slučaju njegove smanjene sekrecije razvoj pluća se usporava [8].

Uloga interferona-γ (INF-γ)
INF- γ je citokin koga stvaraju komponente i urođenog (NK ćelije) i stečenog imunskog sistema (Th1 subpopulacija CD4+ T limfocita). Osnovna funkcija NK ćelija je fagocitoza patogena i stimulacija makrofaga. Svoje funkcije ostvaruje preko citokina INF- γ, koji aktivira makrofage da ubijaju ingestirane mikroorganizme, a makrofagi produkuju Il-12, koji aktivira NK ćelije da produkuju INF- γ, čime se krug zatvara. Osim fagocitne funkcije, makrofagi imaju i veoma važnu ulogu u reparaciji vezivnog tkiva nakon inflamacije (alternativna funkcija makrofaga). Ova osobina makrofaga je od ključnog značaja za razvoj BPD-a.
Ukoliko se INF- γ veže za receptor INFGR1 na makrofagima, dolazi do povećane sinteze matriksne metaloproteinaze 12 (MMP-12). Ona dovodi do lize ekstracelularnog matriksa pluća, redukcije alveolarnih septi i stvaranja polja hiperinflacije i emfizema u plućima [8].

Uloga peptida nalik bombesinu u patogenezi BPD-a
Peptid nalik bombesinu (eng. bombesin-like pep-tide, BLP) prvobitno je izolovan iz kože 1971. godine [9]. Tokom proteklih tridesetak godina izolovano je nekoliko BLP uključujući peptid koji oslobađa gastrin (eng. gastrin-releasing peptide, GRP), neuromedin B i filolitorin. Ovi peptidi se sekretuju u neuroendokrinim ćelijama nervnog sistema, gastrointestinalnog trakta i pluća. U plućima BLP igra značajnu ulogu u normalnom razvoju pluća i utiče na patogenezu nekih bolesti poput: BPD-a kod prevremeno rođene dece, karci-noma pluća, cistične fibroze, eozinofilnog granuloma i plućne hipertenzije. U zdravim fetalnim plućima BLP preko svog receptora GRP (eng. gastrinreleasing peptide/bombesin preferring receptor) stimuliše morfogenezu i grananje bronhijalnog stabla, epitelnu i mezenhimalnu proliferaciju, diferencijaciju pneumocita tipa II, produkciju fosfo-lipidne komponente surfaktanta. Postnatalno, BLP je jedan od ključnih medijatora za nastanak BPD-a i nekih hroničnih bolesti pluća [9].
Ganter i saradnici [9] su pokazali da blokiranjem receptora za BLP na makrofagima, korišćenjem antagonista RC-3095, 30 min posle izglaganja endotoksinu bakterija, inhibira se oslobađanje proinflamatornih medijatora i azot monoksida, koji dovode do oštećenja pluća. Ovaj eksperiment je značajan iz dva razloga. Prvo, dokazano je da BLP imaju važnu ulogu u patogenezi akutnog oštećenja pluća. Bakterijski endotoksin kod sistemskih ili lokalnih infekcija stimuliše sekreciju BLP koji se vezuju za svoje receptore na makrofagima i dovode do inflamatorne reakcije i oštećenja pluća. Drugo, pokazano je da ćelije urođenog imunskog sistema, makrofagi, reaguju na BLP oslobađenjem proinflamatornih medijatora [9].
Dokazano je da neuroendokrine plućne ćelije i BLP imaju važnu ulogu u patogenezi BPD-a [9]. Prolife-racija plućnih neuroendokrinih ćelija nastaje 4-24 h posle epizode hipoksije, a lučenje BLP-a stimulisano je hipoksijom i proinflamatornim citokinom TNF-α. Dalje, BLP stimuliše oslobađanje proinflamatornih citokina, i stvara se zatvoreni krug koji dovodi do hronične inflamatorne reakcije. Smatra se da bi određivanje koncentracije BLP u urinu moglo da posluži za predikciju BPD-a [10].
Postoje dokazi da BLP učestvuje u nastanku autoimunog zapaljenskog procesa u plućima koji bi takođe mogao biti u osnovi hroničnog oštećenja plućnog tkiva [11]. BLP deluje na timus tako što smanjuje broj kortikalnih timocita koji imaju glavnu ulogu u negativnoj selekciji, to jest funkcionalno inaktivišu one T-limfocite koji bi mogli da reaguju sa antigenima sopstvenog tkiva. Kao rezultat smanjene negativne selekcije u timocitu, dolazi do otpuštanja autoreaktivnih timocita u cirkulaciju koji reaguju sa autoantigenom u plućima. Još uvek nije tačno definisan protein koji u ovoj reakciji ima ulogu autoantigena, ali se smatra da bi to mogao biti protein membrane pneumocita [11].


ZAKLJUČAK

Bronhopulmonalna displazija je multifaktorska bolest sa brojnim posledicama, zato je od velikog značaja prevencija koja počinje još in utero i podrazumeva: smanjenje rizika za infekciju, horioamnionitis, sprečavanje prevremenog porođaja, antenatalna kortikosteroidna terapija kod pretećeg prevremenog porođaja i drugi. Postnatalno, zbog tranzitorne imunodeficijencije koja je naročito izražena kod prevremeno rođene dece, treba sprečiti, ukoliko je moguće, infekcije gram negativnim bakterijama, a ako do njih dođe, cilj je prekinuti inflamatornu kaskadu izazvanu patološkim imunskim odgovorom. Jedan od načina efikasne inhibicije patološkog imunskog odgovora predstavlja davanje intravenskih imunoglobulina (IgG dobijenog od više davalaca), koji angažuju inhibitorne Fc receptore na B-limfocitima (a možda i dendritskim ćelijama) i prekidaju inflamatornu kaskadnu reakciju.
U toku su istraživanja o prognozi toka i ishoda bolesti na osnovu koncentracije citokina u bronhoalveolarnom lavatu (naročito IL-1β) kod prevremeno rođene, kao i na osnovu koncentracije BLP u urinu. Određivanje koncentracije ovih supstanci doprinelo bi ranom postavljanju dijagnoze BPD-a, kao i ranom uvođenju terapije.
Noviji terapijski pristupi u lečenju BPD-a zasnovani su na prekidanju patološkog imunskog odgovora novorođenčeta. Supresija patološkog urođenog imunskog odgovora verovatno bi bila jedna od glavnih zadataka antimakrofagne terapije, a supresija stečenog imunskog odgovora ostvarila bi se preko inhibicije citokinskih receptora u plućima. Istraživanja ovakvog terapijskog pristupa su u toku.


LITERATURA

1. Bancalari E, Claure N, Sosenko IRS. Bronchopulmonary dysplasia: changes in pathogenesis, epidemiology and definition. Semin Neonatol 2003;8:73-81.
2. Jobe AH, Bancalari E. Bronchopulmonary dysplasia. Am J Respir Crit Care Med 2001;164:1755-6.
3. Firth MA, Shewen PE, Hodgins DC. Passive and active components of neonatal innate immune defenses. Anim. Health Res. Rev. 2005;6:143-158.
4. Abbas AK, Lichtman AH. Osnovna imunologija. Treće izdanje. Beograd: Datastatus; 2008.
5. Bry K, Hogmalm A, Bäckström E. Mechanisms of inflammatory lung injury in the neonate: lessons from a transgenic mouse model of bronchopulmonary dysplasia. Semin Perinatol 2010;34(3): 211-21.
6. Lafferty EI, Qureshi ST, Schnare M. The role of toll-like receptors in acute and chronic lung inflammation. Journal of Inflammation 2010;7:57 in press.
7. Bry K, Whitsett JA, Lappalainen U. IL-1 Disrupts Postnatal Lung Morphogenesis in the Mouse. American Journal Of Respiratory Cell And Molecular Biology 2007;36:32-42.
8. Ambalavanan N, Waldemar AC, Thorsen P. Cytokines Associated with Bronchopulmonary Dysplasia or Death in Extremely Low Birth Weight Infants. Pediatrics 2009;123:1132-1141.
9. Ganter MT, Pittet JF. Bombesin-like Peptides: Modulators of Inflammation in Acute Lung Injury. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 2006;173:1-2.
10. Baveja R, Christou H. Pharmacological Strategies in the Prevention and Management of Bronchopulmonary Displasia. Semin Perinatol 2006;30:209-218.
11. Cells in Bronchopulmonary Dysplasia. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 2006;174:75-83.