Аллергены окружающей среды

Аллергией называют иммунную реакцию организма на вещества антигенной или гаптенной природы, сопровождающуюся повреждением структуры и функции клеток тканей и организмов. Играть роль аллергена, прямо или косвенно провоцировать состояние сенсибилизации у человека способен любой фактор окружающей среды. Аллергенами могут быть простые (бром, йод, хром и др.) и сложные белковые, белково-липидные, белково-полисахаридные и любые другие вещества, соединенные с белком.

Из всех существующих определений понятия "аллерген" наиболее четким нам представляется данное А.Д.Адо: "Аллергенами называют вещества антигенной или неантигенной природы, способные вызывать состояние аллергии". Одни факторы обладают выраженными аллергенными свойствами (инсектные аллергены, протеины рыб, пыльца некоторых растений), другие редко вызывают состояние сенсибилизации.

Создание совершенной классификации аллергенов затруднено многообразием их в окружающей среде, способностью трансформироваться в организме человека, возможностью возникновения эндоаллергенов.

С точки зрения влияния экологических условий на аллергическую заболеваемость населения можно подразделить загрязнители окружающей среды на природные и антропогенные. Однако такое деление весьма условно, ибо, например, многие промышленные аллергены формируются в процессе переработки природного сырья (это касается и ряда лекарственных препаратов). Синтезируемые лекарственные средства также при определенных условиях сенсибилизируют организм или становятся причиной псевдоаллергических реакций, чрезвычайно сходных по клиническим проявлениям с истинными аллергическими.

Практика показывает, что аллергизация организма человека происходит в результате воздействия нескольких факторов, т.е. характер заболевания — полиэтиологический.

Согласно классификации А.Д.Адо, природные аллергены подразделяются на неинфекционные и инфекционные. К неинфекционным аллергенам относят пыльцевые (пыльца деревьев и трав), бытовые (домашняя пыль, микроклещи домашней пыли, дафнии и др.), эпидермальные (покровные ткани животных, птиц, перхоть человека), грибковые (споры плесневых грибов). Эти аллергены вызывают lgE-опосредованные аллергические реакции немедленного типа (анафилактический или реагиновый тип, согласно Gell и Coombs).

При формировании гиперчувствительности к пыльце деревьев или трав определенного вида возможны аллергические реакции не только на пыльцу, но и на части растения и плоды. Поллинозы (от pollen - пыльца) характеризуются строгой сезонностью, поражением дыхательных путей, конъюнктивы глаз, реже - кожи. Первое сообщение о симптомах поллиноза сделал Босток (1819), называвший его сенной лихорадкой, так как причиной заболевания считали сено. Аллергенность пыльцы зависит от сенсибилизирующих свойств ее собственных частей, количества в воздухе и т.п.

Выделяют несколько групп так называемых аллергоопасных растений. В средней полосе России это - ряд деревьев (береза, ольха, орешник и др.), представители семейства злаковых трав (тимофеевка, ежа, овсяница), культурные злаки (рожь, пшеница, ячмень и др.), сорные травы (одуванчик, полынь, лебеда и др.), фруктовые деревья. При этом у лиц с гиперчувствительностью, например, к пыльце яблони возможна непереносимость яблок и продуктов из них.

Каждый регион имеет специфическую растительность, пыльца которой может стать аллергенной для населения. Так, в табаководческих районах распространена аллергия к пыльце табака, нередко сопровождающаяся гиперчувствительностью к запаху табачного дыма, табачным изделиям. В организме могут образовываться и новые соединения, к которым формируется аллергия (П.Хакбердыев, 1991). Изучение поллинологической ситуации позволяет прогнозировать "вспышку" поллиноза, а при оценке значимости, например, промышленных загрязнителей - уровень аллергической заболеваемости населения.

Известно, что в пыльце березы содержится около 40 белков, 5 из которых обладают разной степенью аллергенной активности. Это белки с молекулярной массой 17, 25, 27, 29, 30 кД. Главным аллергеном, на долю которого приходится 90% специфической активности полного экстракта пыльцы березы, является фракция BV-4. Это - гликопротеин, имеющий молекулярную массу 29 кД, изоэлектрическую точку Р1 5,18, содержащий 20% углеводных остатков. При постановке кожных тестов с пыльцевыми аллергенами возможны так называемые перекрестные реакции: например, при аллергии на пыльцу березы — на аллергены орешника и ольхи. В настоящее время расшифрованы повторяющиеся эпитопы в структуре аллергенов некоторых растений, в частности березы, орешника и ольхи. Наличие гомологичных участков 144...155, 63...74 и 77...88 аминокислотной последовательности, выявленное в структуре аллергенов пыльцы этих растений, по-видимому, и определяет их сходные биологические свойства и в конечном счете -формирование перекрестных реакций. Аналогичное явление отмечается у лиц с гиперчувствительностью к пыльце злаковых трав - тимофеевки и ежи. Наличие идентичных участков в структуре пыльцевых аллергенов учитывают при создании и использовании средств специфической терапии лиц с перекрестными аллергическими реакциями на пыльцу злаковых трав.

К числу распространенных растений, пыльца которых может стимулировать развитие поллиноза, относится также полынь (Artemisia L vulgaris). Из 23 компонентов пыльцевого экстракта полыни, выделенных с помощью SDS-PAGE, 15 фракций участвуют в связывании с lgE-антителами сывороток больных с гиперчувствительностью к пыльце этого растения. Молекулярные массы lgE-связывающих фракций составляют 12-80 кД, однако лишь фракция с молекулярной массой 22 кД обладает способностью специфического связывания lgE-антител в 94,0% образцов сывороток больных с аллергией к пыльце полыни. У 5 других компонентов с молекулярными массами 12, 17, 29, 39, 42 кД активность в связывании со специфическими lgE-антителами выражена меньше.

Вопросы состава и идентичности препаратов из пыльцы одних и тех же видов растений, произрастающих в регионах с разными экологическими условиями, чрезвычайно актуальны в настоящее время. Качество и стандартность как диагностических, так и лечебных форм зависят от состава пыльцы, на который влияют региональные экологические факторы. Химический состав пыльцевого сырья Betula vulgaris, полученного в регионах с разными уровнями атмосферных загрязнений, существенно различается. В пыльце, собранной в естественных условиях, преобладает калий, меньше в ней фосфора, серы, хлора. В зернах присутствуют частицы минералов Fe, Si, AL G.Peltre показал, что на антигенность и аллергенность пыльцы изученных трав (злаковых) влияют факторы внешней среды, в частности загрязнители, источником которых в городе является метро. Сам факт влияния региональных загрязнителей на качество пыльцы делает необходимым создание специальных палинариев и чистых зон для получения пыльцевого сырья.

К категории сильных аллергенов относят домашнюю пыль, в состав которой входят аллергены микроклещей, тараканов и других внутрижилищных насекомых, споры грибов, эпидермис и слюна домашних животных, частицы отделочных материалов и т.д.

Весьма значимые ингаляционные аллергены -клещевые и эпидермальные. Аллерген Dermatophagoides pteronyssinus (Der. pt.) представлен тремя основными компонентами: Der. PI, Der. Pll, Der. PIll. Der PI - гликопротеин с молекулярной массой 25-30 кД. lgE-связывающие пептиды локализованы в участках 91-94 и 104-1 1 1 аминокислотной последовательности в N-терминальном домене. Der. Pll - фракция с молекулярной массой 13—14 кД и высокой аллергенной активностью.

Ведущие фирмы мира ( "ALК", "Bayer^ и др.) занимаются разработкой препаратов на основе главных аллергенов микроклещей. В настоящее время созданы диагностические и лечебные препараты аллергенов клещей D.pt., D.farinae, Lepidoqlyphus destructor, Thyrophagus putrescens. Однако проблема внутрижилищных ингаляционных аллергенов теперь рассматривается несколько шире: значимыми признаны не только клещевые, но и другие инсектные аллергены - тараканов, моли, оконных муравьев и др. (С. Perez-Santos, 1995 ; Т.Федоскова, 1996). При изучении структуры аллергенов Blattella germanica выявлены 6 ведущих, включая главный аллерген с молекулярной массой 36 кД (Bla g 2).

Наиболее значимыми источниками эпидермальных аллергенов являются домашние животные -кошки, собаки. Главный аллерген домашних животных - Felis domesticus (Fel.) - имеет молекулярную массу 37 кД, представлен двумя полипептидами с дисульфидной связью (соответственно состоящими из 70 и 92 аминокислотных остатков). Groot et а1. (1990) установили, что Fel. 1 имеет сходство с молекулами аллергенов 8 представителей семейства кошачьих: оцелота, пумы, тигра, льва, ягуара, леопарда, каракала, сервала. Аллергены шерсти и слюны собаки были выделены в 1990-1991 гг. Эпидермальные аллергены исследуются с целью проведения специфической диагностики, ибо относятся к категории факторов, которые можно устранить из окружающей человека среды. В ряде случаев, когда элиминация и прогноз контактов с животными невозможны, при высокой чувствительности пациента к аллергенам кошки, собаки или какого-то другого домашнего животного назначают специфическую иммунотерапию (СИТ).

Группу инфекционных аллергенов представляют аллергены микробные (бактериальные), грибковые и вирусные. Инфекционно-аллергические заболевания - одни из самых сложных для лечения. Гиперчувствительность к микробным аллергенам носит характер аллергических реакций немедленного, замедленного и смешанного типов (немедленный + замедленный). Особое значение в последние годы придают аллергенам условно-патогенных микроорганизмов - активным сенсибилизаторам тканей бронхолегочного аппарата человека: непатогенным нейссериям (Neissera perflava, N. sicca, N. flava, Br. catarrhalis), стафилококкам, дифтероидам и др. Следует указать и на выраженную активность патогенных микробов, заселяющих бронхи больных инфекционной бронхиальной астмой (Klebsiella pneumoniae и др.). Активным сенсибилизатором является дрожжеподобный гриб рода Candida - С. albicans.

Аллергия к вдыхаемым грибковым аллергенам жилища (споры плесневых грибов, ржавчинный, головневый, дрожжевой грибы) является причиной респираторных аллергических заболеваний. Концентрация грибковых аэроаллергенов особенно высока в квартирах с высокой влажностью. Крупнейшими спороносными грибами являются ризопус и мукор; их особенно много в домашней пыли и под домами. Грибы заселяют бумажные изделия, обои, кожу, комнатные растения, землю в цветочных горшках (здесь создаются условия для их интенсивного размножения).

Пищевые аллергены составляют промежуточную группу между природными и антропогенными, так как большую часть продуктов готовят из природного сырья. Основные аллергены этой группы - коровье молоко, куриные яйца, рыба, цитрусовые, шоколад. Аллергенные свойства пищевого продукта зависят от его химической структуры и концентрации в нем белка. Пищевые добавки и красители, широко используемые при изготовлении консервов и кондитерских изделий, способны провоцировать псевдоаллергические реакции.

Группу аллергенов, условно относимых к антропогенным, возглавляют промышленные аллергены. Это химические и биологические загрязнители среды - выбросы различных производств, отходы, образующиеся при внедрении неудачных технологий. С проблемой антропогенных аллергенов тесно связаны проблемы защиты окружающей среды, исключения контактов рабочих с вредными веществами. При установлении предельно допустимых концентраций этих веществ в атмосферном воздухе и воде исходят именно из их аллергенных свойств.

Среди лекарственных аллергенов основные -антибиотики, анальгетики и т.д. Назначая больному несколько лекарственных средств, необходимо учитывать общность их структуры, сходство образующихся в организме метаболитов, пути трансформации этих веществ.

Наиболее эффективным способом лечения атопических заболеваний является специфическая иммунотерапия (СИТ) специально созданными препаратами аллергенов. Цель СИТ — снизить чувствительность пациента к причинно-значимому аллергену, предотвратить формирование комплексов между фиксированными на клетке-мишени IgЕ-антителами и аллергеном. СИТ, заключающаяся в многократном введении больным субклинических доз специфических аллергенов с целью снижения гиперреактивности, используется уже более 80 лет, однако ее механизмы до конца не изучены. Главный принцип СИТ - введение малых доз аллергена при сниженном риске провокации реакций анафилактического типа - определяет и основные требования к лечебным формам аллергенов. Лечебные аллергены обладают меньшей активностью, чем диагностические, сохраняют исходную специфичность. Они должны быть депонированными, иметь адъювантные свойства. Обычная схема предусматривает 24-54 инъекций. Курс предсезонной терапии продолжается 2—4 мес. Применяя депонированные препараты и сокращая интервалы между инъекциями водно-солевых экстрактов аллергенов, можно сделать схемы СИТ менее трудоемкими, уменьшить длительность лечения. Среди теорий, объясняющих иммунологические механизмы СИТ, по-прежнему доминирует теория блокирующих lgE-антител. Возможны и иные механизмы СИТ, в частности участие антиидиотипических аутоантител против lgE (а-lgE). Показано, что эти антитела относятся к классу G. В связи с указанными механизмами СИТ, предполагающими увеличение содержания специфических lgE-антител в процессе терапии, одним из критериев качества лечебных препаратов является их способность стимулировать синтез специфических lgE-антител. Иммунотерапия аллергенами вызывает довольно стойкое угнетение синтеза реагинов. После курса СИТ пик сезонного подъема уровня lgE снижается, однако не всегда: в ряде случаев отмечаются подъемы и падения уровней lgE. Тем не менее контроль динамики lgE при оценке гипосенсибилизирующих свойств препаратов обязателен.

Для СИТ выбирают аллергены, элиминация которых невозможна (аллергены деревьев, трав, цветов, клещей, спор грибов, яда насекомых), причем те, которые, несомненно, провоцируют у пациента аллергические реакции.

В настоящее время работа над созданием активных аллергенов ведется в направлении получения депонированных аллергенов в маслах, сорбированных форм и др. Была предпринята попытка с помощью глутаральдегида, альгината натрия повысить иммуногенные свойства препаратов, сохранив их специфичность.

В Институте иммунологии получена серия пыльцевых аллерговакцин. Известно, что синтетические полиэлектролиты являются модификаторами иммунной системы и могут применяться для направленного изменения свойств аллергенов путем создания их комплексов с полиионными носителями. Аллергенность полученных аллергоидов ниже, чем у нативного аллергена, они сохраняют антигенные свойства последнего и обладают иммуностимулирующей активностью полимера. Группой сотрудников Института иммунологии (Р.Хаитов, В.Федосеева, Н.Некрасов и др.) на основе аллергоидов пыльцы тимофеевки и березы и полимера созданы аллерговакцины, обладающие специфичностью, сниженной аллергенностью и способствующие образованию при гипосенсибилизации специфических блокирующих антител.

Признавая, что современная медицина способна влиять на аллергическую заболеваемость, мы все же считаем, что главный способ решения этой проблемы — создание экологически чистых зон, а в случаях загрязнения окружающей среды — элиминация неблагоприятных факторов, в том числе и аллергенных.

В.ФЕДОСЕЕВА
доктор биологических наук, профессор, ГНЦ-Институт иммунологии Минздрава РФ