Дмитрий Марфунин
О гранулематозе Вегенера
или
гранулематоз с полиангиитом (GPA)
7 декабря 2025 года
Как известно, ассоциированные с антинейтрофильными цитоплазматическими антителами (ANCA) васкулиты (AAV) представляют группу системных аутоиммунных заболеваний, характеризующихся богатым нейтрофилами некротическим воспалением сосудов малого и среднего калибра с потенциально опасными для жизни органными проявлениями [4, 8, 22]. AAV могут поражать несколько органов, включая верхние и/или нижние дыхательные пути, почки, кожу и нервную ткань [4]. AAV включает три заболевания: гранулематоз с полиангиитом (GPA, ранее известный как гранулематоз Вегенера), микроскопический полиангиит (MPA) и эозинофильный гранулематоз с полиангиитом (EGPA, ранее известный как синдром Чардша-Стросса) [4, 22]. GPA и EGPA имеют общие черты некротического гранулематозного воспаления нижних дыхательных путей [22]. GPA представляет собой скорее гранулематоз, чем системное воспалительное заболевание [15] и характеризуется внесосудистым гранулематозным воспалением, преимущественно поражающим дыхательные пути [16].
Васкулит ANCA является рецидивирующим и ремитирующим заболеванием, при котором острые поражения, напоминающие микроабсцессы, во время каждой вспышки сменяются разрешением или рубцеванием ткани. Если острые поражения не разрешаются, нейтрофилы заменяются мононуклеарными клетками (моноциты, макрофаги и Т-клетки) [14]. Ранние исследования AAV описали накопление умирающих нейтрофилов вокруг сосудов [16], что является гистологическим признаком AAV [22].
Во время острой фазы вспышки нейтрофилы и моноциты сначала рекрутируются в ткани, вызывая некротизирующий васкулит [14]. В течение нескольких дней нейтрофилы подвергаются лейкоцитоклазии (кариорексис или пикноз) и исчезают [14, 16]. Патогенез AAV включает дегенерацию нейтрофилов, NETosis с одновременной усиленной презентацией антигена ANCA, а также интра- и трансмуральное сосудистое воспаление с участием альтернативной системы комплемента у предрасположенных лиц [8]. Отмечается отсутствие иммунных отложений, что дало основание называть AAV пауци-иммунными, то есть мало- или слабо-иммунными, состояниями [22].
Гранулематоз Вегенера тесно связан с антинейтрофильными цитоплазматическими антителами (ANCA), направленными против протеиназы 3 (PR3) (80-90% случаев) [19]. PR3 – это нейтральная сериновая протеаза и участвует во внутриклеточной деградации фагоцитированных патогенов [12]. Также PR3 взаимодействует с активируемым протеиназой рецептором 2 (PAR2) на дендритных клетках и индуцирует их созревание [15]. Также PR3 имеет внутриклеточные специфические белковые субстраты, что приводит ее к участию в регуляции пролиферации и апоптоза [5]. Другой атипичной особенностью PR3 является ее участие в миелоидной дифференцировке, почему PR3 также называют миелобластином и p29b [9, 19].
PR3 образуется и транспортируется в гранулы во время гемопоэза. Каноническая теория – белки гранул, такие как PR3, не продуцируются внутри зрелых, циркулирующих клеток, а уже хранятся в гранулах [14]. В норме молекулы PR3 локализуются в цитоплазме нейтрофилов, и только после активации («прайминга») нейтрофилов эти антигены перемещаются на поверхность нейтрофилов [8]. В нейтрофилах можно было обнаружить PR3 в мембране секреторных везикул, которые впоследствии экспрессировались на плазматической мембране [19]. После праймирования нейтрофилов провоспалительными цитокинами PR3 транспортируется из азурофильных гранул к мембране, где она доступна для связывания ANCA [24].
Известно также, что PR3 может конститутивно экспрессироваться на поверхности покоящихся циркулирующих нейтрофилов [12, 14]. Мембраносвязанную PR3 (mPR3) можно найти на нейтрофилах человека и ее количество стабильно у каждого человека [24]. Уровень экспрессии mPR3 может быть генетически детерминирован для данного человека [14]. Соотношение между mPR3 отрицательными и положительными популяциями нейтрофилов сильно различается между людьми (от 0 до 100%), но остается чрезвычайно стабильным на протяжении всей жизни [7]. Конститутивная mPR3 происходит из секреторных гранул, тогда как индуцированная PR3 в основном сохраняется в первичных гранулах [12]. Пациенты с GPA обнаруживают значительно большее количество циркулирующих нейтрофилов, экспрессирующих PR3 на своей мембране конститутивно [16]. Однако более высокая конститутивная поверхностная экспрессия mPR3 может иметь отношение к патогенезу васкулита, но может и не иметь [14].
PR3 перемещается на поверхность активированных нейтроцитов [15]. Обнаружена значительная активность PR3 на поверхности активированных нейтрофилов, но не на поверхности покоящихся нейтрофилов [16]. Это говорит о том, что конститутивная mPR3 ферментативно неактивна или ее активный сайт недоступен для субстрата. mPR3 более плотно связывается с мембраной нейтрофилов [12]. Воздействие PR3 на поверхность клеточной мембраны необходимо для связывания ANCA и требует процесса предварительной активации, известного как прайминг [23].
Циркулирующие ANCA могут свободно связываться со своими антигенами, экспрессированными на поверхности нейтрофилов. Поверхностная экспрессия антигенов ANCA может быть проявлением врожденной тенденции нейтрофилов продуцировать больше антигенов из-за повышенной экспрессии соответствующих генов. Эпигенетические модификации способны изменять активность и экспрессию генов и могут способствовать аберрантной экспрессии PR3. При ANCA васкулите было обнаружено несколько эпигенетических изменений. У пациентов с ANCA васкулитом наблюдается повышенная экспрессия генов, кодирующих PR3, по сравнению со здоровым контролем. Но повышенная транскрипция и предполагаемая трансляция PR3 сами по себе недостаточны для развития заболевания [14]. Можно предположить, что эпигенетические модификации в нейтрофилах происходят во время гемопоэза в костном мозге под воздействием иммунных клеток, что и можно считать их праймингом. Таким образом, в циркуляцию они поступают в праймированном, то есть в активированном состоянии.
Антинейтрофильные цитоплазматические антитела (ANCA) представляют собой поликлональный пул аутоантител с различной эпитопной специфичностью. На патогенность ANCA влияет специфичность эпитопа [19]. GPA ассоциируется с PR3-ANCA [8]. GPA показывает ANCA-индуцированный некротический васкулит [14].
ANCA направлены против внутриклеточных компонентов нейтрофильных гранулоцитов и моноцитов [8], то есть ANCA – это антитела хозяина против экранированных нейтрофильных антигенов [10]. Для образования ANCA против PR3 необходимо воздействие адаптивной иммунной системы на нее либо посредством мобилизации ее из внутриклеточного пространства на поверхность клетки, либо высвобождения во внеклеточное пространство после активации нейтрофилов [14].
Только половина пациентов с локализованными формами GPA положительны на тест на ANCA [13]. До 20% имеют отрицательный результат теста на ANCA [14]. У 79% пациентов ANCA, направленные против PR3, модулируют активность PR3, причем доля ингибирующих ANCA выше, чем антител, усиливающих активность [24], то есть существуют ингибирующие и стимулирующие ANCA. Ингибирующий эффект достигается связыванием антигена вблизи сайта связывания субстрата, там самым частично или полностью блокируя его область связывания субстрата, то есть вызывая конформационные изменения через аллостерический механизм [24].
Низкие уровни PR3-ANCA могут быть обнаружены в циркуляции здоровых людей [7, 13, 14, 22], что позволяет предположить, что ANCA могут быть частью репертуара естественных антител, которые важны для поддержания гомеостаза [22].
ANCA часто встречаются при хронических инфекциях [22]. PR3-ANCA может присутствовать при других состояниях, например, эндокардит, туберкулез или амебиаз [17]. Продукция антител может предшествовать развитию васкулита [13]. Также у некоторых людей с ANCA васкулитом наблюдается длительная ремиссия, несмотря на сохранение циркулирующих ANCA [14].
Нет данных о том, что ферментативная активность PR3 модулирует активность нейтрофилов [12]. Основным взаимодействием, приводящим к васкулиту, является связывание ANCA с их родственным антигеном на нейтрофилах, что вызывает их активацию. Активация нейтрофилов в ответ на ANCA присутствует в гораздо большей степени у людей с ANCA васкулитом по сравнению со здоровым контролем [14]. Циркулирующие ANCA могут связываться с антигенами своими F(ab)2-фрагментами, в то время как их Fc-фрагменты могут взаимодействовать с Fcy-рецепторами на поверхности нейтрофилов, что приводит к аутоиммунной активности нейтрофилов [7, 8]. Нейтрофилы становятся аномально фиксированными к эндотелию, фактически останавливая нормальный процесс роллинга [14]. Они остаются в сосудистом пространстве. Эта гиперактивация сопровождается аномальной продукцией цитокинов и высвобождением активных форм кислорода и литических ферментов [13]. Последствия – отслоение и апоптоз эндотелиальных клеток. Денудация обнажает тромбогенную базальную мембрану и периваскулярный матрикс, инициируя каскад коагуляции, приводящий к характерному фибриноидному некрозу [14].
Одной лишь активации нейтрофилов недостаточно для развития заболевания [14]. Как ранее было отмечено, нейтрофилы в острой фазе вспышки могут подвергаться лейкоцитоклазии и исчезать, а острые поражения разрешаться. Если этого не происходит, нейтрофилы, инфильтрирующие ткани дыхательных путей, сменяются моноцитами/макрофагами и лимфоцитами [5, 14, 16]. Нейтрофилы пациентов с GPA запускают индукцию алармина S100A9 в моноцитах, за которой следует продукция ММП-9, что наделяет моноциты способностью к инвазивному проникновению в ткани [2]. Начинают формироваться гранулемы [16].
На участках васкулитных поражений были обнаружены нейтрофильные внеклеточные ловушки (NET). NET состоят из основной цепи ДНК и различных белков, в том числе PR3. NET были описаны как средство нейтрофилов для улавливания и уничтожения бактерий и высвобождаются в результате запрограммированного механизма гибели клеток, известного как NETosis [22]. Обнаружено, что NET образуются не только умирающими нейтрофилами в результате NETosis (суицидальные NET), но и могут образовываться путем высвобождения митохондриальной ДНК (витальные NET), причем нейтрофилы могут оставаться жизнеспособными и продолжать свою антимикробную деятельность [20, 22]. NET играют роль в различных патологиях от муковисцидоза до рака [20].
ANCA способны вызывать NETosis в нейтрофилах [22]. У пациентов с ANCA-васкулитом могут быть более высокие уровни циркулирующих остатков NET по сравнению со здоровым контролем [14]. Тканевое отложение NET также способствует повреждению эндотелия сосудов [8, 13, 23]. Также отмечается, что макрофаги физически меньше, чем NET [20]. Таким образом, NET, обнаруживающиеся на участках васкулитных поражений, можно определить как инструмент, с помощью которого начинается формирование гранулематозного скопления моноцитов и макрофагов, а также эпителиоидных клеток. Со временем начинается формирование плохо определяемых гранулем, располагающихся вдоль малых и средних кровеносных сосудов и в дальнейшем приводящих к частичной или полной их окклюзии [5, 14, 16].
Гранулематозное воспаление GPA характеризуется чрезмерным производством эндогенного тканевого дебриса и перегрузкой макрофагов [16]. Эпителиоидные макрофаги затем отгораживают некротический дебрис, образуя гранулему [14]. Гранулематозные поражения содержат PR3 положительные нейтрофилы и моноциты, окруженные дендритными клетками, продуцирующими интерферон-гамма Т-клетками памяти, созревающими В-клетками и плазматическими клетками [15]. Формирование гранулем сопровождается инфильтрацией лимфоцитов, таких как Т-клетки [16].
При дальнейшем созревании гранулем в их составе появляются многоядерные клетки (MGC), которые экспрессируют белок Е-кадгерин, молекулу межклеточной адгезии, способствующей адгезии соседних макрофагов [2, 16]. Некоторые здоровые ткани содержат популяцию MGC. При определенных патологических состояниях (в том числе при аутоиммунных заболеваниях) моноциты сливаются с образованием MGC. Гистологически MGC морфологически похожи друг на друга. То есть MGC демонстрируют сходную морфологию под световой микроскопией, но возникают при патологических поражениях самой разной этиологии [2], что можно расценить как универсальную дифференцировку. Была высказана мысль, что хронические иммунные гранулемы – это сложная, многофакторная приспособительная реакция [18]. Клеточный состав зрелых гранулем при GPA позволяет предположить, что эти гранулемы являются специфической структурой лимфоидной ткани, называемой эктопическими или третичными лимфоидными структурами. Ранее было предположено, что эти структуры при аутоиммунных заболеваниях (и не только) создаются для собственных нужд лимфоидной ткани (см. «О саркоидозе», «О туберкулезе»).
Ключевым событием в GPA считается потеря толерантности Т- и В-клеток с последующей продукцией ANCA [4]. Перед появлением симптомов теряется толерантность центральных и периферических Т- и В-клеток к PR3, что приводит к образованию аутореактивных Т- и В-клеток и приводит к выработке PR3-ANCA [21]. Толерантность к PR3 нарушается антигенпредставляющими клетками, представляющими HLA- связанные пептиды Т-клеткам, которые таким образом активируются [8]. Эти Т-клетки помогают PR3-реактивным В-клеткам, что приводит к появлению антител к PR3, что само по себе недостаточно для развития васкулита [7, 8].
Но, как известно, покоящиеся циркулирующие нейтрофилы могут конститутивно экспрессировать PR3, хранящуюся в секреторных гранулах, но не продуцировать ее, тогда как индуцированная PR3 сохраняется в первичных гранулах. Тогда обнаруживаемые у здоровых людей PR3-ANCA можно расценивать как регуляторные.
Для того, чтобы на поверхности нейтрофилов экспрессировалась ферментативно активная PR3, эти нейтрофилы должны быть активированы (праймированы) и этот прайминг, очевидно, осуществляется не в циркуляции, а там, где происходит гемопоэз, то есть в костном мозге (первичная активация), и в циркуляцию они выходят уже активированными. Только после этого связывание ANCA с активированными (праймированными) нейтрофилами вызывает вторичную их активацию и запускает процесс аутоагрессии. Закономерно возникает два вопроса: почему эта агрессия направлена на легочную ткань и почему именно на эндотелий?
Как известно, легкие человека выполняют, кроме основной функции – газообмена, множество второстепенных функций, в том числе взаимодействие с иммунной системой. Это происходит как во время аутоиммунных заболеваний самих легких, так и в процессе легочных проявлений во время аутоиммунных заболеваний человека иных локализаций.
Известно также, что эндотелий — активный эндокринный орган, самый большой в теле, диффузно рассеянный по всем тканям. Эндотелий синтезирует субстанции, важные для контроля свертывания крови, регуляции тонуса и артериального давления, фильтрационной функции почек, сократительной активности сердца, метаболического обеспечения мозга. Контролирует диффузию воды, ионов, продуктов метаболизма. Реагирует на механическое воздействие текущей жидкости, кровяное давление и ответное напряжение, создаваемое мышечным слоем сосуда. Чувствителен к химическим и анатомическим повреждениям, которые могут приводить к повышенной агрегации и адгезии циркулирующих клеток, развитию тромбоза, оседанию липидных конгломератов.
Эндотелиальные клетки сосудов участвуют в регуляции не только сосудистого тонуса и процессов свертывания крови, но также воспалительного и иммунного ответов. Поверхностные адгезионные молекулы эндотелиальных клеток контролируют миграцию лейкоцитов из кровеносного русла в ткани. Трансэндотелиальная миграция лейкоцитов зависит также от продукции эндотелиальными клетками определенных хемокинов. Экспрессия адгезионных молекул и продукция хемокинов эндотелиальными клетками находится под контролем провоспалительных цитокинов, секретируемых активированными моноцитами и лимфоцитами. Определенные сочетания цитокинов вызывают перепрограммирование эндотелиальных клеток для участия в воспалении, специфическом иммунном ответе или в ангиогенезе. Сами эндотелиальные клетки являются активными продуцентами не только хемокинов, но и других цитокинов: провоспалительных, противовоспалительных и ростовых факторов [3].
Эндотелий, образующий внутреннюю оболочку кровеносных сосудов, играет ключевую роль в регуляции сосудистой проницаемости, поддержании гомеостаза и организации иммунных реакций в лёгких. Показано значение внеклеточных пуринов как аутокринно-паракринных сигнальных молекул, влияющих на патологические реакции сосудов легких, ангиогенез и регуляцию проницаемости [6].
Показано также, что зрелые сосудистые эндотелиальные клетки костимулируют продукцию ИЛ-2 и интерферон-гамма зрелыми Т-клетками и разные эндотелиальные клетки оптимально костимулируют определенные Т-клетки. Эти результаты могут иметь значение для понимания природы костимулирующего сигнала(ов), передаваемого эндотелиальными клетками, и могут быть важны для понимания васкулита [11].
В доступной литературе не удалось обнаружить данных об обратной связи эндотелиальных легочных клеток с иммунными клетками при GPA, но вышеприведенный пример позволяет предположить, что такая связь должна быть, и она органспецифическая. Выраженный дебрис в зрелых гранулемах при GPA, формирующийся из погибших путем апоптоза эндотелиальных клеток, присутствие в гранулемах большого количества MGC и перегруженных макрофагов может быть косвенным подтверждением этого предположения. Тогда инициирование и развитие заболевания GPA могло быть в некоторых случаях вызвано повышенной потребностью иммунной системы в специфической субстанции, которую можно было бы получить лишь путем гибели эндотелиальных клеток.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Akiyama M., Zeisbrich M., Ibrahim N., Ohtsuki S., Berry GL., Hwang PH., Goronzy JJ., Weyang CM. Front Immunol 2019 Nov 13:10:2617
2. Brooks PJ., Glogauer M., McCulloch CA. Am J Pathol. 2019 Jun;189(6):1145-1158
3. Freidlin IS., Sheikine YA. Med Immunol 2001. vol 3. №4. pp 499-514
4. Fuchs S., Scheffschick A., Gunnaeson I., Brauner H. Front Immunol 2021;12:796640
5. Garlapati P., Qurie A. StatPearls Publiching 2021 May 15
6. Gerasimovskaya E., Patil RS., Davies A., Maloney ME., Simon L., Mohamed B., Cherian-Shaco M., Verin AD. Front Physiol 2024 Aug 20;15:1450673
7. Granel J., Korkmaz B., Nouar D., Weiss SAI., Jenna DE., Lemoine R., Hoaran C. Front Immunol 2021;12:571933
8. Groot de K., Gsernok E., Woude van der D. Z Rheumatol. 2024 Dec 10;84(3):219-224
9. Hajjar E., Broemstrup T., Kantari C., Witko-Sarsat V., Reuter N. The FEBS Journal 2010 May Vol 277, Issue 10 Pages 2238-2254
10. Jain V., Tiwari V. Treasure Island (FL): StatPearls Publaching; 2020 Dec., 14
11. Johnson DR., Hauser IA., Voll RE., Emmrich F. J Leukoc. Biol. 1998.- Vol.63.- p.612-619
12. Korkmaz B., Jaillet J., Jourdan M-L., Gauthier A., Gauthier F., Attucci S. J Biol Chem/ 2009 Jul24;284(30(:19896-19902
13. Kronbichler A., Lee KH., Denicolo S., Choi D., Lee H., etc. Int J Mol Sci 2020 Oct;21(19):7319
14. Massicotte-Azarniouch D., Herrera CA., Jennette JC., Falk RJ., Free ME. Semin Immunopathol. 2022 Mar 7;44(3):325-345
15. Moosig F., Lamprecht P., Gross WL. Clinic Rev Allerg Immunol 2008, 35:19-21
16. Müller A., Krause B., Kerstein-Stähle., Comdühr S., Klapa S., Ullrich S., Holl-Ulrich R., Lamprecht P. Int J Mol Sci. 2021 Jun;22(12):6474
17. Pagnoux C., Villa-Forte AV. Orphan Lung Diseases: A Clinical Guide to Rare Lung Disease, 2015, 127-153
18. Paukov VS., Kogan EA. Arkhiv Patologii 2014. 4. p39-44
19. Pederzoli M., Kantari C., Gausson V., Moriceau S., Witko-Sarsat V. J Immunol 2005, May 15, 174(10) 6381-6390
20. Ravindran M., Khan MA., Palaniyar N. Biomolecules. 2019 Aug;9(8):365
21. Reitsema RD., Boots AMH., Geest van der SM., Sandovici M., Heeringa P., Brouwer E. Front Immunol. 2021;12:654190
22. Söderberg D., Segelmark M. Front Immunol. 2016;7:256
23. Villacorta J., Martinez-Valenzuela VJ., Martin-Capon I., Borignon-Draibe J. Nephron 2022;146:121-137
24. Weiss SAI., Rehm SRT., Perera NC., Biniossek ML., Schilling O., Jenne DE. Int J Mol Sci. 2021 Feb;22(4):1658
©Дмитрий Марфунин