Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

"News of medicine and pharmacy" Пульмонология (344) 2010 (тематический номер)

Back to issue

Морфологические особенности форм идиопатических интерстициальных пневмоний и роль эпителиально-мезенхимальной трасформации в их патогенезе

Authors: Н.Е. Моногарова, И.В. Василенко, Донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького, кафедра внутренней медицины им. проф. А.Я. Губергриц, кафедра патологической анатомии

print version


Summary

Идиопатические интерстициальные пневмонии (ИИП) — группа болезней легких неустановленной этиологии, отличающихся друг от друга патоморфологическим типом неинфекционного воспаления и фиброзом преимущественно в интерстиции легкого и вариантом клинического течения и прогноза (Ю.И. Фещенко и соавт., 2007). Среди 7 форм этих пневмоний обычная интерстициальная пневмония (ОИП), или идиопатический фиброзирующий альвеолит (ИФА), — более часто применяющееся в нашей стране название — является самой частой, почти всегда фатальной, быстро прогрессирующей формой, не отвечающей на используемые методы терапии, которую следует отличать от других ИИП с лучшим прогнозом и более благоприятным ответом на терапию (Е.А. Коган и соавт., 2009; A.L. Katzenstein еt al., 2008; D. Shitrit еt al., 2009).

Е.А. Коган и соавт. (2009) выдвинули очень красивую, обоснованную иммуногистохимическими исследованиями концепцию патогенеза наиболее частых интерстициальных болезней легких, объясняющую их отличия. Важным патогенетическим отличительным признаком ОИП является инициальное повреждение (иммунная, воспалительная реакция) в зоне трансформации, где располагаются клетки — предшественники бронхиального и альвеолярного эпителия и происходит их одновременное повреждение, тогда как при десквамативной интерстициальной пневмонии повреждается альвеолярный эпителий, при облитерирующем бронхиолите с организующейся пневмонией (ОБОП) — эпителий бронхиол, при неспецифической интерстициальной пневмонии (НИП) повреждается легочный интерстиций. Такое представление о патогенезе обычной интерстициальной пневмонии объясняет особенно тяжелое ее течение одновременным поражением двух типов клеток эпителия, тогда как при других формах идиопатических интерстициальных пневмоний по­вреждается только один тип клеток. Действительно, при обычной интерстициальной пневмонии часто можно видеть одновременную гиперплазию и альвеолярного, и бронхиального эпителия.

Однако в последнее время в патогенезе фиброза многих органов придают значение эпителиально-мезенхимальной трансформации (ЭМТ), когда эпителиальные клетки теряют межклеточную адгезию и маркеры эпителия, приобретают мезенхимальный фенотип, переходят в интерстиций и участвуют в продукции экстрацеллюлярного матрикса (D.C. Radisky, 2005; F. Strutz, 2008; F. Kisseleva, D.A. Brenner, 2008; M. Guarino et al., 2009).

Мы изучили морфологию наиболее часто встречающихся ИИП с целью выявления особенностей, отличающих ОИП от их других форм, сосредоточив внимание на поиске в них признаков эпителиально-мезенхимальной трансформации.

Материалы и методы исследования

Всего изучено, преимущественно на материале биопсий, 40 наблюдений ИИП, из них в 21 случае была ОИП, в 9 наблюдениях — НИП, в 5 случаях — лимфоидная интерстициальная пневмония (ЛИП), в 3 — облитерирующий бронхиолит с организующейся пневмонией (ОБОП), по 1 наблюдению гистиоцитоза Х и хронического гиперсенситивного пневмонита.

Тканевые срезы окрашивались гематоксилином и эозином (г-э) по ван Гизону, ставилась PAS-реакция, а также проводились иммуногистохимические исследования с моноклональными антителами к цитокератину 18, панцитокератину АЕ1/3 (маркеры эпителия), десмину и α-гладкомышечному актину (маркеры мышечной ткани), виментину (маркер соединительной ткани), CD68 (маркер гистиоцитов-макрофагов и альвеолярных макрофагов), CD3 (маркер Т-лимфоцитов), CD20 (маркер В-лимфоцитов), белку S100, экспрессирующемуся в гистиоцитах Лангерганса.

Результаты исследования

При ОИП процесс был выражен неравномерно, встречались небольшие участки почти нормального строения легких, но на большем протяжении обнаружены тяжелые изменения как в эпителии альвеол и бронхов, так и в интерстиции. Среди альвеолоцитов преобладал 2-й тип клеток (тогда как в норме они покрывают около 7 % поверхности альвеол), кубической формы клетки, участвующие в регенерации эпителия альвеол с последующей дифференцировкой в альвеолоциты 1-го типа и продуцирующие сурфактант (А.К. Загорулько, Т.А. Аскар, 2002). На отдельных участках, чаще среди значительного разрастания интерстициальной ткани, сужения просветов альвеол, иногда до щелевидной формы, альвеолоциты 2-го типа изменяют свою форму, приобретая отростки, вытягиваясь не только по поверхности альвеол, но и в направлении интерстиция, обосабливаясь и проникая в строму, становятся полиморфными, с крупными гиперхромными ядрами, приобретают признаки клеточного атипизма (рис. 1). Иммуногистохимическое исследование обнаруживает в эпителии альвеол снижение экспрессии панцитокератина АЕ1/3 в отдель­ных клетках, мелких группах клеток, вплоть до исчезновения его, особенно в альвеолоцитах, проникающих в интерстиций (рис. 2). Особенно резкое снижение и исчезновение в большинстве альвеолоцитов экспрессии обнаруживается с цитокератином 18 (рис. 3), что, согласно данным литературы (S. Guaitas еt al., 2002; A. Nieto, 2008), является показателем ЭМТ. Гораздо реже в эпителии, выстилающем альвеолы, обнаруживается экспрессия виментина (рис. 4), возможно, он чаще обнаруживается в альвеолоцитах, проникших в строму, но там эти клетки не отличаются от фибробластов, миофибробластов.

Чаще всего признаки ЭМТ в эпителии обнаруживаются в участках активированной стромы с рыхлым расположением волокон, накоплением гликозаминогликанов в экстрацеллюлярном матриксе (его базофилия), большим числом миофибробластов, фибробластов, местами с выраженной воспалительной, иммуноклеточной инфильтрацией. При этом гистиоциты Лангерганса (S100 положительные), SD68 положительные макрофаги и Т-лимфоциты (SD3 положительные) обнаруживались вокруг и в контакте с клетками альвеолярного эпителия. Согласно литературным данным, в развитии ЭМТ особенно велика роль макрофагов и миофибробластов, продуцирующих трансформирующий фактор роста бета (TGF-β), который является экстрацеллюлярным сигналом, инициирующим и поддерживающим программу ЭМТ (T. Kisseleva, D.A. Brenner, 2008). В эксперименте на культуре ткани альвеолоцитов 2-го типа выявлена также секреция TGF-β, т.е. возможен и аутокринный путь стимуляции ЭМТ (J. Sevilla Perez, 2007).

Морфологические признаки ЭМТ выявлены в обычной интерстициальной пневмонии в 15 из 21 наблюдения (71,4 %), т.е. в большинстве случаев. Очевидно, этим обусловлена тяжесть и необратимость изменений при этом заболевании.

При неспецифической интерстициальной пневмонии процесс в легких более равномерный, нет сохраненной нормальной структуры легкого. Меж­альвеолярные перегородки утолщены, чаще умеренно, за счет склероза и воспалительной инфильтрации (рис. 5), нет крупных очагов фиброза, выраженной гиперплазии гладкомышечной ткани, как при ОИП. Морфологические признаки ЭМТ обнаружены только в 2 наблюдениях, при этом очажки эти были значительно меньше как по числу, так и по размерам в сравнении с ОИП (рис. 6). Обнаруживалась слабо или умеренно выраженная гиперплазия альвеолоцитов 2-го типа, при иммуногистохимическом исследовании в межальвеолярных перегородках было мало Т-лимфоцитов, В-лимфоциты сосредоточены в основном в лимфоидных фолликулах, CD68 положительные макрофаги чаще крупные, располагались в просвете альвеол, редко встречались S100 положительные клетки Лангерганса. В инфильтрате межальвеолярных перегородок чаще были плазматические клетки, нейтрофилы. В двух наблюдениях с ЭМТ встречались небольшие очаги рыхлой волокнистой соединительной ткани с наличием скоплений, пучков миофибробластов с экспрессией только альфа-гладкомышечного актина (рис. 7, 8), не было экспрессии десмина, среди такой активизированной стромы обнаруживались крупные полиморфные, отростчатые альвеолоциты, отдельные из них — со снижением (вплоть до потери) экспрессии панцитокератина АЕ1/3 (рис. 6).

Следовательно, в группе НИП небольшие очажки ЭМТ встречались редко — только в двух случаях из девяти (22,2 %), т.е. значительно реже, чем при ОИП. В остальных случаях ИИП ни разу не встретилась ЭМТ, следовательно, среди 19 случаев всех ИИП, кроме ОИП, частота ЭМТ окажется совсем низкой — 10,5 %.

Обсуждение

Процесс ЭМТ в патологии встречается при заживлении ран, склерозе различных органов (почки, легкого, печени и др.), а также в злокачественных опухолях (M. Guarino еt al., 2009), где так же возникает при возрастании активности стромы, как при заживлении ран или хроническом воспалении, и сопровождается усилением инвазивности, метастазирования опухоли (R.A. Weinberg, 2008). При ИИП так же возникают атипические, диспластические разрастания эпителия, как это описано Е.А. Коган и соавт. (2003) и как выявили мы в альвеолоцитах.
В опухолях не все варианты одной локализации прогрессируют путем включения ЭМТ. Так, при раке молочной железы из пяти вариантов, отличающихся своим происхождением и молекулярно-генетическими особенностями, только в одном часто наблюдается ЭМТ — в базальноподобном типе, который копирует миоэпителий. Очевидно, опухоли, копирующие бипотентные клетки с двойным направлением дифференцировки, более склонны к ЭМТ.

В случаях ИИП только ОИП, согласно концепции Е.А. Коган и соавт. (2009), происходит при повреждении и регенерации клеток, способных дифференцироваться в двух направлениях — альвеолярного и бронхиального эпителия. Возможно, это и определяет более высокую частоту ЭМТ при ОИП и более тяжелое, неблагоприятное в прогностическом отношении течение.

Следует отметить, что ЭМТ является обратимым процессом, существует и мезенхимально-эпителиальная трансформация, механизм развития которой пока менее понятен, чем ЭМТ (D.C. Radisky, 2005). Однако в последнее время на модели легочного фиброза у мышей были показаны возрастание пролиферации и изменения экспрессии WNT-сигнального пути в альвеолоцитах 2-го типа с усилением экспрессии в них WNT-индуцируемого сигнального протеина-1 (WISP-1), повышение уровня которого отмечено и у пациентов с идиопатическим пульмональным фиброзом. В модели легочного фиброза у мышей нейтрализация WISP-1 моноклональными антителами снижает его экспрессию и ведет к обратимости экспрессии генов, связанных с ЭМТ, заметному уменьшению легочного фиброза. Следовательно, найдена потенциальная терапевтическая мишень для регуляции гиперплазии альвеолоцитов 2-го типа и снижения легочного фиброза (M. Königshoff еt al., 2009).


Bibliography

1. Загорулько А.К., Аскари Т.А. Атлас ультраструктурной морфологии респираторного отдела легких. — Симферополь, 2002. — 144 с.
2. Коган Е.А., Мануйлова Т.Ю., Краева В.В., Попова Е.Н. Атипическая аденоматозная гиперплазия и дис­плазия в плоском эпителии в сотовом легком в исходе идиопатического фиброзирующего альвеолита // Архив патологии. — 2003. — № 5. — С. 35-40.
3. Коган Е.А., Тыонг Ф.В., Демура С.А. Молекулярные основы формирования вариантов идиопатического фиброзирующего альвеолита // Архив патологии. — 2009. — Т. 71, № 1. — С. 12-18.
4. Фещенко Ю.И., Гаврисюк В.К., Моногарова Н.Е. Идиопатические интерстициальные пневмонии: классификация, дифференциальная диагностика // Український пульмонологічний журнал. — 2007. — № 2. — С. 5-11.
5. Guaita S., Puig I., Franci S. еt al. Smail Induction of Epithelial to Mesenchimal Transition in Tumor Cells. Is Accompanied by MUC1 Repression and LED1 Expression // J. Biol. Chem. — 2002. — V. 277, № 42. — Р. 39209-39216.
6. Guarino M., Tosoni A., Nebuloni M. Direct contribution epithelium to organ fibrosis: epithelial-mesenchymal transition // Hum. Pathol. — 2009. — V. 40, № 10. — Р. 1365-1376.
7. Katzenstein A.L., Mukhopadhyay S., Myers J.L. Diagnosis interstitial pneumonia and distinction from other fibrosing interstitial lung deseases // Hum. Pathol. — 2008. — V. 39. — Р. 1275-1294.
8. Kisseleva T., Brenner D.A. Mechanisms of Fibrogenesis // Exp. Biology a Medicine. — 2008. — V. 233. — Р. 109-122.
9. Königshoff M., Kramer M., Balsars N. et al. WNT-1 inclusible signaling protein-mediates pulmonary fibrosis in mice and is upregulated in humans with idiopathic pulmonary fibrosis // J. Clin. Invest. — 2009. — V. 119, № 4. — Р. 772-787.
10. Nieto M.A. Epithelial-Mesenchimal transition in development and desease: old views and new perspectives // Int. J. Dev. Biol. — 2008. — V. 52. — Р. 1-7.
11. Radisky D.C. Epithelial-mesenchimal transition // Journal of Cell Science. — 2005. — V. 118. — P. 4325-4326.
12. Shitrit D., Rusanov V., Peled N., Amital A., Fuks L., Kramer M.R. The 15 step oximetri test: a reliabe tool to identify candidates for lung transplantation among patients with idiopathic pulmonary fibrosis // J. Heart Lung Transplant. — 2009. — V. 28, № 4. — Р. 328-333.
13. Strutz F. How Many Different Roads May a Cell Walk down in Order to become a Fibroblast // J. Am. Soc. Nephrol. — 2008. — V. 19. — Р. 2246-2248.
14. Weinberg R.A. Mechanisms of malignant progression // Carcinogenesis. — 2008. — V. 29, № 6. — P. 1092-1095.


Back to issue