Микологические факторы риска развития респираторных аллергозов тяжелого течения у населения, проживающего на юге России | Уханова О.П., Богомолова Е.В., Будников П.В., Чурюкина Э.В., Малахова М.К., Шогенова М.С., Голошубова Е.А., Попова В.А., Пузикова О.З.

Введение

Природные аллергены, такие как пыльца растений и споры плесневых грибов — микромицетов, повсеместно распространены на территории Российской Федерации [1]. Однако наиболее тяжелое и продолжительное течение атопических заболеваний наблюдается среди взрослого и детского населения, проживающего на юге страны [1].

Плесневые грибы присутствуют во всех климатогеографических зонах [1–4]. Известно, что их численность может варьировать в широких пределах [2–10]. К числу наиболее часто встречающихся микромицетов окружающей среды можно отнести представителей родов Alternaria, Aspergillus, Cladosporium, Fusarium, Mucor, Penicillium и Rhizopus [2–6, 11]. Микромицеты из этих родов входят в список потенциальных аллергенов человека в соответствии с установленными санитарно-эпидемиологическими правилами СП 1.3.2885-11, т. е. могут вызывать как микотические заболевания у иммунокомпрометированных пациентов, так и аллергические заболевания I типа (астму, аллергический ринит, конъюнктивит, крапивницу и анафилактический шок и др.) [1, 3–6, 8, 11–13].

В настоящее время многочисленными исследованиями доказано значение микогенной сенсибилизации в патогенезе аллергического ринита, бронхиальной астмы, экзогенного аллергического альвеолита и атопического дерматита [12, 14–20]. Некоторые штаммы микромицетов могут синтезировать до 40 отдельных макромолекул, индуцирующих синтез специфических иммуноглобулинов класса Е (IgE) [21]. Подавляющее количество зарегистрированных аллергенов принадлежит к четырем родам микромицетов: Aspergillus, Alternaria, Cladosporium, Penicillium [22]. Распространенная и недооцененная сенсибилизация обусловлена микроскопическими размерами спор грибов (от 1 до 5 мкм), что позволяет им проникать в дыхательные пути человека, вызывая клинические симптомы респираторных аллергозов [4].

Сезонное проявление грибковой аллергии связано с одновременным периодом максимального пыления растений из семейства злаковых (тимофеевка), сложноцветных (амброзия) и деревьев (береза) и периодом активного спороношения грибов рода Cladosporium и Alternaria [4, 23]. Особенностью респираторных проявлений аллергии, связанной со спорами грибов родов Penicillium, Cladosporium, Aspergillus и Alternaria, является наслоение клинических симптомов поллиноза с мая по ноябрь [4, 23]. Сочетанная сенсибилизация к ним неизбежно ведет к развитию SСUAD-синдрома (англ.: severe chronic upper-airway disease) — особого фенотипа тяжелого аллергического ринита [4, 23–28].

Показатели частоты сенсибилизации к грибам при различных аллергических заболеваниях варьируют в широких пределах (от 12 до 60%) в зависимости от рода гриба и принадлежности пациента к группе риска по атопии [29]. Моносенсибилизация у пациентов с респираторными аллергическими заболеваниями встречается реже, чем олиго- или мультисенсибилизация [4, 23, 29]. Как правило, при первом типе аллергических (атопических, IgE-зависимых) заболеваний этиологическим фактором являются несколько аллергенов. Перекрестные аллергические реакции на плесневые грибы характерны между родами и видами [1–4, 29].

Гиподиагностика сенсибилизации к грибам повсеместна, так как грибы зачастую не учитываются в качестве этиологического фактора [4]. Объясняется это отсутствием стандартизированных и разрешенных к применению диагностических водно-солевых экстрактов грибковых аллергенов для выявления сенсибилизации у пациентов in vivo [4].

Цель исследования: определить концентрацию спор плесневых грибов и причинно-значимых аллергенов пыльцы трав в городах юга России, изучить частоту мультисенсибилизации у пациентов, страдающих тяжелыми респираторными аллергическими заболеваниями, с учетом определения специфических IgE к плесневым грибам.

Материал и методы

Точная идентификация причинно-значимого аллергена является неотъемлемой частью диагностики и лечения аллергических заболеваний. В Краснодаре, Ростове-на-Дону и Ставрополе мы используем комплексный подход диагностики респираторных аллергозов с 2018 г. Он заключается в сборе анамнеза, жалоб, обследовании пациентов (кожные тесты и аллергокомпонентная диагностика), а также оценке тяжести респираторных симптомов. Аэропалинологические исследования проводили в 2018–2020 гг. с помощью волюметрических пыльцеуловителей Буркарда и Ланзони согласно стандартным международным методикам [4, 23, 30]. Барабан ловушки снабжен часовым механизмом, что способствует планомерной ее работе на протяжении одной недели и обеспечивает непрерывную фиксацию концентрации спор плесневых грибов на липкую ленту [31–33]. Волюметрические ловушки работают по принципу Хирста — скорость засасывания атмосферного воздуха соответствует характеру дыхания взрослого человека — 10 л/мин. Идентификацию микромицет и определение количества спор плесневых грибов в 1 м³ атмосферного воздуха осуществляли при микроскопическом исследовании окрашенных препаратов с помощью микроскопа «Ломо-Микмед 6» с последующими математическими расчетами [1, 4, 34].

Определение специфического IgE к небактериальным аллергенам проводилось с помощью аллергодиагностики in vitro ImmunoCAP ISAC и аллергочипа Alex2 в сыворотке крови пациентов [35]. Всего исследовано 143 биообразца крови пациентов (69 детей и 74 взрослых), проживающих в Южном и Северо-Кавказском федеральных округах. У всех пациентов были выставлены диагнозы: «Аллергический ринит, вызванный пыльцой растений» (МКБ-10: J30.1) и «Астма с преимущественно аллергическим компонентом» (МКБ-10: J45.0).

Статистическая обработка материала. Для сравнения частоты встречаемости грибковой сенсибилизации у детей и взрослых, а также определения различий в частоте встречаемости мультисенсибилизации в основной (сенсибилизированные к микромицетам пациенты) и контрольной группах использовали критерий χ² Пирсона. Уровень статистической значимости принимали равным 0,05 (p=0,05). Корреляционный анализ проводили с использованием рангового коэффициента корреляции Спирмена (r) с оценкой статистической значимости отличия от нулевого значения коэффициента. Силу корреляции оценивали по значению коэффициента корреляции: |r|≤0,25 — слабая корреляция; 0,25<|r|>0,75 — умеренная корреляция; |r|≥0,75 — сильная корреляция.

Результаты исследования

Результаты аэропалинологических исследований

Для южного региона РФ характерно круглогодичное присутствие аллергенов плесневых грибов с пиками спороношения в июле, августе и сентябре [4, 23]. На рисунках 1–3 показано, как уровень спороношения микромицетов монотонно и синхронно увеличивался, достигая высоких и очень высоких концентраций в июле — сентябре 2019–2020 гг.

Прослеживается значительное преобладание концентрации спор грибов рода Cladosporium над количеством спор грибов рода Alternaria.

Нами также выявлена сильная корреляционная связь по Спирмену (r=0,79; р<0,0001) между грибами рода Сladosporium и Alternaria (рис. 4).

Согласно круглогодичным данным регистрации спор плесневых грибов и пыльцевого мониторинга календари цветения растений и спороношения микромицетов в городах Ставрополе, Краснодаре и Ростове-на-Дону за 2019–2020 гг. имели идентичную структуру (рис. 5–7).

Наиболее тяжелые респираторные симптомы отмечаются у пациентов именно в период совпадения пыления амброзии с пиком спороношения микромицетов [4, 23].

Концентрация пыльцы амброзии в Ставрополе достигает максимальных значений — 323 пг/м³ — в третьей декаде августа, и с каждым годом отмечается рост показателя (рис. 8).

Однако данные, зарегистрированные на ловушке Ланзони в г. Краснодаре за последние 3 года, демонстрируют в 4 раза более высокое содержание пыльцы амброзии в 1 м³ воздуха, чем в г. Ставрополе (рис. 9).

В Ростове-на-Дону наблюдается рост концентрации пыльцевых зерен (п.з.) амброзии и полыни с пиком концентрации (амброзия — до 703 п.з. в 1 м³ воздуха) во второй половине августа и длительным сохранением высоких концентраций до начала октября (рис. 10) [23].

Таким образом, споры плесневых грибов в атмосферном воздухе обнаруживаются на протяжении всего периода аэропалинологического мониторинга в южных городах России. Значительный рост концентраций спор микромицетов в атмосферном воздухе совпадает с вегетацией ветроопыляемых растений в городах Ставрополе, Краснодаре и Ростове-на-Дону, что способствует росту аллергенной нагрузки и возникновению мультисенсибилизации у пациентов, страдающих аллергическими заболеваниями.

Результаты исследований образцов крови пациентов

Нами был проведен анализ результатов исследования биообразцов крови 143 пациентов методом компонентной аллергодиагностики in vitro [35]. У всех пациентов клиническая картина респираторных симптомов отличалась от основного потока обратившихся за медицинской помощью к аллергологу-иммунологу выраженной назальной и бронхиальной обструкцией. Пик обращаемости населения совпадал с максимальной концентрацией пыльцы растений и спор плесневых грибов с третьей декады июля по сентябрь 2019–2021 гг. В этот же период отмечено увеличение продаж препаратов короткодействующего β₂-агониста для купирования бронхиальной обструкции у пациентов с астмой. Анализ выявил ежегодное увеличение продаж, что косвенно указывает на увеличение заболеваемости пациентов (рис. 11).

Сенсибилизацию к спорам плесневых грибов (основная группа) имели менее половины от общего числа пациентов — 68 (47,6%), остальные (группа сравнения) — 75 (52,4%) пациентов — таковой сенсибилизации не имели. Средний возраст пациентов основной группы составил 16,03±12,31 года (от 1 года до 70 лет), группы сравнения — 28,19±18,627 года (от 1 года до 85 лет). В основной группе были сенсибилизированы к микромицетам 37 (54,5%) пациентов мужского пола и 31 (45,5%) — женского пола. У детей чаще, чем у взрослых, выявлялась сенсибилизация к грибам (χ²=9,48; p=0,003). По результатам нашего исследования было выявлено 42 ребенка и 26 взрослых, сенсибилизированных к микромицетам.

К грибам рода Alternaria были сенсибилизированы 55 (81%) пациентов, 12 (18%) — к грибам рода Aspergillus, 6 (9%) — к грибам рода Cladosporium. Из основной группы 63 (92,6%) человека имели сенсибилизацию к спорам одного рода грибов, 5 (7,4%) — к двум и более родам микромицетов.

В основной группе выявлено 49 (72%) пациентов, сенсибилизированных к главному аллергену — амброзии и плесени одновременно. В группе сравнения сенсибилизацию к амброзии имели 42 (57%) человека.

Установлено, что 48 (71%) пациентов основной группы были мультисенсибилизированы к Alt a1, Cla h8 и/или Asp f1 с Amb a1, РhI p1-6, Bet v1 и другим аллергенам. В группе сравнения мультисенсибилизацию имели 43 (58%) пациента. Группы статистически значимо не различались по количеству пациентов с моно-, олиго- и мультисенсибилизацией (рис. 12).

Обсуждение

Отсутствие заслуживающих доверия данных о распространенности поллинозов и грибковой сенсибилизации среди детского населения южных регионов России и недостаточные сведения об особенностях этиологии, клинических проявлений и течения пыльцевой аллергии у населения сдерживают эффективность работы специализированной аллергологической помощи.

Немаловажным фактором является недостаточная информированность не только пациентов, но и врачей аллергологов-иммунологов или ЛОР-врачей, оказывающих помощь амбулаторным пациентам в поликлинике в рамках специализированной медицинской помощи, о процессе специфической терапии и выбора препарата для лечения пациентов с аллергическим ринитом и астмой.

Таким образом, пациент с пыльцевой и грибковой мультисенсибилизацией, получающий лечение пыльцевыми аллергенами с положительным эффектом, но с сохраняющимися проявлениями аллергии на плесень, может быть разочарован получаемым лечением. Крайне важно информировать пациентов, страдающих респираторной аллергией, об уровне содержания спор плесневых грибов и пыльцевых зерен в атмосферном воздухе как в текущий период времени, так и ретроспективно, т. е. своевременно проводить мониторинг аэроаллергенов [36].

Ежегодное проведение аэропалинологического мониторинга в городах Ставрополе, Краснодаре, Ростове-на-Дону способствует формированию сети аэропалинологического мониторинга юга России для построения статистических моделей и прогнозирования очередного сезона палинации. В зарубежной литературе представлено большое количество данных аэропалинологического мониторинга, акцентирующих внимание на грибковую сенсибилизацию у детей, которая была подтверждена в нашем исследовании [12, 14, 37].

Необходимо проведение курсов профессионального усовершенствования навыков врачей для правильного выбора препарата оказания неотложной помощи и проведения в дальнейшем специфической терапии пациентам с атопией.

Стандартизация сублингвальных аллергенов с последующей возможностью применения в аллерген-специфической иммунотерапии (АСИТ) пациентов, сенсибилизированных к спорам плесневых грибов, особенно с мультисенсибилизацией, поможет достигать стойкой ремиссии, исключать возникновение тяжелых, жизнеугрожающих состояний. Установлено, что использование компонентной аллергодиагностики ImmunoCAP ISAC и аллергочипа Alex2 является информативным и безопасным методом обследования пациентов.

Заключение

Необходимо и далее изучать комплекс новых и ретроспективных данных об уровне пыления и спороношения потенциально опасных главных сенсибилизирующих аэроаллергенов региона: амброзии, тимофеевки, березы, микромицетов родов Alternaria и Cladosporium с активным использованием региональных календарей пыления и спороношения. Контроль врачей за календарем цветения и спороношения поможет в своевременном выборе тактики лечебных и профилактических мер. Преобладание мультисенсибилизации у пациентов является фактором риска развития тяжелых форм респираторных аллергических заболеваний, что требует персонализированного и грамотного подхода в плане их терапии.

Сведения об авторах:

Уханова Ольга Петровна — д.м.н., профессор кафедры иммунологии с курсом ДПО ФГБОУ ВО СтГМУ Минздрава России; 355017, Россия, г. Ставрополь, ул. Мира, д. 310; врач аллерголог-иммунолог, главный внештатный специалист МЗ СК и СКФО, заведующая Северо-Кавказским центром аллергологии-иммунологии в КБ № 101 ФФГБУ СКФНКЦ ФМБА России в г. Лермонтове; 357341, Россия, г. Лермонтов, ул. Ленина, д. 26; ORCID iD 0000-0002-7247-0621.

Богомолова Евгения Валентиновна — к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории систематики и географии грибов БИН РАН; 197022, Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, д. 2, литера В; ORCID iD 0000-0002-6295-1931.

Будников Павел Владимирович — студент ФГАУ ВО КФУ; 420008, Россия, г. Казань, ул. Кремлевская, д. 18, к. 1.

Малахова Мария Константиновна — врач аллерголог-иммунолог ФГБОУ ВО КубГМУ Минздрава России; 350063, Россия, г. Краснодар, ул. им. Митрофана Седина, д. 4.

Чурюкина Элла Витальевна — к.м.н., доцент, начальник отдела аллергических и аутоиммунных заболеваний ФГБОУ ВО РостГМУ Минздрава России; 344022, Россия, г. Ростов-на-Дону, Нахичеванский пер., д. 29; доцент кафедры клинической иммунологии, аллергологии и лабораторной диагностики ФПК и ППС ФГБОУ ВО КубГМУ Минздрава России; 350063, Россия, г. Краснодар, ул. им. Митрофана Седина, д. 4; ORCID iD 0000-0001-6407-6117.

Шогенова Мадина Суфьяновна — д.м.н., профессор кафедры факультетской терапии ФГБОУ ВО КБГУ; 360004, Россия, Кабардино-Балкарская Республика, г. Нальчик, ул. Чернышевского, д. 173; главный врач ГБУЗ «Центр аллергологии и иммунологии» Минздрава КБР; 360002, Россия, г. Нальчик, ул. Марко Вовчок, д. 10а; ORCID iD 0000-0001-8234-6977.

Попова Виктория Александровна — д.м.н., главный научный сотрудник ФГБОУ ВО РостГМУ Минздрава России; 344022, Россия, г. Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, д. 29; ORCID iD 0000-0001-5329-7336.

Пузикова Олеся Зиновьевна — д.м.н., ведущий научный сотрудник педиатрического отдела ФГБОУ ВО РостГМУ Минздрава России; 344022, Россия, г. Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, д. 29; ORCID iD 0000-0002-2868-0664.

Голошубова Елена Анатольевна — младший научный сотрудник ФГБОУ ВО РостГМУ Минздрава России; 344022, Россия, г. Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, д. 29.

Контактная информация: Уханова Ольга Петровна, e-mail: uhanova_1976@mail.ru.

Прозрачность финансовой деятельности: никто из авторов не имеет финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах.

Конфликт интересов отсутствует.

Статья поступила 27.01.2023.

Поступила после рецензирования 17.02.2023.

Принята в печать 13.03.2023.

About the authors:

Olga P. Ukhanova — Dr. Sc. (Med.), Professor of the department of Immunology with the Course of additional Professional Education, Stavropol State Medical University; 310, Mira str., Stavropol, 355017, Russian Federation; allergologist and immunologist, chief outsourcing expert of the Ministry of Health of Stavropol Krai and North Caucasian Federal County, Head of North Caucasian Center of Allergology and Immunology in Clinical Hospital No. 101 of the North Caucasian Federal Research and Clinical Center of FMBA of Russia in Lermontov; 26, Lenin str., Lermontov, 357341, Russian Federation; ORCID iD 0000-0002-7247-0621.

Evgeniya V. Bogomolova — C. Sc. (Biol.), senior researcher of the Laboratory of Systematics and Geography of Fungi, Komarov Botanical Institute of the Russian Academy of Sciences; 2B, Professor Popov str., Saint Petersburg, 197022, Russian Federation; ORCID iD 0000-0002-6295-1931.

Pavel V. Budnikov — student, Kazan Federal University; 18/1, Kremlevskaya str., Kazan, 420008, Russian Federation.

Maria K. Malakhova — allergologist, immunologist, Kuban State Medical University; 4, Mitrofan Sedin str., Krasnodar, 350063, Russian Federation.

Ella V. Churyukina — C. Sc. (Med.), associate professor of the Department of Allergic and Autoimmune Diseases, Rostov State Medical University; 29, Nakhichevanskiy lane, Rostov-on-Don, 344022, Russian Federation; associate professor of the Department of Clinical Immunology, Allergology and Laboratory Diagnostics, Kuban State Medical University; 4, Mitrofan Sedin str., Krasnodar, 350063, Russian Federation; ORCID iD 0000-0001-6407-6117.

Madina S. Shogenova — Dr. Sc. (Med.), Professor of the Department of Faculty Therapy, Kh.M. Berbekov Kabardino-Balkarian State University, 173, Chernyshevsky str., Nalchik, 360004, Russian Federation; Chief Physician of the Center of Allergology and Immunology; 10a, Marco Vovchok str., Nalchik, 360002, Russian Federation; ORCID iD 0000-0001-8234-6977.

Victoria A. Popova — Dr. Sc. (Med.), chief researcher, Rostov State Medical University; 29, Nakhichevanskiy lane, Rostov-on-Don, 344022, Russian Federation; ORCID iD 0000-0001-5329-7336.

Olesya Z. Puzikova — Dr. Sc. (Med.), leading researcher of the Pediatric Department, Rostov State Medical University; 29, Nakhichevanskiy lane, Rostov-on-Don, 344022, Russian Federation; ORCID iD 0000-0002-2868-0664.

Elena A. Goloshubova — junior researcher, Rostov State Medical University; 29, Nakhichevanskiy lane, Rostov-on-Don, 344022, Russian Federation.

Contact information: Olga P. Ukhanova, e-mail: uhanova_1976@mail.ru.

Financial Disclosure: no authors have a financial or property interest in any material or method mentioned.

There is no conflict of interests.

Received 27.01.2023.

Revised 17.02.2023.

Accepted 13.03.2023.