Международный эндокринологический журнал Том 15, №6, 2019

Введение

Последние годы ознаменовались большими успехами в области клинической патофизиологии, т.е. в прижизненном изучении этиологии и патогенеза многих заболеваний у человека, что показало их значительное различие с моделями на животных. Это стало возможным в связи с разработкой новейших генетических, биохимических, физиологических, иммунологических и субмикроскопических методов исследования, применяемых у человека. К примеру, в настоящее время мы располагаем сверхточными методами определения многих жизненно важных показателей функций различных систем организма буквально в капле периферической крови (ПК), а также малотравматичными способами исследования тканей внутренних органов у больного человека. Комплексирование фундаментальных и клинических методов исследования открывает новые пути для более глубокого понимания патофизиологических механизмов развития и прогрессирования сахарного диабета 1-го (СД1) и 2-го (СД2) типа у человека, начиная со скрытой доклинической стадии его развития, что крайне необходимо для его более точной диагностики и разработки новых эффективных методов предупреждения и терапии заболевания.

Особенности СД1 и СД2 у человека по сравнению с животными

Глобальное драматическое увеличение количества больных СД1 и СД2 во всех странах мира, носящее характер пандемии, вызывает огромную обеспокоенность человечества. За последние 25 лет количество больных СД на нашей планете, согласно данным Международной диабетической федерации (IDF), увеличилось более чем в 4 раза, составляя в 2017 году 425 млн человек, и к 2045 году достигнет 627 млн [1]. Согласно последним данным, общее количество фатальных исходов в связи с СД в мире в 2017 году составляло приблизительно 4 млн человек. На его лечение, по данным Американской диабетической ассоциации [2], общество тратит колоссальные средства — около 325 млрд долларов ежегодно.

Как известно, наши знания о патогенезе СД1 и СД2 основаны преимущественно на моделях экспериментального диабета у лабораторных животных (в основном мышей и крыс), часто с использованием посмертной аутопсии. Вместе с тем результаты исследований, проведенных на экспериментальных животных, при всей их научной ценности не могут быть полностью экстраполированы на заболевания у человека ввиду различной генетической, видовой специфичности [3, 4], особенностей иммунной системы [5–8], длительности жизни, социальных и этических факторов [5, 9]. Кроме того, недавно было показано, что количество и масса бета-клеток, фенотип и функция островков Лангерганса (ОЛ) у мышей NOD, наиболее частой экспериментальной модели СД1, и человека различны [10, 11]. Обнаружено также изменение секреции глюкагона, соматостатина и инсулина [12–14]. В 2019 году N.J. Hart и A.C. Powers опубликовали метаанализ, основанный на большом количестве работ, посвященных сравнительному изучению биологии ОЛ у человека и грызунов, в котором подтверждено их значительное гистологическое и функциональное различие. В то же время, согласно данным B.O. Roep и M.A. Atkinson (2004), из 195 медикаментозных препаратов, оказывающих выраженное лечебное действие у лабораторных животных с экспериментальным СД, только несколько были результативными у больных СД2.

Как известно, в последние годы для лечения СД стали использовать иммунологическую интервенцию, т.е. препараты, непосредственно блокирующие различные звенья аутоиммунного процесса в ОЛ (теплизумаб, ритуксимаб, канакинумаб, антитимоцитарный глобулин и др.). Эти препараты оказались весьма эффективными для восстановления иммунологической толерантности и реверсии уровня гипергликемии, предупреждения и лечения СД1 и СД2 у животных. Однако они были результативными не у всех больных людей и к тому же имели кратковременный эффект, что вызывало разочарование и пессимизм [15, 16]. Последние исследования объясняют это тем, что СД1 и СД2 у человека в отличие от моделей сахарного диабета у животных генетически и иммунологически гетерогенны и имеют индивидуальную специфику [13, 18–21].

Сахарный диабет 1-го типа

Общепризнано, что СД1 у человека является хроническим аутоиммунным заболеванием, обу–словленным аутоиммунной деструкцией панкреатических бета-клеток и приводящим к пожизненному снижению секреции инсулина как результату взаимодействия генетической предрасположенности и факторов внешней среды [21–24].

Последние статистические данные показывают, что СД «помолодел», особенно это касается СД1 у детей и подростков, составляющего в настоящее время около 10 % всех случаев СД в мире [1]. Ежегодно количество больных СД1 в возрасте от 0 до 10 лет, по данным ADA, неуклонно увеличивается [25] и в настоящее время достигает 5 % среди всего населения США [20].

Революционным этапом в прижизненном нетравматическом выявлении аутоиммунного процесса в панкреатических островках у человека является открытие аутоантител к их антигенам: инсулину (IAA), инсулин-связываемому антигену-2 (IA-2A), декарбоксилазе глутаминовой кислоты (GADA) и транспортеру цинка-8 (ZnT8). Благодаря наличию этих биомаркеров удается получить детальную информацию о патофизиологических иммунных процессах, происходящих в панкреатических бета-клетках человека in vivo.

Появление стандартизированных островковых аутоантител (ОАА) способствовало изучению иммунных механизмов, осуществляемых в скрытой доклинической стадии патогенеза СД1, и стало неоспоримым биомаркером диагностики и предсказания возможного риска возникновения СД1 у еще практически здоровых лиц задолго до появления у них клинических признаков заболевания [26–29]. Выпуск различными фирмами стандартизированных наборов реактивов для определения ОАА у человека стимулировал создание во многих странах мира международных, национальных и региональных программ по изучению ранней диагностики и предсказания риска развития СД1 с самого раннего до пожилого возраста, а также изучение природы и патофизиологических механизмов развития предиабета, что способствовало выяснению роли различных генетических и внешних факторов в патогенезе СД. Для контроля и консультаций относительно методов определения ОАА у человека под эгидой ВОЗ был создан специальный рабочий комитет «Стандартизация диабетических антител» (DASP), включающий 43 лаборатории в 15 странах мира [30].

Многочисленными исследованиями, проведенными по этим программам на огромном клиническом материале, четко показано, что определение величины титра ОАА является надежным биомаркером выявления асимптомной скрытой доклинической стадии СД1 у нормогликемических лиц задолго до манифестации заболевания. По мнению одного из пионеров изучения ОАА E. Bonnifacio (2015), СД1 может развиться и быть диагностированным в любом возрасте. Установлено, что начальное повышение титра ОАА (сероконверсия) обнаруживается в самом молодом возрасте, т.е. между 1-м и 3-м годами после рождения (очень редко — до 6 мес.). Обычно первыми, т.е. между 9-м и 24-м мес., появляются антитела к инсулину (ІАА), но риск возникновения СД1 повышается лишь после обнаружения второго вида ОАА — ІА-2А. Другие два вида ОАА (GADA и ZnT8) идентифицируются значительно позже [24].

При выявлении у ребенка или подростка двух или более видов ОАА (особенно GADA и IA-2A) у него развивается состояние, которое характеризуется как точка пути в одном направлении без возврата, т.е. в дальнейшем, даже спустя многие годы, не исключая пожилого возраста, у него обязательно разовьется СД1 [18, 19, 21, 24, 31]. Процент возникновения СД1 обратно пропорционален возрасту пациента и прямо пропорционален количеству видов ОАА, используемых при тестировании: чем их больше, тем выше процент предсказания СД1. При повышенном титре двух ОАА (особенно GADA и IA-2A) СД1 развивается примерно в 60 % случаев [24, 32], при трех видах ОАА (IAA + GADA + IA-2A) — почти в 76 % [33], а при четырех и пяти видах ОАА, включая ICA и ZnT8, степень риска развития СД1 достигает 80–90 % [31]. Важное влияние на степень прогрессирования заболевания наряду с величиной титра ОАА имеют аффинность, специфичность антигена и алгоритм появления ОАА [21]. Причем определение повышенного титра IA-2A и ZnT8 указывает на бесспорность прогрессирования заболевания [29]. Предиабетическая стадия у детей и подростков с еще нормальным уровнем глюкозы в ПК обычно колеблется от нескольких месяцев до нескольких лет [21]. В последние годы при предсказании риска возникновения СД1 особо важное значение придается определению IA-2A. Причем недавно были опубликованы данные Trial Net Study Group T1D (2019) о том, что при удлинении и реконструкции молекулы IA-2A в виде IA-2Avar чувствительность этого вида ОАА становится очень высокой. IA-2Avar дает возможность предсказать время прогрессии СД1 даже при исследовании только одного IA-2Avar, а также у родственников с очень низким риском.

В 2019 году ведущие диабетологи из разных стран мира совместно с математиками разработали новый «волнообразный» (wavelet) алгоритм для оценки комплексной эффективности определения позитивного титра ОАА (IAA, GADA, IA-2A) с целью установления риска и прогрессирования СД1 у детей. Наблюдения были проведены проспективно на большой когорте детей (n = 600) в течение длительного времени (медиана — 6,5 года) начиная с рождения по международной программе TEDDY. Проведенные исследования [21] показали, что у детей с сероконверсией в раннем периоде жизни (медиана < 2 лет) при стабильно повышенном титре IAA и IA-2A отмечается наиболее высокий риск развития клинических симптомов СД1. В то же время такой риск отсутствовал при статусе GADA в пределах 5 лет. Среди детей со стабильно негативным GADA было больше всего мальчиков и лиц с низкой частотой аллелей HLA-DR. Полученные данные, по мнению авторов, объясняют комплексный механизм участия различных ОАА в развитии заболевания и имеют значение для понимания этиологии СД1.

В октябре 1998 г. впервые в Украине и практически на всей территории бывшего Союза в ГУ «Институт эндокринологии и обмена веществ им. В.П. Комиссаренко НАМН Украины» была создана проспективная научная программа «Иммунитет в доклиническую стадию развития сахарного диабета 1-го типа» (ИДСД), которая выполнялась более 20 лет и продолжается в настоящее время [34, 35].

Задача ИДСД заключалась в выявлении в Украине детей и подростков с отягощенной наследственностью (родственники первой линии которых больны СД1), позитивных к ОАА, с последующим их обследованием в динамике вплоть до манифестации заболевания. Одновременно с клиническим обследованием у этих детей систематически определялись показатели естественного и адаптивного иммунитета до и после возникновения СД1 [34, 35].

В результате выполнения программы ИДСД к настоящему времени нами обследовано 459 нормогликемических детей Украины с генетической склонностью к СД1. На основании комплексного определения титра к двум ОАА (ІА-2А и GADA) они были разделены на две подгруппы: позитивных (n = 162) и негативных (n = 297) к ОАА. Контрольная группа состояла из здоровых детей, генетически отрицательных к СД1 и негативных к ОАА (n = 153). У 96 (59,2 %) детей с отягощенной наследственностью, позитивных к двум ОАА (IA-2A + GADA), в течение проспективного наблюдения дебютировал СД1. Проведенные исследования показали, что одновременное повышение титра ІА-2А и GADА представляет собой достоверный тест для предсказания развития СД1. Сочетанная встречаемость и повышенные значения титров IA-2A и GADA прогнозируют как длительность доклинической стадии развития заболевания, так и скорость дебюта СД1. У лиц с более быстрой клинической манифестацией СД1, т.е. укороченной по времени доклинической стадией развития заболевания, отмечался более высокий титр ІА-2А и GADA. Из детей контрольной группы СД1 за этот же период времени возник только у одного человека [32, 36]. Полученные нами результаты по программе ИДСД полностью согласуются с данными большинства европейских программ (TEDDY, DAISY, DT1 Trial Net Study Group и др.).

Согласно исторической модели патогенеза СДІТ, предложенной еще George Eisenbarth, клиническое проявление СД1 у человека наступает только после того, как все бета-клетки уже разрушены. Однако в последнее время эту догму удалось поколебать. Было показано, что у ряда пациентов, длительно болеющих СД1, даже в отдаленные сроки после инсулинотерапии некоторые бета-клетки сохраняются и способны продуцировать С-пептид [22, 37]. Эти данные вселяют оптимизм, так как дают надежду, что в будущем возможна разработка способов, направленных на повышение пролиферативной функции сохранившихся резидуальных бета-клеток, приводящее к нормализации продукции инсулина у больных.

Основываясь на имеющейся в настоящее время информации о естественном развитии (Natural history) СД1, группа известных диабетологов [19, 22, 31, 38] предложила новую концепцию для его диагностики. Эти авторы считают, что диагностировать СД1 необходимо не тогда, когда уже обнаруживаются клинические симптомы заболевания, т.е. на стадии почти уже полной деструкции инсулярного аппарата, а значительно ранее, т.е. в более ранний бессимптомный доклинический период, тогда как у пациентов еще наблюдается нормогликемия, но они позитивны не менее чем к двум ОАА — следовательно, когда аутоиммунный процесс в ОЛ только начался. Это дает возможность контролировать течение аутоиммунного процесса и сделать попытку не допустить его развития.

Благодаря открытию ОАА наряду с неоценимым значением для предсказания риска возникновения СД1 у еще здорового человека, точной диагностики его скрытой доклинической стадии развития и прогрессирования заболевания одновременно стало реальным прижизненное изучение функции естественного и адаптивного иммунитета у человека в асимптомный период патогенеза СД1, что ранее было невозможно осуществить. Однако публикаций о функции иммунной системы в организме человека в скрытой стадии развития СД1 немного.

Использование ОАА показало, что характерной особенностью доклинической и ранней клинической стадии СД1 у ОАА-позитивных детей и подростков является снижение абсолютного числа нейтрофилов в ПК, впервые описанное нами еще в 2002 г. [39]. В 2013 г. большая группа авторов из различных зарубежных научных центров на огромном клиническом материале полностью подтвердила наши данные, что нейтрофилопения является постоянным признаком доклинической и клинической стадии СД1 у детей [40]. В дальнейшем в исследованиях, проведенных по программе TEDDY, было обнаружено, что выраженная нейтрофилопения у ОАА-позитивных детей прямо пропорциональна количеству определяемых видов ОАА [41]. Собственные электронно-микроскопические и ультрацитохимические исследования нейтрофилов ПК у ряда ОАА-позитивных детей и детей с впервые выявленным СД1 обнаружили выраженные изменения ультраструктуры этих клеток, особенно заключающиеся в деструкции цитоплазматических гранул и их вакуолизации, что дает основание говорить об изменении их функции [30, 43].

Для ряда ОАА-позитивных детей в доклиническую и начальную клиническую стадии СД1 характерны небольшой моноцитоз и увеличение числа пероксидазоположительных гранул, выявленных нами на ультрацитохимическом уровне [30, 44], что согласуется с публикациями, в которых на функциональном уровне показано, что у таких больных обнаружена повышенная активность моноцитов/макрофагов, в частности усиление секреции провоспалительных цитокинов [45, 46].

Особую важность представляют исследования, в которых было установлено, что у больных СД1 имеются существенные изменения со стороны количества и функции Т- и В-клеток иммунной системы. Как известно, Т-лимфоциты считаются центральными клетками в процессе аутоиммунной деструкции бета-клеток [47]. Высказывается даже мнение о том, что проточноцитометрическое определение иммунофенотипа лимфоцитов и функции их различных субпопуляций в ПК может служить одним из дополнительных важных биомаркеров характеристики доклинической асимптомной стадии СД1, степени поражения бета-клеток, прогрессирования и прогноза заболевания и результатов лечения [47–49]. При этом ключевое значение придается ряду субпопуляций Т- и В-клеток иммунитета. Так, в настоящее время показано [50, 51], что особую роль в патогенезе СД1 играют потомки наивных CD4⁺-клеток, которые путем дифференцировки под воздействием различных транскрипционных факторов STAT 1–6 превращаются в Th1-, Th2-, Th17-, Tfh- и Treg-клетки.

К примеру, установлено, что субпопуляции Th17⁺- и Tfh⁺-клеток, число которых значительно повышено у ОАА-позитивных детей и больных СД1, имеет кардинальное значение в деструкции бета-клеток и хорошо коррелирует со степенью снижения С-пептида [52, 53], в то время как субпопуляции регуляторных CD4⁺-, CD25⁺-, FОХР3⁺-клеток обладают защитным противодиабетическим действием [49, 54]. ИФНγ-стимулированные Т-лимфоциты секретируют противодиабетические цитокины ИЛ-10. Имеются также публикации о том, что уровень гипергликемии коррелирует с увеличением числа CD8⁺ Т-клеток в ПК человека [55].

В наших исследованиях количества лимфоцитов различного иммунологического фенотипа ПК с помощью проточноцитометрического FACS-метода было обнаружено, что у ОАА-позитивных детей, у которых в дальнейшем развился клинически выраженный СД1, наблюдалось небольшое снижение абсолютного количества CD4⁺ Т-клеток и CD8⁺ Т-клеток по сравнению с таковыми у здоровых нормогликемических детей. При электронно-микроскопическом и ультрацитохимическом исследовании иммунологически однородной суспензии CD4⁺ Т-клеток ПК, полученной с помощью ее сегрегации FACS-методом, было обнаружено, что в части клеток этой субпопуляции содержится уникальный субмикроскопический цитоплазматический органоид — тельце Голла, ультраструктура которого у ОАА-позитивных детей и детей с впервые выявленным СД1 резко отличалась от таковой у здоровых детей [30, 43, 56]. Какая именно из иммунологически маркированных субпопуляций CD4⁺ Т-клеток содержит комплекс Гольджи, только предстоит выяснить.

Вместе с тем необходимо отметить, что в механизме возникновения и прогрессирования СД1 имеют значение и другие клеточные элементы иммунной системы, в частности дендритные клетки, моноциты/макрофаги, естественные клетки-киллеры, В-лимфоциты, однако их роль в патогенезе СД1 у человека еще недостаточно выяснена [30, 47].

При этом наиболее демонстративные изменения иммунной системы на доклинической и клинической стадии СД1 у человека отмечались при исследовании различных видов цитокинов и хемокинов. Причем самым выраженным среди них было достоверное повышение содержания и активности провоспалительных цитокинов ИЛ-1α, ИЛ-1β, ИЛ-6, ИЛ-17А и ФНОα. Так, у ОАА-позитивных нормогликемических детей и детей с начальной стадией развития СД1 нами и другими авторами было обнаружено достоверное увеличение ИЛ-1α и ИЛ-1β по сравнению с ОАА-негативными и здоровыми детьми [30, 32, 57–61]. Имеется также значительное число публикаций, обнаруживших выраженное повышение содержания ИЛ-6, т.е. главного регулятора иммунитета и кроветворения, у лабораторных животных in vitro и in vivo на различных стадиях СД1 [30]. Однако данные о повышении содержания ИЛ-6 в ПК больных СД1 приводятся только в единичных работах [62, 63]. В собственных исследованиях, проведенных у ОАА-позитивных детей, было обнаружено достоверное повышение содержания ИЛ-6 как на доклинической стадии развития СД1, так и при его клинической манифестации. При особо высоком уровне ИЛ-6 наблюдался более агрессивный характер течения заболевания и развитие осложнений [32]. В ряде работ описано также повышение уровня в циркуляции провоспалительных макрофагальных цитокинов ФНОα у больных СД1, особенно в начальной стадии развития заболевания по сравнению с его длительным течением [64]. В наших исследованиях ОАА-позитивных детей наиболее высокое содержание ФНОα в ПК обнаруживалось задолго до развития СД1 и удерживалось в ранний период клинического дебюта заболевания и особенно при возникновении сосудистых осложнений (нефро- и ретинопатии) [32], что подтверждается недавними данными о резком повышении уровня провоспалительных цитокинов при диабетической ретинопатии в гуморальной жидкости [66]. Кардинальное значение в патогенезе СД1 у человека имеет также недавно открытый провоспалительный цитокин ИЛ-17, секретируемый Th17-клетками [65], что подтверждается недавними данными о резком повышении уровня провоспалительных цитокинов при диабетической ретинопатии [66]. Показано, что он, подобно CD8⁺-клеткам, способен оказывать непосредственное цитотоксическое действие на панкреатические бета-клетки [50].

Проведенными исследованиями также показано, что у больных СД1, особенно на доклинической стадии, наряду с повышением уровня провоспалительных цитокинов, обычно предшествуя дебюту заболевания, происходит повышение содержания в циркуляции различных видов хемокинов: CCL2, CCL4, CCL5, CXCR1, CXCL8, CXCL10 [15, 59]. Впервые в литературе нами [30, 70] были опубликованы данные о том, что у нормогликемических ОАА-позитивных детей с отягощенной наследственностью наблюдается повышенный уровень хемокина ИЛ-16 в ПК по сравнению с контролем, который часто может нормализоваться после развития клинически выраженного заболевания, что подтверждается и другими авторами [59, 66–70].

Вместе с тем в организме человека существует и защитный физиологический механизм, осуществляемый антивоспалительными регуляторными цитокинами, особенно ИЛ-4, ИЛ-10, ИЛ-13 и др., который препятствует развитию СД1. Имеется ряд публикаций, в которых обнаружено снижение уровня цитокинов ИЛ-4 и ИЛ-10 в ПК на доклинической и клинической стадиях развития СД1 [15, 71, 72]. В связи с этим появилась гипотеза о том, что у здорового нормогликемического человека существует баланс между продиабетическими (провоспалительными) и антидиабетическими (антивоспалительными) цитокинами. При развитии СД1 происходит нарушение этого баланса в пользу провоспалительных цитокинов [5, 49].

Таким образом, благодаря успехам в развитии клинической патофизиологии, в особенности открытию биомаркеров аутоиммунного процесса в ОЛ, стало доступным прижизненное выявление иммунных механизмов патогенеза СД1 у человека, что сделало возможными диагностику скрытой бессимптомной стадии развития СД1 и появление надежного теста для предсказания риска его развития у здорового человека с нормогликемией задолго до появления клинических симптомов заболевания. При детальном клинико-иммунологическом обследовании ОАА-позитивных лиц в доклинической стадии СД1 были обнаружены значительная нейтрофилопения, изменение иммунофенотипа лимфоцитов и повышенное содержание в ПК провоспалительных цитокинов и хемокинов при сниженном количестве иммунорегуляторных антивоспалительных цитокинов, что наводит на мысль, что в организме больного человека происходит дисбаланс цитокинов в сторону продиабетических. На основании этих данных высказывается мнение, что диагностировать СД1 у человека необходимо не тогда, когда уже произошла почти полная деструкция инсулинпродуцирующих бета-клеток, а еще на доклинической нормогликемической стадии, при стабильном определении повышенного титра не менее чем к двум ОАА (особенно IA-2A и GADA). ОАА-позитивные нормогликемические дети должны находиться под постоянным наблюдением врача, что дает возможность полностью устранить внезапное развитие кетоацидоза и сохранить жизнь ребенку. Установлено, что СД1 у человека в отличие от лабораторных животных является иммунологически гетерогенным заболеванием [73]. При его естественном развитии (natural history) функция естественного и адаптивного иммунитета у различных лиц может быть неодинаковой [74] ввиду нарушения различных звеньев цитокиновых сигнальных путей, активации и нарушения многочисленных транскрипционных факторов STAT 1–6 (сигнальные трансдукторы и активаторы транскрипции [50, 51], т.е. больные СД1 требуют особого подхода при выборе им вида иммунологической интервенции, нормализации нарушенной функции иммунитета. Высказывается также мнение, что не может существовать какого-либо одного лекарственного средства, блокирующего аутоиммунный процесс в ОЛ различных людей с этим заболеванием.

Сахарный диабет 2-го типа

Количество больных СД в мире в 2017 году, по данным IDF [1], как уже упоминалось, достигло огромных цифр — 425 млн человек, среди которых около 90 % составляют больные СД2, и их число продолжает неуклонно расти. К примеру, по данным Центра по контролю и предупреждению заболеваний в США, в настоящее время 9 % американцев больны СД2.

Согласно современным представлениям, СД2 является хроническим полигенетическим иммунологическим гетерогенным заболеванием воспалительной природы [75–78]. В настоящее время считается, что к хроническим низкоградиентным (low grade) воспалениям наряду с СД2 необходимо относить также ожирение, атеросклероз, сердечно-сосудистые, почечные, офтальмологические заболевания, которые очень часто сопровождают развитие СД2, ухудшают его течение и являются причиной повышенной смертности [79]. Особенно часто СД2 наблюдается у тучных больных и при сердечно-сосудистых осложнениях.

Этиология и патогенез СД2 весьма сложны и у человека еще недостаточно изучены. Считают, что риск развития СД2 включает ассоциацию полигенетических факторов, т.е. генов, регулирующих уровень инсулина, гипофункцию бета-клеток и др. [77], и воздействия внешней среды (снижение физической активности, нарушение стиля жизни, избыточное и нездоровое питание, курение, стресс) [15, 80]. Недавно было показано, что важную роль в патогенезе СД2 кроме инсулина играют также другие контррегуляторные гормоны, участвующие в поддержании уровня и метаболизма глюкозы в циркуляции (гликоген, глюкагон, ГПП-1 и др.), секретируемые L- и К-клетками тонкого кишечника [81–83].

ОАА наряду с их использованием для диагностики и изучения патогенеза доклинической стадии СД1 приобрели также важное значение как биомаркеры при дифференциальной диагностике в сложных случаях отличия аутоиммунного диабета (СД1) у взрослых (LADA) от СД2, так как LADA часто маскируется под СД2 и его обычно трудно отличить от последнего, не применив тесты на ОАА. Осуществление такого теста имеет важное значение для правильного назначения соответствующего лечения [84, 85], так как количество больных LADA в настоящее время резко возросло и составляет около 10 % всех случаев диабета [86].

Использование методов клинической патофизиологии совместно с традиционными клиническими наблюдениями имело важное значение для получения ранее недоступной информации о патогенезе предиабета и СД2 у человека и способствовало созданию новых активных гипогликемических средств первой, второй и третьей линии лечения СД1, в том числе метформина [87], инкретинов (ГПП-1 и др.) [82] и ингибиторов натрий-глюкозного котранспортера (SGLT и др.) [88].

В результате проспективных иммунологических исследований, проведенных на огромном количестве пациентов, в том числе и наших, было установлено, что для больных с предиабетом (ИР, метаболический синдром) и с уже клинически развившимся СД2 характерен умеренный лейкоцитоз за счет повышения абсолютного содержания нейтрофилов и моноцитов в ПК (особенно у лиц с ожирением) [30, 42, 89, 90]. При этом наблюдается повышение индекса воспаления или риска смертности, т.е. отношения абсолютного числа нейтрофилов к лимфоцитам (ОНЛ) [87, 91, 92], что еще раз подтверждает гипотезу о воспалительной природе СД2 и ожирения [75]. В то же время при электронно-микроскопическом исследовании нейтрофилов и моноцитов ПК у больных СД2 нами были выявлены выраженные изменения их ультраструктуры, что указывает на значительные изменения не только количества, но и функции этих видов лейкоцитов при СД2 [30, 93].

Среди худых больных с впервые диагностированным СД2 при проточно-цитометрическом определении иммунофенотипа лимфоцитов в ПК повышенное количество CD4⁺ Т- и CD8⁺ Т- клеток было обнаружено только у отдельных лиц, в то время как среди тучных пациентов с высоким ИМТ увеличение числа этих клеток в ПК отмечается почти у всех обследуемых (p < 0,05) [30, 89, 94–97].

Наиболее наглядная информация о дисфункции иммунитета при ИР, а также на доклинической и клинической стадии СД2 была получена при исследовании у больных концентрации различных видов цитокинов и хемокинов в ПК, что указывает на их ключевую роль в патогенезе СД2. Многочисленными исследованиями, проведенными на большом клиническом материале, в том числе и нашими, было установлено, что для пациентов с предиабетом (ИР, МС, ожирение, дислипидемии) и клинически выраженным СД2 характерен повышенный уровень провоспалительных цитокинов [30, 94, 95, 98–100]. Так, рядом авторов [98, 100, 101] описано повышение уровня ИЛ-1β и снижение концентрации антагониста рецептора ИЛ-1 (ИЛ-1Ра) на доклинической и клинической стадии СД2. Подобные изменения содержания ИЛ-1β при СД2 наблюдались и в наших исследованиях [89]. Подтверждением того, что ИЛ-1β играет ключевую роль при СД2, является также то, что его блокада с помощью ИЛ-1Ра у индивидуумов с МС и ожирением приводит к снижению систолического кровяного давления и сердечно-сосудистых осложнений, а также перехода доклинической стадии диабета в клиническую [102].

В проспективных исследованиях, проведенных по программе MONIKA на 8 тысячах пациентов, было установлено, что повышенный уровень ИЛ-6 в ПК предшествует развитию СД2 и может служить биомаркером его развития [103]. Аналогичные данные были получены и при выполнении программы EPIC, включающей обследование 27 тысяч участников [104]. Метаанализ всех опубликованных работ по этому вопросу подтвердил представленные выше данные [105].

Вместе с тем на основании исследований, проведенных на моделях экспериментального СД2, высказывается мнение, что ИЛ-6 может обладать и противоположным регуляторным воздействием на уровень инсулина в организме посредством стимулирования секреции инсулина К- и L-клетками тонкого кишечника [106]. Однако эти данные требуют клинического подтверждения.

Большинство авторов [30, 94, 95, 107, 108] отмечали также повышение концентрации провоспалительного цитокина ФНОα у больных с предиабетом и СД2, особенно осложненным ожирением [109–111], которое наблюдается почти у 80 % больных диабетом [112]. При этом важно отметить, что прогрессирующий рост частоты заболеваемости СД2 ассоциируется с повышением количества людей с избыточной массой тела во всех странах мира [113], в том числе и в Украине [30, 114].

Кардинальную роль при СД2 играет также недавно идентифицированный провоспалительный цитокин ИЛ-17, который секретируется Th17-клетками. Семейство ИЛ-17 состоит из 6 членов (A, B, C, D, E, F). Наиболее активным из них является ИЛ-17А. Пока имеются немногочисленные данные о повышении содержания ИЛ-17А в ПК при ИР и СД2 [115, 116]. Повышение уровня ИЛ-17А в ПК больных с впервые выявленным СД2 и его снижение после терапии метформином, приводящей к нормализации уровня НbА1с и ИМТ, наблюдалось и нами [117]. Высказывается мнение, что ИЛ-17 оказывает потенцирующее воздействие на воспаление в панкреатических островках и способствует деструкции бета-клеток, осуществляемой субпопуляцией CD8⁺ Т-клеток.

Кардинальное значение в патогенезе ИР и СД2 у человека, особенно тучного, имеют также хемокины — низкомолекулярные цитокины, которые являются хемоаттрактантами, контролирующими миграцию и транспорт различных видов лейкоцитов из сосудистого русла в стенки сосудов, а затем в ткани [56]. Имеются публикации о повышении уровня многих видов хемокинов (CCL2, CCL4, CCL5, CXCL8, CXCL10, CX3CL1) и их участии в аутоиммунном процессе в панкреатических островках [118–121].

Впервые в литературе нами [122, 123] было сообщено о том, что в патогенезе СД2 важную роль играет также хемокин ИЛ-16. В сыворотке ПК больных СД2, особенно в сочетании с МС, был обнаружен высокий уровень ИЛ-16, который положительно коррелировал с величиной ИМТ и содержанием триглицеридов в ПК.

В последние годы, как видно из вышесказанного, особенно важное значение в возникновении и прогрессировании СД2 и тяжелых сердечно-сосудистых осложнений придается наличию избыточной массы жировой ткани (ЖТ) — ожирению, также считающемуся одним из видов низкоградиентного воспаления. Одновременно ЖТ, согласно современным представлениям, является мощным эндокринным органом, адипоциты и макрофаги которого секретируют большое количество различных цитокинов и хемокинов (адипокинов), обладающих как диабетическим (провоспалительные цитокины), так и антидиабетическим действием (иммунорегуляторные цитокины, адипонектин).

Среди цитокинов адипоциты ЖТ, особенно в большом количестве, секретируют ИЛ-6 [106]. Между жирообусловленной ИР и повышением ИЛ-6 у человека установлена положительная корреляция [124]. В то же время показано, что ИЛ-6 стимулирует повышение образования ГПП-1 К- и L-клетками тонкого кишечника, который стимулирует инсулин, т.е. участвует в контррегуляторных механизмах, противодействующих ИР при ожирении [105]. Само по себе одно только ожирение активирует многие показатели естественного и адаптивного иммунитета [125], изменяет иммунофенотип и функциональные особенности лимфоцитов [126, 127]. Кроме того, показано, что у пациентов с ожирением (медиана ИМТ = 36 кг/м²) и признаками МС наблюдается значительное высвобождение АКТГ и повышение уровня кортизола в ПК и слюне, близкое к таковому при болезни Иценко — Кушинга, которое сопровождается повышением уровня ИЛ-1. После введения обследуемым антагониста рецептора ИЛ-1Ра (анакинара), блокирующего ИЛ-1, происходили уменьшение содержания АКТГ, кортизола и редукция систолического кровяного давления, а также нормализация ряда показателей сердечно-сосудистой системы [102].

Имеются также данные о том, что при соблюдении правильного стиля жизни и низкокалорийной диеты в течение 3 мес. у нормогликемических тучных людей (ИМТ ≥ 30 кг/м²) происходит достоверная нормализация количества лейкоцитов и снижение содержания провоспалительных цитокинов ИЛ-1β, ИЛ-6 и ФНОα в ПК [128]. Аналогичное явление, т.е. снижение уровня провоспалительных цитокинов и нормализация лейкоцитарного состава крови, наблюдается и в результате бариатрической хирургии у лиц с ожирением [30, 94, 95]. При этом то, в какой мере наблюдаемые изменения показателей естественного и адаптивного иммунитета при СД2 являются специфическими, т.е. следствием самого заболевания СД2 или следствием сопровождающего ожирения, еще требует дополнительных исследований.

Итак, обобщая все вышеизложенное, можно прийти к заключению, что клиническая патофизиология, т.е. использование нетравматичных прижизненных методов исследования различных показателей жизненно важных процессов, протекающих в организме человека, сыграла кардинальную роль в решении многих вопросов клинической диабетологии. Было показано, что этиология, патогенез и естественное течение СД1 и СД2 у человека значительно отличаются от моделей СД у животных, с объяснением, почему многие гипогликемические препараты, препятствующие гибели бета-клеток, эффективные у животных, оказались недейственными у человека. Благодаря открытию биомаркеров аутоиммунного процесса в панкреатических островках стали осуществимыми невозможная ранее диагностика доклинической стадии развития СД1 и предсказание риска его возникновения у нормогликемических лиц задолго до появления клинической манифестации заболевания. В результате этого было обнаружено, что в скрытой асимптомной стадии СД1 в организме человека происходят коренные изменения естественного и адаптивного иммунитета, проявляющиеся в значительном изменении иммунофенотипа лимфоцитов и содержания различных цитокинов и хемокинов. Следовательно, начинать лечение СД1 необходимо не тогда, когда уже произошла значительная деструкция бета-клеток и появились клинические признаки заболевания, а гораздо ранее, в асимптомной стадии, чтобы не допустить необратимого процесса. Вместе с тем было обнаружено, что СД1 у человека весьма гетерогенен, и поэтому его лечение должно быть строго индивидуальным.

Весьма важная информация в последние годы была получена при клинико-патофизиологических исследованиях ИР, СД2 и его осложнений. Опубликованные на сегодняшний день данные полностью подтверждают существующую гипотезу о том, что СД2 является хроническим гетерогенным низкоградиентным воспалением, в патогенезе которого центральная роль принадлежит иммунной системе. Предиабет и клинически диагностируемый СД2 характеризуются нарушением количества и функции лимфоцитов различного иммунофенотипа, повышением содержания провоспалительных цитокинов и хемокинов, снижением уровня антивоспалительных цитокинов. Подтверждением гипотезы, что СД2 во многом относится к воспалительным заболеваниям, является также то, что терапия больных СД2 метформином и SGLTi, приводящая к снижению содержания НbА1с и оказывающая выраженное благотворное воздействие на сердечно-сосудистые осложнения и ожирение, сопровождается снижением уровня провоспалительных цитокинов. Важным, но пока еще не решенным остается вопрос о том, в какой мере изменение показателей иммунитета, наблюдаемое при СД2, обусловлено его спутником — ожирением.

Дальнейшее развитие и усовершенствование методов клинической патофизиологии СД1 и СД2 имеет большие перспективы в выяснении этиологии и патогенеза этих заболеваний у человека, без чего невозможно создание более эффективных специфических способов их профилактики, предупреждения и лечения.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии какого-либо конфликта интересов и собственной финансовой заинтересованности при подготовке данной статьи.