Сенсибилизация поджелудочной железы к инсулину
Инсулин может обладать антигенными свойствами. Фактически данные о возможности сенсибилизации стали известны со времен использования инсулина в терапии сахарного диабета. Молекула инсулина состоит из двух полипептидных цепей А и В, соединенных дисульфидным мостиком. А-цепь содержит 21, В - 30 аминокислот. Биологический предшественник инсулина (проинсулин) представляет собой одну длинную цепь, которая расщепляется на А- или В-цепи. Инсулин разных видов животных по своей первичной структуре проявляет лишь несущественные различия. Инсулину человека наиболее близки по структурной формуле инсулин кролика и свиньи; первый вместо треонина в позиции В 30 имеет остаток серина, а второй - аланина. Инсулин крупного рогатого скота отличается от такового человека по трем позициям. По всей вероятности, видовая специфичность инсулина обусловлена его третичной структурой. Близкое подобие одновременно объясняет тот факт, что между различными видами инсулина возможны перекрестные реакции, как и между инсулином и проинсулином.. Сыворотка человека, содержащая антитела к инсулину свиньи, обладает свойством взаимодействовать с инсулином свиньи, лишенным аланина. Иммуногенные свойства ксеногенного инсулина не вызывают удивления. В некоторых случаях, однако, возможна сенсибилизация инсулином того же биологического вида. Молекула инсулина не является носителем индивидуально-специфических структурных конфигураций, поэтому алло- и аутосенсибилизация организма представляют единое понятие. Значительной вариабельностью отличается С-пептид, который соединяет А- и В-цепи в молекуле проинсулина. Все препараты инсулина, применяемые в клинике для лечения сахарного диабета, в разной степени гетерогенны.
Инсулин крупного рогатого скота состоит по меньшей мере из трех различных компонентов, выделяемых при хроматографии на сефадексе.
- С-фракция - инсулин и подобные вещества,
- В - проинсулин и промежуточные соединения,
- А - гетерогенная смесь высокомолекулярных соединений, которые, возможно, являются продуктами экзокринной функции поджелудочной железы.
При помощи электрофореза в акриламидном геле было идентифицировано 8 фракций: инсулин, димерный инсулин, проинсулин, инсулин с аргининовыми остатками В-цепи, а также не полностью идентифицированные фрагменты. Монокомпонентный инсулин является настолько очищенным, что при хроматографии почти никогда не разделяется, поэтому практически отсутствует проблема иммуногенности этого препарата. Наиболее часто ответ к инсулину обусловлен детерминантами В-цепи, далее следует С-пептид и А-цепь. Значительную роль отводят примесям, прежде всего белкам животных, используемых в качестве доноров. Применение высокоочищенных препаратов позволяет существенно уменьшить проявления общих и местных аллергических реакций, однако при многократной кристаллизации не все примеси белков могут быть удалены, часть их фиксируется в кристаллической решетке молекулы инсулина. К тому же ингибиторы резорбции и другие факторы могут обладать адъювантным эффектом и обусловить дополнительную сенсибилизацию.
Иммунный ответ к инсулину. Введение инсулина может привести к стимуляции Т- и В-звеньев иммунной системы.
Антителообразование. Антитела к инсулину можно обнаружить в сыворотках больных сахарным диабетом после терапии этим препаратом. Поскольку антитела редко связывают более 20 ЕД/1 л, патогенетическое значение этих антител в развитии сахарного диабета невелико. Обычно выявляют скорее IgG-антитела, чем IgM. Значительно реже происходит выработка реагинов: IgE, как правило, присутствует в сыворотках больных с проявлениями общих и местных аллергических реакций. В целом отмечают постепенное снижение титра антител в течение длительной терапии. Наряду с этим антитела к инсулину могут обнаруживаться и при отсутствии предшествующего лечения препаратом, например перед клинической манифестацией диабета или аутоиммунных синдромах.
Для выявления антител к инсулину используют следующие методы: РПГА, РСК, преципитацию, пассивную кожную анафилаксию, реакцию Прауснитца-Кюстнера и др. Их результаты не всегда однозначны, что можно объяснить продукцией разных видов антител. Указанные методы достаточно чувствительны, но прежде всего это относится к радиоиммунным тестам (радиоиммунный электрофорез, РИМ) или иммуноферментному методу. Антитела к инсулину относятся преимущественно к классу IgG, ксеногенные антитела - к другим классам иммуноглобулинов.
Роль реакций клеточного иммунитета известна давно. Тем не менее, до недавнего времени иммунологические исследования проводились в недостаточном объеме. Связывание инсулина на лимфоцитах соответствует проявлению активности В-клеток. Увеличение индекса стимуляции при использовании инсулина в РБТЛ отмечено прежде всего у больных сахарным диабетом средней и тяжелой форм (12-28% случаев). Изучение феномена торможения миграции лейкоцитов показало, что целая молекула инсулина, проинсулин и изолированная В-цепь (но не А) могут быть антигенами и вызывать продукцию медиаторов иммунного ответа.
Местные аллергические реакции наблюдают у 5-10% (в редких случаях у 70%) больных диабетом на фоне терапии инсулином. ГЗТ отмечают значительно чаще, чем ГНТ. В первом случае развиваются местные инфильтраты, которые наиболее выражены через 24-48 ч, во втором - в течение 5- 20 мин появляются зуд и уплотнение кожи с гиперемией или спустя несколько часов инфильтрат, который интерпретируют как реакцию Артюса. Частоту возникновения этого феномена можно уменьшить, применяя очищенный инсулин. У больных с иммунным ответом клеточного типа нередко развивается инсулиновая липодистрофия.
Наряду с другими факторами были продемонстрированы иммунные реакции, ответственные за инсулин индуцированную липодистрофию. Так, были обнаружены локальные отложения Ig и высокие концентрации циркулирующих инсулин связывающих антител.
Общие аллергические реакции возникают относительно редко. Они характеризуются появлением отека Квинке, крапивницей, симптомами поражения желудка и кишечника, признаками анафилактического шока, реже тромбоцитопенической пурпурой или анемией. В первые годы клинического применения инсулина очень часто наблюдали симптомы сывороточной болезни. Однако эти побочные реакции были обусловлены использованием неочищенных препаратов.
Диагностика. Наиболее информативна внутрикожная проба. С ее помощью можно оценивать как раннюю, так и позднюю фазы аллергической реакции. Из-за опасности развития анафилактического шока внутрикожное введение антигена (скарификационная проба) начинают с 0,04-0,1 ЕД.
Для идентификации антигена необходимо знать все примеси и проводить их раздельное тестирование. Описаны случаи использования PACT. Спустя один год лечения инсулином человека IgE-Ат определяются примерно в 6%, инсулином свиньи в 17%, инсулином крупного рогатого скота в 19% случаев.
Терапия. Местные реакции в основном не требуют особого лечения. Однако за клиническими проявлениями необходимо внимательно наблюдать, так как они могут принимать угрожающие размеры и служить признаком общих реакций. Антигистаминные препараты частично уменьшают симптомы аллергии. При длительно сохраняющейся местной реакции и при развитии общих аллергических реакций препарат следует заменить (инсулин другого вида животного или высокоочищенный инсулин человека). Соответствующий вывод можно сделать на основании результатов внутрикожной пробы. Только в исключительных случаях необходимо проводить десенсибилизацию (инъекция препарата начиная с 1/100 ЕД и увеличивая дозу в 2 раза с интервалом в 15-30 мин до необходимой). Некоторые авторы, однако, придерживаются мнения, что эта мера способствует развитию резистентности к инсулину.
Резистентность к инсулину. Как показали исследования, нормальная суточная потребность организма человека в инсулине составляет 30-50 ЕД, а у больных диабетом - значительно больше. На развитие резистентности к инсулину указывает увеличение суточной потребности в нем до 200 ЕД и более, что наблюдают у 0,1% больных сахарным диабетом (в 2/3 случаев вследствие иммунологической резистентности, в остальных - в результате нарушения обмена веществ, инфекций и т. д.). Иногда суточная доза препарата превышает 10 000 ЕД. Значительно чаще выявляют относительную резистентность к инсулину (40- 200 ЕД/сут). Более 50% больных сахарным диабетом нуждаются в 40 ЕД и 3,6% - более чем 100 ЕД/сут. Резистентность к инсулину отмечают даже у больных, получающих невысокие дозы препарата.
За ее развитие ответственны циркулирующие антитела. Об их качественном анализе с помощью радиоиммуноэлектрофореза уже упоминалось ранее. Для количественной оценки антител определяют коэффициент связывания инсулина в сыворотке. Принцип этого метода состоит в том, что к исследуемой сыворотке добавляют разные объемы меченного изотопом инсулина, связанного на носителе, а затем определяют свободный и связанный инсулин. Соотношение этих частей препарата сравнивают с количеством добавленного гормона, показатели переносят на систему координат. Полученная линия пересекается с осью абсцисс. Полученный показатель обозначают как общий или максимальный коэффициент связывания. При его интерпретации необходимо иметь в виду, что при помощи этого метода выявляют только свободные, т. е. не связанные на инсулине, антитела. При этом неоднократно были описаны циркулирующие иммунные комплексы, содержащие инсулин, коэффициент связывания достоверно коррелирует с суточной потребностью в препарате. Иногда определяют коэффициент связывания инсулина в плазме - 20-25 ЕД/л без клинических признаков резистентности к нему. У многих больных сахарным диабетом, принимающих инсулин, этот показатель ниже 10 ЕД/л, а при резистентности к препарату он может достигать 10 000 ЕД/л.
Инсулин связывающие антитела обладают различной специфичностью. Инсулин наиболее активно связывается с антителами определенного биологического вида, тем не менее возможны перекрестные реакции. Инсулин человека может действовать так же, как антиген. Это имеет практическое значение, если сохраняется способность к продукции собственного инсулина. Коэффициент связывания учитывают при переходе с одного препарата на другой.
Корреляцию между потребностью в инсулине и коэффициентом его связывания объяснить довольно сложно. Свободный и связанный инсулины в соответствии с аффинностью антител находятся в состоянии динамического равновесия, поэтому необходимого уровня гормона не всегда можно достигнуть путем увеличения дозы. Известно, что связанный инсулин циркулирует более продолжительное время. Эта форма препарата способствует сохранению его в плазме и к тому же устойчива к действию инсулиназы. Существует корреляция между инактивацией связанного инсулина и распадом иммуноглобулинов, однако вследствие динамического равновесия этот инсулин вновь переходит в несвязанную форму, которая оказывает замедленное действие. Высокая степень связывания инсулина обусловливает снижение чувствительности к нему (устойчивый диабет) и способствует проявлению трудно контролируемых симптомов. Установлено, что коэффициент корреляции между способностью к связыванию инсулина и суточной потребностью в нем составляет 0,24-0,60.
В клинической практике диагноз ставят на основании результатов пробы с нагрузкой инсулином (внутривенное введение 0,1-0,3 ЕД/кг). В некоторых случаях можно вводить более высокие дозы, не вызывая выраженной гипогликемии. Используя различные препараты инсулина, можно подобрать наиболее эффективный для данного больного, однако не следует забывать о том, что резистентность к инсулину может быть обусловлена антителами к рецепторам для него.
В отличие от аллергии к инсулину шансы на развитие спонтанной ремиссии незначительны, поэтому целесообразна замена одного препарата инсулина на другой, резистентность к которому отсутствует. Его можно определить in vivo с помощью вышеупомянутой пробы или in vitro путем вычисления коэффициента связывания инсулина. Однако не для всех больных замена препарата может оказаться эффективной мерой. В таких ситуациях можно рекомендовать применение кортикостероидов (в течение 2 недель ежедневно по 50 мг преднизолона с учетом противопоказаний). При этом может наступить клиническое улучшение, даже до изменения титра антител. К тому же терапия сахарного диабета может приводить к осложнениям (гипогликемия, кома). Некоторые авторы рекомендуют использовать иммуносупрессанты. В отношении профилактических мероприятий высказываются разные мнения. Прежде всего следует избегать перерывов в инсулинотерапии, которые могут привести к стимуляции антителообразования, т. е. вызывать бустер-эффект.
Инсулин аутоиммунный синдром (IAIS). Этот синдром наблюдали у больных пожилого возраста, при беременности, у детей и у новорожденных. Особенно часто заболевание встречается в Японии, где служит причиной гипогликемии, показатель которой возрастает троекратно. Клинически в первую очередь определяется умеренная гипогликемия, обусловленная постепенным высвобождением инсулина из иммунных комплексов (предполагаемый диагноз - инсулома). Концентрация инсулина в плазме может резко повышаться, составляя свыше 1 ЕД/л. С помощью общепринятых методов выявляют антитела. Речь идет исключительно о IgG-Ат. Они не отличаются от аутоантител у диабетиков. Генез иммунизации неизвестен. В части случаев больные предварительно принимали SH-группы - несущие медикаменты. Прокаинамид и гидралазин были также отнесены к провоцирующим препаратам. Предположение, что продуцируется аномальный инсулин, до сих пор не подтвердилось. Ни в одном из случаев развитию синдрома не предшествовало введение инсулина. У части больных регистрируют гипертиреоз. С другой стороны, при гипертиреозе могут определяться в 6% случаев антитела к инсулину без соответствующих клинических проявлений.
Инсулин крупного рогатого скота состоит по меньшей мере из трех различных компонентов, выделяемых при хроматографии на сефадексе.
- С-фракция - инсулин и подобные вещества,
- В - проинсулин и промежуточные соединения,
- А - гетерогенная смесь высокомолекулярных соединений, которые, возможно, являются продуктами экзокринной функции поджелудочной железы.
При помощи электрофореза в акриламидном геле было идентифицировано 8 фракций: инсулин, димерный инсулин, проинсулин, инсулин с аргининовыми остатками В-цепи, а также не полностью идентифицированные фрагменты. Монокомпонентный инсулин является настолько очищенным, что при хроматографии почти никогда не разделяется, поэтому практически отсутствует проблема иммуногенности этого препарата. Наиболее часто ответ к инсулину обусловлен детерминантами В-цепи, далее следует С-пептид и А-цепь. Значительную роль отводят примесям, прежде всего белкам животных, используемых в качестве доноров. Применение высокоочищенных препаратов позволяет существенно уменьшить проявления общих и местных аллергических реакций, однако при многократной кристаллизации не все примеси белков могут быть удалены, часть их фиксируется в кристаллической решетке молекулы инсулина. К тому же ингибиторы резорбции и другие факторы могут обладать адъювантным эффектом и обусловить дополнительную сенсибилизацию.
Иммунный ответ к инсулину. Введение инсулина может привести к стимуляции Т- и В-звеньев иммунной системы.
Антителообразование. Антитела к инсулину можно обнаружить в сыворотках больных сахарным диабетом после терапии этим препаратом. Поскольку антитела редко связывают более 20 ЕД/1 л, патогенетическое значение этих антител в развитии сахарного диабета невелико. Обычно выявляют скорее IgG-антитела, чем IgM. Значительно реже происходит выработка реагинов: IgE, как правило, присутствует в сыворотках больных с проявлениями общих и местных аллергических реакций. В целом отмечают постепенное снижение титра антител в течение длительной терапии. Наряду с этим антитела к инсулину могут обнаруживаться и при отсутствии предшествующего лечения препаратом, например перед клинической манифестацией диабета или аутоиммунных синдромах.
Для выявления антител к инсулину используют следующие методы: РПГА, РСК, преципитацию, пассивную кожную анафилаксию, реакцию Прауснитца-Кюстнера и др. Их результаты не всегда однозначны, что можно объяснить продукцией разных видов антител. Указанные методы достаточно чувствительны, но прежде всего это относится к радиоиммунным тестам (радиоиммунный электрофорез, РИМ) или иммуноферментному методу. Антитела к инсулину относятся преимущественно к классу IgG, ксеногенные антитела - к другим классам иммуноглобулинов.
Роль реакций клеточного иммунитета известна давно. Тем не менее, до недавнего времени иммунологические исследования проводились в недостаточном объеме. Связывание инсулина на лимфоцитах соответствует проявлению активности В-клеток. Увеличение индекса стимуляции при использовании инсулина в РБТЛ отмечено прежде всего у больных сахарным диабетом средней и тяжелой форм (12-28% случаев). Изучение феномена торможения миграции лейкоцитов показало, что целая молекула инсулина, проинсулин и изолированная В-цепь (но не А) могут быть антигенами и вызывать продукцию медиаторов иммунного ответа.
Местные аллергические реакции наблюдают у 5-10% (в редких случаях у 70%) больных диабетом на фоне терапии инсулином. ГЗТ отмечают значительно чаще, чем ГНТ. В первом случае развиваются местные инфильтраты, которые наиболее выражены через 24-48 ч, во втором - в течение 5- 20 мин появляются зуд и уплотнение кожи с гиперемией или спустя несколько часов инфильтрат, который интерпретируют как реакцию Артюса. Частоту возникновения этого феномена можно уменьшить, применяя очищенный инсулин. У больных с иммунным ответом клеточного типа нередко развивается инсулиновая липодистрофия.
Наряду с другими факторами были продемонстрированы иммунные реакции, ответственные за инсулин индуцированную липодистрофию. Так, были обнаружены локальные отложения Ig и высокие концентрации циркулирующих инсулин связывающих антител.
Общие аллергические реакции возникают относительно редко. Они характеризуются появлением отека Квинке, крапивницей, симптомами поражения желудка и кишечника, признаками анафилактического шока, реже тромбоцитопенической пурпурой или анемией. В первые годы клинического применения инсулина очень часто наблюдали симптомы сывороточной болезни. Однако эти побочные реакции были обусловлены использованием неочищенных препаратов.
Диагностика. Наиболее информативна внутрикожная проба. С ее помощью можно оценивать как раннюю, так и позднюю фазы аллергической реакции. Из-за опасности развития анафилактического шока внутрикожное введение антигена (скарификационная проба) начинают с 0,04-0,1 ЕД.
Для идентификации антигена необходимо знать все примеси и проводить их раздельное тестирование. Описаны случаи использования PACT. Спустя один год лечения инсулином человека IgE-Ат определяются примерно в 6%, инсулином свиньи в 17%, инсулином крупного рогатого скота в 19% случаев.
Терапия. Местные реакции в основном не требуют особого лечения. Однако за клиническими проявлениями необходимо внимательно наблюдать, так как они могут принимать угрожающие размеры и служить признаком общих реакций. Антигистаминные препараты частично уменьшают симптомы аллергии. При длительно сохраняющейся местной реакции и при развитии общих аллергических реакций препарат следует заменить (инсулин другого вида животного или высокоочищенный инсулин человека). Соответствующий вывод можно сделать на основании результатов внутрикожной пробы. Только в исключительных случаях необходимо проводить десенсибилизацию (инъекция препарата начиная с 1/100 ЕД и увеличивая дозу в 2 раза с интервалом в 15-30 мин до необходимой). Некоторые авторы, однако, придерживаются мнения, что эта мера способствует развитию резистентности к инсулину.
Резистентность к инсулину. Как показали исследования, нормальная суточная потребность организма человека в инсулине составляет 30-50 ЕД, а у больных диабетом - значительно больше. На развитие резистентности к инсулину указывает увеличение суточной потребности в нем до 200 ЕД и более, что наблюдают у 0,1% больных сахарным диабетом (в 2/3 случаев вследствие иммунологической резистентности, в остальных - в результате нарушения обмена веществ, инфекций и т. д.). Иногда суточная доза препарата превышает 10 000 ЕД. Значительно чаще выявляют относительную резистентность к инсулину (40- 200 ЕД/сут). Более 50% больных сахарным диабетом нуждаются в 40 ЕД и 3,6% - более чем 100 ЕД/сут. Резистентность к инсулину отмечают даже у больных, получающих невысокие дозы препарата.
За ее развитие ответственны циркулирующие антитела. Об их качественном анализе с помощью радиоиммуноэлектрофореза уже упоминалось ранее. Для количественной оценки антител определяют коэффициент связывания инсулина в сыворотке. Принцип этого метода состоит в том, что к исследуемой сыворотке добавляют разные объемы меченного изотопом инсулина, связанного на носителе, а затем определяют свободный и связанный инсулин. Соотношение этих частей препарата сравнивают с количеством добавленного гормона, показатели переносят на систему координат. Полученная линия пересекается с осью абсцисс. Полученный показатель обозначают как общий или максимальный коэффициент связывания. При его интерпретации необходимо иметь в виду, что при помощи этого метода выявляют только свободные, т. е. не связанные на инсулине, антитела. При этом неоднократно были описаны циркулирующие иммунные комплексы, содержащие инсулин, коэффициент связывания достоверно коррелирует с суточной потребностью в препарате. Иногда определяют коэффициент связывания инсулина в плазме - 20-25 ЕД/л без клинических признаков резистентности к нему. У многих больных сахарным диабетом, принимающих инсулин, этот показатель ниже 10 ЕД/л, а при резистентности к препарату он может достигать 10 000 ЕД/л.
Инсулин связывающие антитела обладают различной специфичностью. Инсулин наиболее активно связывается с антителами определенного биологического вида, тем не менее возможны перекрестные реакции. Инсулин человека может действовать так же, как антиген. Это имеет практическое значение, если сохраняется способность к продукции собственного инсулина. Коэффициент связывания учитывают при переходе с одного препарата на другой.
Корреляцию между потребностью в инсулине и коэффициентом его связывания объяснить довольно сложно. Свободный и связанный инсулины в соответствии с аффинностью антител находятся в состоянии динамического равновесия, поэтому необходимого уровня гормона не всегда можно достигнуть путем увеличения дозы. Известно, что связанный инсулин циркулирует более продолжительное время. Эта форма препарата способствует сохранению его в плазме и к тому же устойчива к действию инсулиназы. Существует корреляция между инактивацией связанного инсулина и распадом иммуноглобулинов, однако вследствие динамического равновесия этот инсулин вновь переходит в несвязанную форму, которая оказывает замедленное действие. Высокая степень связывания инсулина обусловливает снижение чувствительности к нему (устойчивый диабет) и способствует проявлению трудно контролируемых симптомов. Установлено, что коэффициент корреляции между способностью к связыванию инсулина и суточной потребностью в нем составляет 0,24-0,60.
В клинической практике диагноз ставят на основании результатов пробы с нагрузкой инсулином (внутривенное введение 0,1-0,3 ЕД/кг). В некоторых случаях можно вводить более высокие дозы, не вызывая выраженной гипогликемии. Используя различные препараты инсулина, можно подобрать наиболее эффективный для данного больного, однако не следует забывать о том, что резистентность к инсулину может быть обусловлена антителами к рецепторам для него.
В отличие от аллергии к инсулину шансы на развитие спонтанной ремиссии незначительны, поэтому целесообразна замена одного препарата инсулина на другой, резистентность к которому отсутствует. Его можно определить in vivo с помощью вышеупомянутой пробы или in vitro путем вычисления коэффициента связывания инсулина. Однако не для всех больных замена препарата может оказаться эффективной мерой. В таких ситуациях можно рекомендовать применение кортикостероидов (в течение 2 недель ежедневно по 50 мг преднизолона с учетом противопоказаний). При этом может наступить клиническое улучшение, даже до изменения титра антител. К тому же терапия сахарного диабета может приводить к осложнениям (гипогликемия, кома). Некоторые авторы рекомендуют использовать иммуносупрессанты. В отношении профилактических мероприятий высказываются разные мнения. Прежде всего следует избегать перерывов в инсулинотерапии, которые могут привести к стимуляции антителообразования, т. е. вызывать бустер-эффект.
Инсулин аутоиммунный синдром (IAIS). Этот синдром наблюдали у больных пожилого возраста, при беременности, у детей и у новорожденных. Особенно часто заболевание встречается в Японии, где служит причиной гипогликемии, показатель которой возрастает троекратно. Клинически в первую очередь определяется умеренная гипогликемия, обусловленная постепенным высвобождением инсулина из иммунных комплексов (предполагаемый диагноз - инсулома). Концентрация инсулина в плазме может резко повышаться, составляя свыше 1 ЕД/л. С помощью общепринятых методов выявляют антитела. Речь идет исключительно о IgG-Ат. Они не отличаются от аутоантител у диабетиков. Генез иммунизации неизвестен. В части случаев больные предварительно принимали SH-группы - несущие медикаменты. Прокаинамид и гидралазин были также отнесены к провоцирующим препаратам. Предположение, что продуцируется аномальный инсулин, до сих пор не подтвердилось. Ни в одном из случаев развитию синдрома не предшествовало введение инсулина. У части больных регистрируют гипертиреоз. С другой стороны, при гипертиреозе могут определяться в 6% случаев антитела к инсулину без соответствующих клинических проявлений.