Кандидоз – это грибковая инфекция, возбудителем которой являются грибы рода Candida. В зависимости от локализации различают кандидоз кожи, ротовой полости, гортани, гениталий и др. При попадании микроорганизма в кровь развивается кандидемия. Несмотря на то что Candida являются комменсалом и колонизирует кожу и слизистые оболочки человека, при наличии факторов риска (иммуносупрессивное состояние, некомпенсированный сахарный диабет, прием антибиотиков, прием комбинированных оральных контрацептивов, беременность и др.) они могут привести к поражению кожи, слизистых оболочек и/или развитию генерализованной инфекции [1, 2]. При наличии факторов риска развития может наблюдается хроническое/рецидивирующее течение кандидоза, однако в некоторых случаях хроническое/рецидивирующее течение наблюдается без очевидных факторов риска, что позволяет предположить роль генетических нарушений в реализации противокандидозного иммунного ответа.
Вульвовагинальный кандидоз (ВВК) представляет собой инфекционное поражение слизистой оболочки вульвы и влагалища, вызываемое дрожжеподобными грибами рода Candida. По данным различных авторов, ВВК диагностируется у 30–40% женщин с жалобами на выделения из половых путей. Авторы считают, что клинические симптомы ВВК возникают по меньшей мере 1 раз в жизни у каждой второй женщины (50%), при этом у 20–30% здоровых женщин репродуктивного возраста в составе микробиоценоза влагалища обнаруживаются грибы рода Candida, но симптомы кандидоза у них отсутствуют [3, 4].
В клинической практике принято различать острый (первичный эпизод) ВВК и рецидивирующий вульвовагинальный кандидоз (РВВК). По данным различных авторов у 5–9% женщин репродуктивного возраста с первичным эпизодом ВВК в последующем наблюдаются рецидивы заболевания, сопровождающиеся значительными психосексуальными нарушениями и снижением качества жизни [3].
Наиболее часто возбудителем ВВК является Candida albicans (50–80%), второе место занимают Candida glabrata (5–10%), реже заболевание обусловлено Candida krusei, Candida pseudotropicalis, Candida tropicalis и другими видами гриба Candida.
Грибы рода Candida относятся к условно-патогенным микроорганизмам. Они обладают рядом предполагаемых факторов патогенности и вирулентности, из которых наиболее широко изучены аспартил протеиназы, кодируемые генами SAP (secreted aspartyl proteinases – секретруемые аспартил протеиназы) (SAP1–10) [5] . В своей работе Naglik и соавт. показали, что SAP4–6 экспреcсируются в процессе формирования гиф, а сами регулируются транскрипционными факторами Efg1 (elongation factor G – фактор элонгации G) и Cph1[6]. Исследователи пришли к выводу, что подсемейство Sap4–6 и, в частности, Sap5 может разрушить E-кадгерин, который является основным белком, соединяющим эпителиальные клетки, и тем самым облегчить вторжение микроорганизма. Многие предполагают, что Sap5 способствует проникновению C. albicans в слизистую оболочку. Тем не менее, гистологическое исследование RHE-модели (влагалищная модель) вагинального кандидоза показало, что, возможно, в процессе инвазии решающую роль играют Efg1 и Cph1, а не SAP5, так как при наличии мутантного гена SAP5 гифообразование и инвазия были на тех же уровнях, что и при наличии нормального (дикий тип) SAP5, а при наличии мутантных Efg1 и/или Cph1 гифообразование и инвазия практически отсутствовали [6].
При попадании грибка в организм человека он распознается клетками иммунной системы. Компоненты клеточной стенки микроорганизма – полисахариды (хитин, 1,3-b-глюкан, 1,6-b-глюкан) и белки выступают в роли PAMP (pathogen-associated molecular patterns – патоген-ассоциированные молекулярные паттерны) и распознаются рецепторами клеток врожденного иммунитета – PRR (pathogen recognition receptor – патогенраспознающий рецептор), такими как TLRs (Toll-like receptors), CLR (C-type lectin receptor). TLR2 распознает фосфолипоманнозу, TLR4 распознает O-linked маннозу (О-связанная манноза), Dectin-1 распознает b-glucan. Также в распознавании микроорганизма принимают участие MBL (mannose-binding lectin – маннозу-связывающий лектин), Dectin-2 и MINCLE (macrophage-inducible C-type lection – индуцируемый макрофагом лектин С-типа).
Контакт PRR с PAMP приводит к активации клетки путем передачи сигнала активации. Для передачи сигнала активации разные рецепторы используют разные молекулы – посредники, которые трансдуцируют сигнал посредством активации киназного каскада. Конечным результатом активации клеток является индукция транскрипции генов провоспалительных цитокинов и синтез цитокинов, что приводит к активации иммунной системы и элиминации патогена. Показано, что иммунный ответ при кандидозной инфекции реализуется Th17 и Th1 путями. По мнению Gow и соавт. развитие воспаления и активация Th17 пути важны для предотвращения развития инвазивного кандидоза [7]. В процесс активации иммунного ответа по Th17 и Th1 путям большую роль играет NLRP3 (NOD-like receptor) опосредованная активация каспазы-1. Это способствует переходу pro-интерлейкина (IL)-1b и pro-IL-18 в активные формы и реализации иммунного ответа по Th17 и Th1 клетками. Продукция интерферона-γ (IFN-γ) Th1-клетками и IL-17 Th17-клетками также имеют важное значение для противогрибкового иммунного ответа.
В последние годы появляются данные о генетической предрасположенности к возникновению грибковой инфекции. Исследования показывают, что мутации генов различных факторов, принимающих участие в противокандидозном иммунном ответе (STAT1 (signal transducer and activator of transcription 1), STAT3, CARD9 (caspase recruitment domain-containing protein 9), CLEC7A (Dectin1), интерлейкины, рецепторы интерлейкинов и др.) играют большую роль в развитии грибковой инфекции и особенно рецидивирующей грибковой инфекции, так как приводят к нарушению распознавания микроорганизма и полноценного иммунного ответа.
Ferwerda и соавт. провели исследование для выявления влияния полиморфизма гена Dectin-1 на локальный противокандидозный иммунный ответ. Dectin-1 является трансмембранным протеином II типа, принадлежит семейству лектинов С-типа (C-type lectin) и кодируется геном CLEC7A. Он распознает β-глюкан клеточной стенки грибов и в результате активации ряда механизмов иммунной системы приводит к развитию иммунного ответа и элиминации патогена. Передача сигнала активации от рецептора Dectin-1 осуществляется посредством SYK (spleen tyrosine kinase – нерецепторная тирозинкиназа) и CARD9.
В исследовании изучались мононуклеарные клетки периферической крови 5 пациентов (члены одной семьи) с мутацией гена Dectin-1 (3 гомозиготных и 2 гетерозиготных), которые страдали от хронического онихомикоза, а двое из них страдали еще от РВВК. Результаты исследования показали, что при наличии Tyr238X мутации CLEC7A гена возникает дефицит Dectin-1, что приводит к отсутствию/снижению распознавания β-глюкана, нарушению иммунного ответа по 17-αТh пути, продукции ряда цитокинов (в частности IL-17, IL-23, IL-6) и развитию рецидивирующего кандидоза.
У гомозигот по данной мутации продукция IL-17 была снижена на 50–80% по сравнению с пациентами без мутации, а у гетерозигот отмечалась промежуточная продукция провоспалительных цитокинов. Однако функционирование нейтрофилов у этих лиц оставалось неизмененным, что обеспечивало защиту от развития генерализованной грибковой инфекции [8].
В другом исследовании авторы изучили влияние генных полиморфизмов Tyr238X (Dectin-1) и S12N (CARD9) на развитие кандидемии. Также исследовалась продукция цитокинов мононуклеарных клеток периферической крови у лиц с кандидемией и у лиц группы сравнения in vivo и in vitro. Результаты, полученные в ходе данного исследования, позволили авторам сделать вывод, что, несмотря на наличие сниженной продукции некоторых цитокинов (фактор некроза опухоли-α (TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-8 и IFN-γ), у лиц с вариантом Tyr238X гена Dectin-1 полиморфизмы Tyr238X (Dectin-1) и S12N (CARD9) не влияют на развитие и течение кандидемии [9].
Также проводилось исследование для выявления влияния Tyr238X полиморфизма гена Dectin-1 на колонизацию ротовой полости и кишечника C. albicans у пациентов со злокачественными заболеваниями крови и развитие у них кандидемии после трансплантации гемопоэтических стволовых клеток. Исследование показало, что колонизация ротовой полости и кишечника C. albicans встречалась чаще у пациентов с Tyr238X вариантом гена Dectin-1, однако развитие кандидемии не зависело от генотипа [10].
Данные исследования позволили сделать вывод, что, возможно, активация иммунной системы посредством передачи сигналов от Dectin-1 является ключевым звеном защиты при кандидозной инфекции слизистых оболочек, а при генерализованной инфекции действуют другие пути активации клеток иммунной системы.
Dectin-1 и другие лектины C-типа, такие как Dectin-2 и MINCLE, передают сигнал активации посредством CARD9 (contains caspase recruitment domain 9). Этот сигнальный комплекс ведет к активации NFκB (nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells – ядерный фактор «каппа-би») и MAPK (mitogen-activated protein kinases).
Glocker и соавт. сообщили, что гомозиготы по мутации (Gln295X) CARD9 гена, характеризуется нарушением передачи сигнала активации от рецептора Dectin-1, что приводит к повышению восприимчивости кандидозной инфекции. Все гомозиготы по данной мутации страдали от рецидивирующего кандидоза ротоглотки и/или РВВК [11]. Это можно объяснить тем, что CARD9 является важным медиатором противогрибкового иммунного ответа и участвует в передаче сигналов не только от Dectin-1, а также от других рецепторов, принимающих участие в распознавании грибковых антигенов (Dectin-2, Mincle). Показано, что мутации в генах TLR также связаны с повышенной восприимчивостью к грибковым инфекциям. Описаны 3 SNP (single nucleotide polymorphisms – точечный полиморфизм) в гене рецептора TLR1, влияющие на развитие кандидемии, предположительно в результате снижения уровней IL-8 и IFN-γ [12]. Однако, по мнению других авторов, это должно быть подтверждено будущими исследованиями, потому что неясно, какие молекулы микроорганизма распознаются этим рецептором [13].
В результате исследований, которые проводились для поиска полиморфизмов генов TLR2 и TLR4, был выявлен R753Q-полиморфизм гена TLR2, носители которого имели сниженный уровень IFN-γ и IL-8 и повышенный риск развития кандидемии. Также были описаны 2 полиморфизма TLR4 гена, которые приводили к снижению выработки IL-10 и повышению риска развития кандидемии. Однако эти данные не подтвердились в более широкомасштабном исследовании Платинги и соавт. и требуют дальнейшего изучения [12].
Результаты исследования, в котором участвовали пациенты с хроническим кандидозом кожи и слизистых оболочек, позволили авторам предположить, что L412F полиморфизм гена TLR3 повышает риск развития заболевания путем снижения продукции IFN-γ [14]. В другой работе эти исследователи показали, что R620W полиморфизм PTPN22 гена, кодирующего белок PTPN22 (protein tyrosine phosphatase, non-receptor type 22), который участвует в передаче сигналов от Т и В-лимфоцитов, ассоциирован с повышенным риском развития хронического кандидоза кожи и слизистых оболочек. Однако механизм данной ассоциации не ясен.
Есть мнение, что T-клетки могут иметь Th17-фенотип. Th17-клетки секретируют IL-17A, IL-17F, IL-22, IL-26, а также IL-21 и TNF-α. Стало известно, что Th17-клетки и особенно IL-17 играют очень важную роль в реализации противокандидозного иммунного ответа [15].
После открытия Th17-лимфоцитов ученые начали проводить исследования для определения факторов, способствующих развитию Th17-клеток из CD4+-лимфоцитов. Langrish, Aggarwal и другие исследователи показали, что в дифференцировке Th17-клеток большую роль играют IL-6 и IL-23. Были опубликованы данные, что сочетание иммунорегуляторного цитокина TGF-β (трансформирующий ростовой фактор-β) и провоспалительного цитокина IL-6 играет важную роль в дифференцировке Th-17 из CD4+ Т-клеток как in vitro, так и in vivo. Результаты других исследований показали, что TGF-β, являющийся ключевым цитокином в дифференцировке Th17 у мышей, у человека ингибирует их развитие [16, 17]. Кроме того, эффекты TGF-β очень сильно зависят от его концентрации. Rudensky и соавт. обнаружили, что только в низких дозах он индуцирует дифференцировку Th17, в то время как высокие дозы TGF-β ингибируют развитие Th17 и стимулируют T-регуляторные лимфоциты. В 2008 г. Volpe и соавт. выявили, что TGF-β в сочетании с IL-6 индуцирует дифференцировку недифференцированных Т-клеток периферической крови в Th17 [18].
Авторы сделали вывод, что, возможно, именно присутствие IL-6 является тем критическим фактором, благодаря которому TGF-β стимулирует дифференцировку Th17.
Однако по результатам различных исследований было установлено, что в отсутствие IL-6 дифференцировку Th17 может индуцировать член семейства интерлейкина-2 – IL-21, первоначально известный как фактор, усиливающий Т-клеточную пролиферацию и дифференцировку NK-клеток (натуральные киллеры). Он, как и IL-6, действует совместно с TGF-β и требуется для развития Th17-ответа. Было показано, что IL-21 также эффективен в индукции транскрипционного фактора RORγt (related orphan receptor γt) и рецептора к IL-23, как и IL-6. Оказалось, что IL-21 необходим для полной реализации провоспалительного фенотипа Th17-клеток, так как в случае дефицита продукции IL-21 нарушается экспрессия IL-23R, RORγt и IL-17. Таким образом, IL-6 и IL-21 выступают в качестве ключевых цитокинов в инициации Th17-опосредованной воспалительной реакции.
Исследования последних лет свидетельствуют о том, что сами Th17-клетки также поддерживают собственную дифференцировку путем секреции TGF-β и IL-21 (аутокринное действие), а факторы, способствующие дифференцировке Th1 и Th2-клеток, а также цитокины, секретируемые этими клетками (IFN-γ и IL-4 соответственно), подавляют дифференцировку и развитие Th17-подтипа.
Кроме того, у человека важную роль в дифференцировке Th17 играет IL-1β. Он может усиливать стимулирующее действие IL-6 и IL-23. Цитокин IL-27 уменьшает влияние тандема TGF-β+IL-6 на дифференцировку CD4+-Т-клеток в Th17 посредством механизма, зависимого от STAT1. При этом напрямую ингибируется экспрессия RORγt.
RORγt (retinoid orphan nuclear receptor – орфанный рецептор ретиноевой кислоты) является основным транскрипционным фактором Th17 и кодируется геном Rorc. Синергично с ним действует и ядерный рецептор RORα. Содержание RORγt и RORα в клетках опосредуется фактором STAT3 (signal transducer and activator of transcription – трансдуктор сигнала и активатор транскрипции). Делеции в локусах генов любого из выше обозначенных факторов приводят к нарушению дифференцировки Th17 [19].
Несмотря на то что регуляция экспрессии RORγt еще мало изучена и до конца не ясна, было доказано, что его экспрессия, способствующая развитию Th17(β) клеток, главным образом индуцируется TGF-β [20, 21] и не зависит от Smad2-/Smad3 [22]. Однако индукция RORγt наблюдается и при отсутствии TGF-β. Недавно было установлено, что TGF-β3, а не TGF-β1 индуцируется при воздействии IL-23 в дополнение к IL-6 и IL-1β, что приводит к экспрессии RORγt и развитию Th17(23)-клеток [23]. Несмотря на то что TGF-β имеет решающее значение в индукции RORγt, сам по себе он не вызывает развитие Th17(β) клеток, а индуцирует дифференцировку iTreg (regulatory T-cells –регуляторные Т-клетки), потому что TGF-β стимулирует также индукцию Foxp3 (forkhead box P3) Smad2-/Smad3 зависимым путем, а FOXP3 подавляет транскрипцию RORγt, таким образом блокируя дифференциацию Th17(β) клеток и инициирует развитие iTreg [21, 22, 24].
Фактор транскрипции Runx1 (runt-related transcription factor 1) тоже участвует в регуляции дифференциации Th17-клеток. Он непосредственно взаимодействует с RORγt и способствует активации его транскрипции. Следует отметить, что Runx1 опосредованная активация транскрипции RORγt ингибируется под влиянием прямого ингибирующего воздействия Foxp3. Таким образом, Foxp3 ингибирует Th17-дифференциацию через непосредственно воздействие на RORγt и через воздействие на Runx1 [25]. В свою очередь экспрессия Foxp3 подавляется под влиянием IL-6 и IL-21 (STAT3-зависимый путь), что позволяет RORγt инициировать Th17-дифференциацию [21, 22, 25]. Вопрос о том, каким образом STAT3 ингибирует Foxp3, оставался неясным, пока Dang и соавт. не выявили, что STAT3-индуцированный HIF-1α связывается с Foxp3 и приводит к его деградации [26].
HIF-1 (hypoxia-inducible factor 1) – транскрипционный фактор, который индуцируется в гипоксических условиях [27]. HIF-1 связывается с HREs (hypoxia response elements), которые расположены в проксимальной области локуса Rorc и повышает его экспрессию. Кроме того, Shi и соавт. установили, что HIF-1 способствует гликолизу, который необходим для быстрого развития Т-клеток после стимуляции TCR [28].
Кроме снижения экспрессии Foxp3 путем индукции HIF-1a, STAT3 способствует дифференцировке Th17 и другими путями. Например, STAT3 непосредственно связывается и активирует экспрессию генов цитокинов и других молекул связанных с Th17, а также STAT3 конкурирует со STAT5 для связывания с локусами IL-17A и IL-17F [29].
Наряду с вышеупомянутыми факторами транскрипции дифференцировка и функционирование Th17-клеток контролируются рядом других факторов (AhR (Aryl hydrocarbon receptor рецептор к гидрокарбонату арила), АР-1 (активатор протеина 1), NF-κB, NF-AT (nuclear factor of activated T-cells ), RelA/p65 (v-rel reticuloendotheliosis viral oncogene homolog A (avian)), c-Rel, BATF (basic leucine zipper transcription factor), IRF4 (interferon regulatory factor 4), IRF8 (interferon regulatory factor 8 ), pCRMs и др.), которые создают внутриклеточную сеть передачи сигналов, обеспечивая нормальное функционирование и адекватный ответ иммунной системы.
Th17-лимфоциты и продуцируемые ими провоспалительные цитокины индуцируют экспрессию многочисленных хемокинов и антимикробных пептидов, что обусловливает их важную роль в развитии иммунного ответа против внеклеточных патогенов. При этом они могут способствовать развитию избыточной воспалительной реакции, деструкции тканей и развитию аутоиммунных заболеваний (ревматоидный артрит, рассеянный склероз и т.д.) [30–32]. IL-17A, IL-17F и IL-22 также индуцируют выработку антимикробных пептидов, таких как B-дефенсин-2, S100 белок и lipocalin-2 эпителиальными клетками слизистых оболочек.
То, что нарушение иммунного ответа по Th17-пути ведет к возникновению кандидозной инфекции, подтверждают ряд исследований.
Holland и соавт. установили, что пациенты с гипер-IgE синдромом страдают от рецидивирующего кандидоза кожи и слизистых оболочек. Выявлено, что они имеют гетерозиготную мутацию STAT3-гена. Пациенты с мутацией гена STAT3 не вырабатывают IL-17, так как не имеют Th17-клеток [33]. Эти данные подчеркивают важность Th17-клеток в противокандидозном иммунном ответе. Однако у лиц c нарушениями иммунного ответа по Th17-пути генерализованная кандидозная инфекция не развивается, что говорит о наличии других путей реализации иммунного ответа [34].
Пациенты, страдающие синдромом аутоиммунной полиэндокринопатии I типа (кандидо-полиэндокринный синдром), очень часто страдают хроническим кандидозом кожи и слизистых оболочек. Причиной этого синдрома является мутация гена AIRE (аутоиммунный регулятор) и характеризуется синтезом антител к IL-17A, IL-17F и IL-22 [35, 36]. В исследовании Kisand и соавт. показали, что развитие и тяжесть хронического кандидоза кожи и слизистых оболочек зависит от уровня антител к интерлейкинам IL-17A, IL-17F и IL-22.
Вышеперечисленные исследования свидетельствуют о важности роли Th17-ассоциированных цитокинов в развитии кандидоза кожи и слизистых оболочек.
Для выявления причин возникновения аутосомно-доминантного хронического кандидоза кожи и слизистых оболочек Frank и соавт. обследовали больных с хроническим кандидозом кожи, ногтей и слизистых оболочек на наличие мутаций генов, ответственных за врожденный противокандидозный иммунный ответ. В ходе данной работы было исследовано 100 генов, мутации которых с большей вероятностью связаны с генетическим дефектом, приводящим к развитию хронического кандидоза.
В результате исследования была выявлена гетерозиготная миссенс-мутация (точечная мутация) в СС домене гена STAT1.
Как известно, STAT (Signal Transducer and Activator of Transcription) протеин играет важную роль в противогрибковом иммунном ответе организма. Белки семейства STAT являются трансдукторами сигналов и активаторами транскрипции. Они принимают участие во многих аспектах жизнедеятельности клетки (рост, дифференциация, функционирование). Факторы транскрипции семейства STAT активируются посредством JAK. Исследования, в которых STAT-ген был инактивирован (Gene knockout), показали важную роль STAT-белков в нормальном функционировании иммунной системы. СС-домен STAT1-гена играет ключевую роль в димеризации нефосфорилированного STAT1 и дефосфолилизации STAT1