Сахарный диабет (СД) – группа метаболических (обменных) заболеваний, характеризующихся хронической гипергликемией, которая является результатом нарушения секреции инсулина, действия инсулина или обоих этих факторов. Хроническая гипергликемия при СД сопровождается повреждением, дисфункцией и недостаточностью различных органов, особенно глаз, почек, нервов, сердца и кровеносных сосудов [1].
Согласно принятой на сегодняшний день классификации, выделяют четыре типа диабета: СД 1 типа, СД 2 типа, гестационный СД и другие специфические типы. Они различаются по патогенезу и клинической картине (манифестации), однако одинаковы по характеру осложнений, за исключением гестационного СД.
Сахарный диабет является заболеванием цивилизации, то есть существует на протяжении всей истории человечества.
Первое упоминание о СД относится к 2980 г. до н.э. Его автором был египтянин Имхотепом. В папирусе Эберса от 1500 г. до н.э. описано состояние, сопровождающееся обильным выделением мочи, возможно, в нем речь шла о несахарном диабете.
Термин «диабет» впервые был использован греческим врачом Аретеем из Каппадокии (II в. до н. э.) и происходит он от др.-греч. διαβαίνω, что означает проходить насквозь, через, протекать. Термин «сахарный» – от лат. mellītus, то есть сладкий, медовый. Он был добавлен к слову «диабет» Т. Уиллисом в XVII в. С этого же периода времени предпринимались попытки лечения патологии. Однако долгое время СД 1 типа оставался быстро прогрессирующим и смертельным заболеванием. Ситуация изменилась 100 лет назад, когда Ф. Бантинг и Ч. Бест впервые выделили и применили инсулин. Продолжительность и качество жизни таких пациентов улучшились.
Эпидемиологические данные свидетельствуют о ежегодном приросте количества пациентов со всеми типами диабета в мире в целом и в России в частности. Кроме того, с 2015 г. в регистре сахарного диабета зафиксированы случаи развития СД 2 типа у детей и подростков. Ранее считалось, что данный тип диабета характерен только для взрослых.
Сахарный диабет с учетом эпидемического темпа увеличения числа больных был признан социально значимым неинфекционным заболеванием.
Согласно данным экспертов Международной диабетической федерации за 2021 г., количество пациентов с СД в мире достигло 537 млн, что значимо превысило ранее прогнозируемые темпы прироста на 10–12 лет. К 2045 г. ожидается увеличение их числа на 51%, что составит 783 млн человек [2].
В Российской Федерации также отмечается повышение распространенности СД – более чем в два раза по сравнению с 2000 г. [3].
Статистические наблюдения в России ведутся на основании данных Федерального регистра пациентов с СД. Данный регистр был создан в 1996 г. в рамках федеральной целевой программы «Сахарный диабет» (http://diaregistry.ru). В настоящее время Федеральный регистр пациентов с СД включает данные по 84 регионам России, что позволяет анализировать распространенность заболевания в зависимости от территории проживания, питания и физической активности больных. В частности, выявлена бoльшая частота встречаемости СД 1 типа в северо-западных регионах страны.
Согласно данным Федерального регистра пациентов с СД на 1 января 2021 г., общая численность пациентов составила 4 799 552, или 3,23% населения. Пациентов с СД 2 типа было на 87% больше, чем лиц с СД 1 типа. На другие типы СД приходилось 2% случаев.
Распространенность диабетических осложнений высока при обоих типах диабета. При этом лидируют нейропатия – 43,3 и 24,4% пациентов с СД 1 и 2 типов соответственно, нефропатия – 25,9 и 18,4%, ретинопатия – 31,7 и 13,5%.
Пациенты с СД относятся к группе риска развития и более тяжелого течения различных инфекционных заболеваний, что связано с особенностями их иммунной системы.
Известно, что СД 1 типа является органоспецифическим аутоиммунным заболеванием, опосредованным Т-клеточным разрушением островковых клеток поджелудочной железы [4]. На субклинической стадии выявляется снижение иммунорегуляторного индекса (CD4/CD8) за счет уменьшения количества CD4+-лимфоцитов, что свидетельствует о ведущей роли Т-хелперов 1 в развитии инсулита и последующего диабета. Установлено, что диабетогенные клоны наиболее часто состоят из CD4+-клеток [5]. Первыми в β-клетки вторгаются CD4+-клетки, в отсутствие которых CD8+-лимфоциты не проявляют антиостровковой направленности [6]. На ранних этапах СД 1 типа наблюдается активация иммунной системы, направленная на защиту организма от воздействия внешних и внутренних антигенов, позднее, при компенсации заболевания, развивается дефицит относительного содержания CD3+- и CD4+-лимфоцитов с развитием абсолютной Т-лимфопении при декомпенсации. Уменьшение количества периферических Т-клеток при длительно протекающем СД 1 типа может быть следствием выраженных метаболических нарушений, в результате которых происходит гликозилирование мембранных белков и белков-рецепторов иммунокомпетентных клеток, приводящее к снижению их числа и функции.
При СД 1 типа неправильно свернутые гликозилированные белки накапливаются в эндоплазматической сети, что приводит к стрессу эндоплазматического ретикулума [7] и снижению общего иммунитета. Декомпенсация заболевания характеризуется более выраженным дефицитом периферических Т-лимфоцитов, что, вероятно, связано с их миграцией в орган-мишень, а также увеличением количества В-лимфоцитов и клеток с маркером активации HLA-DR+. Снижение содержания CD8+-лимфоцитов, относительного и абсолютного количества CD16+-клеток происходит вне зависимости от продолжительности заболевания.
Тенденция к снижению В-клеточного иммунитета отмечена при длительности заболевания менее года [8].
У пациентов с впервые выявленным СД 1 типа отмечается достоверное повышение CD4/CD8, что, вероятно, свидетельствует о клональной экспансии CD4+-лимфоцитов, которые специфичны к островковым антигенам и играют активную патогенетическую роль.
Сахарный диабет 2 типа – состояние, сопровождающееся хроническим генерализованным воспалением, при котором выявлена инфильтрация иммунными клетками ткани поджелудочной железы.
Эндоплазматический ретикулум – внутриклеточный органоид эукариотической клетки, являющийся нестабильной структурой, подверженной частым изменениям. Выделяют два вида эндоплазматического ретикулума: гранулярный (шероховатый) и агранулярный (гладкий). Последний играет важную роль в углеводном обмене. Его ферменты участвуют в синтезе различных липидов и фосфолипидов, жирных кислот и стероидов. В гранулярном эндоплазматическом ретикулуме происходит созревание белков путем самопроизвольного приобретения полипептидной цепи правильной трехмерной пространственной структуры, обладающей биологической активностью. Данный процесс получил называние «сворачивание», или «фолдинг» (от англ. to fold – укладывать, сворачивать) [9]. Он обеспечивается высокоспециализированными белками – шаперонами, которые также отвечают за транспортировку активных белков. В настоящий момент времени к шаперонам относят кислородрегулируемый протеин ORP150, глюкозорегулируемые протеины GRP94 и GRP78, лептинзависимые протеины кальнексин и кальретикулин, подсемейство белков теплового шока Hsp70 – binding immunoglobulin protein (BIP). BIP является наиболее изученным и функционально значимым шапероном эндоплазматического ретикулума [10]. При накоплении неправильно свернутых в результате нарушения образования вторичной и третичной структур белка (мисфолдинг) белковых цепей развивается стресс эндоплазматического ретикулума [11].
При СД 2 типа к причинам стресса эндоплазматического ретикулума относят избыточную продукцию его белков, нуждающихся в фолдинге (в частности, инсулина, амилина в условиях гиперинсулинемии, инсулинорезистентности), нарушение функциональной активности шаперонов вследствие дефицита аденозинтрифосфата, изменение гомеостаза Ca2+ в виде истощения его депо, нарушение окислительно-восстановительных параметров внутренней среды эндоплазматического ретикулума вследствие глюко- и липотоксичности. В результате происходит накопление внутри просвета эндоплазматического ретикулума белков с нарушенной конформацией и запуск специфического ответа на мисфолдинг, или unfolded protein response (UPR), который направлен на компенсацию стресса эндоплазматического ретикулума, восстановление гомеостаза и предотвращение гибели клетки. При этом снижается поступление в полость эндоплазматического ретикулума вновь синтезированного белка, расширяется функциональная емкость эндоплазматического ретикулума путем увеличения количества шаперонов, усиливаются удаление и последующая утилизации белков с необратимо нарушенной конформацией [9]. Однако при длительно существующих глюкозо- и липотоксичности, инсулинорезистентности и оксидативном стрессе, которые снижают адаптивные возможности клетки, запускается апоптоз клетки через развернутый белковый ответ UPR по сигнальным белковым путям при участии сенсорных трансмембранных белков.
У пациентов с СД 2 типа объем и плотность эндоплазматического ретикулума в β-клетках примерно в два раза превосходят таковые у здоровых людей. В условиях инсулинорезистентности и гипергликемии в β-клетках происходит индукция стресса эндоплазматического ретикулума посредством IRE1-JNK-проапоптозного пути, ATF6-CHOP-пути, что приводит к повышению трансляции островковыми клетками поджелудочной железы проинсулина, превосходящей фолдинговые возможности эндоплазматического ретикулума [12, 13], и в итоге к активации проапоптозного пути.
В последнее время все большее внимание уделяется роли врожденного иммунитета в развитии СД 2 типа. Метаболическое программирование, начинающееся еще во внутриутробном периоде и зависящее от различных генетических, эпигенетических, метаболических факторов, оказывает значительное влияние на функциональную активность β-клеток [14].
Основа врожденного иммунитета – способность патоген-распознающими рецепторами (pattern recognition receptors – PRRs) распознавать различные патоген-ассоциированные молекулярные структуры (pathogen-associated molecular patterns – PAMPs) и эндогенные соединения (damage associated molecular patterns – DAMPs) при повреждении клеток. Существует несколько разновидностей PRRs, в частности NOD-подобные рецепторы (NOD-like receptors – NLRs). Данные рецепторы имеют три структурных домена: вариабельный лиганд-распознающий лейцин-богатый повтор (LRR), NACHT-домен, отвечающий за олигомеризацию и связывание нуклеотидов, и эффекторный домен. В зависимости от типа эффекторного домена выделяют три подсемейства NLRs: NOD (NLRC), NALP (NLRP) и NAIP [15–17].
Процесс, связанный с активацией врожденной иммунной системы и приводящий к программируемой клеточной гибели, называется пироптозом [18]. В клетках моноцитарного ряда под воздействием PRRs происходит активация инфламмасомы – мультибелкового цитоплазматического комплекса, который служит платформой для активации каспазы 1. В результате этого процесса происходит увеличение выработки интерлейкинов (IL) 1β и 18 и повреждение клеток (локальный иммунный ответ) [19]. Активированная каспаза 1 протеолитически расщепляет про-IL-1β и про-IL-18, приводя их в активные формы IL-1β и IL-18, что вызывает развитие иммунного ответа. Самой высокой экспрессией сигнального рецептора 1 IL-1 (IL-1R1) обладают β-клетки, что указывает на физиологическую роль IL-1β в реализации функции β-клеток [20]. Острое воспаление (повышение уровня IL-1β) стимулирует секрецию инсулина [21], а делеция IL-1R1 нарушает периферическую толерантность к глюкозе за счет снижения высвобождения инсулина, индуцированного глюкозой [22].
Врожденные иммунные клетки – макрофаги представлены во всех метаболических тканях, координирующих гомеостаз глюкозы. Речь, в частности, идет о клетках жировой ткани (25% клеток врожденного иммунитета) [23], непаренхиматозных клетках печени (до 35%) [24] и иммунных клетках островкового аппарата поджелудочной железы (90%) [25]. Инсулинорезистентность – состояние, при котором отмечается частичное нарушение связи между тканями-мишенями и инсулином.
Макрофаги – фагоцитарные клетки, составляющие часть миелоидного клона и способные быстро вызывать неспецифические реакции на широкий спектр патогенов. Клеточный фагоцитоз связан с врожденным иммунным ответом на патогены, направлен на восстановление тканей и поддержание тканевого гомеостаза. Резидентные в тканях макрофаги развиваются из предшественников в желточном мешке, печени плода и циркулирующих моноцитов, происходящих из костного мозга [26].
Дихотомия поляризации макрофагов: М1 – классически активированный провоспалительный фенотип, М2 – альтернативно активированный противовоспалительный фенотип.
При хроническом воспалении соотношение М1/М2 изменяется в сторону М1, что свидетельствует о распространенности метаболической дисфункции. При невозможности устранить воспалительный стимул наблюдается стойкая активация иммунной системы. Это вызывает повреждение тканей и развитие заболевания.
Макрофаги, секретирующие воспалительные цитокины и хемокины, являются центральными медиаторами воспаления, а также мощными медиаторами передачи сигналов инсулина, чувствительности и резистентности.
Хроническое воспаление приводит к формированию атеросклероза, ожирения, СД, некоторых видов рака [27].
При СД 2 типа отмечается полное или почти полное нарушение связи, приводящее к стойкой гипергликемии. Количество макрофагов и их соотношение изменяются в сторону М1. Подавление воспалительных реакций считается метаболически защитным процессом, уменьшающим риск развития инсулинорезистентности и СД 2 типа.
Изменение иммунной системы (дефекты врожденного и адаптивного иммунитета) у пациентов с СД ассоциировано с высокой частотой развития различных инфекционных заболеваний, особенно респираторных, таких как грипп и пневмококковая инфекция [28]. Наличие другой хронической патологии повышает тяжесть течения респираторных инфекций. Частота развития летального исхода от гриппа и пневмонии у пациентов с СД в три раза выше, чем в общей популяции [29]. Вероятность пневмококкового сепсиса при внебольничной пневмонии у больных СД в отличие от пациентов без диабета возрастает в 1,5 раза, смертность от пневмонии – в 1,7 раза, от сепсиса – в 3,3 раза [30]. Это можно объяснить имеющейся сердечно-сосудистой патологией или риском острого повреждения почек на фоне субклинического поражения почек [31]. При наличии артериальной гипертензии, ожирения, ишемической болезни сердца и хронической болезни почек риск тяжелых исходов у лиц с СД 2 типа увеличивается в пять раз по сравнению с общей популяцией [32].
На фоне гипергликемии в секрете альвеол нарастает вирусная репликация, нарушаются структура и функция легких, а иммунный ответ на вирус [33] увеличивает степень и продолжительность системного воспаления [34]. Относительный риск (ОР) развития пневмоний у пациентов с СД составляет 1,26 при 95%-ном доверительном интервале (ДИ) 1,21–1,31 по сравнению с лицами без диабета. При этом у лиц с СД 1 типа ОР достигает 4,43 (ДИ 3,40–5,77), с СД 2 типа – 1,23 (ДИ 1,19–1,28). Длительность диабета десять лет и более повышает вероятность развития пневмоний (ОР 1,37 (ДИ 1,28–1,47)). При уровне гликированного гемоглобина менее 7% скорректированный ОР составляет 1,22 (ДИ 1,14–1,30), 9% и более – 1,60 (ДИ 1,44–1,76) [35].
Среди возбудителей пневмоний наиболее часто встречается Streptococcus pneumoniae.
Н.И. Брико и соавт. идентифицировали возбудителей внебольничной пневмонии у госпитализированных пациентов старше 45 лет с ранее выявленной хронической сердечной недостаточностью. St. pneumoniae оказался наиболее частым этиологическим фактором пневмонии – 69,7% от всех выявленных микроорганизмов [36].
St. pneumoniae – неподвижный грамположительный каталазо- и оксидазоотрицательный ланцетовидный диплококк. Основой клеточной стенки пневмококка является пептидогликан со встроенными углеводами, тейхоевыми кислотами, липопротеинами и поверхностными белками. Полисахаридная капсула пневмококка – главный фактор патогенности и вирулентности возбудителя. Она способна ограничивать аутолиз и снижать активность антибиотиков. Выработка протективных специфических антител при развитии инфекционного процесса, а также в результате вакцинации происходит именно в отношении антигенов полисахаридной оболочки пневмококка. В настоящее время в зависимости от разнообразия состава полисахаридной капсулы выделено 96 серотипов St. pneumoniae. Серотип определяет степень вирулентности пневмококка, уровень его устойчивости к антибиотикам, форму и тяжесть течения заболевания. Распространение серотипов варьируется в зависимости от возраста, практики применения антибактериальной терапии, клинических проявлений, географического местоположения и сезона.
Результаты проведенных в разных странах исследований свидетельствуют, что 20 серотипами пневмококка обусловлены более 80% самых тяжелых инвазивных случаев болезни, 13 серотипов вызывают 70–75% заболеваний.
Повышенной устойчивостью к основным антибактериальным препаратам обладают пневмококки 23, 19 и 6 серотипов.
St. pneumoniae является представителем условно-патогенной микрофлоры верхних дыхательных путей человека. Единственно эпидемически значимым резервуаром возбудителя является больной той или иной формой пневмококковой инфекции или бактерионоситель.
При инфицировании происходят адгезия и колонизация возбудителя на слизистой оболочке верхних дыхательных путей. Благоприятные условия (вирусная инфекция, особенно грипп, переохлаждение, стресс и т.д.), проникновение микроорганизма в кровеносное русло способствуют распространению St. pneumoniae с последующим развитием местной (отит, синусит, бронхит, пневмония) или генерализованной (пневмония с бактериемией, менингит, сепсис) форм инфекции.
Пневмококковая инфекция, вызванная St. pneumoniae, признается самой опасной из всех, которые можно предотвратить с помощью вакцинирования. Пневмококковая инфекция – группа заболеваний, проявляющихся гнойно-воспалительными изменениями в легких (пневмония), центральной нервной системе (гнойный менингит), сердце (эндокардит), суставах (остеомиелит, гнойный артрит) и др. Инфекции среднего уха, синуситы и бронхиты представляют собой менее тяжелые формы пневмококковой инфекции, однако их частота встречаемости значительно выше.
Пневмококковая инфекция является наиболее распространенной причиной бактериальной пневмонии у взрослых. При наличии хронических заболеваний, ослабленном иммунитете ее течение и прогноз ухудшаются. Антибиотикорезистентность, развившаяся за время применения антибактериальных препаратов, также увеличивает летальность пациентов.
В настоящее время выделяют две формы пневмококковых инфекций: инвазивную и неинвазивную (табл. 1). Инвазивная пневмококковая инфекция диагностируется на основании выделения пневмококка или его ДНК из исходно стерильных органов и тканей, жидкостей (крови, ликвора, плевральной, перитонеальной, перикардиальной, суставной).
СД предрасполагает к назофарингеальной колонизации St. pneumoniae, что повышает риск развития инвазивных пневмококковых инфекций [37]. Особенности пневмококковых пневмоний при СД:
Наиболее эффективным методом предупреждения пневмококковой инфекции признана вакцинация. Это единственный способ существенно повлиять на заболеваемость и смертность от пневмококковой инфекции, а также снизить уровень антибиотикорезистентности.
В целом ряде работ отмечается, что независимо от возраста пациенты с СД 1 и 2 типов и другими более редкими вариантами диабета являются приоритетной группой для вакцинации [41].
Действие вакцин основано на индукции иммунного ответа на множество мишеней возбудителя [42].
Существует четыре типа вакцин:
Для предупреждения заболеваний, вызванных пневмококком, применяются субъединичные вакцины двух типов:
Сравнительная характеристика полисахаридных и конъюгированных вакцин представлена в табл. 2.
Пневмококковые полисахаридные вакцины содержат полисахаридную оболочку (капсулу) инкапсулированной бактерии, на которую вырабатывается ответ только краткосрочного иммунитета.
Т-независимый иммунный ответ – основа действия полисахаридных вакцин. Высокоочищенные капсульные полисахариды (по 25 мкг каждого) в качестве антигенов активируют В-лимфоцит, запуская клональную экспансию В-лимфоцитов и продукцию ими антител класса иммуноглобулина M (IgM). Существенными недостатками полисахаридных вакцин являются низкая эффективность иммунного ответа и неспособность развить иммунную память.
Конъюгированные Т-зависимые вакцины получают в результате конъюгации полисахаридов с белком-носителем (табл. 3). При этом формируется качественно другой иммунный ответ по сравнению с простыми полисахаридными вакцинами. Захватывая белок-носитель, антигенпрезентирующая клетка распознает полисахаридный антиген, одновременно обрабатывая и презентуя его Т-клеткам в составе с молекулами комплекса гистосовместимости. Т-клетки обеспечивают процессы, необходимые для переключения классов антител – преимущественно с IgM и IgG2 на IgG1, имеющий более высокий уровень бактерицидной активности сыворотки. Происходят родственное созревание В-клеток и выработка В-клеток памяти.
Кроме того, происходит прайминг для последующей ревакцинации, что выражается в очень быстром нарастании титра антител при следующей иммунизации [43].
Пневмококковая 13-валентная вакцина с более широким спектром покрытия серотипов была разработана для защиты населения от инфекций, вызванных в том числе актуализировавшимися антибиотикоустойчивыми штаммами возбудителя. Данная вакцина имеет ряд преимуществ: возможность применения в более широких возрастных группах (у детей в возрасте от шести недель до 17 лет и взрослых в возрасте 18 лет и старше), возможность подкожного введения пациентам с нарушениями в системе свертывания крови (гемофилией, тромбоцитопенией, при лечении антикоагулянтами).
Иммунизацию против пневмококковой инфекции можно проводить в течение всего года и сочетать с вакцинацией против гриппа.
Вакцинация пневмококковой полисахаридной вакциной проводится однократно взрослым и детям из групп риска старше двух лет.
Иммунизацию взрослых из групп риска рекомендуется начинать с ПКВ-13 для формирования иммунной памяти и увеличения длительности защиты. При планировании оперативного вмешательства или курса химиотерапии вакцинацию следует проводить как минимум за две недели до предполагаемого вмешательства.
Эффективность ПКВ-13 (вакцины Превенар 13) у лиц 65 лет и старше доказана в крупномасштабном двойном слепом плацебо-контролируемом рандомизированном исследовании CAPiTА. В нем приняли участие 84 496 человек. Она оказалась эффективной в отношении профилактики первого эпизода внебольничной пневмонии, вызванной вакцинными серотипами, включая инвазивные и неинвазивные случаи. Так, эффективность в отношении первого эпизода вызванной вакцинными серотипами неинвазивной внебольничной пневмонии составила 45% (ДИ 14,2–65,3), инвазивной пневмококковой инфекции, вызванной вакцинными серотипами, – 75% (ДИ 41,4–90,8%).
ПКВ-13 формирует долговременную иммунную память, повышая таким образом интенсивность вторичного иммунного ответа, и обладает большим потенциалом в формировании полноценной защиты против мукозальных и инвазивных пневмококковых инфекций в группах риска [43]. В ходе ретроспективного анализа результатов исследования CAPiTA среди иммунокомпетентных пожилых людей с выделением факторов риска, таких как хронические заболевания сердца, респираторные заболевания, СД, было установлено, что у пациентов с CД эффективность ПКВ-13 составила 89,5% (95% ДИ 65,5–96,8), что было значимо выше эффективности вакцинации у лиц с сердечно-сосудистыми заболеваниями, патологией респираторного тракта, у курящих или лиц с любыми другими факторами риска [44].
У пациентов с СД повышен риск развития генерализованной формы пневмококковой инфекции и внутрибольничной бактериемии с уровнем смертности до 50% [45], поэтому во многих публикациях подчеркивается значимость плановых прививок в данной популяции [46]. Так, в Израиле после включения ПВК-13 в национальный прививочный календарь частота случаев развития пневмококковой бактериемии, вызванной вакцин-специфичными серотипами, у детей снизилась с 1,59 до 0,60 на 1 тыс. госпитализированных, что сочеталось с резким сокращением доли резистентных к пенициллинам пневмококковых изолятов – с 50,9 до 5,3% [47]. В Германии после старта применения ПКВ-13 отмечено существенное уменьшение макролидрезистентных штаммов, вызывающих инвазивные пневмококковые заболевания, – среди детей – на 8,2%, среди взрослых – на 8,8% [48]. Английские ученые на основании результатов наблюдательного когортного исследования констатировали снижение на 56% общей заболеваемости инвазивными пневмококковыми заболеваниями после восьмилетнего применения ПКВ-13 [49].
С учетом роста заболеваемости СД вакцинация против пневмококковых инфекций является необходимым компонентом улучшения качества и продления жизни пациентов.
Уважаемый посетитель uMEDp!
Уведомляем Вас о том, что здесь содержится информация, предназначенная исключительно для специалистов здравоохранения.
Если Вы не являетесь специалистом здравоохранения, администрация не несет ответственности за возможные отрицательные последствия, возникшие в результате самостоятельного использования Вами информации с портала без предварительной консультации с врачом.
Нажимая на кнопку «Войти», Вы подтверждаете, что являетесь врачом или студентом медицинского вуза.