Bronchoprotective Effect Of Tiotropium In Chronic Obstructive Pulmonary Disease


B.A. Chernyak, I.N. Trofimenko

SBEI FPE "Irkutsk State Medical Academy of Postgraduate Education", Irkutsk
The article presents the results of the evaluation of bronchoprotective effect of tiotropium bromide and comparative clinical effectiveness of this drug in patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD) depending on the level of bronchial reactivity. During treatment with tiotropium bromide, reduced bronchial hyperreactivity (BHR), noted in the \"acute\" test, was maintained at 6 months of therapy (P< 0,05). The BHR reduction at the end of the treatment period was accompanied by a significant decrease symptoms expression and frequency of COPD exacerbations, improve¬ment of quality of life in comparison to baseline parameters (p < 0,05) and patients without BHR. Tiotropium improves clinical-functional status of COPD patients and significantly reduces of bronchial reactivity level in the initial high values. COPD patients with BHR pheno¬type respond to tiotropium therapy better than patients without BHR.

Согласно современной концеп­ции, хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) рассматривается как патогенетически многокомпонентное заболевание, характеризующееся фенотипической гетерогенностью [1—3]. Выделение фенотипов ХОБЛ позволяет иденти­фицировать группы больных, сопо­ставимых по клиническим, функцио­нальным и/или радиологическим при­знакам и профилю терапевтического ответа вследствие аналогичных био­логических или патофизиологических механизмов. Одним из функциональ­ных фенотипических маркеров ХОБЛ является бронхиальная гиперреактив­ность (БГР) [1, 2]. Частота БГР среди больных ХОБЛ, по данным современ­ных исследований, составляет 55—87 % [4—6]. При этом эпидемиологические исследования демонстрируют, что БГР является не только независимым предиктором развития ХОБЛ [7, 8], но и вторым по значимости факто­ром риска этого заболевания, усту­пая только табакокурению [9]. Кроме того, БГР способна модифицировать течение ХОБЛ. В частности, у боль­ных с данным фенотипом заболевания отмечаются больший темп снижения легочной функции [7], более выражен­ная одышка, меньшая толерантность к физической нагрузке, снижение каче­ства жизни (КЖ) [6], неблагоприятный прогноз и повышенная летальность [10, 11] по сравнению с пациентами без гиперреактивности бронхов.

Механизмы формирования БГР у больных ХОБЛ остаются недостаточно изученными, но, вероятнее всего, как и при астме, являются многокомпо­нентными. В отдельных исследованиях БГР связывают со степенью ограниче­ния бронхиальной проходимости при ХОБЛ [12, 13], среди других наиболее вероятных механизмов указывают на воспаление, ремоделирование дыха­тельных путей (ДП) и структурные изменения легочной паренхимы [14, 15]. Кроме того, нарушение регуляции парасимпатического контроля гладкой мускулатуры респираторного тракта также рассматривают как фактор, ини­циирующий повышение бронхиаль­ной реактивности [16, 17]. Усиление парасимпатическо-го влияния на фоне воспаления ДП, опосредованное акти­вацией ацетилхолином мускариновых (М) рецепторов гладкой мускулатуры, способствует бронхоконстрикторному ответу и развитию повышенной реак­тивности бронхов [18].

В связи с этим назначение антихолинергических препаратов при бронхообструктивных заболеваниях, характе­ризующихся повышенным холинэргическим тонусом, рассматривается как патогенетически обоснованная тера­пия [19, 20]. В частности, у больных бронхиальной астмой (БА) ингаляция 10 мкг тиотропия бромида вызывала снижение БГР, о чем свидетельствова­ло увеличение провокационной кон­центрации метахолина (PC20) более чем в 2 раза, тогда как увеличение дозы тиотропия до 40 мкг сопрово­ждалось возрастанием PC20в 7 раз [19]. При этом протективный эффект сохранялся на протяжении 48 часов. Положительное влияние бронхопротективного эффекта тиотропия также продемонстрировано в перекрестном исследовании больных БА. В частно­сти, было показано, что добавление 18 мкг тиотропия к 160 мкг/сут беклометазона дипропионата (БД) сопрово­ждалось не только значительным улуч­шением параметров легочной функ­ции, но и существенным увеличением показателей контроля заболевания по сравнению с таковыми у пациентов, получающих двойную дозу ингаляци­онных кортикостероидов [21].

Результаты экспериментальных исследований также подтвержда­ют бронхопротективный эффект антихолинергических препаратов. Так, использование антагонистов М3-холинорецепторов у мышей сопро­вождалось существенным снижением степени гиперчувствительности дыха­тельных путей и уровней биомаркеров воспаления в жидкости бронхоальвео­лярного лаважа [22]. Вместе с тем дан­ные о влиянии антихолинергических препаратов на БГР на больных ХОБЛ отсутствуют.

В связи со сказанным целью насто­ящего исследования явилась оценка бронхопротективного действия тиотропия бромида и динамики клинико­функциональных показателей, вклю­чая КЖ, на фоне 6-месячной терапии больных ХОБЛ.

Материал и методы

В исследование были включены 29 амбулаторных больных ХОБЛ средней степени тяжести в возрасте от 41 до 72 лет (средний возраст - 61,4 ± 6,0 лет, M ± SD), среди которых были 25 муж­чин и 4 женщины. Диагностика ХОБЛ, включая оценку ее степени тяжести и обострений, осуществлялась на основании критериев GOLD (Chronic Obstructive Lung Disease) [23]. Все паци­енты, в т. ч. экс-курильщики, имели индекс курения более 10 пачка/лет и для лечения ХОБЛ минимум в течение трех последних месяцев использовали только короткодействующие бронходилататоры по потребности.

Интенсивность респираторных симптомов оценивали с использова­нием стандартизованных шкал: днев­ной и ночной кашель по 5-балль­ной аналоговой шкале [24], одышка по 4-балльной шкале MRC (Medical Research Council). Оценка показате­лей легочной функции проведена на основании результатов спирометрии (“Schiller Spirovit 1”, Швейцария) исходно и после приема 400 мкг сальбутамола. Для исследования толерант­ности к физической нагрузке проведен 6-минутный шаговый тест (6-МШТ) в соответствии со стандартным про­токолом, который включал оценку пройденного расстояния (в метрах) и выраженность одышки в конце теста по 10-балльной аналогово-визуальной шкале Борга (0 - нет одышки, 10 - максимальная одышка). Анализ КЖ проведен с помощью специализи­рованного вопросника SGRQ (St. George’s Respiratory Questionnaire) с оценкой доменов “Симптомы”, “Активность”, “Влияние” и общего КЖ (сумма).

Выраженность системного воспале­ния оценена на основании концен­трации интерлейкинов (ИЛ-6, ИЛ-8) в сыворотке крови, которые определя­лись с использованием твердофазного иммуноферментного анализа (ИФА) на основе ИФА-реагентов (“Вектор- Бест”, Россия), согласно рекоменда­циям производителя.

Для всех пациентов было проведе­но исследование реактивности брон­хов в ингаляционном провокаци­онном тесте (резервуарный метод) с 0,33 %-ным раствором метахолина (ИПТм) (“Pari Provotest 2”, Германия) [25]. Тест прекращали при падении показателя ОФВ1 (объем форсирован­ного выдоха за первую секунду) ≥20 % от исходного значения. БГР определен на основании значения кумулятивной дозы метахолина (провокационная доза — ПД20), вызывавшей снижение величины ОФВ1 на 20 % и более от исходного показателя. В случае отсут­ствия снижения ОФВ1≥ 20 % при ПД20, достигшей 0,471 мг, тест рас­ценивался как отрицательный (отсут­ствие БГР), при снижении ОФВ1≥ 20 % при ПД20 < 0,471 мг тест определялся как положительный, т. е. свидетель­ствующий о наличии БГР. В соответ­ствии с протоколом метода уровень БГР расценивался как высокий при значениях ПД20 < 0,04 мг, средний — ПД20 0,04—0,22 мг и низкий — ПД20 0,23—0,47 мг [25]. ПД20рассчитан мето­дом линейной интерполя-ции по обще­принятой формуле [26].

Влияние тиотропия бромида на БГР изучено в два этапа. Первоначально проводена “острая” проба, когда БГР (с учетом ПД20для метахолина) оцени­вали до применения тиотропия и через 60 минут после однократной ингаля­ции 18 мкг препарата. По результа­там ИПТм пациенты были стратифи­цированы на 2 группы: в 1-ю груп­пу (БГР “+”) включены 15 человек с положительным тестом (ПД20 ≤0,471 мг), во 2-ю (БГР “-”) вошли 14 паци­ентов с отрицательным тестом (ПД20 > 0,471 мг). На втором этапе повторно анализированы показатели реактив­ности бронхов (ПД20 для метахолина) больных 1-й группы (БГР “+”) через 6 месяцев лечения тиотропием (в интервале 24—26 часов после приема последней дозы препарата).

Перечисленные выше клинико­функциональные показатели и пара­метры КЖ также оценивали исходно и через 6 месяцев лечения в обеих группах больных. Кроме того, ана­лизировали число обострений в про­цессе лечения и за предшествующий 6-месячный период. Статистическая обработка результатов проведена при помощи общепринятых в медицине методов вариационной статистики. Для сравнительного анализа результа­тов исследования использованы крите­рии Уилкоксона, Манна—Уитни.

Результаты исследования

Клиническая характеристика боль­ных в зависимости от уровня БГР представлена в табл. 1.

Таблица 1. Клиническая характеристика больных (среднее значение ± стандартное отклонение).

Как видно, по большинству пока­зателей, в т. ч. по ОФВ1, больные в сравниваемых группах существенно не различались. Однако интенсивность симптомов (кашля и одышки) были достоверно выше в группе больных с фенотипом БГР. Еще в большей степе­ни различались больные по числу обо­стрений: при ХОБЛ с БГР обострения были в 2,9 раз чаще, чем у пациентов 2-й группы (р < 0,01).

При оценке исходного уровня реак­тивности дыхательных путей пациен­тов 1-й группы ПД20 составило 0,098 ± 0,139 мг (M ± SD). При этом у боль­шинства (53 %) пациентов выявлена высокая степень реактивности брон­хов (ПД20 < 0,04 мг), у 20 % боль­ных была средняя степень (ПД20 = 0,04—0,22 мг) и у 27 % — низкая БГР (ПД20 = 0,23—0,47 мг). Уровень реак­тивности бронхов существенно сни­жался уже через 60 минут после первой дозы тиотропия: у 8 из 15 больных (53 %) ИПТм становился отрицатель­ным, у больных же с сохранившими­ся признаками БГР среднее значение ПД20 метахолина увеличилось после однократного приема тиотропия более чем в 2,4 раза (р < 0,05). Высокая степень БГР, исходно имевшаяся у большинства больных, не выявлена после ИПТм ни у одного пациента (рис. 1).

Рисунок 1. Динамика уровня бронхиальной реактивности в процессе лечения тиотропием.

Очень важным обстоятельством является сохранность протективного эффекта тиотропия на протяжении всего лечебного периода. Так, через 6 месяцев лечения ИПТм 9 (60 %) из 15 человек был отрицательным (ПД20 > 0,471 мг). При этом у абсолютного большинства (7 из 8) больных с отри­цательным тестом после тиотропия в “острой” пробе через 6 месяцев терапии также не выявлено БГР. Для осталь­ных пациентов сохранялось значи­тельное снижение уровня БГР (рис. 1), о чем свидетельствует достоверное повышение ПД20 метахолина до 0,121 ± 0,112 мг (р < 0,05) относительно исход­ных величин.

Оценка показателей клинико­функционального статуса и КЖ в процессе 6-месячного лечения пока­зала существенную положительную динамику в обеих группах больных ХОБЛ. Вместе с тем имеются отчет­ливые особенности ответа на терапию тиотропием пациентов с БГР (табл. 2 и 3). В частности, снижение уровня БГР у больных 1-й группы сопрово­ждалось более выраженным уменьше­нием одышки (р < 0,05), тогда как во 2-й группе различия между исхо­дными значениями и показателями через 6 месяцев достоверно не изме­нились. Взаимосвязь степени одышки (MRC) и уровня БГР (ПД20 метахо- лина) в процессе лечения подтверж­дается результатами корреляционного анализа, которые свидетельствуют о выраженной обратной зависимости этих показателей: rs = -0,67 (р < 0,05). Аналогичная закономерность про­сматривается и для кашля, особенно отчетливо выраженная при его ночном характере, тогда как для больных без БГР интенсивность кашля существен­но не меняется, а при гиперреактив­ности бронхов значимо уменьшается (р < 0,05).

Таблица 2. Динамика выраженности симптомов ХОБЛ (среднее значение ± стандартное отклонение).

Таблица 3. Динамика показателей КЖ (среднее значение ± стандартное отклонение).

Отмеченной динамике симптомов соответствуют и изменения показате­лей бронхиальной обструкции. ОФВ1 больных ХОБЛ с БГР через 6 меся­цев терапии тиотропием был досто­верно выше не только по сравнению с исходными параметрами, но и по сравнению с показателями функции внешнего дыхания у пациентов 2-й группы (рис. 2). Так, прирост добронходилатационных значений ОФВ1к 6-му месяцу лечения в среднем соста­вил 240 мл для больных с БГР и только 72 мл для пациентов без БГР (р < 0,05). Аналогичная тенденция прослежива­ется и при сравнении постбронходилатационных показателей: увеличение ОФВ1 в 1-й группе больных составило в среднем 46 мл и во 2-й —18 мл (р > 0,05).

Рисунок 2. Динамика прироста ОФВ1 до и после бронходилататора через 6 месяцев лечения тиотропием у больных ХОБЛ в зависимости от БГР.

Через 6 месяцев лечения в обеих группах больных ХОБЛ значительно повысилась устойчивость к физиче­ской нагрузке: пройденное расстояние больных в 6-МШТ возросло в среднем на 27 метров в 1-й группе и 41 — во 2-й группы (р < 0,05), одышка по шкале Борга уменьшилась в обеих группах на 1 балл относительно исходных показа­телей (р < 0,01), однако статистически значимые межгрупповые различия не выявлены.

Анализ частоты обострений ХОБЛ на протяжении лечебного периода, напротив, выявил достоверные разли­чия между пациентами в зависимости от уровня БГР. Так, число обострений в группе больных ХОБЛ с БГР снизи­лось по сравнению с исходными пока­зателями в 3,4 раза (0,86 и 0,25 соот­ветственно; р = 0,005), тогда как во 2-й группе число обострений существенно не изменилось (0,3 и 0,4 соответствен­но; р > 0,1). Наличие связи между уровнем БГР и частотой обострений подтверждается и результатами кор­реляционного анализа, согласно кото­рому, коэффициент корреляции (rs) между ПД20 и частотой обострений у больных с БГР составляет -0,61 (р < 0,05), что еще раз демонстрирует нега­тивное влияние БГР на течение ХОБЛ.

Концентрации системных биомар­керов воспаления (ИЛ-6, ИЛ-8) харак­теризовались снижением на фоне лече­ния в обеих группах. Однако высокий уровень исходных показателей ИЛ-6 у пациентов с БГР характеризовался значительным его снижением к 6-му месяцу терапии в среднем на 37,5 % (р < 0,05), у пациентов 2-й группы кон­центрация ИЛ-6 снизилась на 8,5 %. Снижение концентрации ИЛ-8 в обеих группах больных не достигло уровня статистической значимости по сравне­нию с исходными величинами.

Наиболее заметные различия ответа на терапию тиотропием в сравнивае­мых группах были получены при оцен­ке КЖ. Анализ этих параметров пока­зал достоверное улучшение состояния больных ХОБЛ с БГР к окончанию лечебного периода по всем доменам вопросника в среднем на 14—20 баллов (р < 0,01) по сравнению с исходными значениями (табл. 3). Для больных без БГР терапия тиотропием также сопро­вождалась улучшением показателей по всем доменам, однако статисти­чески значимые различия выявлены только для домена “Симптомы” (р < 0,05). При межгрупповом сравнении динамики показателей КЖ отмечно значительное ее преимущество для больных БГР по доменам “Актив­ность”, “Влияние” и “Общее КЖ” (р < 0,05).

Обсуждение

Имеющиеся научные данные сви­детельствуют о том, что БГР, явля­ясь одним из ведущих факторов риска формирования ХОБЛ, способна также модифицировать ее течение [6—10]. В частности, фенотипический вари­ант ХОБЛ с БГР характеризуется более ранним развитием и тяжелым течени­ем, частыми обострениями и быстро­прогрессирующими обструктивными нарушениями, что в конечном счете обусловливает и более высокую смерт­ность в этой группе больных [11]. В наших предыдущих исследованиях было показано, что даже при нетя­желых функциональных нарушениях (ОФВ1 > 50 %) БГР у больных ХОБЛ ассоциируется с большей выраженно­стью одышки, более частыми обостре­ниями, меньшей толерантностью к физической нагрузке и низкими пока­зателями КЖ, а также более выражен­ным воспалением дыхательных путей и его системной реакцией [6, 27].

Из представленных материалов видно, что даже однократное введе­ние терапевтической дозы тиотропия бромида сопровождается значитель­ным снижением уровня БГР. При этом более чем в половине случаев тиотропий предотвращает бронхоконстрикцию в ответ на максимальную (соглас­но протоколу исследования) куму­лятивную дозу метахолина. Важным для клиники представляется тот факт, что снижение БГР или протективный эффект тиотропия, регистрируемый в “острой” пробе, сохранялся при его ежедневном применении по меньшей мере в течение 6 месяцев, т. е. на про­тяжении всего лечебного периода. Число же пациентов, не ответивших бронхоконстрикцией на ингаляцию метахолина, не только не снизилось, но даже увеличилось. В то же время у 40 % больных с сохранившейся БГР ее уровень был достоверно ниже по срав­нению с исходными показателями. В настоящее время хорошо известно, что у тиотропия отсутствует эффект тахифилаксии относительно его бронхолитического действия и его много­летнее применение не сопровождается снижением бронхолитической актив­ности [28]. Полученные нами данные позволяют предположить, что тахифи- лаксия при длительном применении тиотропия не развивается и в отноше­нии его бронхопротектив-ного эффек­та. Вместе с тем не только отсутствие снижения бронхопротективного дей­ствия, но и его увеличение на протя­жении длительного применения тиотропия, вероятнее всего, обусловлено кумулятивным противовоспалитель­ным эффектом антихолинергических препаратов [22, 29, 30].

Существенное клиническое влия­ние, которое оказывает снижение уровня БГР на течение ХОБЛ, показы­вают результаты оценки 6-месячного терапевтического эффекта тиотропия в двух сравниваемых группах больных. Как оказалось, терапевтический ответ на тиотропий характеризовался опре­деленными различиями для больных в зависимости от фенотипических осо­бенностей ХОБЛ. Так, антихолинергическая терапия сопровождалась досто­верно более выраженным увеличени­ем ОФВ1по сравнению с исходными значениями в группе с БГР. Динамике функциональных показателей соот-ветствовало и более выраженное уменьшение симптомов заболевания у больных БГР. Частота обострений, являющаяся одной из важных характе­ристик эффективности лечения ХОБЛ, также ассоциировалась с уровнем БГР: если в 1-й группе больных на фоне лечения тиотропием число обострений достоверно снизилось, то у больных ХОБЛ без БГР оно существенно не изменилось. Кроме того, выражен­ность системного воспаления, соот­ветствуя снижению частоты обостре­ний заболевания, также значитель­но уменьшилась у пациентов с БГР. И наконец КЖ-параметр, позволяю­щий интегрально оценивать состояние больного, характеризовался высоко­достоверными различиями в процессе лечения. Гораздо более высокий ответ на терапию тиотропием по всем доме­нам специализированного вопросни­ка демонстрировали больные группы ХОБЛ с БГР.

Таким образом, БГР, являясь фено­типическим маркером одного из вариантов ХОБЛ, ассоциируется не только с ее клиническими и функ­циональными особенностями, более тяжелым течением и неблагоприят­ным прогнозом, но и с особенностя­ми ответа на антихолинергическую терапию. Исследования экспрессии генов М3-холинорецепторов в брон­хах, выполненные нами совместно с группой ученых из Томска, выяви­ли генотипическую гетерогенность ХОБЛ [31]. В частности, было пока­зано, что уровень экспрессии генов М3-холинорецепторов в бронхиальном дереве у больных среднетяжелой ХОБЛ при наличии БГР достоверно выше такового у аналогичных больных, но не имеющих БГР. Эти данные позволяют предположить, что основой фенотипа ХОБЛ с БГР является высокий уровень экспрессии М3-холинорецепторов, что и определяет ранее отмеченные осо­бенности терапевтического ответа в данной группе больных ХОБЛ на тиотропий — высокоселективный антихо- линергический препарат.

Заключение

Полученные результаты, а также данные, приведенные в литерату­ре, позволяют рассматривать БГР не только как маркер неблагоприятного прогноза и тяжелого течения ХОБЛ, но и в качестве патогенетической и фенотипической характеристики забо­левания, обусловливающей вариа­бельность клинических проявлений и терапевтического ответа. С учетом клинико-прогностического значения БГР и механизмов ее формирования при ХОБЛ антихолинергическая тера­пия, обладающая выраженным бронхопротективным эффектом, рассма­тривается как патогенетически обо­снованная, модифицирующая течение заболевания. Длительное применение тиотропия бромида оказывает поло­жительное терапевтическое действие независимо от клинического варианта ХОБЛ, однако наибольшая эффектив­ность лечения определяется для боль­ных ХОБЛ с фенотипом БГР.


About the Autors


Chernyak B.A. - Prof., Head of Department of Clinical Allergy and Pulmonology SBEI FPE "Irkutsk State Medical Academy of Postgraduate Education".
Trofimenko I.N. – PhD in Medical Sciences, Department of Clinical Allergy and Pulmonology SBEI FPE "Irkutsk State Medical Academy of Postgraduate Education". E-mail: tin11@mail.ru


Similar Articles


Бионика Медиа