Перспективы применения вакцинации против пневмококковой инфекции с позиций феноэндотипической дифференцировки бронхиальной астмы

Бронхиальная астма (БА) характеризуется широкой вариабельностью механизмов возникновения и прогрессирования заболевания. Данная гетерогенность обусловлена паттернами преобладающих клеток и медиаторов воспаления, которые опосредуют специфические процессы и определяют различия в иммунологических параметрах, наблюдаемых у пациентов с определенными эндотипами в зависимости от доминирующего типа медиаторов (высокого и низкого Т2-воспаления). Как отечественными, так и зарубежными учеными в ходе многолетних наблюдений накоплена существенная база исследовательских работ, по данным которых обосновывается эффективность вакцинации против пневмококковой инфекции (ПИ) в популяции пациентов с диагнозом БА, в результате которой отмечается снижение частоты обострений заболевания и госпитализаций в краткосрочном и среднесрочном периоде. Однако в данных исследованиях оценивалась популяция БА в целом, при этом вопросы о том, существуют ли различия во влиянии пневмококковых вакцин (ПВ) на БА в зависимости от эндотипа заболевания и каковы механизмы подобного дифференцированного эффекта, остаются неизученными.

Целью данного обзора является представление результатов современных исследований, отражающих данные об изменениях профиля воспалительных медиаторов БА под действием иммунобиологических препаратов на основе антигенов Streptococcus pneumoniae, в первую очередь вакцин.

Заключение. Гетерогенность БА может приводить к отличающимся клиническим исходам при ПИ и, соответственно, клиническим эффектам от иммунизации у пациентов в зависимости от характера воспаления. То есть, однородность клинического эффекта вакцинации против ПИ у всех участников исследований может быть опосредована суммарным действием совокупности молекулярных механизмов, регулирующих специфическую активность Th1-, Th2-, Th17-, NKT- и Treg-клеток. По результатам ряда исследований доказано свойство ПВ модулировать Th1-, Th2-, Th17-, Tregиммунный ответ у пациентов с БА, что способствует повышению интереса к разработке новых иммунорегуляторных терапевтических агентов на основе антигенов S. pneumoniae.

1. Global Initiative for Asthma. Global Strategy for Asthma Management and Prevention. 2022 Report. Available at: https://ginasthma.org/gina-reports/

2. Anandan C., Nurmatov U., Van Schayck O.C.P., Sheikh A. Is the prevalence of asthma declining? Systematic review of epidemiological studies. Allergy. 2010; 65 (2): 152–167. DOI: 10.1111/j.1398-9995.2009.02244.x.

3. Platts-Mills T. A. The allergy epidemics: 1870-2010. J. Allergy Clin. Immunol. 2015; 136 (1): 3–13. DOI: 10.1016/j.jaci.2015.03.048.

4. Sullivan A., Hunt E., MacSharry J., Murphy D.M The microbiome and the pathophysiology of asthma. Respir. Res. 2016; 17 (1): 163. DOI: 10.1186/s12931-016-0479-4.

5. Murdoch J.R., Lloyd C.M. Chronic inflammation and asthma. Mutat. Res. 2010; 690 (1-2): 24–39. DOI: 10.1016/j.mrfmmm.2009.09.005.

6. Lambrecht B.N., Hammad H. Asthma: the importance of dysregulated barrier immunity. Eur. J. Immunol. 2013; 43 (12): 3125–3137. DOI: 10.1002/eji.201343730.

7. Pesek R., Lockey R. Vaccination of adults with asthma and COPD. Allergy. 2011; 66 (1): 25–31. DOI: 10.1111/j.1398-9995.2010.02462.x.

8. Lee T.A., Weaver F.M., Weiss K.B. Impact of pneumococcal vaccination on pneumonia rates in patients with COPD and asthma. J. Gen. Intern. Med. 2007; 22 (1): 62–67. DOI: 10.1007/s11606-007-0118-3.

9. Talbot T.R., Hartert T.V., Mitchel E. et al. Asthma as a risk factor for invasive pneumococcal disease. N. Engl. J. Med. 2005; 352 (20): 2082–2090. DOI: 10.1056/NEJMoa044113.

10. Castro-Rodriguez J.A., Abarca K., Forno E. Asthma and the risk of invasive pneumococcal disease: a meta-analysis. Pediatrics. 2020; 145 (1): e20191200. DOI: 10.1542/peds.2019-1200.

11. Nuorti J.P., Butler J.C., Farley M.M. et al. Cigarette smoking and invasive pneumococcal disease. N. Engl. J. Med. 2000; 342 (10): 681–689. DOI: 10.1056/NEJM200003093421002.

12. Torén K., Blanc P. D., Naidoo R. N. et al. Occupational exposure to dust and to fumes, work as a welder and invasive pneumococcal disease risk. Occup. Environ. Med. 2020; 77 (2): 57–63. DOI: 10.1136/oemed-2019-106175.

13. Kew K. M., Seniukovich A. Inhaled steroids and risk of pneumonia for chronic obstructive pulmonary disease. Cochrane Database Syst. Rev. 2014; 2014 (3): CD010115. DOI: 10.1002/14651858.CD010115.pub2.

14. Martin M., Shaw D. Effect of inhaled corticosteroids on the microbiology of the respiratory tract. Respirology. 2013; 18 (2): 201–202. DOI: 10.1111/resp.12024.

15. Zhang L., Prietsch S.O.M., Mendes A.P. et al. Inhaled corticosteroids increase the risk of oropharyngeal colonization by Streptococcus pneumoniae in children with asthma. Respirology. 2013; 18 (2): 272–277. DOI: 10.1111/j.1440-1843.2012.02280.x.

16. Torén K., Blanc P.D., Qvarfordt I. et al. Inhaled corticosteroids use and risk of invasive pneumococcal disease in a population-based study. Ann. Am. Thorac. Soc. 2020; 17 (12): 1570–1575. DOI: 10.1513/AnnalsATS.202004-352OC.

17. Hammad H., Lambrecht B.N. The basic immunology of asthma. Cell. 2021; 184 (6): 1469–1485. DOI: 10.1016/j.cell.2021.02.016.

18. Ненашева Н.М. Фенотипы бронхиальной астмы и выбор терапии. Практическая пульмонология. 2014; (2): 2–11. Доступно на: http://www.atmosphere-ph.ru/modules/Magazines/articles/pulmo/PP_2_2014_02.pdf

19. Kuruvilla M.E., Lee F.E. H., Lee G.B. Understanding asthma phenotypes, endotypes, and mechanisms of disease. Clinic. Rev. Allergy Immunol. 2019; 56 (2): 219–233. DOI: 10.1007/s12016-018-8712-1.

20. Wenzel S.E., Schwartz L.B., Langmack E.L. et al. Evidence that severe asthma can be divided pathologically into two inflammatory subtypes with distinct physiologic and clinical characteristics. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 1999; 160 (3): 1001–1008. DOI: 10.1164/ajrccm.160.3.9812110.

21. Samitas K., Zervas E., Gaga M. T2-low asthma: current approach to diagnosis and therapy. Curr. Opin. Pulm. Med. 2017; 23 (1): 48–55. DOI: 10.1097/MCP.0000000000000342.

22. Крапошина А.Ю., Собко Е.А., Демко И.В. и др. Современное представление о тяжелой бронхиальной астме. Архивъ внутренней медицины. 2022; 12 (2): 113–122. DOI: 10.20514/2226-6704-2021-12-2-113-122.

23. Bhakta N.R., Woodruff P.G. Human asthma phenotypes: from the clinic, to cytokines, and back again. Immunol. Rev. 2011; 242 (1): 220–232. DOI: 10.1111/j.1600-065X.2011.01032.x.

24. Kim H.Y., Umetsu D.T., Dekruyff R.H. Innate lymphoid cells in asthma: will they take your breath away? Eur. J. Immunol. 2016; 46 (4): 795–806. DOI: 10.1002/eji.201444557.

25. Fitzpatrick A.M., Chipps B.E., Holguin F., Woodruff P.G. T2-“Low” asthma: overview and management strategies. J. Allergy Clin. Immunol. Pract. 2020; 8 (2): 452–463. DOI: 10.1016/j.jaip.2019.11.006.

26. Sze E., Bhalla A., Nair P. Mechanisms and therapeutic strategies for non-T2 asthma. Allergy. 2020; 75 (2): 311–325. DOI: 10.1111/all.13985.

27. Newcomb D.C., Peebles R.S.Jr. Th17-mediated inflammation in asthma. Curr. Opin. Immunol. 2013; 25 (6): 755–760. DOI: 10.1016/j.coi.2013.08.002.

28. Raundhal M., Morse C., Khare A. et al. High IFN-γ and low SLPI mark severe asthma in mice and humans. J. Clin. Invest. 2015; 125 (8): 3037–3050. DOI: 10.1172/JCI80911.

29. Wilke C.M., Bishop K., Fox D., Zou W. Deciphering the role of Th17 cells in human disease. Trends Immunol. 2011; 32 (12): 603–611. DOI: 10.1016/j.it.2011.08.003.

30. Neveu W.A., Allard J.L., Raymond D.M. et al. Elevation of IL-6 in the allergic asthmatic airway is independent of inflammation but associates with loss of central airway function. Respir. Res. 2010; 11 (1): 28. DOI: 10.1186/1465-9921-11-28.

31. Rincon M., Irvin C.G. Role of IL-6 in asthma and other inflammatory pulmonary diseases. Int. J. Biol. Sci. 2012; 8 (9): 1281–1290. DOI: 10.7150/ijbs.4874.

32. Peters M.C., McGrath K.W., Hawkins G.A. et al. Plasma interleukin-6 concentrations, metabolic dysfunction, and asthma severity: a cross-sectional analysis of two cohorts. Lancet Respir. Med. 2016; 4 (7): 574–584. DOI: 10.1016/S2213-2600(16)30048-0.

33. Chu D. K., Al-Garawi A., Llop-Guevara A. et al. Therapeutic potential of anti-IL-6 therapies for granulocytic airway inflammation in asthma. Allergy Asthma Clin. Immunol. 2015; 11 (1): 14. DOI: 10.1186/s13223-015-0081-1.

34. Weisberg S.P., McCann D., Desai M. et al. Obesity is associated with macrophage accumulation in adipose tissue. J. Clin. Invest. 2003; 112 (12): 1796–1808. DOI: 10.1172/JCI19246.

35. Simpson J.L., Scott R., Boyle M.J., Gibson P.G. Inflammatory subtypes in asthma: assessment and identification using induced sputum. Respirology. 2006; 11 (1): 54–61. DOI: 10.1111/j.1440-1843.2006.00784.x.

36. Ansaldi F., Turello V., Lai P. et al. Effectiveness of a 23-valent polysaccharide vaccine in preventing pneumonia and non-invasive pneumococcal infection in elderly people: a large-scale retrospective cohort study. J. Int. Med. Res. 2005; 33 (5): 490–500. DOI: 10.1177/147323000503300503.

37. Karakaş T., Şahiner Ü.M., Soyer Ö.U. et al. Paediatricians’ perspectives on the use of pneumococcal vaccine in healthy and asthmatic children. Allergol. Immunopathol. (Madr.). 2010; 38 (5): 241–245. DOI: 10.1016/j.aller.2009.12.005.

38. Li L., Cheng Y., Tu X. et al. Association between asthma and invasive pneumococcal disease risk: a systematic review and meta-analysis. Allergy Asthma Clin. Immunol. 2020; 16 (1): 94. DOI: 10.1186/s13223-020-00492-4.

39. Kwak B.O., Choung J.T., Park Y.M. The association between asthma and invasive pneumococcal disease: a nationwide study in Korea. J. Korean Med. Sci. 2015; 30 (1): 60–65. DOI: 10.3346/jkms.2015.30.1.60.

40. Klemets P., Lyytikäinen O., Ruutu P. et al. Risk of invasive pneumococcal infections among working age adults with asthma. Thorax. 2010; 65 (8): 698–702. DOI: 10.1136/thx.2009.132670.

41. Jung J., Kita H., Yawn B. et al. Increased risk of serious pneumococcal disease in patients with atopic conditions other than asthma. J. Allergy Clin. Immunol. 2010; 125 (1): 217–221. DOI: 10.1016/j.jaci.2009.10.045.

42. Flores-Torres A.S., Samarasinghe A.E. Impact of therapeutics on unified immunity during allergic asthma and respiratory infections. Front. Allergy. 2022; 3: 852067. DOI: 10.3389/falgy.2022.852067.

43. Liang Z., Zhang Q., Thomas C.M. et al. Impaired macrophage phagocytosis of bacteria in severe asthma. Respir. Res. 2014; 15 (1): 72. DOI: 10.1186/1465-9921-15-72.

44. Simpson J.L., Gibson P.G., Yang I.A. et al. Impaired macrophage phagocytosis in non-eosinophilic asthma. Clin. Exp. Allergy. 2013; 43 (1): 29–35. DOI: 10.1111/j.1365-2222.2012.04075.x.

45. Kama Y., Kato M., Yamada Y. et al. The suppressive role of Streptococcus pneumoniae colonization in acute exacerbations of childhood bronchial asthma. Int. Arch. Allergy Immunol. 2020; 181 (3): 191–199. DOI: 10.1159/000504541.

46. Протасов А.Д. Вакцинация против пневмококковой инфекции больных с хронической бронхолегочной патологией (обзор литературы). Вестник современной клинической медицины. 2013; 6 (2): 60–65. Доступно на: http://vskmjournal.org/ru/vypuski-zhurnala/21-2013-ru/37-tom-6-vypusk-2-2013.html

47. Костинов М.П., Протасов А.Д., Жестков А.В., Полищук В.Б. Перспективные данные применения пневмококковой 13-валентной конъюгированной вакцины у взрослых пациентов с хронической бронхолегочной патологией. Пульмонология. 2014, (4): 57–63. DOI: 10.18093/0869-0189-2014-0-4-57-63.

48. Андреева Н.П., Протасов А.Д., Костинова Т.А., Леженина С.В. Влияние вакцинации против пневмококковой инфекции и гриппа на клиническое течение бронхиальной астмы. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2019; 18 (4): 93–100. DOI: 10.31631/2073-3046-2019-18-4-93-100.

49. Kobayashi M., Farrar J.L., Gierke R. et al. Use of 15-valent pneumococcal conjugate vaccine and 20-valent pneumococcal conjugate vaccine among US adults: updated recommendations of the Advisory Committee on Immunization Practices – United States, 2022. MMWR Morb. Mortal. Wkly Rep. 2022; 71 (4): 109–117. DOI: 10.15585/mmwr.mm7104a1.

50. Kobayashi M., Bennett N.M., Gierke R. et al. Intervals between PCV13 and PPSV23 vaccines: recommendations of the Advisory Committee on Immunization Practices (ACIP). MMWR Morb. Mortal. Wkly Rep. 2015; 64 (34): 944–947. DOI: 10.15585/mmwr.mm6434a4.

51. Matanock A., Lee G., Gierke R. et al. Use of 13-valent pneumococcal conjugate vaccine and 23-valent pneumococcal polysaccharide vaccine among adults aged ≥ 65 years: updated recommendations of the Advisory Committee on Immunization Practices. MMWR Morb. Mortal. Wkly Rep. 2019; 68 (46): 1069–1075. DOI: 10.15585/mmwr.mm6846a5.

52. Menzies-Gow A., Steenkamp J., Singh S. et al. Tezepelumab compared with other biologics for the treatment of severe asthma: a systematic review and indirect treatment comparison. J. Med. Econ. 2022; 25 (1): 679–690. DOI: 10.1080/13696998.2022.2074195.

53. Preston J.A., Essilfie A.T., Horvat J.C. et al. Inhibition of allergic airways disease by immunomodulatory therapy with whole killed Streptococcus pneumoniae. Vaccine. 2007; 25 (48): 8154–8162. DOI: 10.1016/j.vaccine.2007.09.034.

54. Kim B.G., Ghosh P., Ahn S., Rhee D.K. Pneumococcal pep27 mutant immunization suppresses allergic asthma in mice. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2019; 514 (1): 210–216. DOI: 10.1016/j.bbrc.2019.04.116.

55. Thorburn A.N., Brown A.C., Nair P.M. et al. Pneumococcal components induce regulatory T cells that attenuate the development of allergic airways disease by deviating and suppressing the immune response to allergen. J. Immunol. 2013; 191 (8): 4112–4120. DOI: 10.4049/jimmunol.1201232.

56. Thorburn A.N., O'Sullivan B.J., Thomas R. et al. Pneumococcal conjugate vaccine-induced regulatory T cells suppress the development of allergic airways disease. Thorax. 2010; 65 (12): 1053–1060. DOI: 10.1136/thx.2009.131508.

57. Zhang L., Gao H., Yang T. et al. Infant 7-valent pneumococcal conjugate vaccine immunization alters young adulthood CD4+ T cell subsets in allergic airway disease mouse model. Vaccine. 2014; 32 (18): 2079–2085. DOI: 10.1016/j.vaccine.2014.02.013.

58. Thorburn A.N., Foster P.S., Gibson P., Hansbro P.M. Streptococcus pneumoniae vaccine, prevenar, induces regulatory T cells and prevents allergic airways disease. American Thoracic Society. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2010; 181: A5599. DOI: 10.1164/ajrccm-conference.2010.181.1_MeetingAbstracts.A5599.

59. Gao Y.D., Xepapadaki P., Cui Y.W. et al. Effect of Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae and influenza vaccinations on infections, immune response and asthma control in preschool children with asthma. Allergy. 2023; 78 (6): 1473–1488. DOI: 10.1111/all.15551.

60. Preston J.A., Essilfie A.T., Horvat J.C. et al. Inhibition of allergic airways disease by immunomodulatory therapy with whole killed Streptococcus pneumoniae. Vaccine. 2007; 25 (48): 8154–8162. DOI: 10.1016/j.vaccine.2007.09.034.

61. Thorburn A.N., Tseng H.Y., Donovan C. et al. TLR2, TLR4 and MyD88 mediate allergic airway disease (AAD) and Streptococcus pneumoniae-induced suppression of AAD. PLoS One. 2016; 11 (6): e0156402. DOI: 10.1371/journal.pone.0156402.

62. Preston J.A., Thorburn A.N., Starkey M.R. et al. Streptococcus pneumoniae infection suppresses allergic airways disease by inducing regulatory T-cells. Eur. Respir. J. 2011; 37 (1): 53–64. DOI: 10.1183/09031936.00049510.

63. Thorburn A.N., Foster P.S., Gibson P.G., Hansbro P.M. Components of Streptococcus pneumoniae suppress allergic airways disease and NKT cells by inducing regulatory T cells. J. Immunol. 2012; 188 (9): 4611–4620. DOI: 10.4049/jimmunol.1101299.

64. Liu C., Huang R., Yao R., Yang, A. The immunotherapeutic role of bacterial lysates in a mouse model of asthma. Lung. 2017; 195 (5): 563–569. DOI: 10.1007/s00408-017-0003-8.

65. Lu Y., Li Y., Xu L. et al. Bacterial lysate increases the percentage of natural killer T cells in peripheral blood and alleviates asthma in children. Pharmacology. 2015; 95 (3-4): 139–144. DOI: 10.1159/000377683.

66. Wu G., Zhang X., Chen X. et al. Streptococcus pneumoniae aminopeptidase N regulates dendritic cells that attenuates type‐2 airway inflammation in murine allergic asthma. Br. J. Pharmacol. 2020; 177 (22): 5063–5077. DOI: 10.1111/bph.15216.

67. Рыжов А.А., Костинов М.П., Волков И.К., Катосова Л.К. Применение вакцины «Пневмо-23» при хронических обструктивных бронхолегочных заболеваниях у детей. Медицинская иммунология. 2002; 4 (2): 254. Доступно на: https://elibrary.ru/item.asp?id=23956460

68. Протасов А.Д., Жестков А.В., Костинов М.П. и др. Отдаленные результаты клинической эффективности разных схем вакцинации против пневмококковой инфекции и возможный механизм действия вакцинации у больных бронхиальной астмой. Пульмонология. 2018; 28 (2): 193–199. DOI: 10.18093/0869-0189-2018-28-2-193-199.