
Медицинская лабораторная диагностика: программы и алгоритмы : руководство для врачей / под ред. А. И. Карпищенко. - 4-е изд., перераб. и доп. - Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2023. - 976 с. - ISBN 978-5-9704-6690-2, DOI: 10.33029/9704-6690-2-MLD-2023-1-976. |
Аннотация
В четвертом, переработанном и дополненном издании (первое вышло в 1997 г., второе — в 2000 г., третье — в 2014 г.) представлены программы и алгоритмы клинической лабораторной диагностики наиболее часто встречающихся заболеваний и синдромов. Приведены современные данные по этиологии, патогенезу, мониторингу течения и контролю лечения большинства рассмотренных заболеваний. Руководство дополнено материалами по диагностике таких социально значимых заболеваний, как COVID-19, инфекционные менингиты и отравления современными синтетическими наркотическими соединениями. Кроме того, новые главы посвящены значению и интерпретации клинического и общего анализа крови, оценке нарушений газообмена, играющих особую роль в патогенезе COVID-19, а также у пациентов реанимационных отделений, находящихся на искусственной вентиляции легких.
Руководство предназначено специалистам клинической лабораторной диагностики, врачам различных специальностей, преподавателям и студентам медицинских образовательных учреждений.
Участники издания
Редактор
Карпищенко Анатолий Иванович - доктор медицинских наук, профессор, профессор кафедры клинической лабораторной диагностики с курсом молекулярной медицины ФГБОУ ВО "Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова" Минздрава России, заслуженный врач РФ
Коллектив авторов
Андреев Виктор Александрович - кандидат медицинских наук, доцент, доцент кафедры микробиологии ФГБВОУ ВО "Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова" Минобороны России
Антонов Виктор Георгиевич - доктор медицинских наук, профессор кафедры биологической химии ФГБОУ ВО "Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет" Минздрава России
Балабанова Ольга Леонидовна - кандидат медицинских наук, начальник медицинской службы ООО "Газпром переработка Благовещенск"
Баранов Владислав Сергеевич - доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент РАН, главный научный сотрудник отдела геномной медицины ФГБНУ "Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта", главный внештатный специалист Комитета по здравоохранению Правительства Санкт-Петербурга по медицинской генетике
Берестовская Виктория Станиславовна - кандидат медицинских наук, доцент, доцент кафедры лабораторной медицины и генетики Института медицинского образования ФГБУ "Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова" Минздрава России
Вавилова Татьяна Владимировна - доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой лабораторной медицины и генетики Института медицинского образования ФГБУ "Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова" Минздрава России, главный внештатный специалист Минздрава России по клинической лабораторной диагностике
Великова Варвара Дмитриевна - кандидат медицинских наук, доцент, ведущий научный сотрудник лаборатории биохимической токсикологии и фармакологии ФГБУ "Научно-клинический центр токсикологии им. акад. С.Н. Голикова" ФМБА России
Ветряков Олег Викторович - доктор медицинских наук, старший преподаватель кафедры военно-полевой терапии ФГБВОУ ВО "Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова" Минобороны России
Воробьев Сергей Владимирович - доктор медицинских наук, главный научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории неврологии и нейрореабилитации Российского научно-исследовательского нейрохирургического института им. проф. А.Л. Поленова - филиала ФГБУ "Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова" Минздрава России
Глотов Андрей Сергеевич - доктор биологических наук, руководитель отдела геномной медицины ФГБНУ "Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта"
Глушков Сергей Иванович - доктор медицинских наук, профессор кафедры биологической химии ФГБОУ ВО "Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова" Минздрава России
Грашин Роман Арикович - доктор медицинских наук, профессор, профессор кафедры клинической биохимии и лабораторной диагностики ФГБВОУ ВО "Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова" Минобороны России
Григорьев Андрей Михайлович - доктор химических наук, судебный эксперт (эксперт-химик) ГБУЗ МО "Бюро судебно-медицинской экспертизы" Минздрава Московской области
Гумилевский Борис Юриевич - доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой микробиологии ФГБВОУ ВО "Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова" Минобороны России
Жиленкова Юлия Исмаиловна - кандидат медицинских наук, доцент кафедры лабораторной медицины и генетики Института медицинского образования ФГБУ "Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова" Минздрава России
Жерегеля Сергей Николаевич - кандидат медицинских наук, доцент кафедры биологической химии ФГБОУ ВО "Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет" Минздрава России
Зенина Марина Николаевна - ассистент кафедры лабораторной медицины и генетики Института медицинского образования ФГБУ "Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова" Минздрава России, врач клинической лабораторной диагностики ФГБУ "Российский научно-исследовательский институт гематологии и трансфузиологии" ФМБА России
Иванов Андрей Михайлович - доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент РАН, заведующий кафедрой клинической биохимии и лабораторной диагностики ФГБВОУ ВО "Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова" Минобороны России, главный лаборант Минобороны России, главный внештатный специалист Комитета по здравоохранению Правительства Санкт-Петербурга по клинической лабораторной диагностике, президент ассоциации специалистов и организаций лабораторной службы "Федерация лабораторной медицины"
Иващенко Татьяна Эдуардовна - доктор биологических наук, профессор, ведущий научный сотрудник отдела геномной медицины ФГБНУ "Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта"
Казаков Сергей Петрович - доктор медицинских наук, профессор, начальник центра клинической лабораторной диагностики - главный лаборант ФГБУ "Главный военный клинический госпиталь им. акад. Н.Н. Бурденко" Минобороны России, заведующий кафедрой медицинской биохимии и иммунопатологии Академического образовательного центра фундаментальной и трансляционной медицины ФГБОУ ДПО "Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования" Минздрава России, президент Российской ассоциации медицинской лабораторной диагностики, заслуженный работник здравоохранения РФ
Карпищенко Анатолий Иванович - доктор медицинских наук, профессор, профессор кафедры клинической лабораторной диагностики с курсом молекулярной медицины ФГБОУ ВО "Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова" Минздрава России, заслуженный врач РФ
Кашуро Вадим Анатольевич - доктор медицинских наук, заведующий кафедрой биологической химии ФГБОУ ВО "Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет" Минздрава России
Кащеева Татьяна Константиновна - доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник отдела геномной медицины ФГБНУ "Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта"
Костюченко Альфред Львович - доктор медицинских наук, профессор
Кузнецов Валерий Валентинович - доктор медицинских наук, профессор, профессор кафедры и клиники госпитальной терапии им. проф. В.Н. Сиротинина ФГБВОУ ВО "Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова" Минобороны России
Кузнецова Татьяна Владимировна - доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник отдела геномной медицины ФГБНУ "Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта"
Кузьмич Владимир Геннадиевич - кандидат медицинских наук, доцент, доцент кафедры военно-полевой терапии ФГБВОУ ВО "Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова" Минобороны России
Лопух Ульяна Борисовна - врач клинико-диагностической лаборатории СПбГБУЗ "Городская больница № 40"
Москалев Александр Витальевич - доктор медицинских наук, профессор, профессор кафедры микробиологии ФГБВОУ ВО "Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова" Минобороны России
Начаров Петр Васильевич - доктор медицинских наук, заведующий лабораторно-диагностическим отделом ФГБУ "Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт уха, горла, носа и речи" Минздрава России
Никитин Владимир Юрьевич - доктор медицинских наук, заведующий иммунологической лабораторией Центра клинической лабораторной диагностики ФГБВОУ ВО "Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова" Минобороны России
Никитин Юрий Владимирович - преподаватель кафедры клинической биохимии и лабораторной диагностики ФГБВОУ ВО "Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова" Минобороны России
Савичева Алевтина Михайловна - доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой клинической лабораторной диагностики ФГБОУ ВО "Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет" Минздрава России, заведующая отделом медицинской микробиологии, заведующая лабораторией медицинской микробиологии ФГБНУ "Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта", заслуженный деятель науки РФ
Селезнев Алексей Борисович - кандидат медицинских наук, доцент, заместитель начальника научно-исследовательского испытательного центра ФГБУ "Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины" Минобороны России
Серебрякова Елена Андреевна - врач-генетик отдела геномной медицины ФГБНУ "Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта"
Скорняков Владимир Иванович - кандидат медицинских наук
Смирнов Владимир Витальевич - кандидат медицинских наук, заведующий клинико-диагностической лабораторией СПбГБУЗ "Городская больница № 40"
Соколов Алексей Альбертович - доктор медицинских наук, доцент, профессор кафедры нефрологии и эфферентной терапии ФГБВОУ ВО "Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова" Минобороны России, профессор кафедры анестезиологии-реаниматологии им. В.М. Ваневского ФГБОУ ВО "Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова" Минздрава России
Сухина Ирина Александровна - кандидат биологических наук, преподаватель кафедры клинической биохимии и лабораторной диагностики ФГБВОУ ВО "Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова" Минобороны России
Халимов Юрий Шавкатович - доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой терапии факультетской с курсом эндокринологии, кардиологии им. акад. Г.Ф. Ланга ФГБОУ ВО "Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова" Минздрава России
Харитонов Михаил Анатольевич - доктор медицинских наук, профессор, профессор Первой кафедры и клиники (терапии усовершенствования врачей) им. акад. Н.С. Молчанова ФГБВОУ ВО "Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова" Минобороны России
Чайка Алексей Максимович - кандидат медицинских наук, доцент, доцент кафедры клинической биохимии и лабораторной диагностики ФГБВОУ ВО "Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова" Минобороны России
Черныш Наталья Юрьевна - кандидат медицинских наук, доцент, доцент кафедры лабораторной медицины и генетики Института медицинского образования ФГБУ "Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова" Минздрава России, главный внештатный специалист по клинической лабораторной диагностике Минздрава России по Северо-Западному федеральному округу
Шабанова Елена Сергеевна - врач-генетик отдела геномной медицины ФГБНУ "Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта"
Шипицина Елена Васильевна - доктор медицинских наук, ведущий научный сотрудник отдела медицинской микробиологии ФГБНУ "Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта"
Элькин Григорий Игоревич - кандидат медицинских наук, доцент, доцент кафедры клинической биохимии и лабораторной диагностики ФГБВОУ ВО "Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова" Минобороны России
Эмануэль Владимир Леонидович - доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой клинической лабораторной диагностики с курсом молекулярной медицины ФГБОУ ВО "Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова" Минздрава России, директор Научно-методического центра Минздрава России по молекулярной медицине на базе ФГБОУ ВО "Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова" Минздрава России
Предисловие
В настоящее время правильность и быстрота постановки клинического диагноза, мониторинг и прогноз течения заболевания, а также контроль результатов лечения зависят не только от опыта и суммы знаний врача-клинициста, но и во многом от эффективности работы лабораторной службы, без тесного контакта с которой трудно представить себе деятельность врача в любой отрасли медицины. Однако нужно отметить, что лабораторные исследования имеют реальную ценность только при их целенаправленном назначении и корректной и грамотной оценке полученных результатов в сопоставлении с клиническими данными у конкретного пациента.
В связи с активным развитием клинической лабораторной диагностики и внедрением новых современных методов исследования практикующий врач получает огромное количество информации, которая требует понимания, обобщения и клинической трактовки.
Совершенствование диагностических технологий позволяет внедрять прогрессивные методы исследования и существенно повышать качество медицинской помощи в целом. При этом клиническая лабораторная диагностика не "отрывается" от больного, а направлена прежде всего на активное участие в лечебном процессе совместно с клиницистами. Тем самым создаются долгосрочные предпосылки для смещения вектора междисциплинарного взаимодействия от лечения к профилактике болезней, для перехода к персонифицированной медицине и к медико-генетическим исследованиям в целях поддержания саногенеза и гомеостаза организма.
Интеграция клинической лабораторной диагностики и клинической практики имеет не только технологический, но и организационный аспект. Необходимо искать новые и возрождать эффективные, но несправедливо забытые формы общения специалистов клинической лабораторной диагностики и клиницистов.
В настоящем издании представлены программы и алгоритмы клинической лабораторной диагностики наиболее часто встречающихся заболеваний и синдромов. Приведены современные данные по этиологии, патогенезу, мониторингу течения и контролю лечения большинства рассмотренных заболеваний. Биохимические изменения при патологических процессах, а также роль этих изменений в развитии основных клинических проявлений рассматриваются по возможности на клеточном, субклеточном и молекулярном уровнях, на уровне тканей и органов и, наконец, на уровне целостного организма. Подробно представлено клинико-диагностическое значение отдельных аналитов, а также характерные изменения комплекса лабораторных маркеров для различных заболеваний. Все это позволит практикующим врачам-клиницистам более грамотно интерпретировать результаты клинических лабораторных показателей, отражающих отдельные звенья патогенеза заболеваний, что, в свою очередь, улучшит диагностику и лечение.
Список сокращений и условных обозначений
℘ - лекарственное средство не зарегистрировано в Российской Федерации
♠ - торговое наименование лекарственного средства
α2-АП - α2 -антиплазмин
β2-М - β2 -микроглобулин
АВ - аэробный вагинит
АГ - артериальная гипертензия
АДГ - антидиуретический гормон
АККЛ ALK– - анапластическая крупноклеточная лимфома, ALK-негативная
АККЛ ALK+ - анапластическая крупноклеточная лимфома, ALK-позитивная
АККЛ — анапластическая крупноклеточная лимфома
АЛТ — аланинаминотрансфераза
апоВ — апопротеин B
апоЕ — апопротеин Е
АСТ — аспартатаминотрансфераза
аФЛА — антифосфолипидные антитела
АФП — α-фетопротеин
АФС — антифосфолипидный синдром
АЧТВ — активированное частичное тромбопластиновое время
АЭ — активность эндотоксина
БВ — бактериальный вагиноз
БСК — болезни системы кровообращения
ВДКН — врожденная дисфункция коры надпочечников
ВЗОМТ — воспалительные заболевания органов малого таза
ВИЧ — вирус иммунодефицита человека
ВКЛ — волосатоклеточный лейкоз
ВОЗ — Всемирная организация здравоохранения
ВП — внебольничная пневмония
ВРТ — вспомогательные репродуктивные технологии
ГГТФ — гамма-глутамилтрансфераза
ГЛП — гиперлипопротеинемия
ГП — госпитальная (нозокомиальная) пневмония
ГТГ — гипертриглицеридемия
ГФ — гликогенфосфорилаза
ГФА — гликофорин А
ГХС — гиперхолестеринемия
ДВКЛ — диффузная В-крупноклеточная лимфома
ДВС — диссеминированное внутрисосудистое свертывание (крови)
ДЛП — дислипопротеинемия
ДНК — дезоксирибонуклеиновая кислота
ЗЧМТ — закрытая черепно-мозговая травма
ИБС — ишемическая болезнь сердца
ИЛ — интерлейкин
ИМ — инфаркт миокарда
ИПД — инвазивная пренатальная диагностика
иПИ — инвазивная пневмококковая инфекция
ИППП — инфекции, передаваемые половым путем
ИСЭ — инсулинсодержащие эритроциты
ИФА — иммуноферментный анализ
ИФН — интерферон
ИХЛА — иммунохемилюминесцентный анализ
КАЖ — клетки амниотической жидкости
КВВ — кандидозный вульвовагинит
КК-ВВ — изофермент ВВ креатинкиназы
КК-МВ — изофермент МВ креатинкиназы
КК-ММ — изофермент ММ креатинкиназы
ККобщ - креатинкиназа общая
КМ — костный мозг
КОС — кислотно-основное состояние
КРП — комбинированные радиационные поражения
кТрТ — кардиоспецифичный тропонин Т
КФ — клубочковая фильтрация
КФ-ПЦР — количественная флюоресцентная полимеразная цепная реакция
ЛБ — лимфома Беркитта
ЛДГ — лактатдегидрогеназа
ЛИИ — лейкоцитарный индекс интоксикации
ЛКЗМ — лимфома из клеток зоны мантии
ЛМЗС — (В-клеточная) лимфома маргинальной зоны селезенки
ЛМЛ — лимфома из малых лимфоцитов
ЛП — липопротеины
ЛПВП — липопротеины высокой плотности
ЛПЛ — лимфоплазмоцитарная лимфома
ЛПНП — липопротеины низкой плотности
ЛПОНП — липопротеины очень низкой плотности
ЛППЛ — липопротеинлипаза
ЛППП — липопротеины промежуточной плотности
ЛПС — липополисахарид
ЛПЭ — линейная передача энергии
ЛЦМ — легкие цепи миозина
МАУ — микроальбуминурия
МБТ — микобактерии туберкулеза
МБТК — микобактерии туберкулезного комплекса
МГВ — макроглобулинемия Вальденстрема
МДА — малоновый диальдегид
МДС — миелодиспластический синдром
МКА — моноклональные антитела
МКБ-10 — Международная классификация болезней и проблем, связанных со здоровьем, X пересмотра
МЛП — местные лучевые поражения
МЛПА — мультиплексная лигазная реакция с последующей амплификацией
МЛУ — множественная лекарственная устойчивость
ММП — матричная металлопротеиназа
МПК — мононуклеары периферической крови
МПМ — маркеры повреждений миокарда
МПН — миелопролиферативные новообразования
МСМ — молекулы средней массы
НАД — никотинамидадениндинуклеотид
НГХ — наследственный гемохроматоз
НИПТ — неинвазивное пренатальное тестирование
НСЕ — нейронспецифическая енолаза
НФ — неклассическая форма (врожденной гипертрофии коры надпочечников)
НХЛ — неходжкинские лимфомы
НЭЖК — неэтерифицированные жирные кислоты
ОЛБ — острая лучевая болезнь
ОЛЛ — острый лимфобластный лейкоз
ОЛСФ — острый лейкоз со смешанным фенотипом
ОМЛ — острый миелоидный лейкоз
ОП — острый панкреатит
ОПЛ — острый промиелоцитарный лейкоз
ОПМ — ограниченный плацентой мозаицизм
ОПН — острая почечная недостаточность
ОПП — острое повреждение почек
ОРД — однородительская дисомия
ОХС — общий холестерин
ОЦК — объем циркулирующей крови
ПБЦ — первичный билиарный цирроз
ПГТТ — пероральный глюкозотолерантный тест
ПД — пренатальная диагностика
ПДК — предельно допустимая концентрация
ПИ — пневмококковая инфекция
ПИФ — прямая иммунофлюоресценция
ПК — периферическая кровь
ПКА — почечный канальцевый ацидоз
ПКТ — прокальцитонин
ПЛЛ — плазмоклеточный лейкоз
ПМ — плазмоклеточная (множественная) миелома
ПОЛ — перекисное окисление липидов
ПОН — полиорганная недостаточность
ПРП — пороки развития плода
ПСП — пресепсин
ПСХ — первичный склерозирующий холангит
ПТКЛ — периферическая Т-клеточная лимфома
ПФ — простая вирильная форма (врожденной гипертрофии коры надпочечников)
ПЦ — проточная цитометрия
ПЦР — полимеразная цепная реакция
РВ — радиоактивные вещества
РНК — рибонуклеиновая кислота
РЭА — раковый эмбриональный антиген
РЭС — ретикулоэндотелиальная система
СВР — системная воспалительная реакция
СД — сахарный диабет
СЖК — свободные жирные кислоты
СКС — стандартизованный коэффициент смертности
СЛП — сочетанные лучевые поражения
СМА — спинальная мышечная атрофия
СМП — среднемолекулярные пептиды
СОЭ — скорость оседания эритроцитов
СПИД — синдром приобретенного иммунодефицита
СР — саркоплазматический ретикулум
ССВО — синдром системного воспалительного ответа
ССЗ — сердечно-сосудистые заболевания
ССР — сердечно-сосудистый риск
СТФ — сольтеряющая форма (врожденной гипертрофии коры надпочечников)
ТАП — тканевой активатор плазминогена
ТБГ — трофобластический β1-гликопротеин
ТВП — толщина воротникового пространства
ТГ — триглицериды
Т-КЛ/ЛВ — Т-клеточный лейкоз/лимфома взрослых
Т-ЛБГЛ — Т-клеточный лейкоз из больших гранулярных лимфоцитов
Т-ОЛЛ — острый Т-лимфобластный лейкоз
Т-ПЛЛ — Т-клеточный пролимфоцитарный лейкоз
ТФР — трансформирующий фактор роста
ФГА — фитогемагглютинин
ФИ — фосфатидилинозитол
ФИБФ — фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфат
ФИМФ — фосфатидилинозитолмонофосфат
ФКУ — фенилкетонурия
ФЛ — фолликулярная лимфома
ФлС — фосфолипаза С
ФНО — фактор некроза опухоли
ФФ — фетальная фракция
ХА — хромосомные аномалии
ХБ — хромосомные болезни
ХБП — хроническая болезнь почек
ХГ — хронический гепатит
ХГЧ — хорионический гонадотропин человека
ХЛЛ — хронический лимфоцитарный лейкоз
ХЛПЗ-NK — хроническое лимфопролиферативное заболевание из NK-клеток
ХМ — хиломикрон
ХМЛ — хронический миелолейкоз
ХП — хронический панкреатит
ХС ЛПВП — холестерин липопротеинов высокой плотности
ХС ЛПНП — холестерин липопротеинов низкой плотности
ХС ЛПОНП — холестерин липопротеинов очень низкой плотности
ХС не-ЛПВП — весь холестерин, за вычетом холестерина липопротеинов высокой плотности
ХС — холестерин
ЦИК — циркулирующие иммунные комплексы
ЦисС — цистатин С
ЦНС — центральная нервная система
ЦСЖ — цереброспинальная жидкость
ЩФ — щелочная фосфатаза
ЭДТА — этилендиаминтетрауксусная кислота
ЭКО — экстракорпоральное оплодотворение
ЭМА — эпителиальный мембранный антиген
ЭПР — электронный парамагнитный резонанс
ЭТС — эндогенные токсические субстанции
АМА — антимитохондриальные антитела
ANA — антиядерные антитела
ANP — предсердный натрийуретический пептид
В-ОЛЛ — острый В-лимфобластный лейкоз
В-ПЛЛ — В-клеточный пролимфоцитарный лейкоз
CPБ — С-реактивный белок
CD — кластер дифференцировки
CDbright - яркая экспрессия антигена
CDdim - слабая степень экспрессии антигена
CDmod - умеренная степень экспрессии антигена
CFTR — трансмембранный регуляторный белок муковисцидоза
CGH — показатель прямого светорассеяния
FISH — метод флюоресцентной in situ гибридизации
FSC — метод сравнительной геномной гибридизации
H-FABR — белок сердечного типа, связывающий свободные жирные кислоты
HbA1c - гликированный гемоглобин
HLA-DR — антигены лейкоцитов человека
hsCRP — высокочувствительный С-реактивный белок
HTLV-I — человеческий Т-клеточный вирус I типа
Ig — иммуноглобулин
IgH — экспрессия тяжелых цепей иммуноглобулинов
KIM-1 — молекула почечного повреждения-1
KIR — ингибиторные рецепторы NK-клеток
LKM-1 — антитела к микросомам печени и почек I типа
LTR — длинные концевые повторы
MGUS — моноклональная гаммапатия неопределенного значения
MPO — миелопероксидаза
NCRs — натуральные человеческие цитотоксические рецепторы
NGAL — липокалин, связанный с желатиназой нейтрофилов
NK — естественные (натуральные) киллеры
NO — оксид азота
NOS — острые миелоидные лейкозы, не классифицируемые иным образом
Nu — ядерная экспрессия антигена
OPN — остеопонтин
PAI-1 — ингибитор активатора плазминогена 1-го типа
PAPP-A — ассоциированный с беременностью протеин плазмы А
PDGF — тромбоцитарный фактор роста
PerCP — перидинхлорофилл протеин (белок хлорофилла)
Ph — филадельфийская хромосома
PSA — простатспецифический антиген
RARA — ген α-рецептора ретиноевой кислоты
rev — регулятор вируса
s/Sm — поверхностная (мембранная) экспрессия антигена
SLA/LP — антитела к растворимому антигену печени/поджелудочной железы
SMA — антитела к гладкой мускулатуре
SSC — показатель бокового светорассеяния
TAFI — активируемый тромбином ингибитор фибринолиза
tat — трансактиватор транскрипции
ТрI — кардиоспецифический тропонин I
ТрТ — кардиоспецифический тропонин Т
TcR — Т-клеточный рецептор
TdT — терминальная дезоксинуклеотидилтрансфераза
TFPI — ингибитор тканевого пути свертывания
vif — фактор инфекционной способности вируса
vWF — фактор Виллебранда
Глава 1. Дислипопротеинемии и атеросклероз
Атеросклероз - хроническое заболевание, характеризующееся специфическим поражением артерий эластического и мышечно-эластического типов в виде очагового разрастания в их стенках соединительной ткани в сочетании с липидной инфильтрацией внутренней оболочки, что приводит к органным и/или общим расстройствам кровообращения.
С развитием иммунной теории патогенеза атеросклероз рассматривается как хронический иммуновоспалительный процесс, который протекает по типу реакции гиперчувствительности замедленного типа. В данном случае антигенные стимулы исходят от перекисномодифицированных липопротеинов (ЛП). В роли медиаторов выступают цитокины, координирующие межклеточные взаимодействия при непосредственном участии факторов роста и модулирующие их функции [9, 11, 20].
Иммуновоспалительные процессы также могут способствовать индукции аутоиммунных реакций, которые развиваются при атеросклерозе. Основными антигенами при атеросклерозе, в ответ на которые продуцируются соответствующие антитела, являются модифицированные (окисленные) липопротеины низкой плотности (ЛПНП), а также белки теплового шока - HSP60 (Heat shock proteins). Окисленные ЛПНП становятся аутоантигенами. В ответ на их появление продуцируются антитела, в последующем формируются иммунные комплексы [20]. Эти процессы усугубляют течение атеросклероза, способствуют накоплению в макрофагах липидов и превращению их в "пенистые клетки".
В развитии воспалительного процесса участвуют и собственно клетки иммунной системы: лимфоциты, моноциты и клетки эндотелия. В иммунопатогенезе атеросклероза особая роль принадлежит межклеточным мессенджерам - хемокинам. При современной оценке атерогенеза с позиций иммунного воспаления кинетика клеток рассматривается с учетом экспрессии цитокинов и межклеточной кооперации: макрофаг - Т-лимфоцит - гладкомышечная клетка (ГМК). Активированные нейтрофилы и моноциты участвуют в "метаболическом взрыве", высвобождая активные радикалы, участвующие в реакциях перекисного окисления липидов. При этом происходит повреждение эндотелиоцитов с последующим формированием атеросклеротической бляшки. Экспрессия провоспалительных цитокинов и факторов роста сопровождается пролиферацией клеток [21].
В иммунопатогенезе атеросклероза принимают участие клетки эндотелия и ГМК, фибробласты, моноциты, макрофаги, нейтрофилы, Т- и В-лимфоциты, тромбоциты. Адгезию нейтрофилов и моноцитов на поверхности клеток эндотелия обеспечивают молекулы клеточного взаимодействия: интегрины - на мембране нейтрофилов и моноцитов, Е-селектин - на мембране эндотелия и Р-селектин - на поверхности тромбоцитов.
В ходе этих процессов происходит активная инфильтрация тканей циркулирующими в крови моноцитами и нейтрофилами. При этом активированные нейтрофилы участвуют в образовании активных форм кислорода, супероксид-радикалов, усиливающих перекисное окисление липидов и белков. Гибель фагоцитов приводит к активации синтеза клетками различных факторов клеточного взаимодействия - хемоаттрактантов и интерлейкинов (ИЛ). Для атеросклероза характерны специфические нарушения липидного обмена: блокада рецепторного поглощения клетками модифицированных ЛПНП и, как следствие, увеличение поглощения этих атерогенных частиц фагоцитами (скавенджер-захват). Блокирование рецепторного поглощения ЛПНП может быть связано с гиперхолестеринемией (ГХС), дислипидемией или недостаточным количеством специфических рецепторов [3]. В результате блокады рецепторного поглощения клетками атерогенных ЛП увеличивается продолжительность их циркуляции в сосудистом русле, а следовательно, модификация частиц и активный нерецепторный захват их функциональными фагоцитами (скавенджер-захват). В интиме артерий пролиферируют ГМК и наблюдается отложение липидов.
В процессе атеросклеротического воспаления ключевая роль принадлежит клеткам крови - моноцитам/макрофагам [45]. Роль макрофагов в иммунитете исключительно важна. Они обеспечивают фагоцитоз, переработку и представление антигена Т-клеткам, секретируют лизоцим, нейтральные протеазы, кислые гидролазы, аргиназу, многие компоненты комплемента, ингибиторы ферментов (анти-активатор плазминогена, α2 -макроглобулин), транспортные белки (трансферрин, фибронектин, транскобаламин II), нуклеозиды и цитокины: фактор некроза опухолей-α (ФНОα), интерлейкины (ИЛ-1, -8, -12). Доказано, что только модифицированные частицы ЛП дают провоспалительный эффект. Модифицированные ЛПНП вовлечены во многие этапы процесса воспаления, они активируют эндотелиальные клетки, продуцирующие макрофагальный хемотаксический протеин (MCP-1), который привлекает моноциты из просвета сосуда в субэндотелиальное пространство, способствуют ускорению дифференцировке моноцитов в макрофаги, вызывают выделение макрофагами цитокинов (ИЛ-1, ФНОα), делающих возможным проникновение моноцитов в субэндотелиальное пространство под влиянием MCP-1. На активированных макрофагах экспрессируются различные скавенджер-рецепторы. Некоторые из них могут распознавать различные формы модифицированных ЛПНП. Макрофаги, захватывая модифицированные ЛПНП посредством скавенджер-рецепторов, накапливают в своей цитоплазме липиды и превращаются в богатые липидами "пенистые клетки", которые являются характерным и отличительным признаком атеросклеротического процесса.
В целом иммунопатогенез атеросклероза имеет многогранный характер. Выделить ведущее звено в настоящее время вряд ли возможно. Однако экспериментальным путем уже установлены рецепторы, блокирование которых может привести к снижению интенсивности процесса, а также к дестабилизации атеросклеротической бляшки [21].
Таким образом, особенности метаболизма липидов, модификация ЛПНП нейтрофилами, фагоцитоз атерогенных липопротеинов моноцитами/макрофагами и образование "пенистых клеток" с последующим их некрозом и необратимым отложением липидов в стенку сосуда являются специфическими для атеросклероза и одновременно наименее изученными процессами.
Согласно меморандуму ВОЗ [66], ведущим фактором патогенеза атеросклероза являются нарушения (генетически детерминированные и приобретенные) метаболизма липопротеинов (ЛП). При этом наиболее ярким интегральным индикатором этих нарушений служат дислипопротеинемии (ДЛП). Те или иные варианты дисбаланса липопротеинового спектра крови свидетельствуют о различной степени риска формирования атеросклероза у конкретного больного. Однако в любом случае выявление и детальный анализ (фенотипирование) ДЛП, наряду с изучением других параметров метаболизма ЛП, составляют основу лабораторной диагностики ранних стадий атеросклеротического поражения. Более того, как показывает опыт ведущих стран Европы и США, профилактика атеросклероза и обусловленной им сердечно-сосудистой патологии должна быть направлена именно на коррекцию нарушений обмена ЛП.
Первый вариант классификации типов гиперлипопротеинемий (ГЛП), разработанный американскими специалистами [66], был одобрен и расширен экспертами ВОЗ. В дальнейшем обнаружение атерогенной роли ЛПНП привело к формированию нового понятия о дислипопротеинемиях. ДЛП - это отклонения от нормы в спектре липопротеинов, связанные с повышением, понижением содержания или отсутствием одного или двух классов ЛП в крови. В настоящее время ВОЗ принята классификация ГЛП, предложенная D. Fredrickson в 1965 г. [51], согласно которой выделяют несколько ее фенотипов. Следует подчеркнуть, что классификация не устанавливает диагноз, а лишь фиксирует тип ГЛП вне зависимости от того, является она приобретенной или наследственной. Классификация ДЛП представлена на рис. 1-1.

ДЛП может быть специфическим первичным проявлением нарушений в обмене липидов и ЛП, имеющих генетическую природу. Это первичные заболевания семейного характера (5–7% лиц, имеющих ДЛП). Значительную часть составляют первичные нарушения обмена ЛП, связанные с воздействием факторов внешней среды. ДЛП может встречаться как сопутствующий синдром при некоторых заболеваниях внутренних органов (вторичные ДЛП). Его выраженность во многом зависит от характера основного заболевания. При успешном лечении показатели обмена липидов и ЛП нормализуются без применения гиполипидемических препаратов [47]. Следует различать варианты ДЛП, связанные с нарушением метаболизма хиломикронов (ХМ), ЛП очень низкой плотности (ЛПОНП) и ЛПНП, а также ЛП высокой плотности (ЛПВП).
1.1. Классификация Всемирной организации здравоохранения
Согласно классификации ВОЗ, принято выделять пять типов ГЛП: I, IIa, IIб, III, IV, V, отличающихся нарушением обмена тех или иных ЛП. На практике врачу чаще приходится встречаться с типами IIa, IIб, IV. Эта классификация удобна тем, что описывает спектр ЛП при наиболее распространенных вариантах ГЛП. Однако здесь не принимаются во внимание первичные (генетически предопределенные) и вторичные (обусловленные как ответ на факторы окружающей среды или основное заболевание) причины нарушений. В этой классификации не учитывается концентрация холестерина (ХС) ЛПВП, хотя эта величина существенно влияет на вероятность развития ишемической болезни сердца (ИБС) у больных с гиперлипидемией. Необходимо помнить, что тип ГЛП у пациента может измениться под влиянием диеты, изменения массы тела и лечения. Система фенотипирования, несмотря на недостатки, привлекла внимание к природе метаболических нарушений гиперлипидемий и позволила искать рациональные подходы в их диагностике и лечении.
1.2. Гиперлипопротеинемии
1.2.1. I тип: гиперхиломикронемия
Гиперхиломикронемия (семейная гиперхиломикронемия, индуцированная жирами липемия) - результат нарушения лизиса хиломикронов (ХМ), связанного с аутосомно-рецессивным дефицитом липопротеинлипазы в капиллярах жировой ткани, а следовательно, и в плазме крови. Встречается крайне редко, проявляется в детском возрасте коликами в верхнем отделе живота, панкреатитом, гепатоспленомегалией. Последняя обусловлена усиленным захватом ХМ из кровотока клетками ретикулоэндотелиальной системы (РЭС) в печени и селезенке. Причиной абдоминальных болей у пациентов со спленомегалией является инфаркт селезенки. Диагностируется на основании высокого уровня триглицеридов (ТГ) в сыворотке крови, снижения активности липопротеинлипазы, наличия мутной сыворотки. При увеличении содержания ТГ в плазме крови до 17,0 ммоль/л и выше отмечается появление эруптивных ксантом, которые не имеют определенной локализации и легко рассасываются при нормализации уровня ТГ. У больных с I типом ГЛП не развивается атеросклероз и не встречается ИБС. В качестве вторичного этот тип ГЛП может наблюдаться при гипотиреозе, алкоголизме, диабетическом ацидозе.
1.2.2. II тип: гипер-β-липопротеинемия
Гипер-β-липопротеинемия (синонимы: семейная ГХС, множественная бугорчатая ксантома) делится на два подтипа - IIа и IIб.
Гиперлипопротеинемия IIа характеризуется повышенным содержанием ЛПНП (β-ЛП) при нормальном содержании ЛПОНП (пре-β-ЛП), обусловлена замедлением метаболизма ЛПНП и элиминации ХС. Это наиболее серьезная патология обмена ЛП: степень риска развития ИБС у таких пациентов возрастает в 20 раз по сравнению со здоровыми людьми. Проявляется ранним атеросклерозом (коронаросклероз, инфаркт миокарда - ИМ), ксантоматозом, коагулопатией. Встречается сравнительно часто. Содержание ХС в плазме крови у гомозиготных больных часто превышает 18 ммоль/л (700 мг/дл), а в наиболее тяжелых случаях может достигать 25 ммоль/л (1000 мг/дл). У гетерозиготных больных оно колеблется в пределах 7,75–13 ммоль/л. При спорадических формах содержание ХС ниже, в диапазоне 6,7–9 ммоль/л [9]. Болезнь передается по аутосомно-доминантному типу наследования. Диагноз ставят на основании анализа липидного спектра крови пациентов и их близких родственников. Наиболее частой причиной изолированной ГХС (IIa тип гиперлипидемии) является полигенная ГХС. Семейная ГХС, обусловленная структурным дефектом белка апоB-100, выявлена методом ДНК-зондов. Дефект в структуре апоB-100 вызван заменой глутамина в положении 3500 на аргинин. Мутантная форма апоB-100 вызывает ослабление взаимодействия ЛПНП со специфическими рецепторами. Последнее приводит к увеличению времени циркуляции частиц ЛПНП в крови при нормальном функционировании апоB-, E-рецепторов. Полигенная ГХС обусловлена сочетанным действием ряда генов, дефектные белковые продукты которых способствуют увеличению уровня ХС в крови. Она встречается у пациентов с невыявленной патологией в функционировании рецепторной системы элиминации из крови частиц ЛПНП. Концентрация ОХС и ХС ЛПНП при полигенной семейной ГХС меньше, чем при гетерозиготной семейной ГХС. Преждевременное возникновение ИБС - характерное явление. Для этой формы не характерен ксантоматоз, встречается липоидная дуга роговицы.
Вторичная форма ГЛП IIа может быть вызвана избытком жиров (ХС) в питании, гипотиреозом, заболеваниями печени, нефротическим синдромом, гиперкальциемией, порфирией.
Гиперлипопротеинемия IIб характеризуется повышенным содержанием ЛПНП и ЛПОНП. Встречается в популяции с частотой 1 на 100. У больных отсутствуют ксантомы сухожилий, а ИБС возникает в зрелом возрасте.
Ключевым в патогенезе заболевания является увеличение синтеза апопротеина В-100 печенью, что, в свою очередь, сопровождается повышенным содержанием богатых триглицеридами липопротеинов в плазме. Содержание ОХС может составлять 5,0–10,0 ммоль/л (250–350 мг/дл). Диагноз ставится при обнаружении повышенного уровня холестерина, триглицеридов, β- и пре-β-ЛП, сниженной толерантности к глюкозе.
В качестве вторичной формы может сопровождать сахарный диабет (СД), заболевания печени.
1.2.3. III тип: дис-β-липопротеинемия
Дис-β-липопротеинемия (синонимы: ремнантная гиперлипидемия, семейная ГХС с гиперлипемией, "флотирующая" ГЛП, индуцированная углеводами гиперлипемия), вызывается замедленным метаболизмом ЛПОНП.
Она характеризуется увеличением количества липопротеинов промежуточной плотности (ЛППП), проявляющимся высоким содержанием ХС и ТГ. Проявляется ранним атеросклерозом многих артерий, в том числе сосудов нижних конечностей, и высокой вероятностью раннего развития ИБС. Встречается с частотой 1 на 5000. В основе дисбеталипопротеинемии лежит полиморфизм гена апопротеина Е. Нормальный фенотип апопротеина Е (апоЕ) обозначается как Е-3, а III тип гиперлипидемии вызван наличием изоформы апоЕ-2, который эффективно не связывается с апоВ/Е-рецепторами клеток и рецепторами к ремнантным ЛП. Это приводит к нарушению удаления липопротеинов промежуточной плотности и их накоплению. При дис-β-липопротеинемии ЛППП обладают β-подвижностью при электрофорезе, они обогащены эфирами ХС, захватываются макрофагами. Поскольку этот путь катаболизма уровнем внутриклеточного ХС по механизму обратной связи не регулируется, то в результате макрофаги могут превращаться в пенистые клетки, что способствует развитию и ускорению атеросклероза.
Дис-β-липопротеинемия чаще проявляется по апоЕ-2 у гомозигот. Диагностируют дис-β-липопротеинемию по выявлению изоформ апоЕ. Диагноз подтверждает отношение ХС ЛПОНП/триглицериды плазмы более 0,3.
1.2.4. IV тип: гипер-пре-β-липопротеинемия
Гипер-пре-β-липопротеинемия является семейной эндогенной гипертриглицеридемией - ГТГ (cемейная эссенциальная гиперлипемия). Встречается с частотой 1 на 300. Она характеризуется повышенным уровнем ЛПОНП (пре-β-ЛП) и ТГ. Уровень ТГ находится в пределах 2,3–5,7 ммоль/л (200–500 мг/дл), концентрация ХС ЛПВП снижена, ОХС - в норме или умеренно повышена.
Причиной развития ГТГ предположительно считают повышенное образование ЛПОНП в печени, замедленный их катаболизм или то и другое вместе взятые. Эруптивные ксантомы образуются при содержании ТГ в крови более 17,0 ммоль/л, они легко рассасываются при нормализации уровня ТГ. ГТГ более 22,6 ммоль/л (2000 мг/дл) придает артериям и венам сетчатки кремово-белый цвет (липемия сетчатки). При повышении уровня ТГ в крови более 11,3 ммоль/л (1000 мг/дл) могут появляться признаки возникновения панкреатита.
Гипер-пре-β-липопротеинемия может быть проявлением вторичных нарушений липидного обмена. Нередко она сочетается с СД. Как вторичная форма сопровождает гликогенозы, подагру, алкоголизм, синдром Кушинга, гипофункцию гипофиза, нарушения переваривания липидов. Диагностируется лабораторно при повышенном содержании пре-β-липопротеинов и триглицеридов.
1.2.5. V тип: гиперхиломикронемия и гипер-пре-β-липопротеинемия
Гиперхиломикронемия и гипер-пре-β-липопротеинемия (комбинированная липемия) характеризуется увеличенным содержанием хиломикронов и пре-β-липопротеинов, а также триглицеридов. Уровень холестерина нормален или слегка повышен, активность липопротеинлипазы часто снижена. В отличие от I типа ГЛП, V тип редко выявляют в детском возрасте. Наблюдаются эруптивные ксантомы. Плазма крови, как правило, мутная; при ее стоянии всплывает сливкообразный слой ХМ, инфранатант при этом остается мутным. Содержание ТГ нередко превышает 5,65 ммоль/л, а ХС - 7,75 ммоль/л. Молярное отношение ХС/ТГ в плазме крови колеблется в пределах 0,35–1,4. Проявляется ожирением, острыми и хроническими панкреатитами, ангиопатиями, увеличением печени и селезенки, имеется склонность к внезапным приступам абдоминальной колики (обычно вследствие панкреатита), часто сочетается с СД. Обычно нет четкой связи между V фенотипом и развитием атеросклероза. Выраженная гипертриглицеридемия, характерная для этого фенотипа, опасна развитием острого панкреатита.
1.3. Другие типы гиперлипопротеинемий и дислипопротеинемий, не вошедшие в основную классификацию
Гипер-α-липопротеинемия (синоним: гипер-α-холестеринемия) характеризуется повышенным содержанием ЛПВП (α-ЛП) при нормальном уровне остальных фракций ЛП, обнаруживается среди лиц с нормальным содержанием липидов в крови. Это вариант благоприятного соотношения липопротеиновых фракций крови в плане развития атеросклероза и продолжительности жизни.
Гипо-α-липопротеинемия (синоним: гипо-α-холестеринемия) характеризуется пониженным содержанием ЛПВП (α-ЛП) при нормальной концентрации остальных фракций ЛП. Неблагоприятное снижение уровня ЛПВП является фактором повышенного риска развития атеросклероза и ИБС вне зависимости от других липидных показателей.
Ан-α-липопротеинемия (известна также под названием "тенжерская болезнь") характеризуется отсутствием фракции ЛПВП и низким уровнем ЛПНП в крови при резком возрастании (в 25–150 раз) содержания эфиров ХС в миндалинах, селезенке, лимфатических узлах вследствие элиминации их клетками РЭС. Развитие атеросклероза и ИБС не характерно.
Гипо-β-липопротеинемия характеризуется пониженным содержанием ЛПНП, низким содержанием ХС и ТГ в плазме крови. Концентрация ЛПНП в крови составляет 1/8–1/16 от нормального уровня. Плазма крови у лиц с этим типом ДЛП прозрачная, содержание α-ЛП нормальное, концентрация пре-β-ЛП может быть снижена, ХМ отсутствуют. Клиническая симптоматика специфична и вариабельна, ИБС встречается редко.
В медицинской литературе предлагаются и другие варианты классификации дислипопротеинемий, в которых основное внимание концентрируется на генетических факторах, обусловливающих распространение тех или иных типов ДЛП среди родственников. В табл. 1-1 приводится одна из таких классификаций [15, 55, 61].
Тривиальное название | Тип ДЛП | Причины | Связь с атеросклерозом | Частота встречаемости в популяции |
---|---|---|---|---|
Семейная гиперхиломикронемия |
I или V |
Дефицит ЛППЛ или апоC-II |
– |
1:106 |
Семейная гиперхолестеринемия:
|
IIa |
Дефицит ЛПНП-рецепторов (апоB-рецепторов) |
++++ ++ |
1:106 1:500 |
Семейная гиперхолестеринемия, обусловленная структурным дефектом апоB-100 |
IIa |
Нарушение катаболизма ЛПНП. Дефект апоB (мутация 3500) |
+++ |
1:500–1:600 |
Семейная комбинированная гиперлипидемия |
IIa, IIб или IV |
Повышенный синтез апоB-100 |
++ |
1:100–1:300 |
Полигенная гиперхолестеринемия |
IIa |
Нет данных |
+ |
Нет данных |
Семейная дис-β-липопротеинемия (ремнантная гиперлипидемия) |
III |
Гомозиготный тип E2 /E3 . Усиленное образование ЛПОНП. Нарушение катаболизма ремнантных частиц |
++ |
1:5000 |
Семейная гипертриглицеридемия |
IV |
Усиленное образование и замедленный клиренс триглицеридов ЛПОНП |
+ |
1:500 |
Семейная гипер-a-липопротеинемия |
– |
Усиленное образование ЛП(a) |
+++ |
Нет данных |
Семейная гипер-α-липопротеинемия |
– |
Повышенный уровень ЛПВП. Усиленное образование апоA-I. Дефицит белка, переносящего эфиры холестерина. Замедленный катаболизм ЛПВП |
– |
Нет данных |
Примечание : ДЛП - дислипопротеинемия; ЛП - липопротеины; ЛПВП - липопротеины высокой плотности; ЛПОНП - липопротеины очень низкой плотности; ЛПВП - липопротеины низкой плотности; ЛППЛ - липопротеинлипаза.
1.4. Диагностическое значение определения холестерина в крови и отдельных классов липопротеинов
В крови ХС находится в основном в форме эфиров ХС с полиеновыми жирными кислотами в составе ЛПНП, то есть с каждой молекулой ХС в крови связана эссенциальная полиеновая жирная кислота. Это означает, что ХС методически отражает содержание в крови эссенциальных поли-ЖК, которые клетки не могут поглотить, во-первых, и чем выше в крови уровень ХС, точнее связанного ХС в виде эфиров с полиеновыми ЖК, тем более выражен в клетках дефицит полиеновых ЖК, во-вторых. Ряд авторов считает, что именно поэтому с ХС крови коррелируют клинические, функциональные и биохимические проявления атеросклероза [5, 33].
В норме после поглощения клетками ЛПНП и гидролиза кислой холестеролэстеразой лизосом эфиров ХС, содержащих полиеновые ЖК, ХС покидает клетки и поступает в ЛПВП, то есть все молекулы ХС, которые переносят ЛПВП-2, ранее содержались в ЛПНП. В том случае, когда ЛПНП поглощаются фагоцитами, гидролиз эфиров ХС с полиеновыми ЖК не происходит, а количество ХС, который выходит из клеток, значительно меньше. Таким образом, повышение в крови содержания ХС ЛПНП отражает количество эссенциальных полиеновых ЖК, которые не могут поглотить высокодифференцированные и специализированные клетки: нейроциты, базофилы аденогипофиза, сетчатки глаза, гломерулярной мембраны почек, β-клетки островков Лангерганса поджелудочной железы, сперматоциты - путем апоВ-100-рецепторного эндоцитоза в составе ЛПНП. Снижение содержания ХС ЛПВП отражает количество полиеновых ЖК, которые поглощают фагоциты.
Оба теста (ХС ЛПНП и ХС ЛПВП) синхронно отражают атеросклеротическое поражение рыхлой соединительной ткани и интимы артерий.
В триглицеридах содержатся насыщенные ЖК, поэтому гипертриглицеридемия является тестом нарушенного поглощения клетками насыщенных ЖК.
Гиперхолистеринемия является тестом нарушенного поглощения клетками эссенциальных полиеновых ЖК, а гипертриглицеридемия - тестом нарушенного поглощения насыщенных ЖК. По мнению ряда авторов, эти тесты отражают два разных вида патологии - патологию насыщенных ЖК и патологию полиеновых ЖК [32, 33, 68].
1.5. Программы и алгоритмы лабораторной диагностики дислипопротеинемий
Современный алгоритм обследования пациентов состоит из следующих основных этапов:
Лабораторная диагностика ДЛП включает скрининговые и диагностические исследования, а также мониторинг проводимой терапии [16, 19].
1.5.1. Скрининговое исследование
Скрининг с целью выявления сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) рекомендуется проводить у всех мужчин старше 40 лет и у всех женщин старше 50 лет [12].
Уже на этапе скрининга нужно выявить основные факторы риска развития атеросклероза и его осложнений (табл. 1-2).
Факторы риска | Параметры |
---|---|
Возраст |
Мужчины >45 лет, женщины >55 лет или с ранней менопаузой |
Курение |
Вне зависимости от количества |
Артериальная гипертензия |
Артериальное давление ≥140/90 мм рт.ст. или постоянный прием антигипертензивных препаратов |
Сахарный диабет 2-го типа |
Глюкоза натощак >6,0 ммоль/л и 7,0 ммоль/л (капиллярная и венозная кровь, соответственно) |
Раннее начало ишемической болезни сердца у ближайших родственников (отягощенная наследственность) |
Инфаркт миокарда или нестабильная стенокардия у мужчин в возрасте <55 лет, у женщин <65 лет |
Семейная гиперлипидемия по данным анамнеза |
IIa, IIb и III тип |
Абдоминальное ожирение |
Объем талии: у мужчин ≥94 см, у женщин ≥80 см или индекс массы тела ≥30 кг/м2 |
Хроническое заболевание почек |
Хроническая почечная недостаточность со снижением скорости клубочковой фильтрации <60 мл/мин или гломерулонефрит, тубулоинтерстициальный нефрит, пиелонефрит, структурные патологии почек |
Ожирение |
Повышение индекса массы тела >25 кг/м2 |
На первом этапе обследования собирается анамнез, во время которого выясняется наличие у пациента ИБС, АГ, СД [46], атеросклероза периферических артерий, семейной ГХС, МС, ожирения, хронических заболеваний почек. При сборе семейного анамнеза, особое внимание следует уделять раннему проявлению ССЗ у родственников пациента первой линии родства (мужчины моложе 55 лет, женщины моложе 65 лет).
Лабораторное обследование включает общий анализ крови, общий анализ мочи, биохимические исследования (ОХС, глюкоза, креатинин). На этом этапе врач проводит предварительную оценку уровня ССР по шкале SCORE (Systemic Coronary Risk Evaluation) и определяет, к какой категории риска относится пациент (рис. 1-2). Настоящая шкала применяется в странах с высоким уровнем смертности от ССЗ (куда относится и Россия) и включает в себя оценку следующих факторов: возраст, пол, курение, уровни систолического АД и ОХС. Показатели, определяемые с помощью системы SCORE, могут отличаться в разных популяциях в зависимости от распространенности факторов риска и смертности от ССЗ. Откалиброванные версии для конкретной страны доступны для многих европейских стран и могут быть найдены на http://www.heartscore.org.

10-летний риск оценки смертельных исходов от ССЗ в популяциях с высоким риском основан на следующих факторах риска: возраст, пол, курение, систолическое АД и общий ХС.
Для оценки риска смерти пациента от сердечно-сосудистой патологии в ближайшие 10 лет следует выбрать колонку в соответствии с полом, возрастом и статусом курения пациента. В найденной колонке следует отыскать ячейку, максимально соответствующую уровню систолического АД и уровню ОХС данного пациента. В зависимости от полученного значения пациента относят к определенной категории риска. Шкала SCORE позволяет определить не только вероятность смертельного события, но и оценить общий риск развития ИБС, исходя из того, что для мужчин риск развития ИБС примерно в три раза выше, чем риск развития смертельного исхода от ССЗ. Например, риск, оцениваемый в 5% смертельного исхода по шкале SCORE, трансформируется в риск развития ИБС путем умножения на 3, то есть составит 15%; этот коэффициент у женщин равен 4.
1.5.1.1. Категории риска
Оценка категории риска важна для выработки оптимальной тактики ведения и наблюдения пациента, для использования эффективных немедикаментозных и медикаментозных методов в профилактике и лечении. В соответствии с последними рекомендациями выделяют четыре категории риска: очень высокий, высокий, умеренный и низкий риск.
Категории риска ИБС определяют, используя базу данных Фремингемского исследования. Риск ИБС >20% означает, что более чем у 20 из 100 пациентов этой категории в ближайшие 10 лет возможна смерть от ИБС или развитие нефатального ИМ.
Категория очень высокого риска:
-
больные ИБС и/или симптомным атеросклерозом периферических артерий, ишемическим инсультом, подтвержденными диагностическими методами (коронарная ангиография, радионуклидные методы исследования, стресс-эхокардиография, дуплексное сканирование артерий);
-
больные с СД 2-го типа с поражением органов-мишеней (микроальбуминурия), либо больные с СД 1-го типа с длительностью течения более 20 лет;
-
больные с ХПН и явлениями почечной недостаточности от умеренной до тяжелой степени [скорость клубочковой фильтрации (СКФ) <30 мл/мин/1,73 м2 ];
На основании ряда клинических исследований, выполненных в последние годы, внутри категории очень высокого риска предполагается выделить категорию лиц с экстремальным риском. К экстремальному риску следует отнести:
-
сочетание клинически значимого ССЗ, вызванного атеросклерозом, с СД 2-го типа и/или с семейной СГХС;
-
сердечно-сосудистое осложнение у пациента с АССЗ, несмотря на оптимальную гиполипидемическую терапию и/или достигнутый уровень ХС ЛПНП ≤1,4 ммоль/л;
-
два и более сердечно-сосудистых осложнения в течение 2 лет, несмотря на оптимальную гиполипидемическую терапию и/или достигнутый уровень ХС ЛПНП ≤1,4 ммоль/л (желательно ≤1,0 ммоль/л).
Категория высокого риска:
В рекомендациях по ведению больных с дислипидемиями 2019 г. [26] представлена обновленная версия широко применяемой шкалы SCORE, позволяющей оценить риск развития фатального ССЗ в течение ближайших 10 лет. Новая шкала позволяет определять риск у людей в возрасте до 70 лет, а не 65, как это было ранее. В новом варианте SCORE пересмотрено сочетанное влияние факторов и возраста на ССР, в результате уменьшена завышенная оценка риска у пожилых людей в исходной диаграмме SCORE. Кроме того, в новую версию SCORE не включен уровень общего холестерина (ОХС) 8 ммоль/л, так как лица с таким уровнем ОХС автоматически должны быть отнесены как минимум к категории высокого ССР. Доказано, что лиц с выраженным повышением уровня ХС следует относить к категории высокого риска, но и в шкале SCORE, и в предыдущей версии рекомендаций по дислипидемиям в оценке риска учитывалась только концентрация ОХС. Согласно этим же Рекомендациям, все пациенты с уровнем ХС ЛПНП >4,9 ммоль/л (>190 мг/дл) вне зависимости от наличия ССЗ атеросклеротического генеза относятся к категории высокого риска, а следовательно, требуют назначения гиполипидемической терапии. В post-hok анализе исследования WOSCOPS было показано преимущество такого подхода в первичной профилактике: снижение риска ИБС на 28%, сердечно-сосудистой смертности на 25% и общей смертности на 18% в результате лечения правастатином 40 мг/сут в течение 20 лет [65].
Повышенный уровень ЛП(а) ассоциирован с увеличением риска развития ССЗ атеросклеротического генеза. Показано, что уровень ЛП(а) >180 мг/дл по риску развития ССЗ атеросклеротического генеза является эквивалентом семейной ГХС [67], в связи с чем вне зависимости от риска, определенного по шкале SCORE, у пациента с повышенным уровнем ЛП(а), согласно новым рекомендациям, как минимум высокий ССР.
Категория умеренного риска:
Большинство людей среднего возраста в популяции относятся к этой группе. Именно у них чаще всего возможна либо переоценка, либо недооценка ССР. При оценке риска в этой группе необходимо учитывать такие факторы, как преждевременное развитие ССЗ в семье пациента, низкий уровень физической активности, абдоминальный тип ожирения, низкий уровень ХС ЛПВП, повышенные уровни ТГ, CРБ, ЛП(а), апоB. В этой группе в первую очередь показано проведение дополнительных инструментальных методов обследования для выявления атеросклероза, протекающего без клинических проявлений.
Категория низкого риска:
Это, как правило, лица молодого возраста без отягощенной наследственности и в большинстве случаев не нуждающиеся в проведении специальных дополнительных методов обследования.
Для более точной оценки риска в сомнительных случаях рекомендуется провести дополнительные биохимические методы обследования. У пациентов, у которых при первичном обследовании выявлены повышенные цифры ОХС, необходимо определить развернутый липидный профиль, который включает в себя помимо ОХС, ТГ, липопротеины низкой и высокой плотности и ЛП(а). Определение липидного профиля позволит получить представление о типе гиперлипидемии у конкретного пациента.
Основным скрининговым показателем является содержание ОХС (рис. 1-3). Выделяют умеренную ([ХС] = 5,17–6,45 ммоль/л или 200–250 мг/дл), выраженную ([ХС] >6,5 ммоль/л или 250 мг/дл), среднюю ([ХС] = 6,5–7,8 ммоль/л или 200–300 мг/дл) и тяжелую ([ХС] >7,8 ммоль/л или >300 мг/дл) ГХС.

Критерии оценки ГЛП за последние годы неоднократно пересматривались. Уровни ХС и ТГ, соответствующие понятиям нормы, умеренное повышение, ГХС, ГТГ и комбинированная гиперлипидемия, устанавливаемые на основе клинических подходов, представлены на рис. 1-3 [17, 36].
В настоящее время в скрининговых исследованиях принято определять уровень ХС у мужчин 35–65 лет и женщин 45–65 лет [42]. У людей более раннего возраста обследование проводят при подозрении на семейную ДЛП, или в присутствии двух других факторов риска ИБС (табл. 1-3).
Образ жизни | Биохимические и физиологические параметры (модифицируемые факторы) | Личностные параметры (немодифицируемые факторы) |
---|---|---|
|
|
|
К факторам повышенного риска ИБС относятся: мужской пол, курение, АГ, СД, ожирение (превышение массы тела на 30% и более от нормы), ГХС, низкий уровень ЛПВП, а также ИБС и заболевания периферических сосудов или сосудов головного мозга у близких родственников. При содержании в крови ОХС ниже 5,0 ммоль/л повторное исследование проводят через 5 лет. При концентрации ХС в диапазоне 5,0–6,0 ммоль/л и наличии одного фактора риска ИБС необходимы ежегодное определение уровня ХС и оценка факторов риска. Если содержание ХС превышает 6,0 ммоль/л, или в присутствии двух и более факторов риска, или уже имеются клинические признаки ИБС, показано углубленное диагностическое исследование. Скрининг мужчин до 35 лет и женщин до 45 лет оправдан только при наличии двух и более факторов риска, манифестировании заболевания или предполагаемой семейной ГХС.
Логическая структура диагностики ДЛП при первичном и скрининговом исследованиях представлена на рис. 1-4 и 1-5.


1.5.2. Диагностическое исследование
Целью следующего этапа диагностического поиска является выявление типа (фенотипирование) ДЛП. Необходимо провести определение интенсивности атеросклеротического процесса и оценку суммарного риска развития или прогрессирования ИБС (рис. 1-6).

Выделение группы вторичных дислипопротеинемий осуществляется на основании диагностики заболеваний, способных приводить к развитию ДЛП (табл. 1-4).
Патологический процесс | Тип дислипопротеинемии | Генез |
---|---|---|
Сахарный диабет |
I, IV, V |
Снижение активности липопротеинлипазы |
Острый и хронический панкреатит |
IV, V |
Неизвестен |
Холестатические формы хронических гепатитов |
II |
Нарушение секреции липидов |
Первичный билиарный цирроз. Длительная задержка желчевыделения |
II |
Нарушение синтеза липопротеинов |
Нефротический синдром |
II, IV, V |
Повышенное образование липопротеинов и триглицеридов |
Уремия |
IV |
Повышенное образование ЛПОНП и их замедленный распад. Увеличение содержания триглицеридов |
Гипотиреоз |
II, IV |
Пониженный катаболизм липидов |
Гипофизарная недостаточность |
IV |
Пониженный катаболизм липидов |
Хронический алкоголизм |
IV, V |
Снижение активности липопротеинлипазы, повышенный синтез липопротеинов. Повышение активности γ-глутамилтрансферазы |
Подагра |
IV, V |
Повышенный синтез триглицеридов |
Ожирение |
Повышенный синтез ХС и апоB |
|
Прогрессирующая частичная липодистрофия |
IV или V |
Неизвестен |
Болезни накопления (болезнь Гоше, нарушения запасания гликогена) |
I |
Гипертриглицеридемия исчезает после операции портокавального шунтирования |
Системная красная волчанка. Миеломатоз |
III |
Наличие в кровотоке аномальных иммуноглобулинов, связывающих липопротеины, ферменты или рецепторы |
Тяжелая перемежающаяся порфирия. Повторные кровопускания при полицитемии |
V |
Повышение содержания ЛПНП в крови |
Отравления хлорсодержащими углеводородами (полихлорированные диоксины, дибензофураны, полихлорированные дифенилы, а также хлорорганические пестициды) |
Гиперхолестеринемия как следствие диоксин-опосредованного гипотиреоза |
|
Ятрогенные нарушения, вызванные:
Терапия иммунодепрессантами (глюкокортикоиды, циклоспорин). Применение некоторых других лекарств (фенитоин, барбитураты, циметидин). Использование эстрогенов в качестве противозачаточных средств |
Гиперлипидемические расстройства (ХС и ТГ↑↑). Снижение активности липопротеинлипазы, обусловленное ингибированием аденилатциклазы адипоцитов. Индуцированное стероидами усиление синтеза ЛПОНП. Нарушение циклоспорином катаболизма ЛПНП. Повышение содержания ХС ЛПВП. Высокая триглицеридемия |
Примечание : ЛПВП - липопротеины высокой плотности; ЛПНП - липопротеины низкой плотности; ЛПОНП - липопротеины очень низкой плотности; ТГ - триглицериды; ХС - холестерин.
При отсутствии заболеваний, приводящих к формированию ДЛП, ставится предварительный диагноз первичных ДЛП.
1.5.2.1. Фенотипирование дислипопротеинемий
Для установления типа ДЛП используются следующие лабораторные данные и расчетные показатели [9]:
Наиболее важным из них является подтверждение повышенного уровня липидов в сыворотке или плазме крови после ночного, более чем 10-часового голодания. Следует определить содержание ОХС, ТГ, ХС ЛПВП и рассчитать коэффициент атерогенности. По возможности следует определить содержание апоB, апоA-1 и α-ЛП, а также фенотип апоE [15, 22, 44]. Для установления различий I, III и V типов ГЛП полезно также провести электрофорез липопротеинов и фенотипирование апоE. При углубленном обследовании проводят электрофорез в агарозном геле для обнаружения ЛП-X, определение активности лецитинхолестеринацилтрансферазы, постгепариновой липолитической активности и анализ жирнокислотного состава эфиров холестерина плазмы. Для проведения этих тестов требуются специальное оборудование и реактивы, имеющиеся в исследовательских лабораториях [13, 18].
Дополнительно к характеристике природы и тяжести ГЛП следует выявить причины, которые могут вызвать развитие вторичной ГЛП. Для этого проводят полное биохимическое обследование, в том числе тестирование функций печени, почек, поджелудочной и щитовидной желез (тироксин, тиреотропный гормон), определение концентрации глюкозы в плазме крови, взятой натощак. Помимо перечисленного, может потребоваться также определение активности γ-глутамилтрансферазы (как показатель потребляемого алкоголя), электрофорез белков сыворотки крови (для выявления парапротеинемии) и определение активности креатинкиназы при подозрении на миопатию у больных, подвергшихся лечению гиполипидемическими препаратами [18].
Диагностику ДЛП и ее отдельных типов осуществляют в следующей последовательности.
Выявление гиперлипидемии
При выявлении ГЛП решают следующие задачи:
Наиболее простой способ скринингового выявления ДЛП - визуальная оценка свойств сыворотки крови обследуемого после инкубации ее на холоде (+4 °C) в течение 18–24 ч (табл. 1-5).
Тип ДЛП | Свойства сыворотки крови |
---|---|
I |
Прозрачная или слегка мутная; в верхней части - сливкообразный слой |
IIa IIб |
Прозрачная, может иметь желто-оранжевый оттенок. Слегка или умеренно мутная |
III |
От опалесцирующей до очень мутной; иногда в верхней части наблюдается сливкообразный слой над опалесцирующей сывороткой |
IV |
От опалесцирующей до очень мутной |
V |
От опалесцирующей до очень мутной; в верхней части - сливкообразный слой |
Необходимо подчеркнуть, что прозрачность сыворотки не позволяет исключить ДЛП, так как при изолированном увеличении содержания β-липопротеинов помутнения не наблюдается. Однако, несмотря на сугубо ориентирующий характер результатов визуальной оценки, такие данные важны с точки зрения установления самого факта ДЛП, которая должна быть далее подтверждена и детально изучена биохимическими методами.
Определение содержания ХС и триглицеридов (ТГ) в плазме или сыворотке крови позволяет предварительно решить вопрос, о каком типе ДЛП может идти речь, но для окончательного заключения необходимы дополнительные исследования. Возможен и другой путь: сначала при помощи электрофореза в полиакриламидном геле выявляют, содержание каких ЛП увеличено, а затем уточняют диагноз. Первый путь предпочтительнее, так как нормальные величины ХС и ТГ делают ненужными остальные исследования, в то время как данные электрофоретических исследований дают качественные результаты, которые еще не позволяют с уверенностью исключить сам факт ГЛП.
В настоящее время нет пригодных для практических лабораторий способов определения всех классов липопротеинов, необходимых для постановки диагноза, поэтому приходится прибегать к косвенным методам, например, судить о составе ЛП по соотношению ХС и ТГ в них.
По этой причине определение в крови ХС и ТГ, фосфолипидов, а также некоторые другие пробы представляют собой единый лабораторно-диагностический процесс, направленный на выявление и типирование ГЛП. Результаты этих исследований должны рассматриваться совместно.
Вслед за установлением факта ГЛП необходим детальный анализ ее особенностей и причин, так как только на этом основании может быть разработана рациональная терапия и, в известной мере, определен прогноз заболевания [28].
Сопоставление результатов определения ХС и ТГ и внешнего вида плазмы крови может дать в ряде случаев информацию о типах ДЛП без проведения дополнительных исследований. При этом нужно учитывать следующее:
-
высокое содержание ХС и нормальный уровень ТГ для лиц старше 30 лет при наличии прозрачной плазмы крови свидетельствует о II типе ДЛП;
-
высокое содержание ТГ, нормальный или слегка повышенный уровень ХС при наличии равномерно мутной плазмы крови и отсутствии ХМ сопровождают IV тип ДЛП;
-
очень высокий уровень ТГ, нормальное или слегка повышенное содержание ХС при наличии ХМ отмечают при I или V типах ДЛП;
-
повышенное содержание ХС и ТГ наблюдают при IIб, III и IV типах ДЛП.
Однако для достоверного установления типа ДЛП необходимо исследование липопротеинового спектра крови. В табл. 1-6 дана характеристика различных классов липопротеинов, определяемых методами электрофореза или дифференциального ультрацентрифугирования [11].
Показатели |
Хиломикроны |
ЛПОНП |
ЛПНП |
ЛПВП |
ЛПОВП |
|||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
ЛПНП1 (ЛППП) |
ЛПНП2 |
ЛПВПобщ |
ЛПВП2 |
ЛПВП3 |
||||
Средняя гидратированная плотность частиц, г/мл |
0,93 |
0,97 |
1,012 |
1,035 |
1,130 |
1,090 |
1,150 |
1,230 |
Границы солевой плотности для выделения липопротеинов, г/мл |
1,006 |
1,006 |
1,006–1,019 |
1,019–1,063 |
1,063–1,25 |
1,08–1,125 |
1,125–1,21 |
1,21–1,25 |
Диаметр частиц, нм |
100 |
25–75 |
22–24 |
19–23 |
6–12 |
7–12 |
6–7 |
7 |
Молекулярная масса, ×106 , Да |
500 |
5–13 |
3,9–4,8 |
2,7–4,0 |
1,5–4,0 |
3,60–3,86 |
1,48–1,86 |
1,5 |
Скорость флотации (Sf) |
>400 |
20–400 |
12–20 |
0–12 |
0–9 |
3,5–9,0 |
0–3,5 |
– |
Подвижность в электрическом поле |
Остаются на старте |
Пре-β |
β |
β |
α |
α |
α |
α |
Химический состав липопротеинов, %: |
||||||||
|
1–2 |
5–12 |
14–18 |
20–25 |
45–55 |
33–41 |
45–59 |
62 |
|
0,5–3 |
15–17 |
35–45 |
45–48 |
20–37 |
18–28 |
12–25 |
3 |
|
46 |
57 |
66 |
70 |
78 |
74 |
81 |
90 |
|
3–9 |
13–20 |
11–17 |
20–30 |
24–40 |
30–42 |
23–30 |
28 |
|
80–95 |
50–70 |
24–34 |
5–10 |
3–5 |
4–8 |
2–6 |
5 |
|
B-48, C, E, A |
B-100, C, E |
B-100, C (E) |
B-100 |
A-I, A-II |
A-I, A-II |
A-I, A-II |
Нет данных |
Содержание в плазме крови взрослых лиц натощак, мг/дл: |
Следы |
50–200 |
10–50 |
200–300 |
– |
– |
– |
– |
|
– |
– |
– |
– |
170–350 |
50–120 |
120–230 |
20 |
|
– |
– |
– |
– |
220–470 |
70–200 |
150–270 |
20 |
Период полураспада |
10–15 мин |
2–4 ч |
5–8 ч |
2,5 сут |
3–5 сут |
Примечание : ЛПВП - липопротеины высокой плотности; ЛПНП - липопротеины низкой плотности; ЛПОВП - липопротеины очень высокой плотности; ЛПОНП - липопротеины очень низкой плотности; ЛППП - липопротеины промежуточной плотности.
Фенотипирование ДЛП должно быть проведено в условиях стационара. При этом кровь берут утром натощак спустя 12–14 ч после последнего приема пищи. Крайне желательно, чтобы больной в течение 2 нед до взятия крови находился на низкокалорийной диете и у него не было бы существенных изменений в массе тела. В течение этого периода больной не должен принимать лекарственные препараты, влияющие на липидный обмен [59]. В качестве антикоагулянта лучше всего применять динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты - ЭДТА (1 мг/мл).
Фенотипирование ДЛП проводят при сопоставлении с результатами клинико-инструментального обследования больного. Общая характеристика ДЛП представлена в табл. 1-7. Характер патологического процесса при ДЛП зависит от того, содержание каких ЛП в плазме увеличено. В 1967 г. Д. Фредриксон и соавт. [52] предложили этот принцип для фенотипирования (различения) ГЛП. На рис. 1-7 и 1-8 приведены два возможных варианта фенотипирования ДЛП по результатам определения ХС и ТГ в крови и электрофореза ЛП плазмы.
Тип ДЛП |
Распространенность |
Класс ЛП |
Липиды сыворотки крови |
Степень поражения атеросклерозом |
Клинические и сопутствующие синдромы |
|
---|---|---|---|---|---|---|
ХС |
ТГ |
|||||
I |
Очень редко |
ХМ |
Норма или + |
++ |
Не встречается |
Липемическая ретинопатия. Приступы абдоминальной колики. Увеличение печени и селезенки |
IIa |
Часто |
ЛПНП (β-ЛП) |
++ |
Норма, + или ++ |
Резко выражен и рано возникает |
ИБС, ранняя дистрофия роговицы |
IIб |
Часто |
ЛПНП (β-ЛП) и ЛПОНП (пре-β-ЛП) |
++ |
++ |
Резко выражен и рано возникает |
ИБС |
III |
Редко |
"Флотирующие" β-ЛП |
++ |
++ |
Резко выражен |
Ожирение, ИБС, дистрофия роговицы |
IV |
Часто |
ЛПОНП (пре-β-ЛП) |
Норма или + |
++ |
Часто наблюдается, проявляется у взрослых |
Увеличение печени и селезенки, диабет, панкреатит, ИБС, атеросклероз периферических сосудов |
V |
Редко |
ХМ и ЛПОНП (пре-β-ЛП) |
Норма или + |
+ |
Может наблюдаться, проявляется у взрослых |
Атеросклероз мезентериальных сосудов, увеличение печени и селезенки, диабет, ожирение, ИБС (редко) |
Примечание : ДЛП - дислипопротеинемия; ИБС - ишемическая болезнь сердца; ЛП - липопротеины; ЛПНП - липопротеины низкой плотности; ЛПОНП - липопротеины очень низкой плотности; ТГ - триглицериды; ХМ - хиломикроны; ХС - холестерин.


В табл. 1-8 представлены количественные критерии фенотипирования ДЛП по уровню содержания липидов и липопротеинов в плазме крови, средние их значения для различных возрастных групп приведены в табл. 1-9.
Критерий |
Нормолипидемия |
Тип дислипопротеинемии |
||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
IIa |
IIb |
III |
IV |
V |
гипо-α |
гипер-α |
гипо-β |
гипер-α + + гипо-β |
||
Холестерин липопротеинов низкой плотности (β-ХС), ммоль/л |
≤5,05 |
>5,05 |
>5,05 |
<5,05, увеличен общий ХС |
≤5,05 |
≤5,05 |
≤5,05 |
≤5,05 |
>2,58 |
>2,58 |
Холестерин липопротеинов высокой плотности (α-ХС), ммоль/л |
≤1,95 |
≤1,95 |
≤1,95 |
≤1,95 |
≤1,95 |
≤1,95 |
≤0,95 |
>1,95 |
≤1,95 |
≤1,95 |
Триглицериды, ммоль/л |
≤2,25 |
≤2,25 |
>2,25 |
>2,25 |
>2,25 |
>4,50 |
≤2,25 |
≤2,25 |
≤2,25 |
≤2,25 |
"Флотирующие" β-липопротеины |
– |
– |
– |
+ |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
Хиломикроны |
– |
– |
– |
± |
– |
+ |
– |
– |
– |
– |
Примечание : ХС - холестерин; "+" - наличие "флотирующих" β-ЛП или ХМ в плазме крови; "–" - отсутствие "флотирующих" β-ЛП или ХМ в плазме крови.
Показатель сыворотки крови | Значение, ммоль/л |
---|---|
Холестерин |
4,13–7,49 |
Триглицериды |
0,56–2,82 |
Холестерин липопротеинов низкой плотности (β-холестерин) |
2,32–5,43 |
Холестерин липопротеинов высокой плотности (α-холестерин) |
0,77–2,20 |
Развитие атеросклероза и его клинических проявлений (ИБС, перемежающейся хромоты, преходящей ишемии мозга и др.) зависит не только от уровня тех или иных классов ЛП, но и от соотношения атерогенных и антиатерогенных ЛП в крови, а также наличия химически модифицированных ЛП с атерогенными свойствами. В настоящее время известны следующие образующиеся в организме in vivo модифицированные ЛП: гликозилированные ЛПНП и ЛПВП, перекисномодифицированные ЛПНП, десиалированные ЛПНП, продукты ограниченного протеолиза ЛП, комплексы ЛПНП с гликозаминогликанами, агрегированные ЛП со свойствами аутоантигенов и вызывающие выработку антител, аутоиммунные комплексы ЛП-антитело (циркулирующие иммунные комплексы - ЦИК). Существуют следующие модифицированные ЛПНП: метилированные, ацетилированные, этилированные, карбамилированные и др. Они вызывают продукцию антител с образованием ЦИК.
Второй этап дифференциальной диагностики ДЛП - выявление семейных форм данной патологии. О семейных ДЛП можно говорить лишь тогда, когда одна и та же фенотипическая характеристика ДЛП встречается, по крайней мере, у двух членов семьи. Лабораторными тестами, пригодными для обнаружения генных мутаций, вызывающих развитие семейных ДЛП, клинические лаборатории в настоящее время не располагают.
1.6. Определение атерогенности сдвигов в липопротеиновом спектре крови
Для оценки соотношения атерогенных и антиатерогенных ЛП предложен ряд расчетных коэффициентов. Наиболее простым и высокоинформативным показателем является предложенный А.Н. Климовым холестериновый коэффициет атерогенности [9, 13], рассчитываемый на основании определения ОХС и α-липопротеинового ХС (ХС ЛПВП):

или как отношение холестерина атерогенных ЛП и ХС антиатерогенных ЛП:

Холестериновый коэффициент атерогенности является "идеальным" у новорожденных (не более 1), достигает примерно 2,5 ед. у здоровых мужчин 20–30 лет и 2,2 у здоровых женщин того же возраста. У мужчин 40–60 лет без клинических проявлений атеросклероза величина коэффициента составляет 3–3,5, а у больных с ИБС - больше 4, достигая нередко 5–6 ед. и более. Холестериновый коэффициент относительно невысок у долгожителей, его величина у людей старше 90 лет не превышает 3 ед. Содержание ХС в ЛПОНП и ЛПНП определяют расчетным путем по уравнению Фридвальда [8]:

или

где отношения и
отражают содержание ХС в ЛПОНП.Ошибка такого подсчета составляет обычно ±10%. Эта формула применима во всех случаях, когда содержание ТГ не превышает 4,5 ммоль/л (400 мг/дл) (в пересчете на триолеин) и когда исключен III тип ДЛП.
Позднее был предложен апопротеиновый коэффициент атерогенности, вычисляемый на основании определения содержания апопротеинов - апоB и апоA-I [40]:
K = апоB/апоA-I.
Апопротеиновый коэффициент в норме ниже 0,9 и имеет клиническое значение для подтверждения диагноза ИБС у пациентов без признаков ДЛП.
Иногда используют и другие расчетные коэффициенты:
При величине этого показателя в диапазоне значений 0,22–0,33 существует малая; 0,15–0,22 - умеренная; ниже 0,15 - высокая вероятность развития и прогрессирования атеросклероза.
Биохимическим маркером коронарного атеросклероза является ЛП(a). Он идентичен "тонущим" (sinking) пре-β-ЛП и представляет собой липопротеин, близкий по строению к ЛПНП. В его состав, кроме апоB-100, входит белок апо(a). Первичная структура молекулы апо(a) на 95% гомологична структуре молекулы плазминогена, что может обусловливать участие ЛП(a) не только в патогенезе атеросклероза, но и в тромбогенезе. Концентрацию ЛП(a) необходимо определять у больных ИБС с гипер- и нормолипидемией, а также у молодых здоровых людей с отягощенным семейным анамнезом. Повышенные уровни ЛП(a) в сыворотке крови четко коррелируют с ранним коронарным атеросклерозом и инсультом (в возрасте 55 лет и ранее). Высокие уровни сочетаются с риском ранней коронарной патологии сердца: выше 30 мг/дл [25, 42]. Возрастных изменений уровень ЛП(a) не претерпевает. При содержании ЛП(a) выше 30 мг/дл следует вносить поправку в формулу для расчета ХС ЛПНП:
ХС ЛПНП (мг/дл) = ОХС – (ТГ/5 + α-ХС) – ЛП(a)/3,3.
Определение концентрации ЛП(а), независимого фактора риска атеросклероза, используется для организации мероприятий первичной и вторичной профилактики сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) для пациентов определенной категории риска развития заболеваний с учетом дополнительных факторов риска (апоА-I, апоВ).
Среднее содержание некоторых показателей липидного обмена в плазме крови мужчин разных возрастных групп представлено в табл. 1-10.
Возрастная группа, годы |
Холестерин |
Триглицериды |
Холестерин липопротеинов низкой плотности |
Холестерин липопротеинов высокой плотности |
||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
χ |
σ |
χ |
σ |
χ |
σ |
χ |
σ |
|
20–29 |
4,91 |
0,92 |
1,0 |
0,53 |
3,08 |
0,83 |
1,36 |
0,35 |
30–39 |
5,42 |
0,98 |
1,18 |
0,73 |
3,47 |
0,91 |
1,40 |
0,39 |
40–49 |
5,63 |
1,01 |
1,34 |
0,95 |
3,6 |
0,97 |
1,41 |
0,48 |
50–59 |
5,66 |
1,05 |
1,39 |
1,78 |
3,6 |
1,42 |
1,04 |
0,48 |
60–69 |
5,65 |
1,03 |
1,33 |
0,64 |
3,64 |
0,96 |
1,39 |
0,37 |
Тестирование диетой. Структура лабораторно-диагностических исследований, выполняемых с целью определения прогноза ДЛП, включает периодическое определение уровня ТГ и ХС сыворотки крови, выполняемое на фоне последовательной смены диетических режимов [24, 42]:
Об "индуцированных жирами" и "индуцированных углеводами" формах ДЛП говорят тогда, когда при соответствующей пробной диете уровень ТГ превышает на 100% таковой при изокалорийной контрольной диете. Об "индуцированных калориями" ДЛП судят в том случае, если уровень ТГ под влиянием редукционной диеты понижается, по крайней мере, на 50%. При выявлении подобных форм прогноз заболевания считается более благоприятным, поскольку содержание липидов в крови можно поддерживать на близком к нормальному уровне соблюдением соответствующей диеты, причем намного более эффективно, чем при применении гиполипидемических препаратов [4].
1.6.1. Лабораторный мониторинг
Важным показателем, влияющим на тактику лечения, является суммарный риск развития и прогрессирования атеросклероза и ИБС. Он может быть определен ориентировочно на основании данных лабораторных исследований или рассчитан математически по специальным таблицам с учетом как лабораторных, так и некоторых других клинических параметров [34, 39, 54, 56, 58].
В качестве примера на рис. 1-9 представлен упрощенный вариант таких таблиц с использованием несколько иной классификации ГХС (деление ГХС на три категории, а не на четыре, как в исходных таблицах). В первую клетку каждого квадрата по горизонтали вошла незначительная ГХС ([ХС] = 5,0–6,5 ммоль/л), во вторую - умеренная ГХС ([ХС] = 6,5–8,0 ммоль/л), в третью - выраженная ГХС ([ХС] >8,0 ммоль/л). Построены отдельные таблицы для мужчин и женщин, разного возраста, для пациентов без признаков ИБС, для курящих и некурящих. Расположение клеток снизу вверх каждого квадрата соответствует систолическому АД: нормальному, пограничному и выраженному повышению. Другие факторы риска вынесены в сноску к таблице. После определения процента риска по клеткам квадратов полученная величина при наличии "других" факторов должна быть увеличена [39].

Практический врач может использовать рекомендуемую шкалу оценки вероятности развития ИБС и других клинических проявлений атеросклероза (табл. 1-11) и рекомендуемый объем лабораторных исследований для диагностики ДЛП в условиях городской больницы (табл. 1-12).
Показатель | Высокая вероятность | Умеренная вероятность | Малая вероятность |
---|---|---|---|
Общий холестерин, ммоль/л мг/дл |
Выше 6,20 Выше 240 |
5,7–6,2 220–240 |
Ниже 5,70 Ниже 220 |
ХС ЛПВП (-ХС):
|
Ниже 1,05 Ниже 35 Ниже 1,30 Ниже 45 |
1,05–1,30 35–50 1,30–1,55 45–60 |
Выше 1,30 Выше 50 Выше 1,55 Выше 60 |
(ОХС – ХС ЛПВП)/ХС ЛПВП |
Более 4 |
3–4 |
Менее 3 |
Триглицериды, ммоль/л мг/дл |
Выше 2,15 Выше 190 |
1,6–2,15 140–190 |
Ниже 1,60 Ниже 140 |
ХС ЛПНП, мг/дл |
Выше 165 |
130–165 |
Ниже 130 |
Дислипопротеинемия, типы |
IIa, IIб, III, IV, V |
Гипо-α-липопротеинемия |
Гипер-α- и гипо-β-липопротеинемии или их сочетание |
Примечание : ЛПВП - липопротеины высокой плотности; ЛПНП - липопротеины низкой плотности; ОХС - общий холестерин; ХС - холестерин.
Лабораторное исследование | Характер изменений | Диагностическое значение |
---|---|---|
Определение уровня холестерина в сыворотке крови |
Повышение |
Установление наличия гиперхолестеринемии |
Определение уровня холестерина липопротеинов высокой плотности в сыворотке крови с расчетом коэффициента атерогенности |
Снижение либо повышение |
Определение типа дислипопротеинемии, оценка ее атерогенности, прогнозирование течения заболевания |
Определение уровня триглицеридов в сыворотке крови |
Повышение |
Определение типа дислипопротеинемии, оценка ее атерогенности, прогнозирование течения заболевания |
Для оценки степени риска развития ИБС можно использовать результаты определения содержания ОХС и ХС ЛПВП в сыворотке крови, так как низкий уровень ХС ЛПВП связывают с высоким риском атеросклеротического поражения коронарных артерий (ИБС). Фактор риска ИБС рассчитывают как отношение ХС ЛПНП к ХС ЛПВП (табл. 1-13). Величину этого отношения важно использовать в практике для оценки высокого риска у пациентов с небольшой ГХС, то есть в пределах 5,0–6,5 ммоль/л (200–250 мг/дл). С особенно высоким риском ИБС сопряжено сочетание ГТГ с величиной отношения ОХС/ХС ЛПВП равной или больше 5.
Степень риска ишемической болезни сердца |
ОХС/ХС ЛПВП |
ХС ЛПНП/ХС ЛПВП |
||
---|---|---|---|---|
мужчины |
женщины |
мужчины |
женщины |
|
0,5-кратная |
3,43 |
3,27 |
1,00 |
1,47 |
Средняя |
4,97 |
4,44 |
3,55 |
3,22 |
Двукратная |
9,55 |
7,05 |
6,25 |
5,03 |
Троекратная |
23,99 |
11,04 |
7,99 |
6,14 |
Примечание : ОХС - общий холестерин; ЛПВП - липопротеины высокой плотности; ЛПНП - липопротеины низкой плотности; ХС - холестерин.
Критерии оценки комбинированных гиперлипидемий за последние годы неоднократно пересматривались. В табл. 1-14 приведены значения (идеальные, желательные, пограничные и аномальные) различных лабораторных показателей липидного обмена, которые можно рекомендовать клиницистам для оценки риска развития и прогрессирования атеросклероза.
Показатели |
Содержание в плазме крови |
|||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
нормальное |
идеальное |
желательное |
пограничное |
аномальное |
||||||
ммоль/л |
мг/дл |
ммоль/л |
мг/дл |
ммоль/л |
мг/дл |
ммоль/л |
мг/дл |
ммоль/л |
мг/дл |
|
Общий холестерин |
4,0–5,2 |
160–200 |
<4,0 |
<160 |
<5,2 |
<200 |
5,2–6,5 |
200–250 |
>6,5 |
>250 |
ХС ЛПНП |
<2,6 |
<100 |
<2,2 |
<85 |
<3,0 |
<115 |
3,4–4,1 |
130–165 |
>4,1 |
>165 |
ХС ЛПВП: |
||||||||||
|
>1,0 |
>39 |
>1,3 |
>50 |
>1,30 |
>50 |
0,9–1,3 |
35–50 |
<0,9 |
<35 |
|
≥1,0 |
≥39 |
>1,55 |
>60 |
>1,55 |
>60 |
1,3–1,55 |
45–60 |
<1,0 |
<45 |
Триглицериды |
<1,5 |
<130 |
<2,0 |
<185 |
2,0–2,5 |
185–217 |
2,5–4,5 |
217–390 |
>4,5 |
>490 |
ЛПВП-отношение |
>0,33 |
>0,33 |
0,22–0,33 |
0,15–0,25 |
<0,15 |
|||||
Коэффициент атерогенности |
3,0–4,0 |
<3,0 |
3,0–4,5 |
4,5–6,8 |
>6,8 |
|||||
Вероятность развития и прогрессирования атеросклероза |
Нет |
Нет или регресс |
Малая (низкая) |
Умеренная |
Высокая |
Примечание : ЛПВП - липопротеины высокой плотности; ЛПНП - липопротеины низкой плотности; ХС - холестерин.
Предложено считать желаемой границей концентрации ХС ЛПНП менее 2,6 ммоль/л (100 мг/дл), ХС ЛПВП - более 0,9 ммоль/л (более 35 мг/дл), ОХС - менее 5,2 ммоль/л (менее 200 мг/дл), триглицеридов - менее 2,3 ммоль/л (менее 200 мг/дл). Определено, что концентрация ХС ЛПВП ниже 0,9 ммоль/л (35 мг/дл) также является фактором риска ИБС. Концентрация ОХС имеет относительное значение для оценки состояния больного, так как один и тот же уровень липидов, в зависимости от наличия или отсутствия других факторов риска, может составлять различную угрозу атеросклеротического поражения.
Установлено, что пациенты с низкой концентрацией ХС ЛПВП характеризуются повышенным риском ИБС даже при низких значениях содержания ОХС в сыворотке крови, поэтому определение концентрации ХС ЛПВП является обязательным показателем для оценки липопротеинового спектра крови. Уровень ХС ЛПВП снижается у курильщиков, но возрастает у лиц, регулярно подвергающихся интенсивным физическим нагрузкам. Допускается, что женщины с низким уровнем ХС ЛПВП и гипертриглицеридемией обычно характеризуются высоким риском ИБС.
Критериями, характеризующими активность и выраженность процесса атеросклеротического поражения сосудистой стенки, могут быть следующие параметры: содержание ХС циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК) менее 15 мг/л или менее 38 мкмоль/л, уровень антител к ЛП менее 7 мг/л, показатель устойчивости ЛП к окислению выше 45 мин, концентрация C-реактивного белка менее 2,0 мг/л. Степень перекисной модификации ЛПНП и, следовательно, выраженность дополнительного фактора риска атеросклеротического поражения сосудов может быть установлена посредством анализа продуктов ПОЛ, например малонового диальдегида во фракции ЛПНП. При назначении антиоксидантных препаратов полезную информацию может дать определение содержания перекисно-модифицированных ЛП и степени устойчивости ЛП к окислению.
Предлагаемая схема интерпретации результатов лабораторного обследования пациента не учитывает другие факторы риска: пол, возраст, вредные привычки, наличие заболеваний у родственников и т.п. В связи с этим рекомендуется давать оценку суммарной степени риска.
Оценка степени риска ИБС
1.6.2. Лабораторный мониторинг лечения гиперлипидемий
Лабораторный мониторинг лечения гиперлипидемий включает оценку эффективности проводимых лечебных мероприятий, а также диагностику осложнений гиполипидемической терапии.
Для назначения адекватного лечения и прогнозирования исходов как первичных, так и вторичных ДЛП необходима правильная диагностика типа нарушений липидного и липопротеинового обмена (фенотипирование). В специальных липидных центрах проводят необходимые диагностические тесты, позволяющие определить содержание липидов, липопротеинов и апопротеинов в плазме крови, анализируется активность ферментов липидного обмена (лецитинхолестеринацилтрансфераза, липопротеинлипаза, плазматическая триглицеридлипаза и др.). Проводится при необходимости обследование родственников для обеспечения генетической диагностики и выявления членов семей, нуждающихся в лечении. Однако полное обследование пациентов в условиях амбулаторно-поликлинических учреждений осуществить практически сложно. Именно поэтому в большинстве исследований рекомендуется ограничиваться фенотипированием дислипопротеинемии согласно предлагаемым алгоритмам. Эти исследования позволяют определить степень риска развития ИБС у конкретного больного, а также наметить в ряде случаев эффективные пути профилактики и лечения нарушений обмена липопротеинов. Выявленные вторичные ГЛП могут быть откорригированы специфическим лечением соматических заболеваний, их вызвавших. В таком случае липидный обмен нормализуется по мере выздоровления больного.
При выборе конкретных методов лечения различных гиперлипидемий нужно ориентироваться на уровни липидов в крови, которые являются критерием для назначения тех или иных средств.
Уровень ХС в крови менее 5,2 ммоль/л (200 мг/дл) следует считать нормальным или оптимальным для пациентов обоих полов старше 20 лет, 5,2–6,5 ммоль/л (200–250 мг/дл) - умеренной ГХС, а выше 6,5 ммоль/л (250 мг/дл) - выраженной ГХС, причем средней и тяжелой формами ГХС предлагается считать концентрации в пределах 6,5–7,8 и более 7,8 ммоль/л соответственно. Рекомендуется также следить за тем, чтобы содержание ТГ в сыворотке крови было ниже 2,3 ммоль/л (200 мг/дл), а уровень ЛПНП не превышал 2,6 ммоль/л (100 мг/дл). Нормальным считается уровень ТГ ниже 2,7 ммоль/л (250 мг/дл). Концентрация ТГ в сыворотке крови в диапазоне 2,7–5,7 ммоль/л (от 250 до 500 мг/дл) оценивается как пограничный уровень ТГ, при этом рекомендуется специальная диета, а при неэффективности диетотерапии - медикаментозное лечение ИБС [31]. Высоким считается уровень ТГ, превышающий 5,7 ммоль/л (более 500 мг/дл).
Для оценки комбинированных гиперлипидемий для профилактики и их лечения: пациенты разделены на пять групп, которые отличаются друг от друга концентрациями ОХС и ТГ (табл. 1-15).
Группа |
Гиперхолестеринемия |
Общий холестерин |
Гипертриглицеридемия |
Триглицериды |
||
---|---|---|---|---|---|---|
мг/дл |
ммоль/л |
мг/дл |
ммоль/л |
|||
A |
Умеренно выраженная |
200–250 |
5,2–6,5 |
Умеренная |
<200 |
<2,3 |
B |
Выраженная |
250–300 |
6,5–7,8 |
Умеренная |
<200 |
<2,3 |
C |
Норма |
<200 |
<5,2 |
Выраженная |
200–500 |
2,3–5,6 |
D |
Умеренно выраженная |
200–300 |
5,2–7,8 |
Выраженная |
200–500 |
2,3–5,6 |
E |
Тяжелая форма |
>300 |
>7,8 |
Высокая |
>500 |
>5,6 |
С целью профилактики и при лечении гиперлипидемий необходимо учитывать уровни обоих классов липидов (ХС и ТГ), так, например, как это рекомендуется в табл. 1-16.
Содержание холестерина и триглицеридов, мг/дл | Воздействия |
---|---|
ХС <200 и ТГ <200 |
Не требуются |
ХС 200–250 и ТГ <200 |
Оценка и коррекция других факторов риска ИБС. В случае необходимости рекомендации по диете |
ХС 250–300 и ТГ <200 |
Оценка и коррекция других факторов риска ИБС. Рекомендации по диете. В случае необходимости лекарственная терапия |
ХС <200 и ТГ 200–500 |
Выявление причин, обусловливающих гипертриглицеридемию. Рекомендации по диете |
ХС 200–300 и ТГ 200–500 |
Оценка и коррекция других факторов риска ИБС. Выявление причин, обусловливающих гиперлипидемию. Рекомендации по диете. В случае необходимости лекарственная терапия |
ХС >300 и ТГ >500 |
Рекомендации по диете и лекарственная терапия |
Примечание : ИБС - ишемическая болезнь сердца; ТГ - триглицериды; ХС - холестерин.
В 2019 г. Европейское общество кардиологов (ESC) и Европейское общество атеросклероза (EAS) в новых клинических рекомендациях избрали более агрессивный подход к лечению дислипидемий [26].
Как и во всех предыдущих версиях клинических рекомендаций, посвященных дислипидемиям, новые рекомендации предлагают активно убеждать пациентов в изменении образа жизни, а также применять медикаментозную терапию для первичной профилактики в зависимости от уровня риска по SCORE и исходного уровня ХС ЛПНП.
В новой версии рекомендаций представлены обновленные целевые уровни атерогенных фракций липидограммы, которые одновременно являются маркерами ССР (ХС ЛПНП, ТГ, холестерин липопротеинов не высокой плотности - ХС не-ЛПВП) и факторами, которые подлежат активной медикаментозной коррекции.
Так, для ХС ЛПНП (при первичной цели терапии) у пациентов очень высокого ССР определена цель снижения <1,4 ммоль/л (<55 мг/дл) и ≥50% снижение от исходного уровня.
Согласно рекомендациям у пациентов высокого ССР целевые значения ХС ЛПНП должны в настоящее время составлять <1,8 ммоль/л и ≥50% снижение от исходного уровня (ранее в предыдущей версии европейских клинических рекомендаций эта цель была определена для категории очень высокого риска. Важно отметить значимость добавления цели снижения ХС ЛПНП на 50% и более. Такой результат получается автоматически у всех пациентов с высоким уровнем ХС ЛПНП при достижении соответствующих целевых уровней - <1,4 ммоль/л или <1,8 ммоль/л. Однако у пациентов с очень высоким ССР и исходно невысоким уровнем ХС ЛПНП, например, 2,2 ммоль/л, недостаточно снизить уровень ХС ЛПНП <1,4 ммоль/л, необходимо снизить и ХС ЛПНП на 50% и более, то есть менее 1,1 ммоль/л. Это же относится и к пациентам с высоким ССР.
Целевой уровень ХС ЛПНП для пациентов с умеренным риском предлагается снижать <2,6 ммоль/л. Впервые в европейских рекомендациях появился целевой уровень ХС ЛПНП для пациентов с низким риском, и он составил менее 3,0 ммоль/л.
Целевые уровни ХС не-ЛПВП (вторичная цель терапии, редко используется в реальной клинической практике в России): <2,2; <2,6 и <3,4 ммоль/л для пациентов очень высокого, высокого и умеренного риска соответственно. ХС не-ЛПВП как ориентир эффективности терапии играет важную роль у пациентов с уровнем ТГ >4,5 ммоль/л, когда расчетным методом уровень ХС ЛПНП получить нельзя, а возможностей определения уровня ХС ЛПНП прямым методом нет.
В новой версии Европейских рекомендаций определены и целевые уровни ЛПВП в качестве вторичной цели терапии: <65; <80; <100 мг/дл для пациентов очень высокого, высокого и умеренного риска соответственно. Для пациентов с гипертриглицеридемией показатель апоB даже более информативен, чем ХС не-ЛПВП. Целевые значения ТГ не указаны, но значение ТГ <1,7 ммоль/л соответствует более низкому ССР.
Определение содержания липопротеинов для оценки ССР следует проводить как минимум один раз во взрослом возрасте для выявления пациентов с наследственным высоким их уровнем (>430 нмоль/л, >180 мг/дл), что может указывать на риск атеросклероза в течение жизни, эквивалентный риску, связанному с гетерозиготной формой семейной ГХС.
В качестве первичной профилактики для пациентов с наследственной гиперхолестеринемией высокого риска следует снижать содержание ХС ЛПНП более чем на 50% от исходного уровня до достижения целевого значения ХС ЛПНП <1,4 ммоль/л (<55 мг/дл).
Обсуждается целесообразность пересмотра целевого уровня снижения ХС ЛПНП у групп пациентов с ССР, основанная на принципиальном обобщении имеющихся доказательств снижения ССР благодаря липидмодифицирующим вмешательствам.
При высоком или очень высоком риске у пациентов с уровнем ТГ между 1,5 и 5,6 ммоль/л (135–499 мг/дл), несмотря на статиновую терапию предлагается дополнительный прием омега-3 ПНЖК (икозапентэтил℘ 2 раза в сутки по 2 г).
Впервые определено так называемое правило 2×2 (так его назвали отечественные эксперты), а именно: у пациентов с наличием ССЗ, у которых в течение 2 лет на фоне приема максимально переносимой дозы статинов развивается второе ССЗ (не обязательно в одном сосудистом бассейне, это могут быть и ИМ, и ишемический инсульт), целевой уровень ХС ЛПНП должен быть <1,0 ммоль/л (IIbB).
Ключевым в новых рекомендациях является акцент на выделении пациентов очень высокого риска и назначении агрессивной липидснижающей терапии этой подгруппе больных - подчеркивается, что абсолютное снижение сердечно-сосудистого риска зависит от величины исходного риска и интенсивности снижения ХС ЛПНП.
Были также согласованы терапевтические рекомендации в зависимости от принадлежности больного к той или иной группе гиперлипидемий, определены показания к назначению диеты и/или гиполипидемических средств. Диету устанавливают во всех случаях, за исключением гипер-α-липопротеинемии, когда необходимо только подтверждение диагноза. Лекарственные препараты используют только при лечении пациентов из группы высокой степени риска, когда диета неэффективна.
Диетотерапия предусматривает назначение диеты с модифицированным соотношением жиров, отличающихся от "нормальных" меньшим содержанием как липидов в целом, так и насыщенных жиров и ХС. Количество белков в них практически не изменяется, а относительно более высокая калорийность достигается за счет углеводов, а не рафинированных сахаров. Один из вариантов стандартной диеты с модифицированным соотношением жиров предполагает потребление до 2000 кал/сут, из которых 52% приходится на углеводы, 16% - на белки и 32% - на жиры с соотношением полиненасыщенных жирных кислот к насыщенным равным 1,5 и содержанием ХС менее 300 мг. Такая диета эффективна при лечении как ГХС, так и гипертриглицеридемий [34, 47]. При наследственных формах ГХС и ГТГ рекомендуется очень строгое ограничение потребления ХС с пищей - до 100 мг/сут. Через 1,5–3 мес после перехода на диету с модифицированным соотношением жиров у больных наблюдается снижение содержания липидов в сыворотке крови и возрастание уровня ЛПВП.
При отсутствии положительных сдвигов в липидном спектре крови:
-
в случае прекращения соблюдения пациентом диеты (устанавливаются путем определения содержания линолеата в липидах плазмы или жировой ткани);
-
при генетической предрасположенности к ГЛП - при наличии семейной ГХС или семейной комбинированной ГЛП (сохраняется высокий уровень липидов плазмы, несмотря на достижение желаемой массы тела) - принимается необходимое решение.
Холестеринснижающую лекарственную терапию по клиническим показаниям рекомендуется проводить в тех случаях, когда после диетотерапии уровень ХС ЛПНП остается выше 3,4 ммоль/л (130 мг/дл).
Решение о назначении медикаментозной терапии принимают на основании результатов определения уровня липидов после гиполипидемической диеты и данных определения высокой степени суммарного риска (выше 20% риска развития осложнений ИБС в ближайшие 10 лет). В России у больных с выраженной ИБС диетологический период рекомендуют сократить до 4 нед. У больных ИБС риск часто превышает 20% и даже 40%; медикаментозное лечение имеет большой успех в прогнозе клинического течения болезни (табл. 1-17).
Уровень общего холестерина, ммоль/л | Немедикаментозные мероприятия | Медикаментозное лечение | Примечание |
---|---|---|---|
5,0–6,5 |
Да, если суммарный риск выше 20% |
Да, если суммарный риск выше 40% |
– |
6,5–8,0 |
Да |
Да, если суммарный риск выше 20% |
Сделать натощак анализ общего ХС, ТГ, ХС ЛПВП. Исключить вторичную ГХС |
8,0 или выше |
Да |
Да |
Сделать натощак анализ общего ХС, ТГ, ХС ЛПНП. Исключить вторичную ГХС. Округлить уровень липидов и других факторов риска у близких родственников |
Примечание : ГХС - гиперхолестеринемия; ЛПВП - липопротеины высокой плотности; ЛПНП - липопротеины низкой плотности; ТГ - триглицериды; ХС - холестерин.
Гипертриглицеридемия подлежит медикаментозному лечению только при комбинированной ГЛП, когда высокий риск развития ИБС, или при ГТГ выше 5,0 ммоль/л и особенно 10 ммоль/л, когда высок риск развития панкреатита.
Согласно Европейским рекомендациям 1994 г., к сильным гиполипидемическим препаратам относятся четыре класса лекарственных средств: статины, секвестранты желчных кислот (смолы), никотиновая кислота и ее производные, производные фиброевой кислоты (фибраты). Прием фармакологических препаратов требует тщательного лабораторного мониторирования.
Оптимальные значения показателей липидтранспортной системы для пациентов европейской популяции старше 20 лет в зависимости от наличия или отсутствия факторов риска ИБС представлены в табл. 1-18 [16, 19, 25].
Показатель, ммоль/л | Для больных с ишемической болезнью сердца, атеросклерозом периферических и сонных артерий, аневризмой брюшного отдела аорты, сахарным диабетом 2-го типа | Для остальных пациентов |
---|---|---|
Общий ХС |
<4,5 |
<5,0 |
ХС ЛПНП |
<2,5 |
<3,0 |
ХС ЛПВП:
|
≥1,0 ≥1,2 |
≥1,0 ≥1,2 |
Триглицериды |
<1,77 |
<1,77 |
Примечание : ЛПВП - липопротеины высокой плотности; ЛПНП - липопротеины низкой плотности; ХС - холестерин.
В табл. 1-18 указаны значения ХС И ХС ЛПНП, которые являются целью коррекции этих показателей для взрослых пациентов и для больных ИБС или другими ССЗ, обусловленными атеросклерозом, а также для больных СД 2-го типа.
Особое внимание эксперты уделяют целевым значениям показателей липидного обмена, при которых риск развития ИБС существенно снижается и поэтому достижение предлагаемых жестких критериев является целью гиполипидемической (диетической или медикаментозной) терапии.
Представленный подход установления критериев гиперлипопротеинемий - определение оптимальных значений показателей липидтранспортной системы с учетом факторов риска ИБС - получил название индивидуального или клинического.
В процессе терапии необходимо стремиться достичь целевых уровней ХС ЛПНП, ХС ЛПВП и ТГ.
В зависимости от величины суммарного риска необходима стратегия лечения, в которой имеет место не только назначение препаратов, корригирующих уровень липидов, но также применяются необходимые меры по коррекции других факторов риска, таких как курение, избыточная масса тела, АГ. Комплексный подход к выявлению немедикаментозной и медикаментозной коррекции факторов риска ССЗ, обусловленных атеросклерозом, может обеспечить успех в результатах их профилактики и лечения [30].
У больных диагностированной ИБС и ее эквивалентами, у пациентов без клинических проявлений ССЗ, у которых 10-летний риск смерти от ССЗ по шкале SCORE составляет 5%, наряду с немедикаментозными мероприятиями следует одновременно начать медикаментозную терапию. Если в течение 3 мес у пациентов с умеренным и низким риском мероприятия по изменению образа жизни (коррекция веса, прекращение курения, повышение физической активности, диета с ограничением насыщенных жиров) оказались недостаточными для достижения целевого уровня ХС ЛПНП, необходимо назначить медикаментозную терапию (табл. 1-19).
Категория риска | Уровень ХС ЛПНП для начала немедикаментозной терапии | Уровень ХС ЛПНП для начала медикаментозного лечения | Целевой уровень ХС ЛПНП |
---|---|---|---|
Очень высокий риск |
>2,0 |
>2,0 |
≤2,0 (оптимально 1,8) |
Высокий риск |
>2,5 |
>2,5 |
≤2,5 |
Умеренный риск |
>3,0 |
>3,5 |
≤3,0 |
Низкий риск |
>3,5 |
>4,0 |
≤3,0 |
Примечание : ХС ЛПНП - холестерин липопротеинов низкой плотности.
В Рекомендации ESC/EAS 2019 года по лечению дислипидемий [41] усилена позиция статинов при терапии гипертриглицеридемии с целью снижения риска сердечно-сосудистых событий у пациентов высокого риска. Так, если раньше их назначение имело класс IIb, то в новых рекомендациях при уровне триглицеридов >2,3 ммоль/л получило класс I. Нашли отражение в новых рекомендациях и позитивные результаты исследования REDUCE-IT [32]. Теперь у пациентов высокого риска, получающих статины и имеющих уровень триглицеридов в диапазоне 1,5–5,6 ммоль/л, рекомендовано добавление к терапии этил-эйкозапентаеновой кислоты в дозе 4 г/сут (класс IIa). Фибраты для лечения гипертриглицеридемии не показаны (IIb).
Общая идеология рекомендаций исходит из того, что на начальном этапе требуется прицельная и строгая стратификация ССР при первичной профилактике с учетом отягощающих риск факторов. Все пациенты категории очень высокого риска требуют для достижения строго установленного уровня ХС ЛПНП агрессивной и чаще всего комбинированной терапии статинами в максимально переносимых дозах, эзетимибом и ингибиторами PCSK9 (пропротеиновая конвертаза субтилизин-кексинового типа 9), если использование предыдущих двух опций терапии не достигло установленных целей. Таким образом, с нарастанием тяжести ССР усиливается агрессивность гиполипидемической терапии. Назначая липидснижающую терапию, врач снижает степень ССР. Эффективность такого подхода оценивают, соотнося достигнутые показатели липидограммы с установленными ранее целями терапии. Такой подход к терапии позволяет суммарно снизить исходный уровень ХС ЛПНП на 85%. Это базовое послание текущей редакции Европейских рекомендаций по ведению дислипидемий 2019 г.
Гиполипидемические препараты пациенты вынуждены принимать в течение всей жизни с момента выявления нарушений липидного и липопротеидного обмена. В ряде случаев такие препараты обладают побочным действием. В табл. 1-20 указаны первичные эффекты, влияние на уровень липидов в сыворотке крови и побочное действие ряда известных гиполипидемических препаратов, а также лабораторные показатели, используемые для выявления их побочного действия [37, 41, 43, 48, 53, 57, 60, 63, 64]. Своевременная диагностика побочных реакций в виде контрольных исследований должна проводиться в первые 3 мес от начала терапии любым гиполипидемическим препаратом ежемесячно, а затем 1 раз в 2–3 мес. При увеличении активности ферментов (креатинкиназы и ее изоферментов, аспартатаминотрансферазы - АСТ, и аланинаминотрансферазы - АЛТ) более чем в три раза, развитии анемии, тромбоцитопении, лейкопении, гипергликемии, гиперуринемии, снижении протромбинового индекса необходима отмена или снижение дозы препарата.
Наименование препарата |
Первичный эффект |
Влияние на уровень липидов и липопротеинов |
Побочное действие |
Лабораторные маркеры выявления побочного действия препаратов |
||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
ХС |
ТГ |
ЛПОНП |
ЛПНП |
ЛПВП |
||||
Статины (ловастатин, провастатин℘ , симвастатин, флувастатин℘ , аторвастатин, розувастатин, питавастатин) |
Ингибирование ГМГ-КоА-редуктазы и синтеза холестерина в печени (антиатерогенный эффект) |
↓↓↓ |
↓ |
↓ |
↓↓↓ |
↑ |
Возникновение миопатий, нарушение целостности клеточных мембран мышц (миозит) сердца, печени, кратковременная почечная недостаточность |
Креатинкиназа общая и ее изоферменты (КК-ММ), аминотрансферазы (АСТ и АЛТ) |
Секвестранты желчных кислот (холестирамин℘ , колестипол℘ , колесевелам℘ ) |
Связывают желчные кислоты в ЖКТ и активируют катаболизм ЛПНП в печени за счет активации синтеза апоВ, Е-рецепторов |
↓↓↓ |
↑ |
↑ |
↓↓↓ |
– |
Обострение гипертриглицеридемии при длительном применении, расстройства ЖКТ |
ТГ в плазме крови |
Производные фиброевой кислоты - фибраты (клофибрат℘ , безафибрат℘ , фенофибрат, гемфиброзил℘ и др.) |
Повышают активность липопротеинлипазы и ускоряют катаболизм ЛПОНП и образование ЛПВП. Некоторые препараты повышают экскрецию холестерина с желчью |
↓ |
↓↓↓ |
↓↓↓ |
↓ |
↑ |
Развитие миозита, гепатита, образование желчных камней, расстройства со стороны ЖКТ, усиление эффекта антикоагулянтов |
Креатинкиназа общая и ее изофермент КК-ММ, протромбиновый индекс, аминотрансферазы (АСТ и АЛТ), общий анализ крови, тромбоциты, лейкоциты |
Никотиновая кислота и ее производные (аципимокс℘ , эндурацин℘ и др.) |
Угнетение мобилизации НЭЖК из жировой ткани, снижение образования ТГ и ЛПОНП в печени (антиатерогенное действие) |
↓ |
↓↓ |
↓↓ |
↓ |
↑↑ |
Гиперемия кожи, жжение, зуд, крапивница. Обострение язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, усиление проявлений подагры, учащение приступов стенокардии, снижение толерантности к глюкозе, иногда желтуха и гепатит |
Мочевая кислота в моче и крови, глюкозотолерантный тест, глюкоза, аминотрансферазы (АСТ и АЛТ) |
Пробукол℘ |
Активация нерецепторного пути катаболизма ЛПНП, ускорение катаболизма ЛПОНП и ХС (антиатерогенное действие). Увеличивает секрецию желчных кислот. Антиоксидантное действие |
↓ |
И/или ↑ |
И/или ↑ |
↓ |
↓ |
Расстройства со стороны ЖКТ, угнетение синтеза апоА-I, ЛПВП и белка, переносящего эфиры холестерина |
– |
Эссенциальные и др. фосфолипиды |
Активация катаболизма ЛПНП и образование ЛПВП. |
↓ |
↓ |
↓ |
↓ |
↓ |
Неизвестно |
– |
(Липостабил℘ , Эссенциале♠ ) |
Нормализация структуры ЛП и клеточных мембран |
|||||||
Препараты из рыбьего жира (омега-3 жирные кислоты): препарат "К-85"℘ , Омакор♠ , Полиен♠ , Эйконол♠ |
Угнетение синтеза ТГ и ЛПОНП в печени, активация окисления жирных кислот в тканях (антиатерогенное действие) |
И/или ↓ |
↓ |
↓↓ |
И/или ↓ |
↑ |
Снижение смертности от острого инфаркта миокарда, замедление свертывания крови, антиаритмическое действие, снижение активности тромбоксана А2, повышение активности простациклина (PGI2) |
– |
Икосапент этил℘ (этил-эйкозапентаеновая) кислота |
Угнетение синтеза ТГ и ЛПОНП в печени, активация окисления жирных кислот в тканях (антиатерогенное действие) |
И/или ↓ |
↓ |
↓↓ |
И/или ↓ |
↑ |
Снижение смертности от острого инфаркта миокарда, замедление свертывания крови, антиаритмическое действие, снижение активности тромбоксана А2, повышение активности простациклина (PGI2) |
Скелетно-мышечная боль, периферические отеки (отек ног и рук), фибрилляция предсердий и артралгия (боль в суставах) |
Эзетимиб |
Селективно ингибирует абсорбцию холестерина и некоторых растительных стиролов в кишечнике. Не повышает экскрецию желчных кислот и не ингибирует синтез холестерина в печени |
↓ |
↓ |
↓ |
– |
↑ |
Головная боль, боль в животе, диарея. Возможно повышение активности аминотрансфераз - АЛТ и/или ACT (чаще при комбинации со статином), повышение активности креатинкиназы |
– |
Ингибиторы PCSK9 (пропротеин конвертаза субтилизин/кексина 9 типа) - эволокумаб, алирокумаб, бокоцизумаб |
Моноклональные антитела ингибируют белок PCSK9 связывающий рецепторы ЛПНП, приводя к их ускоренному распаду и повышению уровня холестерина ЛПНП в крови. Уменьшают вовлечение моноцитов в атерогенез, увеличивают количество мышечных и коллагеновых элементов в структуре бляшки и уменьшают количество макрофагов в некротическом содержимом ядра бляшки |
↓↓ |
↓↓ |
↓↓ |
↓↓ |
↑↑ |
Наиболее частыми нежелательными реакциями (≥1% пациентов, получавших алирокумаб) были реакции в месте его введения, субъективные симптомы и объективные признаки со стороны верхних дыхательных путей и кожный зуд. Развитие аллергических реакций, таких как реакции гиперчувствительности, монетовидная экзема, крапивница и аллергический васкулит |
– |
Примечание : АЛТ - аланинаминотрансфераза; АСТ - аспартатаминотрансфераза; ЖКТ - желудочно-кишечный тракт; КК-ММ - изофермент ММ-креатинкиназы; ЛП - липопротеины; ЛПВП - липопротеины высокой плотности; ЛПНП - липопротеины низкой плотности; ЛПОНП - липопротеины очень низкой плотности; ТГ - триглицериды; ХС - холестерин.
1.6.3. Лабораторный мониторинг нелекарственной коррекции гиперлипидемий
К нелекарственной коррекции гиперлипидемий относят операцию частичного илеошунтирования (наложение илеоцекального анастомоза), портокавального шунтирования и пересадку печени, а также аферез ЛП и криоплазмосорбция [10]. Эти методы применяют при лечении больных тяжелой семейной ГХС, но к ним прибегают и при других формах гиперлипидемий. В табл. 1-21 дана краткая характеристика влияния каждого из названных методов на показатели липидного обмена, указаны побочные эффекты и недостатки метода, а также названы методы лабораторного контроля, применяемые для лабораторного мониторинга оценки эффективности лечения и предупреждения осложнений.
Вид коррекции, методы |
Показания к применению метода (тип ДЛП) |
Влияние на основные факторы патогенеза |
Влияние на уровень липидов |
Недостатки метода, побочные эффекты |
Лекарственная коррекция (в сочетании) |
Методы лабораторного контроля побочного действия препаратов |
|||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
ХС |
ЛПОНП |
ЛПНП |
ЛПВП |
||||||
I. Экстракорпоральное удаление атерогенных липопротеинов из крови |
|||||||||
1) плазмообмен (замещение плазмы больного донорской плазмой) - в настоящее время практически не применяется |
Семейная ГХС, семейная комбинированная гиперлипидемия, семейная ГТГ, ДЛП всех типов |
ЛПНП ↓↓↓ ЛПОНП↓↓↓ ЛППП↓↓↓ ХМ↓↓↓ белки плазмы ↓↓ |
↓↓↓↓ |
↓↓↓ |
↓↓↓↓ |
↓↓↓↓ |
Низкая селективность, инвазивность, необходимость длительного регулярного повторения, побочные эффекты, связанные с применением донорской плазмы |
Максимальная гиполипидемическая терапия |
Лабораторные тесты ДЛП и ИБС. Белки сыворотки крови, ферменты крови (ККобщ , КК-ММ, аминотрансферазы). Фибриноген плазмы |
2) каскадная плазмофильтрация |
Семейная ГХС, семейная комбинированная гиперлипидемия, семейная ГТГ, ДЛП всех типов, нарушения микроциркуляции |
ЛПНП ↓↓↓ ЛПОНП↓↓↓ ЛППП↓↓↓ ХМ↓↓↓ апо В ↓↓↓ ЛП(а) ↓↓↓ фибриноген ↓↓ ЦИК ↓↓ вязкость плазмы ↓↓ |
↓↓↓↓ |
↓↓↓ |
↓↓↓ |
↓↓ |
Инвазивность, необходимость длительного регулярного повторения (обычно 1 раз в 2 нед), удаляются другие высокомолекулярные компоненты плазмы крови |
Максимальная гиполипидемическая терапия |
Лабораторные тесты ДЛП и ИБС. Белки сыворотки крови, фибриноген плазмы |
3) липидная фильтрация |
Семейная ГХС, семейная комбинированная гиперлипидемия, семейная ГТГ, ДЛП всех типов |
ЛПНП ↓↓↓ ЛПОНП↓↓↓ ЛППП↓↓↓ ХМ↓↓↓ апо В ↓↓↓ ЛП(а) ↓↓↓ вязкость плазмы ↓↓ |
↓↓↓↓ |
↓↓↓ |
↓↓↓ |
– |
Инвазивность, необходимость длительного регулярного повторения (обычно 1 раз в 2 нед) |
Максимальная гиполипидемическая терапия |
Лабораторные тесты ДЛП и ИБС. Белки сыворотки крови, фибриноген плазмы |
4) гепарининдуцированная преципитация липопротеинов (HELP) |
Семейная ГХС, IIа тип ДЛП, нарушения микроциркуляции |
ЛПНП ↓↓↓ апо В ↓↓↓ ЛП(а) ↓↓↓ фибриноген ↓↓ ЦИК ↓↓ вязкость плазмы ↓↓ |
↓↓↓↓ |
↓ |
↓↓↓ |
– |
Инвазивность, необходимость длительного регулярного повторения (обычно 1 раз в 2 нед), удаляются другие высокомолекулярные компоненты плазмы крови |
Максимальная гиполипидемическая терапия |
Лабораторные тесты ДЛП и ИБС. Белки сыворотки крови, фибриноген плазмы |
5) селективная (аффинная) плазмосорбция липопротеинов |
Семейная ГХС, IIа тип ДЛП |
ЛПНП ↓↓↓ апо В ↓↓↓ ЛП(а) ↓↓↓ |
↓↓↓↓ |
↓ |
↓↓↓ |
– |
Инвазивность, необходимость длительного регулярного повторения (обычно 1 раз в 2 нед) |
Максимальная гиполипидемическая терапия |
Лабораторные тесты ДЛП и ИБС. Белки сыворотки крови, фибриноген плазмы |
6) селективная (аффинная) гемосорбция липопротеинов |
Семейная ГХС, IIа тип ДЛП |
ЛПНП ↓↓↓ апо В ↓↓↓ ЛП(а) ↓↓↓ |
↓↓↓↓ |
↓ |
↓↓↓ |
– |
Инвазивность, необходимость длительного регулярного повторения (обычно 1 раз в 2 нед) |
Максимальная гиполипидемическая терапия |
Лабораторные тесты ДЛП и ИБС. Белки сыворотки крови, фибриноген плазмы |
7) иммуносорбция ЛПНП |
Семейная ГХС, IIа тип ДЛП |
ЛПНП ↓↓↓ апо В ↓↓↓ ЛП(а) ↓↓↓ |
↓↓↓↓ |
↓ |
↓↓↓ |
– |
Инвазивность, необходимость длительного регулярного повторения (обычно 1 раз в 2 нед) |
Максимальная гиполипидемическая терапия |
Лабораторные тесты ДЛП и ИБС. Белки сыворотки крови, фибриноген плазмы |
8) иммуносорбция ЛП(а) |
ЛП(а) гиперлипидемия |
ЛП(а) ↓↓↓ |
↓↓↓ |
↓ |
↓↓ |
– |
Инвазивность, необходимость длительного регулярного повторения (обычно 1 раз в 2 нед) |
Максимальная гиполипидемическая терапия |
Лабораторные тесты ДЛП и ИБС. Белки сыворотки крови, фибриноген плазмы, ЛП(а) |
9) плазмообмен криосорбированной аутоплазмой (криоплазмосорбция) |
Признаки активного атеросклеротического процесса |
Фибриноген ↓↓ ЦИК ↓↓ |
↓↓ |
↓ |
Перекисномодифицированные ЛПНП ↓↓ |
– |
Недостаточный гиполипидемический эффект |
Максимальная гиполипидемическая терапия |
Лабораторные тесты ДЛП и ИБС. Белки сыворотки крови, фибриноген плазмы |
II. Хирургическая коррекция |
|||||||||
1) операция частичного илеошунтирования по Бухвальду (наложение илеоцекального анастомоза между проксимальным отделом тонкой кишки и начальным отделом толстой кишки) |
Семейная гетерозиготная ГХС, не поддающаяся лечению гиполипидемическими препаратами |
апоВ-100 |
↓↓↓ |
– |
↓↓ |
– или ↑, апоА-I ↑ |
Диарея, боль в животе. Умеренная стеаторея в постоперационном периоде. Гиповитаминоз витамина В12 и др. Снижение всасывания кальция. Усиление синтеза эндогенного ХС. Оксалатурия. Малая эффективность в лечении ИБС |
Кодеинфосфат или холестирамин, инъекции витамина В12 (пожизненно 1 раз в 3 мес). Ингибиторы МГ-КоА-редуктазы (ловастатин) и др. |
Лабораторные тесты: ДЛП и ИБС, общий анализ крови и мочи, эритроциты, лейкоциты. Оксалаты в моче. Биохимические лабораторные тесты: В12 -, Вс -дефицитной анемии. К^ , Na^ , Са2+ в сыворотке крови. Белки острой фазы в постоперационном периоде. Фибриноген |
2) портокавальное шунтирование |
Семейная гомозиготная ГХС |
– |
↓↓↓ |
– |
↓ |
– |
Недостаточная эффективность операции. Постоперационные нарушения функций печени, печеночная энцефалопатия, редко. Тромбоз шунта нередко |
– |
Печеночные функциональные пробы. Факторы свертывающей системы и фибринолиза. Общий анализ крови, тромбоциты |
3) пересадка печени |
Семейная гомозиготная ГХС |
апоВ, Е-рецепторы ↑↑ |
↓↓↓↓ |
– |
↓↓↓ |
– |
Высокий риск отторжения и других осложнений, сложность проведения |
Ловастатин (стимуляция экспрессии ЛПНП-рецепторов в донорской печени). Иммунодепрессанты (циклоспорин) |
Общий анализ крови, лейкоциты, тромбоциты, В-, Т-лимфоциты. Биохимический анализ крови: белки плазмы крови, в том числе иммуноглобулины, тесты диагностики функций печени. Липопротеины сыворотки крови, апобелки, ЛПНП-рецепторы. Белки "острой фазы". Ферментные печеночные тесты. Тесты ДЛП и ИБС |
III. Генетическая коррекция с применением методов генной инженерии (генотерапия) - в стадии экспериментальной разработки |
|||||||||
Первичные, наследственные гиперлипидемии, обусловленные энзимопатиями (ЛХАТ, ЛППЛ, 7α) |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
Примечание : АЛТ - аланинаминотрансфераза; АСТ - аспартатаминотрансфераза; ГХС - гиперхолестеринемия; ДЛП - дислипопротеинемия; ЖКТ - желудочно-кишечный тракт; ИБС - ишемическая болезнь сердца; ЛП - липопротеины; ЛПВП - липопротеины высокой плотности; ЛППЛ - липопротеинлипаза; ЛПС - липополисахарид; ЛПНП - липопротеины низкой плотности; ЛПОНП - липопротеины очень низкой плотности; ЛХАТ - лецитинхолестеринацилтрансфераза; ХС - холестерин; ЦИК - циркулирующие иммунные комплексы.
Список литературы
-
Диагностика и коррекция нарушений липидного обмена с целью профилактики и лечения атеросклероза. Российские рекомендации, VII пересмотр // Атеросклероз и дислипидемии. 2020. № 1 (38). С. 7–42. URL: https://doi.org/10.34687/2219-8202.JAD.2020.01.0002.
-
Галлер Г., Ганефельд М., Яросс С. Нарушения липидного обмена. М.: Медицина, 1979. 335 с.
-
Глинцбург А.Л., Лиходед В.Г., Бондаренко В.М. Экзогенные и эндогенные факторы в патогенезе атеросклероза. Рецепторная теория атеросклероза // Российский кардиологический журнал. 2010. № 2. С. 92–96.
-
Диагностика и коррекция нарушений липидного обмена с целью профилактики и лечения атеросклероза. Российские рекомендации ВНОК IV пересмотра. М., 2009. 80 с.
-
Долгов В.В., Титов В.Н., Творогова М.Г. и др. Лабораторная диагностика нарушений обмена липидов. Тверь: Губернская медицина, 1999. 55 с.
-
Ежов М.В., Сергиенко И.В., Аронов Д.М. и др. Диагностика и коррекция нарушений липидного обмена с целью профилактики и лечения атеросклероза // Атеросклероз и дислипидемии. 2017. Т. 3. С. 5–22.
-
Карпищенко А.И., Москалев А.В., Кузнецов В.В., Жерегеля С.Н. Клиническая лабораторная диагностика заболеваний печени и желчевыводящих путей / под ред. А.И. Карпищенко. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2020. 464 с.
-
Климов А.Н. Атеросклероз // Превентивная кардиология / под ред. Г.И. Косицкого. М.: Медицина, 1987. С. 239–316.
-
Климов А.Н. Аутоиммунная теория патогенеза и концепция модифицированных липопротеидов // Вестн. АМН СССР. 1990. № 11. C. 30–36.
-
Климов А.Н., Денисенко А.Д., Белоцерковский М.В. и др. Криоплазмосорбция — метод удаления иммунных комплексов липопротеид — антитело и других атерогенных субстанций у больных атеросклерозом // Вестник РАМН. 1994. Т. 59. C. 69–77.
-
Климов А.Н., Никульчева Н.Г. Обмен липидов и липопротеидов и его нарушения. СПб.: Питер Ком, 1999. 512 с.
-
Клинические рекомендации Евразийской ассоциации кардиологов (ЕАК), Национального общества по изучению атеросклероза (НОА, РОССИЯ) по диагностике и коррекции нарушений липидного обмена с целью профилактики и лечения атеросклероза (2020) // Евразийский кардиологический журнал. 2020. № 2. С. 6–29. URL: https://doi.org/10.38109/2225-1685-2020-2-6-29.
-
Комаров Ф.И., Коровкин Б.Ф., Меньшиков В.В. Биохимические исследования в клинике. Л.: Медицина, 1981. 408 с.
-
Коневалова Н.Ю., Буянова С.В., Гребенников И.Н. и др. Вторичные дислипопротеинемии. Витебск: Изд-во ВГМУ, 2009. 304 с.
-
Кухарчук В.В., Коновалов Г.А., Бокчубаев Э. и др. Плазмоиммуносорбция липопротеидов низкой плотности на колонках с моноклональными антителами у больных с наследственной гиперхолестеринемией // Проблема атеросклероза / под ред. Е.И. Чазова. М.: ВКНЦ АМН СССР, 1991. C. 125–140.
-
Лысцова Н.Л. Оценка показателей липидного обмена студентов очной формы обучения в различные сезоны // Фундаментальные исследования. 2013. № 6 (часть 1). С. 106–110.
-
Медицинские лабораторные технологии: руководство по клинической лабораторной диагностике: в 2 т. / под ред. А.И. Карпищенко. 3-е изд., перераб. и доп. Т. 1. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. 472 с.
-
Медицинские лабораторные технологии: руководство по клинической лабораторной диагностике: в 2 т. / под ред. А.И. Карпищенко. 3-е изд. перераб. и доп. Т. 2. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. 792 с.
-
Мешков А.Н., Ершова А.И., Деев А.И. и др. Распределение показателей липидного спектра у мужчин и женщин трудоспособного возраста в Российской Федерации: результаты исследования ЭССЕ-РФ ЗА 2012 2014 гг. // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2017. Т. 16, № 4. С. 62–67. URL: https://doi.org/10.15829/1728-8800-2017-4-62-67.
-
Москалев А.В., Рудой А.С., Апчел В.Я., Шангин А.Б. Роль нейтрофильных гранулоцитов в иммуновоспалительном процессе // Вестник Российской Военно-медицинской академии. 2016. № 4 (56). С. 191–195.
-
Москалев А.В., Сбойчаков В.Б., Рудой А.С. Общая иммунология с основами клинической иммунологии. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2015. 351 с.
-
Никульчева Н.Г., Криворученко И.В. Фенотипирование дислипопротеинемий: методические рекомендации / под ред. А.Н. Климова, И.Е. Ганелиной. М., 1984. 16 с.
-
Пупкова В.И. Гиперлипопротеинемия. Новосибирск: ЗАО «Вектор-Бест», 2006. 32 с.
-
Рекомендации по определению общего холестерина, холестерина липопротеинов высокой плотности и триглицеридов в сыворотке в качестве скрининговых методов для профилактики ишемической болезни сердца у взрослых (часть 1) // Международный журнал медицинской практики. 1997. № 1. С. 46–49.
-
Рекомендации ЕОК/ЕОА по диагностике и лечению дислипидемий 2016. (Рабочая группа Европейского общества кардиологов (ЕОК) и Европейского общества атеросклероза (ЕОА) по диагностике и лечению дислипидемий. При участии: Европейской ассоциации профилактики сердечно-сосудистых заболеваний и реабилитации (EACPR)) // Российский кардиологический журнал. 2017. № 5 (145). С. 7–77. http://dx.doi.org/10.15829/1560-4071-2017-5-7-77
-
Рекомендации ESC/EAS 2019 года по лечению дислипидемий: модификация липидов для снижения сердечно-сосудистого риска // Атеросклероз. 2020. Т. 16, № 3. С. 61–81. URL: https://doi.org/10.15372/ATER20200308.
-
Россия в цифрах 2019: Краткий статистический сборник. М.: Росстат, 2019. 549 c.
-
Руководство по атеросклерозу и ишемической болезни сердца / под ред. Е.И Чазова, В.В. Кухарчука, С.А. Бойцова. М.: Медиа-Медика, 2007. 736 с.
-
Скрининг холестерина у взрослых без клинических проявлений ишемической болезни сердца (часть 2) // Международный журнал медицинской практики. 1997. № 1. С. 49–63.
-
Стратегия развития здравоохранения в Российской Федерации на период до 2025 года. Указ президента Российской Федерации от 06 июня 2019 г. № 254. М., 2019.
-
Творогова М.Г. Лабораторная диагностика нарушений липидного обмена // Лабораторная медицина. 2001. № 4. С. 67–74.
-
Титов В.Н. Атеросклероз как патология полиеновых жирных кислот // Вестник РАМН. 2001. № 5. С. 48–53.
-
Титов В.Н., Рожкова Т.А., Амелюшкина В.А. Жирные кислоты, триглицериды, гипертриглицеридемия, гипергликемия и инсулин. М.: Инфра-М, 2019. 197 с.
-
Томпсон Г.Р. Руководство по гиперлипидемии: пер. с англ. Лондон: MSD Merck, 1990. 255 c.
-
Коновалов Г.А., Кухарчук В.В., Покровский С.Н. Экстракорпоральные методы лечения рефрактерных дислипидемий // Атеросклероз и дислипидемии. 2010. № 1. С. 37–49.
-
Энциклопедия клинических лабораторных тестов. 3-е изд. / под ред. Н.У. Тица; пер. с англ. под ред. В.В. Меньшикова. М.: Лабинформ, 1997. 942 с.
-
Эффективность применения эфира икозапента у лиц с гипертриглицеридемией: результаты рандомизированного исследования REDUCE-IT (Reduction of Cardiovascular Events with Icosapent Ethyl Intervention Trial) // Доказательная кардиология (электронная версия). 2018. Т. 11, № 3. С. 10–16.
-
Aguiar C., Alegria E., Bonadonna R.C. et al. A review of the evidence on reducing macrovascular risk in patients with atherogenic dyslipidaemia: A report from an expert consensus meeting on the role of fenofibrate-statin combination therapy // Atherosclerosis Supplements. 2015. Vol. 19. P. 1–12. URL: https://doi.org/10.1016/s1567-5688(15)30001-5.
-
Anggard E.E., Land J.M., Lenihan C.J. et al. Prevention of cardiovascular disease in general practice: a proposed model // Br. Med. 1986. N 293. Р. 177–180.
-
Avogaro P., Bon G.B., Cazzolato G. Presence of a modified low density lipoprotein in humans / / Arteriosclerosis. 1988. Vol. 8. P. 79–87.
-
Baigent C., Landray M.J., Reith C. et al. The effects of lowering LDL cholesterol with simvastatin plus ezetimibe in patients with chronic kidney disease (Study of Heart and Renal Protection): a randomised placebo-controlled trial // Lancet. 2011. Vol. 377, Is. 9784. P. 2181–2192. URL: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(11)60739-3.
-
Beaumont J.L., Carlson L.A., Cooper L.R. et al. Classification of Hyperlipidaemias and hyperlipo-proteinaemias // Bull. WHO. 1970. Vol. 43. P. 891–908.
-
Bhatt D.L., Steg P.G., Miller M. et al. Cardiovascular Risk Reduction with Icosapent Ethyl for Hypertriglyceridemia // New Engl. J. of Medicine. 2019. Vol. 380, N 1. P. 11–22. URL: https://doi.org/10.1056/nejmoa1812792.
-
Carey V.J., Bishop L., Laranjo N. et al. Contribution of High Plasma Triglycerides and Low High-Density Lipoprotein Cholesterol to Residual Risk of Coronary Heart Disease After Establishment of Low-Density Lipoprotein Cholesterol Control // Am. J. Cardiol. 2010. Vol. 106, N 6. P. 757–763. URL: https://doi.org/10.1016/j.amjcard.2010.05.002.
-
Coll B., Alonso-Villaverde C., Joven J. Monocyte chemoattractant protein-1 and atherosclerosis: is there room for an additional biomarker // Clin. Chim. Acta. 2007. Vol. 383, N 1–2. P. 21–29.
-
Cosentino F., Grant P.J., Aboyans V. et al. 2019 ESC Guidelines on diabetes, pre-diabetes, and cardiovascular diseases developed in collaboration with the EASD // Eur. Heart J. 2019. URL: https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehz486.
-
Eckel R.H., Jakicic J.M., Ard J.D. et al. 2013 AHA/ACC Guideline on Lifestyle Management to Reduce Cardiovascular Risk // Circulation. 2013. Vol. 129, N 25, Suppl. 2. Р. 76–99. URL: https://doi.org/10.1161/01.cir.0000437740.48606.d1.
-
Effects of long-term fenofibrate therapy on cardiovascular events in 9795 people with type 2 diabetes mellitus (the FIELD study): randomised controlled trial // The Lancet. 2005. Vol. 366, Is. 9500. P. 849–1861. URL: https://doi.org/10.1016/s0140–6736(05)67667-2.
-
Erkelens D.W. Lipids: Who should be treated? // Triengle. 1990. Vol. 29. P. 17–26.
-
Farukhi Z., Mora S. The Future of Low-Density Lipoprotein Cholesterol in an Era of Nonfasting Lipid Testing and Potent Low-Density Lipoprotein Lowering // Circulation. 2018. Vol. 137, N 1. Р. 20–23. URL: https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.117.031857.
-
Frederickson D.S., Lee R.S. A system for phenotyping hyperlipidemia // Circulation. 1965. Vol. 31. P. 321–327. URL: https://doi.org/10.1161/01.cir.31.3.321.
-
Fredrickson D.S., Levy R.I., Lees R.S. Fat transport in lipoproteins — an integrated approach to mechanisms and disorders // N. Engl. J. Med. 1967. Vol. 276. P. 34–44, 94–103, 148–156, 215–224, 273–281.
-
Giugliano R.P., Pedersen T.R., Park J.-G. et al. Clinical efficacy and safety of achieving very low LDL-cholesterol concentrations with the PCSK9 inhibitor evolocumab: a prespecified secondary analysis of the FOURIER trial // The Lancet. 2017. Vol. 390. Is. 10106. P. 1962–1971. URL: https://doi.org/10.1016/s0140-6736(17)32290-0.
-
Grundy S., Stone N., Bailey A. et al. AHA/ACC/AACVPR/AAPA/ABC/ACPM/ADA/AGS/APhA/ASPC/NLA/PCNA Guideline on the Management of Blood Cholesterol: Executive Summary: A Report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Clinical Practice Guidelines // Circulation. 2019. Vol. 139, Supрl. 25. P. 1046–1082.
-
Hegele R.A., Ginsberg H.N., Chapman M.J. et al. The polygenic nature of hypertriglyceridaemia: implications for definition, diagnosis, and management // Lancet Diabetes Endocrinol. 2014. Vol. 2, Is. 8. P. 655–666. URL: https://doi.org/10.1016/S2213-8587(13)70191-8.
-
Kamstrup P.R. Lipoprotein(a): the common, likely causal, yet elusive risk factor for cardiovascular disease // J. Lipid Res. 2017. Vol. 58, N 9. P. 1731–1732. URL: https://doi.org/10.1194/jlr.c079111.
-
Kim N.H., Han K.H., Choi J., Kim S.G. Use of fenofibrate on cardiovascular outcomes in statin users with metabolic syndrome: propensity matched cohort study // BMJ. 2019. Vol. 366, Is. l5125. URL: https://doi.org/10.1136/bmj.l5125.
-
Langsted A., Nordestgaard B.G. Nonfasting versus fasting lipid profile for cardiovascular risk prediction // Pathology. 2019. Vol. 51, N 2. P. 131–141. URL: https://doi.org/10.1016/j.pathol.2018.09.062.
-
Marcum Z.A., Vande Griend J.P., Linnebur S.A. FDA drug safety communications: a narrative review and clinical considerations for older adults // Am. J. Geriatr. Pharmacother. 2012. Vol. 10, N 4. P. 264–271. URL: https://doi.org/10.1016/j.amjopharm.2012.05.002.
-
Mozaffarian D., Lemaitre R.N., King I.B. et al. Plasma Phospholipid LongChain ω-3 Fatty Acids and Total and Cause-Specific Mortality in Older Adults // Ann. Intern. Med. 2013. Vol. 158, N 7. P. 515–525. URL: https://doi.org/10.7326/0003-4819-158-7-201304020-00003.
-
Nordestgaard B.G., Chapman M.J., Humphries S.E. et al. Familial hypercholesterolaemia is underdiagnosed and undertreated in the general population: guidance for clinicians to prevent coronary heart disease: consensus statement of the European Atherosclerosis Society // Eur. Heart. J. 2013. Vol. 34, N 45. P. 3478–3490a. URL: https://doi.org/10.1093/eurheartj/eht273.
-
Oliver R.M. Toxic effect of 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-1,4-dioxin in labarotary workers // Br. J. Ind. Med. 1975. Vol. 32. P. 49–53.
-
Robinson J.G., Williams K.J., Gidding S. et al. Eradicating the Burden of Atherosclerotic Cardiovascular Disease by Lowering Apolipoprotein B Lipoproteins Earlier in Life // J. Am. Heart Assoc. 2018. Vol. 7, N 20. URL: https://doi.org/10.1161/jaha.118.009778.
-
Sabatine M.S., Giugliano R.P., Keech A.C. et al. Evolocumab and Clinical Outcomes in Patients with Cardiovascular Disease // N. Engl. J. of Medicine. 2017. Vol. 376, N 18. P. 1713–1722. URL: https://doi.org/10.1056/nejmoa1615664.
-
Shepherd J., Blauw G.J., Murphy M.B. et al. Pravastatin in elderly individuals a risk of vascular disease (PROSPER): a randomised controlled trial // Lancet. 2002. Vol. 360, Is. 9346. P. 1623–1630. URL: https://doi.org/10.1016/s0140-6736(02)11600-x.
-
Third Joint Task Force of European and Other Societies on Cardiovascular Disease Prevention in Clinical Practice // Eur. Heart J. 2003. Vol. 24. P. 1601–1610.
-
Tsimikas S., Fazio S., Ferdinand K.S. et al. NHLBI Working Group Recommendations to Reduce Lipoprotein(a)-Mediated Risk of Cardiovascular Disease and Aortic Stenosis // J. Am. Coll. Сardiol. 2018. Vol. 71, N 2. P. 177–192. URL: https://doi.org/10.1016/j.jacc.2017.11.014.
-
Yuan G., Al-Shali K.Z., Hegele R.A. Hypertriglyceridemia: its etiology, effects and treatment // Can. Med. Assoc. J. 2007. Vol. 176, N 8. P. 1113–1120. URL: https://doi.org/10.1503/cmaj.060963.
Глава 2. Инфаркт миокарда
В 1909 г. впервые в мире русские клиницисты В.П. Образцов и Н.Д. Стражеско описали клиническую картину ИМ и выделили три варианта его течения [14], проявляющиеся в ангинозной, астматической и абдоминальной (гастралгической) формах. Ангинозная форма встречается наиболее часто и клинически проявляется болевым синдромом в виде сильной сжимающей боли за грудиной или в области сердца, как при стенокардии, иррадиирующей в левое плечо или левую руку, иногда охватывающей всю грудь. Боли могут быть настолько сильными, что вызывают развитие кардиогенного шока, проявляющегося снижением АД. Боли при ИМ не купируются, в отличие от стенокардии, приемом нитроглицерина и продолжаются от 0,5–1,0 ч до нескольких часов. Иногда симптомы ИМ имеют атипичный характер, и такая клиническая картина затрудняет его диагностику. К атипичным формам ИМ относятся абдоминальная, астматическая, церебральная формы, безболевая ишемия миокарда и атипичный болевой сидром.
Под ИМ подразумевают некроз отдельных участков сердечной мышцы на почве острой ишемии, возникшей в результате несоответствия коронарного кровообращения потребности миокарда в кислороде. Термин "ишемия", используемый в клинической практике, означает неадекватное снабжение кардиомиоцитов кислородом вследствие уменьшения к ним его транспорта с кровью. Строго в патофизиологическом смысле под ишемией понимают патологическое состояние и некробиотические изменения тканей, обусловленные полным прекращением их кровоснабжения. Термин "инфаркт миокарда" следует использовать в тех случаях, когда имеет место доказанный некроз миокарда вследствие длительной острой ишемии миокарда.
Острый ИМ относится к самым распространенным причинам смерти во всех странах [35]. Ежегодно в мире отмечается более 15 млн новых случаев ИМ. Особой актуальностью является проблема высокой смертности от острого ИМ. Повторный ИМ отличается еще более высокими показателями летальности больных по сравнению с первичным ИМ. В 2019 г. в РФ зарегистрировано 22 814 случаев повторного ИМ.
Главной причиной смерти в мире по-прежнему остаются болезни сердца, причем от них умирает все больше людей. По оценкам ВОЗ, в 2016 г. в мире умерли 56,8 млн человек, а удельный вес неинфекционных заболеваний в общей структуре причин смертности составлял 71%, в сравнении с 60% в 2000 г. и 11% в начале XX в. Из 10 ведущих причин смерти в странах с высоким уровнем дохода 9 являются неинфекционными заболеваниями. Несмотря на регистрируемую с начала 1980-х гг. выраженную тенденцию к снижению смертности от ССЗ в странах с высоким уровнем дохода, ССЗ остаются ведущими причинами смертности и инвалидизации в мире. Количество смертельных исходов от ССЗ в мире в 2016 г. составило 17,9 млн человек, то есть каждый третий случай из 10. При этом причиной смерти 8,8 млн человек стала ИБС, а в 6,2 млн - инсульт [22]. В 2019 г. в результате ССЗ скончалось на 2 млн человек больше, чем в 2000 г.
В 2018 г. в РФ общая заболеваемость болезнями системы кровообращения (БСК) составила 173 862 752 человек, а в 2019 г. - 175 478 011 человек (из них первичная заболеваемость составила в 2018 г. 63 892 568 человек, а в 2019 г. - 63 918 376 человек). В структуре БСК следует обратить особое внимание на ИБС. Так, в 2018 г. общая заболеваемость ИБС составила в РФ 7 817 299 человек, а в 2019 г. - 8 046 194 человек. Из них заболеваемость стенокардией составила в 2018 г. 2 816 029 человек, в 2019 г. - 2 833 745 человек, заболеваемость острым ИМ - 161 307 человек в 2018 г. и 164 709 человек - в 2019 г. [49].
Необходимо отметить, что в 2016 г. смертность от БСК в РФ составила 614,1 на 100 тыс. населения, или 47,4% от общей смертности, при этом 40% случаев смерти зарегистрировано среди людей трудоспособного возраста [112], поэтому экономический ущерб от БСК высокий и превышает 0,2% валового внутреннего продукта [102]. По данным Росстата, в 2019 г. от БСК умерло 841 207 россиян [50].
В докладе Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), опубликованном 9 декабря 2020 г., говорится, что смертность от ИБС с 2000 г. в мире выросла в четыре раза [18, 20]. Болезни сердца остаются ведущей причиной смертности в мире в течение последних 20 лет. Число смертей от болезней сердца выросло с более 2 млн в 2000 г. до почти до 9 млн в 2019 г. Это 16% от общего числа смертей. По прогнозу ВОЗ в 2030 г. от ССЗ умрет около 23,6 млн человек. Сердечные болезни останутся основными отдельными причинами смерти [18], особенно в экономически развитых странах с высоким уровнем доходов, что обусловлено старением населения. В США ежегодно ИМ развивается примерно у 900 тыс. человек, около 225 000 из них умирают. Примерно 55% от всех смертей приходится на долю ССЗ [4, 5, 62]. Из 5 418 982 умерших в 2018 г. в РФ 856 127 человек умерли от болезней системы кровообращения, из них от ИБС - 453 306 человек, в том числе от ИМ 56 904 человека (от острого ИМ 42 947 человек). Из 5 397 107 умерших в 2019 г. 842 267 человек умерли от БСК, из них от ИБС - 442 328 человек, в том числе от ИМ - 54 730 человек, из них от острого ИМ - 41 913 человек [50].
По данным Главного нештатного кардиолога Минздрава России академика Евгения Шляхто, за 6 мес 2020 г. в стране от коронавируса умерло чуть более 13 тыс. человек, и за это же время от острого коронарного синдрома скончалось почти 40 тыс. пациентов, а от ИБС - свыше 220 тыс. Согласно данным Петростата, в 2019 г. в Санкт-Петербурге от БСК умерли 33 247 человек [55].
Заболеваемость и смертность у мужчин выше, чем у женщин. Стандартизованные коэффициенты смертности (СКС) от всех форм ИБС среди мужчин в возрасте 50 лет и старше в РФ составили 2153,1, в США - 712,6, среди женщин - 1288,3 и 421,2 соответственно. Доля смертей от "острых форм" ИБС (мужская смертность РФ, США) составила 19,5 и 34,2% соответственно, а женская смертность в РФ и США - 14,9 и 34,7%. Смертность от ИМ (код МКБ-10: I21) в России в 1,6 раза ниже, чем в США [104]. В 2018 г. смертность от БСК составила у мужчин 597 человек на 100 тыс. населения, а в 2019 г. - 576 человек. У женщин смертность за этот же временной промежуток оказалась почти в 2 раза ниже. Так, за 2018 г. она была 314, а в 2019 г. - 306 человек на 100 тыс. населения. В Санкт-Петербурге смертность от БСК составила у мужчин 536 в 2018 г. и 505 человек на 100 тыс. населения в 2019 г.; у женщин, соответственно, 312 в 2018 г. и 302 человека на 100 тыс. населения в 2019 г. [50].
За последние годы в большинстве развитых стран удалось снизить летальность от ИМ. Вместе с тем отмечается развитие ИМ в более молодом возрасте, у людей 30 лет и моложе. Экономический ущерб в России от ССЗ в 2016 г. составил 2,7 трлн рублей, что эквивалентно 3,2% ВВП. ИБС заняла первое место среди всех БСК в структуре наносимого экономического ущерба, составив более 1 трлн рублей за год.
Частота ИМ колеблется в значительных пределах, имея тенденцию к росту, и составляет, по данным ВОЗ, от 85 до 300 случаев на 100 тыс. населения. По данным официальной статистики [50, 55], в Санкт-Петербурге в 2019 г. зарегистрировано 413 045 пациентов в возрасте старше 18 лет с ИБС (у 29 993 человек диагноз установлен впервые). Из них со стенокардией - 48 602 человек (диагноз установлен впервые у 7118 человек) и с острым ИМ - у 3479 пациентов.
По данным Петростата в структуре смертности от БСК первое место занимает группа кодов ИБС (I20–I25). Доля данной причины в 2017 г. составила 60% от общего числа умерших от БСК. В структуре первичной заболеваемости первое место также занимают болезни, характеризующиеся повышенным кровяным давлением (27,6%, где 23,3% - гипертензивная болезнь сердца - гипертоническая болезнь с преимущественным поражением сердца). Далее следуют ИБС (23,7%, где 15,8% - хроническая ИБС, 5,5% - стенокардия), цереброваскулярные болезни (23,1%), другие болезни сердца (10,5%), болезни вен, лимфатических сосудов и лимфатических узлов (10,3%). Эти пять групп заболеваний составляют 95,2% первичной заболеваемости. По оперативным данным Петростата в 2018 г. показатель смертности от БСК составил 641,5 на 100 тыс. населения, что составляет 57,8% в общей структуре смертности в Санкт-Петербурге [55, 56].
Для борьбы с высокой заболеваемостью БСК в Санкт-Петербурге была разработана и утверждена распоряжением Правительства города от 28.06.2019 № 20-рп Региональная программа "Борьба с сердечно-сосудистыми заболеваниями" на 2019–2024 гг. [47]. Только 40–50% всех больных стенокардией знают о наличии у них заболевания и получают соответствующее лечение, тогда как 50–60% случаев заболевания остаются нераспознанными.
Существует множество различных классификаций ИМ. Патологи различают ИМ по величине некроза :
Выделяют три стадии развития ИМ:
Клиницисты к оценке ИМ подходят иначе.
По времени развития некроза:
По размерам очага некроза:
В принятой в 1992 г. Международной классификации болезней и проблем, связанных со здоровьем, X пересмотра (МКБ-10) [34] раздел, посвященный ИБС, представлен следующим образом.
Класс 9. Болезни системы кровообращения
I20–I25 Ишемическая болезнь сердца
I20 Стенокардия [грудная жаба]
I20.0 Нестабильная стенокардия
I20.00 Нестабильная стенокардия с гипертензией
I20.1 Стенокардия с документально подтвержденным спазмом
I20.10 Стенокардия с документально подтвержденным спазмом с гипертензией
I20.8 Другие формы стенокардии
I20.80 Другие формы стенокардии с гипертензией
I20.9 Стенокардия неуточненная
I20.90 Стенокардия неуточненная с гипертензией
I21 Острый инфаркт миокарда
I21.0 Острый трансмуральный инфаркт передней стенки миокарда
I21.00 Острый трансмуральный инфаркт передней стенки миокарда с гипертензией
I21.1 Острый трансмуральный инфаркт нижней стенки миокарда
I21.10 Острый трансмуральный инфаркт нижней стенки миокарда с гипертензией
I21.2 Острый трансмуральный инфаркт миокарда других уточненных локализаций
I21.20 Острый трансмуральный инфаркт миокарда других уточненных локализаций с гипертензией
I21.3 Острый трансмуральный инфаркт миокарда неуточненной локализации
I21.30 Острый трансмуральный инфаркт миокарда неуточненной локализации с гипертензией
I21.4 Острый субэндокардиальный инфаркт миокарда
I21.40 Острый субэндокардиальный инфаркт миокарда с гипертензией
I21.9 Острый инфаркт миокарда неуточненный
I21.90 Острый инфаркт миокарда неуточненный с гипертензией
I22 Повторный инфаркт миокарда
I22.0 Повторный инфаркт передней стенки миокарда
I22.00 Повторный инфаркт передней стенки миокарда с гипертензией
I22.1 Повторный инфаркт нижней стенки миокарда
I22.10 Повторный инфаркт нижней стенки миокарда с гипертензией
I22.8 Повторный инфаркт миокарда другой уточненной локализации
I22.80 Повторный инфаркт миокарда другой уточненной локализации с гипертензией
I22.9 Повторный инфаркт миокарда неуточненной локализации
I22.90 Повторный инфаркт миокарда неуточненной локализации с гипертензией
I23 Некоторые текущие осложнения острого инфаркта миокарда
В связи с тяжелым течением, высокой инвалидизацией и летальностью (общая летальность в острейшем, остром и подостром периодах ИМ составляет около 30%) своевременная диагностика этого заболевания является одной из актуальных проблем современной кардиологии [3, 18, 19, 61, 62].
Диагноз острого ИМ, согласно рекомендациям ВОЗ (1979), ранее основывался на трех базисных постулатах:
Диагноз острого ИМ считался достоверным в случае, если два из трех названных диагностических критериев являются бесспорными и однозначно трактуемыми. Однако почти у половины больных ИМ наблюдается безболевое начало заболевания или нетипичное проявление болевого синдрома, и более чем у 40% пациентов отсутствуют четкие, однозначно интерпретируемые изменения ЭКГ. Третий диагностический признак ИМ - гиперферментемия традиционно определяемых сывороточных энзимов - высокочувствительный, но неспецифичный, поэтому до последнего времени существовали серьезные проблемы в диагностике ИМ, особенно у больных острым коронарным синдромом (ОКС) без подъема сегмента ST на ЭКГ [24].
Интерпретация результатов ЭКГ-исследования затруднена, а иногда практически невозможна у пациентов с повторными ИМ, нарушениями ритма сердца (мерцательная аритмия, синдром WPW), нарушениями внутрижелудочковой проводимости, при наличии у больного водителя ритма, а также при некоторых клапанных пороках.
Клиническая картина начала ИМ весьма вариабельна и в большинстве случаев ее трудно оценить однозначно. Клиническая картина острого ИМ считается типичной при наличии остро возникшего тяжелого продолжительного (более 30 мин) приступа ангинозной боли, не купируемого нитроглицерином [39, 49]. Однако встречается большое число пациентов с типичным болевым синдромом, но с неподтвержденным впоследствии диагнозом острого ИМ. С другой стороны, у 20–30% больных имеет место безболевое начало или слабо выраженный болевой синдром. Это наблюдается у больных с сахарным диабетом, гипертонической болезнью, хронической сердечной недостаточностью, нарушениями периферического кровообращения, инсультом и коматозным состоянием, а также во время хирургических вмешательств и в послеоперационном периоде. Начало острого ИМ у таких больных может проявляться в виде острой левожелудочковой недостаточности, отека легких, кардиогенного шока, сердечной астмы. Многообразие клинической картины ишемической болезни привело к необходимости объединить под одним понятием острый коронарный синдром, ИМ и нестабильную стенокардию, а также бессимптомное или стертое течение ИБС.
Среди других вариантов начальной стадии ИМ встречаются цереброваскулярный, аритмический и абдоминальный (проявляется в виде тошноты, рвоты, боли в области живота).
В этом плане клинический метод в диагностике ИМ остается, безусловно, ведущим. Однако распознавание ИМ, особенно в ранние сроки, в случаях его атипичного течения, повторных ИМ бывает затруднительным.
В настоящее время принято считать, что изменения ЭКГ не столь чувствительный признак острого ИМ, как предполагалось ранее [3, 11, 17].
Специфичность и чувствительность ЭКГ-метода также недостаточны для диагностических требований. Результаты электрокардиографии в большом числе случаев острого ИМ могут быть диагностически незначимыми, так как характерные особенности ЭКГ отсутствуют более чем в 50% случаев заболевания, особенно в первые часы [23, 41, 43]. По данным различных авторов, своевременно не диагностируется от 10 до 42% случаев ИМ.
В связи с этим, согласно рекомендациям ВОЗ 2007 г., при диагностике острого ИМ большое значение уделяется лабораторному исследованию кардиоспецифических маркеров. В настоящее время известно довольно большое количество маркеров гибели кардиомиоцитов, имеющих различную степень специфичности к мышце сердца, которые позволяют в целом оценить объем, сроки развития некроза и характер течения заболевания [31, 32, 40, 82].
В Рекомендациях Европейского общества кардиологов (ЕОК) по ведению пациентов с острым ИМ с подъемом сегмента ST на ЭКГ (2017 г.) также особое внимание при постановке диагноза острого ИМ уделено лабораторному определению кардиоспецифических маркеров [48].
В данных Рекомендациях указывается, что термин "инфаркт миокарда" следует использовать при наличии признаков некроза миокарда и клинических проявлений ишемии миокарда.
ИМ может быть диагностирован на основании одного из следующих критериев:
ИМ часто формируется по следующему сценарию. Факторы кардиального риска и/или дисфункция эндотелия сосудов запускают воспалительные и атеросклеротические изменения, которые в свою очередь вызывают или ишемию миокарда и/или коронарный тромбоз, или эмболию коронарных артерий. В результате формируется участок некроза миокарда с последующим возникновением аритмии и кардиосклероза. В дальнейшем происходит ремоделирование и дилатация желудочков, приводящие к сердечной недостаточности и возможно летальному исходу. На этой теории патогенеза острого ИМ в лабораторной медицине основано применение биохимических маркеров повреждения миокарда.
В связи с этим классификация маркеров заболеваний сердечно-сосудистой системы выглядит следующим образом [49, 50]:
-
1) маркеры дислипопротеинемий и модификации липопротеинов: ОХС, α-ХС, триглицериды, ЛПВП и модифицированные ЛПНП, коэффициент атерогенности и т.д.;
-
2) провоспалительные маркеры: провоспалительные цитокины ИЛ-6, ФНОα, острофазные реактанты (С-реактивный белок - СРБ) и др.;
-
3) маркеры нестабильности и повреждения атеросклеротической бляшки: миелопероксидаза, матриксная металлопротеиназа-9, молекулы межклеточной адгезии (ICAM, VCAM); ассоциированный с беременностью плазменный протеин А (РАРР-А), плацентарный фактор роста (PIGF), растворимый комплекс СDOL (sC40L);
-
4) маркеры ишемии и некроза миокарда:
-
а) маркеры ишемии: не связанные с альбумином жирные кислоты (FFAu), изофермент гликогенфосфорилазы ВВ (ГФ-ВВ), ишемия-модифицированный альбумин (IMA), холин;
-
б) маркеры некроза: миоглобин (Мb), тропонины Т и I (cTnT, cTnI), изофермент ВВ креатинкиназы (КК-ВВ), кардиопротеин, связывающий жирные кислоты;
-
Диагностическая ценность лабораторной диагностики ИМ существенно возрастает при безболевых его формах и при повторных ИМ, а также мерцательной аритмии, наличии имплантированного артифициального водителя ритма сердца (электрокардиостимулятора), то есть при затруднительной ЭКГ-диагностике ИМ [42, 58, 63, 64, 65].
Использование программы лабораторной диагностики, выявление критериев степени тяжести, контроль эффективности лечения, прогноз исхода ИМ по данным лабораторных тестов, несомненно, внесут дополнительный вклад в повышение эффективности борьбы с этой патологией.
Биохимические маркеры повреждений миокарда (МПМ) были разделены на две группы: основные и дополнительные. В группу основных МПМ в традиционных тест-программах, то есть тех, которые использовались ранее для диагностики ИМ, входили следующие лабораторные показатели:
В современных тест-программах диагностики ИМ в группу основных МПМ были включены:
В группу дополнительных МПМ включили:
-
3) гликогенфосфорилаза (изофермент ГФ-ВВ рано попадает в кровь до развития цитолиза);
-
4) карбоангидраза для дифференциальной диагностики (содержится в клетках скелетных мышц и отсутствует в кардиомиоцитах);
-
6) ассоциированный с беременностью плазменный протеин А (pregnancy-associated plasma protein A, PAPP-A) [27];
-
7) белок сердечного типа, связывающий свободные жирные кислоты - СЖК (heart type fatty acids binding protein, H-FABR);
-
8) растворимая форма лиганда CD40 (sCD40L) - маркер как тромбоза, так и воспаления, может рассматриваться в качестве показателя нестабильности атеросклеротической бляшки [46, 71], и некоторые другие.
Лабораторные исследования позволяют выявить факторы риска ССЗ, установить возможные причины и сопутствующие состояния, провоцирующие ишемию миокарда [37, 39]. Минимальный перечень лабораторных показателей при первичном обследовании больного с подозрением на ИБС и стенокардию включает определение содержания в крови гемоглобина, общего холестерина, ХС ЛПВП, ХС ЛПНП, триглицеридов, глюкозы, активности АСТ и АЛТ.
В основе программы лабораторной диагностики ИМ лежит исследование кардиальных белков и активности ферментов сыворотки крови (рис. 2-1).

В программе приведены только те нозологические формы заболеваний, с которыми ИМ может иметь сходство по клинической картине. При этом не рассматривают заболевания, в том числе и ССЗ, при которых наблюдаются изменения включенных в программу лабораторных показателей, но отсутствуют общие клинические признаки. В то же время при решении вопроса о диагностической значимости изменений клинико-биохимических показателей необходимо учитывать возможность наличия у пациента вышеупомянутой группы заболеваний (поражения паренхимы печени, эндокардит, миокардит и др.), а также влияния фармакологических препаратов на результаты исследования. Подробные сведения по этим вопросам изложены в монографиях Н.У. Тица [73], В. Гейне и соавт. [12] и др.
Уровень активности сывороточных ферментов у здоровых лиц, время начала увеличения их активности и достижения максимальных значений у больных ИМ существенно зависят, в частности, от методов определения их активности и биохимической индивидуальности пациента [15, 28, 29, 31, 36, 84]. Для объективной оценки получаемых результатов в лаборатории рекомендуется иметь собственные цифры нормальных значений.
При выборе ферментативного теста необходимо сопоставлять время, прошедшее от момента появления клинических признаков ИМ у конкретного больного, с началом повышения и нормализацией активности данного фермента у больных с ИМ (ориентировочные сроки указаны в скобках). Так, например, нет никаких оснований для исследования активности КК-МВ или концентрации миоглобина в сыворотке крови пациента, госпитализированного через 10 дней после единственного болевого приступа.
При поступлении больного в стационар в ранние сроки после появления клинических признаков ИМ желательно определить активность нескольких ферментов (КК, ЛДГ, АСТ, КК-МВ, ЛДГ1–2 ), в том числе и тех, активность которых, исходя из срока поступления, еще не повышена даже при наличии ИМ (табл. 2-1). Целью такого исследования является выяснение "исходного" (фонового) уровня ферментемии сыворотки крови пациента. Наличие этой информации обеспечит в дальнейшем возможность объективной оценки индивидуальной динамики результатов ферментных тестов [59, 80].
Наименование фермента или белка | Начало повышения активности, ч | Максимальное повышение активности, ч | Продолжительность гиперферментемии или протеинемии | Степень увеличения активности (концентрации) | Сроки нормализации |
---|---|---|---|---|---|
Ферменты |
|||||
АСТ |
3–12 |
24–36 |
72 ч |
15–30 раз |
36–72 ч |
АЛТ |
3–13 |
6–12 |
12 ч |
– |
6–12 ч |
ЛДГобщ |
6–12 |
36–78 |
1–2 нед |
20 раз |
2–3 нед |
ЛДГ1 |
6–12 |
36–72 |
1–2 нед |
20 раз |
2–3 нед |
ЛДГ2 |
6–12 |
36–72 |
1–2 нед |
20 раз |
3 нед |
Креатинкиназа общая |
6–12 |
18–42 |
3–4 сут |
5–20 раз |
4 сут |
Изофермент МВ креатинкиназы |
4–6 |
4–12 |
24 ч |
5–20 раз |
24–48 ч |
Белки |
|||||
Миоглобин |
1–3 |
6–12 |
1–2 сут |
10–15 раз |
1–2 сут |
Тропонин Т |
3–4 |
3–4 сут |
6–7 сут |
200–400 раз |
1,5–2,5 нед |
Миозин (тяжелые цепи) |
1,5 сут |
3–5 сут |
7 сут |
5–6 раз |
– |
Примечание : АЛТ - аланинаминотрансфераза; АСТ - аспартатаминотрансфераза; ИМ - инфаркт миокарда; ЛДГ - лактатдегидрогеназа; СОЭ - скорость оседания эритроцитов.
Оптимальный набор лабораторных тестов для обследования пациентов с первичным ИМ должен включать определение АСТ, изоферментов ЛДГ и один из тестов выбора (ККобщ , КК-МВ, миоглобин, кардиоспецифический тропонин Т).
Наибольшую диагностическую значимость повышение ЛДГ1 имеет в первые 16–20 ч ИМ, когда общая активность ЛДГ не превышает нормы [53, 59]. Увеличение активности ЛДГ1 выше 200 МЕ/л в течение первых 3 суток после появления болей позволяет диагностировать ИМ в 96% случаев и с такой же вероятностью исключить этот диагноз. Диагностическим критерием является не только увеличение содержания в сыворотке крови изоферментов ЛДГ1–2 , но и изменение отношения ЛДГ1 /ЛДГ2 [110]. У больных ИМ оно составляет 0,76 и выше, у здоровых - 0,45–0,74. Чувствительность данного показателя диагностического теста на острый ИМ составляет 95%, а специфичность - 90% [9]; по диагностической эффективности он приближается к определению активности КК-МВ [32]. Другие авторы отдавали предпочтение определению соотношения ЛДГ1 /ЛДГ4 и ЛДГ1 /ЛДГобщ . Так, отношение ЛДГ1 /ЛДГ4 у больных ИМ возрастает в 1,7 раза через 36 ч от начала болевого приступа, в то время как у пациентов с сердечной недостаточностью и немиокардиальным инфарктом оно не изменяется в течение 108 ч [110].
Анализируя результаты тестов, необходимо помнить, что повышение активности ЛДГ1–2 и концентрации миоглобина не является абсолютным диагностическим критерием ИМ и может иметь место у больных с острой коронарной ишемией без формирования участков некроза миокарда. В этом случае максимальные значения активности превышают нормальную величину не более чем в два раза, а их нормализация наступает в течение 10–12 ч [1, 73, 100]. У некоторых больных с тромбоэмболией легочной артерии определяются небольшие, скоропреходящие повышения активности сывороточной КК и изменения изоферментного профиля ЛДГ, типичного для острого ИМ.
Дополнительным критерием постановки диагноза ИМ с увеличенной активностью КК и АСТ является величина их отношения (КК/АСТ). Если это отношение больше 14, 20 и 25 при активности КК меньше 1200 МЕ/л, 1201–2000 МЕ/л и выше 2000 МЕ/л соответственно, то с достоверностью 95% можно говорить о наличии у пациентов ИМ [90].
Необходимо отметить, что диагностическая чувствительность определения активности КК-МВ и изоферментов ЛДГ зависит от используемого метода. Для КК-МВ чувствительность обнаружения ИМ при исследовании фермента с помощью хроматографии на ДЭАЭ-сефадексе и методом электрофореза в агарозном геле составляла 25 и 45% в первые 8 ч, а через 32 ч после наступления ИМ, соответственно, 80 и 89%. Электрофоретический метод определения изоферментов ЛДГ является наиболее чувствительным и информативным [33, 53].
Креатинкиназа - фермент, катализирующий фосфорилирование АДФ в присутствии креатинфосфата с образованием АТФ и креатина. Она состоит из двух иммунологически различных М- и В-субъединиц, образующих три димерных изофермента в результате действия карбоксипептидаз, то есть КК-ММ (КК-3), КК-МВ (КК-2) и КК-ВВ (КК-1). Присутствующие в крови в норме В- и М-субъединицы КК в своей структуре содержат С-концевой лизин. Карбоксипептидазы В (КФ.3.4.17.2) и N (КФ.3.4.17.3; аргининкарбоксипептидаза) могут гидролизовать лизин в КК-ММ, формируя две изоформы: КК-ММ2 (один остаток лизина удален) и КК-ММ1 (удалены оба остатка лизина). Неделизинированная молекула КК-ММ имеет меньшую электрофоретическую подвижность к аноду, чем КК-ММ1 и КК-ММ2, и обозначена как КК-ММ3. Поскольку КК-МВ имеет одну М-субъединицу, образуется одна лизингидролизованная изоформа - КК-МВ1, а неделизинированная молекула обозначена КК-МВ2. КК-ММ и КК-МВ распределены в основном в скелетных мышцах и в миокарде соответственно, а КК-ВВ - в мозге и в гладкой мышечной ткани [33]. Изоферменты КК-МВ и КК-ММ являются ранними маркерами острого ИМ. Максимальный выход КК-МВ2 из миокарда в кровь наблюдается через 4–8 ч после ИМ. В крови этот изофермент под действием карбоксипептидазы превращается в изоформу КК-МВ1. Пик ее циркуляции отмечается через 8–15 ч после ИМ. Изофермент КК-ММ3 имеет значение в диагностике ИМ лишь в сочетании с КК-МВ. Максимальное увеличение концентрации КК-ММ наблюдается в интервале от 6 до 10 ч после ИМ [43, 93]. Делизинированные изоформы КК-ММ1 и КК-M2 имеют более высокие пики концентрации после ИМ. Достаточно чувствительным индексом является пик отношения КК-ММ3/КК-ММ1, так как оно повышается уже через 3 ч после ИМ; возрастание этого отношения более 1,0 - признак патологии.
Изофермент КК-МВ ранее считался лучшим ферментным тестом для подтверждения или исключения диагноза острого ИМ [115]. В большинстве случаев однократное определение активности изоферментов КК-МВ и КК-ММ и их изоформ в течение первых 48 ч после возникновения приступа загрудинной боли позволяет достаточно точно выявить момент возникновения ИМ. Напротив, отсутствие повышения активности КК-МВ в сыворотке крови у больного, не испытавшего повторения боли, может позволить исключить ИМ. Диагностическая чувствительность теста на активность КК-МВ приближается к 100%. В настоящее время уровень КК-МВ mass >10 мкг/л является одним из основных критериев для установления диагноза ИМ.
При сочетании у больного повреждения скелетных мышц и появлении болей в грудной клетке, когда постановка окончательного диагноза невозможна, следует помнить, что в сердечной мышце доля изофермента КК-МВ (молекулярная масса 86 кДа, полупериод жизни в плазме около 12 ч) составляет 5–50%. В скелетных мышцах доля КК-МВ составляет 1–3% или менее. KK-МM является доминирующей формой, хотя активность КК-МВ может достигать 10% общей активности КК при состояниях, связанных с поражением скелетной мускулатуры. В этом случае целесообразно исследовать изоферменты КК.
В ряде случаев повышение активности КК обусловлено образованием комплекса с иммуноглобулинами. Это так называемая ее макроглобулиновая форма (макро-КК). Она обнаруживается у 6% госпитализированных больных, но только небольшая часть из них имеет аномально высокую активность КК. Она представлена в двух формах (тип 1 и 2). Макро-КК тип 1 - это обычно комплекс КК-МВ с IgG (реже с IgA) или может быть комплекс КК-ММ с IgA (встречается с частотой от 0,8 до 2,3%, часто у женщин старше 50 лет). Идентификация макро-КК типа 1 является важным клиническим исследованием, так как она обусловливает причины ложноположительной диагностики ИМ, поскольку имеет электрофоретическую подвижность, близкую к КК-МВ (мигрирует между КК-ММ и КК-МВ), а также может давать ложноположительный результат для КК-МВ при исследовании методом иммуноингибирования или ионообменной хроматографии на колонке.
Макро-КК типа 2 является олигомерным комплексом митохондриального изофермента KK-Mi, мигрирующим при электрофорезе к катоду со скоростью, близкой к КК-ММ. Она временно наблюдается у 1% стационарных больных и указывает на плохой прогноз, кроме детей. Ее появление часто связано с малигнизацией или поражением печени либо с патологией миокарда у детей. При этом уровень ККобщ всегда бывает повышенным. Тип 2 может интерферировать с КК-МВ при исследовании методом иммуноингибирования или ионообменной хроматографии на колонке.
Принципы ферментативной диагностики острого инфаркта миокарда
-
У пациентов, поступивших в течение первых 24 ч после ангинозного приступа, определяется активность КК в крови - это следует делать даже в тех случаях, когда по клиническим и электрокардиографическим данным диагноз инфаркта миокарда не вызывает сомнения, так как степень повышения активности КК информирует врача о размерах ИМ и прогнозе.
-
Если активность КК находится в пределах нормы или она повышена незначительно (в 2–3 раза), либо у пациента имеются явные признаки поражения скелетной мускулатуры или головного мозга, то для уточнения диагноза показано определение активности КК-МВ.
-
Нормальные величины активности КК и КК-МВ, полученные при однократном взятии крови в момент поступления больного в клинику, недостаточны для исключения диагноза острого ИМ. Исследования необходимо повторить по крайней мере еще дважды - через 12 и 24 ч.
-
Если больной поступил более чем через 24 ч после ангинозного приступа, но меньше чем через 2 нед, и уровень КК и КК-МВ у него нормальный, то рекомендовалось сначала определить активность ЛДГ в крови, а еще лучше измерить отношение активности ЛДГ1 и ЛДГ2 , АСТ вместе с АЛТ и расчетом коэффициента де Ритиса:
-
а) если ангинозные боли повторяются у больного после госпитализации, то рекомендуется измерять КК и КК-МВ сразу после приступа и через 12 и 24 ч;
-
б) миоглобин в крови целесообразно определять только в первые часы после болевого приступа, повышение его уровня в 10 раз и больше указывает на некроз мышечных клеток, но нормальный уровень миоглобина отнюдь не исключает инфаркта [38];
-
в) определение активности ферментов нецелесообразно у бессимптомных больных с нормальной ЭКГ; диагноз на основании одной только гиперферментемии ставить все равно нельзя - должны быть клинические и/или электрокардиографические признаки, указывающие на возможность инфаркта миокарда [59];
-
г) исследование уровня активности КК и КК-МВ целесообразно проводить только в течение 1–2 сут от предположительного начала заболевания;
-
д) исследование активности АСТ целесообразно проводить только в течение 4–7 сут от предположительного начала заболевания;
-
е) повышение активности КК, КК-МВ, ЛДГобщ , ЛДГ1 , АСТ не является строго специфичным для острого инфаркта миокарда, хотя при прочих равных условиях активность КК-МВ отличается более высокой информативностью;
-
ж) отсутствие гиперферментемии не исключает развития острого ИМ.
-
В последующие годы наибольшее для диагностики ИМ значение стали придавать определению в крови уровней кардиоспецифических тропонинов Т (кТрТ) и I (кТpI).
В 2000 г. Комитет европейских и американских экспертов (Joint European Society of Cardiology/American Cardiology of Committee) сформулировал первое универсальное определение инфаркта миокарда . Устанавливалось, что термин ИМ должен употребляться только тогда, когда имеются достоверные доказательства наличия миокардиального некроза, связанного с ишемией миокарда. Рекомендовались методы ее функциональной диагностики (ЭКГ, коронарография и др.). Указывалось, что индикатором миокардиального некроза является концентрация кТpI или кТрТ, превышающая, по крайней мере, в течение первых 24 ч пограничный референтный уровень, характерный для 99-го процентиля на одно значение, то есть >2 ×99-й процентиль. При невозможности измерения тропонинов рекомендовалось определение массы КК-МВ. Диагностическими для ИМ считались уровни КК-МВ >2 × 99-й процентиль. В норме содержание тропонина I менее 0,07 нг/мл. В крови здоровых людей даже после чрезмерной физической нагрузки уровень тропонина Т не превышает 0,2–0,5 нг/мл [7, 21, 75, 95, 127].
Несмотря на то что в данном документе были сформулированы требования к определению уровня тропонинов, в то время не было ни одного теста с необходимой чувствительностью по их определению. Это не позволяло точно и надежно определить уровень тропонинов в здоровой популяции и установить концентрации, характерные для 99 процентиля. Все здоровые люди были "тропонин-отрицательными" [3].
Второе всеобщее определение инфаркта миокарда было разработано рабочей группой экспертов Европейского общества кардиологов, Фонда американского колледжа кардиологов, Американской ассоциации сердца и Всемирной федерации сердца (ESC/ACCF/AHA/WHF) в 2007 г. [7, 128, 129]. Они предложили классификацию типов ИМ и дали новое определение ИМ.
Определение ИМ. Увеличение уровня кардиальных маркеров (преимущественно тропонинов) при наличии одного из следующих признаков:
-
ишемические изменения ЭКГ или появление блокады левой ножки пучка Гиса (БЛНПГ);
-
выявление методами визуализации признаков потери живого миокарда и появление новых зон нарушений сократимости миокарда;
-
внезапная неожидаемая коронарная смерть, часто в сочетании с симптомами ишемии и подъемом сегмента ST на ЭКГ или БЛНПГ;
-
увеличение уровня тропонина в крови после проведения транслюминальной баллонной ангиопластики;
-
увеличение уровня тропонина в крови в сочетании с появлением зубца Q на ЭКГ или полной блокады левой ножки предсердно-желудочкового пучка (пучка Гиса) после проведения аортокоронарного шунтирования.
Таким образом, в сравнении со старым определением ИМ появились новые признаки - развитие БЛНПГ и признаки повреждения миокарда, определяемые с помощью методов визуализации (прежде всего ЭхоКГ), а также признаки некроза миокарда после оперативных вмешательств, таких как чрескожная транслюминальная коронарная ангиопластика или аортокоронарное шунтирование.
Новая клиническая классификация различных типов инфаркта миокарда
Тип 1 - спонтанный ИМ, связанный с ишемией миокарда, возникшей по причине коронарных приступов, таких как эрозия и/или надрыв, трещины или расслоение атеросклеротической бляшки.
Тип 2 - ИМ, который стал следствием ишемии миокарда, вызванной увеличенной потребностью миокарда в кислороде или ухудшением кровоснабжения, например, в результате спазма коронарных артерий, коронарной эмболии, анемии, аритмии, повышения или снижения АД.
Тип 3 - внезапная неожиданная сердечная смерть, включая остановку сердца, часто с симптомами возможной ишемии миокарда, которая сопровождается предположительно новыми подъемами ST на ЭКГ или новой блокадой ЛНПГ, или признаками свежего тромбоза в коронарной артерии при ангиографии и/или при аутопсии, при наступлении смерти до сдачи анализа крови или в период до появления сердечных биомаркеров в крови.
Тип 4 - связан с коронарной ангиопластикой или стентированием:
Тип 5 - ИМ, который связан с коронарным шунтированием.
В качестве диагностического критерия для ИМ 1-го и 2-го типа рекомендовалось:
Важным во втором универсальном определении ИМ было необходимое условие повышения или снижения уровней кардиальных маркеров (предпочтительнее тропонинов). Именно это нововведение стало сигналом для проведения серийных измерений тропонинов у всех пациентов с подозрением на ИМ или с уже имеющимся спонтанным ИМ [117].
Новое международное универсальное определение инфаркта миокарда (третье) было обнародовано 24 августа 2012 г. в Интернете (http://circ.ahajournals.org/content/early/2012/08/23/CIR.0b013e31826e1058.long). Оно уже предусматривает высокочувствительное измерение кардиальных тропонинов [45, 130].
В новых диагностических критериях ИМ предусматривается, в частности, что:
-
диагностической для ИМ считается концентрация тропонина, превышающая таковую, характерную для 99-го процентиля нормальной референсной популяции, на одно значение, соответствующее 99-му процентилю, или:
-
диагностический уровень тропонина равен или более уровня 99-го процентиля × 2;
-
конкретные значения уровня 99-го процентиля референсной процентили устанавливаются производителями конкретных высокочувствительных тропониновых тестов;
В дополнение к этому, уровни cTn следует измерять с коэффициентом вариации ≤10% [7–10].
Решить проблему 99-го процентиля позволили разработанные тесты по высокочувствительному определению тропонинов. Оказалось, что в крови здоровых людей среднее содержание тропонинов составляет 2,0–5,0 нг/л, а уровни 99-го процентиля - 14,0–20,0 нг/л в зависимости от конкретного теста конкретного производителя. То есть "тропонин-отрицательных" людей не стало [7, 9]. Нужно отметить, что только высокочувствительные тесты способны определять тропонин в нормальной популяции. Таким образом, высокочувствительное измерение кардиальных тропонинов стало одним из важнейших диагностических критериев нового универсального определения ИМ.
В заключение необходимо еще раз обратить внимание на то, что Третье универсальное определение ИМ, подготовленное ESC/ACCF/AHA/WHF (Европейское общество кардиологов, Фонд Американского колледжа кардиологов, Американская ассоциация сердца и Всемирный фонд сердца), содержит новые диагностические критерии ИМ, рекомендуемые этими обществами для широкого применения в практике [119, 130]. Основной причиной изменения определения ИМ было появление новых высокочувствительных и высокоспецифичных биомаркеров некроза миокарда - тропонинов I и Т [7, 8, 10, 64, 75].
Комплекс тропонина - гетеромерный белок. Он состоит из трех субъединиц: тропонина I (кТpI, молекулярная масса 24 кДа), тропонина Т (кТрТ, средняя молекулярная масса 35 кДа) и тропонина С (кТрС, молекулярная масса 18,5 кДа), которые вместе с актином и тропомиозином образуют тонкую нить сократительной единицы поперечнополосатого волокна мышцы - саркомера. Комплекс тропонина регулирует сокращение сердечной и скелетных мышц. Каждая субъединица отвечает за часть функции комплекса тропонина. ТрТ - тропомиозин-связывающая субъединица, регулирует взаимодействие комплекса тропонина с тонкими нитями, ТpI тормозит АТФазную активность актомиозина, а ТpС - Са2+ -связывающая субъединица, играет главную роль в Са2+ -зависимой регуляции мышечного сокращения.
кТрТ и кардиоспецифический ТpI в сердечной мышце отличаются от таковых в скелетных мышцах. Скелетной мышечной тканью человека синтезируется по две изоформы скТрТ и скТpI. Сердечная форма ТpI (кТpI) в N-концевом терминале содержит дополнительный остаток, состоящий из 31 аминокислоты. Для сердечной мышцы описана только одна тканеспецифичная изоформа тропонина - кТpI. В связи с этим тропонин I может служить сердечным маркером, более специфичным, чем кТрТ. Для кардиоспецифичного ТрТ выявлено в миокарде, по крайней мере, четыре изоформы. Для ТрС человека неизвестно ни одной кардиоспецифичной изоформы. После высвобождения в кровь значительная часть ТpI либо окисляется, либо фосфорилируется. В дальнейшем может образовывать комплекс с ТрТ или ТрС. Различия в аминокислотном составе обеспечивают разную иммуногенность ТрТ сердечной и скелетных мышц [65, 109]. Кардиоспецифичный ТрТ специфически распознается иммунохимическими методами с применением моноклональных антител, обнаруживается в сыворотке крови при повреждении сердечной мышцы и не выявляется у здоровых лиц.
кТрТ находится в двух компартментах: около 6% его растворено в цитозоле, а остальная часть связана с тонкими волокнами саркомера. Это объясняет двухфазное высвобождение кТрТ при повреждении сердечной мышцы. Быстрая потеря цитозольной фракции кТрТ накладывается на более медленное высвобождение связанной формы при продолжающемся разрушении миофибрилл. Кинетика выхода кТрТ в кровь при ИМ значительно отличается от однофазной динамики уровня активности ферментов и миоглобина. Первая фаза выхода кТрТ подобна высвобождению цитозольных белков (миоглобин, КК), а вторая фаза характеризует выход в кровоток структурно связанных белков (легкие цепи миозина - ЛЦМ, ТрТ) [9, 10, 95, 101].
Главное преимущество тропонинов состоит в их специфической способности реагировать даже на самые незначительные повреждения миокарда [52]. Высказывается мнение о том, что некроз даже 1 г миокарда приводит к значительному увеличению концентрации тропонинов в крови.
Показаниями к определению тропонина (кТрТ) в крови являются острый, подострый и "немой" ИМ, микроинфаркт, неинвазивное определение размера участка некроза миокарда, ИМ вокруг операционной раны при операции на сердце, мониторинг результатов (эффективности) тромболитической терапии, выделение группы высокого коронарного риска у больных с острым коронарным синдромом. Нормальные значения высокочувствительного тропонина с большей точностью позволяют исключить диагноз ИМ, тогда как его увеличение более 5 верхних границ нормы свидетельствует о наличии ИМ с вероятностью >90%. При этом оценка других маркеров повреждения миокарда (MB-фракция креатинкиназы и др.) в дополнение к высокочувствительному тропонину не рекомендуется.
Даже незначительное повышение уровня тропонинов в крови представляет опасность для больного [130]. Согласно точке зрения экспертов Европейского общества кардиологов, любое повышение уровня тропонинов при обострении ИБС и при интракоронарных вмешательствах указывает на наличие ИМ. В настоящее время представляется возможным исследование уровня тропонинов методом экспресс-обнаружения "у постели больного", при этом положительный результат будет считаться при концентрации тропонинов 1 нг/мл и выше. Для более точного определения концентрации тропонинов используются иммунохемилюминисцентные методики и иммуноферментный анализ [108]. Повышение уровня тропонина кТрТ в крови начинается примерно через 5 ч, а кТрI - через 4,5 ч. Максимальная концентрация в среднем может наблюдаться кТрТ через 18 ч, а кТрI - через 19 ч, поэтому контролировать уровни этих диагностических маркеров необходимо в течение 6–12 ч. При ИМ с крупным очагом поражения высокий уровень кТрI в крови сохраняется в течение недели, а кТрТ - более 2 нед, поэтому диагностировать сроки возникновения ИМ по концентрации тропонинов в крови следует проводить с осторожностью, так как полученная информация может указывать на событие, произошедшее 1–2 нед назад [94, 95, 101].
Отношение максимальных уровней кТрТ в первой (15–20 ч) и второй (4-й день) фазах выхода белка из миокарда в кровоток позволяет рано выявлять больных с успешной реперфузией инфарцированного участка миокарда в результате реканализации тромба. Отношение уровней кТрТ выше 1,0 указывает на раннюю реканализацию обтурированных коронарных артерий, поэтому кТрТ является важным показателем для оценки эффективности реперфузии после фибринолитической терапии. Повышение кТрТ во второй фазе (4-й день) выхода белка в кровоток определяется протеолитическим расщеплением сократительных белков в зоне некроза, поэтому максимальный уровень кТрТ можно использовать для определения обширности ИМ [39].
В крови здоровых людей уровень кТрТ не превышает 0,2–0,5 мкг/л; содержание, превышающее нормальные величины, свидетельствует о поражении сердечной мышцы. Дискриминационным значением для диагностики острого ИМ считается уровень кТрТ более 0,03 нг/мл - показателя, превышающего 99-й процентиль значений референтной группы [44]. Развитие острого ИМ сопровождается обширным разрушением кардиомиоцитов и значительным выбросом в кровь кТрТ, уровень которого может повышаться в 20–400 раз. Количество кТрТ в крови увеличивается пропорционально обширности и глубине ИМ и обнаруживается уже через 3–4 ч после начала приступа. Максимальный уровень определяется на 3–4-е сутки. В течение недели содержание его остается высоким, а затем постепенно снижается, оставаясь повышенным до 10–18-го дня. Специфичность определения кТрТ в крови при остром ИМ достигает 90–100% и превосходит специфичность для КК, ЛДГ, миоглобина и приближается к таковой для легких и тяжелых цепей миозина, фракции КК-МВ. Увеличение уровня тропонинов и КК-МВ в крови при диагностике ИМ показало корреляционную зависимость с размером участка некроза кардиомиоцитов [99]. Острый ИМ исключается при концентрации кТрТ в крови <0,5 мкг/л; при концентрации 0,4–2,3 мкг/л ИМ или болезнь сердца не исключаются (требуется дальнейшая диагностика); ИМ считается установленным при концентрации кТрТ >2,3 мкг/л.
Показатели тропонина крови могут использоваться для распределения пациентов с острым коронарным синдромом по группам риска: значения кТрТ считаются слегка повышенными в диапазоне от 0,01 до 0,1 нг/мл, а более 0,1 нг/мл - существенно повышенными и выделяются в группу высокого риска.
Рабочая группа Британского кардиологического общества рекомендует для верификации некроза миокарда использовать значение двойного диагностического порога [91]. Всех больных с острым ИМ предлагается разделить на две группы по концентрации кТрТ в крови: 1-я - значения тропонина Т выше 1,0 нг/мл; 2-я - значения тропонина Т ниже 1,0 нг/мл [92]. Эта рекомендация основана на том, что риск смерти при повышении кТрТ выше 1,0 нг/мл или кТрI более 0,5 нг/мл является таким же, как и при значении активности креатинкиназы, равном 400 Е/л, являющимся традиционным критерием определения острого ИМ [92]. Необходимость такой дифференциации обосновывается тем, что эти две группы больных имеют разный прогноз. Лица с повышенными значениями тропонинов имеют неблагоприятный прогноз, включая увеличенный риск смерти, по сравнению с больными с нестабильной стенокардией без увеличения маркеров кардионекроза.
Повторный ИМ может не сопровождаться значительными изменениями уже повышенного уровня кТрТ. В таком случае лучше воспользоваться исследованием активности КК-МВ, если ее уровень не вернулся к исходному. При ранней реперфузии уровень кТрТ достигает максимума в течение 24 ч после ИМ, тогда как при отсутствии тромболитической терапии или при отсроченной реперфузии в первые 24 ч ИМ отчетливый пик отсутствует.
Интервал абсолютной диагностической чувствительности при ИМ для кТрТ составляет 125–129 ч, для КК и ЛДГ - 22 и 70 ч соответственно.
Уникальная структура и раннее высвобождение из поврежденного миокарда кТрI позволяют считать его более специфичным сердечным маркером, чем кТрТ [66–68]. Сердечный ТрI повышается через 2–6 ч после ИМ. Кинетика его выхода в кровь представляет собой двухфазную кривую с начальным пиком 15–20 ч и менее высоким вторым пиком через 60–80 ч после ИМ. На 7-й день уровни возвращаются в референтные пределы (<10 мкг/л) (табл. 2-2).
Биомаркеры повреждения миокарда |
Чувствительность, % |
Специфичность, % |
||
---|---|---|---|---|
3 ч |
6 ч |
12 ч |
||
Миоглобин |
69 (48–86) |
100 (87–100) |
100 (87–100) |
46 (33–60) |
Tропонин I |
54 (33–73) |
81 (61–93) |
100 (87–100) |
90 (80–96) |
Tропонин T |
51 (26–70) |
78 (58–89) |
100 (82–96) |
89 (78–95) |
Изофермент МВ креатинкиназы |
46 (27–67) |
88 (70–97) |
100 (87–100) |
78 (66–88) |
Креатинкиназа общая |
31 (14–52) |
54 (33–73) |
88 (70–97) |
66 (52–78) |
Острые или хронические повреждения скелетных мышц, мышечные травмы, чрезмерные физические нагрузки, хирургические операции, за исключением операций на сердце, хронический диализ не сопровождаются повышением уровня сердечного ТрI, поэтому его определение можно использовать для диагностики ИМ у больных с сочетанным повреждением скелетных мышц.
При остром коронарном синдроме повышение уровня кТрI в крови оценивают как признак ишемии миокарда, вызванной активацией и агрегацией тромбоцитов и ведущей к некрозу, поэтому его определение целесообразно для решения вопросов выбора тактики ведения больных с острым коронарным синдромом, в том числе и пациентов с нестабильной стенокардией. Увеличение концентрации кТрI у больных с нестабильной стенокардией указывает на неблагоприятный прогноз и риск развития ИМ в ближайшие 4–6 нед. Иногда уровень кТрI в крови может повышаться при почечной недостаточности, в таком случае необходимо определять и другие кардиомаркеры.
Определение кТрI следует проводить как в ранние, так и в поздние сроки после появления клинической симптоматики. Границей концентрации кТрI в крови для исключения острого ИМ считается 0,5 мкг/л, а границей концентрации острого ИМ - 2,0 мкг/л. Повышенный уровень концентрации тропонина не может быть основанием для диагноза ИМ [77, 83, 85].
После успешного тромболизиса повышение уровня сердечного ТрI наблюдается через 4–5 ч, достигает максимума через 10–16 ч с величиной от 1,2 до 280 мкг/л, а исчезает из кровотока через 5–7 дней после начала ИМ. У многих больных ИМ изменения содержания кТрI в сыворотке имеют двухфазный характер, но в большинстве случаев изменения ТрI монофазны (см. табл. 2-2).
Следует отметить, что применительно к ИМпST лабораторное подтверждение некроза миокарда с помощью исследования уровня тропонинов носит формальный характер и имеет непервостепенное значение.
Важным вопросом диагностической ценности биохимических маркеров повреждений миокарда являются чувствительность и их специфичность. М. Рlebani и соавт. [121, 122] исследовали в сравнительном аспекте чувствительность и ^^ специфичность таких маркеров, как миоглобин, ККобщ , КК-МВ, кТрI и кТрТ в диагностике острого ИМ через 3, 6 и 12 ч с начала приступа (см. табл. 2-2).
Из результатов их анализов следует, что через 3 ч после начала ИМ максимальная чувствительность наблюдается у миоглобина (69%), спустя 6 ч возрастает чувствительность тропонинов и КК-МВ более, чем в 1,5 раза, а к 12 ч величина чувствительности всех четырех показателей достигла 100%. Самым высоким уровнем специфичности обладают тропонины (89–90%), а самым низким - миоглобин (46%). Соотношение чувствительности и специфичности у тропонинов примерно соответствует таковым у КК-МВ [106, 122, 137].
Несмотря на высокую специфичность, увеличение концентрации тропонинов может наблюдаться также при ряде других заболеваний, таких как тяжелые формы хронической сердечной недостаточности, дилатационные кардиомиопатии, хроническая почечная недостаточность, заболевания легких, центральной нервной (ЦНС) и эндокринной систем, ВИЧ-инфекция, мышечная дистрофия Дюшенна и полимиозит. При данных заболеваниях концентрация тропонинов будет меньше, чем при ИМ. Появление в крови ТрТ у больных с хронической почечной недостаточностью указывает на неблагоприятный прогноз течения болезни.
Было также показано, что повышение тропонинов отражает даже минимальный некроз миокарда, не выявляемый другими диагностическими методами, и что даже самое небольшое повышение их содержания в крови при остром коронарном синдроме всегда свидетельствует о худшем прогнозе заболевания (табл. 2-3).
Время исследования |
Миокардиальный маркер |
Возможные варианты результатов исследования миокардиальных маркеров |
||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
||
В момент поступления в отделение |
Миоглобин Тропонин Т |
– – |
– – |
+ – |
+ + |
+ + |
– + |
– + |
Повторно через 2 ч |
Миоглобин Тропонин Т |
– – |
+ – |
+ + |
+ + |
– + |
– + |
+ + |
Повторно позже |
Миоглобин Тропонин Т |
– – |
||||||
Заключение по результатам исследований |
Инфаркт миокарда исключается |
Медленное развитие инфаркта миокарда |
Острая фаза малого повреждения миокарда или инфаркта миокарда |
Поздняя фаза малого повреждения миокарда или инфаркта миокарда |
Повторные малые повреждения миокарда и инфаркты миокарда |
|||
Подтверждение малого или обширного повреждения миокарда |
Однако следует отметить, что ВОЗ рекомендует в полном объеме универсальное определение ИМ ESC/ACCF/AHA/WHF использовать в финансово-благополучных странах, а в странах с ограниченными материальными ресурсами допускается применение более гибких стандартов. Одним из таких является Российский стандарт медицинской помощи больным с острым инфарктом миокарда , утвержденный приказом Минздрава России от 02.08.2006 № 582 и приказом Минздравсоцразвития РФ от 19.08.2009 № 599н "Об утверждении порядка оказания плановой и неотложной медицинской помощи населению Российской Федерации при болезнях системы кровообращения кардиологического профиля". В них рекомендовано использование трех таких маркеров цитолиза кардиомиоцитов, как концентрация миоглобина, активность КК-МВ и уровень тропонинов. При этом для тропонинов, скорее всего, будут рекомендоваться качественные экспресс-тесты с уровнем определения, превышающим 2 × 99-й прецентиль [9, 10].
В целом следует обратить внимание на то, что рекомендуется использовать количественное определение уровня сердечных тропонинов. Качественные и полуколичественные методики неуместны, так как не позволяют оценить изменения концентрации этих маркеров, обязательные для постановки диагноза. Преходящее повышение уровня сердечного тропонина в крови свидетельствует о некрозе кардиомиоцитов вне зависимости от причины, которая может быть связана как с первичным ограничением коронарного кровотока, так и с другими, в том числе внесердечными факторами. Повышение уровня сердечного тропонина выше 99-го перцентиля здоровых людей в условиях, указывающих на наличие ишемии миокарда, свидетельствует об остром ИМ.
При некрозе клеток миокарда в кровоток высвобождаются контрактильные белки: легкие (ЛЦМ-1, ЛЦМ-2) и тяжелые цепи миозина, которые определяются в период от 2 до 10 дней после ИМ, многократно превышая референтные пределы. Миозин является частью саркомера - основной составляющей сократительного аппарата скелетной и сердечной мышц. Молекула миозина состоит из двух тяжелых и двух пар легких цепей. Существует два типа ЛЦМ: ЛЦМ-1 с молекулярной массой 27 кДа и ЛЦМ-2 с молекулярной массой 20 кДа. ЛЦМ существуют в виде изоформ, в норме строго специфичных для предсердий (ЛЦМ1п и ЛЦМ2п) и желудочков (ЛЦМ1ж и ЛЦМ2ж).
Физиологическая роль ЛЦМ состоит в осуществлении взаимодействия между актином и миозином. Уровень тяжелых цепей миозина начинает повышаться только с середины вторых суток, превышая исходные значения в 5–6 раз. Снижается их содержание через неделю после возникновения острого ИМ. Превышение верхнего референтного предела содержания тяжелых цепей миозина, определяемого иммунорадиометрическим методом с использованием моноклональных антител (<60 мкЕд/л у людей с малоподвижным образом жизни и <120 мкЕд/л у атлетов), после обширного острого ИМ может достигать 40-кратного увеличения.
Тяжелые и легкие цепи миозина. ЛЦМ-1 появляются в крови через 3–6 ч после появления приступа болей, их высокое содержание отмечается в течение 4 сут. Повышенный уровень может сохраняться до 2 нед. Тяжесть клинических проявлений, прогноз заболевания и размер зоны некроза коррелируют с уровнем ЛЦМ-1 [6, 63, 103].
Для диагностики ИМ можно использовать и другие лабораторные тесты (табл. 2-4, 2-5). Например, у 87% больных ИМ обнаружено снижение концентрации железа в сыворотке крови на 50–85% в первые 24–48 ч. Снижение концентрации железа совпадало по времени с изменением изоферментного спектра ЛДГ, но наблюдалось позже увеличения активности КК-МВ. Тест по своей чувствительности (88%) аналогичен первому из упомянутых ферментных тестов, а по специфичности (79%) - второму. Материалы по оптимизации лабораторного контроля течения и эффективности лечения больных ИМ представлены в табл. 2-4.
Лабораторный тест | Изменение показателей при инфаркте миокарда | Диагностическая значимость |
---|---|---|
|
Увеличение Лейкоцитоз Эозинопения Увеличение Увеличение Положительная реакция |
|
|
Повышение Повышение Повышение Избирательное повышение |
|
|
Изменение Изменение Повышение |
|
|
Изменение |
|
|
Повышение |
|
Примечание : ЛДГ - лактатдегидрогеназа.
Лабораторный тест |
Периоды лечения |
||
---|---|---|---|
реанимационное отделение (1–3 сут) |
палата интенсивной терапии (3–7 сут) |
кардиологическое отделение (8–30 сут) |
|
Скорость оседания эритроцитов, лейкоциты и лейкоцитарная формула |
Ежедневно |
1–2 раза за период |
Ежедневно |
Содержание сиаловых кислот, С-реактивный белок |
Однократно |
Однократно |
По показаниям |
Аспартатаминотрансфераза. Креатикиназа общая. Изофермент МВ креатинкиназы. Миоглобин. ЛДГ1–5 . ЛДГобщ . кТрТ |
Ежедневно |
1–2 раза за период |
При наличии повторного болевого приступа |
γ-Глютамилтрансфераза |
– |
Однократно |
1 раз в неделю |
K+ , Са2+ Показатели кислотно-основного состояния. Лактат артериальной крови |
Однократно, далее по показаниям. В первые 12 ч 2–3 раза |
По показаниям |
По показаниям |
Количество тромбоцитов, агрегация тромбоцитов, уровень 4 фактора тромбоцитов |
По показаниям |
По показаниям |
|
Протромбиновый индекс, фибриноген, аутокоагуляционный тест, тромбиновое время |
Ежедневно |
1–2 раза |
1 раз в неделю |
Малоновый диальдегид в крови |
До реперфузионных мероприятий и в течение первых 12 ч после них |
Однократно |
Однократно |
Общий холестерин, триглицериды, α-холестерин, коэффициент атерогенности, мочевая кислота |
– |
– |
1 раз в неделю |
Примечание : кТрТ - кардиоспецифичный тропонин Т; ЛДГ - лактатдегидрогеназа.
Результаты первой группы тестов позволяют следить за динамикой течения ИМ, выраженностью воспалительной реакции, определить наличие осложнений (эндокардит, перикардит, пневмония и др.) и прогнозировать исход заболевания. При благоприятном течении ИМ лейкоцитоз [(10–12)×109 /л] к концу первой недели заболевания исчезает.
Длительный лейкоцитоз указывает на наличие воспалительных осложнений или пролонгированное течение ИМ. Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) достигает максимальной величины к 7–10-му дню заболевания и нормализуется при полном замещении очага некроза соединительной тканью. Выраженная эозинофилия на второй неделе заболевания часто является предвестником развития иммунной аутоагрессии с формированием синдрома Дресслера. Неблагоприятным признаком является прогрессирующее увеличение концентрации сиаловых кислот .
У всех пациентов с подозрением на ИМпST для оценки риска ишемических и геморрагических событий, а также для обеспечения безопасности лечения рекомендуется определение концентрации креатинина в крови при поступлении в стационар с расчетом клиренса креатинина и СКФ.
Уровень креатинина в крови и расчетный показатель клиренса креатинина важны для выбора дозировок ряда лекарственных средств. Расчетная СКФ может использоваться для оценки риска ишемических и геморрагических событий.
Кроме того, пациентам с ИМпST для оценки и контроля риска кровотечений рекомендуется определение содержания общего гемоглобина в крови, оценка гематокрита, а также количества эритроцитов и тромбоцитов при поступлении в стационар.
Появление в крови С-реактивного белка (СРБ) более характерно для трансмурального ИМ. Некроз тканей при остром ИМ вызывает сильный острофазный ответ, при котором повышение содержания СРБ происходит в островоспалительном диапазоне. При этом уровень СРБ прямо связан с обширностью ИМ и тяжестью его последствий. Как правило, на третьи сутки после острого ИМ уровень СРБ достигает максимума (70–150 мг/л) и затем, при благоприятном развитии болезни, снижается параллельно с содержанием других кардиальных белков. Уровни СРБ выше 12 мг/л связаны с повышенной летальностью в течение первых 2–3 мес. Мониторинг СРБ после острого ИМ свидетельствует о направлении динамики состояния пациентов. Показано, что пиковый уровень СРБ был выше у тех пациентов с острым ИМ, у которых в дальнейшем развились недостаточность левого желудочка и разрыв миокарда, чем у пациентов без этих осложнений. Повышение содержания СРБ более 20 мг/л - независимый фактор риска аневризмы ЛЖ, сердечной недостаточности и кардиальной смерти в течение 1-го года после перенесенного ИМ.
У пациентов с первым острым ИМ, подвергшихся коронарной ангиопластике, уровень СРБ достигал максимума на 2-е сутки после ИМ, составлял 86,8±40,57 мг/л и коррелировал с уровнями мозгового натрийуретического пептида. Пациенты с более высокими уровнями СРБ имели более высокий риск ремоделирования левого желудочка [44, 54].
При вялотекущем воспалительном процессе, происходящем в эндотелии и связанном с атерогенезом, концентрация СРБ возрастает в высокочувствительном диапазоне (от 0,05 до 10,0 мг/л). Высокочувствительное измерение СРБ обозначается как hsCRP (англ. hs, high sensitive - высоко чувствительный) [57]. Согласно многочисленным проспективным исследованиям, повышение уровня hsCRB указывает на начальные стадии развития эндотелиальной дисфункции и служит для оценки риска острых коронарных событий и инсультов в последующие 5–7 лет.
Уровень высокочувствительного С-реактивного белка (hsCRP) широко применяется в клинической практике как независимый показатель кардиоваскулярного риска у практически здоровых людей, даже когда уровень ХС ЛПНП низкий. Терапия статинами снижает уровень hsCRP независимо от снижения уровня ХС ЛПНП как у здоровых людей, так и у пациентов со стабильными коронарными заболеваниями.
В 2003 г. Американской кардиологической ассоциацией (American Heart Association) были рекомендованы Правила применения hsCRP для оценки риска ССЗ и предложены алгоритмы (формулы) подсчета кардиориска, включающие следующие показатели: возраст, текущий статус курения, систолическое АД, ОХС, ХС ЛПВП, высокочувствительный СРБ (hsCRP), случаи ИМ в семейном анамнезе [120].
Высокочувствительный СРБ - маркер воспаления, характеризующий дестабилизацию атеросклеротической бляшки и степень повреждения мышечной стенки сердца, предиктор исходов при остром коронарном синдроме. У больных с нестабильной стенокардией повышенный уровень hsCRP встречается примерно в 70% случаев, в то время как у пациентов со стабильной стенокардией только в 30%. У пациентов, поступивших с ОКС, при hsCRP >7,44 мг/л повышен риск летальности через 5 лет. В целом, при ОКС уровни hsCRP ниже 3,0 мг/л указывают на низкий риск неблагоприятных исходов, уровни 3,0–7,44 - на средний риск, уровни выше 7,44 - на высокий риск. При этом наиболее предиктивное значение имеет измерение hsCRP в первые сутки после поступления [54, 60].
Диагностические тесты группы 2 являются показателями, прежде всего выраженности цитолиза. Биохимическими маркерами повреждения клеток миокарда являются миокардиальные белки и ферменты, включая изоферменты и их изоформы. Условно, как уже говорилось ранее, их можно разделить на две группы. Группа основных миокардиальных маркеров ИМ включает как традиционные [активность ЛДГ, АСТ, КК, КК-МВ, соотношение ЛДГ1 /ЛДГ2 , гидроксибутиратдегидрогеназа (ЛДГ1–2 ) в сыворотке крови, миоглобин], так и современные тесты [кТрТ, кТрI, КК-МВ (масса), миоглобин, КК, соотношение КК-МВ/миоглобин, ЛДГ1 ]. В группу дополнительных маркеров повреждения миокарда включены изоформы изофермента КК-МВ, миозин (легкие и тяжелые цепи), ГФ и изофермент ГФ-ВВ, карбоангидраза III, белок, связывающий жирные кислоты, Ca2+ -АТФаза саркоплазматического ретикулума, белковые факторы роста [26] и некоторые другие.
Белок сердечного типа, связывающий жирные кислоты (H-FABR). В последние годы внимание исследователей обращено на H-FABR [16, 74]. Впервые на возможность его использования в диагностике ИМ указали J. Glatz и соавт. в 1988 г. [93]. Прогностическая значимость сБСЖК у пациентов с подозрением на острый коронарный синдром была изучена в нескольких исследованиях [88, 102, 105, 118, 132, 135, 136]. Поглощение СЖК миоцитами происходит путем как пассивной диффузии, так и активного транспорта, который осуществляет H-FABR, он связан с плазматической мембраной миоцитов, имеет молекулярную массу 15 кДа. Еще один ключевой белок транспорта СЖК в миокарде - транслоказа жирных кислот (fatty acids translokase - FAT, или CD36). Эти белки обеспечивают транспорт СЖК во внешнюю мембрану митохондрий, где они этерифицируются при участии ацил-КоА синтетазы. При повышении потребности миокарда в энергии активность этих белков повышается [89]. H-FABR по структуре сходен с аналогичным белком скелетных мышц, но в них его содержание незначительно [106]. В миокарде концентрация H-FABR максимальна и составляет 0,5 мг/г ткани. У женщин его содержание меньше, чем у мужчин (0,7 и 1,2 мкг/л соответственно), что, скорее всего, связано с различием в мышечной массе.
При ишемии и некрозе миокарда (инфаркте) H-FABR быстро высвобождается в кровоток и является ранним и чувствительным маркером ИМ [13, 118]. Кинетика H-FABR в крови больных ИМ сходна с таковой миоглобина: его концентрация повышается в течение 3 ч после появления клинической симптоматики и возвращается к исходным значениям в течение 12–44 ч [1, 133]. При наблюдении пациентов в течение 1 года H-FABR оказался наилучшим лучшим предиктором неблагоприятных сердечно-сосудистых событий среди маркеров некроза (H-FABR, cTnI и КК-МВ) у пациентов с ИМ без подъема сегмента ST [133, 135, 136].
Несмотря на то, что уровень H-FABR в миокарде ниже содержания миоглобина, минимальная определяемая концентрация H-FABR значительно ниже таковой миоглобина (2,0 и 32 мкг/л, соответственно) [132]. Применение диагностического теста по определению H-FABR способствует раннему выявлению пациентов с плохим прогнозом при развитии острого коронарного синдрома (ОКС), не имеющего признаков повреждения миокарда, который диагностируется согласно тропониновому тесту. Показано, что H-FABR являлся значимым предиктором исходов с повышенным относительным риском смерти в течение 1 года. В целом смертность в течение 1 года от всех причин с нестабильной стенокардией и уровнями H-FABR ниже 5,8 мг/л составила 2,1% по сравнению с 22,9% у пациентов с более высокими уровнями H-FABR. Так, у пациентов с постоянно повышенным уровнем H-FABR была самая высокая частота неблагоприятных сердечных событий, включая внезапную сердечную смерть и повторные госпитализации [132].
Иммунохроматографический экспресс-тест H-FABR можно использовать даже в машинах скорой помощи. Полагается, что он может эффективно дополнять тесты на миоглобин, тропонин I и на креатинкиназу МВ [105]. Обнаружено, что уровень в крови H-FABR у мужчин в первые сутки ИМ значительно выше, чем у женщин, и выше, чем у мужчин в первые сутки с нестабильной стенокардией. Данный показатель значимо коррелирует с наличием ИМ, в том числе Q-позитивным, с другими биомаркерами ОКС - тропонином I и КК-МВ, а также с некоторыми воспалительными биомаркерами [25].
Однако определение содержания H-FABR в крови не было принято в качестве стандартного биомаркера острого коронарного синдрома вследствие того, что он значительно по специфичности уступает cTn [133].
Определение активности ферментов. В зависимости от реальных возможностей лаборатории с этими целями может быть использован любой из приведенных тестов. Приоритетным в этом плане является определение активности ККобщ , КК-МВ, ЛДГ1–2 , концентрации миоглобина и кТрТ.
Результаты динамического наблюдения за активностью ферментов в первом периоде ИМ дают основание судить о стабильности размеров участка формирующегося некроза миокарда или об их прогрессирующем увеличении. О расширении зоны некроза с наибольшей специфичностью и чувствительностью свидетельствует появление второго пика гипермиоглобинемии, возникшей на фоне наметившейся тенденции к ее снижению. Результаты этих тестов, полученные во II и III периодах, позволяют контролировать дальнейшую динамику течения, диагностировать повторные ИМ и предсказывать развитие осложнений. О развитии повторного ИМ свидетельствует (кроме клинической картины) повторное увеличение уровня ферментемии. Наиболее чувствительными тестами являются определение активности КК-МВ и ЛДГ1–2 , концентрации миоглобина, кТрТ.
В типичных случаях острого ИМ активность сывороточной АСТ становится выше нормального уровня через 6–12 ч после появления клинических признаков, достигает максимума (в 8–10 раз выше нормы) через 18–36 ч и возвращается к исходному уровню к 3–4-му дню заболевания. Продолжительность гиперферментемии АСТ (как и других ферментов) прямо пропорциональна степени максимального ее повышения. Когда увеличение активности связано с сопутствующими патологическими процессами (хронический гепатит, панкреатит и др.), сроки, кратность и длительность гиперферментемии могут быть иными. Степень увеличения активности АСТ не может однозначно характеризовать тяжесть поражения миокарда и в этом смысле имеет низкое прогностическое значение. Однако с целью диагностики и контроля течения заболевания определение активности АСТ не уступает по своей информативности КК- или ЛДГ1–2 -тестам. Недостатком его является значительно менее выраженный максимальный уровень гиперферментемии, на фоне которого труднее уловить и адекватно оценить динамические изменения активности. Кроме того, повышение активности АСТ наблюдается не у всех больных ИМ [2].
В типичных случаях острого ИМ активность ЛДГ сыворотки крови повышается через 24–48 ч, достигает максимума (в 2–10 раз выше) к 3–6-му дню и снижается до исходного уровня на 8–14-й день болезни. Повторное повышение активности ЛДГ в период наметившегося спада может свидетельствовать как о повторном ИМ, так и быть следствием вторичного поражения паренхимы печени, возникшего вследствие снижения сократительной способности инфарцированной сердечной мышцы. С учетом наибольшей продолжительности гиперферментемии ЛДГ определение ее активности можно использовать для диагностики и наблюдения за течением ИМ у больных, поступивших в стационар через несколько дней после сердечного приступа.
Вторичное повышение ЛДГ1 /ЛДГ5 является одним из лабораторных признаков повторного ИМ. Увеличение активности ЛДГ2–3 или ЛДГ3 , или ЛДГ2,5 с одновременным снижением ЛДГ1 /ЛДГ2 связывают с наличием осложнений ИМ: кардиогенного шока, отека легких или сердечной недостаточности [110].
В типичных случаях ИМ активность КК повышается к 4–8 ч, достигает максимума (в 2–10 раз выше нормы) на 1–2-е сутки и снижается до исходного уровня к 3–5-м суткам заболевания. Повторное увеличение активности КК может быть следствием повторного ИМ, приступа тахикардии, а также свидетельствовать о присоединении миокардита или перикардита. Величина активности КК, как правило, коррелирует с тяжестью и размерами ИМ. По данным Д.Я. Шурыгина и соавт. [72], у больных с крупноочаговым ИМ активность КК нормализуется на 5–6-е сутки, мелкоочаговым - на 3–4-е сутки. В первые 12 ч после болевого приступа активность фермента повышена в 89% случаев крупноочагового и в 62% случаев мелкоочагового ИМ. По мнению М. Fisher и соавт. [89], в 1–3-и сутки наиболее рациональным в организационно-диагностическом плане является определение активности КК с интервалом в 12 ч.
Увеличение активности КК-МВ начинается через 4–6 ч. Максимальное ее повышение (в 15 и более раз выше нормы) наблюдается через 12–18 ч. Возвращение к исходному уровню отмечается через 40–56 ч от момента возникновения ИМ. В то же время у некоторых больных ИМ повышение активности миокардиального изофермента КК выявляется через 24–36 ч после развития заболевания. Нормализуется активность на 5–7-е сутки [59, 72, 75, 90]. Изменения уровня КК-МВ можно использовать для оценки размеров поражения сердечной мышцы. При осложнении ИМ сердечной недостаточностью на фоне миокардита, перикардита или эндокардита наблюдается повышение активности изофермента MB. Таким образом, имеется прямая зависимость между тяжестью клинического течения ИМ, степенью и длительностью гиперферментемии ККобщ , КК-МВ и ЛДГ1 .
Миоглобин. В норме содержание миоглобина в сыворотке крови очень низкое (<80 мкг/л), оно напрямую связано с мышечной массой и зависит от возраста [15, 123]. Внедрение высокоспецифичного иммунологического метода быстрого определения миоглобина в сыворотке крови позволило использовать его в качестве раннего неспецифического маркера ИМ. Повышение содержания миоглобина в сыворотке крови больных ИМ отмечается, по данным ряда авторов [78, 123, 132], с 1–3-го часа его возникновения и достигает максимальных величин (в 4–15 раз выше нормы) к 6–10 ч. Это на 3–4 ч раньше возрастания активности ККобщ и КК-МВ [72]. Через 1 ч с начала приступов болей в сердце повышение уровня миоглобина наблюдается у 50%, через 2 ч - у 70% и через 3 ч - у 100% больных с острым ИМ, достигая величин 100±25, 148±19 и 225±20 мкг/л соответственно. Этот максимум на 15–20 ч опережает появление максимальной активности ККобщ и КК-МВ. Уровень миоглобина в сыворотке пациентов с мелкоочаговым ИМ приходит в норму через 28–36 ч, а с крупноочаговым ИМ остается повышенным в течение 80 ч и более. Уровень миоглобина в сыворотке находится к прямой корреляционной зависимости с размером зоны некроза [38, 72].
Определение содержания миоглобина в сыворотке крови имеет значение и для прогноза, так как выраженность гипермиоглобинемии прямо связана с размерами зоны некроза миокарда. Для прогноза используют понятие "опасный порог" уровня миоглобина - величину, позволяющую с определенной степенью вероятности предсказывать летальный исход заболевания. "Опасным порогом" содержания миоглобина в сыворотке крови через 4 ч от начала ИМ считается 566 мкг/л, через 6 ч - 686, через 8 ч - 770, через 10 ч - 850 мкг/л. Повторное повышение уровня миоглобина является достоверным показателем расширения зоны некроза или возникновения нового ИМ.
Устойчивая гипермиоглобинемия (уровень миоглобина более 900 мкг/л) в первые сутки заболевания является наиболее информативным показателем неблагоприятного исхода ИМ [138]. Если к 4-му часу острого ИМ уровень миоглобина в сыворотке крови не превышает 500 мкг/л, то более 90% больных остаются живыми. Для ранней диагностики ИМ и наблюдения за его течением используется также определение концентрации тропонина I в сыворотке крови и миоглобина в моче.
При обширном остром ИМ может развиться острая почечная недостаточность, обусловленная фильтрацией через клубочки нефронов больших количеств белков, и прежде всего миоглобина, белков с молекулярной массой ниже 69 кДа, попадающих в кровоток из зоны некроза миокарда (миоглобинурия). Однако при трансмуральном ИМ может наблюдаться и низкий уровень миоглобина в крови: при детренированном сердце, миокардиодистрофии, фиброзном перерождении миокарда, миокардиосклерозе.
Миоглобин - неспецифический индикатор ИМ, результаты данного теста должны подтверждаться более специфическими для поражения сердечной мышцы исследованиями. Гипермиоглобинемия может быть обусловлена любым процессом, сочетающимся с повреждением, некрозом или лизисом мышц, в том числе ишемией, миопатией, рабдомиолизом, мышечной дистрофией, травмой, электротравмой, ожогами, синдромом длительного раздавливания мягких тканей. Интерес к миоглобину как МПМ остается, несмотря на то, что этот маркер не обладает специфичностью к сердечной мышце (90–96% при отсутствии травмы и почечной недостаточности). Это связано с совершенствованием методик исследования и с тем, что уровень миоглобина повышается через 1–2 ч и является самым ранним маркером, уровень которого повышается при остром ИМ. Миоглобин также наиболее чувствительный маркер для контроля реперфузии и повторного ИМ. Комбинирование специфического кТрТ и миоглобина обеспечивает надежный и быстрый диагноз. Таким образом, миоглобин определяют для ранней диагностики острого ИМ, оценки реперфузии и реинфаркта в комбинации с кТрТ для выявления МПМ и позднего подтверждения острого ИМ.
Ассоциированный с беременностью протеин плазмы А (РАРР-А). В 2001 г. в крови больных ИБС, а также при патоморфологическом исследовании в поврежденных или эрозированных атеросклеротических бляшках в коронарных сосудах внезапно умерших лиц был выявлен ассоциированный с беременностью протеин плазмы А (РАРР-А, от англ. pregnancy-associated plasma protein A) [81]. В нестабильных атеросклеротических бляшках РАРР-А синтезируется активированными клетками и обнаруживается во внеклеточном матриксе. РАРР-А - цинксодержащая матриксная металлопротеиназа, активирующая инсулиноподобный фактор роста. Это гликопротеин с молекулярной массой 500 кДа, в крови циркулирует в виде гетеротетрамерного комплекса. Состоит из двух субъединиц, ковалентно связанных с предшественником большого основного эозинофильного протеина (proMBP) [87, 106]. Функция proMBP заключается в эндогенном ингибировании протеолитической активности РАРР-А. Выявлена корреляционная связь между отношением РАРР-А/proMBP, тяжестью атеросклероза коронарных сосудов и наличием нестабильной атеросклеротической бляшки у больных со стабильной стенокардией. Отношение РАРР-А/proMBP может рассматриваться как маркер легкоранимой и осложненной атеросклеротической бляшки. Содержание РАРР-А в крови больных ИБС не зависит от пола, возраста, индекса массы тела, наличия АГ и СД 2-го типа [69, 70]. Показано, что РАРР-А является маркером повреждения атеросклеротической бляшки и может служить предиктором неблагоприятного прогноза больных ИБС. В настоящее время РАРР-А признан в качестве маркера нестабильного течения ИБС и риска развития ИМ у больных ИБС [112].
При сравнительном анализе прогностического значения уровней маркеров воспаления - С-реактивного белка, ИЛ-6, а также маркера эндогенной деструкции - РАРР-А, в плазме крови у больных различными формами ИБС установлено, что маркер эндогенной деструкции РАРР-А является наиболее значимым среди других маркеров воспаления предиктором неблагоприятного прогноза течения ИБС [69, 70]. Определение в крови содержания маркеров воспаления и эндогенной деструкции позволяет выявлять больных ИБС с высоким риском развития сердечно-сосудистых осложнений. Это позволяет проводить адекватные профилактические и лечебные мероприятия. Уровни РАРР-А в плазме крови достоверно коррелируют с концентрацией СРБ, ИЛ-6 и с уровнями ОХС, ХС ЛПНП, ХС ЛПВП и триглицеридов в плазме крови больных ИБС.
Высокие концентрации РАРР-А в крови больных ИБС связаны с неблагоприятным прогнозом. Уровень РАРР-А выше 4,9 мМЕ/л сопровождается достоверно более частым развитием ИМ, острого нарушения мозгового кровообращения, смертью от ССЗ при наблюдении за больными ИБС в течение 8 лет [70, 87, 105]. Показано, что повышение уровня РАРР-А более 29 мМЕ/л в течение первых 24 ч после госпитализации у больных с клиническими признаками нестабильной стенокардии без повышения уровней тропонина I было связано с повышением риска смерти, острого ИМ или реваскуляризации миокарда в течение последующих 6 мес, независимо от других факторов риска. Анализ показал, что у обследуемых больных содержание PAPP-A явилось более чувствительным предиктором отдаленного прогноза, чем уровни тропонина или С-реактивного белка [102, 112]. Для широкого внедрения лабораторного определения РАРР-А в клиническую практику необходимо проведение дальнейших исследований с целью подтверждения его роли в повреждении атеросклеротической бляшки, а также связи высокого уровня РАРР-А с неблагоприятным прогнозом ИБС и стандартизации методов определения РАРР-А.
Альбумин, модифицированный ишемией (Ischemia-modified albumin, IMA). При острой ишемии N-конец альбумина изменяется (модифицируется), в результате чего снижается его связывающая способность: полученный белок называют альбумином, модифицированным ишемией [116]. Преимущество этого биомаркера по сравнению с cTn заключается в том, что положительные уровни IMA проявляются в течение нескольких минут после ишемии и остаются повышенными в течение нескольких часов, еще до развития некроза миокарда [84, 116]. Следовательно, отрицательный результат IMA при первоначальной оценке состояния пациента свидетельствует о низком риске развития у него неблагоприятных событий, что обеспечивает значительную экономию затрат [76, 79]. У пациентов с подозрением на острый коронарный синдром диагностическая точность при поступлении увеличивалась, когда IMA использовался в сочетании с данными cTnT и электрокардиографией [116]. Фактически IMA в сочетании с результатами cTnT является более чувствительным для прогнозирования неблагоприятных сердечных событий маркером, чем только cTnT, хотя специфичность и чувствительность у IMA слишком низки, чтобы быть полезными для принятия клинических решений при использовании его в качестве самостоятельного индикатора.
Гликогенфосфорилаза, ВВ-изоформа (Glycogen phosphorylase BB isoenzyme, GPBB) - внутриклеточный фермент, катализирует расщепление гликогена в саркоплазматической сети. ГФ катализирует первую стадию гликогенолиза (расщепление гликогена), в результате которой от данного полисахарида отщепляется моносахарид глюкозо-1-фосфат. Она представляет собой димерный фермент с молекулярной массой 18,8 кДа. Существует три различных изофермента ГФ: ГФ-MM присутствует в скелетных мышцах, ГФ-LL - в печени, ГФ-BB - в мозге и сердечной мышечной ткани [107, 113]. В результате метаболизма гликогена в ишемизированной ткани ГФ-BB переходит из саркоплазматической сети в цитоплазму, а затем через поврежденную клеточную мембрану в кровь. Повышение концентрации гликогенфосфорилазы ГФ-BB наблюдается через 2–4 ч после повреждения миокарда, а возвращение к норме - спустя 36 ч [124, 125]. Раннее высвобождение ГФ-BB в кровь является обычным результатом сочетания усиленного гликогенолиза и повышенной проницаемости клеточных мембран, что типично для ишемии и некроза миокарда [107, 125].
В исследовании N. Singh и соавт. [126] обнаружили что ГФ-BB была наиболее чувствительным и специфическим биомаркером для выявления острого ИМ по сравнению с миоглобином и КК-MB в первые 3–4 ч от момента появления болей в груди. Таким образом, ГФ-BB может использоваться в качестве дополнительного биомаркера для ранней диагностики острого ИМ.
В ряде исследований продемонстрирована высокая информативность этого маркера в диагностике повреждений миокарда после операций реваскуляризации миокарда.
Ca2+-АТФаза саркоплазматического ретикулума. В 2009 г. L. Ciobanu создана тест-система ELISA для определения активности Ca2+ -АТФазы саркоплазматического ретикулума (СР) в качестве маркера острого ИМ [86]. При исследовании с использованием новой диагностической системы 56 больных с острым ИМ, подтвержденным повышением уровня тропонина I и активности КФК-МВ, повышение уровня Ca2+ -АТФазы СР было выявлено у всех пациентов. Увеличение концентрации этого маркера начиналось примерно через 4–6 ч после появления симптомов, а нормализация происходила в течение 6 сут. Титр Ca2+ -АТФазы СР коррелировал с массой пораженного миокарда, степенью подъема сегмента ST на ЭКГ и наличием у больного факторов риска сердечно-сосудистого осложнения [42, 86].
Карбоангидраза III. Растворимый белок, в больших количествах определяется только в скелетной мускулатуре (мышечные волокна I типа), в небольшом количестве - в гладкой мускулатуре и миоэпителиальных клетках. Повышение активности карбоангидразы III отмечается при нейромышечных заболеваниях и после значительной физической нагрузки. Активность карбоангидразы III в плазме тесно коррелирует с выбросом миоглобина из скелетных мышц, а благодаря тому, что концентрация карбоангидразы III не отражает степень повреждения миокарда, отношение миоглобин/карбоангидраза III может использоваться для разграничения причин повышения уровня миоглобина в крови [42].
CD40-лиганд (CD40L, или CD154) принадлежит к семейству TNF (туморнекротизирующий фактор). В крови присутствует растворимая изоформа лиганда (sCD40L), представляющая собой гомотример с молекулярной массой 18 кДа, участвующая в В-клеточной пролиферации и дифференцировке, способная защищать В-клетки от апоптоза. Система CD40/CD40L играет важную роль в инициации ранних атеросклеротических изменений, их прогрессировании и развитии острых тромботических осложнений. Лиганд CD40 является трансмембранным гликопротеином семейства факторов некроза опухолей. Он, как и его рецептор CD40, экспрессируется различными типами клеток, в том числе и клетками атеросклеротической бляшки [96]. Основной источник циркулирующей в крови растворимой формы лиганда CD40 - активированные тромбоциты, при этом сам маркер считают одним из показателей активации тромбоцитов [97, 98]. Являясь одновременно фактором воспаления и тромбообразования, растворимая форма лиганда CD40 рассматривается многими исследователями как маркер нестабильного течения ИБС [81]. Повышенные уровни растворимой формы лиганда CD40 в плазме крови больных ИБС связаны с неблагоприятным сердечно-сосудистым прогнозом [46, 71].
Из изложенного выше очевидно, что диагностика цитолитического синдрома при ИМ может быть эффективной при осуществлении динамических исследований миокардиальных маркеров.
Среди ученых и специалистов ведется дискуссия о сроках и частоте взятия проб для анализа с учетом характера течения и развития заболевания. В 1999 г. ведущие кардиологи и клинические биохимики Европы и США выступили с рекомендациями, включающими формирование Протокола проведения исследований миокардиальных маркеров у больных с подозрением на развитие острого ИМ. В них содержались следующие положения:
-
1) рекомендуется определение МПМ: раннего миокардиального маркера (например, миоглобина) и миокардиального маркера подтверждения - более специфичного (например, КК-МВ, кТрТ);
-
2) у больных ИМ с диагностически значимой ЭКГ можно применять укороченный протокол исследований, но не менее 2 раз в сутки, начиная с момента поступления в стационар;
-
3) в случаях отсутствия однозначно трактуемой ЭКГ рекомендуется следующая схема определения миокардиального маркера:
Динамика изменения активности гамма-глутамилтрансферазы (ГГТФ) характеризует эффективность рубцевания некротизированной зоны миокарда. Нормализация активности к 4–5-й неделе свидетельствует о завершении этого процесса, что является хорошим прогностическим признаком. При этом необходимо исключить возможность гиперферментемии ГГТФ, связанной с наличием холестаза, цирроза печени, злокачественной опухоли поджелудочной железы, печени.
Определение концентрации K+, Са2+, показателей кислотно-основного состояния рекомендуется проводить в 1–3-и сутки ИМ. При гиперкалиемии (5,5 ммоль/л) наблюдаются характерные изменения ЭКГ, брадиаритмия, наджелудочковый ритм, возможны мерцания желудочков и остановка сердца в диастоле.
Гипокалиемия (<3,5 ммоль/л) опасна развитием тахикардии, аритмии, не исключена также вероятность остановки сердца в систоле. Снижение концентрации ионов кальция в крови больных ИМ нередко предшествует летальному исходу [127]. Выраженный метаболический ацидоз также является прогностически неблагоприятным признаком. По данным R. Henning (1982), больные ИМ с концентрацией лактата в артериальной крови выше 4 ммоль/л умирают в течение 12 ч от начала заболевания.
Одним из опасных осложнений ИМ является синдром диссеминированного внутрисосудистого свертывания (ДВС). Признаки формирования ДВС-синдрома: острая тромбоцитопения, увеличение содержания продуктов деградации фибрина (фибриногена) и 4-го фактора тромбоцитов, снижение содержания антитромбина III, фибриногена, V фактора плазмы, удлинение тромбинового времени, положительные этаноловый и протамин-сульфатный тесты. Минимальный набор тестов группы 5 (см. табл. 2.4) позволяет обнаружить признаки развития ДВС-синдрома.
Определение агрегационной способности тромбоцитов является адекватным приемом контроля антиагрегационной терапии. Результаты тестов группы 6 используются для обоснования необходимости определения дозировки и оценки эффективности терапии антикоагулянтами прямого и непрямого действия.
В лечении острого ИМ применяют тромболитические агенты, позволяющие лизировать тромб и восстанавливать проходимость для крови (реперфузию) коронарных артерий. После успешной реперфузии коронарных сосудов результаты исследований ферментных показателей в крови отличаются от наблюдаемых у больных без реперфузии. После восстановления кровотока активность ферментов, вышедших из поврежденного миокарда в кровь, повышается в первые 1–4 ч. Так, активность ККобщ и КК-МВ повышается на 12 ч раньше при реперфузии, чем у больных без реперфузии, а активность их бывает в 2–4 раза выше. Результаты повторных исследований уровня активности изоформ КК являются индикатором успешности реперфузии. Если реперфузия состоялась, пик отношения изоформ КК-ММ3/КК-ММ1 наблюдается в период от 4 до 6 ч. После неудавшегося тромболизиса пик отношения будет меньше и позднее, так как реперфузия дает повторное вымывание фермента из ткани сердца в кровь.
Определение концентрации малонового диальдегида (МДА) используют для оценки степени выраженности перекисного окисления липидов (ПОЛ) и контроля эффективности антиоксидантной терапии (витамин Е, димексид, маннитол). Активация ПОЛ, являющаяся общим патобиохимическим синдромом поврежденной клетки, происходит во всех случаях острого ИМ [30, 111]. Кроме того, дополнительная активация ПОЛ с последующим локальным или системным нарушением структуры и функции мембран кардиомиоцитов возникает при успешном проведении реперфузионных мероприятий (коронарный и системный тромболизис, аортокоронарное шунтирование и др.). Показано также, что увеличение уровня МДА в сыворотке крови пациентов, которым не проводились реперфузионные мероприятия, более чем в 3–4 раза, является неблагоприятным прогностическим признаком. Постепенное снижение уровня МДА у инфарктных больных на протяжении первых 10 дней заболевания является одним из показателей благоприятного исхода [30].
Результаты определения показателей липидного обмена (тестов группы 8) используют для дифференциальной диагностики коронарогенного и некоронарогенного некроза миокарда, для оценки степени риска дальнейшего прогрессирования атеросклероза и возникновения повторных ИМ, а также для обоснования лечебных и диетических мероприятий в постгоспитальный период.
Лабораторные признаки неблагоприятного прогноза ИМ:
Наличие у больного нескольких и даже одного из перечисленных лабораторных признаков неблагоприятного прогноза острого ИМ может указывать на неблагоприятный исход заболевания.
В 2018 г. Европейское общество кардиологов приняло "Четвертое универсальное определение инфаркта миокарда (2018)" [131].
В данном документе сформулированы новые концепции:
-
принципиальное разделение понятий "инфаркт миокарда" и "повреждение миокарда" (в том числе разделение этих понятий для процессов, осложняющих процедуры реваскуляризации миокарда);
-
необходимость учитывать процессы электрического ремоделирования ("память сердца") при оценке признаков нарушения реполяризации у пациентов с тахиаритмиями и искусственной стимуляцией, а также частотно-зависимыми нарушениями проведения;
-
целесообразность использования МРТ для дифференцировки причин повреждения миокарда;
-
возможность использования КТ-ангиографии при подозрении на ИМ.
Обновленные концепции:
-
целесообразно выделять ИМ 2-го типа, поскольку у таких пациентов отличаются как подходы к лечению, так и прогноз;
-
ИМ 3-го типа важно отделять от понятия "внезапная сердечная смерть";
-
подтверждается целесообразность использования определения высокочувствительного сердечного тропонина; рассматриваются диагностические принципы с поправкой на применение данного маркера повреждения миокарда;
-
рассматривается как признак ишемии миокарда не связанная с изменениями ЧСС блокада правой ножки пучка Гиса в сочетании со специфическими признаками нарушения реполяризации;
-
элевация сегмента ST в отведении aVR (c типичным паттерном нарушения реполяризации) рассматривается как эквивалент ИМ с подъемом сегмента ST ;
-
подчеркивается возрастающая роль различных визуализирующих методик (включая МРТ) в диагностике ИМ.
Определение повреждения и инфаркта миокарда
Термин "повреждение миокарда" может быть использован при повышении уровня кардиального тропонина выше 99-го перцентиля от верхней границы нормы. Повреждение миокарда считается острым, если определяется нарастание или снижение уровня тропонина.
Критерии острого ИМ (1, 2 и 3-го типов). Термин "инфаркт миокарда" следует использовать при выявлении повреждения миокарда в сочетании с клиническими доказательствами ишемии миокарда. Нарастание и/или снижение уровня сердечного тропонина (при условии, что хотя бы одно значение превышало 99-й перцентиль от верхней границы нормы) должно сочетаться хотя бы с одним признаком из нижеперечисленных:
Выявление по данным вскрытия признаков острого атеротромбоза в артерии, кровоснабжающей инфарцированный участок миокарда, подтверждает ИМ 1-го типа.
ИМ 2-го типа диагностируют при наличии несоответствия между потребностью в кислороде и его доставкой (при отсутствии признаков острого атеротромбоза).
Диагноз ИМ 3-го типа устанавливают в случае сердечно-сосудистой смерти у пациента с предшествующими симптомами, подтверждающими ишемию миокарда, и предположительно свежими ишемическими изменениями на ЭКГ, до момента получения результатов исследования крови на содержание сердечного тропонина или до повышения его концентрации.
Список литературы
-
Андрюков Б.Г., Сейидов В.Г., Габаева Т.П. и др. Исследование в крови уровня белка, связывающего жирные кислоты, как предиктора осложнений острого инфаркта миокарда // Вестник Военно-медицинской академии. 2012. № 4 (40). С. 79–81.
-
Аронов Д.М. Руководство по кардиологии / под ред. Е.И. Чазова. М., 1992. Т. 3. С. 594–640.
-
Байес де Луна А., Фиол-Сала М., Антман Э.М. ЭКГ при инфаркте миокарда с подъемом ST. М.: Медицинская литература, 2009. 112 с.
-
Бойцов С.А., Зайратьянц О.В., Андреев Е.М., Самородская И.В. Сравнение показателей смертности от ишемической болезни сердца среди мужчин и женщин старше 50 лет в России и США // Российский кардиологический журнал. 2017. № 6. С. 100–107. URL: https://doi.org/10.15829/1560-4071-2017-6-100-107.
-
Бойцов С.А., Андреев Е.М., Самородская И.В. Оценка возможности сравнения показателей смертности от болезней системы кровообращения в России и США // Кардиология. 2017. Т. 57, № 1. С. 5–16.
-
Бледжянц Д.А. Изменение состава легких цепей миозина миокарда при адаптационно-патологических процессах: перспективы для диагностики: дис. … канд. биол. наук. Пущино, 2009. 114 с.
-
Вельков В.В. Революция в кардиологии; высокочувствительное измерение кардиальных тропонинов: «тропонин-отрицательных» больше нет // Клинико-лабораторный консилиум. 2011. № 4 (40). С. 24–43.
-
Вельков В.В. Высокочувствительное измерение кардиальных тропонинов: тест, который спасает жизни // Клинико-лабораторный консилиум. 2012. № 1 (41). С. 47–52.
-
Вельков В.В. Третье универсальное определение инфаркта миокарда: решающее значение высокочувствительных тропонинов // Лаборатория. 2013. № 1. С. 3–6.
-
Вельков В.В. Высокочувствительное измерение кардиальных тропонинов: алгоритмы, интерпретация, клинические последствия. Пущино: АО «ДИАКОН», 2020. 39 с.
-
Внутренние болезни / под ред. Е. Браунвальда. М.: Медицина, 1995. 415 с.
-
Гейне В., Пленерт В., Рихтер Н. Лабораторная диагностика в детском возрасте. М.: Медицина, 1982. 121 с.
-
Гиляревский С.Р., Батурина О.В., Ларин А.Г. и др. Эффективность использования экспресс-теста для качественного определения уровня белка, связывающего жирные кислоты, в крови для диагностики инфаркта миокарда в ранние сроки после развития его клинических проявлений // Материалы Российского национального конгресса. кардиологов. М., 2011. С. 75.
-
Дати Ф., Метцманн Э. Белки. Лабораторные тесты и клиническое применение: пер. с англ. М.: Лабора, 2007. 560 с.
-
Дементьева И.И., Морозов Ю.А., Чарная М.А. Сердечный белок, связывающий жирные кислоты, в оценке повреждений миокарда в кардиологии и кардиохирургии // Врач скорой помощи. 2010. № 1. С. 53–57.
-
Диагностика и лечение стабильной стенокардии. Российские рекомендации (второй пересмотр). Разработаны Комитетом экспертов Всероссийского научного общества кардиологов, Москва, 2008 // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2008. № 7 (6). Приложение 4. 40 с.
-
Диагностика и лечение больных острым инфарктом миокарда с подъемом сегмента ST электрокардиограммы: Клинические рекомендации // Кардиологической вестник. 2014. № 4. С. 1–59.
-
Диагностика и лечение больных c острым коронарным синдромом без подъема сегмента ST электрокардиограммы. Рекомендации Общества специалистов по неотложной кардиологии. Разработаны Комитетом экспертов Всероссийского научного общества кардиологов. М., 2015. 95 с.
-
Доклад Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), опубликованный 9 декабря 2020 г.
-
Затейщикова А.А., Затейщиков Д.А. Кардиоспецифический тропонин Т в диагностике поражений миокарда // Кардиология. 1997. Т. 37, № 6. С. 53–57.
-
Здравоохранение в России. 2017: Стат. сб. / Росстат. М., 2017. 170 с.
-
Кардиология. Национальное руководство / под ред. Ю.Н. Беленкова, Р.Г. Оганова. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. 1232 с.
-
Кардиология: пер. с англ. / под ред. Б. Гриффина и Э. Тополя. М.: Практика, 2008. 1248 с.
-
Каштанова Е.В., Воевода М.И., Куимов А.Д. и др. Сердечный белок, связывающий жирные кислоты, при остром коронарном синдроме // Российский кардиологический журнал. 2012. № 1 (93). С. 31–34.
-
Каюмова Г.Х. Диагностическое, прогностическое значение белковых факторов роста и повреждения при остром коронарном синдроме: дис. … канд. мед. наук. Ульяновск, 2018. 138 с.
-
Каюмова Г.Х., Разин В.А. Ассоциированный с беременностью протеин плазмы A — анализатор нестабильности атеросклеротической бляшки при остром коронарном синдроме // Атеросклероз и дислипидемии. 2016. Т. 23, № 2. С. 65–73.
-
Клинические рекомендации по диагностике и лечению больных с острым коронарным синдромом без подъема сегмента ST электрокардиограммы (часть 1) // Кардиологической вестник. 2017. Т. 14, № 3. С. 3–28.
-
Клинические рекомендации по диагностике и лечению больных с острым коронарным синдромом без подъема сегмента ST электрокардиограммы (часть 2) // Кардиологической вестник. 2018. Т. 13, № 1. С. 59–62. URL: https://doi.org/10.17116/Cardiobulletin201813159-62.
-
Курашвили Л.В., Ушакова С.В., Волотов В.И. Инфаркт миокарда: особенности липидного обмена, окислительного и антиокислительного потенциала // Вестник РАМН. 2009. № 3. С. 15–19.
-
Куриляк М.М., Ожгибесова М.А., Ганеева Е.Р. Лабораторные маркеры повреждения миокарда в современной кардиологии // Научное обозрение. 2019. № 5. С. 86–89.
-
Медицинская лабораторная диагностика: программы и алгоритмы: руководство для врачей / под ред. А.И. Карпищенко. 3-е изд. перераб. и доп. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. 696 с.
-
Медицинские лабораторные технологии: руководство по клинической лабораторной диагностике: в 2 т. / под ред. А.И. Карпищенко. 3-е изд. перераб. и доп. Т. 2. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. 792 с.
-
Международная классификация болезней Десятого пересмотра (МКБ-10). В 3 т. Одобрена на 43-й сессии Всемирной Ассамблеи здравоохранения в мае 1990 г. https://apps.who.int/iris/handle/10665/85974.
-
Метелица В.И., Мазур Н.А. Эпидемиология и профилактика ишемической болезни сердца. М.: Медицина, 1976. 168 с.
-
Мухтаров Т.А., Скворцов В.В., Тумаренко А.В., Белякова Е.В. Современные биохимические маркеры в диагностике инфаркта миокарда // Медицинский алфавит. 2016. Т. 28, № 2 (291). С. 37–41.
-
Неверов И.В., Говорин А.В., Иванов В.Н. Лабораторная диагностика инфаркта миокарда. Чита, 1990. 115 с.
-
Новые возможности диагностики инфаркта миокарда — исследование миоглобина в биологических жидкостях: методические рекомендации: МЗ СССР. М., 1989. 19 с.
-
Оганов Р.Г., Фомина И.Г. Болезни сердца. М.: Литтера, 2006. 1328 с.
-
Островский О.В., Ткачева В.В., Островская В.О. Лабораторные маркеры повреждения миокарда в современной кардиологии // Лаборатория. 2013. № 2. Спец. выпуск. С. 31–36.
-
Острый инфаркт миокарда с подъемом сегмента ST электрокардиограммы: клинические рекомендации 2020 г. Одобрены Минздравом РФ от 07.2020 № ID: КР157/1 // Российский кардиологический журнал. 2020. Т. 25, № 11. С. 1–60.
-
Пархоменко А.Н., Иркин О.И., Лутай Я.М. Роль биологических маркеров в неотложной кардиологии // Медицина неотложных состояний. 2011. № 7–8 (38–39). С. 48–55.
-
Перепеч Н.Б. Современные подходы к диагностике и лечению острых коронарных синдромов // Вестник аритмологии. 2001. № 21. С. 84–88.
-
Предикторы. Новые возможности для диагностики потенциально фатальных патологий и оценки рисков их осложнений. Краткое пособие для врачей-лаборантов и врачей-клиницистов / авт.-сост. В. В. Вельков. М.: Lomonosoff Print, 2010. 34 с.
-
Помозова Т.П., Лыков Ю.В., Комарова И.С. и др. Клинико-лабораторные особенности первичного острого инфаркта миокарда у пациентов с обструктивным и необструктивным коронарным атеросклерозом // Кардиология. 2019. Т. 59 (10S). С. 41–51. URL: https://doi.org/10.18087/cardio.2640.
-
Природова О.Ф. Клиническое значение растворимой формы лиганда CD40 у больных ишемической болезнью сердца: дис. … канд. мед. наук. М., 2008. 151 с.
-
Распоряжение Правительства Санкт-Петербурга от 28 июня 2019 года N 20-рп «Региональная программа Санкт-Петербурга «Борьба с сердечно-сосудистыми заболеваниями» на 2019–2024 годы».
-
Рекомендации Европейского общества кардиологов ЕОК ПО ведению пациентов острым инфарктом миокарда подъемом сегмента ST электрокардиограммы 2017 // Российский кардиологический журнал. 2018. Т. 3, № 5. С. 103–158. dx.doi.org/10.15829/1560-4071-2018-5-103-158.
-
Ройтберг Г.Е., Струтынский А.В. Внутренние болезни. Лабораторная и инструментальная диагностика. 5-е изд. М.: МЕДпресс-информ, 2017. 800 с.
-
Ройтман А.П. Лабораторные маркеры сердечно-сосудистых заболеваний. Значение в оценке эффективности терапии: автореф. дис. … д-ра мед. наук. Москва, 2011. 52 с.
-
Сборник статистических материалов по болезням системы кровообращения. М.: ЦНИОИЗ, 2020. 305 с.
-
Сапрыкин Д.Б., Романов М.Ю. Миокардиальные маркеры. Значение тропонинов I и Т, кретинкиназы МВ и миоглобина в диагностике острого инфаркта миокарда // Лабораторная медицина. 2000. № 3. С. 13–17.
-
Саратцев А.В. Клинико-лабораторная значимость изменения активности лактатдегидрогеназы у больных инфарктом миокарда: дис. … канд. мед. наук. М., 2005. 145 с.
-
С-реактивный белок — «золотой маркер», многозначительный и незаменимый в лабораторной диагностике острых воспалительных процессов и оценке рисков сосудистых патологий. Новое в клинической лабораторной диагностике атерогенеза: С-реактивный белок, холестерины, аполипопротеины / авт.-сост. В.В. Вельков. 3-е изд., доп. М.: Lomonosoff Print, 2010. 78 с.
-
Основные показатели демографических процессов в Санкт-Петербурге в 2017 году. Статистический сборник / Петростат. СПб., 2018. 88 с.
-
Основные показатели демографических процессов в Санкт-Петербурге в 2019 году. Статистический сборник / Петростат. СПб., 2020. 88 с.
-
Сарапульцев П.А., Сарапульцев А.П. Роль С-реактивного белка в острофазовом ответе при инфаркте миокарда // Цитокины и воспаление. 2013. Т. 12, № 4. С. 18–24.
-
Тереничева М.А., Шахнович Р.М., Стукалова О.В. и др. Взаимосвязь клинических и лабораторных показателей с развитием прогностически неблагоприятных характеристик инфаркта миокарда с подъемом сегмента ST по данным магнитно-резонансной томографии сердца c контрастированием // Кардиология. 2021. Т. 61, № 1. С. 44–51. URL: https://doi.org/10.18087/cardio.2021.1.n1373.
-
Ферментная диагностика острого инфаркта миокарда: методические рекомендации МЗ РФ. Саратов, 1992. 24 с.
-
Филатова А.Ю., Шлевкова Г.В., Потехина А.В. и др. Прогностическая значимость динамики содержания высокочувствительного С-реактивного белка в крови после планового коронарного стентирования в отношении развития рестеноза стента // Кардиология. 2020. Т. 60, № 7. С. 64–71. doi.org/10.18087/cardio.2020.7.n1030.
-
Чазов E.И. Ишемическая болезнь сердца и возможности повышения эффективности ее лечения // Ишемическая болезнь сердца. 2000. № 1. С. 2–5.
-
Чазов Е.И. Проблемы первичной и вторичной профилактики сердечно-сосудистых заболеваний // Терапевтический архив. 2002. № 9. С. 5–8.
-
Чарная М.А., Дементьева И.И., Морозов Ю.А., Гладышева В.Г. Кардиоспецифические маркеры в кардиологии и кардиохирургии. Часть 1. Характеристика биомаркеров // Kardiol. serdecno-sosud. hir. 2010. № 3. Р. 26–33.
-
Чаулин А.М., Дупляков Д.В. Биомаркеры острого инфаркта миокарда: диагностическая и прогностическая ценность. Часть 1. Клиническая практика. 2020. Т. 11, № 3. С. 75–84. URL: https://doi.org/10.17816/clinpract34284
-
Чаулин А.М., Карслян Л.С., Базюк Е.В. и др. Клинико-диагностическая ценность кардиомаркеров в биологических жидкостях человека // Кардиология. 2019. Т. 59. № 11. С. 66–75. URL: https://doi.org/10.18087/cardio.2019.11.n414.
-
Чаулин А.М., Карслян Л.С., Дупляков Д.В. Некоронарогенные причины повышения тропонинов в клинической практике // Клиническая практика. 2020. Т. 10, № 4. С. 81–93. URL: https://doi.org/10.17816/clinpract16309.
-
Чаулин А.М., Григорьева Ю.В. Основные аспекты биохимии, физиологии сердечных тропонинов // Бюллетень науки и практики. 2020. Т. 6. № 5. С. 105–112. URL: https://doi.org/10.33619/2414-2948/54/13.
-
Чиркин А.А. Клинический анализ лабораторных данных [с диагностическими алгоритмами]. 2-е изд. М.: Медицинская литература, 2019. 368 с.
-
Шевченко О.П., Слесарева Ю.С., Шевченко А.О. Сравнительный анализ уровня протеина плазмы А и других маркеров воспаления в крови у больных с острым коронарным синдромом // Российский кардиологический журнал. 2008. № 6. С. 14–19.
-
Шевченко О.П. Роль РАРР-А в развитии повреждения атеросклеротической бляшки у больных // Российский кардиологический журнал. 2011. № 2 (8). С. 65–71.
-
Шевченко О.П., Природова О.Ф., Шевченко А.О. Клиническое значение растворимого CD40 лиганда у больных ишемической болезнью сердца // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2006. Т. 57, № 7. С. 101–111.
-
Шурыгин Д., Шишмарев Ю., Грачев А. Динамика изменения содержания миоглобина и активности креатинфосфокиназы в сыворотке крови больных инфарктом миокарда и стенокардией // Терапевтический архив. 1983. Т. 15, № 5. С. 7–11.
-
Энциклопедия клинических лабораторных тестов: пер. с англ. / под ред. Н.У. Тица. М.: Лабинформ, 1997. 960 с.
-
Эрлих А.Д., Катруха А.Г., Трифонов И.Р. и др. Острый коронарный синдром без подъемов сегмента ST на ЭКГ. Прогностическое значение определения сердечной формы белка, связывающего жирные кислоты. Результаты 12-месячного наблюдения // Кардиология. 2005. Т. 45, № 5. С. 13–21.
-
Anderson P. A., Greig A. et al. Molekular basis of human сardiac Troponin T isoforms expressed in the developing, udult and failing heart // Circulat. Res. 1995. Vol. 76. P. 685–686.
-
Apple F.S., Jesse R.L., Newby L.K. et al. National Academy of Clinical Biochemistry and FCC Committee for Standardization of Markers Cardiac Damage Laboratory Medicine Practice Guidelines: Analytical issues for biochemical markers of acute coronary syndromes // Circulation. 2007. Vol. 115. Р. e352–e355.
-
Aukrust P., Mu’ller F., Ueland T. et al. Enhanced Levels of Soluble and Membrane-Bound CD40 Ligand in Patients With Unstable Angina // Circulation. 1999. Vol. 100. Р. 614–620. Babuin L., Jaffe A.S. Troponin: the biomarker of choice for the detection of cardiac injury // CMAJ. 2005. Vol. 173, N 10. Р. 1191–2202.
-
Bar-Or D., Curtis G., Rao N. et al. Characterization of the Co(2+) and Ni(2+) binding amino-acid residues of the N-terminus of human albumin. An insight into the mechanism of a new assay for myocardial ischemia // Eur. J. Biochem. 2001. Vol. 268, N 1. P. 42–47. URL: https://doi.org/10.1046/j.1432-1327.2001.01846.x.
-
Bar-Or D., Lau E., Winkler J.V. A novel assay for cobalt-albumin binding and its potential as a marker for myocardial ischemia-a preliminary report // J. Emerg. Med. 2000. Vol. 19, N 4. P. 311–315. URL: https://doi.org/10.1016/s0736-4679(00)00255-9.
-
Bayes-Genis A., Conover C.A., Overgaard M.T. et al. Pregnancy-Associated Plasma Protein A as a Marker of Acute Coronary Syndromes // N. Engl. J. Med. 2001. Vol. 345. Р. 1022–1029. URL: https://doi.org/10.1056/NEJMoa003147.
-
Bhayana V., Henderson R. Biochemical Markers of damage // Clin. Biochem. 1995. Vol. 28, N 1. Р. 1–29.
-
Christ M., Popp S., Pohlmann H. et al. Implementation of high sensitivity cardiac troponin T measurement in the emergency department // Am. J. Med. 2010. Vol. 123, N 12. Р. 1134–1142.
-
Cardiac markers (Pathology and laboratory medicine). 2nd ed. Alan H.B.: Humana Press, 2003. 484 p. URL: https://doi.org/10.1007/978-1-59259-385-9.
-
Chenevier-Gobeaux C., Bonnefoy-Cudraz É., Charpentier S. et al. High-sensitivity cardiac troponin assays: answers to frequently asked questions // Cardiovasc. Dis. 2015. Vol. 108, N 5. P. 331–332. URL: https://doi.org/10.1016/j.acvd.2014.11.001.
-
Ciobanu L. Ca2+-ATPaza — un marker biologic in diagnosticul infarctului miocardic acut: аutoreferat al tezei de doctor in medicin: аutoreferat al tezei de doctor in medicin. Chişinau, 2009. 56 р.
-
Consuegra-Sanchez L., Petrovic I., Cosin-Sales J. et al. Prognostic value of circulating pregnancy-associated plasma protein A (РАРР-А) and preform of eosinophil major basic protein (proMBP) levels in papients with chronic stable angina pectoris // Clin. Chim. Acta. 2008. Vol. 391, N 1–2. Р. 18–23.
-
Das B., Mishra T.K., Trinath K.M. Cardiac troponins: current status // JICC. 2017. Vol. 7, N 1. P. 1–5. URL: https://doi.org/10.1016/j.jicc.2016.12.006
-
Delarue J., Magnan C. Free fatty acids and insulin resistans // Сurr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care. 2007. Vol. 10, N 2. Р. 142–147.
-
Beery Tereza. Gender bias in the diagnosis and treatment of coronary artery disease // Heart & Lung. 1995. Vol. 24, Is. 6. Р. 427–435. URL: https://doi.org/10.1016/S0147-9563(95)80020-4
-
Fisher M., Carliner N., Becher L. et al. Serum creatin Kinase in diagnosis of acute myocardial infarction optimal sampling frecency // JAMA. 1983. Vol. 249, N 3. P. 393–394.
-
Fox K.A.A., Birkhead J., Wilcox R. et al. British Cardiac Society Working Group on the definition of myocardial infarction // Heart. 2004. Vol. 90. P. 603–609.
-
Glatz J.F., van Bilsen M., Paulussen R.J. et al. Release of fatty acidbinding protein from isolated rat heart subjected to ischemia and reperfusion or to the calcium paradox // Biochem. Biophys. Acta. 1988. Vol. 961, N 1. Р. 148–152.
-
Gupta S., Alagona P.Jr. Troponins: not always a myocardial infarction // Am. J. Med. 2008. Vol. 121, N 9. P. e25–e29. URL: https://doi.org/10.1016/j.amjmed.2008.03.026.
-
Haum C. Troponin T: a new marker for myocardial cell injury (editorial) // Ann. Med. 1994. Vol. 26. P. 319–380.
-
Heeschen C., Dimmeler S., Hamm C.W. et al. Soluble CD40 Ligand in Acute Coronary Syndromes // N. Engl. J. Med. 2003. Vol. 348. Р. 1104–1111.
-
Henn V., Slupsky J.R., Graefe M. et al. CD40 ligand on activated platelets triggers an inflame-matory reaction of endothelial cells // Nature. 1998. Vol. 391. Р. 591–594.
-
Inwald D.P., McDowall A., Peters M.J. et al. CD40 Is Constitutively Expressed on Platelets and Provides a Novel Mechanism for Platelet Activation // Circ. Res. 2003. Vol. 92. Р. 1041–1048. doi.org/10.1161/01
-
Islam M.N., Alam M.F., Debnath R.C. et al. Correlation between Troponin-I and B-Type natriuretic peptide level in acute myocardial infarction patients with heart failure // Mymensingh Med. J. 2016. Vol. 25, N 2. P. 226–231.
-
Jaffe A.S. Troponin-past, present? And future // Curr. Probl. Cardiol. 2012. Vol. 37 (6). Р. 209–218.
-
Jaffe A.S., Wu A. H.B. Troponin Release Reversible or Irreversible Injury? // Clinical Chemistry. 2012. Vol. 58. Р. 1148–1150.
-
Jones J.D., Chew P.G., Dobson R. et al. The prognostic value of heart type fatty acid binding protein in patients with suspected acute Coronary Syndrome: a systematic review // Curr. Cardiol. Rev. 2017. Vol. 13, N 3. P. 189–198. URL: https://doi.org/10.2174/1573403X13666170116121451.
-
Katus H.A., Diederich K.W., Mehmel H.C. et al. Acute myocardial infarct: myosin-hight-chain liberation and ventricular function // Klin. Wochenshr. 1988. Vol. 66, N 17. Р. 784–789.
-
Kim K.S., Suh G.J., Song S.H. et al. Copeptin with high-sensitivity troponin at presentation is not inferior to serial troponin measurements for ruling out acute myocardial infarction // Clin. Exp. Emerg. Med. 2020. Vol. 7, N 1. P. 35–42. URL: https://doi.org/10.15441/ceem.19.013.
-
Kitcullen N., Viswanathan K., Das R. et al. Нeart-type fatty acid binding protein acute after coronary syndrome and identifies high-risk across the range of troponin values patient // Am. Coll. Cardiol. 2007. Vol. 50 (21). Р. 2061–2067.
-
Lassen D., Lucke C., Kveder M. et al. Three-dimensional structure of bovine fatty-acid-binding protein with bound palmitic acid, determined by multidimensional NMP spectroscopy // Eur. J. Biochem. 1995. Vol. 230, N 1. Р. 266–280.
-
Lippi G., Mattiuzzi C., Comelli I., Cervellin G. Glycogen phosphorylase isoenzyme BB in the diagnosis of acute myocardial infarction: a meta-analysis // Biochem. Med. (Zagreb). 2013. Vol. 23, N 1. P. 78–82. URL: https://doi.org/10.11613/bm.2013.010.
-
Lippi G., Montagnana M., Aloe R., Cervellin G. High sensitive troponin immunoassays: navigating between the scalia and сharybdis // Adv. Clin. Chem. 2012. Vol. 58. Р. 1–29.
-
Lippi G., Targher G., Franchini M., Plebani M. Genetic and biochemical heterogeneity of cardiac troponins // Clin. Che. Labor. Medicine. 2009. Vol. 47, N 10. Р. 1183–1194.
-
Loughlin S., Kzijnen P., Jablonsky D. et al. Diagnostic efficiency of lactate dehydrogenase isoenzyme 1 ratios in serum after myocardial infarction // Clin. Chem. 1988. Vol. 34, N 10. P. 1960–1965.
-
Louper J., Joy J. Lipid peroxidation and protective enzymes during the course of myocardial infarction // Agents and Actions. 1987. Vol. 22, N 3. P. 340–342.
-
Lund J., Qin Q.P., Ilva T. et al. Circulating pregnancy-associated plasma protein A predicts outcome in patients with acute coronary syndrome but no troponin I elevation // Circulation. 2003. Vol. 108. Р. 1924–1946.
-
Mair J. Glycogen phosphorylase isoenzyme BB to diagnose ischaemic myocardial damage // Clin. Chim. Acta. 1998. Vol. 272, N 1. Р. 79–86.
-
Manini A.F., Ilgen J., Noble V.E. et al. Derivation and validation of a sensitive IMA cutpoint to predict cardiac events in patients with chest pain // Emerg. Med. J. 2009. Vol. 26, N 11. P. 791–796. URL: https://doi.org/10.1136/emj.2008.068130
-
Marmor A., Kahana L., Alpan J. Creatine kinase isoenzyme MB (CK-MB) in acute coronary ischemia // Amer. Heart J. 1979. Vol. 97, N 5. P. 574–577.
-
Mehta M.D., Marwah S.A., Ghosh S. et al. A synergistic role of ischemia modified albumin and high-sensitivity troponin T in the early diagnosis of acute coronary syndrome // J. Family Med. Prim. Care. 2015. Vol. 4, N 4. P. 570–575. URL: https://doi.org/10.4103/2249-4863.174295.
-
Newby L.K., Jesse R.L., Babb J.D. et al. ACCF 2012 expert consensus document on practical clinical consideration in the interpretation of troponin elevations: a report of American College of Cardiology Foundation task force on Clinical Expert Consensus Documents // J. Am. Coll. Cardiol. 2012. Vol. 60, N 23. Р. 2427–2443.
-
O’Donoghue V., de Lemos J.A., Morrow D.A. et al. Prognostic utility of heart-type fatty acid binding protein in patient with acute coronary syndromes // Circulation. 2006. Vol. 114 (6). Р. 550–557.
-
Panteghini M. Role and importance of biochemical markers in clinical cardiology // Eur. Heart J. 2004. Vol. 25, N 14. P. 1187–1196.
-
Pearson T.A., Mensah G.A., Alexander R.W. et al. Markers of inflammation and cardiovascular disease: Application to clinical and public health practice. A statement for healthcare professionals from the Centers for Disease Control and Prevention and American Heart Association // Circulation. 2003. Vol. 107. Р. 499–511.
-
Plebani M., Harmonization in laboratory medicine: requests, samples, measurements and reports // Critical Rev. in Clinic. Lab. Sciences. 2016. Vol. 53, N 3. P. 184–196.
-
Plebani M., Zaninotto M. Cardiac markers: present and future // Intern. J. of Clin. & Labor. Research. 1999. Vol. 29, N 2. P. 56–63. URL: https://doi.org/10.1007/s005990050064.
-
Plebani M., Zanninotto M. Diagnostic strategies in myocardial infarction using myoglobin measurement // Eur. Heart J. 1998. Vol. 19. Р. 12–15.
-
Rabitzsch G., Mair J., Lechleitner P. et al. Isoenzyme BB of glycogen phosphorylase b and myocardial infarction // Lancet. 1993. Vol. 341, N 8851. P. 1032–1033. URL: https://doi.org/10.1016/0140-6736(93)91129-a.
-
Rabitzsch G., Mair J., Lechleitner P. et al. Immunoenzymometric assay of human glycogen phosphorylase isoenzyme BB in diagnosis of ischemic myocardial injury // Clin. Chem. 1995. Vol. 41, N 7. P. 966–978. URL: https://doi.org/10.1093/clinchem/41.7.966.
-
Singh N., Rathore V., Mahat R.K., Rastogi P. Glycogen phosphorylase BB: a more sensitive and specific marker than other cardiac markers for early diagnosis of acute myocardial infarction // Indian J. Clin. Biochem. 2018. Vol. 33, N 3. P. 356–360. URL: https://doi.org/10.1007/s12291-017-0685-y.
-
Speich M., Salos S., Amound P. N. Changes in magnesium, zinc, calcium, potassium, cholesterol and creatine kinase concentrations in patients from pre-infarction syndrome to fatal myocardial infarction // Clin. Chem. 1988. Vol. 34, N 10. P. 2083–2086.
-
Task Force for the Management of Acute Coronary Syndromes in Patients Presenting without Persistent ST-Segment Elevation of the European Society of Cardiology // Eur. Heart J. 2016. Vol. 37. Р. 267–315.
-
Thygesen K., Alpert J.S., White H.D. On behalf of the Joint ESC/ACCF/AHA/WHF task Force for the redefinition of myocardial infarction // J. Am. Coll. Cardiol. 2007. Vol. 50. Р. 2173–2195.
-
Thygesen K., Alpert J.S., Jaffe A.S. et al. Third Universal of Miocardial Infarktion // Circulation. 2012. Vol. 126, N 16. Р. 2020–2035.
-
Thygesen K., Alpert J.S., Jaffe A.S. et al. Fourth universal definition of myocardial infarction (2018) // Eur. Heart J. 2019. Vol. 40, Issue 3. P. 237–269. doi.org/10.1093/eurheartj/ehy462
-
Van Nieuwenhoven F.A., Klein A.H., Wodzig W.H. et al. Discrimination between myocardial and skeletal muscle injury by assessment of the plasma ratio of myoglobin over fatty acid-binding protein // Circulation. 1995. Vol. 92, N 10. Р. 2848–2454.
-
Van Nieuwenhoven F.A., Verstijnen C.P., Abumrad N.A. et al. Putative membrane fatty acid translocase and cytoplasmic fatty acid-binding protein are co-expressed in rat heart and skeletal muscles // Biochem. Biophys. Res. Common. 1995. Vol. 207, N 2. Р. 747–752.
-
Vittorini S., Clerico A. Cardiovascular biomarcers: increasing, impact of laboratory medicine in cardiology practice // Clin. Chem. Labor. Med. 2008. Vol. 46, N 6. Р. 748–763.
-
Wlazel R.N., Rysz J., Paradowski M. Examination of serum pregnancy-associated plasma protein A clinical value in acute coronary syndrome prediction and monitoring // Arc. Medical Science. 2013. Vol. 9, N 1. Р. 14–20.
-
Ye X.D., He Y., Wang S. et al. Heart-type fatty acid binding protein (H-FABP) as a biomarker for acute myocardial injury and long-term post-ischemic prognosis // Acta Pharmacol. Sin. 2018. Vol. 39, N 7. P. 1155–1163. URL: https://doi.org/10.1038/aps.2018.37.
-
Yuyun M.F., Narayan H.K., Ng L.L. Prognostic significance of adrenomedullin in patients with heart failure and with myocardial infarction // Am. J. Cardiol. 2015. Vol. 115, N 7. P. 986–991. URL: https://doi.org/10.1016/j.amjcard.2015.01.027.
-
Zroth T., Hukman M., Halligren R., Roxin L. Diagnosis size estimation and prediction of acute myocardial infarction from myoglobin observations. A system analysis to assess the influence of various souces of variability // Scand. J. Clin. аnd Lab. Invest. 1980. N 155. P. 111–124.
Глава 3. Сахарный диабет
Сахарный диабет - это 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.
Сахарный диабет - одно из наиболее тяжелых и распространенных заболеваний эндокринной системы, известное с древности. Упоминание об этом недуге встречается в индийских книгах VI в. до н.э., а авторство названия болезни приписывают греческому врачу Аретею Каппадокийскому (I–II вв.). В XVII в. английский анатом Виллизий впервые отметил связь диабета с повышенным уровнем сахара в организме, в 1869 г. немецкий гистолог и анатом П. Лангерганс открыл в поджелудочной железе особые клетки, а в 1889 г. эндокринолог Й. Меринг и физиолог О. Минковский установили, что удаление этой железы вызывает СД. Однако только в 1916 г. английский физиолог Э. Шарпи-Шефер предложил название инсулин (от лат. unsula - островок) для гормона, вырабатываемого островками Лангерганса и регулирующего в крови уровень сахара.
Важной датой для диабетологии считается 27 июля 1921 г. В этот день канадец Фредерик Грант Бантинг ввел собакам с удаленной поджелудочной железой вытяжку из поджелудочной железы здоровых животных [6]. В ответ на инъекцию концентрация сахара в крови больных собак уменьшилась. Распространение инсулина как лекарства от СД происходило стремительно, и в 1923 г. Ф.Г. Бантинг стал лауреатом Нобелевской премии по физиологии и медицине. Столь быстрое международное признание открытия объясняется тем, что до 1921 г. СД был неизлечимой болезнью из-за отсутствия эффективных лекарственных средств. Открытие инсулина для миллионов больных СД изменило не только продолжительность жизни, но и ее качество жизни. За вековую историю использования инсулина мы можем наблюдать историю разных поколений препарата: I поколение - это животные инсулины, II поколение - это инсулины человека, III поколение - это аналоги инсулина и IV поколение - это современные аналоги инсулина, действие которых максимально приближено к профилю действия природного инсулина в здоровом организме человека [8].
Всемирный день борьбы с диабетом проводится ВОЗ и Международной федерацией диабета (IDF) под эгидой Генеральной Ассамблеи ООН ежегодно 14 ноября. Эта дата выбрана в знак признания заслуг Ф.Г. Бантинга, родившегося 14 ноября 1891 г.
Сахарный диабет - серьезная патология, которая сегодня во всем мире носит характер эпидемии. По последним данным, численность больных СД в мире за последние 10 лет увеличилась более чем в 2 раза и к концу 2018 г. превысила 537 млн человек. Согласно прогнозам Международной диабетической федерации, к 2030 г. СД будет страдать 643 млн человек, а к 2045 - 784 млн [1]. По данным медицинской статистики на 2021 г. численность пациентов с СД в мире достигла 463 млн, что опередило ранее прогнозируемые темпы прироста на 10–12 лет. Для заболеваемости СД характерно двукратное увеличение больных каждое десятилетие [10]. По прогнозам ВОЗ, СД является одной из ведущих причин развития слепоты, хронической болезни почек, сердечно-сосудистых заболеваний и ампутации нижних конечностей. С 2000 по 2019 г. смертность от СД увеличилась на 3% [11].
По данным федерального регистра СД, в РФ на начало 2022 г. состояло на диспансерном учете 4 871 863 человека(3,34% населения), из них 92,3% (4 498 826) - СД 2-го типа, 5,6% (271 468) - СД 1-го типа и 2,1% (101 569) - другие типы СД, в том числе 9729 женщин с гестационным СД [22]. Необходимо отметить, что эти данные учитывают только выявленные и зарегистрированные случаи заболевания и могут недооценивать реальное количество пациентов. Масштабное российское эпидемиологическое исследование (NATION) показывает, что выявляется только 54% случаев СД 2-го типа. Таким образом, реальная численность пациентов с СД в РФ может оцениваться в 9 млн человек, то есть около 6% населения, что представляет угрозу для здравоохранения, поскольку значительная часть пациентов не выявлены, не получают лечения и имеют высокий риск развития сосудистых осложнений [1].
Ежегодно регистрируют 6% прирост новых случаев СД, а к 2025 г. прогнозируют увеличение до 10 млн человек (8–10% населения страны) больных СД. Прямые затраты на СД в системе здравоохранения занимают 1,0–2,5% ежегодного бюджета систем медицинской помощи во всем мире [4].
Классификация СД (ВОЗ, 1999, с дополнениями 2013) представлена в табл. 3-1.
Тип СД | Описание | Изменения |
---|---|---|
СД 1-го типа |
Разрушение β-клеток (в основном иммуноопосредованное) и абсолютный дефицит инсулина: начало в детстве и в раннем взрослом возрасте |
Удалены подтипы |
СД 2-го типа |
Наиболее распространенный тип, различные степени дисфункции β-клеток и ИР; обычно ассоциируется с избыточной массой тела и ожирением |
Удалены подтипы |
Гибридные формы: |
– |
Новые типы |
медленно развивающийся иммуноопосредованный СД у взрослых |
Подобен медленно развивающемуся СД 1-го типа у взрослых, но чаще имеет признаки метаболического синдрома, один вид аутоантител к GAD и сохраняет дольше большую функцию β-клеток |
Прежнее название LADA |
СД 2-го типа со склонностью к кетозу |
Кетоз и дефицит инсулина, но позже не требует инсулина, частые эпизоды кетоза, не иммуноопосредованный |
– |
Другие специфические типы |
||
Моногенный СД (моногенные дефекты функции β-клеток, моногенные дефекты в действии инсулина) |
Вызван определенными мутациями гена, имеет несколько клинических проявлений, требующих различного лечения; встречается в детском и молодом возрасте. Вызван специфическими мутациями гена; имеет признаки тяжелой ИР без ожирения; СД манифестирует, когда β-клетки более не могут компенсировать ИР |
Обновлена номенклатура |
СД в исходе заболеваний экзокринной части поджелудочной железы |
Связан с заболеваниями и травмами экзокринной части поджелудочной железы |
– |
СД, ассоциированный с эндокринопатиями |
Связан с рядом эндокринопатий |
– |
СД, индуцированный лекарственными препаратами или химическими веществами |
Индуцируется некоторыми лекарственными препаратами или химическими веществами |
– |
СД в исходе инфекций |
Развивается в исходе вирусных и бактериальных инфекций |
– |
Необычные специфические формы иммуноопосредованного СД |
Связаны с редкими иммунными заболеваниями |
– |
Другие генетические синдромы, иногда связанные с СД |
Многие генетические нарушения увеличивают риск развития СД |
– |
Неклассифицированный СД |
Эта категория должна использоваться временно, когда нет четкой диагностической категории, в дебюте заболевания |
Новый тип |
Впервые обнаруженная во время беременности гипергликемия |
||
СД при беременности |
СД 1-го или 2-го типа, выявленный при беременности |
– |
Гестационный СД |
Гипергликемия ниже диагностического порога СД |
По критериям 2013 г. |
Примечание : ИР - инсулинорезистентность; СД - сахарный диабет.
Широкая распространенность заболевания во многом обусловлена изменением образа жизни (гипокинезия), особенностями питания (потребление рафинированных продуктов и избыточного количества животных жиров), ухудшением экологической обстановки (нарастание груза генетических мутаций и изменения в иммунной системе), ростом численности и возраста населения, урбанизацией территорий [29, 31, 35].
В диагностике СД важную роль играют лабораторные методы исследования и правильная их интерпретация (табл. 3-2, 3-3). Актуальной задачей является ранняя диагностика СД еще в доклинической стадии. Лабораторные исследования назначают больным СД для подтверждения правильности поставленного диагноза, мониторинга гликемии, оценки эффективности лечения и своевременного выявления осложнений. Основной предпосылкой, оправдывающей осуществление программ скрининга на СД, является предположение о том, что раннее выявление и эффективный контроль гипергликемии у больных СД при отсутствии симптомов (или если симптоматика незначительна) снижает показатель заболеваемости. Особое значение имеет диагностика ранних форм СД в условиях стационара, где наиболее часто выявляют множественность заболеваний, часть из которых может быть отнесена к факторам риска [3, 12, 27, 30, 34].
Тип СД | Характеристики |
---|---|
СД 1-го типа: иммуноопосредованный идиопатический |
Деструкция β-клеток поджелудочной железы, обычно приводящая к абсолютной недостаточности инсулина |
СД 2-го типа |
|
Другие специфические типы СД |
|
Гестационный СД |
Возникает во время беременности* |
*Кроме манифестного сахарного диабета.
Примечание : СД - сахарный диабет.
Время определения |
Концентрация глюкозы, ммоль/л [1] |
|
---|---|---|
цельная капиллярная кровь |
венозная плазма [2] |
|
Норма |
||
Натощак или через 2 ч после ПГТТ |
<5,6 <7,8 |
<6,1 <7,8 |
Сахарный диабет [3] |
||
Натощак или через 2 ч после ПГТТ или случайное определение [4] |
≥6,1 ≥11,1 ≥11,1 |
≥7,0 ≥11,1 ≥11,1 |
Нарушенная толерантность к глюкозе |
||
Натощак (если определяется) и через 2 ч после ПГТТ |
<6,1 ≥7,8 и <11,1 |
<7,0 ≥7,8 и <11,1 |
Нарушенная гликемия натощак |
||
Натощак и через 2 ч после ПГТТ (если определяется) |
≥5,6 и <6,1 <7,8 |
≥6,1 и <7,0 <7,8 |
Норма у беременных |
||
Натощак и через 1 ч после ПГТТ и через 2 ч после ПГТТ |
– – – |
<5,1 <10,0 <8,5 |
Гестационный сахарный диабет |
||
Натощак или через 2 ч после ПГТТ или случайное определение |
≥6,1 ≥7,8 ≥11,1 |
≥7,0 ≥7,8 ≥11,1 |
Правила проведения ПГТТ. ПГТТ следует проводить утром на фоне не менее чем 3-дневного неограниченного питания (более 150 г углеводов в сутки) и обычной физической активности. Тесту должно предшествовать ночное голодание в течение 8–14 ч (можно пить воду). Последний вечерний прием пищи должен содержать 30–50 г углеводов. После забора крови натощак испытуемый должен не более чем за 5 мин выпить 75 г безводной глюкозы или 82,5 г моногидрата глюкозы, растворенных в 250–300 мл воды. Для детей нагрузка составляет 1,75 г безводной глюкозы (или 1,925 г моногидрата глюкозы) на кг массы тела, но не более 75 г (82,5 г). В процессе теста не разрешается курение [1, 45]. Через 2 ч осуществляют повторный забор крови.
Для предотвращения гликолиза и ошибочных результатов определение концентрации глюкозы проводится сразу после взятия крови, или кровь должна быть центрифугирована сразу после взятия, или храниться при температуре 0–4 °C, или быть взята в пробирку с консервантом (фторид натрия).
ПГТТ не проводится:
В соответствии с "Алгоритмами специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом" натощак - означает уровень глюкозы, определенный утром после предварительного голодания в течение не менее 8 и не более 14 ч, а случайное определение - измерение уровня глюкозы в любое время суток вне зависимости от времени приема пищи [1].
В докладе экспертов ВОЗ обращается внимание на некоторое несоответствие и опасность путаницы при использовании терминов "инсулинзависимый СД" и "инсулиннезависимый СД" и терминов "1-й тип СД" и "2-й тип СД", данных в более ранней классификации. В связи с тем, что термины "1-й тип СД" и "2-й тип СД" широко используются, комитет экспертов ВОЗ по СД рекомендует рассматривать их как полные синонимы терминов "инсулинзависимый СД" и "инсулиннезависимый СД" соответственно, то есть как не имеющие никакого самостоятельного этиопатогенетического значения.
Основой для проведения различия между главными подклассами СД является зависимость жизни больного от инсулина или ее отсутствие. Считают, что такая зависимость существует, если классические симптомы СД (повышенная жажда, полиурия, похудание и, наконец, в тяжелых случаях - ступор и кома) сопровождаются значительным повышением содержания глюкозы и кетоновых тел в крови и моче. Всех остальных больных, у которых выявляются гликемические критерии СД, относят к подклассу больных инсулиннезависимым СД, если только они не страдают диабетом, связанным с недостаточностью питания, или диабетом беременных.
В последней классификации, предложенной ВОЗ и АДА, термины "инсулинзависимый СД" и "инсулиннезависимый СД" исключены вообще, оставлены только "СД 1-го и 2-го типа" [24, 26, 39]. Это сделано для того, чтобы врач основывался на данных патогенеза, а не на виде проводимой терапии (табл. 3-4).
Характеристика | Сахарный диабет 1-го типа | Сахарный диабет 2-го типа |
---|---|---|
Причины |
Деструкция клеток поджелудочной железы; наличие антител к клеткам островков Лангерганса; опухоли поджелудочной железы; острый или хронический панкреатит; удаление поджелудочной железы; гемохроматоз; патологическая беременность |
Уменьшение числа тканевых рецепторов к инсулину в периферических инсулинзависимых тканях; продукция антител к инсулиновым рецепторам; пострецепторный дефект клеточного механизма в инсулинзависимых тканях; снижение индуцированного инсулином транспорта и метаболизма глюкозы в адипоцитах, скелетных мышцах и печени |
Начало |
Быстрое, иногда внезапное, с бурным развитием симптомов |
Постепенное, медленное, иногда с длительным периодом отрицательного глюкозотолерантного теста |
Сезонность |
Часто осенне-зимний период |
Отсутствие сезонности |
Возраст к началу заболевания |
Чаще до 20 лет |
Чаще старше 40 лет |
Масса тела к началу заболевания |
Чаще дефицит |
Норма или избыток |
Течение |
Лабильное, склонное к кетоацидозу, кетоацидозной коме |
Стабильное, кетоацидоз редко, чаще на фоне стресса |
Лечение |
Диета + инсулин |
Либо диета, либо диета с гипогликемизирующими препаратами; редко инсулин (1/3 больных) |
Дефицит инсулина |
Абсолютный |
Относительный |
Антипанкреатические гуморальные реакции |
В 60–85% случаев в начале заболевания |
В 5% случаев |
Антипанкреатические клеточно-опосредованные иммунные реакции |
В 30–50% случаев в начале заболевания |
В 5% случаев |
Конкордантность у монозиготных близнецов |
50% |
Практически полная |
Микроангиопатия |
Через 5–10 лет от начала заболевания |
Через 2–5 лет после начала заболевания, часто вместе с макроангиопатией |
Гаплотипы |
HLA-13-8-DB3, HLA-13-5-DB4 |
Не отличаются от здоровой популяции |
Наследственная предрасположенность |
Незначительная частота СД у родственников (<10%) |
Отчетливое семейное распространение, частота СД у родственников (>20%) |
Примечание : СД - сахарный диабет.
Требования к формулировке диагноза при сахарном диабете
Понятие тяжести СД в формулировке диагноза исключено. Тяжесть СД определяется наличием осложнений, характеристика которых указана в диагнозе.
В связи с введением индивидуализированных целей терапии понятия компенсации, субкомпенсации и декомпенсации в формулировке диагноза у пациентов с СД нецелесообразны.
После полной формулировки диагноза следует указать индивидуальный целевой уровень гликемического контроля (уровень HbA1c , глюкозы плазмы натощак/перед едой/на ночь/ночью и через 2 ч после еды).
Для пациентов, проводящих непрерывное мониторирование глюкозы и флеш-мониторирование глюкозы, следует указать как минимум рекомендуемое время в целевом диапазоне [1].
3.1. Осложнения сахарного диабета
Диабетическая ретинопатия (ДР) является наиболее серьезным осложнением СД, поскольку слепота при СД развивается в 25 раз чаще, чем в общей популяции. При длительности СД 1-го типа более 10–15 лет ДР диагностируется у 80–90% пациентов, при СД 2-го типа ДР выявляется у 7–20% пациентов в дебюте заболевания и достигает 70–80% при длительности СД более 20 лет. Основа развития диабетической ретинопатии - хроническая гипергликемия, в то же время при достижении пациентом целевых значений HbA1c ДР можно значительно замедлить или предупредить: при СД 1-го типа - снижение риска развития ДР на 76% и риска прогрессирования на 53–64% (DCCT), при СД 2-го типа - на 21% в течение 12 лет (UKPDS). Наиболее перспективным направлением профилактики потери зрения остается контроль гипергликемии, АГ, дислипидемии и обеспечение эффективных программ активного скрининга, направленного на выявление и лечение начальных стадий ДР [7, 28].
Диабетическая нефропатия (ДН). В мире число пациентов с СД и ДН растет пропорционально распространенности основного заболевания. Для больных диабетом ДН является потенциально катастрофическим состоянием, приводящим к почечной недостаточности, требующей проведения диализа или трансплантации почки [16]. У больных СД 2-го типа ДН занимает второе место среди причин смерти после ССЗ. При 10–15-летнем стаже СД частота ДН составляет 15–20%, при 20-летнем - 20–35%, более 20 лет - до 50%. По данным эпидемиологических исследований, в рамках программы "Сахарный диабет" в 20 регионах РФ средняя частота ДН при СД 1-го типа составила 41,9%, при СД 2-го типа - 40,6%. Активный скрининг позволяет выявлять ДН в 2–3 раза чаще, чем по данным локальных регистров. Значимый вклад в улучшение диагностики ДН вносит определение микроальбуминурии на начальной стадии, поскольку данная стадия является потенциально обратимой [40]. Тем не менее у 30% пациентов ДН впервые диагностируется на стадии протеинурии и даже ХПН. По мнению директора Эндокринологического научного центра академика И.И. Дедова, причиной этого является невыполнение теста на микроальбуминурию или несоблюдение необходимых для выявления начальной стадии сроков скрининга [13]. Основой первичной профилактики ДН, как и других диабетических осложнений, является поддержание целевых показателей гликемии.
Синдром диабетической стопы (СДС) объединяет поражения стоп с высоким риском ампутаций нижних конечностей - в 17–45 раз чаще, чем в общей популяции. Согласно данным Государственного регистра частота ампутаций у больных СД в России варьирует в диапазоне 0,76–18,2 на 1000 человек, из них до 60% приходится на большие ампутации, при которых послеоперационная летальность достигает 50%. Ежегодная частота новых случаев образования язвенных дефектов стоп у больных СД составляет от 1 до 4%, а распространенность данной формы СДС - 4–10%. Развитие хронических язв нижних конечностей можно предупредить за счет стабильного гликемического контроля, коррекции АГ, дислипидемии и профилактического ухода за ногами с посещением подиатра не реже 3–4 раз в год.
Сердечно-сосудистые осложнения. Развитие СД повышает риск летальности от сердечно-сосудистых причин в 2 раза у мужчин и в 4 раза у женщин. ИБС вносит значительный вклад в смертность пациентов с СД, но только 50% пациентов СД знают о наличии у них ССЗ. Особенностью ИБС при СД является безболевой характер ишемии - до 25% инфарктов миокарда у пациентов СД протекают бессимптомно. Интенсивная сахароснижающая терапия с поддержанием целевого уровня глюкозы у больных СД 2-го типа, после планового интервенционного вмешательства снижает частоту повторного интервенционного или хирургического вмешательства, а также частоту повторных госпитализаций по поводу кардиальных причин и частоту рецидивов стенокардии в течение года.
Хроническая сердечная недостаточность (ХСН). ХСН, как осложнению СД 2-го типа, долгое время не придавалось большого значения, и рядом ученых она была названа "забытым" осложнением СД. В современном мире СД 2-го типа вышел за рамки профессиональных интересов одной специальности. ХСН при СД 2-го типа заняла позицию одного из самых частых осложнений с распространенностью в среднем 24–40%. У пациентов с СД 2-го типа установлена неоднородность СН со значительным преобладанием СН с сохраненной фракцией выброса (СН-сФВ). Таким образом, СД 2-го типа и СН взаимно потенцируют негативное влияние на пациента и повышают риск неблагоприятных исходов, поэтому лечение больных СД с ХСН должно осуществляться совместно эндокринологом и кардиологом.
Обнаружена обратная взаимосвязь концентрации NT-proBNP (N-терминального фрагмента мозгового натрийуретического пептида) с уровнем глюкозы в крови. Значения NT pro-BNP существенно не отличаются у пациентов с СД по сравнению с людьми без диабета. Следовательно, тест играющий ключевую роль в диагностике и мониторинге пациентов с ХСН, рекомендуется использовать у пациентов с сердечной недостаточностью и СД [2, 18].
Наличие у пациентов СД выраженных нарушений липидного обмена (дислипидемий), приводящих к утяжелению его течения требует и дополнительной коррекции этой патологии [32, 39].
3.1.1. Острые осложнения сахарного диабета
Диабетический кетоацидоз (ДКА) - острая декомпенсация СД, требующая немедленной госпитализации. Общий анализ крови и мочи пациентам с диабетическим кетоацидозом выполняют исходно, затем 1 раз в двое суток. Лабораторные показатели, характеризующие тяжесть ДКА, представлены в табл. 3-5.
Показатель |
Степень тяжести диабетического кетоацидоза |
Частота |
||
---|---|---|---|---|
легкая |
умеренная |
тяжелая |
||
Глюкоза в плазме, ммоль/л |
>13 |
>13 |
>13 |
Экспресс-анализ ежечасно до достижения глюкозы плазмы 13 ммоль/л, затем 1 раз в 3 ч |
рН артериальной крови |
7,25–7,30 |
7,0–7,24 |
<7,0 |
Определение показателей кислотно-основного состояния (можно венозной крови) 1–2 раза в сутки до нормализации |
Бикарбонат в сыворотке, ммоль/л |
15–18 |
10–15 |
<10 |
Бикарбонат, мочевина, креатинин, хлориды, лактат - исходно, затем 1 раз в 3 сут, при необходимости чаще |
Кетоновые тела в моче |
+ |
++ |
+++ |
В течение первых суток 2 раза, затем 1 раз в сутки |
Кетоновые тела в сыворотке, >5 ммоль/л |
↑ |
↑↑ |
↑↑↑ |
В течение первых суток 2 раза, затем 1 раз в сутки |
Осмолярность плазмы, мосмоль/л |
Варьирует |
Варьирует |
Варьирует |
– |
Анионная разница: (Na+ ) – (Cl– + HCO), ммоль/л |
>10 |
>12 |
>14 |
Na+ , K+ 2 раза в сутки, при необходимости каждые 2 ч, затем каждые 4–6 ч до нормализации |
Нарушение сознания |
Нет |
Нет или сонливость |
Сопор/кома |
– |
Гиперосмолярное гипергликемическое состояние (ГГС) - острая декомпенсация СД, развивающаяся на фоне выраженной относительной недостаточности инсулина в сочетании с резкой дегидратацией. Для ГГС характерна выраженная гипергликемия, отсутствие кетоза и ацидоза и полиморфная неврологическая симптоматика.
При лабораторном обследовании обнаруживаются лейкоцитоз, но менее 15 тыс., массивная глюкозурия, протеинурия (непостоянно), глюкоза плазмы выше 35 ммоль/л, повышенная осмолярность плазмы: >320 мосмоль/л, возрастание креатинина (непостоянно; чаще всего указывает на транзиторную почечную недостаточность, вызванную гиповолемией), повышение Na+ , уровень K+ нормальный, реже снижен, при ХПН может быть повышен. Показатели кислотно-основного состояния (КОС): рН >7,3, бикарбонат >15 ммоль/л, анионная разница <12 ммоль/л.
Молочнокислый ацидоз (лактоацидоз) - метаболический ацидоз, обусловлен повышенным образованием и снижением утилизации лактата. Проявляется миалгией, болями в сердце, абдоминальной и головной болью, тошнотой и рвотой, слабостью и адинамией, артериальной гипотензией, тахикардией, одышкой с переходом в дыхание Куссмауля, нарушением сознания до комы, гипоксией.
Лабораторные показатели, наблюдаемые при лактоацидозе, включают возрастание лактата более 4,0 ммоль/л, реже в диапазоне 2,2–4 ммоль/л, нередка гипергликемия, возрастание концентрации креатинина и калия в сыворотке крови. По показателям КОС выявляется декомпенсированный метаболический ацидоз при рН <7,3, бикарбонате ≤18 ммоль/л, анионной разнице ≥10–15 ммоль/л (с коррекцией на гипоальбуминемию).
Гипогликемия и гипогликемическая кома возникают при избытке инсулина в организме по отношению к поступлению углеводов извне или из эндогенных источников, а также при ускоренной утилизации углеводов. Единого определения гипогликемии не существует, чаще гипогликемия устанавливается по уровню глюкозы плазмы <2,8 ммоль/л (при коме, как правило, <2,2 ммоль/л) независимо от симптомов [1].
3.1.2. Показатели углеводного обмена при сахарном диабете
Сахарный диабет 1-го типа
Сахарный диабет 1-го типа - форма сахарного диабета, характеризующаяся деструкцией β-клеток островков Лангерганса поджелудочной железы и приводящая к абсолютной инсулиновой недостаточности [24]. Заместительная инсулинотерапия является единственным методом лечения СД 1-го типа. Лабораторный мониторинг больных СД 1-го типа при отсутствии осложнений включает тесты, указанные в табл. 3-6.
Показатель | Частота обследования |
---|---|
Самоконтроль глюкозы |
Не менее 4 раз в сутки (до еды, через 2 ч после еды, на ночь, периодически ночью) |
Гликированный гемоглобин HbA1c |
1 раз в 3 мес |
Непрерывное мониторирование уровня глюкозы в крови |
По показаниям |
Общий анализ крови |
1 раз в год |
Общий анализ мочи |
1 раз в год |
Микроальбуминурия |
Не позднее, чем через 5 лет от дебюта сахарного диабета, далее не реже 1 раза в год |
Биохимический анализ крови (белок, общий холестерин, холестерин липопротеинов высокой плотности, холестерин липопротеинов низкой плотности, триглицериды, билирубин, аспартатаминотрансфераза, аланинаминотрансфераза, мочевина, креатинин, калий, натрий, расчет скорости клубочковой фильтрации) |
1 раз в год (при отсутствии изменений) |
Сахарный диабет 2-го типа
Сахарный диабет 2-го типа - форма СД, вызванная преимущественной инсулинорезистентностью, относительной инсулиновой недостаточностью или преимущественным нарушением секреции инсулина с инсулинорезистентностью или без нее [8, 26]. Лабораторный мониторинг больных СД 2-го типа при отсутствии осложнений включает тесты, указанные в табл. 3-7.
Показатель | Частота обследования |
---|---|
Самоконтроль содержания глюкозы |
|
|
Не менее 4 раз в сутки (до еды, через 2 ч после еды, на ночь, периодически ночью)* |
В дальнейшем в зависимости от вида сахароснижающей терапии |
|
|
Не менее 4 раз в сутки (до еды, через 2 ч после еды, на ночь, периодически ночью)* |
|
Не менее 1 раза в сутки в разное время + 1 гликемический профиль (не менее 4 раз в сутки) в неделю*; возможно уменьшение частоты при использовании только препаратов с низким риском гипогликемии |
|
Не менее 2 раз в сутки в разное время + 1 гликемический профиль (не менее 4 раз в сутки) в неделю* |
|
Не менее 1 раза в неделю в разное время суток |
Гликированный гемоглобин HbA1c |
1 раз в 3 мес |
Общий анализ крови |
1 раз в год |
Общий анализ мочи |
1 раз в год |
Микроальбуминурия |
1 раз в год |
Биохимический анализ крови (белок, общий холестерин, холестерин липопротеинов высокой плотности, холестерин липопротеинов низкой плотности, триглицериды, билирубин, аспартатаминотрансфераза, аланинаминотрансфераза, мочевая кислота, мочевина, креатинин, калий, натрий, расчет скорости клубочковой фильтрации) |
Не менее 1 раза в год (при отсутствии изменений) |
*Дополнительно перед физическими нагрузками и после них, при подозрении на гипогликемию и после ее лечения, при сопутствующих заболеваниях, если предстоят какие-то действия, потенциально опасные для пациента и окружающих (например, вождение транспортного средства или управление сложными механизмами).
В 2011 г. был опубликован "Консенсус совета экспертов Российской ассоциации эндокринологов по инициации и интенсификации сахароснижающей терапии сахарного диабета 2-го типа", определивший национальные алгоритмы сахароснижающей терапии этого заболевания [9]. В документе отмечена необходимость определения индивидуального целевого значения контроля гликемии по уровню НbА1с с учетом возраста пациента, ожидаемой продолжительности его жизни (ОПЖ), длительности заболевания, наличия сосудистых осложнений, риска развития, гипогликемий (табл. 3-8). При выборе индивидуальной цели по HbA1c также следует учитывать мотивацию, приверженность пациента к лечению, уровень образования пациента и использование других лекарственных средств [26].
Клинические характеристики/риски |
Категории пациентов |
|||||
---|---|---|---|---|---|---|
молодой возраст |
средний возраст |
пожилой возраст |
||||
функционально независимые |
функционально зависимые |
|||||
без старческой астении и/или деменции |
со старческой астенией и/или деменцией |
завершающий этап жизни |
||||
Нет атеросклеротических сердечно-сосудистых заболеваний [5] и/или риска тяжелой гипогликемии [6], % |
<6,5 |
<7,0 |
<7,5 |
<8,0 |
<8,5 |
Избегать гипогликемий и симптомов гипогликемии |
Есть атеросклеротические сердечно-сосудистые заболевания и/или риск тяжелой гипогликемии |
<7,0 |
<7,5 |
<8,0 |
Основным лабораторным тестом при выборе стратегии лечения пациентов с СД 2-го типа должен являться гликированный гемоглобин [19, 20].
Следует учитывать, что биологический и паспортный возраст часто не совпадают, поэтому определения молодого, среднего и пожилого возраста относительно условны. В то же время существует понятие "ожидаемой продолжительности жизни" (ОПЖ), которая в большей степени, чем возраст, позволяет определить общее состояние пациента и клиническую значимость развития у него осложнений. Даже в пожилом возрасте ОПЖ может быть достаточно высокой, и в этих случаях не следует допускать завышения индивидуальных целей лечения.
Перенос акцента с гликемии на HbA1c связан с тем, что показатели уровня глюкозы в течение суток имеют большую вариабельность [11]. Однако показатели гликемии (натощак и постпрандиальные) могут применяться в случае невозможности получить результаты HbA1c . По уровню гликированного гемоглобина может быть определено среднее содержание уровня глюкозы (табл. 3-9, 3-10).
HbA1c, %** | Глюкоза плазмы натощак/перед едой/на ночь/ночью, ммоль/л | Глюкоза плазмы через 2 ч после еды, ммоль/л |
---|---|---|
<6,5 |
<6,5 |
<8,0 |
<7,0 |
<7,0 |
<9,0 |
<7,5 |
<7,5 |
<10,0 |
<8,0 |
<8,0 |
<11,0 |
<8,5 |
<8,5 |
<12,0 |
*Данные целевые значения не относятся к детям, подросткам и беременным.
**Нормальный уровень в соответствии со стандартами DCCT: до 6%.
HbA1c , % | CCГП, ммоль/л | HbA1c , % | CCГП, ммоль/л | HbA1c , % | CCГП, ммоль/л | HbA1c , % | CCГП, ммоль/л |
---|---|---|---|---|---|---|---|
4 |
3,8 |
8 |
10,2 |
12 |
16,5 |
16 |
22,9 |
4,5 |
4,6 |
8,5 |
11,0 |
12,5 |
17,3 |
16,5 |
23,7 |
5 |
5,4 |
9 |
11,8 |
13 |
18,1 |
17 |
24,5 |
5,5 |
6,2 |
9,5 |
12,6 |
13,5 |
18,9 |
17,5 |
25,3 |
6 |
7,0 |
10 |
13,4 |
14 |
19,7 |
18 |
26,1 |
6,5 |
7,8 |
10,5 |
14,2 |
14,5 |
20,5 |
18,5 |
26,9 |
7 |
8,6 |
11 |
14,9 |
15 |
21,3 |
19 |
27,7 |
7,5 |
9,4 |
11,5 |
15,7 |
15,5 |
22,1 |
19,5 |
28,5 |
Гликированный гемоглобин также выступает показателем достижения терапевтической цели. Выбор индивидуальных целей лечения зависит от возраста пациента, ожидаемой продолжительности жизни, функциональной зависимости (см. табл. 3-8), наличия атеросклеротических ССЗ и риска тяжелой гипогликемии. Для большинства взрослых пациентов с СД адекватным является целевой уровень HbA1c менее 7,0%. При этом титрация дозы назначенных сахароснижающих препаратов до максимально эффективной (переносимой) осуществляется по данным самоконтроля гликемии. Следует помнить, что риски интенсивной сахароснижающей терапии могут превысить ожидаемую пользу по мере увеличения длительности диабета, возраста и уже имеющихся за счет развития гипогликемий и смертности от сердечно-сосудистых причин [17].
Мониторинг эффективности сахароснижающей терапии по уровню НbА1с рекомендуется осуществлять каждые 3 мес [43].
Наличие у пациентов СД (особенно 2-го типа) выраженных нарушений липидного обмена (дислипидемий), приводящих к утяжелению его течения, требует и дополнительной коррекции этой патологии.
Целевые уровни показателей липидного обмена после соответствующей терапии указаны в табл. 3-11.
Категория риска | Категория больных | Целевые значения холестерина липопротеинов высокой плотности, ммоль/л* |
---|---|---|
Очень высокого риска |
Больные с атеросклеротическими сердечно-сосудистыми заболеваниями или с поражением других органов-мишеней** или с 3 и более большими факторами риска*** или раннее начало СД 1-го типа длительностью >20 лет |
<1,4 |
Высокого риска |
Больные СД длительностью ≥10 лет без поражения органов-мишеней + любой другой дополнительный фактор риска |
<1,8 |
Среднего риска |
Больные молодого возраста (СД 1-го типа < 35 лет или СД 2-го типа <50 лет) с СД длительностью <10 лет без других факторов риска |
<2,5 |
* Перевод концентрации ХС из ммоль/л в мг/дл: ммоль/л × 38,6 = мг/дл.
** Протеинурия, СКФ < 30 мл/мин/1,73 м2 , гипертрофия левого желудочка или ретинопатия.
*** Возраст, АГ, дислипидемия, курение, ожирение.
3.2. Сахарный диабет у детей и подростков
3.2.1. Сахарный диабет 1-го типа в детском возрасте
После введения индивидуализированных целей терапии указание степеней компенсации углеводного обмена (компенсация, субкомпенсация, декомпенсация) при формулировке диагноза у пациентов с СД нецелесообразно. Формулируя диагноз, следует указать индивидуальный целевой уровень гликемического контроля (табл. 3-12) [25].
Показатель | Значение |
---|---|
Глюкоза плазмы, ммоль/л: натощак/перед едой |
4,0–7,0 |
через 2 ч после еды |
5,0–10,0 |
на ночь/ночью |
4,4–7,8 |
НbА1с [7], % |
<7,0 [8].] |
3.2.2. Сахарный диабет 2-го типа в детском возрасте
До 90-х годов ХХ в. СД 2-го типа считался проблемой лиц среднего и старшего возраста [15, 42]. В 1994 г. пациенты с СД 2-го типа составили уже до 16% новых случаев заболевания у городских детей, а к 1999 г. в зависимости от региона проживания СД 2-го типа выявлялся от 8 до 45% и был исключительно высоким среди популяционных меньшинств. В России первое описание СД 2-го типа у 14-летней девочки относят к 2001 г., сейчас в РФ отмечается возрастание зарегистрированных случаев СД 2-го типа у детей и подростков [27].
Возраст и пол. По мнению экспертов Эндокринологического научного центра, средний возраст подростков с СД 2-го типа составляет от 13 до 14 лет, при этом чем младше ребенок, тем более вероятно, что у него может быть СД 1-го типа. Поскольку половое созревание характеризуется относительной инсулинорезистентностью, чаще всего выявление СД 2-го типа у детей и подростков почти всегда приходится на пубертатный период.
Семейный анамнез. Дети и подростки с СД 2-го типа очень часто являются выходцами из семей, где родители страдают ожирением, имеют тенденцию к инсулинорезистентности или манифестный СД 2-го типа. Семьи с СД 2-го типа необходимо отличать от семей с MODY, аутосомным заболеванием, с относительно умеренной гипергликемией, но в основном без ожирения.
Ожирение. По данным ВОЗ отмечается увеличение частоты избыточной массы тела у детей младшего возраста, что может привести к развитию ожирения у 70 млн детей до 5 лет к 2025 г. Исследование, проведенное в г. Москве в 2017–2018 гг., выявило наличие избыточной массы тела у 27% мальчиков и 22% девочек, а ожирение - у 10 и 6% соответственно. Для установления избыточной массы тела и ожирения у детей рекомендовано определение величины стандартных отклонений индекса массы тела (SDS ИМТ). Нормальная масса тела у детей и подростков оценивается при ИМТ в пределах ±1,0 SDS ИМТ; избыточную массу тела рекомендовано определять от +1,0 до +2,0 SDS ИМТ; ожирение - как ИМТ, равный или более +2,0 SDS ИМТ [21]. Помимо избыточной массы тела, манифестация СД 2-го типа может сопровождаться признаками инсулинорезистентности (АГ, дислипидемия, неалкогольный жировой гепатоз), яичниковой гиперандрогенией, дислипидемией, микроальбуминурией, гиперлипидемией и черным акантозом.
Манифестация. Для дифференциальной диагностики важно, что при манифестации СД 2-го типа чаще проявляются признаки хронической гипергликемии, а при СД 1-го типа в большинстве случаев имеется острая метаболическая декомпенсация. При этом клинические проявления СД 2-го типа у детей и подростков достаточно разнообразны. Каждый пятый имеет жалобы, соответствующие клиническим признакам и СД 1-го типа, и СД 2-го типа (полиурия, полидипсия, потеря массы тела). Однако чаще обнаружение СД 2-го типа происходит в ходе диспансеризации, при отсутствии определенных жалоб, что нехарактерно для СД 1-го типа. Среди четверти девочек основной причиной обращения является влагалищная инфекция. У детей и подростков с СД 2-го типа также часто встречаются тяжелые инфекции, включая oстеомиелит и фарингит.
Дифференциальная диагностика. Дифференциальная диагностика СД 1-го типа, СД 2-го типа и моногенных форм диабета имеет принципиальное значение, поскольку верификация диагноза определяет лечение, развитие осложнений, прогноз и риск при медико-генетическом консультировании (табл. 3-13, рис. 3-1). Необходимо помнить, что у 5–25% подростков, впоследствии классифицированных как пациенты с СД 2-го типа, в дебюте заболевания наблюдается выраженный дефицит инсулина из-за глюко- и липотоксичности, а также присутствие аутоантител, характерных для СД 1-го типа.

Показатель |
Сахарный диабет |
MODY |
|
---|---|---|---|
1-го типа |
2-го типа |
||
Распространенность, % |
98 |
<10 |
1–3 |
Генетика |
Полигенное |
Полигенное |
Моногенное |
Манифестации |
Острая |
От скрытой до тяжелой |
Различная |
Возраст |
Все детство |
Обычно пубертатный или позже |
Часто постпубертатный, кроме неонатального сахарного диабета GCK |
Ожирение |
На популяционном уровне |
Широко распространено |
На популяционном уровне |
Кетоз |
Обычно |
Редко |
Редко, кроме неонатального сахарного диабета |
Антитела к глютаматдекарбоксилазе и к островковым клеткам |
Положительные |
Отрицательные |
Отрицательные |
С-пептид |
С-пептида после ремиссии нет |
Обычно выше нормального или близко к верхнему референсному значению |
– |
Связь с аутоиммунными заболеваниями |
Да |
Нет |
Нет |
Диабет у родителя, % |
2–4 |
40–80 |
90 |
При лечении СД 2-го типа у детей и подростков рекомендуется достижение уровня углеводного обмена, максимально близкого к норме, и поддержание гликированного гемоглобина на уровне <7,0% для снижения риска развития и прогрессирования хронических осложнений [26].
3.3. Моногенные формы сахарного диабета
Сахарный диабет зрелого типа у молодых (Maturity-Onset Diabetes of the Young, MODY). Форма СД MODY характеризуется дисфункцией β-клеток с отсутствием инсулинорезистентности. MODY дебютирует в возрасте до 25 лет, не сопровождается ожирением, имеет мягкое течение, как правило, не требующее инсулинотерапии. К настоящему времени идентифицировано более 14 генов MODY, мутации в генах GCK (MODY2), HNF1A (MODY3), HNF4A (MODY1) являются наиболее частыми причинами MODY [1].
Неонатальный СД диагностируется в ходе первых 6 мес жизни и характеризуется значительным клиническим и генетическим разнообразием. Неонатальный СД также может выступать компонентом генетических синдромов (IPEX-синдром, синдром Уолкотт–Роллисина, неонатальный СД в сочетании с аплазией или гипоплазией поджелудочной железы и др.). В случае транзиторного неонатального СД потребность в инсулине временно исчезает, но обязательно происходит с возвратом к терапии инсулином. При перманентном течении инсулинотерапия проводится постоянно.
Неиммунные формы СД , то есть СД не 1-го типа, встречаются в 10% всех случаев СД в детском и подростковом возрасте. Они представлены СД 2-го типа, МОDY (СД "зрелого типа" у молодых), неонатальным СД и СД, ассоциированным с генетическими синдромами (DIDMOAD, синдром Альстрема, синдром Прадера–Вилли и др.).
3.4. Проблемы сахарного диабета при беременности
Декомпенсация углеводного обмена при СД в любом триместре беременности является главной причиной акушерских и перинатальных осложнений. Гипергликемия (HbA1c ≥6,3%) на первых неделях беременности коррелирует с самопроизвольными абортами и пороками развития плода, на поздних сроках беременности стимулирует гиперинсулинемию у плода и приводит к рождению детей с массой тела более 4000 г; в дальнейшем у них наблюдаются задержка интеллектуального и психомоторного развития, гипертензионного синдрома, ожирения и нарушений углеводного обмена. Исследования последних лет показывают, что поддержание гликемии, близкой к норме, на протяжении всей беременности позволяет существенно снизить перинатальную патологию, вероятность возникновения преэклампсии и избежать прогрессирования ретинопатии и нефропатии. Следует помнить, что физиологический уровень глюкозы у беременных с СД отличается от такового у здоровых людей (табл. 3-14). В I триместре глюкоза активно используется формирующейся плацентой и периферическими тканями в сочетании со значительным снижением глюконеогенеза в печени, что нередко приводит к эпизодам тяжелой гипогликемии в утренние часы. С другой стороны, токсикоз первой половины беременности может быть следствием развития диабетического кетоацидоза. Во II и III триместрах беременности возрастание плацентарных гормонов, факторов роста и цитокинов способствует формированию и прогрессированию инсулинорезистентности у матери, что требует увеличения дозы вводимого инсулина для предотвращения гипергликемии плода [33].
Показатель | Значение |
---|---|
Глюкоза венозной плазмы натощак, ммоль/л |
≥7,0 |
Глюкоза венозной плазмы через 2 ч в ходе перорального глюкозотолерантного теста с 75 г глюкозы, ммоль/л |
≥11,1 |
HbA1c**, % |
≥6,5 |
Глюкоза венозной плазмы вне зависимости от времени суток и приема пищи при наличии симптомов гипергликемии, ммоль/л |
≥11,1 |
*Если аномальные значения были получены впервые и нет симптомов гипергликемии, то предварительный диагноз манифестного СД во время беременности должен быть подтвержден уровнем глюкозы венозной плазмы натощак или HbA1c с использованием стандартизированных тестов. При наличии симптомов гипергликемии для установления диагноза СД достаточно одного определения в диабетическом диапазоне (гликемии или HbA1c ). В случае выявления манифестного СД он должен быть в ближайшие сроки квалифицирован в какую-либо диагностическую категорию согласно действующей классификации ВОЗ, например: СД 1-го типа, СД 2-го типа и т.д.
**Исследование должно быть выполнено с использованием метода определения HbA1c , сертифицированного в соответствии с National Glycohemoglobin Standartization Program или International Federation of Clinical Chemists и стандартизованного в соответствии с референсными значениями, принятыми в Diabetes Control and Complications Study.
Исследование DCCT ("The Diabetes Control and Complication Trial") 1983–1993 гг. доказало, что достижение оптимальной компенсации углеводного обмена во время беременности возможно только с помощью интенсифицированной инсулинотерапии. Последние исследования демонстрируют, что инсулиновая помпа является наиболее эффективным средством, отвечающим постоянно меняющимся потребностям женщины при беременности, но исключающим постоянные расчеты, самоконтроль гликемии и многократные инъекции инсулина, снижающие качество жизни беременной.
Гестационный сахарный диабет (ГСД). Беременность представляет собой физиологическую инсулинорезистентность и сама по себе вносит серьезный вклад в развитие нарушений углеводного обмена. ГСД способствует возрастанию нежелательных исходов беременности для матери и новорожденного; увеличивает риск развития ожирения, СД 2-го типа и ССЗ как для матери, так и для плода.
Согласно консенсусному мнению экспертов Российской ассоциации эндокринологов и Российской ассоциации акушеров-гинекологов, ГСД - это гипергликемия, впервые выявленная во время беременности, но не соответствующая критериям манифестного СД (табл. 3-15) [1, 5, 34].
Показатель | Значение, ммоль/л |
---|---|
Гестационный сахарный диабет, при первичном обращении |
|
Глюкоза венозной плазмы* натощак |
≥5,1, но <7,0 |
Гестационный сахарный диабет, в ходе перорального глюкозотолерантного теста с 75 г глюкозы на 24–28-й неделе беременности |
|
Глюкоза венозной плазмы**:
|
≥5,1, но <7,0 ≥10,0 ≥8,5, но <11,1 |
*Исследуется только уровень глюкозы в венозной плазме. Использование проб цельной капиллярной крови не рекомендуется.
**По результатам ПГТТ для установления диагноза ГСД достаточно хотя бы одного значения уровня глюкозы венозной плазмы из трех, которое было бы равным или выше порогового. При получении аномальных значений в исходном измерении нагрузка глюкозой не проводится; при получении аномальных значений во второй точке третьего измерения не требуется.
В случае, когда концентрация глюкозы венозной плазмы натощак составляет <5,1 ммоль/л и через 1 ч в ходе перорального глюкозотолерантного теста (ПГТТ) <10,0 ммоль/л, а через 2 ч ≥7,8 ммоль/л и <8,5 ммоль/л (что соответствует нарушенной толерантности к глюкозе у небеременных), для беременных это будет вариантом нормы. Интерпретацию результатов тестирования должны проводить акушеры-гинекологи, терапевты и врачи общей практики.
3.5. Современные методы лабораторной диагностики сахарного диабета и характера формирующихся метаболических нарушений
Определение глюкозы в периферической крови натощак
Определение уровня глюкозы в крови используется не только для диагностики, но также для оценки эффективности лечения и компенсации СД. При подозрении, основанном на аналитических данных, или при отнесении пациента по каким-либо признакам к группе риска однократное определение при отрицательном результате не исключает возможности заболевания. Нередки и ложноположительные результаты. Для подтверждения диагноза СД у больного, не имеющего симптомов заболевания, желательно, чтобы по меньшей мере один из дополнительных тестов дал результат, указывающий на наличие СД. Если диагноз остается неясным, проводят пробу с нагрузкой глюкозой.
Для предотвращения гликолиза и ошибочных результатов определение концентрации глюкозы проводится сразу после взятия крови, или кровь должна центрифугироваться сразу после взятия, или храниться при температуре 0–4 °C, или быть взята в пробирку с консервантом (натрия фторид).
Определение глюкозы в моче
При повышении уровня глюкозы в крови выше 10,0 ммоль/л (180 мг/дл) глюкоза обнаруживается в моче, что вместе с гипергликемией является критерием явного СД. С возрастом почечный порог для глюкозы повышается. У людей старше 50 лет глюкоза в моче появляется при ее уровне в крови свыше 12,0 ммоль/л (216 мг/дл). Дополнительное, но также весьма ценное значение в диагностике имеет определение количества глюкозы в суточной моче и в отдельных ее порциях (суточный глюкозурический профиль). Отрицательный результат исследования мочи на сахар, тем более в отдельных порциях мочи без соответствующей нагрузки углеводами, не позволяет исключить СД. Это связано с тем, что тесные взаимоотношения между почечным порогом для глюкозы и состоянием сосудистой системы у взрослых больных диабетом характеризуются отсутствием глюкозурии даже при наличии гипергликемии. Аглюкозурия еще не означает отсутствие СД, а положительная реакция - его наличие. У больных с установленным диагнозом СД определение глюкозурии проводят с целью оценки эффективности лечения и в качестве дополнительного критерия компенсации, для чего необходимо высчитывать суточную глюкозурию или глюкозурию в отдельных порциях мочи по формуле:
Глюкозурия (г) = Объем мочи (л) × Содержание глюкозы в моче (г/л).
Уменьшение суточной глюкозурии свидетельствует об эффективности лечебных мероприятий. Критерием компенсации СД 2-го типа считается достижение аглюкозурии. При СД 1-го типа допускается потеря с мочой 20–30 г глюкозы за сутки. Следует отметить, что у больных СД может значительно измениться почечный порог для глюкозы, что затрудняет использование данных критериев.
В целях выбора правильного режима введения противодиабетических препаратов целесообразно определять содержание глюкозы в трех порциях мочи.
Пероральные тесты, используемые для определения толерантности к глюкозе (ПТТГ, ГТТ, ТТГ)
Эффективным методом выявления скрытых нарушений углеводного обмена является тест толерантности к глюкозе (ТТГ), с помощью которого выявляют не только скрытые и явные формы СД, но и сомнительные результаты. В процессе динамического наблюдения за пациентами с пониженной толерантностью к глюкозе (имеющими сомнительные результаты ТТГ) регистрируется высокая частота скрытой или явной формы СД.
ТТГ проводят для установления диагноза:
-
1) у пациентов с эпизодической или подтвержденной глюкозурией без клинических симптомов СД (полиурия) и имеющих нормальные уровни глюкозы в крови натощак и после приема пищи;
-
2) у пациентов с симптомами СД, но без глюкозурии и с нормальным уровнем содержания глюкозы в крови;
-
3) у пациентов, имеющих устойчивую семейную предрасположенность к СД, но не имеющих явного диабета;
-
4) у больных с глюкозурией на фоне беременности, тиреотоксикоза, заболеваний печени и/или инфекции;
-
5) у женщин, родивших крупных детей (4 кг), или пациентов, имевших большую массу тела при рождении;
-
6) у больных невропатией и ретинопатией неясного происхождения.
Для проведения пробы испытуемый, по крайней мере, в течение предшествующих 3 дней должен получать с пищей более 150 г углеводов в сутки. В последнем вечернем приеме пищи должно содержаться 30–50 г углеводов. ГТТ не проводится на фоне острого заболевания и в случаях кратковременного приема препаратов, повышающих уровень глюкозы (глюкокортикоиды, тиреоидные гормоны, тиазиды, β-адреноблокаторы и др.). Тест противопоказан перенесшим в недавнем времени хирургическую операцию, инфаркт миокарда, роды и пациентам с содержанием глюкозы в крови, взятой натощак, более 11,1 ммоль/л (200 мг/дл).
При необходимости проведения исследования за три дня до проведения пробы необходимо отменить лекарства, применение которых может повлиять на результат (салицилаты, оральные контрацептивы, тиазиды, глюкокортикоиды, эстрогены, никотиновую кислоту, фенотиазин, литий, метаперон, витамин С и др.). Накануне исследования недопустимо употребление алкоголя, в процессе проведения теста запрещено курение.
Тест проводят утром натощак (толерантность к глюкозе изменяется в течение суток), после 8–14-часового голодания (можно пить воду). Во время проведения исследования желательно, чтобы испытуемый лежал или спокойно сидел (при проведении пробы возможно появление слабости, ощущения обморока, повышенного потоотделения, в этом случае исследование приостанавливается).
После первого взятия крови натощак испытуемый должен не более чем за 5 мин выпить 75 г безводной глюкозы или 82,5 г глюкозы моногидрата, растворенных в 250–300 мл воды. Доза для детей - 1,75 г/кг массы тела, но не более 75 г. Через 60 и 120 мин проводят определение уровня гликемии. У здоровых людей содержание глюкозы натощак ниже 5,55 ммоль/л, через 60 мин - ниже 8,88, через 120 мин - ниже 6,66 ммоль/л.
Возраст представляет собой один из наиболее важных факторов, влияющих на результаты глюкозотолерантного теста. У людей старше 50 лет прогрессивно повышаются показатели теста на 1 и 2-м часу [43]. С учетом этого критерии пробы приведены в табл. 3-16.
Показатель |
Статус |
|||
---|---|---|---|---|
функциональная независимость |
функциональная зависимость |
хрупкость и/или слабоумие |
конец жизни |
|
Шкала клинической слабости |
1–3 |
4–5 |
6–8 |
9 |
Мониторинг глюкозы в капиллярной крови, ммоль/л:
|
4–7 5–10 |
5–8 <12 |
6–9 <14 |
Индивидуально Индивидуально |
Цель: HbA1c Гипогликемия низкого риска (т.е. терапия не включает инсулин или препараты сульфонилмочевины), % |
≤7,0 |
<8,0 |
<8,5 |
Измерение HbA1c не рекомендуется. Избегать симптоматической гипергликемии или любой гипогликемии |
Цель: A1C . Гипогликемия повышенного риска (терапия включает инсулин или препараты сульфонилмочевины), % |
– |
7,1–8,0 |
7,1–8,5 |
– |
Для получения дополнительной информации о состоянии углеводного обмена вычисляют два показателя: гипергликемический и гипогликемический коэффициенты.
Гипергликемический коэффициент определяется как отношение содержания глюкозы через 60 мин (наибольшая величина) к ее уровню натощак. В норме он не должен превышать 1,7. Гипогликемический коэффициент - это отношение содержания глюкозы в крови через 2 ч после нагрузки к уровню натощак (в норме менее 1,3). В том случае, если у больного не выявлено нарушений толерантности к глюкозе, но величина одного или обоих коэффициентов превышает нормальные величины, кривая нагрузки глюкозой трактуется как "сомнительная".
Повышенная толерантность (тощаковая гипогликемия, уплощенный пик глюкозы в крови) наблюдается при следующих состояниях:
-
а) малая скорость абсорбции из кишечника - гипофункция надпочечников; гипопитуитаризм с вторичной гипофункцией надпочечников; заболевания кишечника, в том числе стеаторея, спру, туберкулезный энтерит, болезнь Уиппла, гипотиреоз;
-
б) избыточная секреция инсулина - гиперплазия, аденома или рак панкреатических островков (при этом может отмечаться сильно выраженная гипогликемия).
Пониженная толерантность:
-
а) повышенная скорость абсорбции из кишечника - избыточный прием глюкозы с пищей, гипертиреоз, состояния после гастроэктомии, гастроэнтеростомии и ваготомии, язва двенадцатиперстной кишки;
-
б) повышенный гликогенолиз и глюконеогенез - гипертиреоз, гиперфункция надпочечников, связанная с эмоциональным возбуждением или феохромоцитомой, токсемия, связанная с инфекциями; беременность;
-
в) невозможность образования гликогена из введенной глюкозы - поражения печени, гликогенозы;
-
г) неспособность тканей утилизировать глюкозу - преддиабет, СД, стероидный диабет, травма головы и внутричерепные процессы, связанные с поражением или сдавлением гипоталамической области (при этих состояниях уровень сахара в крови становится необычайно высоким, остается повышенным и медленно снижается до тощакового уровня).
Внутривенный тест толерантности к глюкозе
Внутривенный глюкозотолерантный тест применяется менее широко, чем пероральный, но может иметь преимущества у пациентов, нагрузка глюкозой у которых вызывает тошноту, или страдающих желудочно-кишечными заболеваниями с нарушением процессов всасывания или после гастрэктомии. После взятия крови для определения уровня глюкозы натощак испытуемому внутривенно вводят 25% стерильный раствор Глюкозы♠ , из расчета 0,5 г/кг массы тела в течение 5 мин. Затем каждые 10 мин в течение часа определяют содержание глюкозы в крови. Результаты представляют в полулогарифмической системе координат: зависимость десятичного логарифма содержания глюкозы (ось ординат) от времени (мин) после инъекции (ось абсцисс). Определяют время, необходимое для снижения уровня глюкозы в крови в 2раза, определенного через 10 мин после вливания (t1/2 ), и рассчитывают коэффициент ассимиляции глюкозы (К):
K = 70/t1/2 ,
K - показывает, на сколько процентов снижается содержание сахара в крови за 1 мин.
В норме значение K равно или выше 1,2–1,3, при СД - около 1,0.
Пероральный прием Глюкозы♠ в сравнении с внутривенным введением - относительно более сильный стимулятор инсулиновой секреции в связи с потенцирующим действием рефлекторного раздражения и повышением выделения энтерогормонов. Пероральная нагрузочная проба с Глюкозой♠ более физиологична. Тест с внутривенным введением хорошо воспроизводится при точной дозировке Глюкозы♠ .
Кортизон (преднизолон) глюкозотолерантный тест
Тест способствует выявлению более скрытых нарушений углеводного обмена вследствие стимуляции кортизоном (преднизолоном) процессов глюконеогенеза и подавления гликогенеза, что в сочетании с нагрузкой глюкозой приводит к более значительному повышению уровня глюкозы в крови в условиях функциональной неполноценности β-клеточного аппарата поджелудочной железы. Показанием к проведению данного теста служат сомнительные данные стандартного глюкозотолерантного теста и наличие наследственной предрасположенности к СД. Методика проведения соответствует стандартному глюкозотолерантному тесту за исключением предварительного перорального введения 50 мг кортизона (10 мг преднизолона) двукратно за 8,5 и 2 ч до нагрузки глюкозой. Пробы крови исследуют натощак, через 1 и 2 ч после нагрузки глюкозой. Обследуемым с массой тела более 72,5 кг дозу преднизолона увеличивают до 12,5 мг. Повышение уровня глюкозы крови через 1 ч выше 11,1 ммоль/л (200 мг/дл) и через 2 ч - выше 7,77 ммоль/л (140 мг/дл) указывает на снижение толерантности к глюкозе - признак латентного диабета. Такие больные нуждаются в дальнейшем наблюдении и обследовании.
Инсулиновый тест
После 12 ч голодания внутривенно вводят инсулин (свободный от глюкагона) в дозе 0,1 ЕД на кг массы тела (при ожидании сверхчувствительности - 0,03–0,05 ЕД/кг). Пробы крови берут натощак и через равные интервалы в течение 120 мин. Заблаговременно готовят систему для быстрого введения Глюкозы♠ (при необходимости).
В норме содержание глюкозы максимально снижается через 15–20 мин, достигая 50–60% тощакового уровня, а через 90–120 мин восстанавливается до исходного значения. Менее выраженное снижение на 3-й минуте свидетельствует о пониженной чувствительности к инсулину (можно наблюдать у взрослых, страдающих СД, а также при акромегалии и синдроме Кушинга), более быстрое и глубокое - о повышенной чувствительности (характерно при пангипопитуитаризме и адренокортикальной недостаточности - болезни Аддисона).
Определение уровня инсулина
Инсулин - гормон, вырабатываемый β-клетками островков Лангерганса поджелудочной железы, участвует в регуляции метаболизма углеводов и поддержании постоянного уровня глюкозы в крови. Степень секреции инсулина определяется, прежде всего, уровнем глюкозы в крови и зависит от состояния эндокринной системы, вегетативной нервной системы и питания.
Исследование инсулина позволяет судить о секреции эндокринного инсулина только у больных, не получающих препаратов инсулина и не получавших их ранее, поскольку к экзогенному инсулину образуются антитела, искажающие результат определения.
Нормальное содержание инсулина в сыворотке крови натощак составляет 6–24 мМЕ/л (в зависимости от используемой тест-системы цифры могут быть иными). Соотношение инсулин/глюкоза при уровне глюкозы в плазме <40 мг/дл (инсулин в мкЕД/мл, глюкоза - мг/дл) меньше 0,25, а при уровне глюкозы в плазме <2,22 ммоль/л (инсулин в мМЕ/л, глюкоза в ммоль/л) меньше 4,5.
Определение инсулина применяют для подтверждения диагноза СД у людей с пограничными нарушениями ГТТ. СД 1-го типа характеризуется пониженным, а 2-го типа - нормальным или повышенным базальным уровнем инсулина. Повышение уровня ИРИ отмечается при акромегалии, синдроме Кушинга, инсулиноме; двукратное превышение нормальных значений отмечается при ожирении. Соотношение инсулин/глюкоза >0,25 (инсулин в мкЕД/мл, глюкоза в мг/дл) позволяет предположить инсулиному.
Исследование циркулирующего инсулина имеет большое значение для изучения патофизиологии нарушений углеводного и липидного обмена. С клинической точки зрения уровень инсулина играет существенную роль при диагностике гипогликемических состояний. Если определяемое содержание гормона стойко выше в плазме, чем в сыворотке крови, возможно, это следствие применения антикоагулянтов. В связи с этим определение инсулина в сыворотке является более предпочтительным (табл. 3-17).
Время после нагрузки глюкозой, мин | Инсулин, мкЕД/мл (мМЕ/л) |
---|---|
0 |
6–24 |
30 |
25–231 |
60 |
18–276 |
120 |
16–166 |
180 |
4–18 |
Определение инсулина можно сочетать с проведением глюкозотолерантного теста.
При СД 1-го типа отсутствует ответ на глюкозу; у больных СД 2-го типа, страдающих ожирением, ответ замедлен, хотя уровень инсулина в крови иногда может (через 1–2 ч) повышаться до очень высоких значений и не возвращаться к норме в течение нескольких часов. У пациентов, получающих инсулин, наблюдается сниженный ответ. Общий выброс инсулина меньше после внутривенного, чем после перорального введения глюкозы. Островки Лангерганса поджелудочной железы с возрастом становятся менее чувствительными к глюкозе, но уровень максимальной секреции может оставаться неизменным.
Определение антител к инсулину
Инсулин является аутоантигеном при развитии СД 1-го типа, это единственный строго специфичный для поджелудочной железы аутоантиген. Антитела к инсулину (АТ к инсулину) - это аутоантитела, вырабатываемые организмом против собственного инсулина. Они являются наиболее специфическим маркером СД 1-го типа и исследуются для его дифференциальной диагностики. Аутоантитела к инсулину выявляют в крови 50% пациентов с СД 1-го типа. Их можно определить в сыворотке крови больных СД 1-го типа за несколько месяцев или даже лет до появления клинических признаков СД и до лечения инсулином. СД 1-го типа возникает в результате аутоиммунного повреждения β-клеток поджелудочной железы, приводящего к абсолютной недостаточности инсулина в организме. Это отличает СД 1-го типа от СД 2-го типа, при котором иммунологические нарушения играют гораздо меньшую роль.
Появление данных антител хорошо коррелирует с возрастом пациента. Как правило, у пациентов детского возраста они возникают первыми в очень высоком титре. Антитела обнаруживают практически в 100% случаев, если СД развился у детей до 5 лет жизни. В 20% случаев данные антитела можно обнаружить у взрослых пациентов, после 15 лет жизни у которых диагностирован СД 1-го типа. Учитывая эти особенности, анализ на АТ к инсулину считается лучшим лабораторным тестом для подтверждения диагноза СД 1-го типа у детей с гипергликемией. Следует, однако, отметить, что отрицательный результат не исключает наличия СД 1-го типа. Для получения максимально полной информации при диагностике рекомендуется анализ не только на АТ к инсулину, но и на другие специфичные для СД 1-го типа аутоантитела. Обнаружение АТ к инсулину у ребенка без гипергликемии не рассматривается в пользу диагноза СД 1-го типа. С течением болезни уровень АТ к инсулину снижается вплоть до неопределяемого, что отличает эти антитела от других специфических для СД 1-го типа антител, концентрация которых остается стабильной или нарастает. Титр антител к инсулину хорошо коррелирует со скоростью аутоиммунной деструкции β-клеток. Показано, что СД 1-го типа развивался в течение 1,7 года у 37% пациентов, у которых ранее в сыворотке крови обнаруживались антитела к β-клеткам поджелудочной железы.
Большинство пациентов, получающих препараты инсулина (экзогенный, рекомбинантный инсулин), с течением времени начинают вырабатывать к нему антитела. У них результат исследования будет положительным вне зависимости от того, вырабатывают ли они антитела к эндогенному инсулину или нет. Из-за этого исследование не предназначено для дифференциальной диагностики СД 1-го типа у пациентов, которые уже получали препараты инсулина. Такая ситуация может возникнуть, когда СД 1-го типа подозревают у пациента с ошибочно поставленным диагнозом СД 2-го типа, получавшего лечение экзогенным инсулином для коррекции гипергликемии.
В результате длительной инсулинотерапии у больных СД в крови увеличивается количество антител к вводимому инсулину, что может явиться причиной инсулинорезистентности и оказывать влияние на проводимую терапию. Следует учитывать, что явление инсулинорезистентности может возникать при лечении плохо очищенными препаратами инсулина.
Наиболее распространенными антителами к инсулину являются иммуноглобулины класса G (IgG), но встречаются также IgA, IgM, IgD, IgE. Повышение титра антител к инсулину свидетельствует об иммунорезистентности к инсулину. Максимальная способность связывания антител при иммунорезистентности к инсулину превышает 30 мЕД/мм.
Несмотря на то, что АТ к инсулину считаются специфическим маркером СД 1-го типа, описаны случаи СД 2-го типа, при которых аутоантитела также удалось выявить.
Основные показания к определению IAA - диагностика СД, коррекции инсулинотерапии, для диагностики начальных стадий СД, диагностика преддиабета.
Большинство пациентов с СД 1-го типа имеют одно или несколько сопутствующих аутоиммунных заболеваний. Наиболее часто удается диагностировать аутоиммунные заболевания щитовидной железы (тиреоидит Хашимото или болезнь Грейвса), первичную недостаточность надпочечников (болезнь Аддисона), глютеновую энтеропатию (целиакию) и пернициозную анемию. Именно поэтому при положительном результате анализа на АТ к инсулину и подтверждении диагноза СД 1-го типа необходимо проведение дополнительных лабораторных исследований для исключения этих заболеваний.
Определение антител к β-клеткам поджелудочной железы
Антитела к клеткам островков Лангерганса, ICA - маркер аутоиммунного поражения β-клеток поджелудочной железы, продуцирующих инсулин. Основные показания к применению: диагностика СД 1-го типа, оценка риска развития СД 1-го типа у лиц с отягощенной наследственностью по СД.
Данный вид аутоантител (образующихся в организме к собственным антигенам, белкам и другим веществам организма) вырабатывается к антигенам островковых β-клеток поджелудочной железы. Тест фактически указывает на процесс поражения (разрушения) островковых клеток. Характерная особенность данной группы антител - их раннее появление в сыворотке крови (часто за несколько лет до развития клинической формы СД). Антитела обычно появляются у больных до клинического развития СД после перенесенных инфекционных заболеваний, вызванных вирусами Коксаки В4, эпидемического паротита и др. Определение содержания данных аутоантител можно использовать для выявления степени риска развития инсулинзависимого СД.
Маркером аутоиммунной деструкции β-клеток поджелудочной железы являются аутоантитела к островковым клеткам - ICA. Они представляют собой антитела к антигенам, которые находятся в цитоплазме клеток островков Лангерганса. Они могут определяться в сыворотке крови здоровых людей (0,5%), у людей без заболевания СД, но являющихся родственниками таких больных СД 1-го типа (2–6%), и обнаруживаются у пациентов с СД в 70–80% случаев. Обнаружена закономерность: чем моложе пациент с выявленными антителами ICA и чем выше их титр, тем выше вероятность развития у него СД 1-го типа. Антитела обнаруживаются не только у пациентов с СД, но и у родственников больных, чаще у тех, кто имеет идентичные гены системы HLA. Антитела выявляются у 5–8% родственников первой степени родства. Большинство случаев предстоящего СД концентрируется среди людей, позитивных по ICA, причем появление антител регистрируется уже за 10 и более лет до манифестации заболевания. Это позволило использовать определение ICA для прогнозирования развития СД 1-го типа. Следует учитывать, что отсутствие антител полностью не исключает развитие СД, поскольку аутоиммунный процесс в доклинической стадии заболевания носит персистирующий характер.
Антитела к антигенам островков поджелудочной железы не являются специфичными только к антигенам β-клеток, хотя и имеется небольшая перекрестная реакция между ними. Особенностью антител к антигенам островков является уменьшение их содержания по мере увеличения срока от начала развития СД 1-го типа. В первые месяцы от манифестации заболевания они обнаруживаются у 70–90% людей, через 1–2 года - только у 20%. Через 15–20 лет ICA можно обнаружить лишь у 5% больных. Данные антитела отсутствуют у пациентов с панкреатитом и раком поджелудочной железы.
Необходимо отметить, что на момент постановки диагноза у 70% пациентов находят три и более вида антител, менее чем у 10% - только один вид и у 2–4% пациентов специфические аутоантитела не определяются. При этом аутоантитела при СД 1-го типа не являются непосредственной причиной развития заболевания, а лишь отражают деструкцию клеток поджелудочной железы.
При определении нескольких видов антител достигается высокая диагностическая эффективность.
Определение антител к глутаматдекарбоксилазе
Антитела к глутаматдекарбоксилазе (АТ-GAD, АТ к декарбоксилазе глютаминовой кислоты) - это антитела к основному антигену β-клеток поджелудочной железы, маркер их аутоиммунной деструкции. Они относятся к одному из типов аутоантител, которые присутствуют у большинства пациентов с СД 1-го типа и свидетельствуют об аутоиммунном механизме деструкции островкового аппарата поджелудочной железы. У таких людей наблюдается повышенный риск и других аутоиммунных расстройств.
Наличие антител в крови у людей может быть обнаружено за месяцы и годы (за 5–8 лет) до появления первых клинических симптомов СД. Клинические проявления СД 1-го типа возникают у пациентов только после того, как разрушается не менее 80% клеток, секретирующих инсулин. У пациентов без диабета с высоким титром таких антител риск возникновения СД составляет 9–10%, а по некоторым данным - до 45%.
Известно также, что аутоантитела к глутаматдекарбоксилазе и другие антитела к островковым клеткам могут быть обнаружены у 1–2% здоровых людей, которые впоследствии не заболеют инсулинзависимым СД. Для пациентов с СД 2-го типа (инсулиннезависимым) присутствие антител к GAD может говорить о риске перехода заболевания в инсулинзависимый СД.
Определение антител к глутаматдекарбоксилазе может быть полезным при скрининге женщин с гестационным диабетом для прогноза заболевания, а также в педиатрической практике при выборе адекватной терапии больных СД детей.
Следует учитывать, что антитела к глутаматдекарбоксилазе обнаруживаются и при недиабетической патологии, например, при синдроме мышечной скованности, ювенильном ревматическом артрите, синдроме Шегрена, ревматоидном артрите, системной красной волчанке, аутоиммунном тиреоидите Хашимото.
Определение антител к инсулиновым рецепторам
Рецептор к инсулину синтезируется в виде одноцепочечного пептида в шероховатом эндоплазматическом ретикулуме и быстро гликозируется в аппарате Гольджи, период его полужизни составляет 7–12 ч. Предшественник человеческого рецептора инсулина состоит из 1382 аминокислот с молекулярной массой 190 кДа. При расщеплении он образует зрелые α- и β-субъединицы. У человека ген инсулинового рецептора локализован в хромосоме 19. Рецепторы инсулина состоят из двух α- и двух β-субъединиц, они обнаружены на поверхности большинства клеток млекопитающих. Их концентрация достигает 20 тыс. на клетку, причем часто они выявляются и на таких клетках, которые не относятся к типичным мишеням инсулина. Спектр метаболических эффектов инсулина хорошо известен. Однако инсулин участвует и в таких процессах, как рост и репликация клеток, органогенез и дифференцировка у плода, а также в процессах заживления и регенерации тканей. Строение инсулинового рецептора, а также способность различных инсулинов связываться с рецепторами и вызывать в организме биологические реакции практически одинаковы в клетках всех типов и всех видов. Инсулиновый рецептор имеет, по-видимому, высоко консервативную структуру, еще более консервативную, чем структура самого инсулина.
В условиях высокого содержания инсулина в плазме, например, при ожирении и акромегалии, число инсулиновых рецепторов снижается и чувствительность тканей-мишеней к инсулину уменьшается. Такая "снижающая" регуляция обусловлена потерей рецепторов в результате их интернализации.
Считается также, что резистентность к инсулину может быть обусловлена антителами к его рецептору. У больных развивается массивная гипергликемия, не поддающаяся лечению даже огромными дозами инсулина. Базальная секреция инсулина возрастает в 10–40 раз при соответствующей β-клеточной гиперплазии.
В результате иммунохимических исследований установлено, что ингибиторами этих рецепторов могут быть антитела, преимущественно класса IgG, которые связываются на рецепторах через Fab-фрагмент. Цитотоксический эффект при этом отсутствовал. Эти антитела не обладают видовой или клеточной специфичностью, но их эффект наиболее выражен у млекопитающих. Последствия связывания антител на несущих рецепторы клетках еще недостаточно изучены. Полученные данные свидетельствуют о том, что антитела направлены против рецепторов к инсулину. Очевидно, другая часть антител в разной степени реагирует с расположенными рядом структурами. В зависимости от активности антител может уменьшаться как число рецепторов, так и способность к связыванию антител (аффинитет). Механизмы действия связанных антител на клетки, несущие указанные рецепторы, еще мало изучены, тем не менее считается (при сопоставлении со способностью связывания инсулина), что некоторые сыворотки дают инсулиноподобный эффект с усилением окисления глюкозы, а другие лишь блокируют биохимические процессы, обусловленные введением препарата. В первом случае имеется аналогия с TS-антителами, во втором доминирует блокирующее влияние антител. Можно также предположить, что один вид антител реагирует с определенными структурами рецептора, ответственными за биохимические эффекты, а второй - в основном ограничивает стерическую конфигурацию поверхностных структур. Следует отметить, что эти результаты получены в опытах in vitro , но регуляция резистентности к инсулину in vivo остается нерешенной проблемой. До последнего времени неизвестно, является ли продукция этих активных антител следствием первичных или приобретенных изменений структуры рецептора или результатом первичных нарушений иммунной системы.
У части больных титр антител в течение нескольких лет остается относительно постоянным, но возможны его колебания. В единичных случаях наступает спонтанная ремиссия. Известны случаи нормализации уровня антител на фоне иммуносупрессивной терапии. Наблюдаемое при этом улучшение обмена веществ может быть также проявлением компенсаторных возможностей организма или следствием избыточного синтеза клеточных рецепторов для инсулина (гипогликемия).
Антитела к рецепторам инсулина можно выявить:
Определение проинсулина
Проинсулин синтезируется в β-клетках поджелудочной железы, являясь основной формой хранения инсулина. Эта молекула - предшественник инсулина, важнейшего регулятора углеводного обмена, фактически единственного гормона, обеспечивающего усвоение глюкозы клетками. Основная часть синтезированного проинсулина расщепляется с образованием инсулина и С-пептида, которые секретируются в кровь в эквимолярных количествах. Около 15% проинсулина поступает в общую циркуляцию в интактной форме.
Как и инсулин и С-пептид, проинсулин крови характеризует состояние β-клеток поджелудочной железы. Измерение уровня проинсулина применяют в диагностике опухолей β-клеток поджелудочной железы (инсулином). У большинства пациентов с инсулиномами отмечают повышение концентрации инсулина, С-пептида и проинсулина, но в редких случаях можно наблюдатьтолько повышение уровня проинсулина. Проинсулин обладает гораздо меньшей биологической активностью (примерно 1:10) и более длинным периодом полувыведения (примерно 3:1), чем инсулин. Несмотря на низкую биологическую активность проинсулина, изолированное повышение его уровня также может вызывать гипогликемические состояния. В злокачественно трансформированных β-клетках соотношение секретирующихся продуктов сдвигается в сторону проинсулина. Молярное соотношение проинсулин/инсулин при инсулиномах выше 25%, иногда - до 90%. Увеличенная концентрация проинсулина может отмечаться у пациентов с почечной недостаточностью, циррозом, гипертиреоидизмом.
Определение С-пептида
С-пептид является показателем образования инсулина из проинсулина в Р-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы. Он выделяется в кровоток почти в равных с инсулином концентрациях. Обычно существует значительная корреляция между уровнями инсулина и С-пептида, за исключением пациентов, страдающих ожирением, и при наличии опухоли поджелудочной железы. Величина молярного соотношения С-пептид/инсулин равна 1 в воротной вене и 5 - в периферической крови, что можно объяснить большим периодом полужизни С-пептида, чем инсулина, и тем, что С-пептид существенно меньше метаболизируется в печени.
Нормальные значения концентрации С-пептида в сыворотке крови (натощак) - меньше 4,0 нг/мл (мкг/л) (имеющаяся в источниках литературы разница в значении нормальных величин частично обусловлена различными методами исследования).
После пероральной нагрузки глюкозой отмечается 5–6-кратное увеличение уровня С-пептида, которое сохраняется значительно дольше, чем инсулина.
Значение определения уровня С-пептида:
-
1) обеспечивает контроль функционирования Р-клеток и продукции ими инсулина, полезен для наблюдения за больными после панкреатотомии;
-
2) позволяет оценить уровень эндогенного инсулина в присутствии (при введении) экзогенного инсулина или при наличии к инсулину антител, что имеет место у больных манифестным СД;
-
3) применяется для оценки степени гипогликемии при подборе дозы инсулина для инъекции и для подтверждения ремиссии СД;
-
4) дает возможность интерпретации колебаний уровня инсулина при задержке его в печени.
У больных СД, имеющих антитела к инсулину, связывающие проинсулин, иногда наблюдаются ложноповышенные уровни С-пептида за счет перекрестно реагирующих с проинсулином антител.
Определение глюкагона
Глюкагон - пептидный гормон, синтезируемый α-клетками островков Лангерганса поджелудочной железы. Глюкагон - антагонист инсулина, способствует образованию глюкозы в печени. Нормальная секреция гормона обеспечивает надежный контроль поддержания постоянства уровня глюкозы в крови (низкая концентрация глюкозы в крови приводит к выбросу, в то время как при гипергликемии циркулирующее количество глюкагона снижается приблизительно до 50% от содержания в пробах, взятых натощак). Важную роль в метаболизме глюкагона играют почки.
Нормальный уровень глюкагона в плазме 50– 200 пг/л. При исследовании содержания глюкагона в процессе глюкозотолерантного теста в норме на пике концентрации глюкозы в крови наблюдается снижение уровня гормона до 15–20 пг/мл. При глюкагономе, после гастростомии и у больных СД этого угнетения выделения глюкагона не наблюдается, наоборот, гипергликемия у больных СД приводит к значительному повышению содержания глюкагона (средний уровень составляет 1525±578 пг/мл). Секреция глюкагона у больных СД, в отличие от здоровых, не снижается после приема пищи, богатой углеводами, а введение аргинина (тест стимуляции аргинином) вызывает значительное повышение его секреции. Голодание и умеренная или интенсивная физическая нагрузка вызывают повышение уровня глюкагона до 50 пг/мл. У новорожденных, если мать больна диабетом, нарушена секреция глюкагона, что может играть важную роль в развитии неонатальной гипогликемии. Гипогликемическая стимуляция выброса глюкагона отсутствует у больных СД 1-го типа.
Дефицит глюкагона может отражать общее снижение массы ткани поджелудочной железы, вызванное воспалением, опухолью или панкреатектомией. При дефиците глюкагона обнаруживают отсутствие подъема его уровня при тесте стимуляции аргинином.
Гликозилированный (гликированный) гемоглобин (НbА1с )
Гипергликемия при СД приводит к неферментативному гликозилированию (гликилированию) гемоглобина эритроцитов. Процесс этот протекает стадийно: в начале остаток глюкозы обратимо присоединяется к N-концевым валинам полипептидных цепей гемоглобина, образуя нестойкое соединение - альдимин, которое или обратимо распадается, или при стойкой длительной гипергликемии изомеризуется в стойкий, прочный кетимин - гемоглобин гликозилируется и циркулирует в такой форме весь период существования эритроцита. Продолжительность жизни эритроцитов в среднем составляет 120 сут, и в течение этого времени гемоглобин, содержащийся в них, может подвергаться такому неферментативному превращению. Количество гликированного гемоглобина зависит от уровня и длительности гипергликемии.
Гликированный гемоглобин - показатель гомеостаза глюкозы, позволяет оценить состояние углеводного обмена не в момент обследования, а за 3–4 мес до него, являясь, таким образом, интегральным показателем углеводного обмена в течение большого периода времени. Выявлена высокая и прямая корреляционная связь между уровнями гликемии и НbА1с [19, 37].
Тест может быть использован для:
Измерение содержания НbА1с информативно даже при незначительных нарушениях толерантности к глюкозе, что делает тест важным для диагностики преддиабета, вялотекущего диабета. Ценность определения HbA1с заключается и в том, что уровень его не зависит от времени суток, физических нагрузок, приема пищи, назначенных лекарств, эмоционального состояния испытуемого.
Сегодня гликированный гемоглобин является ключевым показателем гликемии у пациентов с СД. Решающее значение теста было установлено по результатам исследования DCCT (Diabetes Control and Complications Trial), в котором была отмечена тесная связь между уровнем HbA1c и риском развития диабетических осложнений. По завершении DCCT было определено целевое значение уровня HbA1c для оценки эффективности проводимой терапии при СД - менее 7,0%. Тесная связь содержания HbA1c и неблагоприятных исходов СД, продемонстрированная в DCCT для СД 1-го типа, а позднее в UKPDS (United Kingdom Prospective Diabetes Study) для СД 2-го типа, определила высокую точность измерения HbA1c . В то же время, по данным Колледжа американских патологов (College of American Pathologists), значение гликированного гемоглобина, измеренного разными методами у одного пациента, варьировало от 10,7 до 17,8%. Такая ситуация делала невозможным использование целевых значений DCCT при лечении СД.
Международная стандартизация определения гликированного гемоглобина. В начале 1990-х годов для стандартизации результатов, полученных разными методами, AACC (American Association for Clinical Chemistry) создала Национальную программу по стандартизации HbA1c (National Glycohemoglobin Standardization Program, NGSP). NGSP рекомендовала в качестве основы для стандартизации определения HbA1c метод высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЖЭХ), применявшийся в исследовании DCCT. Параллельно IFCC (International Federation of Clinical Chemistry and Laboratory Medicine) создала в 1994 г. рабочую группу по стандартизации определения HbA1c . Целью группы явилась разработка референсной аналитической системы, основанной на концепции метрологической прослеживаемости, включая определение аналита, разработку референсных материалов и референсного метода.
В настоящее время основные производители тестов для определения HbA1c принимают добровольное участие в программе сертификации NGSP. На официальном сайте NGSP приводятся сведения об интерференции для каждого из методов-участников, позволяющие оценить корректность результата, полученного в образце пациента. Референсная система IFCC, так же как NGSP, обеспечивает представление справочных метрологических материалов по методам определения HbA1c . Эти данные показывают, что методы, основанные на разделении, более уязвимы к наличию атипичных вариантов гемоглобина, чем методы, основанные на иммунологическом принципе. Сегодня установлено более 200 типов атипичного гемоглобина, наличие которых приводит как к ложнозавышенным, так и ложнозаниженным результатам при использовании ВЖЭХ и электрофореза.
Для того чтобы избежать путаницы в результатах HbA1c , стандартизированных по отношению к разным системам, в 2007 г. было предложено результаты определения гликированного гемоглобина, полученные при стандартизации по IFCC, выражать в ммоль/моль, а при стандартизации относительно NGSP - в процентном соотношении. Способ выражения результатов определения HbA1c - по IFCC и/или по NGSP - выбирается профессионалами каждой страны. Для нашей страны регламентировано использование процентного отношения HbA1c по стандартизации NGSP.
Для нашей страны регламентировано использование процентного отношения HbA1c по стандартизации NGSP.
Перевод HbA1c из % (NGSP) в ммоль/моль (IFCC):
(HbA1c % × 10,93) – 23,5 = HbA1c ммоль/моль.
Перевод HbA1c из ммоль/моль (IFCC) в % (NGSP):
(0,09148 × HbA1c ммоль/моль) + 2,152 = HbA1c %.
Критерий HbA1c ≥6,5% полезен для дифференциальной диагностики ранее не диагностированного СД от транзиторной гипергликемии. Согласно рекомендациям ВОЗ, нормальным считается HbA1c ≤6,0% (≤42 ммоль/моль). Значения HbA1c >6,0 и <6,5% (>42 и <48 ммоль/моль) сами по себе не позволяют ставить принять однозначного решения о диагнозе, но не исключает наличия СД. При отсутствии признаков острой метаболической декомпенсации диагноз может быть поставлен на основании двух значений HbA1c , находящихся в диабетическом диапазоне, например, дважды повышенный HbA1c или однократное возрастание HbA1c + однократное увеличение уровня глюкозы в крови.
Ограничения при использовании HbA1c как диагностического критерия:
Увеличение HbA1c может происходить при некоторых видах анемий (дефицит железа, витамина В12 , фолиевой кислоты), выраженной гипербилирубинемии, спленэктомии, использование салицилатов и опиоидов, хроническое употребление алкоголя.
Снижение HbA1c наблюдается при выраженной гипертриглицеридемии, беременности (II и III триместры), гемолитических анемиях, приеме препаратов железа, витаминов В12 , Е, С, эритропоэтинов, антиоксидантов в больших дозах, проведении антиретровирусной терапии. Острая кровопотеря, переливание крови или эритроцитарной массы, ретикулоцитоз, спленомегалия, ревматоидный артрит и хронические заболевания печени также способствуют уменьшению HbA1c .
Повышение или понижение HbA1c может быть выявлено в присутствии фетального гемоглобина и метгемоглобина, при гемоглобинопатии, терминальной почечной недостаточности и генетических нарушениях.
У некоторых пожилых больных HbA1c могут быть сложны для оценки из-за сопутствующих заболеваний, влияющих на продолжительность жизни эритроцитов.
Определение фруктозамина в сыворотке крови
Гликозилированию (гликилированию) подвергаются и белки плазмы крови. Этот процесс осуществляется путем неферментативного присоединения глюкозы обычно по ε-аминогруппе лизина; сначала образуется неустойчивый альдимин, а затем - кетимин, который по своей сути является фруктозамином (ФА). Подобно НbА1с , повышение содержания фруктозамина сыворотки крови отражает постоянное или транзиторное повышение глюкозы крови, но в отличие от гемоглобина дает информацию не за 3–4 мес, предшествующие определению, а за 1–3 нед. Диагностическая значимость определения фруктозамина подобна НbА1с , но с поправкой на время. В сыворотке крови здоровых людей содержится 2–2,8 ммоль/л фруктозаминов.
При оценке теста как критерия компенсации СД считают, что при содержании фруктозамина 2,8–3,2 ммоль/л компенсация удовлетворительная, выше 3,2 ммоль/л - декомпенсация. Однако диагностические и целевые значения фруктозамина пока не разработаны.
Определение гликированного фибриногена
Выявлена достоверная корреляция содержания гликированного фибриногена с уровнем НbА1с , гликемией, агрегацией тромбоцитов, фибринолитической активностью. Кроме того, у больных с микроальбуминемией в условиях компенсированного диабета уровень гликированного фибриногена в крови выше, чем у больных с нормальбуминемией. Стойкое повышение содержания гликированного фибриногена в крови (более 0,06 мкмоль ФА/10 мг) у больных СД обоих типов является показателем повышенного риска возникновения микроальбуминемии с прогрессирующей диабетической нефропатией.
Определение кетоновых тел крови и мочи
Кетоновые тела синтезируются в печени из продуктов липолиза и кетогенных аминокислот. При абсолютной инсулиновой недостаточности имеет место выраженная активация липолиза, усиливается β-окисление жирных кислот и образуется большое количество ацетил-КоА, избыток которого используется при синтезе кетоновых тел. В результате этого наблюдается повышение их уровня в крови (кетонемия) и появление в моче (кетонурия). У здоровых людей уровень кетоновых тел в крови колеблется от 0,3 до 1,7 ммоль/л (в зависимости от использованного метода определения). Наиболее частая причина кетоацидоза - выраженная декомпенсация инсулинзависимого СД, а также длительно протекающего инсулиннезависимого СД при истощении Р-клеток поджелудочной железы и развитии абсолютной инсулиновой недостаточности. Очень высокая кетонемия - до 100–170 ммоль/л и резко положительная реакция мочи на ацетон отмечаются при гиперкетонемической диабетической коме.
Определение лактата крови
Нормальное содержание лактата (молочной кислоты) составляет: в венозной крови - 0,5–2,2 ммоль/л (4,5–19,8 мг/дл); в артериальной крови - 0,5–1,6 ммоль/л (4,5–14,4 мг/дл).
Концентрация лактата в крови значительно возрастает при гиперлактацидемической диабетической коме, которая развивается у больных СД в сочетании с тяжелыми заболеваниями сердечно-сосудистой и дыхательной систем.
Определение количества ретикулоцитов
Число ретикулоцитов у больных СД значительно выше, чем у здоровых людей. Выявлена высокая корреляция между числом ретикулоцитов в крови и концентрацией НbА1с . Повышение числа ретикулоцитов крови больных происходит за счет тканевой гипоксии, возникающей вследствие гликозилирования гемоглобина и белков мембран эритроцитов.
В норме в периферической крови содержится 2–10 ретикулоцитов на 1000 эритроцитов.
Определение PAS-положительных веществ в лимфоцитах крови
У людей с нарушенной толерантностью к глюкозе могут выявляться функциональные сосудистые изменения до появления метаболических нарушений углеводного и липидного обменов. Нарушение микроциркуляции выявляют в среднем у трети лиц с нарушенной толерантностью к глюкозе. Определенную роль в патогенезе играет повышение гидроксилизина в базальной мембране, накопление в ней гликопротеинов и ее утолщение. Выявлено, что повышение содержания PAS-положительных веществ (полисахаридов) происходит не только в клетках эндотелия сосудов, но и в лимфоцитах крови. Повышение содержания PAS-положительных веществ в лимфоцитах крови наблюдается не только у больных СД, но и у их родственников. Этот метод может быть использован не только для диагностики нарушений толерантности к глюкозе, но и для прогнозирования диабетических ангиопатий.
Определение фруктозо-2,6-бисфосфата в лимфоцитах крови
Фруктозо-2,6-бисфосфат является наиболее мощным аллостерическим активатором фосфофруктокиназы-1 и ингибитором фруктозо-1,6-бисфосфатазы, то есть он стимулирует гликолиз и ингибирует глюконеогенез. У больных СД 1-го и 2-го типов наблюдается снижение содержания фруктозо-2,6-бисфосфата в лимфоцитах (активируется глюконеогенез). Метод используют для оценки степени тяжести СД и эффективности терапии.
Определение содержания фруктозо-2,6-бисфосфата проводят энзиматическим методом с помощью пирофосфатзависимой фосфофруктокиназы (выделена из растений). Нормальное содержание фруктозо-2,6-бисфосфата - 6,7±1,1 пмоль/мг белка.
Определение антигенов HLA
Для дифференциальной диагностики различных типов СД в клинически неясных случаях, наряду с другими лабораторными тестами, может быть использовано определение HLA-антигенного состава тканей. Многочисленные исследования показали, что для различных типов СД характерны свои сочетания антигенов главного комплекса гистосовместимости.
Отмечено, что при СД 1-го типа имеется связь с главной генетической системой - HLA (human leucocyte аntigens - антигены лейкоцитов человека). Известно, что система HLA является генетической детерминантой, которая определяет предрасположенность Р-клеток поджелудочной железы к вирусным антигенам, или отражает степень выраженности противовирусного иммунитета. Установлено, что при СД 1-го типа часто обнаруживаются антигены В8, Bwl5, B18, Dw3, Dw4, DRw3, DRw4. Показано, что наличие у пациентов HLA-антигенов В8 или В15 увеличивает риск заболеваемости СД в 2–3 раза, а при одновременном присутствии В8 и В15 - до 10 раз. У носителей гаплотипов Dw3/DRw3 риск заболеваемости СД увеличивается в 3,7 раза, Dw4/DRw4 - почти в 5 раз, a Dw3/DRw4 - в 9,4 раза.
Отмечена более тесная связь с HLA-антигенами локуса D, чем локуса В. Считается, что причастность к заболеванию HLA-антигенов локуса В является вторичной, а ассоциация с HLA-антигенами локуса D - первичной. Установлено, что более высокий риск развития СД 1-го типа наблюдается при одновременном наличии антигенов DR3/DR4 по сравнению с присутствием только одного из этих антигенов. Существует как минимум два гена, близлежащие к локусу D, которые определяют восприимчивость к развитию СД 1-го типа, один ген связан с антигеном DR3, а другой - с DR4. Вместе с тем установлено, что 94% больных СД 1-го типа - носителей HLA-DR4 - имеют гаплотип, включающий фрагмент DQ. Это свидетельствует о том, что только часть группы носителей HLA-DR4 (с фрагментом DQ) подвержена риску развития СД 1-го типа. Наиболее высок риск развития ИЗСД у членов семьи (в первую очередь родные братья и сестры больного СД 1-го типа), HLA которых идентична таковой больного СД 1-го типа.
Установлено, что наряду с HLA-антигенами локусов В и D, часто встречающимися при СД 1-го типа, имеются и HLA-антигены, обладающие протекторным действием, препятствующим возникновению СД (HLA-B7, A3, Dw2, DRw2). Отмечено, что у носителей HLA-B7 риск заболеть СД в 14,5 раз меньше, чем у лиц с их отсутствием.
Возможно, создание регионарно-популяционного регистра на основе исследования HLA-антигенного состава тканей поможет в выявлении групп риска заболевания СД.
Другие возможные показатели метаболизма при сахарном диабете
При нарушении утилизации глюкозы клеткой изменяется активность ферментных систем эритроцита, участвующих в обмене глюкозо-6-фосфата, что сопровождается уменьшением запасов энергии, дефицитом ключевых ферментов гликолиза и пентозного шунта (фосфофруктокиназы, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, транскетолазы) и недостаточностью образования НАДФН2 , необходимого для образования восстановленной формы глутатиона, участвующего в стабилизации клеточной мембраны эритроцита. Определение активности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, фосфофруктокиназы, транскетолазы, уровня восстановленного глутатиона, МДА, цАМФ может быть использовано дополнительно, в частности для дифференциальной диагностики СД.
Список литературы
-
Алгоритмы специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом / под ред. И.И. Дедова, М.В. Шестаковой, А.Ю. Майорова. Вып. 10, доп. М., 2021. URL: https://doi.org/10.14341/DM12802.
-
Багрий А.Э., Супрун Е.В., Михайличенко Е.С., Голодников И.А. Хроническая сердечная недостаточность и сахарный диабет 2 типа: состояние проблемы // Российский кардиологический журнал. 2020. Т. 25, № 4. С. 38–58. URL: https://doi.org/10.15829/1560-4071-2020-3858.
-
Дедов И.И. Сахарный диабет: развитие технологий в диагностике, лечении и профилактике (пленарная лекция) // Сахарный диабет. 2010. № 3. С. 6–13.
-
Дедов И.И., Концевая А.В., Шестакова М.В. и др. Экономические затраты на сахарный диабет 2 типа и его основные сердечно-сосудистые осложнения в Российской Федерации // Сахарный диабет. 2016. Т. 19, № 6. С. 518–527. URL: https://doi.org/10.14341/DM8153.
-
Дедов И.И., Краснопольский В.И., Сухих Г.Т. Проект Российского консенсуса «Гестационный сахарный диабет: диагностика, лечение, послеродовое наблюдение» // Сахарный диабет. 2012. № 2. С. 6–12.
-
Дедов И.И., Шестакова М.В. К столетию открытия инсулина // Сахарный диабет. 2021. Т. 24, № 1. С. 11–16. URL: https://doi.org/10.14341/DM12733.
-
Дедов И.И., Шестакова М.В. Осложнения сахарного диабета: лечение и профилактика. М.: МИА, 2017. 743 с.
-
Дедов И.И., Шестакова М.В. Сахарный диабет типа 2: от теории к практике. М.: МИА. 2016. 576 с.
-
Дедов И.И., Шестакова М.В., Аметов А.С. и др. Консенсус совета экспертов Российской ассоциации эндокринологов (РАЭ) по инициации и интенсификации сахароснижающей терапии сахарного диабета 2 типа // Сахарный диабет. 2011. № 4. С. 6–16.
-
Дедов И.И., Шестакова М.В., Викулова О.К. и др. Эпидемиологические характеристики сахарного диабета в Российской Федерации: клинико-статистический анализ по данным регистра сахарного диабета на 01.01.2021 // Сахарный диабет. 2021. Т. 24, № 3. С. 204–221. URL: https://doi.org/10.14341/DM12759.
-
Диабет. Основные факты. 5 апреля 2023 г. URL: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/diabetes.
-
Долгов В.В., Меньшиков В.В. Клиническая лабораторная диагностика: национальное руководство. В 2 т. Т. 1. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. 928 с.
-
Интервью академика И. И. Дедова // Сахарный диабет. 2011. № 1. С. 12–14.
-
Климонтов В.В., Маякина Н.Е. Вариабельность гликемии при сахарном диабете: инструмент для оценки качества гликемического контроля и риска осложнений // Сахарный диабет. 2014. Т. 17, № 2. С. 76–82.
-
Клиническая эндокринология. Руководство для врачей / под ред. Н.Г. Старковой. М.: Медицина, 1991. 512 с.
-
Клинические практические рекомендации KDIGO 2020 по тактике ведения диабета при хронической болезни почек // Нефрология и диализ. 2021. Т. 23, № 2 (Приложение). С. 9–121. URL: https://doi.org/10.28996/2618-9801-2021-2suppl-9-121.
-
Кобалава Ж.Д., Ешниязов Н.Б., Медовщиков В.В., Хасанова Э.Р. Сахарный диабет 2-го типа и сердечная недостаточность: инновационные возможности управления прогнозом // Кардиология. 2019. Т. 59, № 4. С. 76–87. URL: https://doi.org/10.18087/cardio.2019.4.10253.
-
Козиолова Н.А., Веклич А.С. Факторы риска и диагностическое значение N-терминального фрагмента мозгового натрийуретического пептида как маркера острой декомпенсации сердечной недостаточности при диабетической болезни почек // Российский кардиологический журнал. 2021. Т. 26, № 3. С. 43–37. https://doi.org/10.15829/1560-4071-2021-4337. поставить ссылку
-
Мисникова И.В., Древаль А.В., Ковалева Ю.А. Гликированный гемоглобин — основной параметр в контроле сахарного диабета // Сахарный диабет. 2008. Т. 11, № 4. С. 38–40. URL: https://doi.org/10.14341/2072-0351-5588.
-
Об утверждении стандартов медицинской помощи взрослым при сахарном диабете 2 типа [Электронный ресурс]: приказ Министерства здравоохранения РФ от 1 октября 2020 г. № 1054н. Доступ из справочно-правовой системы «Гарант».
-
Петеркова В.А., Безлепкина О.Б., Болотова Н.В. и др. Клинические рекомендации «Ожирение у детей» // Проблемы эндокринологии. 2021. Т. 67, № 5. С. 67–83. URL: https://doi.org/10.14341/probl12802.
-
Регистр сахарного диабета. ГНЦ ФГБУ НМИЦ эндокринологии МЗ РФ. URL: https://sd.diaregistry.ru/
-
Рекомендации ЕSC/EASD по сахарному диабету, предиабету и сердечно-сосудистым заболеваниям 2019: клинические рекомендации // Российский кардиологический журнал. 2020. Т. 25, № 4. С. 101–161. URL: https://doi.org/10.15829/1560-4071-2020-3839.
-
Сахарный диабет 1 типа у взрослых: клинические рекомендации / Общественная организация «Российская ассоциация эндокринологов». Одобрены Научно-практическим советом Минздрава РФ. М., 2022. 183 с.
-
Сахарный диабет 1 типа у детей: клинические рекомендации / Общественная организация «Российская ассоциация эндокринологов». Одобрены Научно-практическим советом Минздрава РФ. М., 2022. 89 с.
-
Сахарный диабет 2 типа у взрослых: клинические рекомендации / Общественная организация «Российская ассоциация эндокринологов». Одобрены Научно-практическим советом Минздрава РФ. М., 2022. 251 с.
-
Сахарный диабет 2 типа у детей: клинические рекомендации / Общественная организация «Российская ассоциация эндокринологов». Одобрены Научно-практическим советом Минздрава РФ. М., 2020. 60 с.
-
Сахарный диабет: ретинопатия диабетическая, макулярный отек диабетический. Клинические рекомендации. Одобрены Научно-практическим советом Минздрава РФ. М., 2022. 37 с.
-
Уоткинс П.Дж. Сахарный диабет. М., СПб.: Бином. Невский диалект, 2000. 96 с.
-
Федосеев Г.Б., Эмануэль В.Л. и др. Сахарный диабет. Клиническая лабораторная диагностика. СПб., 1995. 98 с.
-
American Diabetes Association. 1. Improving Care and Promoting Health in Populations: Standards of Care in Diabetes-2023 // Diabetes Care. 2023. Vol. 46 (Suppl. 1). Р. S10–S18. URL: https://doi.org/10.2337/dc23-S001.
-
American Diabetes Association. 10. Cardiovascular Disease and Risk Management: Standards of Care in Diabetes-2023 // Diabetes Care. 2023. Vol. 46 (Suppl. 1). Р. S158–S190. URL: https://doi.org/10.2337/dc23-S010.
-
American Diabetes Association. 15. Management of Diabetes in Pregnancy: Standards of Care in Diabetes-2023 // Diabetes Care. 2023. Vol. 46 (Su7pl. 1). Р. S254–S266. URL: https://doi.org/10.2337/dc23-S015.
-
American Diabetes Association. 16. Diabetes Care in the Hospital: Standards of Care in Diabetes-2023 // Diabetes Care. 2023. Vol. 46 (Suppl. 1). Р. S267–S278. URL: https://doi.org/10.2337/dc23-S016.
-
American Diabetes Association. 3. Prevention or Delay of Type 2 Diabetes and Associated Comorbidities: Standards of Care in Diabetes-2023// Diabetes Care. 2023. Vol. 46 (Suppl. 1). Р. S41-S48. URL: https://doi.org/https://doi.org/10.2337/dc23-S003.
-
American Diabetes Association. 4. Comprehensive Medical Evaluation and Assessment of Comorbidities: Standards of Medical Care in Diabetes-2019 // Diabetes Care. 2019. Vol. 42 (Suppl. 1). Р. S34–S45. URL: https://doi.org/10.2337/dc19-S004.
-
American Diabetes Association. Diagnosis and classification of diabetesmellitus // Diabetes Care. 2011. Vol. 34, Suppl. 1. Р. S62–S69.
-
American Diabetes Association. Introduction and Methodology: Standards of Care in Diabetes-2023. 4. Comprehensive Medical Evaluation and Assessment of Comorbidities: Standards of Care in Diabetes-2023 // Diabetes Care. 2023. Vol. 46 (Suppl. 1). Р. S49–S67. URL: https://doi.org/10.2337/dc23-S004.
-
Athyros V.G., Doumas M. et al. Diabetes and lipid metabolism // Hormones. 2018. Vol. 17, N 1. Р. 61–67. URL: https://doi.org/10.1007/s42000-018-0014-8.
-
El Sayed Nuha A., AleppoGrazia R., Aroda V. et al. American Diabetes Association. Introduction and Methodology: Standards of Care in Diabetes-2023 // Diabetes Care. 2022. Vol. 46. Р. S1–S4. URL: https://doi.org/https://doi.org/10.2337/dc23-Sint.
-
González-Lao E., Corte Z., Simón M. et al. Systematic review of the biological variation data for diabetes related analytes // Clin. Chim. Acta. 2019. Vol. 488. P. 61–67. URL: https://doi.org/10.1016/j.cca.2018.10.031
-
Inker L.A., Grams M.E., Levey A.S. et al. Relationship of Estimated GFR and Albuminuria to Concurrent Laboratory Abnormalities: An Individual Participant Data Metaanalysis in a Global Consortium // Am. J. Kidney Dis. 2019. Vol. 73, N 2. P. 206–217. URL: https://doi.org/10.1053/j.ajkd.2018.08.013
-
Meneilly G.S., Knip A., Miller D.B. et al. Diabetes in Older People // Can. J. Diabetes. 2018. Vol. 42, Suppl. 1. Р. 283–295. URL: https://doi.org/10.1016/j.jcjd.2017.10.021
-
Mottalib A., Salsberg V., Mohd-Yusof B-N et al. Effects of nutrition therapy on HbA1c and cardiovascular disease risk factors in overweight and obese patients with type 2 diabetes // Nutr. J. 2018. Vol. 17, N 1. P. 42. URL: https://doi.org/10.1186/s12937-018-0351-0.
-
Wile D.B., Wilding J.P.H. Clinical Biochemistry: Metabolic and Clinical Aspects (3rd еd.). Chapter 15. Glucose metabolism and the pathophysiology of diabetes mellitus. 2014. P. 273–304. URL: https://doi.org/10.1016/B978-0-7020-5140-1.00015-8.
Глава 4. Лабораторная диагностика заболеваний почек
4.1. Показания к исследованию мочи
Многовековая история проведения анализа мочи и прогресс в понимании патофизиологических процессов позволяют сделать вывод о необходимости более четкого определения медицинских показаний к различным исследованиям мочи.
Ни одна нация не может позволить себе осуществление масштабного скрининга всех заболеваний. Большинство дорогостоящих скрининговых программ создаются с последующей проверкой позитивных находок. Вместе с тем наиболее распространенным методом скринингового исследования является скрининг мочи (простая технология тест-полосками) на лейкоциты, эритроциты, бактерии, общий белок (альбумин), относительную плотность, рН, глюкозу, кетоновые тела, продукты пигментного обмена.
Стандартизированное исследование осадка мочи остается рутинным методом обнаружения почечных заболеваний. Однако необходимо отметить, что микроскопия осадка мочи обеспечивает лишь небольшое преимущество перед использованием методов "сухой химии" в неотложных ситуациях. Когда результаты на эритроциты, лейкоциты и белок/альбумин, полученные с помощью тест-полосок, являются отрицательными, микроскопия мочи обычно не нужна.
Микроскопия мочи необходима при динамическом наблюдении верифицированного больного. Так, исследование дисморфичных (измененных) эритроцитов является ценным (делается в лабораториях, способных различать морфологию эритроцитов), особенно при отсутствии протеинурии. При этом необходимость в наблюдении за дисморфизмом эритроцитов исчезает, если подтверждено заболевание почек.
Прежде всего, необходимо учитывать соотношение стоимости и пользы от анализов при проведении скрининговых программ в различных популяциях как, например, у детей дошкольного возраста или беременных женщин.
Анализ мочи обычно показан при следующих клинических ситуациях:
-
предположение или наблюдение симптомов, свидетельствующих о возможности инфекции мочевыводящих путей;
-
скрининг и мониторинг неинфекционных заболеваний почек, в том числе вторичных, при системных заболеваниях, а также при контроле течения беременности или выявлении побочных эффектов лекарственных препаратов;
-
выборочный скрининг на наличие СД по обнаружению глюкозурии у пациентов, например направленных в стационары по различным показаниям;
-
наблюдение за пациентами с СД (определение уровня глюкозурии или обнаружение кетонурии);
-
скрининг на выявление метаболических нарушений при различных состояниях (рвота, диарея, ацидоз, алкалоз) или рецидивирующем камнеобразовании.
Особое значение приобретает исследование мочи при верификации хронического повреждения почек (ХБП), возникающего по различным причинам и влияющего на качество и продолжительность жизни [14].
При организации проведения исследований мочи важным вопросом является своевременность получения диагностической информации. В связи с этим приоритетным представляется выполнение ее исследований методами "сухой химии" с помощью тест-полосок [8, 14].
4.2. Подготовка пациента перед сбором мочи
Биологические факторы (in vivo ), изменяя истинную концентрацию измеряемого компонента мочи, вызывают проблемы с интерпретацией лабораторных результатов даже при правильно выполненном измерении.
Кроме того, существуют и другие факторы, которые технически связаны с применяемым аналитическим методом. Для того чтобы предотвратить ошибочную интерпретацию и повторные сборы мочи, следует избегать влияния этих факторов.
Пациенту следует разъяснить, почему его моча исследуется, и инструктировать, как ее следует собирать. Идеально, если инструкции будут даны устно и выданы в форме иллюстрированной памятки с учетом проведения микробиологического или физико-химического исследования и необходимости сбора суточного объема. При анализе случайных образцов мочи в неотложных случаях эти образцы мочи следует маркировать как случайные (не стандартизированные).
Преаналитические условия необходимо учитывать при интерпретации исследований. Так, концентрация компонентов мочи изменяется при изменении диуреза, связанного с употреблением жидкости, снижением концентрационной способности почек или приемом диуретиков. Для получения количественных данных и установления связи между измеренными концентрациями химических компонентов и диурезом наиболее часто используют креатинин (путем расчета индексов аналит/креатинин).
Голодание снижает содержание таких составляющих компонентов мочи, количество которых зависит от их потребления с пищей (таких как соль и фосфаты), но повышает экскрецию метаболитов, связанных с процессами катаболизма (например, кетоновые тела и аммоний). При скрининге на глюкозурию потребление пищи, содержащей углеводы, перед сбором анализа мочи значительно повышает чувствительность скрининга ("послеобеденная" моча).
Достаточно широкие вариации состава мочи также связаны с физической активностью. Исследование утренней мочи у амбулаторных пациентов и исключение сильных физических упражнений минимизирует эти влияния. Экскреция кальция с мочой повышается более чем в два раза после иммобилизации пациента. Физическая нагрузка может повышать экскрецию с мочой различных компонентов в результате повышения скорости клубочковой фильтрации, связанной с повышением АД (например, увеличивая альбуминурию или гематурию) или путем снижения объема мочи при повышенном потоотделении и сниженном потреблении воды. Если предполагается постуральная протеинурия, пациента следует инструктировать для того, чтобы он собрал и первую утреннюю мочу (или даже ночную мочу), и следующий образец мочи после нагрузки (в вертикальном положении тела с нормальной двигательной активностью).
В общем, стандартная подготовка пациентов перед забором крови натощак может комбинироваться с таковой для сбора анализа мочи.
4.3. Преаналитический этап исследования мочи
Анализ мочи может быть получен при мочеиспускании, катетеризации, надлобковой пункцией, через постоперационную уростому и при использовании различных сосудов для сбора мочи, таких как мешки (мочеприемники) или специальные емкости для лежачих пациентов. Наиболее часто образец мочи получают из средней части струи при произвольном мочеиспускании. Для правильной интерпретации результатов клинический персонал должен документировать путь сбора мочи.
Необходимо избегать или минимизировать:
Свести к минимуму загрязнение образцов мочи, полученных из средней части струи, бактериями- комменсалами особенно важно для микробиологического анализа и требует детального информирования пациента. Важно промыть водой область вокруг наружного отверстия мочеиспускательного канала у женщин и желез полового члена у мужчин перед мочеиспусканием. Использовать антисептические вещества не рекомендуется, так как они могут влиять на жизнеспособность микроорганизмов. Начальная часть струи мочи обычно загрязнена уретральными бактериями (и у мужчин, и у женщин) и всегда должна быть удалена. Последняя порция отбрасывается после сбора 50–100 мл мочи в контейнер, за исключением проведения так называемой трехстаканной пробы при обследовании на ряд урологических заболеваний или заболеваний, передающихся половым путем.
Первая порция мочи характеризует первую порцию выпущенной мочи в начале акта мочеиспускания. Это оптимальный образец для обнаружения С. trachornatis путем амплификации нуклеиновых кислот. Моча также может подвергаться исследованию после массажа предстательной железы.
Моча, полученная путем стерильной ее аспирации при проколе мочевого пузыря через переднюю брюшную стенку, позволяет точно определить наличие или отсутствие инфекции мочевыводящих путей. Риск колонизации мочевого пузыря, загрязнение образца и введение микроорганизмов в мочевой тракт значительно ниже при надлобковой аспирации, чем при введении и выведении катетера. Миниатюризация лабораторных методов позволит сделать посев мочи, анализ физико-химического состава и частиц мочевого осадка даже из 5 мл мочи.
В хирургической практике важен диалог между врачом лаборатории и хирургом до процедуры сбора мочи для того, чтобы установить и гарантировать следующее:
Все контейнеры, содержащие образцы мочи, должны быть идентифицированы и содержать информацию о способе сбора пробы, предупреждение о возможном использовании консерванта.
Время от момента мочеиспускания до исследования мочи представляет основное препятствие для диагностической точности большинства лабораторий.
Для многих химических компонентов нет необходимости использовать консерванты, если анализ производится в течение 24 ч или если пробирка замораживается. На практике химическое исследование следует выполнять на месте, когда невозможно транспортировать быстро или в замороженном виде. Для количественных химических измерений рекомендуется использование консервантов. Для исследования частиц образец следует заморозить, если он не исследуется в течение часа. Чем больше отсрочка, тем больше вероятность, что элементы подвергнутся лизису, особенно, если рН мочи щелочная, а относительная плотность низкая (это особенно актуально для детей, имеющих более высокий диурез). Подсчет лейкоцитов может быть сомнительным уже после 2–4 ч, даже при замораживании. Если исследуются только кристаллы, образец следует хранить при комнатной температуре во избежание искусственной кристаллизации.
Получили распространение специальные устройства для переноса мочи пациента в вакуумную пробирку, с целью последующего проведения различных видов лабораторных исследований. Пробирка вакуумная для сбора мочи - стерильная и, конечно, одноразовая, выпускается промышленностью разного объема, как без наполнителя, так и с борной кислотой в качестве консерватора.
4.4. Интерпретация результатов общего анализа мочи, выполненного традиционными технологиями и тест-системами "сухой химии"
Изменения мочи являются важным признаком поражения почек и мочевыводящих путей, поэтому общий анализ мочи остается традиционным [2, 4, 15]. Исследование общего анализа мочи включает определение физико-химических свойств (цвет, прозрачность, реакция, относительная плотность, белок, глюкоза, кетоны, билирубин, уробилиноген), а также микроскопию осадка. Однако большинство вышеперечисленных физических параметров мочи зависят от экстраренальных факторов (особенности диеты и водного режима, приема некоторых лекарственных препаратов и т.д.), а также возраста и могут иметь диагностическое значение лишь в совокупности с другими изменениями мочевого синдрома или дают информацию в сочетании с использованием функциональных проб.
Многие заболевания мочевого тракта могут потребовать быстрой диагностики, и все шире используется "диагностика в месте лечения" (Point-of-Care Testing, POCT). Первый анализ мочи может быть ориентировочным и поэтому может иметь полуколичественный характер. Согласно современной организации лабораторного анализа такое исследование выполняется и как первый этап детального исследования мочи в условиях стационарного обследования. Такие возможности предоставляют многофункциональные тест-полоски "сухой химии".
Многофункциональные тест-полоски основаны на колориметрических реакциях и предназначены для определения лейкоцитов, эритроцитов, бактерий (нитриты), белка (альбумин), глюкозы, кетоновых тел, рН, относительной плотности, билирубина, уробилиногена и аскорбиновой кислоты. Такой широкий ассортимент параметров позволяет использовать тест-системы и при проведении дифференциальной диагностики желтух, и при скрининге на наличие СД и мониторинге его течения.
4.4.1. Физические свойства мочи
Цвет и прозрачность мочи. В работе врача общей практики нужно помнить о самых простых признаках, например изменении цвета мочи, которые лежат в истоках диагностики in vitro и могут быть тем признаком, который побудит пациента обратиться к врачу (табл. 4-1).
Цвет мочи | Патологические состояния | Причина |
---|---|---|
Темно-желтый |
Застойная почка, отеки, ожоги, понос, рвота |
Повышенная концентрация красящих веществ |
Бледный |
Сахарный и несахарный диабет, ренальная глюкозурия, почечная недостаточность |
Малая концентрация красящих веществ |
Темно-бурый |
Гемолитическая анемия |
Уробилиногенурия |
Темный (черный) |
Острая гемолитическая почка, алкаптонурия, меланосаркома |
Гемоглобинурия, меланин |
Красный |
Нефролитиаз, инфаркт почки, свинцовая анемия |
Гематурия, уропорфиринурия |
Вид "мясных помоев" |
Острый и обострение хронического гломерулонефрита |
Гематурия |
Цвет пива или зеленовато-бурый |
Паренхиматозная желтуха |
Билирубинурия, уробилиногенурия |
Зеленовато-желтоватый, коричневый |
Механическая желтуха |
Билирубинурия |
Беловатый |
Жировое перерождение |
Липурия, гной, кристаллы фосфатов |
Молочный |
Лимфостаз почек |
Хилурия |
Интенсивность окраски мочи (урохромы - продукты пигментного обмена) зависит от плотности мочи. Прием пищи тоже может сказаться на оттенках мочи. Так, свекла в большом количестве может придать красный оттенок, а ревень - зеленый. Особенно важно ориентировать пациентов на возможное изменение цвета мочи при приеме медикаментов. Например, Аспирин♠ придает розовый оттенок, 5-НОК и фурагин, часто применяемые у больных с инфекцией мочевой системы, окрашивают мочу в желто-коричневый цвет, а витамины дают достаточно выраженную опалесценцию желтым цветом.
Наибольшую тревогу обычно вызывает красный оттенок мочи, возможно, зависящий от примеси крови. Красный цвет мочи может зависеть от наличия гемоглобина и миоглобина - это две наиболее частые причины пигментурии, принимаемые за гематурию. Вещества, вызывающие красный или темный цвет мочи, представлены ниже.
Вещества, вызывающие красный или темный цвет мочи
Гемоглобинурия без гематурии является, как правило, результатом внутрисосудистого гемолиза. При этом уровень гаптоглобина плазмы повышен, плазма приобретает розоватый оттенок, а центрифугированная моча сохраняет красный цвет. Таким образом, если у больного моча окрашена, первоначальное обследование следует начинать с применения индикаторной полоски (тест-полоски) и микроскопии осадка, чтобы определить, действительно ли это гематурия.
Свежевыпущенная моча у здорового человека прозрачна. При наличии большого количества клеточных элементов (лейкоциты, эритроциты, микробные тела) моча теряет прозрачность, становится мутной. Изменения цвета мочи часто зависят от наличия солей. Соли кислой мочи, такие как мочевая кислота, придают моче цвет "желтого песка", ураты чаще проявляются в форме осадка кирпично-красного цвета. Соли щелочной мочи - фосфаты и трипельфосфаты могут сформировать плотный белый осадок. Кристаллизация солей в остывающей (in vitro ) моче обусловлена не только снижением растворимости по мере снижения температуры пробы, но и денатурацией стабилизатора коллоидных свойств мочи - уропротеина Тамма–Харсфалла, в настоящее время получивший название: уромодулин [1]. Выявление дефекта коллоидной устойчивости мочи как саногенетической системы даже на стадии предболезни, то есть ранняя диагностика мочекаменной болезни возможна кристаллографическими методами.
Запах мочи. Запах нормальной мочи является ароматом сложного происхождения, что обусловлено разнообразием ее компонентов. Инфицированная моча может иметь запах аммиака или зловонный. Некоторые обменные заболевания имеют характерный запах мочи, представленный в табл. 4-2.
Заболевание | Запах |
---|---|
Изовалериановая ацидемия или глютаровая ацидемия |
Потных ног (подошв) |
Болезнь кленового сиропа |
Кленового сиропа |
Мальабсорбция метионина |
Капусты, хмеля |
Фенилкетонурия |
Мышиный |
Триметиламинурия (тирозинемия) |
Гнилой рыбы, прогорклый |
Относительная плотность мочи. При исследовании мочи в рамках общего анализа имеется информация о концентрационной способности почек (относительная плотность или удельный вес мочи). Основным условием нарушения концентрирования мочи является снижение осмотического давления в ткани мозгового слоя почек. Подобное состояние наступает при любом воспалительном процессе, при отеке интерстиция. Воспалительный отек чаще возникает при тубулоинтерстициальных нефритах и пиелонефрите. Природа нарушения концентрационной функции лучше анализируется при динамическом наблюдении за больным.
О нормальной функции свидетельствует плотность выше 1,020 г/мл. При отсутствии таких значений в утренней порции мочи, в недалеком прошлом широко использовалась проба Зимницкого - оценка колебаний плотности в течение суток при дискретном сборе мочи каждые 3 ч. Однако целесообразно рекомендовать пациенту ограничить прием жидкости с вечера (около 18 ч) накануне сбора мочи на исследование, далее опорожнение мочевого пузыря около полуночи и провести оценку относительной плотности мочи в порции мочи, собранной за ночное время. Таким образом, мы оцениваем концентрационную функцию почек в условиях умеренного "антидиуреза", что позволяет судить об эффективности функционирования сложной противоточно-множительной системе почек, включающей в себя клубочковую фильтрацию, многочисленные энергоемкие процессы канальцевой реабсорбции ионов и транспорт осмотически активных веществ в интерстиции почек. При получении значений относительной плотности мочи не менее 1,020 г/мл можно с большой уверенностью констатировать интактность почечных структур.
При интерпретации значения относительной плотности мочи для характеристики концентрационной функции почек необходимо проводить коррекцию величины плотности при наличии глюкозурии, поскольку 1% глюкозы в моче повышает плотность мочи на 0,004 г/мл. Например, определена плотность мочи, равная 1,020 г/мл при наличии в ней 3% глюкозы. Следовательно, истинная концентрационная функция почек определяется лишь величиной плотности, равной 1,008 г/мл.
Иначе говоря, первоначальное впечатление о достаточной концентрационной функции почек после расчета сменяется на заключение о существенном нарушении этой функции.
Протеинурия существенно меньше влияет на плотность мочи: 3 г/л белка в моче увеличивает ее плотность на 0,001 [7].
Кроме того, в качестве примера доаналитического влияния можно отметить искажение результатов при оценке плотности мочи в ближайшие сутки после применения рентгеноконтрастных веществ, которые существенно увеличивают плотность мочи до фантастических значений 1,040–1,050 г/мл! В то же время качество рентгеноконтрастного исследования (внутривенной урографии) зависит от интенсивности выделения рентгеноконтрастных препаратов и накопления их в просвете почечных собирательных трубочек. Именно поэтому наиболее информативной последовательностью исследования является первоочередная оценка концентрационной функции, а затем проведение рентгеноконтрастной урографии с ориентацией на результаты исследования функции почек для коррекции дозы препарата и временных интервалов рентгенологической регистрации результатов. Так, при сниженной концентрационной функции необходимо увеличивать в 2–3 раза дозу препаратов и удлинять время регистрации контрастирования структур почки до 30–60 мин.
Оценка концентрационной способности почек классически проводится методом, который в действительности отражает функцию почек по поддержанию осмотического баланса. Таким методом является измерение осмоляльности мочи. Однако так как для этого необходим отдельный прибор, то эта технология используется редко.
Истинная осмоляльность мочи определяется содержанием в ней мочевины, ионов аммония, калия, натрия, хлоридов и иных электролитов.
Относительная плотность тесно связана с осмоляльностью мочи (U osm ):
U osm (мосм/л) = d × 33,3,
где d - две последние цифры величины плотности мочи.
Измерение относительной плотности мочи с помощью тест-полосок основано на принципе ионного обмена, который происходит между полиэлектролитом полоски и ионами мочи. Иначе говоря, тест-система ориентирует исследователя в отношении концентрации мочи только по ионному ее составу и поэтому оценивает относительную плотность у здоровых людей в диапазоне от 1,002 до 1,030 г/мл. Отметим, что при традиционном измерении относительной плотности мочи урометром учитываются все осмотически активные компоненты (в том числе концентрация мочевины), что расширяет диапазон значений относительной плотности, которые могут наблюдаться у здорового человека до 1,035 г/мл. Кроме того, ошибка измерения тест-системами возникает при высокой концентрации аскорбиновой кислоты и щелочной реакции мочи.
При поражении почек возможно развитие как гипо-, так и изостенурии. Гипостенурия - это нарушение процесса концентрирования первичного ультрафильтрата (плотность около 1,010–1,012 г/мл) при сохранении разведения, в то время как изостенурия является проявлением нарушения и концентрирования, и разведения. Иначе говоря, о гипостенурии идет речь при максимальных значениях плотности мочи, не превышающих величины 1,012 г/мл при наличии размаха колебаний параметра (например, 1,002–1,014 г/мл), а при изостенурии размах колебаний существенно снижен (например, 1,008–1,012 г/мл). Существуют возрастные влияния на значения нормативных параметров: для лиц старше 45–50 лет максимальная относительная плотность мочи может не превышать 1,020–1,022 г/мл.
В бытность применения пробы Зимницкого для оценки концентрационной функции почек, использовалась более физиологичная проба Райзельмана. Ее преимущество в том, что мочу собирают не каждые 3 ч, а тогда, когда у больного имеется естественная потребность помочиться.
Осмолярность и плотность мочи тесно связаны между собой, но преимуществом использования единиц осмолярности является возможность сравнения мочи с кровью, что предоставляет дополнительные возможности в оценке почечной функции. В табл. 4-3 представлено соотношение осмолярности и относительной плотности мочи.
Осмолярность мочи, мосм/л | Относительная плотность мочи, г/л |
---|---|
50 |
1001 |
80 |
1002 |
100 |
1003 |
200 |
1005 |
300 |
1008 |
350 |
1010 |
400 |
1012 |
550 |
1015 |
650 |
1019 |
750 |
1022 |
850 |
1025 |
1000 |
1030 |
У здоровых людей осмолярность может меняться от 50 до 1500 мосм/л, что соответствует колебанию относительной плотности от 1,001 до 1,040 г/мл. Иначе говоря, нормально функционирующие почки способны разводить и концентрировать мочу с минимальных значений 50 мосм/л при водном диурезе (соответствует относительной плотности 1,001–1,002 г/мл) до концентрации 1500 мосм/л при продолжительном отсутствии питьевой жидкости. Осмолярность (или относительная плотность) наиболее высока в первой утренней порции мочи и составляет, как правило, более чем 700 мосм/л (1,020 г/мл). При обычном потреблении воды и пищи диапазон концентрирования в утренней порции мочи составляет от 550 до 850 мосм/л (1,015–1,025 г/мл). Осмолярность мочи при заболеваниях почек зависит не только от количества потребляемой жидкости, но и от типа заболевания.
Определение осмолярности необходимо для интерпретации результатов других тестов. В частности, если моча разбавлена, то резко ускорен лизис в ней эритроцитов. Обнаружение белка в разбавленной моче указывает на значительно более выраженную протеинурию, чем в случае концентрированной мочи.
Адекватность указанных внутрипочечных процессов состоянию водно-электролитного баланса определяется состоянием самих параметров гомеостаза. Однако при сопоставлении параметров гомеостаза и внутрипочечных процессов, обеспечивающих их, необходимо учитывать, что почка является эффекторным звеном всей системы водно-электролитного равновесия. При отсутствии отчетливых указаний на значительные нарушения концентрационной функции, то есть при отсутствии изостенурии (размах колебаний плотности более 10 ед.), гипостенурии (относительная плотность мочи выше уровня плотности клубочкового фильтра - 1,010–1,012), наконец, никтурии (нарушение биоритма мочеобразования - преобладание ночного диуреза над дневным) целесообразно проводить нагрузочную пробу с сухоедением.
4.4.2. Химический состав мочи
Реакция мочи характеризуется ее рН и определяется объемом выделяемых почкой ионов Н. Это количество зависит, прежде всего, от диеты, поскольку почка, выполняя гомеостатическую функцию, участвует в поддержании кислотно-основного состояния и способна выводить значительные количества как кислот, так и оснований. Следует отметить, что концентрационный градиент ионов водорода между первичным фильтратом, имеющим рН 7,4, и мочой, рН которой может достигать 4,5, составляет около 1000. Тест-полоски определяют рН с точностью до 0,5 ед. При диагностике причин выраженной ацидурии или алкалурии, а также при несоответствии рН мочи потребляемому и образующемуся в процессе метаболизма количеству ионов Н проводится оценка фракционного состава компонентов мочи биохимическими методами.
Для обычного, так называемого смешанного питания характерно преобладание кислых продуктов в пище, что и обусловливает выделение здоровым человеком слабокислой мочи (рН 5,5–6,5). Для вегетарианцев характерна нейтральная или щелочная реакция мочи.
При обычном смешанном питании наличие щелочной мочи может быть признаком инфицирования мочевых путей, поскольку микрофлора преобразует мочевину, являющуюся обычным компонентом мочи, в аммоний, обусловливая ее защелачивание и, возможно, соответствующий запах.
Определение рН важно в связи с тем, что некоторые антибактериальные препараты, используемые в нефрологической практике, эффективнее действуют в кислой среде. Ряд других - в щелочной.
Реакция мочи меняется при различных диатезах. Хорошо известно, что в кислой моче способны образовываться камни из уратов и оксалатов, а в щелочной - из фосфатов.
Глюкозурия. Наличие глюкозурии почти всегда следует расценивать как явление патологическое. Наиболее частой причиной глюкозурии является повышенная гликемия у больных с сахарным диабетом.
Наличие глюкозы в моче при нормальной гликемии в крови может быть связано с нарушением реабсорбции ее в проксимальных канальцах вследствие первичного или вторичного поражения ферментных систем канальцевого эпителия. Почечная глюкозурия развивается при синдроме Фанкони (де Тони–Дебре–Фанкони), диабетическом гломерулосклерозе, может наблюдаться при беременности. Выявлены нарушения транспорта глюкозы при обострении гломерулонефрита.
Определение уровня глюкозурии тест-полосками основано на специфической ферментативной реакции, и система в диапазоне "норма" отражает присутствие следовых количеств глюкозы до 1,5 ммоль/л, отражающей физиологическую глюкозурию. Кстати, отсутствие этой следовой глюкозурии возникает при бактериальном инфицировании.
Ложные результаты могут наблюдаться при приеме аскорбиновой кислоты, салицилатов, антибиотиков, употреблении большого количества фруктов и использовании для сбора мочи сосудов, плохо отмытых от моющих средств.
Кетонурия. Обнаружение ацетона, ацетоуксусной, β-оксимасляной кислоты методами, используемыми в клинико-диагностических лабораториях, свидетельствует о нарушении обмена углеводов, жиров и белков, которое приводит к увеличению кетогенеза: сахарный диабет, голодание, лихорадка при инфекционном процессе, отравления, алкогольная интоксикация и т.д. Однако кетонурия не является проявлением патологии почек.
Используемая в тест-полосках технология особенно чувствительна в отношении ацетоуксусной кислоты, которая составляет около половины в компонентном составе кетоновых тел (наряду с ацетоном и β-оксимасляной кислотой).
Билирубинурия. Используемая в тест-полосках технология высоко чувствительна в отношении билирубина и эффективно может использоваться при диагностике обтурационной желтухи, в целом - при дифференциальной диагностике желтух и скрининге состояний, связанных с гепатотоксичностью.
Уробилиногенурия. Используемая в тест-полосках технология чувствительна в отношении всех форм уробилиноидов и выявляет физиологический уровень их экскреции, составляющий до 17 мкмоль/л.
Обнаружение желчных пигментов (билирубинурия) и уробилина (уробилиноидов) характеризует различные формы желтух:
Протеинурия. Обнаружение белка в моче является одним из наиболее важных и практически значимых симптомов поражения почек и мочевыводящих путей, встречается в изолированном виде или в сочетании с другими изменениями мочевого осадка в виде эритроцитурии, лейкоцитурии, цилиндрурии, бактериурии.
Нередко можно встретить неоднозначный ответ на самый простой вопрос: есть ли у здорового человека протеинурия и если есть, то что считать нормальным диапазоном? Отметим противоречие в приводимых в справочной литературе нормативах: обычно указывают, что концентрация белка в разовой порции не превышает 0,033 г/л, в то время как объем суточной протеинурии допускается до 0,15 г/сут - от следов и 50 мг/сут, 100 мг/сут и 150 мг/сут. Эти различия можно объяснить индивидуальными особенностями экскреции белка. Действительно, для большинства здоровых людей характерна небольшая протеинурия в пределах 50 мг/сут, в то время как в популяции в целом протеинурия достигает более существенных величин. Иначе говоря, этот параметр в "норме" имеет негауссов характер распределения (рис. 4-1) и верхняя граница протеинурии, равная 0,02–0,05 г/сут или до 0,033 г/л, соответствует большинству здоровых людей, но не для всех.

У незначительной части (у 10–15%) протеинурия может достигать 0,15 г/сут. Кроме того, в практике имеют значение особенности используемых методов, "захватывающих" различный спектр уропротеинов. Однако общепринятыми методами (проба с сульфосалициловой кислотой - для качественного, пиррогалоловый метод и биуретовая реакция - для количественного анализа) в моче здорового человека, как правило, белок не обнаруживается. И если в моче обнаружены обычными методами при "общем анализе мочи" следы белка или концентрация его составляет 0,033 г/л, необходимо повторить анализ, поскольку даже минимальное количество должно настораживать в отношении возможного заболевания почек. В сомнительных случаях следует определять суточную потерю белка с мочой. Для выявления изменений белкового спектра мочи при патологических состояниях необходимо иметь представление не только о качественном, но и количественном составе белков в норме.
Белковый спектр мочи в норме и при патологии. В моче здоровых людей обнаружено более 200 белков, имеющих различное происхождение: одни фильтруются из плазмы крови, другие имеют почечное происхождение или секретируются эпителием мочевого тракта. Следует отметить, что основным компонентом плазменных белков, экскретируемых с мочой, является альбумин (за сутки выделяется менее 10 мг альбумина). В моче также можно обнаружить различные тканевые белки, которые способны проходить через клубочек. Наибольший интерес представляют тканевые белки, которые в моче выявляются при поражениях тех или иных органов (слюнных желез, поджелудочной железы, сердца, печени, рабдомиолиз и др.).
Часть белков, появляющихся в моче, имеет почечное происхождение и является результатом нормальной тубулярной секреции или естественных процессов обновления почечной ткани. К гликопротеинам относится количественно преобладающий белковый компонент нормальной мочи - мукопротеин Тамма–Хорсфалла , или уромодулин . Белок имеет исключительно почечное происхождение и синтезируется эпителиальными клетками толстого восходящего отдела петли Генле и начального сегмента дистальных извитых канальцев. Иначе говоря, традиционный постулат о том, что в состоянии здоровья моча не содержит белок или иносказательно - факт обнаружения протеинурии всегда является патологическим признаком - неправильный! Моча - коллоид, содержащий белок, обеспечивающий ее коллоидно-онкотические свойства, необходимые для физиологического мочеобразования с широким концентрационным диапазоном кристаллоидов в моче.
Уромодулин - специфичный почечный белок массой 95 кДа, является мажорным белком, выделяемым с мочой в норме. Биологические функции уромодулина очень разнообразны, что связано, в том числе, с разнообразием его олигомерных форм в широком диапазоне физико-химических условий, в которых он находится в моче. Изоформа в 7 млн Да и размером 100–120 нм является доминантной в моче здоровых людей. При развитии патологии отмечают существенный сдвиг фракционного состава олигомерных форм белка в моче в область крупных частиц 200 нм и более, что связывают с переходом олигомерной формы 7 млн Да в олигомерную форму 28 млн Да.
Физиологические и патофизиологические механизмы протеинурии. Определение значения протеинурии и вызвавшей ее причины требует понимания физиологических процессов, связанных с судьбой белка в почке и патофизиологических механизмов протеинурии.
Клубочковый фильтр состоит из трех весьма сложных слоев. Внутренний слой - эндотелий, 30% поверхности которого составляют поры размером около 40 нм. Эти поры закрыты специальной диафрагмой, так что уже на этом уровне селекция фильтрата определяется не только величиной пор, но и функцией диафрагмы. Снаружи от эндотелия лежит трехслойная гломерулярная базальная мембрана, проницаемость которой определяется пространственным расположением коллагеновых филаментов и ее электрическим зарядом. С мочевой стороны базальной мембраны расположен еще один барьер - эпителиальная выстилка - подоцитарный аппарат. Подоцит содержит миофиламенты, осуществляющие активную функцию при фильтрации - "насосы ультрафильтрации". Таким образом, гломерулярный фильтр - сложная 4–5-ступенчатая селективная система фильтрации.
Клубочковый фильтрационный барьер пропускает белки в зависимости от их молекулярной массы, размера и заряда (рис. 4-2). В норме гломерулярные базальные мембраны нефрона способны пропускать белки, размер которых не превышает 4 нм, а их молекулярная масса не более 70 кДа. Такие белки свободно фильтруются и реабсорбируются в проксимальных канальцах: сывороточный альбумин (молекулярная масса около 69 кДа, размер молекулы 3,6 нм), миоглобин (молекулярная масса 17 кДа; 1,95 нм), преальбумины (молекулярная масса 55 кДа), лизоцим, α2 -микроглобулин, α1 - и α2 -микроглобулины и др. Помимо молекулярной массы, размера и конфигурации белковой молекулы большую роль в процессе фильтрации играет ее заряд. Наличие анионных участков, в норме формирующихся в виде ленты на lamina rara externa и lamina rara interna базальной мембраны, подоцитах, эндотелии и мезангии, затрудняет прохождение отрицательно заряженных макромолекул. Так, прохождение главного белка плазмы крови - альбумина, имеющего отрицательный заряд при физиологических значениях рН, затруднено, главным образом, из-за его заряда.

Согласно этим представлениям физиологическая экскреция белка является результатом взаимодействия клубочковых и канальцевых механизмов, а поражение любого из этих отделов нефрона может приводить к повышенной экскреции белка с мочой - протеинурии (рис. 4-3).

Протеинурия может быть транзиторной или персистирующей . Персистирующая протеинурия чаще всего является симптомом поражения почек и может наблюдаться при острых или хронических гломерулонефритах, пиелонефритах, врожденных или наследственных заболеваниях почек и др. Ее обнаружение независимо от наличия или отсутствия клинической симптоматики указывает на необходимость тщательного обследования. Особенно серьезный прогноз имеет протеинурия, сопровождающаяся гематурией и/или другими симптомами поражения почек.
Так называемая функциональная протеинурия, связанная с гемодинамическим стрессом, может наблюдаться на фоне лихорадки, при эмоциональном стрессе, застойной сердечной недостаточности, а также после физической нагрузки или охлаждения. Данная протеинурия не связана с первичным поражением почек и, по определению, исчезает после устранения вызвавшей ее причины. Увеличение экскреции белка с мочой при смене положения тела (переходе в вертикальное положение), которое наблюдается чаще всего у подростков, называется постуральной или ортостатической протеинурией. Принято считать, что эти типы транзиторной протеинурии (физиологическая и ортостатическая) являются доброкачественными и не требуют углубленного обследования. Однако благодаря использованию современных методов исследования, главным образом, прижизненной пункционной биопсии почек и электронной микроскопии, при некоторых видах так называемой физиологической протеинурии удалось обнаружить гистологические изменения в почках, что ставит под сомнение функциональный характер такой протеинурии.
Патологическая протеинурия может быть преренальной, ренальной и постренальной.
Причины протеинурии
Ренальные причины гломерулопатии
Наследственные гломерулопатии
Тубулопатии
Другие причины
Преренальные причины
Постренальные причины
Иные причины протеинурии
Преренальная, или "перегрузочная", протеинурия не связана с поражением почек, а возникает в результате ряда заболеваний или патологических состояний, сопровождающихся повышенным синтезом низкомолекулярных белков (молекулярная масса 20–40 кДа), циркулирующих в крови, фильтрующихся нормальными клубочками и не полностью реабсорбирующихся.
Наиболее часто перегрузочная протеинурия представлена легкими цепями иммуноглобулинов (белок Бенс–Джонса), миоглобином, гемоглобином, лизоцимом и наблюдается при миеломной болезни, макроглобулинемии Вальдестрема, внутрисосудистом гемолизе, рабдомиолизе, моноцитарном лейкозе и некоторых других заболеваниях.
Ренальная протеинурия обусловлена поражением клубочков и/или канальцев почек. В зависимости от локализации патологического процесса в нефроне меняются состав и количество уропротеинов.
При преимущественном поражении клубочков почек в основном страдает процесс фильтрации. Это относится к гломерулярному типу протеинурии, который может быть связан с потерей полианионного слоя или с нарушением целостности гломерулярных базальных мембран. В первом случае через незаряженный барьер проходят низкомолекулярные белки, в том числе альбумин (3,6 нм), трансферрин (4 нм), но не IgG (5,5 нм). Во втором случае в мочу попадают и крупномолекулярные белки. При этом нормальные механизмы реабсорбции белков в проксимальных канальцах ограничены, и альбумин так же, как и другие макромолекулы, будет в избыточном количестве поступать в мочу.
Таким образом, способность поврежденного клубочкового барьера пропускать в мочу белковые молекулы различной молекулярной массы меняется в зависимости от степени и характера повреждения, поэтому по составу уропротеинов выделяют три типа протеинурии: высокоселективный, селективный и неселективный.
При высокоселективном типе в моче обнаруживаются низкомолекулярные белковые фракции - до 70 кДа (в основном альбумин). Нефротический синдром с минимальными изменениями послужил моделью высокоселективной протеинурии.
При селективной протеинурии в моче выявляют белки как при высокоселективном типе, так и большей молекулярной массы до 150 кДа.
И, наконец, при неселективной протеинурии в моче обнаруживаются белки с молекулярной массой 830–930 кДа.
Для характеристики селективности протеинурии используют определение индекса селективности, который рассчитывают как отношение клиренсов высокомолекулярных белков (чаще всего IgG) к низкомолекулярным (альбумину или трансферрину). Низкая величина этого отношения (<0,1) указывает на дефект фильтра, связанный с нарушением его способности задерживать заряженные молекулы (селективная протеинурия). Напротив, повышение индекса >0,1 свидетельствует о неселективном характере протеинурии. Таким образом, индекс селективности протеинурии отражает степень проницаемости клубочкового фильтрационного барьера для макромолекул. Это имеет диагностическое значение, так как селективная протеинурия характерна для пациентов с нефротическим синдромом с минимальными изменениями и предполагает высокую чувствительность к глюкокортикоидной терапии. В то же время неселективная протеинурия связана с более грубыми изменениями базальной мембраны и наблюдается при различных морфологических вариантах первичного хронического гломерулонефрита (мембранозная нефропатия, мембранозно-пролиферативный гломерулонефрит, фокально-сегментарный гломерулосклероз), вторичном гломерулонефрите и, как правило, свидетельствует о резистентности к стероидам.
Определение селективности протеинурии косвенно позволяет оценить патоморфологический тип поражения клубочков и может служить критерием эффективности проводимой терапии, в том числе глюкокортикоидами.
Повышение гидростатического давления в капиллярах клубочков в результате изменения тонуса афферентной и эфферентной артериол может также приводить к увеличению количества фильтруемого белка (преимущественно альбумина). Это является вариантом гломерулярной протеинурии и может наблюдаться при гиперфильтрации любого происхождения. Так, например, субклиническое повышение экскреции альбумина с мочой (от 20 до 200 мкг/мин) является предвестником развития диабетической нефропатии у больных с инсулинзависимым СД и прогрессирования хронических заболеваний почек.
Тубулярный тип протеинурии характеризуется нарушением реабсорбции белков в проксимальных канальцах почек и преимущественной экскрецией с мочой низкомолекулярных протеинов (молекулярная масса до 40 кДа). В норме низкомолекулярные белки, профильтровавшиеся из плазмы крови, практически полностью реабсорбируются в проксимальных канальцах. В свою очередь, тубулярные повреждения или дисфункции сопровождаются снижением реабсорбции низкомолекулярных белков в проксимальных канальцах почек, что приводит к их повышенной экскреции с мочой. Тубулярная протеинурия обычно не превышает 2 г/1,73 м2 в сутки.
Низкомолекулярная протеинурия характерна для всех состояний, сопровождающихся поражением интерстициальной ткани почек: интерстициального нефрита различной этиологии, в том числе действие нефротоксичных агентов различного происхождения, включая токсическое действие лекарственных препаратов (салицилаты, аминогликозиды), отторжение трансплантата, инфекции и обструкции мочевых путей, уролитиаз, болезнь Вильсона, балканская нефропатия, синдром Фанкони.
Повышение экскреции низкомолекулярных белков наблюдается и при гломерулонефритах (смешанный тип протеинурии), поскольку при высокой фильтрационной нагрузке альбумин снижает тубулярную реабсорбцию низкомолекулярных белков, конкурируя за общие транспортные механизмы.
В качестве индикатора тубулярной протеинурии чаще всего использовался β2 -микроглобулин (молекулярная масса 11,8 кДа), ретинолсвязывающий белок (молекулярная масса 21 кДа), β1 -микроглобулин (молекулярная масса 27 кДа), цистатин С (цисС) (молекулярная масса 13 кДа), а также может использоваться определение ферментов мочи, имеющих почечное происхождение.
Использование β2 -микроглобулина получило наибольшее распространение: повышение альбуминурии при нормальной экскреции β2 -микроглобулина характерно для клубочковой протеинурии, а преобладающая экскреция β2 -микроглобулина - для канальцевой протеинурии. Однако экскреция β2 -микроглобулина с мочой наблюдается не только при повреждении почечных канальцев при различных заболеваниях почек, но и при онкологической патологии, миеломной болезни, лимфогранулематозе, болезни Крона, гепатитах и т.д. Кроме того, имеется большая вероятность получения ошибочных заключений из-за влияний доаналитического этапа исследования содержания этого белка.
Постренальная протеинурия обусловлена попаданием воспалительного экссудата, богатого белком, в мочу при заболеваниях мочевыводящих путей (цистит, простатит).
По величине протеинурия может колебаться от микропротеинурии до высокой (нефротической).
В частности, под термином "микроальбуминурия" (МАУ) понимают экскрецию альбумина с мочой в количестве, превышающем физиологическую норму, но ниже пределов чувствительности обычно используемых методов. МАУ диагностируется при суточных потерях альбумина с мочой от 10 до 300 мг/сут. Клиническое значение имеет персистирующая МАУ, то есть альбуминурия, которая выявляется не менее чем в двух из трех последовательных анализах мочи, выполненных за 3–6 мес. Согласно современным данным, МАУ является проявлением генерализованного нарушения проницаемости сосудистого эндотелия и ассоциируется с повышением и риском осложнения ССЗ, СД, метаболического синдрома, АГ и поэтому имеет большое прогностическое значение. Результаты исследований последних лет свидетельствуют о наследственной предрасположенности к МАУ: повышенный уровень альбумина в моче отмечен у нормотензивных подростков, у родственников которых имелась АГ. Высказываются предположения, что склонность к МАУ может сочетаться с предрасположенностью к метаболическим нарушениям. МАУ наблюдается при поражениях интерстиция и канальцев в результате нарушения реабсорбции белков и сочетается с повышенным уровнем экскреции IgG.
Прогрессирование МАУ приводит к активации внутрипочечной ренин-ангиотензиновой системы, гипертрофии и пролиферации мезенгиальных, интерстициальных клеток паренхимы почек с усилением миграции макрофагов/моноцитов. Увеличение синтеза компонентов внеклеточного матрикса приводит к склерозу почечной ткани, постепенно происходит окклюзия клубочков и атрофия почечных канальцев, гиперфильтрация сменяется гипофильтрацией и, как следствие, появляются клинические признаки почечной недостаточности. Таков механизм ХБП как "единого знаменателя" различных по этиологии заболеваний почек.
По рекомендациям ВОЗ у данной группы пациентов рекомендуется определять уровень альбумина в моче не реже одного раза в год. Кроме того, снижение экскреции альбумина с мочой в результате проводимой терапии часто сопровождается улучшением клинических исходов. Выявленная на ранних стадиях (до 200 мг/сут) МАУ обратима: снижение АД, уровня глюкозы в крови до физиологических величин часто приводит к исчезновению МАУ.
Низкая протеинурия (от 300 мг до 1 г/сут) может наблюдаться при острой инфекции мочевыводящих путей, обструктивной уропатии и пузырно-мочеточниковом рефлюксе, тубулопатиях, мочекаменной болезни, хроническом интерстициальном нефрите, опухоли почки, поликистозе.
Умеренная протеинурия (от 1 до 3 г/сут) может отмечаться при остром канальцевом некрозе, гепаторенальном синдроме, первичном и вторичном гломерулонефрите (без нефротического синдрома), протеинурической стадии амилоидоза. Потеря больших количеств белка с мочой (>3 г/сут) почти всегда связана с нарушением функции клубочкового фильтрационного барьера в отношении размера или заряда белков, что приводит к развитию нефротического синдрома (нефротическая протеинурия ) (табл. 4-4).
Лабораторные параметры | Хронический гломерулонефрит | Волчаночный нефрит | Амилоидоз |
---|---|---|---|
Протеинурия |
Может быть умеренной |
Редко бывает >8–10 г/сут |
Может быть значительной |
Альбумин крови |
Может быть очень низким <20 г/л |
Редко бывает <20 г/л |
Может быть очень низким <20 г/л |
Холестерин |
Повышен |
Может быть нормальным |
Повышен |
Диспротеинемия |
Чаще гипер-α2 -глобулинемия |
Чаще гипергаммаглобулинемия |
Чаще гипергаммаглобулинемия |
В заключение следует отметить, что определение белка в моче имеет не только диагностическое, но и прогностическое значение, позволяя осуществлять мониторинг течения нефропатий и эффективность проводимой терапии.
4.4.2.1. Информативность различных методов оценки протеинурии
Низкое содержание белка в моче здоровых людей часто находится на пороге чувствительности большинства известных методов, и зачастую не удается достаточно четко определить степень протеинурии, что связано с:
-
1) большими индивидуальными колебаниями в содержании белка в моче;
-
3) трудностями подбора методов, позволяющих одновременно определять все плазменные и тканевые белки мочи, так как способность отдельных белковых компонентов осаждаться под влиянием химических агентов различна. Определение общего белка является некоторым компромиссом, так как не существует метода, который позволил бы определить весь спектр уропротеинов.
Все качественные пробы на белок в моче основаны на способности белков к денатурации под влиянием различных физических и химических факторов: проба Геллера (с концентрированной азотной кислотой), проба с кипячением, пробы с трихлоруксусной или сульфосалициловой кислотами. Проба с последней представляет собой чувствительный и более простой в исполнении метод, поэтому ее считают наиболее подходящей для выявления патологической протеинурии. Качественная проба с сульфосалициловой кислотой становится положительной, если концентрация белка составляет не менее 10 мг/100 мл мочи.
Определение белка в моче с помощью тест-полосок относится к полуколичественным методам . Поскольку в диагностических полосках в качестве индикатора чаще всего используется краситель бромфеноловый синий, они оказываются более чувствительными к альбуминам. При этом бумажные индикаторы часто выявляют даже физиологическое количество белков, при наличии которого проба с сульфосалициловой кислотой остается еще негативной. Однако обычные тест-полоски не могут определить концентрацию альбумина в моче менее 30 мг/дл, следовательно, не могут быть использованы для скрининга МАУ. В то же время диагностические полоски менее чувствительны к мукопротеинам и низкомолекулярным белкам и вообще не выявляют протеинурию Бенс–Джонса. Необходимо помнить, что наличие в моче рентгеноконтрастных препаратов и высокие значения рН мочи (выше 7,0) могут давать ложноположительные результаты тест-полосок на белок. При визуальной оценке результатов анализа с использованием бумажных индикаторов полученные данные следует рассматривать как ориентировочные и использовать в качестве скрининга.
Для количественной оценки белка в моче наибольшее распространение получили турбидиметрические методы. Они основаны на снижении растворимости белков мочи вследствие образования суспензии взвешенных частиц под воздействием преципитирующих агентов. О содержании белка в исследуемой пробе судят либо по интенсивности светорассеяния, определяемого числом светорассеивающих частиц (нефелометрический метод анализа), либо по ослаблению светового потока образовавшейся суспензией (турбидиметрический метод анализа). Использование сульфосалициловой кислоты в качестве денатурирующего агента обеспечивает методу достаточную чувствительность. В то же время под воздействием сульфосалициловой кислоты светорассеивающая способность частиц, образующихся из альбумина, в четыре раза превосходит светорассеивание частицами, образующимися в тех же условиях из глобулинов. Использование трихлоруксусной и фосфорно-вольфрамовой кислот значительно повышает чувствительность метода.
Наиболее чувствительными и точными являются фотометрические методы определения общего белка мочи, основанные на специфических цветных реакциях белков, - по биуретовой реакции и метод Лоури, а также методы, основанные на способности различных красителей образовывать комплексы с протеинами (Понсо S, Кумасси, бриллиантовый синий и пирогаллоловый красный).
Многочисленные методы были разработаны для выделения и идентификации отдельных белков мочи. Так, для определения белкового спектра мочи широко используют электрофорез на различных носителях - агарозе, ацетат-целлюлозных мембранах, полиакриламидном геле; иммуноэлектрофорез или изоэлектрическое фокусирование. Эти методы пригодны в основном для идентификации, а не для количественного определения белков. Сопоставление электрофореграмм образцов мочи и сыворотки крови указывает на степень селективности гломерулярной протеинурии.
Присутствие отдельных белков в моче может быть обнаружено с помощью различных физико-химических методов. При этом наиболее удобными считаются иммунохимические методы, в частности иммуноферментный анализ, благодаря высокой чувствительности, специфичности, относительной легкости и быстроте выполнения. Все шире используются иммунотурбидиметрия и лазерная нефелометрия. Все указанные методы обладают высокой чувствительностью и специфичностью, поэтому выбор конкретного метода определяется клиническими задачами и аналитическими возможностями лаборатории.
В табл. 4-5 представлены наиболее часто используемые белки-маркеры видов протеинурии.
Форма протеинурии | Причина | Размер белка, кДа | Выделение, г/сут | Белок-маркер |
---|---|---|---|---|
Селективная гломерулярная |
Повышенная проницаемость низкомолекулярных белков |
50–70 |
0,03–0,3 |
Альбумин, трансферрин |
Неселективная гломерулярная |
Повышенная проницаемость высокомолекулярных белков |
>150 |
1,5–20 |
Альбумин, IgG |
Тубулярная протеинурия |
Сниженная тубулярная реабсорбция белков |
10 –70 |
0,15–15 |
α1 -Микроглобулин, β2 -микроглобулин, ретинолсвязывающий белок, цистатин С, β-NAG |
Смешанная протеинурия |
Повышенная проницаемость клубочков и нарушение тубулярной реабсорбции |
От 10 и >150 |
0,15–20 |
Альбумин, α1 -микролобулин |
Преренальная протеинурия |
Увеличение выделения низкомолекулярных белков |
15–70 |
0,1–50 |
Гемоглобин, миоглобин, белок Бенс–Джонса |
Постренальная протеинурия |
Кровотечение или экссудация в мочевыводящих путях |
>150 |
Варьирует |
α2 -Макроглобулин, белок Тамма–Хорсфалла, IgA, апоА-1 |
Очевидно, что сегодня говорить о протеинурии вообще недостаточно. Нужно рассматривать дифференцированно состав экскретируемых с мочой белков, оценивать селективность протеинурии. Неселективная протеинурия клубочкового происхождения - показатель серьезных повреждений гломерулярного фильтра. В последнее время модифицировалось патофизиологическое представление о роли протеинурии как фактора прогрессирования поражения почек, что обусловлено токсическим влиянием протеинов на канальцевый аппарат (факторы комплемента, железо-медь-содержащие компоненты и т.д.) и индукцией воспалительного процесса медиаторами, например ИЛ-6, МСР-1 (моноцитарный хемотаксический протеин), RANTES (хемокин (СС мотив) лиганда 5) - продукция которых инициируется патологическим характером "перегрузочной" реабсорбции белка канальцевым аппаратом нефрона. Эти пулы внутриклеточного белка экспрессируют синтез лизосомных протеаз, таких как катепсин B и D, что приводит к аутолизу клеток почек. Тубулярный синтез хемокинов обусловливает перемещение клеток воспаления (моноциты, макрофаги) из крови в почки, а также продукцию внеклеточных субстанций (фибронектин, коллаген IV) в мезангиуме, подоцитах и эпителии канальцев, что способствует интерстициальной перестройке (интерстициальному фиброзу).
В целом диагностическая значимость протеинурии оценивается в совокупности иных признаков мочевого синдрома. Алгоритм диагностического процесса при обнаружении протеинурии представлен на рис. 4-4.

4.4.3. Мочевой осадок
Различают органическую и неорганическую части мочевого осадка. Органическая часть осадка представлена эритроцитами, лейкоцитами, цилиндрами и эпителием. Неорганический компонент представлен прежде всего различными солями.
Для улучшения дифференциации различных компонентов мочевого осадка удобно использовать суправитальное окрашивание осадка, принятое в странах Западной Европы. Для этого применяются специально подготовленные стекла, на которые предварительно импрегнирован краситель, или используются специальные суправитальные красители.
Красители позволяют обеспечивать стандартизацию для быстрого и точного обнаружения и идентификации нейтрофилов, эпителиальных клеток, цилиндров, клеток злокачественных новообразований и других элементов мочевого осадка. Данная методика рекомендована Европейской группой анализа мочи в рамках Европейской конфедерации лабораторной медицины.
Число клеток в моче может быть определено несколькими методами.
-
С помощью полуколичественных методов , позволяющих считать клетки в поле зрения микроскопа при большом или малом увеличении: 15 мл свежевыпущенной мочи подвергают центрифугированию при 1500 об./мин в течение 5 мин. Удаляют все, кроме 1 мл супернатанта, в котором и разводят полученный осадок. Несколько капель мочи переносят на предметное стекло, пользуясь либо пипеткой Пастера, либо простым переливанием, и накрывают покровным стеклом. Рассматривают сначала под малым увеличением с целью повышения чувствительности для некоторых форменных элементов. Затем под большим увеличением (×40) подсчитывают количество эритроцитов, лейкоцитов и других элементов в нескольких полях зрения. Такой полуколичественный подсчет "в поле зрения" связан с различиями в объеме взвешенной жидкости, толщине слоя под покровным стеклом, способе переноса осадка из центрифужной пробирки на предметное стекло, а также с использованием различного увеличения.
-
Посредством количественных методов , подсчитывающих клетки в единице объема или число клеток, экскретируемых в единицу времени.
Количество элементов мочевого осадка определяется пробами Аддиса–Каковского (суточная экскреция), Амбурже (выделение элементов в минуту, рассчитанное при сборе мочи за 3 ч) и Нечипоренко (выделение элементов в единице объема мочи при произвольном сборе пробы мочи).
Подсчет клеток, экскретируемых за определенный период, обеспечивает более точные результаты. Однако сбор мочи по Аддису подвержен значительной вариабельности, связанной, прежде всего, с изменениями, происходящими при хранении мочи в течение столь продолжительного времени, и поэтому в настоящее время представляет лишь исторический интерес. В России наибольшей популярностью пользуется проба Нечипоренко, хотя предпочтение должно быть отдано пробе Амбурже, поскольку результаты пробы Нечипоренко зависят от объема диуреза.
Проба Амбурже : моча собирается в течение 3 ч, измеряется объем диуреза, рассчитывается минутный диурез, измеряется количество форменных элементов в единице объема мочи, используя счетную камеру, и рассчитывается экскреция форменных элементов за 1 мин.
4.4.3.1. Лейкоцитурия
У здорового человека при проведении микроскопического исследования мочи обнаруживают единичные лейкоциты в каждом поле зрения: у мужчин до 2–3, а у женщин до 5–6. Наличие лейкоцитов в моче сочетается как с инфекцией мочевыводящих путей, так и с неинфекционными заболеваниями почек.
Лейкоцитурия, выявляемая тест-системами "сухой химии", определяется на основе эндоксилэстеразной активности, происходящей из нейтрофильных гранулоцитов и макрофагов, высвобождающейся в результате лизиса клеток на мягкой прокладке тест-полоски (лейкоцитарная эластаза). Чувствительность полосок около 80–90% при определении границы 20×106 WBC/L против счетной камеры свободных нецентрифугированных образцов. При наличии 100×106 WBC/L чувствительность достигает более 90%.
При интерпретации результатов уровня лейкоцитурии необходимо обращать внимание на реакцию мочи. Важно учесть, что в щелочной моче быстро происходит разрушение форменных элементов, прежде всего лейкоцитов: в течение 2–3 ч до 50%. Иначе говоря, при этом нормальная величина лейкоцитурии, зафиксированная в анализе мочи, выполненном в амбулаторных условиях, может свидетельствовать о наличии диагностически значимой лейкоцитурии.
При "пограничных" значениях экскреции форменных элементов с мочой можно использовать методы количественной оценки экскреции форменных элементов. Нормальные показатели количества лейкоцитов по Аддису–Каковскому составляют 2 млн/сут, Амбурже и Нечипоренко - 2000/мин и 2000/мл соответственно.
В ряде случаев может помочь исследование лейкоцитарной формулы мочи. Так, при инфекционных процессах, в частности пиелонефрите, как правило, констатируется преобладание нейтрофилов, а при "волчаночном нефрите" - лимфоцитурия. Эозинофилурия может наблюдаться при интерстициальном нефрите.
В урологической практике применяют методы оценки топики инфекционного поражения почки и/или мочевыводящей системы: трехстаканная проба.
4.4.3.2. Эритроцитурия
Значительные вариации верхней границы нормы эритроцитов мочи у субъектов без видимого почечного заболевания в основном связаны с использованием различных методик сбора, обработки и анализа мочи и отсутствием контроля физической активности перед сбором мочи, что может вызывать транзиторную микроэритроцитурию.
Эритроцитурия поражает миллионы людей всех возрастов, встречается почти при всех заболеваниях почек и мочевыводящих путей, причем при многих из них представляет собой раннее и ведущее проявление болезни. Особенно высока частота гематурии у детей и лиц старше 50 лет. При этом, в отличие от взрослых, гематурия в детском возрасте обычно не является симптомом опухолевого поражения мочевыделительной системы.
Эритроцитурия - патологический мочевой синдром, характеризующийся повышенным содержанием эритроцитов в моче, а именно более 1 эритроцита в поле зрения при большом увеличении микроскопа при исследовании утренней порции мочи после соответствующего туалета. В нормальной моче, собранной в состоянии относительного покоя (после ночного сна), единичные эритроциты обнаруживаются не в каждом поле зрения микроскопа при увеличении в 280 раз. В пробе Аддиса–Каковского допускается экскреция до 1 млн эритроцитов в сутки. В пробе Амбурже - до 1000 эритроцитов в минуту.
При использовании тест-полоски наличие эритроцитурии регистрируется по положительному псевдопероксилазному эффекту гемоглобина. Чувствительность тест-полоски эквивалентна наличию примерно 3–5 эритроцитов в 2 мкл мочи. Тест чувствителен в меньшей степени к наличию интактных эритроцитов. Иначе говоря, тест с большей надежностью выявляет продукты лизиса эритроцитов, что происходит при почечной гематурии. Нередко эритроцитурию обозначают термином "гематурия". Микрогематурия наиболее часто обнаруживается случайно или с помощью тест-полосок. Чувствительность к определению свободного гемоглобина тест-полосками (0,015–0,062 мг/дл гемоглобина, что эквивалентно 5–20 эритроцитам в поле зрения) позволяет рекомендовать для скрининга на наличие гематурии. В гипотоничной моче он более чувствителен для определения незначительной микрогематурии, чем гипертоничной (в гипотоничной моче эритроциты лизируются, высвобождая гемоглобин, быстрее определяемый, чем целые эритроциты). Некоторые виды индикаторных полосок могут отличать интактные эритроциты от гемоглобина и миоглобина. Тест-полоски на гемоглобин имеют чувствительность не менее 91% и специфичность 65–99%. Однако исследования с помощью тест-полосок, обладая достаточной чувствительностью, часто дают ложноположительные результаты, поэтому для подтверждения гематурии обязательно микроскопическое исследование. Положительный результат исследования на гематурию с помощью тест-полоски в сочетании с отсутствием эритроцитов при микроскопии осадка бывает при гемоглобинурии или миоглобинурии, при загрязнении мочи (действие бактериальных пероксидаз), в присутствии окисляющих агентов (например, моющих средств, используемых при мытье посуды для сбора мочи). Ложноотрицательные результаты связаны в основном с высокой концентрацией (более 5 мг/дл) аскорбиновой кислоты в моче, которая ингибирует пероксидазную реакцию, и высокой относительной плотностью мочи или снижением рН менее 5,1.
Не всегда изменение цвета мочи вызвано гематурией, поэтому принято выделять истинную и ложную гематурию. Последняя может быть связана с употреблением в пищу некоторых продуктов, медикаментов и других веществ, способных изменять цвет мочи. Красный цвет моче могут придавать также метаболиты нарушенного порфиринового обмена в организме при порфириях - уропорфирин I, порфобилиноген и др.
По интенсивности выделения эритроцитов различают макроэритроцитурию (макрогематурию) (не менее 1 мл крови в 1 л мочи) и микроэритроцитурию (микрогематурию). При макрогематурии всегда изменен цвет мочи, при этом степень окраски колеблется от цвета "мясных помоев" до интенсивно-красного и даже бурого (из-за перехода гемоглобина в гематин при кислой реакции мочи). Микрогематурия характеризуется отсутствием изменения цвета мочи и обнаружением эритроцитов лишь при микроскопии осадка.
По характеру гематурия подразделяется на инициальную (в начале акта мочеиспускания), терминальную (в конце акта мочеиспускания) и тотальную (в течение всего акта мочеиспускания), а также изолированную и сочетанную (с другими проявлениями мочевого синдрома - протеинурией, лейкоцитурией и др.).
По клиническому течению гематурию делят на безболевую и болевую (с болями в животе или в поясничной области), а также на стойкую и рецидивирующую.
Симптом эритроцитурии неспецифичен. Все многообразие причин, которые могут привести к гематурии, традиционно можно разделить на преренальные, в большей мере связанные с нарушением системы коагуляции, ренальные и постренальные, связанные с патологией мочевыводящего тракта. Неполный перечень возможных причин эритроцитурии в зависимости от места кровотечения представлен ниже.
4.4.3.2.1. Причины эритроцитурии
Преренальные.
Почечные.
Клубочковые.
Неклубочковые.
Тубулоинтерстициальное поражение почек.
Опухоли.
Сосудистые.
Инфекционные.
Постренальные.
Повреждения лоханки и мочеточника.
Повреждения мочевого пузыря.
Прочие.
4.4.3.2.2. Факторы, играющие роль в механизме развития эритроцитурии
Факторы, значение которых в механизме эритроцитурии признаются, можно разделить на местные и общие. К местным относятся:
-
2) сосудистые: некротическое воспаление почечных артерий и артериол, почечная внутрисосудистая коагуляция;
-
3) мембранные: нестабильность (генетическая или приобретенная) гломерулярной базальной мембраны, ее сегментарные изменения в виде истончения и разрежения;
-
4) тубулоинтерстициальные: повреждение интерстициальной ткани и эпителия извитых канальцев с развитием папиллярного некроза или без него.
В происхождении эритроцитурии определенное значение имеют нарушения функций эритроцитов периферической крови. Одним из факторов устойчивости эритроцитов является отрицательный заряд их поверхностной мембраны, который во многом зависит от составляющих биологического матрикса - полисахаридов. Отрицательный заряд мембраны эритроцитов обусловливает осмотическую устойчивость, деформируемость и агрегационную способность эритроцитов. Потеря эритроцитарного заряда и микроангиопатия создают благоприятный фон для развития локальной (почечной) внутрисосудистой коагуляции как фактора патогенеза гематурии.
Несмотря на обилие современных диагностических методов, далеко не всегда удается установить причину эритроцитурии. После использования всех возможных методов исследования причина гематурии остается неизвестной в 5–10% случаев.
В попытках установить уровень поражения при эритроцитурии различные авторы предлагают самые разнообразные методики, основанные на изучении морфологии эритроцитов мочевого осадка. Известно, что эритроциты при прохождении через нефрон подвергаются различным морфологическим изменениям. Наблюдаемый широкий спектр морфологических изменений эритроцитов обозначили термином "дисморфизм" (рис. 4-5).

Дисморфичные эритроциты различаются по форме (пойкилоцитоз) и размерам (анизоцитоз). Они, как правило, более мелкие, с неровными контурами и небольшими выростами клеточной мембраны, часто фрагментированы и могут сочетаться с наличием эритроцитарных или гранулярных цилиндров. Напротив, эритроциты внепочечного происхождения, одинаковые по размеру, с ровными контурами и имеют два основных морфологических типа клеток: неизмененные (эуморфичные или изоморфичные) с нормальным содержанием гемоглобина, похожие на клетки циркулирующей крови и "клетки-тени" со сниженным содержанием гемоглобина; иногда встречаются еще и зубчатые клетки ("эхиноциты").
Присутствие более 80% дисморфичных эритроцитов в осадке мочи расценивалось авторами как гломерулярная гематурия, наличие более 80% неизмененных эритроцитов - как негломерулярная; примерно равные количества и тех и других - как смешанная.
Для морфологической характеристики клеток мочевого осадка применяют фазово-контрастную микроскопию. Чувствительность и специфичность этого метода для диагностики гломерулярной гематурии оказалась достаточно высокой - 95 и 100% соответственно.
Следует отметить, что дисморфизм эритроцитов не указывает исключительно на клубочковое происхождение эритроцитурии, скорее на почечное ее происхождение, так как пациенты с интерстициальными поражениями почек также могут демонстрировать дисморфизм. Наиболее вероятное объяснение образования дисморфичных эритроцитов:
-
1) физическое давление, действующее на эритроциты при прохождении через базальную мембрану, вызывающее их механическое повреждение;
-
2) осмотическая "травма", изменения рН и воздействие тубулярных ферментов во время пассажа через канальцы;
-
3) токсическое действие лизосомальных ферментов, высвобождающихся из разрушенных клеток в результате воспаления;
Прохождение эритроцитов через узкие поры возможно лишь в том случае, если эритроциты, имеющие диаметр 7–8 мкм, сильно деформированы. Деформируемость, или способность клеток изменять свою форму под воздействием окружающих условий, - важная функция эритроцитов, которая обеспечивает их реологические возможности. Способность их к деформации определяется геометрией клетки, особенно отношением площади поверхности к объему (S/V ), вязко-эластичными свойствами мембраны и внутренней вязкостью цитоплазмы. Разнообразные внешние воздействия вызывают биохимические изменения мембран эритроцитов, способствуя возникновению или ускорению их спонтанной деформации. Осмоляльность - основной определяющий фактор, способствующий клеточной фильтрации через узкие поры. Высокая осмоляльность приводит к сморщиванию клеток с повышением отношения S /V и повышению цитоплазматической вязкости. Напротив, при низкой осмоляльности эритроциты разбухают, становятся выпуклыми, уменьшается соотношение S /V , что ведет к повышенному сопротивлению фильтрации и гемолизу.
Таким образом, эритроциты, прошедшие через гломерулярную базальную мембрану в пространство Боумена, подвергаются изменениям под воздействием изменяющихся значений осмоляльности и рН во время прохождения их через почечные канальцы. Так, рН 7,4 в гломерулярном ультрафильтрате снижается до 6,7 в проксимальном извитом канальце, вновь повышаясь до 7,4 на вершине петли Генле, и становится 6,5–6,6 в дистальном отделе нефрона. Последующая ацидификация происходит в зависимости от кислотно-основного состояния организма. У взрослого человека величина осмотического градиента в почке на протяжении нефрона изменяется приблизительно в 4,5 раза - от 300 мосм/кг Н2 О в корковом слое до максимальных значений 1450 мосм/кг Н2 О у вершины почечного сосочка (в зависимости от водного баланса). Особенно резко изменяется осмоляльность в юкстамедуллярных нефронах.
Таким образом, исследование морфологии эритроцитов мочевого осадка является достаточно простым и неинвазивным методом, позволяющим уточнить источник гематурии. Такой подход важен для скрининга пациентов как с макро-, так и с микрогематурией; он не приводит к установлению окончательного диагноза, но дает возможность врачу выбрать оптимальную тактику дальнейшего обследования и избежать ненужных инвазивных процедур.
Для фазово-контрастной микроскопии необходимо немедленно исследовать осадок свежевыпущенной мочи (не позже 1–2 ч) или применять фиксаторы (глютеральдегид или формальдегид). Метод не лишен субъективной оценки. Несмотря на то, что сканирующая электронная микроскопия является более точным методом для определения морфологических изменений эритроцитов, фазово-контрастная микроскопия все же остается лучшим методом для обычной лабораторной практики. В повседневной практике сохраняется привычка констатации выявления "измененных" или, как их ранее называли, "выщелочных" эритроцитов, которая расценивается как косвенный признак почечной гематурии из-за влияния осмотического градиента при прохождении эритроцита по канальцу в зоне петли Генле. Однако необходимо учитывать, что эритроциты, попавшие в мочу в мочевом пузыре, могут стать "измененными" при контакте с гипоосмолярной мочой.
Наиболее прогрессивным является применение автоматических цитометров, которые используют проточную цитометрию (ПЦ) и импеданс-метод для определения различных частиц в моче в зависимости от площади их поперечного сечения, длины, наличия или отсутствия ядра и т.д.
Такая технология позволяет достаточно точно отличать эритроциты от лейкоцитов, эпителиальных клеток, цилиндров, бактерий, кристаллов и других компонентов мочи. Автомат анализирует и выводит точное количество каждого вида клеток в течение 60 с без предварительного центрифугирования. С помощью такого анализатора также можно определять источник гематурии. Так, эритроциты, происходящие из клубочков, имеют меньший размер, чем негломерулярные. Чувствительность и специфичность такого метода для диагностики гломерулярной гематурии оказались достаточно высокими - 100 и 92,5% соответственно.
В заключение необходимо еще раз отметить неспецифичность симптома эритроцитурии. Очевидно, что природу эритроцитурии при нефропатиях, ее отношение к поражению того или иного отдела нефрона, а следовательно, установление природы заболевания (нозологический диагноз) нужно решать, ориентируясь на совокупность диагностических признаков в большей степени, чем анализ характера самой гематурии. Данное положение не следует понимать слишком буквально, но для большинства случаев эритроцитурии оно безусловно верно.
4.4.3.3. Цилиндрурия
Разговор о цилиндрах в мочевом осадке вынуждает возвратиться к белку Тамма–Хорсфалла, который обладает рядом необычных физико-химических свойств. Так, при увеличении его концентрации, а также концентрации электролитов и водородных ионов в моче происходит агрегация белка с образованием геля. Этот гель является матриксом образующихся цилиндров. Еще за 20 лет до описания этого белка I. Tamm и F. Horsfall замечательное описание его свойств дал Th. Addis (цит. по Шулутко Б.И., 2002): "Цилиндры в моче образованы веществом, которое растворяется при снижении концентрации водородного иона и соли мочи. Это свойство гиалиновых цилиндров может быть полезным для отделения вещества, из которого они состоят, от других форменных и неформенных составных частей мочи. Если мочу заменить 0,9% раствором натрия хлорида, то гиалиновые цилиндры, тем не менее, сохранятся. Прибавление некоторого количества уксусной кислоты создает вещество в аморфном желатинообразном виде, его можно отцентрифугировать, снова растворить в солевом растворе и ощелачивать столько раз, сколько это необходимо для того, чтобы достигнуть практически полного разделения с мочой. При изменении реакции от щелочной до кислой происходит быстрое образование геля, который является чистым гиалиновым цилиндром. Однако если мы прибавим к раствору красные кровяные клетки, эпителиальные клетки, то они будут захвачены в гель в период его образования, и мы обнаружим их внутри цилиндра. Таким образом, существует столько видов цилиндров, сколько может быть и различий в содержимом жидкости в канальце в момент образования цилиндров". Это описание дает исчерпывающий ответ на механизмы образования основных видов цилиндров.
Необходимо констатировать возможность выявления цилиндров у здоровых лиц в экстремальных нагрузках: "спортивная почка", маршевая протеинурия. В этих условиях происходит денатурация уромукоида Тамма–Хорсфалла с образованием гиалиновых цилиндров.
При наличии в моче иных, прежде всего плазменных белков, происходит их денатурация, проявляющаяся также обнаружением гиалиновых цилиндров.
Зернистые цилиндры образуются при дистрофических изменениях клеток канальцев, их деструкции в сочетании с экскрецией форменных элементов крови. При хронических заболеваниях, например при нефротическом синдроме, образуются эпителиальные цилиндры как признак массивной дистрофии канальцев.
Особое значение имеет монитор мочевой экскреции эпителиальных клеток почечных канальцев как ранний признак дистрофии канальцев в доазотемической стадии острого повреждения почек.
Лейкоцитарные и эритроцитарные цилиндры представляют собой белковые "слепки" с включением большого количества лейкоцитов или эритроцитов при выраженной их именно почечной экскреции.
Восковидные цилиндры образуются при наличии выраженной протеинурии (в каждом действующем нефроне) в сочетании со слабощелочной средой, что характерно для снижения массы нефронов и их функции, то есть при почечной недостаточности.
4.4.3.4. Бактериурия
Струя мочи у здорового человека в какой-то степени инфицирована, поскольку наружная зона мочеиспускательного канала содержит сапрофитную микрофлору. Получил широкое распространение метод выявления бактериурии, основанный на применении технологии "сухой химии": экспресс-тест диагностическими полосками продуктов жизнедеятельности микроорганизмов - нитратов. Эта технология заслуживает внимания как способ массового скрининга для ранней диагностики инфекции мочевых путей.
Выявление бактериурии тест-системами основано на превращении нитратов в нитриты под действием в основном грамотрицательных микроорганизмов, присутствующих в моче. Их перечень включает такие микроорганизмы, как Esherihia coli, Proteus, Klebsiella, Citrobacter, Salmonella и, вероятно, стафилококки. Это как раз тот перечень микроорганизмов, которые чаще всего и являются причиной развития инфекционного поражения почек и мочевыводящих путей. Важно отметить, что фиксируются именно продукты жизнедеятельности микроорганизмов мочевого тракта, то есть регистрируется факт паразитирования, а не случайного заноса микроорганизмов в пробу мочи на доаналитическом этапе. В то же время на чувствительность теста влияет первоначальная концентрация нитратов в моче, зависящая от диеты, в частности от присутствия в ней сырых овощей. Тест выявляет наличие микроорганизмов в титре не менее 100 млн микроорганизмов в 1 мл исследуемой мочи.
Тест на нитриты может дать ложноотрицательный результат при инфицировании Pseudomonas, Enterococcus sp. и Streptococcus sp., поскольку эти бактерии не восстанавливают нитраты до нитритов.
Применяемая полуколичественная оценка бактериурии при микроскопии мочи (+; ++; +++) может быть адекватно расценена только при проведении исследования свежеполученной порции мочи. Однако полноценным является лишь бактериологическое исследование с определением вида, числа возбудителей ("диагностический титр при подсчете колоний") и чувствительности к антибактериальным препаратам, а также определение их терапевтической концентрации. Необходимо проводить контрольные исследования мочи при применении антибиотиков из-за возможности развития кандидоза.
Необходимо учесть значение доаналитической ошибки при нарушении нормативных правил сбора мочи, сроков и условий хранения проб мочи. Это приобретает особое значение при выявлении бактериурии. Исследование мочи на бактериальное загрязнение требует соблюдения ряда правил сбора мочи. Прежде всего, следует избегать загрязнения с наружных тканей мочеполовой области. Женщины должны собирать мочу в стерильный сосуд с широким горлышком, предварительно обработав наружные половые органы влажным стерильным марлевым тампоном. У мужчин обычно достаточен сбор мочи в середине акта мочеиспускания.
Эпителий. Эпителиальные клетки в моче имеют различное происхождение и попадают в мочу по мере ее прохождения по всему мочевому тракту. Меняющиеся физико-химические свойства мочи оказывают влияние на морфологию этих клеток, среди которых выделяют плоские, цилиндрические и круглые клетки, и часто затрудняют их дифференциацию.
Эпителиальные клетки. Обнаружение эпителиальных клеток в моче может использоваться для локализации поражения мочевого тракта. Однако появление слущенных эпителиальных клеток с наружных половых органов или дистального отдела мочеиспускательного канала - показатель плохо собранной мочи (за исключением образцов от беременных с сильно отслаивающимся эпителием).
Переходные эпителиальные клетки происходят из многослойного эпителия, который выстилает мочевой тракт от чашек почечной лоханки до мочевого пузыря у женщин и проксимального отдела мочеиспускательного канала у мужчин. Присутствие в моче эпителиальных клеток в большом количестве свидетельствует о слущивании слизистой оболочки мочевых путей при их воспалении или при травматизации кристаллами солей, но самостоятельного диагностического значения оно не имеет. Детальная цитологическая диагностика мочевого тракта, как, например, обнаружение атипичных клеток, является трудной задачей с частыми ложноположительными и ложноотрицательными результатами. Такие препараты должны исследовать только хорошо обученные цитологи.
Разграничивают канальцевый эпителий и эпителий мочевыводящих путей.
Наличие плоского и цилиндрического эпителия в осадке в небольшом количестве - вполне нормальное явление. Патологическим считается появление клеток почечного эпителия (канальцевых клеток). Клетки канальцев наиболее часто выявляются у пациентов с активным пролиферативным гломерулонефритом или тубулонекрозом. Они также могут обнаруживаться при любом заболевании, сопровождающемся поражением почечной паренхимы. Поскольку клетки почечных канальцев трудно отличить от переходного эпителия при использовании традиционной микроскопии в светлом поле без применения окрашивания, в лабораторную практику введен термин "малые круглые эпителиальные клетки". Им следует придавать значение лишь при наличии в моче белка, цилиндров и форменных элементов крови или при обнаружении признаков белковой или жировой дистрофии.
4.4.3.5. Липидурия
Липиды появляются в моче, когда плазменные липопротеины проникают через поврежденную базальную мембрану клубочков. Поскольку липопротеиновые частицы больше белковых молекул, липидурия характерна для пациентов с выраженной (значительной) протеинурией. Липиды обычно обнаруживаются в виде липидных капелек и липидсодержащих эпителиальных канальцевых клеток ("овальные жировые тельца"), кристаллов холестерола или липидсодержащих цилиндров.
Соли. Соли кислой мочи, такие как мочевая кислота, придают моче цвет "желтого песка", ураты чаще проявляются в форме осадка кирпично-красного цвета. Соли щелочной мочи - фосфаты и трипельфосфаты могут сформировать плотный белый осадок. Кристаллизация солей в остывающей (in vitro ) моче обусловлена не только снижением растворимости по мере снижения температуры пробы, но и денатурацией стабилизатора коллоидных свойств мочи - уропротеина Тамма–Харсфалла. Выявление дефекта коллоидной устойчивости мочи как саногенетической системы даже на стадии предболезни, то есть ранняя диагностика мочекаменной болезни, возможно кристаллографическими методами.
Суммарные данные о характеристике так называемого неорганизованного осадка представлены в табл. 4-6.
Кристаллы |
Форма, окраска |
Обнаруживаются в моче |
Растворимость |
Клиническое значение |
|
---|---|---|---|---|---|
кислой |
щелочной |
||||
Мочевая кислота |
Ромбовидные шестигранные плитки, призмы, иглы золотого и бурого цвета |
+ |
– |
При нагревании; в щелочах |
В сильно концентрированной моче, при обильной мясной пище, клеточном распаде (лейкозы, абсцессы, хроническая почечная недостаточность, облучение), подагре |
Ураты |
Крупинки розового или белого цвета |
+ |
– |
При нагревании; в щелочах |
У лихорадящих больных, при лейкозах, поносах, рвоте |
Кислый, мочекислый аммоний |
Шары различных размеров темно-коричневого цвета |
+ у детей |
+ у взрослых |
В щелочах с выделением NН3 ; в кислотах с образованием мочевой кислоты |
При циститах, мочекислом диатезе, мочекаменной болезни |
Фосфаты |
Крупинки бесцветные, сероватые |
– |
+ |
В кислотах |
При растительной пище, аммиачно-бактериальном брожении |
Триппельфосфаты |
"Гробовые" крышки; снежинки |
– |
+ |
В кислотах |
При растительной пище, аммиачно-бактериальном брожении |
Нейтральная фосфорнокислая известь |
Клинья, розетки, бесцветные, серые |
– |
+ |
В кислотах |
Аммиачно-бактериальное брожение |
Щавелевокислая известь: оксалат |
Октаэдры или овоиды, бесцветные или желтоватые |
+ |
+ |
В минеральных кислотах |
Употребление щавеля, салата, томатов, зеленого горошка, винограда, апельсинов, яблок; при оксалатурии |
Сернокислый кальций |
Тонкие иглы, бесцветные, пучки, розетки |
+ |
– |
Очень плохо в НСl |
Не имеет |
Углекислый кальций |
Мелкие шары серого цвета |
– |
+ |
В кислотах с выделением СО2 |
Не имеет |
Цистин |
Шестигранные пластинки, прозрачные, бесцветные |
+ |
– |
В НСl, в NН4 ОН |
Цистиноз, мочекаменная болезнь, цистинурия |
Тирозин |
Иглы тонкие, блестящие, желтые, собранные в пучки |
+ с желчными пигментами |
– |
В NH4 ОН, в щелочах; в разбавленных НСl и HNO3 |
Отравления фосфором, цирроз печени, острая желтая атрофия печени, неукротимая рвота беременных, В12 -дефицитная анемия, лейкоз |
Лейцин |
Блестящие мелкие шары с исчерченностью |
+ с желчными пигментами |
– |
При нагревании; в щелочах и в кислотах |
Отравления фосфором, цирроз печени, острая желтая атрофия печени, неукротимая рвота беременных, В12 -дефицитная анемия, лейкоз |
Холестерин |
Пластинки прозрачные, ступеньками |
+ |
– |
В H2 SO4 с образованием красных соединений |
Хилурия, жировая дистрофия почечного эпителия |
Билирубин |
Короткие иглы желтовато-коричневого цвета пучками |
+ с желчными пигментами |
– |
В хлороформе, в щелочах, HCl, СН3 СООН, в ацетоне |
Острая желтая атрофия печени, отравление фосфором |
Гематоидин |
Ромбы и иглы золотисто-желтого цвета |
+ |
– |
В НNО3 синее окрашивание |
Хроническое кровотечение, абсцесс почки, новообразование |
Гемосидерин |
Аморфные зерна коричневого цвета |
+ |
– |
В НСl и 5% растворе желтой кровяной соли - окислы синего цвета |
Гемолитические анемии (внутриклеточный гемолиз) |
Индиго синее |
Пластины, иглы, зерна синего цвета |
+ |
+ |
В хлороформе, в эфире |
Абсцесс печени, цирроз печени, хронический энтероколит |
Ксантин |
Ромбовидные таблички, бесцветные |
+ |
– |
В НСl - фиолетово-красное соединение |
Подтверждают наличие ксантиновых камней |
Сульфаниламиды |
Иглы, розетки, "банты" желтовато-коричневого цвета |
+ |
+ |
В ацетоне; индикаторная бумага с раствором Эрлиха |
Передозировка сульфаниламидов, опасность образования камней |
Итак, резюмируя возможности технологии проведения общего анализа мочи с помощью мочевых анализаторов "сухой химии" в соответствии с общепринятыми принципами международной практики, можно заключить следующее.
-
Все образцы мочи, поступающие на "общий анализ", подвергаются тестированию с использованием мультипараметровых полосок "сухой химии".
-
Если результаты по всем исследуемым параметрам отрицательны, данные анамнеза и клинического обследования не побуждают клинициста назначить обязательное микроскопическое исследование, дальнейшее обследование пациента не проводится.
-
Если результаты определения одного из показателей (лейкоциты, эритроциты, белок, нитриты, образцы с рН >7,0) положительны, сотрудники лаборатории самостоятельно принимают решение о проведении микроскопического исследования мочи.
-
Для количественного определения лейкоцитов и эритроцитов используют подсчет форменных элементов в счетной камере или метод Амбурже или Нечипоренко.
-
Сопоставление результатов скринингового определения с микроскопическим исследованием осадка мочи свидетельствует о том, что технология "сухой химии" выявляет 95% образцов мочи с патологическими изменениями (диагностическая чувствительность), при этом ложноположительные результаты получены в 4,5% случаев, то есть диагностическая специфичность составляет 95,5% при соблюдении преаналитических правил.
-
Для получения достоверных результатов исследование образцов мочи должно проводиться не позднее 2 ч после сбора при хранении в условиях комнатной температуры.
-
Информация о нормах метода "сухой химии" и влияющих факторах представлена в табл. 4-7.
Показатель | Ед. измерения | Норма метода | Ложноположительные результаты | Ложноотрицательные результаты |
---|---|---|---|---|
Лейкоциты |
кл/мкл |
<10 кл/мкл |
Низкая плотность, следы окислителей |
Длительное хранение мочи, хромогены (билирубин, цефалексин, нитрофурантоин, тетрациклин, гентамицин); плотность >1,025, рН >8,0; глюкоза >160 ммоль/л, кетонурия, высокая концентрация белка, аскорбиновая кислота |
Нитриты |
+/– |
Отрицательно |
Терапия феназопиридином, длительное хранение мочи: воздействие кислорода воздуха на полоску |
Повышенная плотность, повышенный уровень уробилиногена, pH <6,0; высокая концентрация аскорбиновой кислоты, увеличенный диурез, недостаток пищевых нитратов, бактерии не являются нитратредуцирующими |
Уробилиноген |
мкмоль/л |
Отрицательно или <17 мкмоль/л |
Высокая концентрация аскорбиновой кислоты и сульфонамидов, повышенный уровень нитритов; феназопиридин, запоры |
– |
Белок |
г/л |
0–0,14 г/л |
Высокая плотность и рН >8,0; лекарственные препараты, содержащие хинин и хинолин; феназопиридин, четвертичные соединения аммония, моющие и дезинфицирующие средства |
Кислая или разведенная моча; основной выделяемый белок не является альбумином |
рН |
ед. |
4,8–7,4 |
Длительное хранение мочи, моющие и дезинфицирующие средства |
|
Эритроциты |
кл/мкл |
<5 кл/мкл |
Обезвоживание, физические нагрузки, гемоглобинурия, менструальная кровь, миоглобинурия, некоторые бактерии, дрожжи, плесени, большая плотность мочи, гентизиновая кислота, моющие и дезинфицирующие средства |
Каптоприл, аскорбиновая кислота; pH <5,1, повышенная плотность, протеинурия |
Удельный вес |
г/мл |
1,002–1,030 |
Высокая протеинурия, кетоацидоз, растворы декстранов, рентгеноконтрастные вещества |
Концентрация аскорбиновой кислоты (>700 мг/л), рН >6,5 |
Кетоны |
ммоль/л |
Отрицательно |
Лекарственные препараты и диагностикумы, содержащие фталеины, фенилкетоны и сульфгидрильные группы; метаболиты некоторых препаратов (например, леводопы); кислая моча, повышенная плотность |
Длительное хранение мочи перед анализом |
Билирубин |
+/– |
Отрицательно |
Феназопиридин, высокая уробилиногенурия |
Прямой свет, длительное хранение мочи, высокая концентрация аскорбиновой кислоты (>500 мг/л), селен, хлорпромазин |
Глюкоза |
ммоль/л |
0–1 ммоль/л |
Кетоны, леводопа, моющие и дезинфицирующие средства |
Повышенная плотность, мочевая, аскорбиновая или гентизиновая кислоты |
Нормальный анализ мочи, выполненный с использованием традиционных технологий, представлен ниже.
Общий анализ мочи
Цвет: желт.
Плотность: 1,002–1,035.
Прозрачность: прозр.
Реакция: слабокислая (рН 4,5–8,0).
Химическое исследование
Белок: не обнаруживается (до 0,033 г/л).
Глюкоза: нет.
Ацетон: нет.
Желчный пигмент: нет.
Уробилин: нет.
Микроскопическое исследование
Лейкоциты:
Эритроциты: единичные в препарате.
Цилиндры:
Эпителий:
Слизь: +/–.
Соли: могут быть в небольшом количестве.
Бактерии: нет.
4.5. Лабораторные методы диагностики повреждения почек
4.5.1. Лабораторные методы диагностики мочекаменной болезни
В клинической практике диагноз мочекаменной болезни обычно устанавливают при выявлении конкрементов в просвете мочевыделительного тракта. По существу же мочевой камень - это терминальное проявление комплекса нарушений обмена кристаллообразующих субстанций. Трудно перечислить все известные факторы, предрасполагающие к развитию уролитиаза. Процесс образования камней в почках и мочевых путях является сложным и многоэтапным. На фоне тубулопатий (ферментопатий) и метаболических нарушений, играющих роль основных этиологических факторов, развертывается действие разнообразных экзо- и эндогенных, общих и местных патогенетических факторов.
Известно, что в норме моча представляет собой перенасыщенный солевой раствор, находящийся в состоянии динамического равновесия, которое обеспечивается гидрофильными коллоидами, представленными, главным образом, белками и гликозаминогликанами. В результате этого в моче создается довольно устойчивая коллоидно-кристаллоидная система, препятствующая кристаллизации солей в определенном интервале температур и рН. Наличие ионов-антагонистов обеспечивает высокую растворимость солей.
Различные литогенные воздействия нарушают динамическое равновесие коллоидно-кристаллоидной системы мочи, в результате чего происходят изменения агрегантного состояния коллоидов (переход золя в гель) и солей (кристаллизация). Важную роль в этом процессе играет появление в моче гидрофобных коллоидов, минимальные концентрации которых способны провоцировать кристаллизацию солей.
По-видимому, изменения структуры коллоидов мочи являются результатом тубулярных дисфункций (как врожденного, так и приобретенного характера), а также рН мочи, что способствует снижению ингибирующей способности мочи и выпадению солей определенного типа.
Согласно большинству предложенных теорий патогенеза уролитиаза в основе процесса камнеобразования в почках и мочевых путях лежит специфическая взаимосвязь солей и белков, присутствующих в моче ("уромукоид" Тамма–Хорсфалла). Таким образом, белки мочи могут выполнять двойную роль: с одной стороны, поддерживать соли мочи в растворенном состоянии, с другой - при нарушении структуры белковых молекул способны выступать инициаторами процесса кристаллизации солей мочи. Дальнейший рост мочевых камней во многом зависит от характера и выраженности общих и местных литогенных воздействий.
Белок Тамма–Хорсфалла составляет более 50% уропротеинов и является основным компонентом гиалиновых цилиндров, а его суточная экскреция с мочой в норме колеблется от 20 до 200 мг. Особенностью гликопротеина является его высокая склонность к полимеризации с образованием высокомолекулярных полимеров. Молекулярная масса мономера ТХП составляет около 80–100 кДа, а основными молекулярными формами белка в моче являются агрегаты с молекулярной массой 7 и 28 млн Да.
Оказалось, что белок Тамма–Хорсфалла, выделенный из мочи больных уролитиазом, отличается по молекулярной конформации от такового у здоровых людей и имеет повышенную склонность к самоагрегации при сравнительно более высоком рН и более низкой ионной силе раствора. Следовательно, он не способен к эффективному взаимодействию с кристаллами, что снижает его ингибирующую способность, а у больных с МКБ преципитирует при повышении концентрации NaCl и при наличии гиперкальциурии. Такой аномальный белок Тамма–Хорсфалла становится мощным промотором агрегации кристаллов, что связано с конформационными изменениями его молекулы. Дефекты вторичной структуры белка могут быть результатом наследственных или приобретенных причин.
На рис. 4-6 представлена схема эффекта присутствия уромукоида Тамма–Хорсфалла, который благодаря наличию выраженного отрицательного заряда обеспечивает коллоидные свойства мочи даже при перенасыщенной концентрации солей, предотвращая взаимодействие их микрокристаллов. Изменения физико-химических свойств уромукоида, в том числе снижение отрицательного заряда при модификации стереохимического состояния при полимеризации и/или гидролитических процессах, обусловливают отсутствие этого саногенетического механизма и развитие кристаллизации солей в мочевыделительном тракте.

Таким образом, имеющиеся на сегодняшний день данные литературы убедительно доказывают, что белок Тамма–Хорсфалла принимает активное участие в процессах литогенеза. Его роль в камнеобразовании определяется, по-видимому, не столько величиной экскреции, сколько структурными изменениями молекулы, приводящими к снижению его ингибирующей способности (рис. 4-7). Знание этих структурных и функциональных особенностей дает возможность сочетать теорию ингибиторов и теорию матрицы как причину возникновения камней мочевой системы относительно данного гликопротеина.

К настоящему времени разработаны кристаллографические методы, позволяющие оценивать гомеостаз организма, устанавливать ассоциативные связи особенностей кристаллизации биожидкостей с определенными патологическими состояниями, использовать биокристаллические параметры для оценки эффективности проводимого лечения. Хорошо известны кристаллографические тесты, основанные на изучении кристаллизационных структур желчи, сыворотки и плазмы крови, различных соков, экссудатов и секретов.
В результате многочисленных усилий большого числа исследователей на стыке таких направлений, как медицина, кристаллография, минералогия, биофизика, физическая и коллоидная химия и других, заложена основа для новой научной дисциплины - клинической кристаллографии. Повсеместно получил широкое распространение метод "клиновидной дегидратации", предложенный В.Н. Шабалиным и С.Н. Шатохиной, основанный на высыхании капель биологических жидкостей на прозрачной горизонтальной подложке при комнатной температуре и образовании на поверхности круглых тонких сухих пленок - фаций. По существу появилось новое научное направление - морфология биологических жидкостей. Технологией, позволяющей определять активность процесса камнеобразования в почках как при установленном диагнозе МКБ, так и на доклинической стадии заболевания, является диагностикум "ЛИТОС-система", утвержденный приказом МЗ РФ от 21.01.1997 № 17.
При подготовке больного к камнедроблению одним из важных условий благоприятного исхода является остановка активного камнеобразования до проведения литотрипсии. Иначе любое повреждение ткани повлечет за собой активацию процесса с созданием новых центров кристаллизации. Отдаленные результаты показали, что все рецидивы уролитиаза наблюдались у больных после дробления камней в активной стадии камнеобразования. А у пациентов, которым литотрипсия проводилась в период ремиссии заболевания, рецидивов не отмечено.
Таким образом, с помощью системы ЛИТОС удается проводить динамическое наблюдение за активностью уролитиаза в различные стадии развития болезни. Это позволяет своевременно корректировать лечение, а также выбирать оптимальные сроки проведения хирургических вмешательств или камнедробления с целью профилактики послеоперационных осложнений и рецидивов камнеобразования [13].
Комплекс методов, названный системой ЛИТОС, позволяет:
-
1) выявлять процесс камнеобразования на ранних стадиях, до формирования почечных камней;
-
2) контролировать степень активности камнеобразования, в том числе для оценки эффективности комплексного лечения;
-
3) определять состав камнеобразующих солей для целенаправленного лечения с учетом вида формирующегося камня.
Данный способ является интегральным методом диагностики активного процесса камнеобразования и удовлетворяет большинству требований, предъявляемых к скрининговым тестам. Он требует небольшого объема пробы, прост в подготовке и исследовании образцов, что позволяет предложить его для использования в системе мониторинга.
Образование аморфного осадка в моче при ее охлаждении известен как эффект Sedimentum lateritium с XVI в. [3]. Однако данный феномен не считался диагностически значимым и в настоящее время не упоминается в современной литературе. Апробация этого феномена была проведена на лабораторной модели: "холодовой пробе мочи" (ХПМ), то есть как эффект образования визуально определяемого осадка в пробах мочи при температуре близкой к 0о С. Положительная ХПМ выявлялась при различных заболеваниях почек, таких как мочекаменная болезнь, пиелонефрит, поликистоз и др. с высокой степенью доказательности (r = 0,915, р <0,05) и диагностической эффективностью (чувствительность 97,9%, специфичность 80,4%), AUC ROC-кривой составляет 0,892, что признано Роспатентом как свидетельство значимой прогностичности этого феномена по скринингу почечных патологий [9]. Методика проведения исследования: порцию утренней мочи в объеме 10 мл отбирают в центрифужную пробирку и помещают в холодильную камеру при температурном режиме +4 °C на срок не менее 5 ч. При положительной ХПМ по всему объему пробирки наряду с помутнением мочи и образованием кристаллов солей, определяется формирование неоднородного осадка, состоящего из гелеобразной субстанции - криогеля (КГ). Анализ природы КГ установил, что криогель представляет собой тетрамерную форму уромодулина. Предлагаемый способ может быть использован в качестве скрининга заболеваний почек.
4.5.2. Биохимические методы исследования мочи
Для многих компонентов мочи количественные исследования необходимы для клинической интерпретации результатов. Существенным методическим приемом при сборе суточной мочи является расчет скорости экскреции ряда компонентов по отношению аналит/креатинин или аналит/осмоляльность. Такой количественный подход обычно выполняется в централизованных лабораториях, но может быть адаптирован и в лабораториях первичного звена или даже приемного отделения (как, например, для отношения альбумин/креатинин), поскольку такой подход является оптимальным с позиции стоимость/польза.
4.5.2.1. Исследование клубочковой фильтрации
Основополагающим процессом мочеобразования является клубочковая фильтрация, протекающая в почечном клубочке, состоящем приблизительно из 50 капилляров, имеющих суммарную фильтрационную поверхность, приблизительно равную поверхности тела, то есть около 2 м2 , что обеспечивает образование ежесуточно около 200 л первичной мочи, поступающей в канальцы. На образование первичной мочи почка практически не потребляет энергии, поскольку фильтрация происходит под влиянием гидростатического АД.
Для исследования величины клубочковой фильтрации (F ) измеряют очищение от физиологически инертных, водорастворимых веществ, не подвергающихся изменению в просвете канальца, полностью проникающих из плазмы крови в просвет канальца при фильтрации:

где U - концентрация вещества в моче; Р - концентрация вещества в крови (а следовательно, и в ультрафильтрате); V - диурез, мл/мин.
Для стандартизации получаемых данных, нивелирования зависимости значений от массы тела и роста общепринято индивидуальные значения показателей пересчитывать по отношению к стандартной поверхности тела, равной 1,73 м2 . Поверхность тела исследуемого рассчитывается по величине его массы тела и роста по таблице Дю Буа. При заболеваниях почек величину клубочковой фильтрации принято считать достаточно корректным критерием массы действующих нефронов, параметра важного, в том числе с позиций клинической фармакологии, поскольку фармакокинетика многих медикаментов зависит от величины этих параметров. Общепринятой методикой оценки клубочковой фильтрации является исследование очищения крови от эндогенного креатинина (проба Реберга). Измерение величины клубочковой фильтрации в пробе Реберга основано на изучении клиренса эндогенного креатинина. Креатинин, будучи низкомолекулярным веществом, беспрепятственно приходит из крови в состав первичной мочи в процессе клубочковой фильтрации безбелковой плазмы крови. Таким образом, концентрация креатинина в фильтрате, то есть первичной моче, соответствует его плазматической концентрации (Р кр ). Следовательно, количество креатинина (ммоль/мин), поступающее в фильтрат, соответствует произведению концентрации креатинина в фильтрате на минутный объем фильтрата: Р кр ×F.
Определив минутный диурез (V ) как частное от деления объема мочи (например, за час) на соответствующее число минут и концентрацию креатинина в конечной моче (U кр ), рассчитывают количество экскретируемого креатинина:
U кр × V .
Креатинин, поступивший в фильтрат, полностью экскретируется с конечной мочой. Именно поэтому:
U кр × V = P кр × F .
Преобразовав это равенство, получаем формулу для расчета величины клубочковой фильтрации как величину клиренса эндогенного креатинина:

Величина клубочковой фильтрации, измеренная по клиренсу эндогенного креатинина, у здоровых людей колеблется от 80 до 160 мл/мин. Соотношение концентрации креатинина в моче и крови (U /р ) - концентрационный индекс (в норме более 60) определяет концентрационную функцию. Наконец, разница между объемом первичной мочи или клубочковым фильтратом и минутным диурезом определяет объем канальцевой реабсорбции, которую удобнее выражать как относительную величину:

В норме она обычно составляет более 97%.
Оценивая параметры пробы Реберга, необходимо иметь в виду, что снижение величины клубочковой фильтрации в пределах 50% не сопровождается увеличением концентрации креатинина и других азотистых метаболитов, что соответствует почечной недостаточности IБ степени согласно классификации С.И. Рябова, Б.Б. Бондаренко (1979) (рис. 4-8).

Однако, проводя исследования клиренса креатинина, необходимо учитывать возможность значительной ошибки при сборе небольшого объема мочи из-за неучета "остаточной мочи" в мочевыделительной системе. Ошибка метода, связанная со сбором мочи за непродолжительные интервалы времени (1–2 ч), низким диурезом и технологической ошибкой определения концентрации креатинина в крови и моче, может составлять около 25%.
Для адекватности оценки клиренса креатинина желательно добиваться диуреза в объеме не менее 1,5 мл/мин, что обеспечивает условие проведения пробы Реберга (при сборе мочи за 1–2 ч) в виде дополнительной небольшой водной погрузки в размере 2–4 стаканов воды. Такое условие обусловлено тем, что только при этом оптимальном диурезе величины секреции и реабсорбции креатинина взаимно уравновешены, и его клиренс отражает величину клубочковой фильтрации. При низком диурезе возможно получение ложных, заниженных значений фильтрации. Однако эта нагрузка применима только при достаточной водовыделительной функции почек, то есть у больных без отечного синдрома Для снижения ошибки измерения диуреза период сбора мочи должен быть либо скорректирован для получения не менее 100 мл мочи, либо заведомо необходимо считать целесообразным сбор мочи в течение суток. Это связано с тем, что концентрация креатинина в крови является величиной в высокой степени стабильной, практически не зависящей от диеты, а сбор суточного диуреза уменьшает ошибку расчета минутного диуреза, что особенно важно при гемодинамических нарушениях и низком диурезе.
Необходимо помнить также, что, как и все физиологические показатели жизнедеятельности, величина клубочковой фильтрации изменяется с возрастом. После 40 лет она снижается в среднем на 6 мл/мин каждые 10 лет.
Сохраняют актуальность методы исследования клубочковой фильтрации с использованием меченных радиоактивными изотопами тест-агентов (160 Vb ЭДГА, 51 Сr ЭДГА), что исключает сложные биохимические исследования, но требует соответствующей профилизации и оснащения лаборатории. В последнее время появилась возможность исследования величины клубочковой фильтрации не на основании клиренса эндогенного креатинина, а новым маркером - цистатином С [15–17].
Кроме того, взаимосвязь между концентрацией креатинина крови и его клиренсом может быть использована для расчета этого важного параметра по номограмме без сбора проб мочи (рис. 4-9):
-
1) отметить на соответствующих осях возраст и массу тела пациента, соединив эти две точки прямой линией;
-
3) соединить прямой линией эту точку и точку концентрации креатинина крови на соответствующей оси;
-
4) отметить значение клиренса креатинина на соответствующей оси, полученное при пересечении ее прямой линией (п. 3).

Возможен расчет величины клубочковой фильтрации, исходя из возраста, пола, расы и уровня мочевины (ммоль/л), креатинина (ммоль/л) и альбумина (г/дл). Проводится по уравнению MDRD:
F = 170 × (креатинин × 0,0113)–0,999 × (возраст)0,176 × (мочевина × 2,8)–0,17 × альбумин0,318 .
У женщин полученную величину следует умножить на 0,762; у чернокожих пациентов - на 1,18. Допустимо также применение "краткой" формулы MDRD:
СКФ, мл/мин/1,73 м2 = 186 × (креатинин)–1,154 × (возраст)0,203 .
В данном представлении этой формулы величина концентрации креатинина крови выражается в мг/дл. Для пересчета мг/100 мл в мкмоль/л необходимо величину, выраженную в мг/100 мл, разделить на 88,4. У женщин полученную величину следует умножить на 0,742; у чернокожих пациентов - на 1,21.
Исходя из современных подходов к оценке течения заболеваний почек, величина скорости клубочковой фильтрации является мерилом скорости развития процессов склерозирования как итог патогенетической общебиологической воспалительной реакции при заболеваниях, имеющих различную этиологию. Этот процесс неуклонного прогрессирования заболеваний почек получил развитие в концепции о "хронической болезни почек". Хроническая болезнь почек может быть определена, как "наличие повреждения почек или снижения уровня функции почек в течение 3 мес или более, независимо от диагноза" [10–13].
Широкое распространение получил разработанный в Санкт-Петербургском государственном медицинском университете им. акад. И.П. Павлова в начале 70-х годов прошлого столетия комплекс оценки функционального состояния почек.
Комплекс основан на исследовании параметров гомеостаза, в поддержании которых ключевую роль играет экскреторная функция почек: креатинин, мочевина, натрий, калий, хлориды, неорганические фосфаты, общий и ионизированный кальций, осмоляльность. Эти же параметры исследуются в моче наряду с концентрацией протеинов, аммония и титруемых кислот. В крови исследуется также концентрация альбумина для расчета скорости клубочковой фильтрации по формуле MDRD, приведенной выше.
Преаналитические правила следующие: забор образца крови проводят из периферической вены утром натощак, мочу собирают в течение суток. Вычисляют следующие параметры оценки функционального состояния почек. Они могут быть рассчитаны как в лаборатории, так и клиницистом самостоятельно.
Минутный диурез (Vs ), приведенный к стандартной площади поверхности тела (St ):

При этом площадь поверхности тела конкретного индивидуума может быть определена, исходя из массы тела и роста, по формуле D. Dubois, E.F. Dubois:
St (м2 ) = 0,007184 × МТ0,425 × РТ0,725
или, что предпочтительнее, по формуле E. Gehan, S.L. George:
St (м2 ) = 0,0235 × МТ0,51456 × РТ0,42246 .
Для таких аналитов, как креатинин, мочевина, калий, натрий, хлориды, кальций, неорганические фосфаты рассчитывают значения концентрационных индексов (КИ) согласно формуле:

где Ux - концентрация соответствующего аналита в моче; Sx - концентрация соответствующего аналита в сыворотке крови.
При расчете КИ для кальция используется концентрация общего кальция в сыворотке крови. В данном случае не существенно, в каких размерностях выражаются Ux и Sx . Важно только, чтобы эти размерности были одинаковыми.
Для креатинина, мочевины, натрия, калия, хлора, неорганических фосфатов, кальция, общего белка, аммония, титруемых кислот рассчитывают объемы их суточной экскреции с мочой (U 24 ):
U 24 (ммоль/сут) = D л × Ux .
В данном случае концентрация исследуемого аналита должна быть выражена в ммоль/л.
Для креатинина, мочевины, натрия, калия, хлорида, неорганических фосфатов, кальция рассчитывают величины клиренсов данных веществ:

При этом клиренс креатинина (Ccr ) рассматривают в качестве одной из мер скорости клубочковой фильтрации (СКФ).
Вычисляют значения традиционного показателя: реабсорбируемой фракции воды ("процент реабсорбции воды" - RFH 2 O ):

Для большинства из исследуемых аналитов, кроме общего белка, аммония и титруемых кислот, рассчитывают величины фракционной экскреции (экскретируемой фракции - EF) данных веществ с мочой.

где Scr - концентрация креатинина в сыворотке крови; Ucr - концентрация креатинина в моче.
Заметим, что значение EFx отражает количество вещества, выделившегося с мочой, по отношению к количеству того же вещества, профильтровавшегося в клубочках. Для расчета значений экскретируемых фракций нет необходимости прибегать к количественному определению объема мочи за соответствующий интервал времени.
Результаты исследований и расчетов удобно выражать в форме, приведенной в табл. 4-8.
Показатель | S, ммоль/л | U , ммоль/л | U 24 , ммоль/24 | КИ | С, мл/мин | EF, % | Показатель | Размерность | Норма |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Cr |
Муж: 0,053–0,106; Жен: 0,035–0,080 |
9–20 |
5,3–15,9 |
40–300 |
65–160 |
– |
D |
Л |
1–2 |
Ur |
2,5–7,3 |
160–580 |
333–583 |
25–160 |
12,5–50 |
12,5–50 |
Vs |
мл/мин |
0,5–2,0 |
K |
3,6–5,0 |
20–70 |
25–125 |
4–20 |
5–15 |
4–19 |
RFH2O |
% |
98–99 |
Na |
135–146 |
50–130 |
40–220 |
0,5–1,0 |
0,5–1,0 |
0,4–1,25 |
U pr × D |
г/24 |
<0,14 |
Pнеорг |
0,83–1,49 |
20–40 |
13–42 |
12–15 |
10–20 |
до 20 |
U NH4 |
ммоль/л |
20–40 |
Caобщ |
2,1–2,55 |
1,5–2,5 |
2,5–7,5 |
1–3 |
1–2 |
1,25–2,5 |
U NH4 × D |
ммоль/24 |
30–80 |
Cl |
101–111 |
50–130 |
120–240 |
0,5–1,5 |
0,7–1,4 |
0,6–1,75 |
U TK |
ммоль/л |
10–30 |
Osm |
285–295 |
500–900 |
600–900 |
1,7–3 |
3,0 |
3,5 |
U TK × D |
ммоль/24 |
30–60 |
В последнее время актуальность разработки простых, надежных и хорошо воспроизводимых методов оценки скорости клубочковой фильтрации (СКФ) в клинической практике возросла еще больше. Это обусловлено введением в практику понятия "хроническая болезнь почек". Тяжесть (стадия) ХБП определяется именно уровнем уменьшения СКФ [18].
Кроме того, стойкое снижение СКФ менее 60 мл/мин/1,73 м2 в течение 3 мес дает основания для установления диагноза ХБП даже при отсутствии других признаков повреждения почек. Современная классификация тяжести ХБП предполагает стратификацию ее тяжести на шесть стадий (табл. 4-9).
Обозначение | Характеристика | Скорость клубочковой фильтрации, мл/мин/1,73 м2 |
---|---|---|
С1 |
Высокая и оптимальная |
>90 |
С2 |
Незначительно сниженная |
60–89 |
С3А |
Умеренно сниженная |
45–59 |
С3Б |
Существенно сниженная |
30–44 |
С4 |
Резко сниженная |
15–29 |
С5 |
Терминальная почечная недостаточность |
<15 |
Степень снижения СКФ весьма тесно коррелирует с другими клиническими или метаболическими изменениями, возникающими по мере прогрессирования хронических нефропатий. Наконец, исходный уровень СКФ на момент наблюдения, наряду с другими факторами, позволяет довольно надежно оценивать прогноз заболевания у конкретного индивидуума. Соответственно снижение величины СКФ в единицу времени (месяц, год) является важнейшей характеристикой скорости прогрессирования ХБП.
Все большее распространение получает оценка СКФ по уровню сывороточной концентрации цистатина С (ЦисС ) - эндогенного индикатора СКФ, обладающего рядом очень интересных особенностей.
ЦисС - основной пептид, состоящий из 122 аминокислотных остатков, с молекулярной массой около 13 кДА (13 343–13 359 Да). ЦисС оказывает выраженное ингибирующее действие на цистеиновые протеиназы, сходные с папаином или катепсинами B, H и L. Биосинтез цисС детерминируется геном cst3 , который располагается на хромосоме 20. Ген, контролирующий биосинтез данного протеина, экспрессируется практически во всех ядросодержащих клетках и является геном "домашнего хозяйства". Структура гена цис С и его промотора, как представителей типа генов "домашнего хозяйства", определяет высокую стабильность биосинтеза этого ингибитора цистеиновых протеиназ. Постоянство продукции цисС , как и других сходных с ним ингибиторов, предохраняет организм от неконтролируемой активации протеолиза, которая чревата самыми негативными последствиями. В силу этих обстоятельств продукция цис С считается мало зависящей от различных факторов - воспаления, опухолевого роста, возраста, пола, мышечной массы и степени гидратации организма.
Принято считать, что элиминация цис С из циркуляции более чем на 99% осуществляется почками. Цис С свободно фильтруется в гломерулярных капиллярах. В интактном виде его молекула, как полагают, не подвергается ни канальцевой реабсорбции, ни секреции. В этом смысле цис С может считаться если не идеальным, то очень близким к нему маркером СКФ [1, 8]. В то же время дальнейшая внутрипочечная кинетика цис С значительно отличается от подавляющего большинства других тест-агентов, использующихся при измерении объема клубочковой фильтрации. При попадании в тубулярный просвет и в процессе реабсорбции в проксимальном извитом канальце цис С практически полностью метаболизируется, поэтому концентрация цис C в сыворотке крови должна быть строго обратно связана с величиной СКФ. В данной связи сывороточный уровень цистатина С многие признают вполне приемлемой оценкой СКФ, имеющей определенное преимущество перед другими доступными мерами последнего параметра.
Исходя из наличия функциональной зависимости между концентрацией цис С в сыворотке крови и величиной СКФ, рядом авторов предложены уравнения, выведенные как с помощью регрессионного анализа, так и на основе представлений об особенностях кинетики данного вещества в организме. С помощью таких уравнений, ориентируясь на сывороточный уровень этого пептида, можно рассчитать значения СКФ, выраженные в привычных мл/мин (табл. 4-10).
Уравнение | Авторы |
---|---|
СКФ (1,73/м2 ) = –4,32 + 8,35/цис С |
F.J. Hoek и соавт. (2003) |
СКФ = 77,24 × цис С–1,2623 СКФ = 99,43 × цис С–1,5837 |
А. Larsson и соавт. (2004) |
СКФ (1,73 м2 ) = 3,7 + 34,6/цис С |
R.P. Woitas и соавт. (2000) |
СКФ = 124/цис С – 22,3 |
P. Sjostrom и соавт. (2005) |
СКФ = 86,49 × цис С–1,686 × (0,948ж) |
A. Crubb и соавт. (2005) |
СКФ = 66,8 × цис С–1,30 |
A.D. Rule и соавт. (2006) |
СКФ = 79,901 × цис С–1,4389 |
M. Flodin и соавт. (2007) |
СКФ = (100/цис С) – 14 |
M. Тidman и соавт. (2008) |
СКФ = 127,7 × цис С –1,17 × ВЗ–0,13 (× 0,91ж; × 1,06чк) |
L.A. Stevens и соавт. (2008) |
СКФ = 177,6 × Cr–0,65 × цис С–0,57 × ВЗ–0,20 (× 0,82ж; × 1,11чк) |
L.A. Stevens и соавт. (2008) |
Среднее MDRD плюс СКФ 9 |
M. Тidman и соавт. (2008) |
Примечание : СКФ - скорость клубочковой фильтрации; ВЗ - возраст, годы; ж - женщины; чк - чернокожие.
Применение такого метода статистической обработки, как ROC-анализ, привело некоторых авторов к заключению о том, что концентрация цис С в сыворотке крови обладает большей диагностической чувствительностью и специфичностью в отношении снижения СКФ, чем концентрация креатинина. Эти данные, во-первых, позволяют на основе цис С более рано и надежно выявлять определенные критические уровни СКФ (например, 60 мл/мин, что важно в том числе для диагностики ХБП). Во-вторых, они наводят на мысль о том, что при достижении определенной заданной степени снижения СКФ уровень цис С имеет более высокую вероятность возрастания, чем уровень сывороточного креатинина.
Наконец, в пользу цис С как маркера СКФ свидетельствуют и данные метаанализа, посвященного данной проблеме. В его итоге были подтверждены преимущества цис С перед Sсr .
В практику современной медицины вошло понятие "острое повреждение почек" (ОПП). Основное преимущество этого понятия в том, что оно устраняет огромное количество разночтений в терминологии, диагностике и стратификации тяжести многочисленных острых ситуаций, вызывающих быстрое развитие нарушений функционального состояния почек. Очевидно, что этот термин должен неизбежно вытеснить привычное словосочетание "острая почечная недостаточность". Наиболее четко здесь просматривается аналогия с таким известным маркером остроты поражения миокарда, как тропонин. В настоящее время круг биомаркеров острого повреждения почек уже достаточно хорошо очерчен. При этом цис С занимает весьма достойное место в диагностике ОПП.
Наряду с другими биомаркерами, цис С оказался надежным независимым предиктором наступления смерти в течение ближайших 7 сут или необходимости начала заместительной почечной терапии.
Наличие тесной взаимосвязи между патологией почек и сердечно-сосудистой системой общеизвестно. Взаимоотношения дисфункции почек и изменений сердечно-сосудистой системы носят многогранный характер и выстраиваются по типу обратной связи. В этом контексте, с одной стороны, почка может выступать как орган-мишень для действия большинства известных факторов, связанных с сердечно-сосудистыми изменениями; с другой - активно вмешиваться в формирование системных метаболических и сосудистых патологических процессов, являясь активным генератором и традиционных, и нетрадиционных факторов риска. Таким образом, замыкается сложный патогенетический круг, определяющий судьбу таких пациентов. Подобный взгляд на взаимообусловленность патологических процессов в сердечно-сосудистой системе и почках, двунаправленность действия факторов риска, клиническая предсказуемость конечных результатов такого сочетания позволяет представлять данные взаимоотношения как непрерывную цепь событий, составляющих кардиоренальный континуум [10].
В целом ряде исследований, объектом изучения которых были самые разные популяции, были найдены довольно четкие ассоциации между повышением сывороточного уровня цис С или величины СКФ, рассчитанной на его основе, и частотой "кардиоваскулярных событий".
При этом под понятием "кардиоваскулярные события" могут объединяться самые разные состояния и исходы: смерть вследствие сердечно-сосудистых причин, коронарная болезнь сердца, острый инфаркт миокарда, инсульт, АГ, СД, острая и хроническая сердечная недостаточность и др.
Еще одним перспективным маркером ОПП рассматривается NGAL (липокалин, связанный с желатиназой нейтрофилов), открытый в 1989 г., который принадлежит семейству липокалиновых белков и имеет множество синонимов: (NL - липокалин нейтрофилов, HNL - липокалин нейтрофилов человека, липокалин-2, онкогенный белок 24p3 и т.д.). NGAL человека состоит из единичной полипептидной цепи с дисульфидным мостиком, состоящей из 178 аминокислотных остатков с примерной молекулярной массой 22 кДа, в гликозилированном виде - 25 кДа.
В нейтрофилах (нейтрофильных полиморфноядерных лейкоцитах) он встречается в виде мономера и димера с небольшой примесью тримера, а также в комплексе с 92 кДа коллагеназой нейтрофилов человека IV типа, которая еще называется желатиназой B или матричной металлопротеиназой-9 (ММП-9).
Благодаря своему малому молекулярному размеру и устойчивости к деградации, NGAL легко экскретируется и обнаруживается в моче как в свободном виде, так и в комплексе с ММП-9. Уровень NGAL в моче коррелирует с уровнем в плазме или сыворотке крови независимо от причины увеличения его выработки, но особенно высокий уровень в моче появляется тогда, когда NGAL выделяется непосредственно в мочу клетками почечных канальцев или уротелиальными карциномами.
Предполагается, что выделение NGAL регулируется в клетках, находящихся в состоянии стресса, например в результате инфекции, воспаления, ишемии или опухолевой трансформации, либо в тканях, в которых происходят инволюция, например в матке мыши после родов и молочной железы после прекращения лактации. В качестве возможного антибактериального агента NGAL связывает энтеробактин и другие сидерофоры, лишая микроорганизмы Fe3+ - важного элемента для их питания. Образование комплекса с ММП-9, видимо, защищает ферментативную активность ММП-9 от деградации. Присутствие NGAL в тканях с инволюцией привело к предположению, что он играет роль в апоптозе, но более вероятным кажется то, что NGAL связан с выживанием клеток.
Повышение уровня NGAL в плазме крови коррелирует со снижением функции почек у больных с их повреждением в результате системного васкулита. Уровень NGAL в моче служит ранним маркером острого повреждения почки после хирургии с использованием аппарата искусственного кровообращения (АИК). Повышение уровня NGAL как в моче, так и в плазме крови уже на ранней стадии сигнализирует об ОПП у пациентов в отделениях интенсивной терапии. Повышенные уровни NGAL в моче и плазме также наблюдаются у больных с хроническими заболеваниями почек и у больных с пересаженной почкой [11]. Уровень NGAL в моче особенно высок после достаточно серьезного повреждения почки, которое может привести к ОПП, острому тубулярному некрозу или острой тубулоинтерстициальной нефропатии.
При гломерулонефрите косвенным признаком обострения является повышение экскреции нефроспецифического фермента - N-ацетил-β-D-глюкозаминидазы.
4.5.3. Иммунологические методы исследования
Современная диагностика активности патологических процессов при нефропатиях широко использует арсенал клинической иммунологии [8, 14, 15].
Все резидентные клетки в почке, в том числе мезангиальные клетки, при стимуляции экспрессируют хемокины и их рецепторы. Хемотаксические цитокины (хемокины) - это пептидные молекулы, обладающие свойствами хемоаттрактантов и модулирующие межклеточные взаимодействия в процессе воспаления. Установлено их участие в процессах стимуляции и дегрануляции лейкоцитов, миелопоэзе, ангиогенезе, фиброзировании. Выработка хемокинов происходит под действием провоспалительных стимулов, таких как ИЛ-1b, ФНОα, ИФНγ, ИК, трансформирующий фактор роста-β (ТФРβ), ТцФР и фактора роста фибробластов, а также ангиотензина II и др. В патогенезе заболеваний почек особое место принадлежит ИЛ-8, моноцитарному хемотаксическому протеину (МСР-1) и макрофагальному протеину воспаления (MIP-1a). Изучение отдельных хемокинов в почечной ткани, а также количественное определение их в моче позволяет оценивать стадию и активность почечного процесса. У больных с высокой активностью нефрита после лечения глюкокортикоидами отмечается значительное снижение уровня хемокинов (ИЛ-8, МСР-1) в моче по сравнению с исходным. Традиционные препараты, используемые в терапии многих заболеваний [антиоксиданты, Аспирин♠ , простагландин Е, ингибиторы гидроксиметилглутарил-КоА-редуктазы (статины), ингибиторы АПФ], также подавляют экспрессию хемокинов. Особое внимание уделяют фактору Виллебранда, который синтезируется эндотелиальными клетками в виде больших неактивных предшественников, а затем происходит последовательное его превращение в ди- и мультимеры. Он играет ключевую роль в адгезии и агрегации тромбоцитов, способствуя прикреплению клеток к эндотелию. Фактор Виллебранда высвобождается при повреждении эндотелия, вследствие чего его рассматривают как маркер эндотелиально-клеточной активации и/или повреждения. Изменения уровня экскреции фактора Виллебранда с мочой характеризуют активность гломерулонефрита.
Продолжается изучение диагностической значимости системы активатор плазминогена - ингибитор активатора плазминогена - основной протеолитической системы почек, которая регулирует фибринолиз и процессы деградации внеклеточного матрикса и, следовательно, интенсивность его накопления. Компоненты этой системы синтезируются гломерулярными клетками разного типа, главным образом эндотелиальными, но также и мезангиальными и эпителиальными.
Получает практическое применение исследование высокомолекулярного гликопротеина - фибронектина, который является лигандом для одного из классов адгезивных молекул - интегринов, принимающих участие в процессах миграции и локального взаимодействия клеток друг с другом и окружающим матриксом. В очаге воспаления фибронектин вызывает хемотаксис моноцитов, макрофагов, фибробластов, влияет на фагоцитоз, стимулирует синтез протеаз, усиливающих деструкцию тканей. Связываясь с мезангиоцитами и фибробластами, фибронектин стимулирует пролиферацию этих клеток, что ведет к накоплению внеклеточного матрикса - важного условия развития фиброза в почке.
Анализ информативности традиционных лабораторных маркеров путем верификации пациентов с лабораторными признаками хронической болезни почек по величине креатининемии, превосходящей верхний уровень референтного интервала среди обширного контингента, лабораторное обследование которых проводилось по программе диспансеризации населения и медицинских осмотров (обследований), выявил устойчивую тенденцию увеличения групп населения с "доклинической" гиперкреатининемией, что может являться свидетельством повышения распространенности хронической болезни почек среди населения.
Список литературы
-
Верлов Н.А., Ланда С.Б., Егоров В.В. и др. Уромодулин: связь олигомерных форм и функции // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2021. Т. 65, № 1. С. 133–140. URL: https://doi.org/10.25557/0031-2991.2021.01.133-140.
-
Залеский М.Г. Клинико-лабораторная информативность исследования высушенных капель мочи и других биологических жидкостей: дис. … канд. биол. наук. СПб., 2006. 151 с.
-
Залеский М.Г. Эффект Sedimentum lateritium является маркером патологический процессов в почках // Поликлиника. 2018. № 4 (1). Спецвыпуск «Лаборатория ЛПУ», № 13. С. 43–46.
-
Залеский М.Г., Эмануэль В.Л. Роль муцина в формировании уровня литогенности мочи // Клиническая лабораторная диагностика. 2005. № 10. С. 70–71.
-
Иванов И.В., Скибо И.И., Аверьянова Е.В. и др. Критерии эффективности лабораторного обеспечения клинической диагностики в оценке качества жизни индивидуума и элементов общественного здоровья // Медицинский алфавит. 2021. № 13. С. 55–58. URL: https://doi.org/10.33667/2078-5631-2021-13-55-58.
-
Каюков И.Г., Смирнов А.В., Эмануэль В.Л. Цистатин в современной медицине // Нефрология. 2012. Т. 16, № 1. С. 22–39.
-
Кершоу Д., Виггинс Р. Протеинурия // Патофизиология почки: пер. с англ. / под ред. Д.А. Шейман. СПб.: БИНОМ, 1997. С. 103–128.
-
Лисовая Н.А. Информативность новых лабораторных технологий в диагностике заболеваний почек у детей: автореф. дис. … канд. мед. наук. СПб., 2001.
-
Патент № 2402769 C1 Российская Федерация, МПК G01N 33/48. Способ формирования группы риска с заболеваниями почек: № 2009115611/14: заявл. 27.04.2009: опубл. 27.10.2010 / Залеский М.Г.; патентообладатель Залеский Михаил Григорьевич. 9 c. Текст : непосредственный.
-
Смирнов А.В., Добронравов В.А., Каюков И.Г. Кардиоренальный континуум: патогенетические основы превентивной нефрологии // Нефрология. 2005. Т. 9, № 3. С. 7–15.
-
Смирнов А.В., Есаян А.М., Каюков И.Г. Хроническая болезнь почек: на пути к единству представлений // Нефрология. 2002. Т. 6, № 4. С. 11–17.
-
Смирнов А.В., Каюков И.Г., Есаян А.М. и др. Превентивный подход в современной нефрологии // Нефрология. 2004. Т. 8, № 3. С. 7–14.
-
Смирнов А.В., Седов В.М., Лхаахуу Од-Эрдэнэ и др. Снижение скорости клубочковой фильтрации как независимый фактор риска сердечно-сосудистой болезни // Нефрология. 2006. Т. 10, № 4. С. 7–17.
-
Шулутко Б.И. Нефрология-2002. Современное состояние проблемы. СПб.: Ренкор, 2002. 720 с.
-
Эмануэль В.Л. Лабораторная диагностика заболеваний почек // Медицинская лабораторная диагностика: программы и алгоритмы. Руководство для врачей / под ред. А.И. Карпищенко. 3-е изд., перераб. и доп. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. С. 88–121.
-
Filler G., Bokenkamp A., Hofmann W. et al. Cystatin C as a marker of GFR — history, indications, and future research // Clin. Biochem. 2005. Vol. 38, N 1. Р. 1–8.
-
Gokkusu C.A., Ozden T.A., Gul H., Yildiz A. Relationship between plasma Cystatin C fnd creatinine in chronic renal diseases and Tx-transplant patients // Clin. Biochem. 2004. Vol. 37, N 2. Р. 94–97.
-
National Kidney Foundation KD: Clinical practice guidelines for chronic Kidney disease: Evaluation, classification and stratification // Am. J. Kidney Dis. 2002. Vol. 39, Suppl. 1. Р. S1–S266.
Глава 5. Иммунофенотипическая и молекулярно-генетическая характеристика опухолевых клеток при острых и хронических лейкозах
5.1. Диагностика острых лейкозов
Совершенствование методов современной терапии лейкозов и злокачественных лимфом приводит к необходимости все более тонкой и точной идентификации опухолевых клеток кроветворной и лимфоидной ткани. Классификация заболеваний является важным медицинским инструментом, который позволяет не только разделить на категории известные нозологические формы, но и служит основой для клинической практики и научных исследований.
В 2001 г. ВОЗ в сотрудничестве с Обществом гематологов и Европейской ассоциацией гематологов издала Классификацию опухолей кроветворных и лимфоидных тканей как часть 3-го издания сети ВОЗ Классификации опухолей [178].
Главный принцип классификации ВОЗ - распознавание различных онкогематологических заболеваний согласно комбинации клинических, морфологических, цитохимических, иммунофенотипических, генетических и молекулярных особенностей. Нозологические формы заболеваний стратифицированы по клеточной линии и происхождению от клеток-предшественников или зрелых лимфоидных клеток. В 2008 г. (4-е издание), а затем в 2016 г. классификация ВОЗ была снова обновлена, в связи с накоплением новой научной и клинической информации, необходимостью усовершенствования диагностических критериев для ранее описанных опухолей и введения вновь признанных нозологических форм с некоторыми важными диагностическими, прогностическими и терапевтическими аспектами [25, 31, 140, 157, 158, 172].
Определение иммунофенотипических особенностей опухолевых клеток методом ПЦ играет существенную роль в диагностике и классификации онкогематологических заболеваний. Наряду с цитоморфологическими и цитохимическими исследованиями, иммунофенотипирование крайне необходимо для детекции злокачественных клеток и определения их происхождения в исследуемых образцах клеток костного мозга (КМ) и периферической крови (ПК), включая определение острых лейкозов неясного происхождения [51, 116, 166, 168]. Сравнение иммунофенотипических особенностей бластных клеток с фенотипом нормальных гемопоэтических предшественников и незрелых клеток способствует определению стадии остановки созревания популяции бластов различного (лимфоидного, миелоидного) происхождения. Большой интерес представляет связь определенных иммунофенотипических профилей с уникальными цитогенетическими и молекулярными аномалиями и прогнозом заболевания [116]. Наличие аберрантной экспрессии антигенов при острых лейкозах и новообразованиях из зрелых лимфоидных клеток позволяет использовать эти особенности опухолевых клеток для мониторинга минимальной остаточной болезни в период ремиссии и контролировать эффективность проводимой химиотерапии. Наряду с этим чувствительность метода ПЦ позволяет не только обнаружить низкие уровни остаточных бластных клеток, но и отличить их от нормальных регенерирующих незрелых клеток в костном мозге пациентов с острым лейкозом во время лечения [87].
5.1.1. Основные алгоритмы иммунофенотипической диагностики острых лейкозов
Острые лейкозы - опухолевые клональные заболевания кроветворной системы с первичным поражением КМ. Мишенью опухолевой трансформации являются стволовые кроветворные клетки и коммитированные клетки-предшественники.
Острым лейкозам свойственно нарушение нормальной дифференцировки и созревания клеток, субстрат опухоли представлен бластами.
Ранее используемые классификации ФАБ (по морфологическим и цитохимическим признакам, 1976) и EGIL (по иммунофенотипическим признакам, 1995) в настоящее время заменила классификация ВОЗ опухолей кроветворных и лимфоидных тканей, которая обеспечивает максимальную стандартизацию лабораторных исследований во всем мире [35, 161].
Принятая в 2001 г. классификация ВОЗ, значимо отличалась от предыдущей ФАБ-классификации тем, что в диагностические алгоритмы для миелоидных опухолей, наряду с морфологической, цитохимической, иммунофенотипической и клинической информацией, впервые была включена генетическая информация [178]. При острых лейкозах хромосомные повреждения, как правило, ассоциируются с прогнозом и позволяют стратифицировать больных по группам риска. В связи с этим в классификации ВОЗ случаи острых миелоидных и В-лимфобластных лейкозов с наиболее частыми генетическими аномалиями обозначены как отдельные нозологические формы острых лейкозов. По мере накопления информации по экспрессии генов, полученной новейшими молекулярно-генетическими методами, такими как NGS (секвенирование нового поколения), были обнаружены новые рекуррентные (повторяющиеся) молекулярные аберрации. В 2008 г. а затем и в 2016 г., группа острых лейкозов в классификации ВОЗ была дополнена новыми генетическими нозологическими формами [125, 157, 158].
В настоящее время диагностические алгоритмы классификация ВОЗ основываются на данных клинических, морфологических, цитохимических, иммунофенотипических и генетических исследований.
В соответствии с обновленной классификацией ВОЗ опухолей кроветворных и лимфоидных тканей 2016 г. выделяют три группы острых лейкозов, различающихся по клинической картине, морфоцитохимическим, иммунофенотипическим особенностям, терапевтической тактике и результатам лечения:
Морфологические, цитохимические и/или иммунофенотипические особенности используются для установления происхождения (линейности) опухолевых клеток и для оценки степени их зрелости в соответствии со стадиями созревания нормальных гемопоэтических клеток.
В диагностике острых лейкозов мультипараметрическая ПЦ (с использованием трех или более цветов) является методом выбора для определения происхождения бластов и детекции аберрантных антигенных профилей, которые могут оказаться полезными для прогноза и мониторинга заболевания. Широкое внедрение моноклональных антител (МКА) в лабораторную практику позволило детально изучить антигенный состав поверхности нормальных лимфоцитов и миелоидных клеток человека на различных стадиях дифференцировки. На основе концепции соответствия фенотипа злокачественной клетки фенотипу нормального клеточного аналога на каждом уровне дифференцировки представилось возможным выделить ряд иммунологических вариантов (фенотипов), определяющих клеточную природу лейкозов, уровень блока дифференцировки в лейкозной популяции. Однако до настоящего времени не найдено истинных лейкозо-ассоциированных маркеров. В большинстве случаев острых лейкозов бласты имеют иммунофенотип, сравнимый с нормальными гемопоэтическими клетками аналогичных стадий дифференцировки [34, 162]. При острых лимфобластных лейкозах (ОЛЛ) и острых миелоидных лейкозах (ОМЛ) бластные клетки рассматриваются как злокачественные аналоги нормальных клеток на ранних стадиях лимфо- и миелопоэза. Таким образом, по набору мембранных и цитоплазматических антигенов можно установить линейную принадлежность, стадию дифференцировки и функциональное состояние клетки.
Следует отметить, что нормальные дифференцировочные антигены могут обнаруживаться на злокачественных клетках в комбинациях, которые очень редко встречаются или не выявляются в нормальном костном мозге. Таким образом, злокачественные клетки можно отличить от их нормальных аналогов по ряду критериев. К основным типам аберрантности фенотипа лейкозных клеток относятся:
-
коэкспрессия антигенов нескольких линий , то есть лимфоидных маркеров при ОМЛ или миелоидных маркеров при ОЛЛ (например, CD7 является не только Т-клеточным маркером, но и выявляется в 20% случаев ОМЛ на миелобластах);
-
асинхронная экспрессия антигена - одновременная экспрессия "раннего" и "позднего" антигенов, которые в норме находятся на разных этапах дифференцировки клеток, например CD34 и CD15; CD15 и CD117;
-
избыточная экспрессия антигена - плотность распределения антигенов на лейкозной клетке больше, чем на нормальной клетке КМ (например, гиперэкспрессия CD10 при BII common ОЛЛ);
-
отсутствие экспрессии или низкий уровень экспрессии антигена, характерного для данной стадии дифференцировки - потеря клеткой ряда поверхностных антигенов, например, потеря CD33 наблюдается в 21% случаев ОМЛ;
-
фенотипический профиль, практически не встречающийся в норме (например, гиперэкспрессия CD7 при Т-ОЛЛ).
Наряду с этим установлено, что аберрантность экспрессии антигенов отражает генетические изменения, лежащие в основе опухолевого перерождения клетки, позволяя выявлять опухолевые клетки даже при относительно небольшом их содержании в образце [166]. Выявление методом ПЦ подобного иммунофенотипа лейкозной клетки позволяет предположить наличие связанной с ним генетической аномалии, прогнозировать течение заболевания и проводить мониторинг остаточной опухолевой популяции в процессе химиотерапии [172].
В соответствии с предложениями первой Европейской группы по иммунологической классификации лейкозов [35], не потерявшими актуальности и в настоящее время, иммунологическое фенотипирование острых лейкозов рекомендуется проводить в два этапа. На I этапе осуществляется определение линейности опухолевых клеток, дифференцирование между миелоидными и Т- или В-лимфобластными острыми лейкозами. Предполагается использование наиболее специфических маркеров лимфоидного и миелоидного происхождения и несколько линейно-неспецифических маркеров. Экспрессия антигена считается позитивной, если его экспрессирует не менее 20% анализируемых клеток (для TdT и миелопероксидазы - 10%). В зависимости от результатов применения первой панели на II этапе уточняется вариант ОМЛ и степень дифференцировки клеток Т- или В-ОЛЛ. В связи с появлением новых высокоспецифичных МКА к клеткам миелоидной и лимфоидной линии рабочей группой Британского комитета по стандартам в гематологии (BCSH, 2002) пересмотрены рекомендации по иммунофенотипированию острых лейкозов и опухолей из зрелых лимфоидных клеток и предложена новая двухлинейная панель МКА, которую, по мнению экспертов этой группы, можно дополнять другими МКА (табл. 5-1).
1-я линия | 2-я линия |
---|---|
В-лимфоидные: CD79а*, CD22*, CD19, CD10. Т-лимфоидные: CD3*, CD2. Миелоидные: анти-МРО*, CD117, CD13. Линейно неограниченные: TdT** |
В-лимфоидные: SmIg (каппа/лямбда), цитоплазматические иммуноглобулины, CD138. Т-лимфоидные: CD7. Миелоидные: CD33, CD41, CD42, CD61, гликофорин А (CD235a). Линейно неограниченные: CD45, негемопоэтические маркеры |
*Цитоплазматическая экспрессия.
**Ядерная экспрессия.
Примечание. Необязательные маркеры - антилизоцим, CD14, CD15, CD36, HLA-DR.
Панель МКА второй линии используется селективно, в зависимости от результатов 1-го этапа скрининга, который в большинстве случаев позволяет разделить острые лейкозы на три основные группы (ОМЛ, В- или Т-клеточный ОЛЛ, острые лейкозы неясного происхождения). Целью второго этапа иммунофенотипирования является идентификация неясных вариантов ОМЛ, например с мегакариоцитарной или эритроидной дифференцировкой бластов, исключение или подтверждение диагноза злокачественных новообразований негемопоэтической природы (рис. 5-1).

В норме дифференцировка клеток-предшественников миелопоэза ассоциируется со снижением уровня экспрессии антигенов ранних стадий созревания (CD34, CD38, HLA-DR) и приобретением молекул, типичных для зрелых клеток миелоидного ряда. Для установления миелоидной природы бластов используют МКА к линейно-специфическим, или линейно ассоциированным, миелоидным антигенам, которые появляются на ранних стадиях миелоидной дифференцировки, - CD13, CD33, CD117, CDw65, суMPO, CD14, CD15. В соответствии с последними рекомендациями BCSH среди миелоидных маркеров предпочтение отдают CD117 и CD13, поскольку с помощью этих МКА идентифицируется большая часть случаев ОМЛ по сравнению с используемыми МКА к CD33.
Обнаружение цитоплазматического лизоцима не является абсолютно специфичным для монобластных лейкозов, хотя в большинстве случаев он экспрессируется при этом варианте острого лейкоза и может быть более чувствительным, чем CD14. Экспрессия CD14 обнаруживается как на клетках гранулоцитарного, так и моноцитарного ряда, очевидно, поэтому эти МКА вынесены как необязательные в иммунофенотипировании острого лейкоза. Антиген CD36 выявляется на эритробластах и монобластах, тем не менее его экспрессия при отсутствии маркеров гранулоцитарной линии и HLA-DR свидетельствует в пользу острого эритромиелоза. Кроме того, используются МКА к линейно-неограниченным молекулам - CD34, CD38, HLA-DR, TdT. Антиген HLA-DR экспрессируется при В-ОЛЛ, ОМЛ, значительно реже при Т-ОЛЛ, в 50% случаев мегакариобластного лейкоза и отсутствует при промиелоцитарном лейкозе.
Для выделения области (гейта) бластных клеток при острых лейкозах используется анализ точечного графика зависимости экспрессии общелейкоцитарного антигена CD45 от сигналов бокового светорассеяния SSC (под углом 90°) (рис. 5-2, а ). Регистрация SSC позволяет оценивать сложность внутреннего строения клетки, так называемую гранулярность клеток. Термин "гранулярность" имеет специфическую цитофлюориметрическую нагрузку и не отождествляется с морфологическим понятием "гранулярности или зернистости". Под понятием "гранулярность", которую отражает параметр SSC, следует понимать всю совокупность образований, формирующих клетку (соотношение ядро/цитоплазма, любые клеточные органеллы, наличие гранул, других внутриклеточных включений, оптическую плотность цитоплазмы клеток). Самые низкие (SSClow ) сигналы SSC характерны для лимфоцитов, промежуточные (SSCint ) - для моноцитов и самые высокие (SSChigh ) - для гранулоцитов. Степень экспрессии антигена CD45 основными популяциями клеток крови и КМ также различна. Наиболее сильная степень экспрессии антигена (CD45bright ) наблюдается у лимфоцитов, умеренная (CD45mod ) - у моноцитов и слабая (CD45dim ) - у гранулоцитов. Созревающие клетки (бласты) располагаются в зоне CD45dim SSClow . В нормальном костном мозге эта зона представлена незначительным количеством клеток (не более 1,7%). Опухолевые бласты могут занимать или бластную зону, или зону моноцитов и гранулоцитов, в зависимости от варианта острого лейкоза. При некоторых В-лимфобластных лейкозах, опухолевые клетки могут полностью потерять способность экспрессировать общелейкоцитарный антиген CD45 на своей поверхности (рис. 5-2, б ). Выделить область, включающую только бластные клетки, на точечном графике зависимости сигналов прямого метода сравнительной геномной гибридизации - FSC (под углом 1–9°) светорассеяния (отражает размер клеток) от сигналов бокового SSC рассеяния довольно сложно, так как морфологический полиморфизм бластных клеток отражается на характеристиках их светорассеяния (рис. 5-2, в ).

Так же как и при анализе экспрессии CD45, важно определять не только позитивность или негативность линейно-ассоциированных, стадиоспецифических, линейно-неограниченных, активационных антигенов (относительное количество клеток, экспрессирующих данный антиген), но и оценивать интенсивность (степень) их флюоресценции, что позволяет расширить иммунофенотипическую характеристику злокачественных клеток [177]. Интенсивность флюоресценции является долей общего излучения, испускаемого при возбуждении флюорохрома лазером проточного цитометра. Интенсивность флюоресценции показывает суммарное количество конъюгата на клетке и напрямую отражает степень экспрессии молекул [15]. Для определения степени экспрессии CD-антигенов (dim, moderate и bright) пространство гистограммы условно делят на четыре области (рис. 5-3).

-
Область негативного контроля (аутофлюоресценция) на графике при правильных настройках проточного цитометра должна занимать пространство на гистограмме в пределах 100 –101 условных единиц (у. е.).
-
Популяция слабопозитивных (dim) по анализируемому антигену клеток располагается рядом с негативным контролем в пределах 101 –102 у. е. и, как правило, перекрывает его. Четкую границу между негативным контролем и dim популяцией различить сложно.
-
Клетки с умеренной степенью экспрессии антигена (moderate, сокращенно mod) располагаются в пределах 102 –103 у. е. и не перекрываются с негативным контролем.
-
Популяция клеток с яркой (bright) степенью экспрессии антигена находится далеко от негативного контроля в области за пределами 103 (≥103 ) у. е.
5.2. Острый миелоидный лейкоз и родственные новообразования
5.2.1. Классификация острых миелоидных лейкозов
В 1976 г. группой экспертов Франции, США и Великобритании была предложена классификация острых лейкозов - Французско-американско-британская классификация (ФАБ), основанная на морфологических и цитохимических особенностях бластных клеток, которая широко использовалась до разработки классификации ВОЗ и по настоящее время сохраняет свою актуальность для диагностики форм ОМЛ, не имеющих рекуррентных генетические аномалий.
В соответствии с ФAБ-классификацией на основании морфологического исследования крови и КМ и цитохимических реакций выделяют восемь типов острого миелобластного лейкоза - М0, М1, М2, М3, М4, М5, М6, М7 (табл. 5-2 - 5-4).
Вариант острого миелоидного лейкоза | Частота, % | |
---|---|---|
М0 |
Острый миелобластный лейкоз с минимальной миелоидной дифференцировкой бластов |
2–3 |
М1 |
Острый миелобластный лейкоз без признаков созревания |
15–20 |
М2 |
Острый миелобластный лейкоз с созреванием |
25–30 |
М3 |
Острый промиелоцитарный лейкоз |
5–10 |
М4 М4эо |
Острый миеломоноцитарный лейкоз. Острый миеломоноцитарный лейкоз с эозинофилией |
15–20 |
М5а М5b |
Острый монобластный лейкоз без признаков созревания. Острый монобластный лейкоз с созреванием |
10 |
М6 |
Острый эритромиелоз |
3–4 |
М7 |
Острый мегакариобластный лейкоз |
1 |
Вариант острого миелоидного лейкоза |
Особенности бластов |
||||
---|---|---|---|---|---|
размер клеток |
ядрышки |
зернистость |
палочки Ауэра |
||
М0 |
Миелобластный без признаков созревания |
Мелкие и средние |
Неотчетливые или 1–2 |
Нет |
– |
М1 |
Миелобластный с минимальными признаками созревания |
Мелкие и средние |
Отчетливые |
Небольшая |
+ |
М2 |
Миелобластный с признаками созревания |
Крупные |
Отчетливые |
Есть |
++ |
М3 |
Промиелоцитарный |
Крупные |
Отчетливые |
Обильная |
+++ |
М3v |
Промиелоцитарный, микрогранулярный вариант |
Мелкие и средние |
Отчетливые |
Скудная |
+ |
М4 |
Миеломонобластный |
Мелкие и средние |
Множественные |
Есть |
+ |
M4эо |
Миеломонобластный с эозинофилией |
Крупные |
Отчетливые |
Эозинофильная |
+ |
М5 |
Монобластный: без созревания (м5а) и с созреванием (м5б) |
Крупные |
Множественные |
Есть |
– |
М6 |
Эритромиелоз |
Средние и крупные |
Отчетливые |
Немного |
+ |
М7 |
Мегакариобластный |
Средние и крупные |
Отчетливые |
Немного |
± |
Вариант острого миелоидного лейкоза | Миелопероксидаза | Лизоцим | Неспецифическая эстераза | Подавление эстеразы NaF | Форма PAS-позитивного продукта | |
---|---|---|---|---|---|---|
М0 |
Острый миелобластный лейкоз с минимальной дифференцировкой |
– Меньше 3% бластов |
– |
Нет |
Нет |
Диффузная |
М1 |
Острый миелобластный лейкоз без созревания |
+ Больше 3% бластов |
– |
– |
Нет |
Диффузная |
М2 |
Острый миелобластный лейкоз с созреванием |
++ |
– |
+++ |
Нет |
Диффузная |
М3 |
Острый промиелоцитарный лейкоз |
+++ |
– |
++ |
Нет |
Диффузная |
М4 |
Острый миеломонобластный лейкоз |
+/– |
++ |
++ |
Частично |
Диффузная или диффузно-гранулярная |
М5а |
Острый монобластный лейкоз без дифференцировки |
– |
+++ |
+++ |
Подавляется |
Диффузная или диффузно-гранулярная |
М5б |
Острый монобластный лейкоз с дифференцировкой |
|||||
М6 |
Острый эритроцитарный лейкоз |
–/+ |
– |
++ |
Нет |
В бластах - диффузная |
М7 |
Острый мегакариобластный лейкоз |
– |
– |
– |
Нет |
Диффузная или крупногранулярная |
На сегодняшний день комплексная диагностика опухолей кроветворных и лимфоидных тканей основывается на данных морфологических, цитохимических, иммунофенотипических, цитогенетических и молекулярно-генетических исследований.
В классификации ВОЗ термин "миелоидный" включает все клетки, принадлежащие к гранулоцитам (нейтрофил, ацидофильный гранулоцит, базофил), моноцитам/макрофагам, эритроидным, мегакариоцитарным и тучным клеткам. Критерии ВОЗ для миелоидных опухолей используют в первоначальной диагностике образцов ПК и КМ, полученных до любой категорической терапии при подозрении на онкогематологическое заболевание.
В обновленной версии классификации ВОЗ 2016 г. выделяют семь основных подгрупп ОМЛ и родственных новообразований (табл. 5-5) [25].
Острый миелоидный лейкоз (ОМЛ) и родственные новообразования |
Острый миелоидный лейкоз с повторяющимися генетическими аномалиями |
|
Острый миелоидный лейкоз с изменениями, связанными с миелодисплазией |
||
Миелоидные новообразования, связанные с терапией |
||
Острый миелоидный лейкоз, неспецифицированный иным образом (ОМЛ, NOS) |
|
|
Миелоидная саркома |
||
Миелоидные пролиферации, связанные с синдромом Дауна |
|
|
Новообразование из бластных плазмоцитоидных дендритных клеток* (острый лейкоз из дендритных клеток) |
*Новые нозологические формы, добавленные в 4-е издание классификации ВОЗ 2008.
**Новые нозологические формы, добавленные в 5-е издание классификации ВОЗ 2016.
Примечания. Острый миелоидный лейкоз - полужирным шрифтом выделены семь основных подгрупп ОМЛ; ОПЛ - острый промиелоцитарный лейкоз; условная форма - курсивом выделены новые условные (предварительные) формы, не включенные в классификацию ВОЗ 2016 г. как подтвержденные нозологические формы из-за недостатка информации.
Определение процента бластов остается практическим инструментом для разделения острых миелоидных лейкозов на категории и оценки их прогрессии. В схеме ВОЗ миелоидные опухоли с ≥20% бластов в ПК или КМ, как полагают, являются острым миелоидным лейкозом (ОМЛ), если это происходит de novo , и развившиеся в ОМЛ, когда это происходит при установленном ранее диагнозе миелодиспластического синдрома (МДС) или миелодиспластических/миелопролиферативных новообразований (MДС/MПН).
При ранее диагностированном миелопролиферативном новообразовании (МПН) также может произойти бластная трансформация в ОМЛ. В некоторых случаях, связанных со специфическими генетическими аномалиями, диагноз ОМЛ устанавливают независимо от количества бластов в ПК или КМ. При выявлении клона с повторяющимися генетическими аномалиями диагноз ОМЛ может быть установлен независимо от содержания бластов (даже если их меньше 5%). В любом случае двадцатипроцентный порог бластов не является основанием для лечения пациента как имеющего ОМЛ или бластную трансформацию; терапевтические решения всегда должны быть основаны на клинической ситуации после того, как рассмотрена вся информация. Опухолевая пролиферация бластов в экстрамедуллярной области (миелоидная саркома), как полагают, является ОМЛ, когда она найдена de novo или у пациента с МДС или МДС/МПН, и при бластной трансформации в случаях МПН.
Процент бластов получают с помощью стандартного морфологического исследования: от 200 клеток дифференциального подсчета лейкоцитов на мазках ПК и от 500 клеток дифференциального подсчета всех нуклеарных клеток КМ на мазке аспирата клеток КМ, окрашенном по Романовскому–Гимзе. Бласты определяют, используя критерии, недавно предложенные Международной рабочей группой по морфологии миелодиспластического синдрома [125].
Заменять визуальную оценку бластов методом ПЦ (по экспрессии клетками антигена CD34+ ) не рекомендуется. Не все лейкозные бласты экспрессируют CD34, а разбавление образцов и артефакты, связанные с подготовкой пробы, могут привести к ложным результатам.
5.2.2. Острый миелоидный лейкоз с повторяющимися генетическими аномалиями
Подгруппа острого миелоидного лейкоза "ОМЛ с повторяющимися генетическими аномалиями" характеризуется наличием в лейкозных клетках повторяющихся (рекуррентных) генетических аберраций. В классификации ВОЗ 2016 г. выделено 11 нозологических форм ОМЛ, в названиях которых отражены наиболее частые генетические аномалии (см. табл. 5-5). Две из них признаются пока как условные.
В настоящее время известно, что между генетическими нарушениями, иммунофенотипом и морфологическими особенностями опухолевых клеток существует прямая связь. Хромосомные повреждения влияют на экспрессию антигенов, и поэтому опухолевые клетки с рекуррентными генетическими аномалиями имеют соответствующий антигенный профиль [116, 157]. Поскольку результаты иммунофенотипического анализа опухолевых клеток становятся доступны лечащему врачу гораздо раньше генотипирования, они позволяют предположить направление проведения цитогенетических и молекулярно-биологических исследований.
С характерными иммунофенотипическими особенностями лейкозных клеток связаны следующие наиболее распространенные хромосомные аберрации:
-
t(8;21) - выявление низкой степени экспрессии CD13/CD33, коэкспрессия CD19/CD56;
-
inv(16) или t(16;16) - выявление двух лейкозных популяций с миелоцитарной и монобластной дифференцировкой, экспрессия CD2;
-
t(15;17) - экспрессия маркеров гранулоцитарной дифференцировки в сочетании с отсутствием экспрессии HLA-DR;
При нормальном кариотипе обнаружение иммунофенотипически CD34-негативных случаев морфологических вариантов ОМЛ-М4/М5 может служить показанием к дополнительному исследованию мутации гена нуклеофосмина. Выявление морфологических вариантов ОМЛ-М1/М2 с сочетанным отсутствием экспрессии CD34 и HLA-DR может служить достаточно надежным признаком для выявления мутации нуклеофосмина при дальнейших молекулярно-генетических иследованиях.
В табл. 5-6 представлена иммунофенотипическая, морфологическая и клиническая характеристика генетических вариантов ОМЛ, входящих в классификацию ВОЗ 2016 г.
Генетический вариант ОМЛ (ВОЗ, 2016) | ФАБ-варианты | Основные фенотипические отличия | Клинические особенности и прогноз |
---|---|---|---|
ОМЛ с t(8;21) (q22;q22.1); RUNX1-RUNX1T1 |
М2 М1 |
CD13dim CD33dim CD19+ CD56+ |
При отсутствии мутаций гена KIT прогноз благоприятный, хорошая реакция на терапию, высокая частота наступления полной ремиссии, длительный период выживаемости в случае лечения высокими дозами цитарабина в фазе консолидации. Составляет 5% всех случаев ОМЛ М1 и 10% ОМЛ М2 |
ОМЛ с inv(16) (p13.1;q22) t(16;16)(p13.1;q22); CBFB-MYH11 |
М4 Два типа бластов:
|
Часто CD2+ (связано с эозинофилией) |
Возможно достижение длительной полной ремиссии при лечении цитарабином в высоких дозах в фазе консолидации, сроки выживаемости у пожилых пациентов ниже. При наличии мутаций гена KIT - тяжелое течение заболевания, высокий риск развития рецидивов. Более благоприятный прогноз у больных с трисомией по хромосоме 22 в качестве вторичной аномалии. Составляет 5–8% всех ОМЛ |
ОМЛ с t(15;17) (q22;q12); PML-RARA |
М3 |
HLA-DR– CD9+ CD34–/dim , СD11b–/dim , CD15–/dim , CD65–/dim |
Прогноз более благоприятный, чем при ОМЛ с другими рекуррентными генетическими аномалиями. Экспрессия антигена CD56 ассоциируется с менее благоприятным прогнозом. Составляет 5–8% всех ОМЛ, чаще у пожилых, редко у молодых людей |
ОМЛ с t(9;11) (р21.3;q23.3); MLLT3-КМТ2А |
М5а М4 |
Экспрессия дифференцировочных антигенов моноцитарного ряда: CD33, CD4, CD64, HLA-DR, CD11b, CD15, СD65,СD36 |
Прогноз благоприятнее, чем у больных ОМЛ с другими аномалиями 11q23. У взрослых составляет 2% всех ОМЛ, у детей - 9–12% |
ОМЛ с t(6;9) (р23;q34.1); DEK-NUP214 |
Любая форма, за исключением М3 и М7 |
В костном мозге и периферической крови базофилы FSlow SSСlow CD63+ IgE+ >2% (≈50% случаев). Экспрессия TdT (≈50% случаев) |
Чаще встречаются ФАБ-подтипы ОМЛ М2, М1, М4. Прогноз у взрослых и детей неблагоприятный. Составляет 1,8% всех ОМЛ |
ОМЛ с inv(3) (q21.3;q26.2) или t(3;3)(q21.3;q26.2); GATA2, MECOM |
Любая форма, за исключением М3, чаще М2, М4, М7 |
Экспрессия CD13, CD33, CD34, НLA-DR и CD38. Часто аберрантная экспрессия CD7. Редко CD41, CD61 (при М7) |
Необходимо дифференцировать от БК-ХМЛ, так как inv(3) или t(3;3) могут появляться в качестве дополнительных аномалий у больных ХМЛ с t(9;22)(q34;q11.2) в процессе прогрессирования заболевания. Возникает de novo или на фоне предшествующего МДС. Агрессивно протекающее заболевание с коротким периодом выживаемости. Составляет 1–2% всех ОМЛ. Встречается в основном у взрослых |
ОМЛ с t(1;22) (р13.3;q13.3); RBM15-MKL1 (мегакариобластный) |
М7 |
СD41+ , CD61+ , CD36+ , MPO- |
Диагностируется в младенческом возрасте (в первые 6 мес жизни), преимущественно у девочек и у детей до 3 лет. Может быть достигнут длительный период выживаемости без проявления признаков заболевания. Составляет <1% всех ОМЛ |
ОМЛ с BCR-ABL1 (условная форма) |
Чаще М1, М2 или любая форма, кроме М3, М7 |
Эксрессия CD34, CD117, CD13, CD33, cyMPO, HLA-DR |
При BCR-ABL1 + ОМЛ необходим дифференциальный диагноз с БК-ХМЛ, Ph+ B-ОЛЛ, Ph+ ОЛСФ. В отличие от БК-ХМЛ отсутствуют: спленомегалия (или минимальная), карликовые мегакариоциты, базофилия, дополнительные генетические аномалии, свойственные БК-ХМЛ. Кол-во лейкоцитов в периферической крови при Ph+ ОМЛ выше, чем при БК-ХМЛ. При стандартной химиотерапии плохой прогноз, при использовании ингибиторов тирозинкиназы с последующей алло-ТГСК. можно получить благоприятный результат. Преобладает у мужчин. Средний возраст 52 года. Заболеваемость de novo Ph+ ОМЛ составляет 0,5–3% всех ОМЛ |
ОМЛ с мутацией гена нуклеофосмина NPM1 |
Любая форма, за исключением М3 |
Опухолевые клетки CD34– . В случае ОМЛ-М1/М2 сочетанное отсутствие экспрессии HLA-DR и CD34 |
Цитогенетически опухолевые клетки имеют нормальный кариотип. Характеризуется хорошим ответом на индукционную терапию и при отсутствии сопутствующих мутаций гена FLT3-ITD - благоприятным прогнозом. Составляет 2–8% ОМЛ у детей и 27–35% - у взрослых |
ОМЛ с биаллельными мутациями гена СЕВРА |
Различные, чаще М1, М2 |
HLA-DR+ CD34+ , миелоидные антигены CD13, CD33, CD65, CD11b, CD15 (100% случаев). Аберрантная экспрессия CD7 (>50% случаев) |
Цитогенетически опухолевые клетки имеют нормальный кариотип. Прогноз благоприятный. Возможно достижение длительной полной ремиссии. Мутации FLT3-ITD выявляются в 22–33% случаев |
ОМЛ с мутациями гена RUNX1 (условная форма) |
Чаще М0, реже М1, М2 |
CD34+ HLA-DR+ CD33–/dim CD15– |
Цитогенетически опухолевые клетки имеют нормальный кариотип. Ген RUNX1 расположен в локусе 21q22. Мутации RUNX1 относятся к наиболее частым молекулярным аберрациям при de novo ОМЛ, встречаются у пожилых лиц, приблизительно, в 30% ОМЛ. Наиболее частой дополнительной мутацией является MLL-PTD , затем FLT3-ITD . Часто ассоциируются с трисомией 21 и трисомией хромосомы 13. Мутации RUNX1 ассоциированы с определенными биологическими и клиническими характеристиками и плохим прогнозом у пациентов с de novo AML. Является независимым фактором неблагоприятного прогноза общей выживаемости |
Примечание : БК-ХМЛ - бластный криз хронического миелолейкоза; ОЛЛ - острый лимфобластный лейкоз; ОЛСФ - острый лейкоз со смешанным фенотипом; ОМЛ - острый миелоидный лейкоз; ХМЛ - хронический миелоидный лейкоз; ФАБ - Французско-американско-британская классификация.
В случае содержания бластов в КМ менее 20%, у больных с повторяющимися хромосомными аномалиями - t(8;21); inv(16) или t(16;16); t(15;17), заболевание диагностируется как острый лейкоз, а не МДС. Для всех других форм ОМЛ (за редким исключением некоторых случаев эритролейкоза) для постановки диагноза "острый миелоидный лейкоз" требуется не менее 20% бластов среди лейкоцитов ПК или всех нуклеарных клеток КМ [172].
Значение генных мутаций как важных диагностических и прогностических маркеров при острых миелоидных лейкозах все больше возрастает. В табл. 5-7 представлена классификация групп риска, предложенная Europen LeukemiaNet, в которой учитывается прогностическое значение наиболее важных в клинической практике молекулярно-генетических маркеров при ОМЛ.
Группы прогноза | Цитогенетические и молекулярно-генетические аномалии |
---|---|
Благоприятный |
t(8;21)(q22;q22); RANX1-RANX1T1.* inv(16)(p13.1;q22) или t(16;16) (p13.1;q22);CBFB-MYH11.* Мутации гена NPM1 без FLT3-ITD (нормальный кариотип). Мутации гена СЕВРА (нормальный кариотип) |
Промежуточный |
Мутации гена NPM1 с FLT3-ITD (нормальный кариотип).** t(9;11)(p22;q23); MLLT3–MLL.*** Цитогенетические аномалии, не относящиеся к благоприятным и неблагоприятным |
Неблагоприятный |
inv3(q21;q26.2), t(3;3) (q21;q26.2); RPN1-EVI1. t(6;9) (p23;q34); DEK-NUP214. t(v;11)(v;q23); реаранжировка MLL не t(9;11). Моносомный кариотип - 5, del(5q), - 7, аномалии 17р; комплексный кариотип |
*t(8;21), inv(16) или t(16;16) с дополнительными мутациями гена KIT и, вероятно, мутациями FLT3 ухудшают прогноз и повышают риск рецидива [184].
**При нормальном кариотипе имеют неблагоприятный прогноз только мутации FLT3-ITD .
***В классификации ВОЗ 2016 г. ген MLL переименован вКМТ2А .
5.2.2.1. Острый миелоидный лейкоз с t(8;21)(q22;q22.1); RUNX1-RUNX1T1
Этот вариант лейкоза составляет около 5% всех случаев ОМЛ-М1 и 10% ОМЛ-М2 по ФАБ-классификации [174]. Встречается преимущественно у молодых пациентов. Редко диагностируется у детей до 3 лет и у больных старше 60 лет. Предполагаемый нормальный аналог - миелоидная стволовая клетка с потенцией дифференцировки по нейтрофильному ряду. В транслокацию t(8;21)(q22;q22.1) вовлечен ген RUNX1 (AML1 ), кодирующий α-субъединицу гетеродимерного белкового комплекса CBF (core binding factor) и ген RUNX1Т1 (ЕТO ). В результате такой перестройки образуется слитный ген RUNX1 -RUNX1T1 . Фактор транскрипции CBF играет важную роль в процессе кроветворения. Трансформация, связанная с образованием RUNX1-RUNX1T1 , вероятно, вследствие аберрантной рекрутировки ядерных транскрипционных корепрессорных комплексов ведет к транскрипционной репрессии нормальных генов-мишеней RUNX1 .
Иммунофенотипические особенности. Особенностью этой нозологической формы ОМЛ является то, что опухолевые клетки часто экспрессируют не только миелоидные маркеры, но и маркеры лимфоидных клеток. Бласты обычно слабопозитивны по панмиелоидным маркерам CD13 и CD33 [6].
Эта особенность ассоциирована только с транслокацией t(8;21) и не встречается при других вариантах ОМЛ. Характерным свойством является также коэкспрессия антигенов CD19+ CD56+ , относящихся соответственно к В-клеточным и NK-клеточным маркерам. Экспрессия CD56 имеет неблагоприятное прогностическое значение. Наряду с CD19 могут экспрессироваться и другие В-клеточные антигены - РАХ5 и цитоплазматический CD79а или Т-клеточный антиген CD7. При данном варианте ОМЛ практически все бласты экспрессируют CD34, CD117 и миелопероксидазу. Иногда в опухолевых клетках определяются признаки асинхронного созревания, проявляющиеся в коэкспрессии CD34 и CD15. В некоторых случаях обнаруживается слабая экспрессия TdT [23, 64, 88].
Таким образом, главной иммунофенотипической особенностью ОМЛ t(8;21)(q22;q22.1) является то, что на опухолевых клетках снижена экспрессия панмиелоидных маркеров CD13/CD33 и часто наблюдается экспрессия лимфоидных антигенов.
Прогноз. ОМЛ с t(8;21)(q22;q22.1) обычно характеризуется хорошей реакцией на терапию, высокой частотой наступления полной ремиссии и длительным периодом выживаемости без проявления признаков заболевания в случае лечения высокими дозами цитарабина в фазе консолидации.
Случай ОМЛ с t(8;21)(q22;q22.1)
Больной О., 37 лет.
Морфологическое исследование: в костномозговом пунктате содержится 63,6% бластов. Бластные клетки миелоидные (миелобласты III типа), имеют ряд морфологических особенностей: геторогенны по размеру, ядро с выемкой и укрупненными одним или несколькими ядрышками, цитоплазма базофильная с вакуолизацией и перенуклеарной зоной просветления, характерными азурофильными гранулами и наличием палочек Ауэра. Они отмечаются у вызревших миелоцитов.
Цитохимическое исследование: миелопероксидаза резко положительная (+++) в цитоплазме в 100% бластов, неспецифическая эстераза положительная (+), кислая фосфатаза положительная диффузная (+). Заключение: цитоморфологические признаки острого миелоидного лейкоза с созреванием (по ФАБ-классификации М2).
Иммунофенотипическое исследование: в результате проточно-цитометрического анализа на графиках зависимости экспрессии CD45 антигена от сигналов бокового светорассеяния SSC в нижней части графика слева от лимфоцитарного окна можно выделить достаточно большую зону бластных клеток, слабопозитивных по CD45 (рис. 5-4). Бластные клетки негативны по антигенам CD3, CD4, CD5, CD10, CD11b, CD14, CD15, CD16, CD20, CD36, CD61, CD64, CD65, CD235а и суТdТ. В то же время на 95,8% бластных клеток отмечается позитивная экспрессия раннего миелоидного антигена CD117 и высокая экспрессия линейно-нерестриктированых антигенов HLA-DR, CD34 и CD38. Характерными особенностями обнаруженных бластных клеток является снижение интенсивности экспрессии панмиелоидных антигенов CD13 и CD33, наличие слабой экспресии В-клеточного антигена CD19, позитивная экспрессия NK-клеточного маркера CD56 и Т-клеточного антигена CD7. Большинство бластов (98,5%) дают позитивное окрашивание на суМРО. Заключение: обнаруженная в результате проточно-цитометрического исследования картина распределения клеток на точечных гистограммах зависимости экспрессии CD45 антигена от сигналов бокового светорассеяния, а также наличие популяции бластных миелоидных клеток с иммунофенотипом низкодифференцированных миелоидных бластов CD117+++ , CD34+++ , HLA-DR+++ , CD38+++ , суМРО+++ , CD13dim , CD33dim , CD56+ , CD19dim , CD7dim характерна для острого миелоидного лейкоза с созреванием ОМЛ (ФАБ-вариант M2). Выявленный низкий уровень экспрессии пан-миелоидных антигенов CD13dim и CD33dim в сочетании с позитивной экспрессией лимфоидных антигенов CD56+ и CD19dim позволяет рекомендовать цитогенетическое исследование на наличие транслокации t(8;21).

Цитогенетическое исследование: проанализировано 20 клеток КМ, кариотип - 46, XY, t(8;21)(q22;q22) [87].
Диагноз: острый миелоидный лейкоз с t(8;21)(q22;q22).
5.2.2.2. Острый промиелоцитарный лейкоз с inv(16)(p13.1;q22) или t(16;16)(p13.1;q22); CBFB-MYH11
Острый миелоидный лейкоз с аномалиями хромосомы 16 составляет 5–8% всех ОМЛ. По ФАБ-классификации соответствует ОМЛ-М4. Встречается преимущественно у людей молодого возраста, но может диагностироваться во всех возрастных группах. Предполагаемый нормальный аналог - гемопоэтическая стволовая клетка с потенциалом дифференцировки в клетки гранулоцитарного и моноцитарного ряда.
В лейкозных клетках у большинства больных с данным вариантом ОМЛ определяется inv(16)(pl3.l;q22), менее часто - t(р16;16)(p13.l;q22). В обоих случаях происходит слияние гена CBFB на длинном плече хромосомы 16 (q22) c MYH11 на коротком плече той же хромосомы (р13.1) с образованием химерного гена. Почти у 40% больных определяются вторичные цитогенетические аномалии, такие как трисомия по хромосоме 22 и 8, del(7q). Трисомия по хромосоме 22 является достаточно специфичной для ОМЛ с inv(16)(p13.l;q22), так как редко выявляется при наличии других первичных аберраций. Описаны редкие случаи ОМЛ и хронического миелолейкоза (ХМЛ), при которых одновременно выявляются inv(16)(p13.l;q22) и t(9;22)(q34;q11.2). При ХМЛ они обычно ассоциируются с переходом в фазу акселерации или бластного криза.
Морфологический субстрат опухоли в КМ обычно представлен двумя (или более) популяциями бластов: миелобластами (гранулоцитарная дифференцировка) и монобластами (моноцитарная дифференцировка), каждая из которых характеризуется специфическими морфологическими и цитохимическими признаками. Часто ассоциируется с эозинофилией. К признакам заболевания может быть отнесено наличие крупных незрелых эозинофильных гранул пурпурно-фиолетового цвета в клетках этого ряда, особенно на стадии промиелоцита и миелоцита [102].
Вследствие морфологического разнообразия опухолевые клетки у большинства больных данной формой лейкоза характеризуются сложным иммунофенотипом [7, 63].
Иммунофенотипические особенности. Иммунофенотипически соответствуют ОМЛ-М4 по ФАБ-классификации. Определяются разные популяции опухолевых бластов: клоны клеток с признаками дифференцировки в направлении:
Все типы бластов при данной форме ОМЛ обычно экспрессируют миелопероксидазу. Для бластов также характерна выраженная экспрессия линейно-неограниченных маркеров - HLA-DR, CD34 (обычно на миелобластах), CD38. При проведении иммунофенотипирования особенно полезны следующие комбинации МКА: CD11b/HLA-DR/CD45 и CD11c/HLA-DR/CD45. Обычно клетки моноцитарного ряда должны быть HLA-DR+CD11b++/HLA-DR+CD11с++, а зрелые гранулоциты HLA-DR– CD11b++ /HLA-DR– CD11с++ [34]. Часто наблюдается асинхронность созревания бластных клеток и выявляется коэкспрессия миелоидных антигенов и антигена CD2 (обусловлена эозинофилами), которая не считается специфической при установлении диагноза
Прогноз. Результаты клинических исследований свидетельствуют о возможности достижения длительной полной ремиссии у больных при лечении цитарабином в высоких дозах в фазе консолидации, но сроки выживаемости у пожилых пациентов ниже. При наличии мутаций гена KIT наблюдаются тяжелое течение заболевания и высокий риск развития рецидивов. Более благоприятный прогноз отмечают у больных при наличии трисомии по хромосоме 22 в качестве вторичной аномалии [60].
Случай ОМЛ с t(р16;16)(p13.l;q22)
Больной Ю., 27 лет.
Морфологическое исследование: в костномозговом пунктате содержание бластных клеток составляет 47,4%. Бласты двух типов: миелоидные и моноцитарные. Наблюдается гиперплазия эозинофильного ростка - 42,2%, который представлен атипичными эозинофилами со смешанной эозинофильной и базофильной зернистостью, уродливыми ядрами. Моноцитарный росток составляет 6,6%, отмечаются промоноциты. Цитохимическое исследование: МРО положительная (++) в цитоплазме 80% бластов, неспецифическая эстераза положительная (+), практически не ингибируется фторидом натрия. Заключение: цитоморфологические признаки острого миелоидного лейкоза (миеломонобластный вариант с эозинофилией, ОМЛ М4Эо по ФАБ-классификации).
Иммунофенотипическое исследование: на графиках зависимости экспрессии антигена CD45 от сигналов бокового светорассеяния SSC в нижней части графика слева от лимфоцитарного окна можно выделить две зоны, в которых расположены субпопуляции бластных клеток (рис. 5-5). Одни клетки находятся непосредственно в бластной области (CD45dim SSClow ), другие имеют более высокие сигналы светорассеяния (CD45mod SSCint ) и располагаются выше и правее, в расширенной моноцитарной области.

Клетки, расположенные в бластном окне, имеют иммунофенотип недифференцированных миелоидных бластов и экспрессируют следующие антигены: CD34+++ , CD33+++ , CD117+++ , CD13+++ , HLA-DR+++ , суМРО+++ , CD11сdim+ , CD15dim+ .
В расширенной моноцитарной области располагаются более зрелые бластные клетки с иммунофенотипом: CD33+++ , CD13++ , CD11b+++ , CD11с++ , HLA-DR++ , CD64+++ , CD14++ , CD15+ , CD36++ , суМРОdim++ , CD117dim+ , CD65dim+ , соответствующим монобластам. На их поверхности обнаружена также позитивная экспрессия антигена CD2 (49,9% клеток), которая обусловлена наличием у больного популяции эозинофилов.
Заключение. Выявлены две популяции бластов:
-
1) низкодифференцированные клетки (CD45dim SSСlow ) с высокой экспрессией антигенов CD34, CD117, с признаками гранулоцитарной дифференцировки;
-
2) более зрелые клетки (CD45mod SSСint ), не экспрессирующие CD34, CD117, с признаками дифференцировки в направлении моноцитопоэза и гранулоцитопоэза с коэкспрессией антигена CD2, что типично для варианта ОМЛ М4эо согласно ФАБ-классификации и позволяет предположить наличие генетической аномалии inv(16) или t(16;16).
Цитогенетическое исследование: проанализировано 40 клеток КМ, кариотип - 46, XY, t(16;16)(р13.1;q22) [168].
Диагноз: острый миелоидный лейкоз с транслокацией t(16;16)(p13.1;q22).
Случай ОМЛ с inv(16)(p13.1;q22)
Больная С., 52 года.
Клинический анализ крови: лейкоциты - 1,1×109 /л, эритроциты 3,36×1012 /л, гемоглобин 114 г/л, тромбоциты - 127×109 л, палочкоядерные - 1, сегментоядерные - 9, СОЭ - 40 мм/ч.
Морфология: костномозговой пунктат с нормальным содержанием миелокариоцитов. В миелограмме 56% недифференцированных бластов. Бластные клетки представлены миелобластами - 35% с палочками Ауэра и моноцитарными бластами с зернистостью 21% с выраженной химической и морфологической анаплазией. Гранулоцитарный росток вытеснен - 8,8%. Содержание мегакариоцитов снижено. Эритроидный росток сохранен.
Иммунофенотипическое исследование КМ (рис. 5-6). На графиках CD45/SSC слева от лимфоцитарного окна можно выделить две зоны, в которых расположены субпопуляции бластных клеток. Одни клетки находятся непосредственно в области бластов CD45dim SSСlow , другие клетки располагаются выше и правее области бластов в регионе моноцитов CD45mod SSСint .

Клетки, расположенные в области CD45dim SSСlow имеют иммунофенотип недифференцированных миелоидных бластов и экспрессируют антигены CD117+ , CD34+ , CD13+ , CD33dim , суМРО+ .
В моноцитарной области располагаются более зрелые бластные клетки с иммунофенотипом монобластов CD33+ CD13+ CD11b+ CD11с+ CD64mod CD14dim CD15dim , суМРО+ .
Таким образом, в результате проточно-цитометрического исследования выявлены две популяции опухолевых бластов:
-
1) низкодифференцированные клетки с экспрессией антигенов CD117, CD34, с признаками гранулоцитарной дифференцировки;
-
2) более зрелые клетки, не экспрессирующие CD34, CD117, с признаками дифференцировки в направлении моноцитопоэза и гранулоцитопоэза, что типично для миеломоноцитарного лейкоза (ФАБ-вариант М4) и позволяет предположить наличие генетической аномалии inv(16) или t(16;16).
Цитогенетическое исследование: проанализировано 40 клеток КМ, кариотип - 46, XX, inv(16)(р13.1;q22)[8]. FISH - 19% inv(16)(р13.1;q22).
Диагноз: острый миелоидный лейкоз с inv(16)(р13.1;q22), ФАБ-вариант М4.
5.2.2.3. Острый промиелоцитарный лейкоз с PML-RARA
Острый промиелоцитарный лейкоз (ОПЛ) с PML-RARA характеризуется преобладанием в ПК и КМ аномальных промиелоцитов. Для ОПЛ характерна специфическая транслокация t(15;17)(q22;q12), приводящая к слиянию гена α-рецептора ретиноевой кислоты (RARА ) на 17q12 (хромосома 17) и гена регуляторного ядерного фактора (PML ) на 15q22 (хромосома 15) и образованию химерного гена PML-RARА . Образование слитного гена PML-RARA может быть скрытым или происходить в результате сложных цитогенетических перестроек, отличных от транслокации t(15;17)(q24.1;q21.2), которую в таком случае невозможно выявить при рутинном цитогенетическом исследовании. Именно поэтому для того, чтобы подчеркнуть значение слияния PML-RARA , название "острый промиелоцитарный лейкоз с t(15;17)(q22;q12);PML-RARA", используемое в 3 и 4-м изданиях ВОЗ, в классификации ВОЗ 2016 г. изменено на "ОПЛ с PML-RARA" [25].
По ФАБ-классификации соответствует варианту ОМЛ М3.
Выделяют гипергранулярный (типичный) и микрогранулярный (гипогранулярный) варианты ОПЛ. Острый промиелоцитарный лейкоз составляет 5–8% всех ОМЛ. Заболевание встречается преимущественно у людей пожилого и среднего возраста, но может диагностироваться и у молодых людей. Предполагаемый нормальный аналог - миелоидная стволовая клетка с потенциалом к дифференцировке в клетки гранулоцитарной линии.
При данной форме острого лейкоза ген α-рецептора ретиноевой кислоты (RARA ) на 17q12 соединяется с геном ядерного регуляторного фактора (PML , ген промиелоцитарного лейкоза) на 15q22, что приводит к образованию слитного гена PML-RARA . Почти у 40% больных ОПЛ выявляют вторичные цитогенетические аномалии: трисомия по хромосоме 8, мутации FLT3 , включая тандемную дупликацию гена FLT3-ITD и поражения второго домена тирозинкиназы FLT3-TKD . Наиболее частыми являются мутации FLT3-ITD , сочетающиеся с высоким уровнем лейкоцитов в ПК, гипогранулярными морфологическими признаками опухолевых клеток и точкой разрыва bcr3 гена PML .
При гипергранулярном варианте ОПЛ промиелоциты в КМ имеют обильную зернистость, зачастую покрывающую ядро, крупные палочки Ауэра, изолированные или собранные в пучки. Могут присутствовать также миелобласты с палочками Ауэра, количество которых в КМ обычно не превышает 8–10%. В ПК наблюдается лейкопения, содержание промиелоцитов низкое. Ядра клеток разнообразны по форме и величине (почкообразные, складчатые, иногда напоминающие по структуре ядра незрелых моноцитарных клеток). Промиелоциты при гипогранулярном варианте ОПЛ имеют меньшее число азурофильных гранул в более светлой цитоплазме, часто содержат палочки Ауэра. Ядра бластных клеток чаще, чем при типичном варианте ОПЛ, напоминают ядра незрелых моноцитарных клеток. При гипогранулярном варианте в ПК определяется высокий лейкоцитоз, в отличие от типичного варианта ОПЛ [102].
Иммунофенотипические особенности. Иммунофенотип ОПЛ является высокоспецифичным. Лейкозные клетки типичного (гипергранулярного) варианта ОПЛ характеризуются высокими сигналами бокового светорассеяния (SSChigh ) на гистограммах ПЦ (рис. 5-7), а гипогранулярного - низкими сигналами бокового светорассеяния (SSClow ) (рис. 5-8). Необходимо отметить, что четких иммунофенотипических различий между обоими вариантами практически нет.


И гипергранулярный и гипогранулярный ОПЛ негативны по экспрессии HLA-DR (в единичных случаях низкая экспрессия), что отличает данную форму лейкоза от других ОМЛ. Оба варианта характеризуются гомогенной экспрессией CD33, гетерогенной экспрессией CD13, выраженной экспрессией cyMPO. Как правило, обнаруживается экспрессия CD64 [20]. Антиген CD9 также довольно часто позитивен при ОПЛ, хотя его экспрессия не является абсолютно специфичной для данной формы лейкоза. Именно поэтому его можно использовать в неясных случаях как дополнительный маркер при проведении дифференциальной диагностики. Во многих случаях обнаруживается экспрессия антигена CD117, которая иногда бывает слабовыраженной. На опухолевых клетках обычно отсутствуют или слабо экспрессируются антигены CD34, СD11b, CD15, CD65 [34].
Атипичная экспрессия CD2 описана в 40–45% наблюдений. Экспрессия CD34, CD13, CD2 характерна для гипогранулярного варианта [132]. Возможна коэкспрессия CD4dim . Отсутствие линейно-неограниченных антигенов при наличии высокой экспрессии миелоидных антигенов указывает на более выраженную гранулоцитарную дифференцировку бластов при остром промиелоцитарном лейкозе с t(15;17)(q22;q12).
Иммунофенотипическая дифференциальная диагностика ОПЛ с низкодифференцированными ОМЛ (М1/М2) обычно основывается на отсутствии CD34 и HLA-DR на лейкозных клетках при ОПЛ и положительной экспрессии данных антигенов при М1/М2. Исключение составляют ОМЛ М1/М2 с мутацией NPM1 , которые также негативны по HLA-DR и CD34. В этом случае в дифференцировочную панель важно включать антиген CD9, который экспрессируется при обоих вариантах ОПЛ и отсутствует при ОМЛ М1/М2.
Прогноз. Прогноз более благоприятный, чем при ОМЛ с другими рекуррентными цитогенетическими аномалиями. Экспрессия антигена CD56 на поверхности мембраны лейкозных клеток ассоциируется с менее благоприятным прогнозом. Прогностическое значение мутаций FLT3-ITD при ОПЛ остается невыясненным.
Случай острого промиелоцитарного лейкоза с t(15;17)(q22;q12)
Больной Б., 20 лет.
Морфологическое исследование: Гиперклеточный костномозговой пунктат. Содержание бластных клеток составляет 63%. Бласты с уродливыми складчатыми ядрами, наличием нуклеол и обильной зернистостью на ядре и в цитоплазме, имеются палочки Ауэра.
Цитохимическое исследование : реакция на МРО в бластах ПК резко положительная на ядре и в цитоплазме.
Иммунофенотипическое исследование : на графиках зависимости экспрессии антигена CD45 от сигналов бокового светорассеяния (SSChigh ) видно, что основная масса клеток (80%) располагается в зоне гранулоцитов (см. рис. 5-7). Эти клетки имеют слабую экспрессию антигена CD45, они негативны по экспрессии основных Т-, В-лимфоидных и NK-антигенов (CD3, CD2, CD4, CD5, CD7, CD10, CD19, CD20, CD16, CD56), а также по антигенам CD34, HLA-DR, CD11b, CD14, CD15, CD36, CD65, что подтверждает наличие в этой области не зрелых гранулоцитов, а патологических лейкозных клеток. На всех лейкозных клетках отмечается ярко выраженная гомогенная экспрессия пан-миелоидного антигена CD33, более слабая экспрессия пан-миелоидного антигена CD13 и раннего стадиеспецифического миелоидного маркера CD117, позитивная экспрессия антигенов CD9, CD64, cyMPO. Заключение: обнаруженная в результате исследования картина распределения клеток на точечном графике зависимости экспрессии CD45 антигена от сигналов бокового светорассеяния (SSChigh ), а также данные иммунофенотипического анализа характерны для типичного (гипергранулярного) варианта острого промиелоцитарного лейкоза (ОМЛ-М3 согласно ФАБ-классификации) и позволяют предположить наличие транслокации t(15;17) или слитного гена PML-RARA .
Цитогенетические исследования. Проанализировано 15 клеток. Выявлен клон со следующими повреждениями: 44–45,XY, t(15;17)(q22;q12), t(19;17)(q13;q12).
5.2.2.4. Острый миелоидный лейкоз с t(9;11)(p21.3;q23.3); MLLT3-КМТ2А
В классификации ВОЗ 2001 г. (3-е издание) эта нозологическая форма лейкоза называлась "острый миелоидный лейкоз (ОМЛ) с аномалией 11q23 (MLL )". Его иммунофенотипические особенности представлены на рис. 5-9. В новом выпуске ВОЗ 2008 в качестве нозологической формы был выделен только вариант ОМЛ с t(9;11)(р22;q23); MLLT3-MLL , чтобы сосредоточиться именно на транслокации (9;11), имеющей прогностическое значение [172].

В классификации ВОЗ, пересмотренной в 2016 г. название гена MLL было изменено на КМТ2А и в настоящее время для данной формы лейкоза официально признается название t(9;11)(р21.3;q23.3); MLLT3-КМТ2А [25].
Другая транслокация MLL, кроме той, что вовлекает MLLT3, должна быть указана в диагнозе. Другие аномалии MLL , такие как частичная тандемная дубликация MLL не должны относиться к этой категории. MLL (HRX) участвует в образовании слитного гена при транслокациях с вовлечением 11q23. Продукт гена MLL - гистоновая метилтрансфераза, входящая в сложный ансамбль белков, регулирующих транскрипцию генов при ремоделировании хроматина. Транслокация t(9;11)(р22;q23) с вовлечением MLLT3(AF9) является достаточно частой, позволяющей выделить конкретную нозологическую форму ОМЛ. Наиболее частая вторичная генетическая аномалия - трисомия по хромосоме 8.
Данная форма ОМЛ встречается в любом возрасте (у взрослых 2% от всех ОМЛ), чаще у детей (9–12% ОМЛ). Предполагаемый нормальный аналог лейкозных клеток - гемопоэтическая стволовая клетка с мультилинейным потенциалом. Транслокация t(9;11)(р21.3;q23.3), как правило, встречается при острых моноцитарных и миеломоноцитарных лейкозах (ОМЛ-М5а или ОМЛ-М4 по ФАБ-классификации), иногда при ОМЛ с признаками созревания или без таковых (ОМЛ-М1/М2 по ФАБ-классификации).
Иммунофенотипические особенности. Иммунофенотипические особенности чаще соответствуют ОМЛ-М5а или ОМЛ-М4. При данной форме лейкоза в 80–100% случаев экспрессируются антигены CD33, CD4, CD64, HLA-DR, CD11b, CD15, CD38, реже CD34, CD13, CD14. Коэкспрессия лимфоидных маркеров CD2 и CD7 не является отличительной особенностью [16].
У детей лейкозные клетки характеризуются выраженной экспрессией антигенов CD33, CD4, CD65 и HLA-DR, слабо экспрессируются CD34, CD13 и CD14. У взрослых больных опухолевые клетки экспрессируют дифференцировочные антигены клеток моноцитарного ряда CD14, CD4, CD11b, CD11с, CD64, CD36, а в цитоплазме клеток выявляется лизоцим. Экспрессия CD34, CD117, CD56 является вариабельной.
Прогноз. Прогноз при ОМЛ с t(9;11)(р21.3;q23.3) благоприятнее, чем у больных ОМЛ с другими аномалиями 11q23.
5.2.2.5. Острый миелоидный лейкоз с t(6;9)(р23;q34.1); DEK-NUP214
ОМЛ с t(6;9)(р23;q34.1); DEK-NUP214 - нозологическая форма, добавленная в ВОЗ-классификацию в 2008 г. [157]. Составляет 1,8% всех случаев заболевания острыми миелоидными лейкозами. Диагностируется как у детей, так и у взрослых (средний возраст заболевших - 13 и 35 лет соответственно). Предполагаемый нормальный аналог трансформированных клеток - гемопоэтическая стволовая клетка с мультилинейным потенциалом.
ОМЛ с t(6;9)(р23;q34.1) чаще соответствует ОМЛ-М2, реже М1 или М4. Первые клинические проявления - анемия и тромбоцитопения, иногда панцитопения. У взрослых пациентов в начальном периоде заболевания общее количество лейкоцитов в ПК ниже, чем при других формах ОМЛ. Содержание бластных клеток в КМ варьирует и в ряде случаев может быть ниже 20%. Транслокация t(6;9)(р23;q34) приводит к слиянию гена DEK на хромосоме 6 с геном NUP214 (САN) на хромосоме 9. Продуцируемый слитным геном белок нуклеопорин действует как аберрантный фактор транскрипции и, связываясь с растворимыми транспортными факторами, влияет на транспорт молекул в ядре. В большинстве случаев t(6;9) является единственной клональной аномалией кариотипа. Однако дополнительно могут выявляться мутации FLT3-ITD у 69% детей и в 78% у взрослых [7].
Бластные клетки могут иметь морфологические и цитохимические характеристики, соответствующие любой форме ОМЛ по ФАБ-классификации (за исключением ОМЛ-М3 и М7). Однако наиболее часто они имеют признаки ОМЛ-М1, М2 и М4. Почти у 50% больных данной формой ОМЛ в КМ и ПК содержание базофилов превышает 2%, что не встречается при других ОМЛ. В большинстве случаев обнаруживаются признаки дисплазии клеток гранулоцитарного и эритроидного ростков. У некоторых больных в ПК и КМ выявляются кольцевидные сидеробласты. Признаки нарушения процесса образования мегакариоцитов определяются значительно реже.
Иммунофенотипические особенности. На гистограммах, полученных с помощью ПЦ, в 44–62% случаев присутствуют базофилы, которые имеют фенотип FSClow SSClow CD63+ IgE+ [30]. Бласты экспрессируют антигены, выявляющиеся на клетках миелоидного происхождения - МPО, CD13, CD33, CD38, HLA-DR. Могут экспрессироваться антигены CD117, CD34, CD15. В ряде случаев обнаруживается экспрессия CD64, ассоциированного с клетками моноцитарного ряда. Примерно в 50% случаев в ядрах лейкозных клеток определяется TdT.
Прогноз. Прогноз при ОМЛ с t(6;9)(р23;q34.1) у взрослых и детей неблагоприятный.
5.2.2.6. Острый миелоидный лейкоз c inv(3)(q21.3;q26.2) или t(3;3)(q21.3;q26.2); GATA2, МЕСОМ
ОМЛ с inv(3)(q21.3;q26.2) или t(3;3)(q21.3;q26.2); GATA2, МЕСОМ - этот вариант лейкоза в качестве нозологической формы добавлен в классификацию ВОЗ 2008 г. и имел название "ОМЛ inv(3)(q21;q26.2) или t(3;3)(q21;q26.2); RPN-EVI1" [172]. При пересмотре классификации в 2016 г. было признано, что инверсия inv(3)(q21.3q26.2) или транслокация t(3;3)(q21.3;q26.2) представляют собой не слитый ген RPN-EVI1 , а репозицию (перемещение) дистального энхансера GATA2 , вызывающую активацию экспрессии гена MECOM , что одновременно придает GATA2 гаплонедостаточность. В настоящее время данная форма лейкоза называется "ОМЛ c inv(3)(q21.3;q26.2) или t(3;3)(q21.3;q26.2); GATA2, МЕСОМ " [25].
Составляет 1–2% от всех ОМЛ. Данная форма ОМЛ возникает de novo или развивается на фоне предшествующего МДС. В ПК часто наблюдается повышенное количество тромбоцитов, а в КМ - присутствие атипичных мегакариоцитов. В основном диагностируется у взрослых больных.
Основные клинические проявления - анемия, наличие гепато- и спленомегалии при отсутствии лимфаденопатии. Почти у 20% пациентов отмечают выраженную тромбоцитопению. В ряде случаев количество бластов в КМ может быть <20%.
При ОМЛ с inv(3)(q21q26.2) или t(3;3)(q21;q26.2) часто обнаруживаются аномалии длинного плеча хромосомы 3. Это касается онкогена EVI1 y 3q26.2 его удлиненной формы MDS1-EVI1 и RPN1 у 3q2l. Белок RPN1 может действовать как усилитель экспрессии EVI1 приводящей к стимуляции клеточной пролиферации и нарушению дифференцировки, индуцирующей трансформацию кроветворных клеток. К этой категории не относятся другие цитогенетические аберрации с вовлечением 3q26.2, такие как t(3;21)(q26.2;q22), ведущие к образованию слитного гена EV11-RUNX1, наблюдающиеся при ОМЛ, ассоциированном с терапией. К числу вторичных генетических аномалий при рассматриваемой форме ОМЛ относится моносомия хромосомы 7 (у 50% больных). ОМЛ с inv(3)(q21;q26.2) или t(3;3)(q21;q26.2) иногда приходится дифференцировать от бластного криза хронического миелолейкоза. Рассмотренные генетические аберрации проявляются в качестве дополнительных в опухолевых клетках больных ХМЛ с t(9;22)(q34;ql1.2) в процессе прогрессирования заболевания.
Морфологические исследования показывают, что изменения в ПК могут сопровождаться появлением бластов, псевдопельгеровских лейкоцитов, гигантских и гипогранулярных тромбоцитов, "голоядерных" мегакариоцитов. Бластные клетки при ОМЛ с inv(3)(q21;q26.2) или t(3;3)(q2l;q26.2) могут иметь цитоморфологические и цитохимические признаки, присущие многим формам ОМЛ, за исключением ОПЛ (ОМЛ-М3, согласно ФАБ-классификации). Наиболее часто бласты, выявляемые в ПК и КМ, соответствуют характеристике лейкозных клеток при ОМЛ-М2, М4 или М7 в соответствии с ФАБ-классификацией. В мазках из стернального пунктата КМ в клетках, не относящихся к популяции бластов, определяются признаки мультилинейной дисплазии. Обнаруживается увеличенное количество атипичных малых (<30 мкм) мегакариоцитов с одно- или двухдольчатыми ядрами. Диспластические изменения отмечаются также в незрелых клетках эритроидного ряда и нейтрофилах. В КМ увеличивается количество эозинофилов, базофилов и/или тучных клеток [22].
Иммунофенотипические особенности . На поверхности мембран бластных клеток данной формы ОМЛ экспрессируются антигены CD13, CD33, CD34, НLA-DR и CD38. Часто обнаруживается аберрантная экспрессия CD7 [8]. В редких случаях выявляются антигены CD41 и CD61, которые являются маркерами клеток мегакариоцитарного ряда.
Прогноз. ОМЛ с inv(3)(q21.3q;26.2) или t(3;3)(q2l.3;q26.2) является агрессивно протекающим заболеванием с коротким периодом выживаемости.
5.2.2.7. Острый миелоидный лейкоз с t(1;22)(р13.3;q13.3); RBM15-MKL1 (мегакариобластный)
При ОМЛ с t(1;22)(p13.3;q13.3); RBM15-MKL1 лейкозные клетки имеют дифференцировочные признаки клеток мегакариоцитарного ряда или недифференцированных бластов [157]. Данная форма лейкоза встречается крайне редко и составляет менее 1% всех форм ОМЛ. Диагностируется у детей до 3 лет, преимущественно у девочек в младенческом возрасте (в первые 6 мес жизни). У большинства больных единственной цитогенетической аномалией является t(1;22)(p13.3;q13.3) или определяемый при молекулярно-генетическом анализе слитный ген RBM15-MKL1. Данный ген может оказывать модулирующее влияние на организацию хроматина, NOx-индуцированную дифференцировку и внеклеточные сигнальные пути. Бластные клетки в ПК и КМ при ОМЛ с t(1;22)(p13.3;q13.3) по цитоморфологическим характеристикам подобны опухолевым клеткам при остром мегакариобластном лейкозе, NOS (ФАБ-подтип ОМЛ-М7).
Иммунофенотипические особенности. Маркерами мегакариобластов являются антигены СD41 (гликопротеин IIb/IIIа) и/или CD61 (гликопротеин IIIа). Характерна экспрессия антигена CD36. Менее часто выявляется антиген CD42 (гликопротеин Ib), экспрессирующийся на более зрелых клетках мегакариоцитарного ряда. Может наблюдаться положительная реакция при выявлении антигенов CD13 и CD33. а также отрицательная - при определении антигенов CD34, HLA-DR и панлейкоцитарного маркера - антигена CD45. Опухолевые клетки при данной форме ОМЛ чаще всего демонстрируют следующий фенотип: СD41+ , CD61+ , CD34– HLA-DR– [156].
Прогноз. У больных ОМЛ с t(1;22)(p13.3;q13.3) наблюдается ответ на терапию; может быть достигнут довольно продолжительный период безсобытийной выживаемости.
5.2.2.8. Острый миелоидный лейкоз с BCR-ABL1
Условная нозологическая форма ОМЛ с BCR-ABL1 была введена в классификацию ВОЗ 2016 г. для дифференциальной диагностики этих редких de novo случаев ОМЛ с бластным кризом хронического миелолейкоза, поскольку BCR-ABL1 + ОМЛ могут лучше отвечать на терапию ингибиторами тирозинкиназы (TKI) [25]. Хотя дифференцировать de novo ОМЛ с BCR-ABL1 и бластную трансформацию ХМЛ без адекватной клинической информации трудно, значение обнаружения этого таргетного слияния дает основание для выделения условной категории болезни. Обмен генетическим материалом между хромосомами 9 и 22 приводит к образованию t(9;22)(q34;q11);BCR-ABL1 или филадельфийской (Ph) хромосомы, что приводит к синтезу химерной BCR/ABL нерецепторной тирозинкиназы. Данная форма лейкоза преобладает у мужчин. Средний возраст больных составляет 52 года. Эта ХА чаще всего ассоциируется с хроническим миелолейкозом (ХМЛ), а также с В-лимфобластным лейкозом/лимфомой и острым лейкозом со смешанным фенотипом (ОЛСФ). Однако около 1% de-novo ОМЛ демонстрирует наличие Ph-хромосомы. Именно поэтому при подозрении на ОМЛBCR-ABL1 + необходима дифференциальная диагностика с бластным кризом хронического миелолейкоза.
Для постановки диагноза Ph+ ОМЛ должны быть применены строгие клинические критерии, чтобы дифференцировать данную форму лейкоза от стадии бластного криза в случае недиагностированного ранее ХМЛ.
Критерии включают:
-
отсутствие клинической истории гематологического заболевания;
-
отсутствие признаков хронической фазы или фазы акселерации ХМЛ;
-
отсутствие клинических и лабораторных особенностей ХМЛ, таких как спленомегалия, базофилия и карликовые мегакариоциты;
-
отсутствие сопутствующих генетических аномалий, свойственных ХМЛ таких как дополнительные копии Ph+ хромосомы и трисомия хромосомы 8.
Количество лейкоцитов в ПК при Ph+ ОМЛ обычно выше, чем при бластном кризе хронического миелолейкоза. Кроме этого, Ph+ ОМЛ более часто возвращаются к нормальному кариотипу после индукционной химиотерапии по сравнению с пациентами ХМЛ.
Идентификация этого химерного гена при de-novo ОМЛ является важной, так как пациенты резистентны к стандартной химиотерапии. В случае выявления данного генетического нарушения для получения благоприятного результата добавляют терапию ингибиторами тирозинкиназы с последующей алло-ТГСК.
Ph+ ОМЛ чаще всего соответствует ФАБ-подтипу М1, М2, но могут встречаться другие варианты ФАБ, за исключением М3 и М7. Опухолевые бласты обычно экспрессируют маркеры ранней стадии миелоидной дифференцировки CD34, CD117, HLA-DR, миелоидные маркеры CD13, CD33, cyMPO (рис. 5-10) [62].

5.2.2.9. Острые миелоидные лейкозы с нормальной цитогенетикой
ОМЛ с нормальной цитогенетикой включают в себя около 40–50% всех ОМЛ. Их интенсивно изучают в целях выявления молекулярных аномалий, которые могут предсказывать лучший или худший прогноз, по сравнению с промежуточным риском, из-за отсутствия повторяющихся цитогенетических хромосомных аберраций, определяющих риск в уже рассмотренных выше нозологических формах ОМЛ. У ОМЛ с нормальной цитогенетикой наиболее часто выявляемые мутации, обеспечивающие дополнительную клиническую значимость в настоящее время известны в следующих генах: ген fms - связывающей тирозинкиназы 3 (FLT3 ), ген нуклеофосмина (NPM1 ), ген альфа (CEBPA ), ген runt -связывающего транскрипционного фактора 1 (RUNX1 ).
Острые миелоидные лейкозы с мутациями гена NPM1
Впервые этот тип ОМЛ был включен в качестве предварительной (provisional) нозологической формы в классификацию ВОЗ 2008 г. [157], а затем утвержден как постоянная нозологическая форма в классификации ВОЗ 2016 г.
В классификации ВОЗ 2016 г. сделан акцент на то, что при наличии мультилинейной дисплазии и присутствия мутаций NPM1 лейкоз классифицируется как форма "ОМЛ с мутациями NPM1 ", а не как случай "ОМЛ с изменениями, связанными с миелодисплазией" [25].
Данная форма ОМЛ возникает, как правило, de novo и мутации подвергается экзон гена 12 нуклеофосмина NPM1 . Маркером мутации данного гена может служить аберрантная экспрессия в цитоплазме опухолевых клеток нуклеофосмина (NPM). Мутации вызывают критические изменения структуры нативного белка NPM, локализованного в норме в ядре и ведут к повышению его транспортировки из ядра и аберрантному накоплению в цитоплазме клеток. Мутации гена NPM1 относятся к числу наиболее часто повторяющихся генетических повреждений при ОМЛ у больных с цитогенетически нормальным кариотипом. Частота их увеличивается с возрастом - 2–8% при ОМЛ у детей и 27–35% - у взрослых. Мутации NPM1 обнаруживаются у 45–64% взрослых пациентов с ОМЛ и сочетаются с нормальным кариотипом. Лишь у 5–13% больных данной формой ОМЛ обнаруживаются хромосомные нарушения, включая +8 и del(9q). Примерно у 40% больных ОМЛ с мутациями NPM1 в опухолевых клетках в процессе развития заболевания обнаруживается слитный ген FLT3-ITD . Наличие мутаций гена NPM1 в цитоплазме бластных клеток сопровождается определенным профилем экспрессии генов, характеризующимся нарушением регуляции генов NOx, что их отличает от других форм ОМЛ, включая ОМЛ с перестройкой MLL .
При клиническом обследовании у больных могут обнаруживаться экстрамедуллярные очаги поражения в деснах, лимфатических узлах, коже. При лабораторном анализе крови - анемия и тромбоцитопения. Общее количество лейкоцитов в крови часто выше, чем при других формах ОМЛ.
Данная форма лейкоза может соответствовать любому ФАБ-подтипу, за исключением ОМЛ-М3. Установлена тесная связь между острым миеломоноцитарным (ОМЛ-М4) и моноцитарным (ОМЛ-М5а и, особенно, М5b) лейкозами и наличием мутации гена NPM1. В последнем случае мутации NPM1 обнаруживаются в лейкозных клетках 80–90% больных. Кроме того, мутации этого типа определяются при ОМЛ с/без признаков созревания (ОМЛ-М1/М2) и при остром эритролейкозе (ОМЛ-М6). У ряда больных ОМЛ с мутациями гена NPM1 выявляются признаки мультилинейной дисплазии, но при этом субстратные клетки имеют нормальный кариотип и являются СD34-отрицательными.
Процентное содержание бластных клеток в КМ больных ОМЛ с мутациями гена NPM1 , как правило, выше, чем при других формах ОМЛ с нормальным кариотипом. Диагноз заболевания основывается на идентификации генетического повреждения при использовании молекулярно-биологических методов и/или иммуногистохимическом определении в парафиновых срезах трепанобиоптатов КМ аберрантной цитоплазматической экспрессии NPM. Важным является обнаружение аберрантной экспрессии белка NPM в цитоплазме лейкозных клеток и может служить заменой молекулярно-генетических исследований. Иммуногистохимическое окрашивание с использованием антител к белку NPM позволяет выявить вовлечение в патологический процесс клеток двух или более линий миелопоэза, что определяет широкий спектр морфологических проявлений при этом типе ОМЛ [78].
Иммунофенотипические особенности. Фенотипические особенности могут соответствовать любому ФАБ-подтипу, за исключением ОМЛ-М3. В бластах при ОМЛ с мутациями гена NPM1 , помимо миелоидных антигенов CD13, CD33 (яркая экспрессия ), МPО, часто обнаруживается экспрессия маркеров дифференцировки клеток моноцитарно-макрофагального ряда, в том числе CD14, CD11b и CD64. Примечательно, что независимо от степени зрелости, опухолевые клетки негативны по антигену CD34 . В случае ОМЛ-М1/М2 наблюдается сочетанное отсутствие экспрессии HLA-DR и CD34 [45].
На рис. 5-11 представлен проточно-цитометрический анализ клеток КМ больного ОМЛ с мутациями гена NPM1 . В данном случае выявленные лейкозные клетки негативны по антигенам HLA-DR и CD34 и морфологически соответствуют ОМЛ без созревания (ОМЛ М-1).

Прогноз. ОМЛ с мутацией гена NPM1 при определенных условиях можно рассматривать как благоприятный для пациентов с нормальным кариотипом опухолевых клеток. Как правило, характеризуется хорошим ответом на индукционную терапию и при отсутствии сопутствующих мутаций гена FLT3-ITD - в целом благоприятным прогнозом.
Острые миелоидные лейкозы с биаллельными мутациями гена СЕВРА
Предварительное название данной нозологической формы, условно введенной в классификацию ВОЗ в 2008 г. - "ОМЛ с мутацией гена СЕВРА " [172]. При пересмотре классификации ВОЗ в 2016 г. было уточнено, что лучший прогноз ассоциирован с ОМЛ с мутированным геном CEBPA , связанным с биаллельной, а не единичной мутацией гена. Именно поэтому при диагностике данного заболевания необходимо обнаружение биаллельных мутаций . В настоящее время принято название "ОМЛ с биаллельными мутациями гена СЕВРА " [25]. Как и в случае "ОМЛ с мутациями NPM1 " в классификации ВОЗ 2016 г. сделан акцент на то, что при наличии мультилинейной дисплазии и присутствия биаллельных мутаций гена CEBPA лейкоз классифицируется как форма "ОМЛ с биаллельными мутациями гена СЕВРА" , а не как случай ОМЛ с изменениями, связанными с миелодисплазией.
Более чем у 70% больных ОМЛ с мутацией гена СЕВРА лейкозные клетки имеют нормальный кариотип. Мутации FLT3-ITD выявляются в 22–33% случаев. Данная форма лейкоза соответствует преимущественно ОМЛ-М1/М2 ФАБ-подтипам.
Особенности клинических проявлений - низкая частота миелоидных сарком и лимфаденопатии. Отмечается более высокое количество бластных клеток в ПК и КМ у больных ОМЛ с наличием мутаций СЕВРА , чем при их отсутствии. Как показывает общеклинический анализ крови, у таких пациентов уровень гемоглобина в эритроцитах выше, а количество тромбоцитов - ниже.
У большинства пациентов с нормальным кариотипом и наличием мутаций гена СЕВРА диагностируют ОМЛ без признаков созревания (ОМЛ-М1). Реже с учетом цитоморфологии и энзимоцитохимических особенностей выделяют такие формы, как моноцитарный или миеломоноцитарный ОМЛ.
Иммунофенотипические особенности. На лейкозных бластах у большинства больных ОМЛ с мутациями гена CEBPA определяется экспрессия антигенов HLA-DR и CD34, а также миелоидно-ассоциированных антигенов CD13, CD33, CD65, CD11b, CD15. Более чем в 50% случаев, на мембранах клеток экспрессируется антиген СD7 . Антигены CD14 и CD64, как правило, не обнаруживаются. Характерный суммарный иммунофенотип: CD13+ , CD33+ , CD15+ , CD34+ , HLA-DR+ , СD7+ [159].
Прогноз. ОМЛ с мутациями гена CEBPA при определенных условиях можно рассматривать как благоприятный для пациентов с нормальным кариотипом опухолевых клеток. Возможно достижение длительной полной ремиссии.
Острые миелоидные лейкозы с мутациями гена RUNX1
При пересмотре классификации ВОЗ в 2016 г. была добавлена новая условная нозологическая форма ОМЛ с мутациями гена RUNX1 [25]. К этой категории относят возникающие de novo случаи ОМЛ с данной генетической аномалией и не ассоциированные с цитогенетическими повреждениями, связанными с МДС. Считается, что эта новая условная форма болезни представляет собой биологически отдельную группу с, возможно, худшим прогнозом по сравнению с другими типами ОМЛ. Встречается у 8–16% взрослых пациентов.
Цитогенетически опухолевые клетки имеют нормальный кариотип. Ген RUNX1 расположен в локусе 21q22. Мутации RUNX1 относятся к наиболее частым молекулярным аберрациям при de novo ОМЛ, встречаются у пожилых людей, приблизительно в 30% ОМЛ. Наиболее частой дополнительной мутацией является MLL-PTD , затем FLT3-ITD . Часто ассоциируются с трисомией по хромосомам 21 и 13. Мутации RUNX1 ассоциированы с определенными биологическими и клиническими характеристиками и плохим прогнозом у пациентов с de novo ОМЛ. Наличие данной мутации является независимым фактором неблагоприятного прогноза общей выживаемости (ОS). Опухолевые клетки чаще всего соответствуют ФАБ-подтипу М0, редко М1, М2 с высокой частотой экспрессии антигенов CD34 и HLA-DR, сниженной экспрессией CD33 и отсутствием антигенов CD15, CD19, CD56 [106, 151].
5.2.3. Острые миелоидные лейкозы с изменениями, связанными с миелодисплазией
Название подгруппы "ОМЛ с мультилинейной дисплазией", введенной в классификации ВОЗ 2001 г., было изменено в 2008 г. на "ОМЛ с изменениями, связанными с миелодисплазией". А критерии, характеризующие данную подгруппу, были расширены для того, чтобы включить историю МДС или МДС/МПН и цитогенетические аномалии [172].
В эту категорию относят ОМЛ, если у пациентов присутствует ≥20% бластов в ПК или КМ и:
При этом должны отсутствовать специфические генетические аномалии, присущие категории ОМЛ с рекуррентными генетическими аномалиями. В анамнезе больных должны отсутствовать указания на ранее применявшееся лечение цитотоксическими химиопрепаратами или лучевую терапию. В диагнозе должна быть указана причина, по которой пациента отнесли к данной категории, например: "ОМЛ с изменениями, связанными с миелодисплазией, с цитогенетическими аномалиями, ассоциированными с миелодисплазией".
При пересмотре классификации ВОЗ в 2016 г. категорию "ОМЛ с изменениями, связанными с миелодисплазией" усовершенствовали объединением случаев с признаками, указывающими на плохой прогноз [25].
При наличии мультилинейной дисплазии, но присутствии мутаций NPM1 или биаллельных мутаций CEBPA случай не будет классифицироваться как "ОМЛ с изменениями, связанными с миелодисплазией". В тех случаях, в которых не обнаруживаются эти мутации, морфологическая детекция мультилинейной дисплазии (определяется при наличии 50% или более диспластических клеток, по крайней мере, в двух клеточных линиях) является плохим прогностическим признаком и достаточным, чтобы поставить диагноз "ОМЛ с изменениями, связанными с миелодисплазией". История МДС остается в качестве критерия включения в эту категорию, как и в случае МДС, ассоциированных с цитогенетическими аномалиями с единственным исключением: del (9q) была удалена в качестве определяющей цитогенетической аномалии для ОМЛ с изменениями, связанными с миелодисплазией из-за ее связи с NPM1 или биаллельными мутациями CEBPA и очевидного отсутствия ее прогностического значения в данной категории [59, 163].
В табл. 5-8 перечислены цитогенетические аномалии, которые в настоящее время определяют ОМЛ с изменениями, связанными с миелодисплазией.
Цитогенетические аномалии | |
---|---|
Сложный кариотип* (3 или более аномалии). Несбалансированные аномалии |
Сбалансированные аномалии |
–7 или del(7q) |
t(11;16)(q23.3;p13.3)** |
del(5q) или t(5q) |
t(3;21)(q26.2;q22.1)** |
i(17q) или t(17p) |
t(1;3)(p36.3;q21.1) |
–13 или del(13q) |
t(2;11)(p21;q23.3)** |
del(11q) |
t(5;12)(q32;p13.2) |
del(12p) или t(12p) |
t(5;7)(q32;q11.2) |
idic(X)(q13) |
t(5;17)(q32;p13.2) |
– |
t(5;10)(q32;q21.2) |
– |
t(3;5)(q25.3;q35.1) |
*Три или более несвязанных аномалий, не включенных в подгруппу "ОМЛ с повторяющимися генетическими аномалиями"; такие случаи должны быть классифицированы в соответствующей цитогенетической группе.
** Эти отклонения обычно возникают в результате терапии, и прежде чем они будут использоваться как свидетельство диагноза "ОМЛ с изменениями, связанными с МДС", необходимо исключить "Миелоидные новообразования, связанные с терапией".
Диагностика ОМЛ с изменениями, связанными с миелодисплазией, в большей степени основана на данных морфологического и цитогенетического исследований. Тем не менее низкое содержание бластов в большинстве случаев делает ПЦ незаменимым методом для установления фенотипа бластов и последующей дифференциальной диагностики.
Иммунофенотипические характеристики при данной форме ОМЛ варьируются, что обусловлено гетерогенностью основных генетических изменений. Бласты часто экспрессируют CD14, CD4dim , CD34. Сочетанная экспрессия бластами CD34, CD7 и TdT может указывать на наличие аберраций в хромосоме 5 или 7. При развитии ОМЛ на фоне предшествующего МДС CD34+ клетки часто составляют только субпопуляцию бластов и имеют иммунофенотип стволовых клеток с низкой экспрессией антигенов CD38 и HLA-DR . Определяются панмиелоидные маркеры CD13 и CD33, частой является аберрантная экспрессия антигенов CD56 и CD7. В опухолевых клетках отмечают увеличенную частоту экспрессии гликопротеина, связанного с множественной лекарственной резистентностью (MDR-1). Дифференциальный диагноз проводят с рефрактерной анемией с избытком бластов и ОМЛ-М6/М7. У больных ОМЛ с признаками миелодисплазии прогноз, как правило, хуже, чем при других формах заболевания. Менее агрессивное клиническое течение отмечают у пациентов с предшествующим МДС и относительно низким содержанием бластов в КМ и ПК. Особого внимания требуют больные с предшествующим развитию ОМЛ МДС и содержанием бластных клеток в КМ в пределах 20–29%, которые в ФАБ-классификации входили в группу РАИБ. Они, как и больные ОМЛ с миелодисплазией и содержанием бластов ниже 20%, нуждаются в постоянном морфологическом мониторинге для установления момента перехода в ОМЛ. Применяющийся при оценке прогноза мультивариантный анализ включает также оценку результатов цитогенетических исследований. В случае отсутствия цитогенетических аномалий полезным может быть использование FISH-метода для выявления мутаций генов NPM1 и FLT3 .
Клинические случаи "ОМЛ с изменениями, связанными с миелодисплазией с цитогенетическими аномалиями, ассоциированными с миелодисплазией"
Случай № 1. ОМЛ с изменениями, связанными с миелодисплазией
Больной Г., 41 год.
Первичный диагноз: эссенциальная тромбоцитемия. После проведения курса циторедуктивной терапии гидреа сохранялась нормохромная анемия легкой степени тяжести, не укладывающаяся в типичную картину миелопролиферативного заболевания в варианте эссенциальной тромбоцитемии. В связи с этим рекомендовано проведение контрольного обследования. По результатам контрольного обследования констатирована трансформация заболевания и установлен диагноз: миелодиспластический синдром (РАИБ-1), IPSS-1,5. Продолжена терапия интерфероном.
Дальнейшая динамика через 1 мес. Клинический анализ крови: гемоглобин - 73 г/л, эритроциты - 2,24×109 /л, тромбоциты - 94×109 /л, лейкоциты - 15,6×109 /л, бласты - 24%, миелоциты - 1,5%, метамиелоциты - 0,5%, палочкоядерные - 7%, сегментоядерные - 21%, лимфоциты - 37,5%, моноциты - 8,5%, СОЭ - 50 мм/ч. Нормоциты - 4/200, осколки ядер мегакариоцитов, псевдопельгеризация ядер нейтрофилов.
Морфология: малоклеточный костномозговой пунктат, частично разведен ПК. Эритроидный росток представлен небольшим количеством нормобластов. Псевдопельгеризация клеток миелоидного ростка. Мегакариоциты представлены единичными дегенеративными клетками и осколками ядер мегакариоцитов. Бласты 35,2%, представлены мезогенерациями с небольшим ядром, омоложенным хроматином, с небольшими нуклеолами, довольно широкой цитоплазмой. Миелопероксидаза в бластах слабоположительная (+/– ).
Иммунофенотипическое исследование КМ: на графике CD45/SSC можно выделить достаточно большую область бластных клеток (35–40%, гейт Н), которые располагаются в значительно расширенной моноцитарной области (рис. 5-12). Несмотря на то, что эти клетки негативны по моноцитарному антигену CD14, их моноцитарная природа подтверждается расположением, а также наличием позитивной экспрессии антигенов CD4 и CD64, характерных для клеток с моноцитарной дифференцировкой. Бластные клетки также экспрессируют ранний миелоидный антиген CD117, панмиелоидные антигены CD33 и CD13, линейно-неограниченные антигены клеток-предшественников HLA-DR и CD34, линейно-специфический миелоидный антиген CD15, линейно-нерестриктированный маркер CD11b (характерный для монобластов), моноцитарно-тромбоцитарный антиген CD36. Бластные клетки слабопозитивны по экспрессии cyMPO (19,2% клеток). На бластах также выявлена аберрантная экспрессия антигена CD16 и мегакариоцитарно-тромбоцитарного маркера CD61, что обусловлено свойством тромбоцитов прилипать к монобластам.

Заключение: выявленная в результате исследования картина распределения клеток на точечных гистограммах зависимости экспрессии СD45 антигена от сигналов SSC, а также обнаружение незрелой популяции бластных клеток с признаками моноцитарной дифференцировки с иммунофенотипом: СD33+++ CD34++ CD117+ CD11b++ HLA-DR++ CD13++ CD36++ CD4+ CD64+ CD15+ cyMPO+ c коэкспрессией антигенов CD16+ и CD61+ , соответствует острому монобластному/моноцитарному лейкозу (ФАБ-вариант М5b).
Цитогенетические исследования клеток КМ: кариотип 46, XY, t(12;12)(p13;q13)[9]; 46, XY[11]. Заключение: В 50% метафаз обнаружена транслокация t(12;12).
Диагноз: миелодиспластический синдром (РАИБ-2, IPSS-2,0), хроническое миелопролиферативное заболевание. Вторичный миелобластный лейкоз (М5 по ФАБ). Согласно классификации ВОЗ: ОМЛ с изменениями, связанными с миелодисплазией.
Случай № 2. ОМЛ с изменениями, связанными с миелодисплазией [выявлена t(5;12)(q33;р12), ассоциированная с миелодисплазией]
Больной Б., 74 года. Панцитопения (анемия тяжелой степени, тромбоцитопения тяжелой степени, лейкопения тяжелой степени (агранулоцитоз). Клинический анализ крови: гемоглобин - 71 г/л, эритроциты - 2,51×1012 /л, тромбоциты - 26×109 /л, лейкоциты - 2,19×109 /л.
Цитологическое исследование КМ: клеточный костномозговой пунктат. Диспластический эритропоэз. Эритроидный ряд 67,8%. Бласты представлены двумя типами клеток: эритробластами и миелобластами, они в сумме составляют 20,7%. Заключение: острый эритробластный лейкоз (М6).
Иммунофенотипическое исследование КМ (рис. 5-13): по данным графика CD45/SS можно выделить гетерогенную популяцию бластов, составляющую около 20% ядросодержащих клеток и значительную область эритроидных клеток-предшественников, негативных и слабопозитивных по экспрессии CD45. Злокачественные клетки располагаются левее лимфоцитарного региона CD45dim (гейт Н), их количество небольшое (20%) по сравнению с зоной эритроидных предшественников. Анализируемые клетки не дают позитивного окрашивания с антигенами CD13, CD14, CD15, CD11b, CD64, CD61, а также с антигенами Т-, В- и NK-клеток. Подавляющее большинство бластных клеток экспрессируют эритроидный антиген GpA (CD235a), трансферриновый рецептор CD71, моноцитарно-тромбоцитарный маркер СD36, ранний миелоидный антиген CD117, антиген CD38. Небольшая часть бластов (по-видимому, миелобласты) экспрессируют пан-миелоидный антиген CD33 (29,7%) и cyMPO (12,7%), нерестриктированные антигены HLA-DR (34,8%) и CD34 (28,3%). Таким образом, бласты обладают суммарным иммунофенотипом CD235a+ CD71+ CD36+ CD117+ CD33+ HLA-DR+ CD34+ сyMPO+ ранних эритроидных предшественников.

Заключение: по своим иммунофенотипическим особенностям клетки соответствуют острому эритробластному (эритромиелоз) лейкозу (ФАБ-подтип ОМЛ М6).
Цитогенетика: в 38% клеток обнаружена транслокация t(5;12)(q33;р12) специфическая для МДС.
Диагноз: ОМЛ с изменениями, связанными с миелодисплазией, с цитогенетической транслокацией t(5;12)(q33;р12), ассоциированной с миелодисплазией, ФАБ-подтип ОМЛ М6.
5.2.4. Миелоидные новообразования, ассоциированные с предшествующей терапией
Миелоидные новообразования, связанные с терапией (t-ОМЛ/t-МДС и t-ОМЛ/t-МДС/МПН), в классификации ВОЗ выделены в отдельную подгруппу ОМЛ [157, 172].
Хотя случаи могут определяться как t-ОМЛ, или как t-МДС или t-МДС/МПН, в зависимости от количества бластов, целесообразно рассматривать их как единое биологическое заболевание с подобными генетическими особенностями как t-ОМЛ/t-МДС.
Большинство пациентов, у которых развиваются связанные с терапией миелоидные образования, получали алкилирующие препараты и/или радиационную терапию и ингибиторы топоизомеразы II. Подразделение согласно типу терапии оказалось непрактично, поэтому не было рекомендовано. У 90% больных с опухолями, связанными с терапией есть цитогенетические отклонения, идентичные наблюдаемым при "ОМЛ, связанными с миелодисплазией" или при "ОМЛ с повторяющимися цитогенетическими аномалиями", поэтому такие случаи было бы более уместно классифицировать в данных категориях, а не в отдельной категории, связанной с терапией. Однако, за исключением некоторых пациентов с t-ОМЛ, ассоциированных с inv(16)(p13.1;q22), t(16;16)(p13.1;q22) или t(15;17)(q22;q12), у пациентов с "миелоидными образованиями, связанными с терапией" наблюдается значительно худший прогноз , чем при установленных de novo аналогичных случаях, с теми же самыми генетическими аномалиями. Этот факт наводит на мысль о биологических различиях данных подгрупп. Кроме того, исследование лейкозов, связанных с терапией, может стать полезным для понимания патогенеза заболевания de novo , поскольку только у немногих пациентов развивается лейкоз, тогда как большинство пациентов, леченных идентичными агентами, не заболевают. Однако рекомендуется, чтобы об обнаруженной цитогенетической аномалии указывалось в диагнозе, например, "ОМЛ, связанный с терапией с t(9;11)(p22;q23)". В ряде случаев t-ОМЛ показано, что существуют герминальные линейные мутации в генах, предрасположенных к злокачественной трансформации. В связи с этим у больных t-ОМЛ тщательное изучение семейных историй является оправданным для выявления предрасположенности к онкологическим заболеваниям.
При t-ОМЛ/МДС или t-ОМЛ/t-МДС/МПН не обнаруживается каких-либо специфических иммунофенотипических особенностей. Результаты исследований иммунофенотипа в большей степени отражают их морфологическую гетерогенность и подобны соответствующим аналогам - подтипам ОМЛ, возникающим de novo . На бластах, как правило, экспрессируются антиген CD34 и панмиелоидные антигены - CD13 и CD33. Часто наблюдается аберрантная экспрессия антигена CD56 и/или маркера, ассоциированного с лимфоидными клетками, - антигена CD7. Характер экспрессии антигенов на поверхностных мембранах незрелых миелоидных клеток может отличаться от наблюдающегося на миелоидных клетках в норме в процессе их созревания. Особенно это касается клеток нейтрофильного ряда [22].
5.2.5. Острые миелоидные лейкозы, не классифицируемые иным образом
Острые миелоидные лейкозы, не классифицируемые иным образом (ОМЛ, NOS), охватывают те случаи, при которых не выявлены генетические нарушения для любой из других категорий ОМЛ, или по каким-то причинам генетическая информация отсутствует. В таких случаях подклассификацию в пределах данной группы проводят в соответствии с критериями ранее используемой французско-американско-британской (ФАБ) классификации ОМЛ (см. табл. 5-2):
В данную категорию не входит только острый промиелоцитарный лейкоз, ОМЛ-М3 по классификации ФАБ, так как при данной форме лейкоза всегда обнаруживается с помощью цитогенетических или молекулярно-генетических исследований траслокация t(15;17)(q22;q12); PML-RARA .
В табл. 5-9 дана краткая клинико-лабораторная и иммунофенотипическая характеристика нозологических форм, составляющих данную подгруппу классификации ВОЗ 2016.
^Острые миелоидные лейкозы (ОМЛ), неспецифицируемые иным образом | Иммунофенотипические и клинико-лабораторные особенности |
---|---|
ОМЛ с минимальной дифференцировкой (см. рис. 5-7) |
Фенотип соответствует ОМЛ-М0. Бласты обычно экспрессируют CD34+ , HLA-DR+ , TdT+ . Из миелоидных маркеров могут присутствовать: миелопероксидаза, CD13, CD33 и CD117, часто коэкспрессия CD7 |
ОМЛ без созревания (см. рис. 5-8) |
Фенотип соответствует ОМЛ-М1. Бласты в большинстве случаев позитивны по CD34 и HLA-DR и экспрессируют минимум два из миелоассоциированных маркеров: MPO, CD13, CD33 и CD117 |
ОМЛ с созреванием (см. рис. 5-9) |
Фенотип соответствует ОМЛ-М2. Характерна экспрессия двух и более миелоассоциированных маркеров: CD13, СD15, CD33, MPO. Во многих случаях сохраняется экспрессия CD34, CD117, HLA-DR. Возможна коэкспрессия CD4dim |
Острый миеломоноцитарный лейкоз (см. рис. 5-10) |
Фенотип соответствует ОМЛ-М4. Сочетанное присутствие миелобластов (СD45mod, CD13+ , CD33+ , CD34+ , CD117+ , HLA-DR+ ) и монобластов (CD45bright, CD11c+ , CD13+ , CD14+ , СD33+ , CD64+ , HLA-DR+). Характерна экспрессия суМPO |
Фенотип соответствует ОМЛ-М5. Бласты с характерной экспрессией CD4, CD11c, CD13, CD33, CD56, CD64 и HLA-DR при отсутствии МРО. СD34 и CD14 чаще отсутствуют. Возможна аберрантная экспрессия мегакариоцитарного маркера CD61 |
|
Чистый эритроидный лейкоз (см. рис. 5-13) |
Фенотип соответствует ОМЛ-М6. В случае чистого эритролейкоза бласты позитивны по гликофорину А (CD235a), CD36, CD71, в ряде случаев по CD33, и негативны по CD34, CD45, HLA-DR и MPO |
Острый мегакариобластный лейкоз (рис. 5-14) |
Фенотип соответствует ОМЛ-М7. Не менее 50% бластов должны демонстрировать принадлежность к мегакариоцитарному ростку. Суммарный фенотип: CD45dim/– c экспрессией CD41a/b+, CD42b+, CD61+, возможна экспрессия CD34, CD13, CD33, HLA-DR, MPO отсутствует |
Острый базофильный лейкоз |
Характеризуется наличием бластов, с чертами дифференцировки по базофильной линии (наличие базофильных гранул в цитоплазме с характерной ультраструктурой при электронной микроскопии и позитивным окрашиванием с метахроматическими красителями. Бласты обычно экспрессируют миелоидные маркеры CD13 или CD33 при отсутствии экспрессии MPO и CD117. Часто позитивны по CD11b, CD34, HLA-DR. Характерной особенностью является экспрессия бластами неспецифичных для базофилов молекул - CD9 и CD25 |
Острый панмиелоз с миелофиброзом |
Необходима дифференциальная диагностика с ОМЛ-М7 за счет присутствия атипичных мегакариоцитарных предшественников. Бласты CD34+, CD33+, CD117+, часто CD7+, в некоторых случаях позитивны по миелопероксидазе, практически не экспрессируют мегакариоцитарные антигены (прежде всего, CD42b). Количество бластов редко превышает 25% от всех ядросодержащих клеток |

С помощью ПЦ клетки миелоидного направления дифференцировки могут быть выявлены и охарактеризованы в подавляющем большинстве случаев согласно ФАБ-классификации (табл. 5-10).
Маркеры | М0/М1/М2 | М3 | М4/М5a/М5b | М6 | М7 |
---|---|---|---|---|---|
CD13/CD33 |
++ |
++ |
++ |
+ |
++ |
CDw65 |
± |
+ |
++ |
± |
± |
Mиелопероксидаза |
- |
++ |
++ |
+ |
- |
CD11c |
- |
- |
++ |
- |
- |
CD14 |
- |
- |
//++ |
- |
- |
CD15 |
± |
± |
- |
- |
- |
CD36 |
- |
- |
+ |
++ |
+ |
H-antigen |
- |
- |
- |
++ |
+ |
CD235a |
- |
- |
- |
+ |
– |
CD41/CD61 |
- |
- |
- |
- |
++ |
CD42 |
- |
- |
- |
- |
+ |
CD34 |
++/++/+ |
± |
± |
+ |
+ |
CD117 |
++ |
+ |
+ |
+ |
+ |
HLA-DR |
++/++/+ |
- |
++ |
+ |
++ |
TdT |
+ |
± |
+ |
+ |
± |
Примечания. "–" - менее 10% лейкозов позитивны; "±" - 10–25% лейкозов позитивны; "+" - 25–75% лейкозов позитивны; "++" - более 75% лейкозов позитивны.
Считается, что на подгруппу ОМЛ, NOS приходится только 25–30% всех случаев ОМЛ, и она продолжает уменьшаться с обнаружением новых повторяющихся генетических аномалий и увеличением генетических подгрупп, признанных экспертами ВОЗ. Однако важно отметить, что информация, используемая для характеристики подгруппы в этой категории, такая как эпидемиологические или клинические исходные данные, часто основана на старых исследованиях, включающих пациентов, которые были бы теперь отнесены к другим диагностическим категориям ВОЗ.
Так, согласно изменениям, внесенным в ВОЗ в 2008 г., по диагностике острого эритроидного лейкоза и острого мегакариоцитарного лейкоза, данные формы могут быть переклассифицированы как ОМЛ с изменениями, связанными с миелодисплазией, если обнаружены генетические аномалии, связанные с миелодисплазией (см. табл. 5-8). А случаи, ранее категоризированные как ОМЛ, NOS, острый мегакариобластный лейкоз, должны быть помещены в соответствующую генетическую категорию, если они связаны с рекуррентными генетическими аномалиями inv(3)(q21q26.2) или t(3;3)(q21;q26.2); RPN1-EVI1 , или ОМЛ (мегакариобластный) с t(1;22)(p13;q13); RBM15-MKL1 . Из подгруппы ОМЛ, NOS также исключены случаи, связанные с синдромом Дауна [172].
Причиной для поддержания субклассификации в соответствии со схемой ФАБ послужил аргумент, что определенные генетические аномалии могут быть еще найдены и некоторые подгруппы ОМЛ, NOS будут охарактеризованы как генетические подгруппы. К тому же в прогностических целях важно признавать некоторые заболевания, такие как чистый острый эритролейкоз, острый мегакариобластный лейкоз и острый панмиелоз с миелофиброзом.
5.2.5.1. Острый миелоидный лейкоз с минимальной дифференцировкой
Фенотип соответствует ФАБ-подтипу ОМЛ-М0. Для диагностики незрелых форм ОМЛ наиболее информативным является выявление сочетанной экспрессии антигена стволовых клеток CD34 и раннего миелоидного антигена CD117 на опухолевых клетках (CD34+ CD117+ -незрелые миелобласты). О наличии минимальной миелоидной дифференцировки свидетельствует экспрессия цитоплазматической МРО, CD33 и/или CD13. При данном варианте ОМЛ бластные клетки в большинстве случаев экспрессируют антигены HLA-DR, CD38 и TdT. Наряду с экспрессией маркеров миелоидной дифференцировки опухолевые клетки могут коэкспрессировать лимфоидные антигены CD2, CD4, CD7, CD10. Коэкспрессия CD7 наблюдается особенно часто [29].
Случай острого миелоидного лейкоза с минимальной дифференцировкой, NOS (ФАБ-подтип ОМЛ М0)
Больной Б., 59 лет.
Общий клинический анализ крови: гемоглобин - 86 г/л; эритроциты - 2,7×1012 /л; тромбоциты - 16×109 /л; лейкоциты - 1,9×109 /л; СОЭ - 54 мм/ч; лимфоциты - 26%; палочкоядерные - 1%; сегментоядерные - 10%; недифференцированные бласты - 63%; анизоцитоз - 2; пойкилоцитоз - 1.
Миелограмма КМ: миелокариоциты - 14,4×109 /л; недифференцированные бласты - 80,8%; палочкоядерные - 0,8%; сегментоядерные - 3,6%; всего клеток нейтрофильного ряда - 4,4%; лимфоциты - 14,8%; всего клеток лимфоидного ряда - 14,8%. Малоклеточный костномозговой пунктат. Эритроидный росток представлен единичными эритрокариоцитами в препаратах. Мегакариоциты в препаратах отсутствуют. Тотальная бластная метаплазия КМ: бластоз - 80,8%, бласты представлены мезо- и микрогенерациями; мелкопетлистый хроматин ядра с одной нуклеомой или без нее, с узким ободком цитоплазмы.
Цитохимическое исследование бластов: реакция на миелопероксидазу - отрицательная; PAS-реакция - отрицательная; α-нафтилацетат эстераза - слабо положительная.
Иммунофенотипирование клеток КМ: на графике CD45/SS можно выделить большую область бластных клеток (гейт Н, 82%) CD45dim SSlow , расположенную левее нормальных лимфоцитов (см. рис. 5-14). Нейтрофилы и моноциты практически отсутствуют. Выделенные бласты экспрессируют пан-миелоидный антиген CD33, маркеры незрелых клеток CD34 и nuTdT и антигены NK-клеток CD16 и CD56. При этом они негативны по антигену HLA-DR, миелоидным антигенам CD13, CD117, cyMPO, антигенам, характерным для более зрелых клеток моноцитарно-гранулоцитарного ряда CD4, CD14, CD11b, CD65, маркерам мегакариоцитарного и эритроидного ростка CD61, CD235a, а также по основным В- и Т-лимфоидным антигенам. Заключение: В результате исследования обнаружены бластные клетки, имеющие иммунофенотип CD33+ , CD34+ , nuTdT+ с коэкспрессией антигенов NK-клеток CD16+CD56+ , характерный для ОМЛ с минимальной дифференцировкой (ФАБ-вариант М0).
Цитогенетические исследования: кариотип бластных клеток 46, XY.
Диагноз: острый миелоидный лейкоз с минимальной дифференцировкой, NOS (ФАБ-подтип ОМЛ М0).
5.2.5.2. Острый миелоидный лейкоз без созревания
Фенотип соответствует ФАБ-подтипу ОМЛ-М1. Данный вариант лейкоза является более иммунологически очерченной группой по сравнению с М0-вариантом. Бластные клетки характеризуются высоким уровнем экспрессии миелоидных (СD33, CD13, CD117, cyMPO) и линейно-неограниченных антигенов (CD34, HLA-DR, CD38). Экспрессия CD34 менее выражена, чем при М0. Антигены: CD4, CD11b, CD15 выявляются редко [165].
Случай острого миелоидного лейкоза без созревания, NOS (ФАБ-подтип ОМЛ М1)
Больной В., 40 лет.
Oбщий анализ крови: эритроциты - 4,31×1012 /л, гемоглобин - 141 г/л, тромбоциты - 127×109 /л, лейкоциты - 5,8×109 /л, бласты - 31%.
Цитологическое исследование КМ: клеточный костномозговой пунктат. Субтотальная бластная метаплазия КМ. Бластоз - 69,8%. Бласты представлены микро- и макрогенерациями с высоким ядерно-цитоплазматическим соотношением, угловатой формой ядра, мелкосетчатым хроматином, в некоторых цитоплазматическая зернистость, в единичных - наличие нежной палочки Ауэра. Эритропоэз нормобластический, мегакариоциты единичные. Заключение: острый миелоидный лейкоз М1.
Иммунофенотипирование клеток КМ: на графиках CD45/SSC слева от лимфоцитов можно выделить достаточно большую зону бластных клеток (около 40%), слабопозитивных по CD45 (гейт Н) (рис. 5-15). Бластные клетки негативны по антигенам CD3, CD4, CD5, CD10, CD19, CD11b, CD14, CD15, CD16, CD56, CD20, CD36, CD61, CD64, CD65, CD235а, и nuТdТ. В то же время на большинстве бластных клеток отмечается позитивная экспрессия раннего миелоидного антигена CD117 (83,2%) и высокая экспрессия линейно-нерестриктированых антигенов HLA-DR (93,7%), CD34 (41,9%), позитивная экспрессия панмиелоидного антигена CD33 (62,1%) и слабая экспрессия панмиелоидного антигена CD13 (20,7%). Позитивное окрашиваение на суМРО дают 92,8% бластов.

Заключение: наличие значительной популяции бластных клеток CD45dim с иммунофенотипом ранних миелоидных клеток-предшественников: CD117+ , CD34+ , HLA-DR+ , суМРО+ , CD13dim , CD33+ типично для ОМЛ без созревания (ФАБ-вариант ОМЛ М1).
Цитогенетические исследования: проанализировано 20 метафаз КМ. Выявлены следующие повреждения, в том числе клональные 1) 46,XY, del(11)(q23) [25], 2) 46,XY, del(6)(p12) [178]. Выявлен клон клеток с делецией в локусе 11q23.
Диагноз: острый миелоидный лейкоз без созревания, NOS (ФАБ-подтип ОМЛ М1).
5.2.5.3. Острый миелоидный лейкоз с созреванием
Фенотип соответствует ФАБ-варианту ОМЛ-М2. Бластные клетки при данной форме лейкоза имеют выраженную экспрессию cyMPO, на них возрастает экспрессия СD11b, CD15 и CDw65, что соответствует большей выраженности морфологических признаков гранулоцитарной дифференцировки. Экспрессия CD13 и CD33 выраженная. Во многих случаях сохраняется экспрессия CD117. Линейно-неограниченные антигены (CD34, HLA-DR) встречаются в 50–60% случаев. Крайне редко обнаруживается CD10 (7% случаев). Т-лимфоидные маркеры (CD2, CD7) встречаются чаще, чем при ОМЛ без созревания. Возможна слабая коэкспрессия CD4dim . Таким образом, возрастание интенсивности экспрессии антигенов миелоидной дифференцировки при тенденции к снижению активности линейно-неограниченных маркеров свидетельствует о более выраженной зрелости миелобластов при ОМЛ с созреванием по сравнению с ОМЛ без созревания [51, 165].
Случай острого миелоидного лейкоза с созреванием
Больная К, 78 лет.
Цитологическое исследование КМ: клеточный костномозговой пунктат. Отмечается фрагментация ядер эритрокариоцитов. Мегакариоциты в достаточном количестве, ранней степени созревания, деятельные формы со сниженным тромбоцитообразованием. Отмечаются мегакариоциты с гиперлопастными ядрами. Бласты 53%, представлены плитками средних и крупных размеров. Ядро овальной или округлой формы, содержит 1–3 ядрышка. Цитоплазма умеренно базофильная, содержит мелкую азурофильную зернистость, отмечаются палочки Ауэра. Выражена вакуолизация бластных клеток. Отмечается значительный цитолиз клеток.
Иммунофенотипическое исследование КМ (рис. 5-16): на графике CD45/SS можно выделить достаточно большую зону (около 65%) бластных клеток, слабопозитиных по CD45 c промежуточной степенью гранулярности (CD45dim SSСint , гейт Н). Бластные клетки негативны по антигенам CD2, CD3, CD5, CD7, CD9, CD10, CD11b, CD14, CD16, CD19, CD20, CD36, CD56, CD65. Экспрессия антигенов CD4 (19,4%) и CD15 (18,8%) также оценена как негативная, так как их экспрессирует менее 20% клеток. В то же время отмечается позитивная экспрессия раннего миелоидного антигена CD117, позитивная экспрессия линейно-нерестриктированых антигенов HLA-DR, CD34 и CD38, панмиелоидных антигенов CD13, CD33, слабая экспрессия моноцитарно-макрофагального маркера CD64. Большинство (93%) бластов дают позитивное окрашивание на суМРО. Позитивная экспрессия антигенов HLA-DR и CD34, и отсутствие экспрессии CD9 исключают гипогранулярный вариант острого промиелоцитарного лейкоза.

Заключение: иммунофенотип обнаруженной популяции опухолевых бластных миелоидных клеток CD117+ , cyMPO+ CD33+ , CD38+ , HLA-DR+ , CD13+ , CD33+ , CD34dim , CD64dim соответствует острому миелоидному лейкозу с созреванием (ФАБ-подтип ОМЛ М2).
Цитогенетическое исследование: проанализировано 87 метафаз клеток ПК. Выявлены следующие повреждения, имеющие клональный характер: 47, ХХ,+Х [157]. Фрагильные (ломкие) сайты встречаются в 3% метафаз.
Диагноз: острый миелоидный лейкоз с созреванием, NOS. (ФАБ-вариант ОМЛ М2).
5.2.5.4. Острый миеломоноцитарный лейкоз
Фенотип соответствует ФАБ-варианту ОМЛ-М4. Наблюдается сочетанное присутствие миелобластов и монобластов. Бластные клетки имеют высокий уровень экспрессии маркеров гранулоцитарной и моноцитарной дифференцировки - cyМРО, CD11b, CD11c, CD14, CD15, CD13, CD33, CD64, CDw65 [51]. На миелобластах экспрессируется CD34 и CD117. В 20% случаев данной формы лейкоза отмечается экспрессия CD4, что является косвенным признаком моноцитарной направленности. Характерна выраженная экспрессия линейно-неограниченного маркера HLA-DR (рис. 5-17).

Случай № 1. Острый миеломоноцитарный лейкоз
Больной И., 22 года. Рецидив.
Морфология: клеточный костномозговой пунктат: тотальная бластная метаплазия КМ. Эритроидный росток представлен единичными клетками. Мегакариоциты в препаратах отсутствуют. Бластоз - 92,2%, бласты, преимущественно макрогенерации с пылевидной зернистостью, в некоторых по одной или несколько палочек Ауэра. Неправильной формой ядра с множественными ядрышками. Цитохимическое исследование бластов: реакция на миелопероксидазу положительная (++). PAS-реакция мелкогранулярная по миелоидному типу, неспецифическая эстераза положительная (+) частично ингибируется, кислая фосфатаза положительная (+) ингибируется.
Иммунофенотипическое исследование КМ (см. рис. 5-17): на графике CD45/SSC можно выделить популяцию бластных клеток, расположенную в моноцитарно-гранулоцитарной области. Бластные клетки фенотипически гетерогенны и коэкспрессируют как миелоидные CD13, CD33, CD117, суMPO, CD15, так и моноцитарные антигены CD4, CD11b, CD11c, CD36, CD64 c яркой коэкспрессией CD56 и частичной коэкспрессией CD34, HLA-DR, TdT, CD5, CD10. Экспрессия антигенов CD2 и CD14 на бластах отсутствует. Выявленный иммунофенотип бластных клеток соответствует острому миеломоноцитарному лейкозу (ФАБ-вариант ОМЛ М4).
Цитогенетические исследования: 46, XY есть нарушения неклонального характера, свидетельствующие о нестабильности генома. Молекулярно-генетическое исследование КМ REAL TIME PCR: инверсии 16, транслокации 8;21 не выявлено.
Диагноз: острый миеломоноцитарный лейкоз (ФАБ-вариант М4).
Случай № 2. Острый миеломоноцитарный лейкоз, NOS
Больной Х., 69 лет.
Клинический анализ крови: эритроциты - 2,08×1012 /л, гемоглобин - 78 г/л, тромбоциты - 75×109 /л, лейкоциты - 3,0×1012 /л, недифференцированные бласты - 14%.
Морфология: клеточный костномозговой пунктат. Тотальная бластная метаплазия КМ - 93,6% бластов. Эритрокариоциты в препаратах единичные. Мегакариоциты отсутствуют. Бласты представлены крупными клетками с неправильной, иногда бобовидной формой ядра, наличием одного или нескольких крупных ядрышек, резко базофильной цитоплазмой. Встречаются и микрогенерации бластов. Высокая митотическая активность.
Цитохимия: реакция на миелопероксидазу слабоположительная (±) в небольшом проценте бластов, α-нафтилацетат эстераза резкоположительная, в основном количестве бластов, частично ингибируется FNa.
Иммунофенотипическое исследование КМ: на графике CD45/SSC можно выделить две не имеющие четкого разделения субпопуляции бластных клеток (рис. 5-18, а, б ), расположенные в бластной области (примерно 70% клеток). Обе популяции демонстрируют низкую степень гранулярности SSClow , но различаются по степени экспрессии CD45. Одна группа клеток имеет более слабую степень экспрессии CD45 (гейт Н, примерно 50% клеток), чем другая популяция (гейт I, примерно 20% клеток), находящаяся ближе к лимфоцитам и несколько ниже моноцитарного окна. Клетки в гейте Н (см. рис. 5-18, а ) обладают иммунофенотипом ранних миелоидных клеток-предшественников. Они высокопозитивны по антигенам CD34, CD117, позитивны по HLA-DR и cyMPO, частично позитивны по CD13, CD11b и CD64. Клетки, находящиеся ниже моноцитарного окна в гейте I (см. рис. 5-18, б ), экспрессируют антигены моноцитарного ряда CD64+ , CD11b+ , CD11с+ , CD36+ , СD14dim , при этом сохраняется экспрессия CD34, HLA-DR и CD117.


Заключение: иммунофенотипические признаки опухолевых клеток соответствуют острому миеломоноцитарному лейкозу (ФАБ-вариант М4).
Цитогенетические исследования: проанализировано 20 метафаз КМ. Выявлены следующие повреждения неклонального характера: 46XY,del(22)(q12) [178], 46XY,del(14)(q23) [178], 46XY,del(7)(q36)[1], 46XY,del(7)(q33) [178]. Клетки с числом хромосом ≈4N составляют 8%, inv(16) и t(16;16) не обнаружены.
Диагноз: острый миеломоноцитарный лейкоз, NOS (ФАБ-вариант М4).
5.2.5.5. Острый монобластный/моноцитарный лейкоз
Фенотип соответствует ФАБ-подтипу ОМЛ-М5. Бласты при данном варианте ОМЛ характеризуются полиморфным иммунофенотипом. Обычно они экспрессируют CD4, CD11b, CD11c, CD33, CD64, CDw65, HLA-DR (рис. 5-19, 5-20). В большинстве наблюдений клетки экспрессируют CD15, CD36, реже CD14, CD56 [29]. Экспрессия СD14 в основном характеризует моноцитарную направленность бластных клеток, но при данной форме лейкоза у детей этот антиген может отсутствовать. Антиген CD117 определяется на бластах в 30% случаев, CD34 обнаруживается очень редко. В некоторых случаях опухолевые клетки экспрессируют мегакариоцитарный маркер CD61 (см. рис. 5-19). Это не истинная экспрессия данного маркера, а скорее следствие того, что у тромбоцитов есть тенденция к адгезии к монобластам [161].


Экспрессия cyMPO снижена, в ряде случаев бласты могут быть полностью негативны по cyMPO (см. рис. 5-20). Для определения клеток моноцитарного ряда информативно анализировать, в каком соотношении клетки экспрессируют антигены HLA-DR и CD11b, HLA-DR и CD11с. Обычно клетки моноцитарного ряда должны быть HLA-DR+ CD11b++ и HLA-DR+ CD11с++ , а гранулоциты НLA-DR– CD11b++ /HLA-DR– CD11с++ . Они также демонстрируют позитивность по антигенам CD36 и CD14 (CD36+ CD14+ ).
На рис. 5-20 представлен проточно-цитометрический анализ клеток лизированного цельного КМ пациентки К. (возраст 48 лет) с острым монобластным лейкозом, NOS (ОМЛ-М5b). Кариотип бластных клеток 46, ХХ. На графике зависимости уровня экспрессии антигена CD45 от сигналов бокового светорассеяния SS (CD45/SSC) можно выделить зону бластных клеток, расположенных в значительно расширенной моноцитарной области (CD45bright ). Гранулоцитарный росток полностью подавлен. Бластные клетки экспрессируют антигены: характерные для монобластов CD4 (dim), CD14 (частично), CD11b, CD11c, CD36, миелоидных клеток CD13 (частично), CD33, CD65 (частично), маркер NK-клеток CD56(dim), мегакариоцитарный маркер CD61 (частично), линейно-неограниченный антиген HLA-DR, nuTdT (частично) и негативны по CD34, CD117, cуMPO.
5.2.5.6. Чистый эритроидный лейкоз
Фенотип соответствует ФАБ-варианту ОМЛ-М6. Бласты при данной форме лейкоза представлены эритробластами.
До 2016 г. в классификации ВОЗ выделяли подгруппу "острый эритроидный лейкоз", в которую входили две нозологические формы: "чистый эритроидный лейкоз" и "острый эритромиелоз". Острый эритромиелоз характеризовался двумя типами клеток: эритробластами и миелобластами [38].
После пересмотра классификации ВОЗ в 2016 г. из категории ОМЛ, NOS была удалена подкатегория острого эритроидного лейкоза эритроидного/миелоидного типа - эритромиелоз (ранее определялась как случаи с более 50% эритроидных предшественников КМ и более 20% миелобластов среди неэритроидных клеток) [25]. В обновленной классификациим миелобласты рассчитывают как процент от всех клеток КМ и большинство таких случаев имеют менее 20% от общего количества бластных клеток и в настоящее время классифицируются как МДС (обычно МДС с избытком бластов). Это изменение было основано на биологической взаимосвязи острого эритроидного лейкоза эритроидного/миелоидного типа с МДС с точки зрения ее клинической картины, морфологических отличительных признаков и генетических аномалий, а также низкой воспроизводимости подсчета неэритроидных бластов и попытки добиться единообразия в выражении процента бластов во всех миелоидных новообразованиях. Случаи с более 50% эритроидных клеток и более 20% общих миелобластов, как правило, отвечают критериям для ОМЛ с изменениями, связанными с миелодисплазией и должны быть диагностированы как таковые; случаи с более 20% общего количества миелобластов не отвечающие критериям ОМЛ с изменениями, связанными с миелодисплазией, или ОМЛ с рекуррентными генетическими аномалиями должны быть отнесены к категории из других подтипов ОМЛ, NOS.
Чистый эритроидный лейкоз остается в качестве подтипа ОМЛ, NOS и в настоящее время является единственным типом острого эритроидного лейкоза (подтип эритромиелоз исключен из данной категории). В табл. 5-11 приведены текущие диагностические подходы к анализу опухолевых образцов КМ с наличием 50% или более эритроидных предшественников [25].
Эритроидные предшественники костного мозга | Процент миелобластов от всех клеток в костном мозге или периферической крови | Предшествующая терапия | Повторяющиеся генетические аномалии ВОЗ? | Соответствует критериям AML-MRC? | Диагностика 4-го издания | Обновленная диагностика 4-го издания |
---|---|---|---|---|---|---|
≥50% |
Не применяется |
Да |
Не применяется |
Не применяется |
Миелоидные новообразования, связанные с терапией |
Миелоидные новообразования, связанные с терапией |
≥50% |
≥20% |
Нет |
Да |
Не применяется |
ОМЛ с повторяющимися генетическими аномалиями |
ОМЛ с повторяющимися генетическими аномалиями |
≥50% |
≥20% |
Нет |
Нет |
Да |
ОМЛ с изменениями, связанными с миелодисплазией |
ОМЛ с изменениями, связанными с миелодисплазией |
≥50% |
≥20% |
Нет |
Нет |
Нет |
ОМЛ, NOS, острый эритроидный (эритроидный/миелоидный тип) |
ОМЛ, NOS (неэритроидный подтип) |
≥50% |
<20%, но ≥20% от неэритроидных клеток |
Нет |
Нет* |
Не применяется |
ОМЛ, NOS, острый эритроидный (эритроидный/миелоидный тип) |
Миелодиспластический синдром** |
≥50% |
<20%, и <20% от неэритроидных клеток |
Нет |
Нет* |
Не применяется |
Миелодиспластический синдром** |
Миелодиспластический синдром** |
80% незрелых эритроидных предшественников с ≥30% проэритробластов |
<20% |
Нет |
Нет* |
Не применяется |
ОМЛ, NOS, острый эритроидный лейкоз (чистый эритроидный тип) |
ОМЛ, NOS, острый эритроидный лейкоз (чистый эритроидный тип) |
*При количестве бластов <20% изредка могут встречаться рекуррентные генетические аномалии t(8;21)(q22;q22.1);RUNX1-RUNX1T1 , inv(16)(p13.1q22) или t(16;16)(p13.1;q22);CBFB -MYH11 или PML -RARA , такие случаи должны классифицироваться как ОМЛ с соответствующей генетической аномалией, а не как ОМЛ, NOS или МДС.
** Классификация основана на оценке процента миелобластов от всех клеток КМ и лейкоцитов ПК и других критериев МДС.
Примечание. AML-MRC, острый миелоидный лейкоз (ОМЛ) с изменениями, связанными с миелодисплазией.
Особенностью иммунофенотипа эритробластов является высокая экспрессия эритроидного антигена гликофорина А - CD235a. На поверхности эритробластов с высокой частотой обнаруживаются линейно-неограниченные антигены HLA-DR, CD38, трансферриновый рецептор CD71, CD36, возможно обнаружение Т-клеточного антигена CD7. В ряде случаев эритробласты экспрессируют антиген CD33, обычно негативны по антигенам CD34, CD45, HLA-DR.
На рис. 5-21 приведен пример острого эритроидного лейкоза, ОМЛ, NOS . У больного М. (возраст 68 лет) в миелограмме эритробласты составили 71%. Иммунофенотипическое исследование показало, что на графиках зависимости экспрессии антигена CD45 от сигналов бокового светорассеяния резко увеличена (более 60% клеток) область, в которой располагаются эритроидные клетки, негативные по CD45. Эти клетки также негативны по экспрессии не только основных лимфоидных антигенов (CD3, CD5, CD7, CD10, CD19, CD20), а также по некоторым миеломоноцитарным CD33, CD117, CD11b, CD14, cyMPO и линейно-неограниченным антигенам CD34, HLA-DR. В то же время на клетках в этой области отмечается выраженная экспрессия эритроидного маркера CD235a, позитивная экспрессия моноцитарно-тромбоцитарного маркера CD36, частичная слабая экспрессия пан-миелоидного антигена CD13. Обнаружена также экспрессия маркера NK-клеток CD56. Фенотипические особенности подтверждают наличие в этой области патологических лейкозных клеток. Таким образом, бласты имеют иммунофенотип: CD235а+++ , CD36++ , CD13dim+ , CD16.56++ , CD33- , CD34- , HLA-DR- соответствующий острому эритролейкозу (ФАБ-вариант ОМЛ-М6).

5.2.5.7. Острый мегакариобластный лейкоз
Соответствует ФАБ-подтипу ОМЛ-7. Бластные клетки характеризуются высоким ядерно-цитоплазматическим соотношением, округлой формой ядер, равномерным распределением хроматина, гиперхромией, отростчатой резко базофильной цитоплазмой. Морфологический диагноз данного варианта ОМЛ весьма затруднителен. Только иммунофенотипирование позволяет установить мегакариоцитарную дифференцировку бластов и провести дифференциальную диагностику с ОЛЛ, другими формами ОМЛ, метастазами в костный мозг мелкоклеточных злокачественных опухолей. Не менее 50% бластов должны демонстрировать принадлежность к мегакариоцитарному ростку. Бластные клетки экспрессируют антигены CD41a и/или CD42b и/или CD61. В большинстве случаев на бластных клетках обнаруживается экспрессия миелоидных антигенов CD13, CD33, встречаются линейно-неограниченные антигены - HLA-DR, CD38, CD34 [165]. Необходимо также отметить, что при данном варианте ОМЛ клетки чаще всего негативны по cyMPO.
На рис. 5-22 приведен пример случая острого мегакариобластного лейкоза, ОМЛ, NOS . У больной З., 50 лет, в миелограмме обнаружено 21,2% недифференцированных бластов. Проточно-цитометрический анализ показал, что на графике зависимости экспрессии антигена CD45 от сигналов бокового светорассеяния можно выделить зону бластных клеток, расположенных левее лимфоцитарного окна, слабопозитивных по антигену CD45 . На бластных клетках отмечается позитивная экспрессия пан-миелоидных антигенов CD13 и CD33, антигена клеток-предшественников CD117, линейно-неограниченных антигенов HLA-DR, CD38, CD11b, CD36, трансферринового рецептора CD71 и слабая коэкспрессия Т-лимфоидного маркера CD7. Лейкозные клетки негативны по экспрессии cyMРO, СD34, основным Т- и В-лимфоидным антигенам, антигенам NK-клеток, миелоидным антигенам CD65, CD14 и эритроидному маркеру CD235a. Большинство бластных клеток (68,4%) дают четкое позитивное окрашивание с мегакариоцитарным маркером CD61 .

Обнаруженная в результате исследования картина распределения клеток на точечных гистограммах зависимости антигена CD45 от сигналов бокового светорассеяния SSC и наличие популяции бластных клеток (CD45dim ) с мегакариоцитарной направленностью дифференцировки: CD61++ CD13+ CD33+++ CD38++ CD71++ HLA-DR+ CD117++ CD36+ CD11b+ cyMPO-
5.2.5.8. Острый базофильный лейкоз
Острый базофильный лейкоз (ОБЛ) - исключительно редкий подтип ОМЛ, характеризуется наличием бластов, демонстрирующих черты дифференцировки по базофильной линии: базофильные гранулы в цитоплазме с характерной ультраструктурой при электронной микроскопии и позитивным окрашиванием с метахроматическими красителями. Необходима дифференциация от других форм лейкоза с подобной морфологией, например, гипогранулярный вариант ОПЛ. Бласты при ОБЛ обычно позитивны по пан-миелоидным маркерам CD13 и/или CD33, но негативны по МРО (при ОПЛ позитивны). Часто позитивны по CD11b, HLA-DR, CD34, CD117 и TdT. Характерной особенностью является экспрессия бластами неспецифичных для базофилов молекул - CD9 и CD25 [24]. Для установления базофильного происхождения бластов также рекомендуют определение маркера активации базофилов CD203с в цитоплазме [103].
5.2.5.9. Острый панмиелоз с миелофиброзом
Необходима дифференциальная диагностика с мегакариобластным лейкозом ОМЛ-М7 за счет присутствия атипичных мегакариоцитарных предшественников [103]. Бласты CD45+ , CD34+ , CD33+ , CD13+ , CD117+ , часто CD7+ , в некоторых случаях позитивны по миелопероксидазе, но обычно негативны. Могут экспрессировать CD15, CD4. Практически не экспрессируют мегакариоцитарные антигены (прежде всего, CD42b). Количество бластов редко превышает 25% от всех ядросодержащих клеток.
5.2.6. Миелоидная саркома
Миелоидная саркома соответствует любому подтипу ОМЛ [130]. Может диагностироваться de novo и сопровождаться вовлечением КМ и ПК, проявляться как рецидив ОМЛ, или как прогрессирование предшествующего МДС, МПН, или МДС/МПН. ПЦ не является методом выбора для ее диагностики. Опухолевые массы обычно локализованы экстрамедуллярно. По данным иммуногистохимии трансформированные клетки обычно экспрессируют CD68, CD34, CD117, CD99, CD56, TdT и МРО.
5.2.7. Миелоидные пролиферативные заболевания, связанные с синдромом Дауна
Миелоидные пролиферативные заболевания, связанные с синдромом Дауна включают:
Мегакариобластные пролиферации и ТАМ возникают при рождении или в течение нескольких дней после рождения и устраняются в течение 1–2 мес. Миелоидный лейкоз проявляется позже, как правило, в течение первых 3 лет жизни с или без предшествующего ТAM, который персистирует без лечения [26].
Миелоидные новообразования, связанные с синдромом Дауна, похожи и не зависят от числа бластных клеток, поэтому не подразделяются на МДС или ОМЛ. Миелоидный лейкоз и TAM, связанные с синдромом Дауна, характеризуются мутациями GATA1 и мутациями пути JAK-STAT с дополнительными мутациями, которые определяются при случаях острого лейкоза.
Фенотипические особенности соответствуют преимущественно ОМЛ М6/М7. При обеих патологиях бласты позитивны по CD45, CD38 и CD33, негативны по CD15 и МРО. В большинстве случаев суммарный фенотип бластов: CD33+ , CD13+/– , CD38+ , CD117+ , CD34+/– , CD7+ , CD56+/– , CD36+ , CD71+ , CD42b+ , CD4dim . Экспрессия CD13, CD11b чаще характерна для ОМЛ, а экспрессия CD34 и отсутствие HLA-DR - для транзиторного аномального миелопоэза [93].
5.2.8. Новообразование из бластных плазмоцитоидных дендритных клеток
Ранее для обозначения данной опухоли использовали следующие наименования: лейкоз из агранулярных CD4+ естественных клеток киллеров (ЕК), бластная ЕК-клеточная лимфома, бластный лейкоз/лимфома из ЕК клеток, агранулярная CD4+ CD56+ опухоль. В классификации ВОЗ 2001 г. все эти новообразования с подобным фенотипом входили в раздел опухолей из зрелых Т- и NK-клеток под названием "бластная NK-клеточная лимфома".
В обновленной классификации ВОЗ в 2016 г. эту форму лейкоза рассматривают как постоянную нозологическую единицу острого миелоидного лейкоза и в настоящее время она называется "Новообразование из бластных плазмоцитоидных дендритных клеток" [25].
Данный лейкоз представляет собой клональную пролиферацию предшественников плазмоцитоидных дендритных клеток, известных также как профессиональные интерферон-продуцирующие клетки 1 типа, или плазмоцитоидные моноциты. Данное заболевание встречается крайне редко и составляет около 0,44% всех онкогематологических заболеваний и до 0,7% кожных лимфом. Лейкемическая форма заболевания составляет менее 1% всех острых лейкозов. Заболевают преимущественно мужчины; соотношение мужчин и женщин составляет 3:1. Данную форму лейкоза, как правило, диагностируют в пожилом возрасте (61–67 лет), в редких случаях у детей. У 100% больных очаги поражения обнаруживаются в коже, но могут выявляться также в различных органах и тканях, прежде всего в костном мозге (у 60–90% пациентов) и лимфатических узлах (в 40–50% случаев) [101].
Фенотип трансформированных клеток соответствует CD4+ CD56+ CD123+ CD45RA+ HLA-DR+ . В ряде случаев возможна коэкспрессия CD7 или CD33 в отсутствие МРО (химерный вариант) [9].
5.3. Острые лейкозы неясной линейности
Острые лейкозы неопределенного линейного происхождения (ОЛНЛ) не демонстрируют ясной дифференцировки по какой-либо одной линии. Они диагностируются крайне редко и составляют <4% всех случаев острых лейкозов. В некоторых случаях ОЛНЛ отсутствуют специфические линейные антигены, тогда как в других случаях бласты экспрессируют антигены более чем одной линии в такой степени, что невозможно отнести лейкоз к какой-либо определенной линейно-связанной категории. В определении, терминологии и критериях, используемых для субклассификации таких случаев, исторически существовал беспорядок. В попытке разъяснить определение этой группы заболеваний и упростить их диагностику, в 4-м выпуске классификации ВОЗ 2008 острые лейкозы неопределенной линейности были помещены в главе, отдельной от ОМЛ и ОЛЛ [25, 157, 172].
Острые лейкозы неясной линейности (классификация ВОЗ, 2016)
ОЛСФ с t(9;22) может благоприятно отвечать на лечение, которое включает в себя TKI.
Случаи без специфических линейных маркеров определяются как острый недифференцированный лейкоз (ОНЛ). В таких случаях бластные клетки часто экспрессируют CD34, HLA-DR, и/или CD38, и иногда TdT, но испытывают недостаток экспрессии специфических миелоидных или лимфоидных антигенов (обнаруживается не более одного антигена той или иной линии).
Лейкозы, бласты которых коэкспрессируют определенные антигены более чем одной линии на тех же самых клетках или которые имеют отдельные популяции бластов, принадлежащие к различным линиям, относят к ОЛСФ. Эти случаи могут далее определяться как B-миелоидные или T-миелоидные, независимо от того, найдена одна или более чем одна популяция бластов. Требования для определения специфических линий бластов даны в табл. 5-12 [25].
Линия | Требования |
---|---|
Миелоидная линия |
или
|
Т-линия |
или
|
B-линия (требуются разнообразные антигены) |
или
|
В определении вовлеченной линии используется только ограниченное число антигенов. Необходимо указать, что требование для позитивности по МРО, чтобы доказать миелоидное происхождение, нужно применять только к ОЛСФ, а не к случаям ОНЛ с минимальной дифференцировкой, которые не показывают каких-нибудь лимфоассоциированных антигенов.
Установление диагноза ОЛНЛ возможно только на основе иммунофенотипирования [116, 138]. Мультипараметрическая ПЦ является методом выбора для распознавания ОЛСФ; даже если нет двух отчетливых раздельных популяций, в большинстве случаев ОЛСФ демонстрирует гетерогенность экспрессии некоторых антигенов, таких как экспрессия МПО, которая экспрессируется на популяции бластов, показывающих относительно яркую экспрессию миелоидных маркеров и низкую интенсивность В-клеточно-ассоциированных маркеров.
Миелоидный компонент при ОЛСФ может быть идентифицирован следующим образом. При наличии двух или более популяций лейкозных клеток, одна из которых имеет иммунофенотипические маркеры ОМЛ (но не составляет 20% общего количества ядросодержащих кроветворных клеток). При наличии одной популяции опухолевых бластов, соответствующей В- или Т-ОЛЛ, на которых наряду с лимфоидными маркерами определяется коэкспрессия миелопероксидазы. Выявление миелоидных антигенов CD13, CD33 и CD117 не может считаться достаточно специфическим для идентификации ОЛСФ. При наличии одной популяции клеток, соответствующих критериям В- или Т-ОЛЛ, при которых в бластах определяются четкие дифференцировочные признаки клеток моноцитарного ряда - положительная реакция на неспецифическую эстеразу или экспрессия более чем одного моноцитарного маркера, к числу которых относятся антигены CD11c, CD14, CD36, CD64 и лизоцим. Т-клеточный компонент при ОЛСФ выявляется на основе выраженной экспрессии в цитоплазме антигена CD3 (cyCD3), выявляемой с помощью антител к эпсилон (ε)-цепям СD3 во всех лейкозных клетках или в их отдельных субпопуляциях. Экспрессию cyCD3 лучше определять с помощью ПЦ с использованием МКА, конъюгированных с яркими флюорохромами (типа фикоэритрина). При изучении коэкспрессии CD3 в бластах методом светооптической иммуноцитохимии непосредственно в мазках или срезах трепанобиоптатов КМ следует учитывать возможную реакцию с зета (ζ)-цепью Т-клеточного рецептора, выявляемой также в цитоплазме NK-клеток, то есть реакция не является достаточно специфической для идентификации Т-клеток. Для установления признаков В-клеточной дифференцировки , в отличие от миелоидной или Т-клеточной, определения экспрессии только одного маркера недостаточно. При наличии одной популяции бластных клеток подтверждением их В-клеточного происхождения является выраженная экспрессия CD19 в сочетании с подобной же экспрессией, по крайней мере, одного из следующих антигенов - CD10, CD79a, cyCD22 - или слабая экспрессия CD19 одновременно с сильной экспрессией двух из вышеперечисленных антигенов. В редких случаях о принадлежности бластов к В-линии можно говорить и при отрицательной реакции на CD19, но при этом не следует забывать о недостаточной специфичности CD10 и CD79a.
Для того чтобы острый лейкоз, бласты которого принадлежат к различным линиям, мог быть классифицирован как ОЛСФ, необходимо исключить:
Поскольку при всех этих нозологических формах могут определяться лейкозные клетки со смешанным фенотипом.
На рис. 5-23 представлен случай ОМЛ, с изменениями, связанными с миелодисплазией , бласты которого имеют смешанный иммунофенотип. В данном случае лейкоза были идентифицированы три популяции лейкозных клеток с различным иммунофенотипом: ранние миелоидные бласты с сильной экспрессией Т-клеточных антигенов CD2 и CD7 (CD34+ CD13+ CD33+ CD117+ cyMPO+ HLA-DR+ CD2+ CD7+ ) (см. рис. 5-23, а ); Т-лимфобласты, экспрессирующие миелоидный антиген CD117 (cyCD3+ CD2+ CD7+ CD117+ ) (рис. 5-23, б ) и монобласты, имеющие признаки моноцитарной дифференцировки (CD34– CD13+ CD33+ CD117– cyMPO+ CD64+ СD11c+ CD11b+ CD15+ ) (рис. 5-23, в ).



В дальнейшем цитогенетические исследования обнаружили генетические аномалии del(5q), t(12p), t(1;3)(p36.3;q21.1), связанные с МДС. Именно поэтому несмотря на то, что бластные клетки демонстрировали смешанный Т/миелоидный фенотип, диагноз ОЛСФ был исключен и установлен установлен окончательный диагноз: "ОМЛ, с изменениями, связанными с миелодисплазией".
Если вышеперечисленные исключения выполнены, то лейкоз классифицируется как ОЛСФ и устанавливается его вариант. Однако редкие случаи острых лейкозов, связанных со слитным геном BCR-ABL1 или с реаранжировкой MLL (КМТА2) , могут быть классифицированы в группе ОЛСФ [5, 96, 131, 174].
Если опухолевая популяция имеет более чем одну линию дифференцировки, а в лейкозных клетках обнаружены Ph-хромосома или слитный ген BCR-ABL1 и исключена бластная фаза ХМЛ, то может устанавливаться диагноз ОЛСФ с t(9;22)(q34;q11.2) [172].
Случай острого лейкоза со смешанным фенотипом, Т/миелоидный, NOS
Больной Г., 18 лет.
Миелограмма: гиперклеточный костномозговой пунктат. Тотальная бластная метаплазия КМ. Бластоз 88%, бласты представлены макро-, мезо- и микрогенерациями, разнообразными по форме ядрами (округлыми, овальными, складчатыми), в некоторых - мелкие нуклеолы с небольшой базофильной цитоплазмой.
Иммунофенотипирование клеток КМ: на полученных в результате проточно-цитометрического анализа графиках зависимости экспрессии CD45 антигена от сигналов бокового светорассеяния можно выделить большую область бластных клеток (82% клеток), слабопозитивных по CD45 и расположенных рядом с маленькой зоной нормальных лимфоцитов (рис. 5-24). Бластные клетки позитивны по экспрессии пан-Т-клеточного антигена cyCD3 (цитоплазматического) и другим Т-клеточным антигенам CD4, CD5 и CD7. Наряду с этим они также позитивны по панмиелоидным маркерам суМРО и CD33, раннему миелоидному антигену CD117и по линейно-нерестриктированным маркерам CD34, HLA-DR, CD11b. По экспрессии В-лимфоидных антигенов CD10, CD19, CD20, cyCD79a, антигенам NK-клеток CD16 и CD56, Т-клеточным антигенам CD1a, CD2, поверхностному SmCD3, CD8, TCRa6 и TCRy5, моноцитарно-макрофагальному маркеру CD14, панмиелоидному маркеру CD13, миелогранулоцитарному антигену CD15, миеломоноцитарному антигену CDw65, антигену клеток-предшественников nuTdT (внутриядерному) бласты негативны.

Таким образом, обнаружение в результате исследования бластной популяции с иммунофенотипом: cyCD3+ CD4+ CD5+ CD7+ cyMPO+ CD117+ CD33+ CD34+ CD11b+ HLA-DR+ соответствует картине острого лейкоза со смешанным фенотипом, Т/миелоидный.
Цитогенетическое исследование: реккурентных генентических аномалий и генетических повреждений, связанных с МДС, не обнаружено. Обнаруженные многочисленные цитогенетические повреждения указывают на нестабильность генома.
Диагноз: острый лейкоз со смешанным фенотипом, Т/миелоидный, NOS.
5.4. Новообразования из лимфоидных клеток-предшественников
Острые лимфобластные лейкозы представляют собой гетерогенную группу заболеваний, каждая из которых имеет определенные клинические, иммунологические и прогностические особенности. В отличие от ОМЛ они характеризуются более скудными клиническими проявлениями: в меньшей степени выражены интоксикационный, анемический и геморрагический синдромы, реже возникают инфекционные осложнения. В то же время у больных ОЛЛ значительно чаще отмечают оссалгии, лимфаденопатию (в том числе увеличение средостения), гепатоспленомегалия и нейролейкоз.
Лимфобласты характеризуются отрицательной реакцией на миелопероксидазу и положительной PAS-реакцией, выявляющейся в 3% и более клеток в виде крупных гранул, а иногда сливающихся в блоки.
Первая классификация острых лимфобластных лейкозов (классификация ФАБ) была разработана в 1976 г. на основании морфологических критериев опухолевых лимфобластов (табл. 5-13). Самым надежным морфологическим критерием для дифференцирования острых миелоидных и лимфобластных лейкозов являются палочки Ауэра (признак миелоидной линии). В противном случае нет явного морфологического различия между ОМЛ и ОЛЛ. Кроме того, дифференцировать В- и T-линейные лимфобластные лейкозы/лимфомы по морфологическим признакам невозможно. Именно поэтому в дальнейшем ФАБ-классификация была признана нецелесообразной для диагностики ОЛЛ.
Морфологические особенности бластов | L1-вариант (ОЛЛ с микроформами бластов) | L2-вариант (ОЛЛ с гетерогенными бластами) | L3-вариант (ОЛЛ с беркиттоподобными бластами) |
---|---|---|---|
Размер клеток |
Микроформы (7–10 мкм) |
Преобладают клетки среднего и большого размера |
Макроформы |
Ядерно-цитоплазматическое соотношение |
Очень высокое |
Вариабельное |
Высокое |
Конфигурация ядер |
Округлая, иногда с вдавлениями |
Округлая, встречаются расщепления |
Округлая, овальная, иногда с расщеплениями |
Ядерный хроматин |
Нежносетчатый, равномерный |
Нежносетчатый |
Равномерный, ядра гиперхромные |
Нуклеолы |
Не просматриваются, или мелкие, нечеткие |
Одна и более, часто крупные |
Крупные, четко выраженные |
Цитоплазма |
Скудная, умеренно-базофильная |
Умеренная, базофилия разной степени выраженности |
Умеренно выраженная, резко базофильная с вакуолизацией |
Примечание : ОЛЛ - острый лимфобластный лейкоз.
В дальнейшем широкое распространение получила иммунологическая классификация Европейской группы по иммунологическому изучению лейкозов (EGIL), разработанная в 1995 г. на основании иммунофенотипических признаков опухолевых клеток. С помощью иммунофенотипирования можно дифференцировать В-линейные и T-линейные острые лейкозы, что очень важно, поскольку линия дифференцировки лейкозных клеток дает значимую клиническую информацию, определяющую прогноз и выбор терапии. Однако иммунофенотипические варианты по классификации EGIL не имели явной корреляции с клиническими особенностями или прогнозом.
В современной классификации ВОЗ, используемой в настоящее время, острые лимфобластные лейкозы подразделяются на две группы: "B-лимфобластный лейкоз/лимфома" и "T-лимфобластный лейкоз/лимфома" (табл. 5-14). В этой классификации учитываются уникальные клинические, морфологические, иммунофенотипические и генотипические особенности лимфобластного лейкоза/лимфомы, позволяющие рассматривать эти случаи как отдельные нозологические формы [25].
Тип новообразования | Характеристика |
---|---|
В-лимфобластный лейкоз/лимфома |
В-лимфобластный лейкоз/лимфома, NOS (неспецифицированный иным образом) |
В-лимфобластный лейкоз/лимфома с повторяющимися генетическими аномалиями
|
|
Т-лимфобластный лейкоз/лимфома |
Условная форма: лимфобластный лейкоз из ранних Т-клеток-предшественников |
Условная форма: лимфобластный лейкоз/лимфома из натуральных киллерных (NK) клеток |
Главное направление исследований при ОЛЛ - выявление признаков, позволяющих более детально разделить больных на прогностические группы и определить оптимальную терапию для каждой из таких групп.
Различия между лимфобластным лейкозом и лимфобластной лимфомой очевидны, когда у пациента имеется клеточное образование, состоящее из B- или T-лимфобластов и отсутствуют бласты в ПК или КМ. Однако данное различие теряет смысл, когда обнаруживается и клеточное образование, и ограниченная вовлеченность КМ. Именно поэтому экспертами ВОЗ было принято соглашение о том, что если имеется лимфобластное образование, а в КМ лимфобласты составляют ≥25% от нуклеарных клеток, предпочтителен диагноз лимфобластный лейкоз, а не лимфобластная лимфома. Поскольку ОЛЛ редко демонстрируют низкое количество бластов в КM, то при обнаружении менее 20% лимфобластов в КМ диагноз ОЛЛ устанавливается только после окончательного свидетельства для подтверждения диагноза. В случае, когда у пациента в КМ лимфобласты составляют менее 20% и не выявлено экстрамедуллярное новообразование, но обнаружена одна из известных повторяющихся цитогенетических аномалий, связанных с ОЛЛ, можно полагать, что у пациента - лимфобластный лейкоз. При обнаружении менее 20% явных лимфобластов в КM необходимо проводить поиск лимфобластной лимфомы в экстрамедуллярной области [172].
5.4.1. В-лимфобластный лейкоз/лимфома
Как и при остром миелоидном лейкозе, иммунофенотипическая оценка В-лимфобластного лейкоза/лимфомы, является существенным для подтверждения диагноза и выполнения дальнейшей субклассификации. После установления линии ОЛЛ, клинических особенностей, таких как количество лейкоцитов в ПК и возраст пациента, генетических особенностей, включая ДНК-плоидию, пациентов распределяют по различным группам риска. Кроме того некоторые повторяющиеся генетические аномалии, такие как t(9;22), t(v;11q23), t(12;21), t(1;19) связаны со специфическими иммунофенотипическими особенностями, что позволяет с определенной долей вероятности предположить их наличие при иммунофенотипировании лейкозных клеток.
5.4.1.1. В-лимфобластный лейкоз/лимфома, неспецифицированный иным образом (NOS)
Современная классификация ВОЗ не разделяет В-лимфобластные лейкозы/лимфомы (В-ЛЛ/Л) по иммунофенотипическим или морфологическим признакам, если в опухолевых клетках не найдены повторяющиеся генетические аномалии. Как уже отмечалось, это связано с тем, что иммунофенотипические варианты по классификации EGIL и морфологические подтипы ФАБ-классификации ОЛЛ не имеют явной корреляции с клиническими особенностями. Именно поэтому все случаи В-ОЛЛ, у которых отсутствуют повторяющиеся генетические аномалии, обозначают как "В-лимфобластный лейкоз/лимфома, неспецифицированный иным образом (NOS)" (табл. 5-15).
Маркеры | Про-В-ОЛЛ (EGIL B-I) | Пре-пре-В-ОЛЛ сommon ОЛЛ (EGIL B-II) | Пре-В-ОЛЛ (EGIL B-III) |
---|---|---|---|
TdT |
++ |
++ |
++ |
CD10 |
++ |
++ |
|
CD19 |
++ |
++ |
++ |
CD20 |
+ |
+ |
|
CD22 |
++ |
++ |
++ |
cyCD79 |
++ |
++ |
++ |
Pre-B-cyIgμ |
- |
- |
++ |
SmVpre-B/λ5 |
- |
- |
- |
SmIg-CD79 |
- |
- |
- |
CD34 |
+ |
+ |
+ |
HLA-DR |
++ |
++ |
++ |
Примечания. "–" - менее 10% лейкозов позитивны; "±" - 10–25% лейкозов позитивны; "+" - 25–75% лейкозов позитивны; "++" - более 75% лейкозов позитивны. ОЛЛ - острый лимфобластный лейкоз.
Тем не менее иммунофенотипирование лейкозных клеток важно не только для определения линейности ОЛЛ, но и для получения информации, отражающей степень зрелости опухолевых бластов, которая может быть полезной для врача при разработке стратегии лечения. Ранее используемая иммунофенотипическая классификация EGIL (см. табл. 5-15) основывается на идентификации этапов нормальной дифференцировки лимфоидных клеток-предшественников.
По иммунофенотипическим характеристикам все лейкозы из В-клеток-предшественников позитивны не только по nuTdT и cyCD79, но также дают позитивное окрашивание с антигенами HLA-DR, CD19 и обычно с CD22.
Согласно классификации EGIL все В-ОЛЛ могут быть разделены на основе экспрессии антигена CD10 (CALLA антиген), тяжелой μ-цепи иммуноглобулинов (cyIgμ) и поверхностной экспрессии Igμ (SmIgμ) при отсутствии экспрессии легких цепей Igκ и Igλ, как в цитоплазме, так и на мембране. Данные маркеры позволяют определить иммунофенотипический вариант по степени зрелости опухолевых В-лимфобластов:
На рис. 5-25 и 5-26 продемонстрированы примеры иммунофенотипических вариантов В-ОЛЛ (EGIL), имеющих нормальный кариотип и характеризуемые как "В-лимфобластный лейкоз/лимфома, NOS".


Вариант B-I. Острый лейкоз/лимфома из В-клеток-предшественников с иммунофенотипом CD19+ CD10– cyIgμ– SmIgμ- более всего соответствует варианту про-В-ОЛЛ. Встречается относительно нечасто (до 11% больных ОЛЛ). Бласты экспрессируют маркер стволовых клеток CD34 и два из трех линейных В-клеточных антигенов. Они экспрессируют CD19, в большинстве случаев отмечается экспрессия цитоплазматических CD22 и CD79a, слабая экспрессия поверхностного CD22. Экспрессия антигена CD10 на поверхности, тяжелой μ-цепи иммуноглобулинов (cyIgμ) в цитоплазме и мембране опухолевых клеток отсутствует. Высокая экспрессия антигена TdT определяется в 90% случаев, CD34 - в 75% наблюдений. В 10–15% случаев этого варианта В-ОЛЛ отмечается очень слабая экспрессия CD45, чаще всего бластные клетки негативны по CD45. Антиген CD20 определяется на небольшой популяции бластных клеток примерно в 50% случаев.
На рис. 5-25 представлен проточно-цитометрический анализ клеток лизированного цельного КМ пациента А., 48 лет, с про-B-ОЛЛ (B-I по EGIL). Кариотип бластных клеток 46,XY. На графике CD45/SSC можно выделить зону бластов (>70%), слабопозитивных по антигену CD45(dim). Бластные клетки имеют минимальную дифференцировку по В-клеточной линии: экспрессируют пан-В-клеточные маркеры CD19 и суCD79а, но негативны по другим В-клеточным антигенам (CD10, CD20, cyIgM, SmIgM, SmIgk, SmIgλ). Бласты также позитивны по линейно-неограниченным антигенам CD34, HLA-DR, nuTdT. Коэкспрессии миело-моноцитарных и Т-клеточных антигенов не обнаружено.
Вариант B-II. Острый лейкоз/лимфома из В-клеток-предшественников с иммунофенотипом CD19+ CD10+ cyIgμ– SmIgμ- более всего соответствует варианту пре-пре-В-ОЛЛ, или common. Сommon-вариант является самой распространенной формой ОЛЛ из В-клеток-предшественников (до 50% ОЛЛ взрослых). Свое название он получил благодаря наличию на поверхности опухолевых бластов CALLA антигена (common acute lymphoblastic leukemia antigen), обозначаемого в настоящее время как CD10. При этом цитоплазматическая и мембранная экспрессия IgM должна отсутствовать.
Случай В-лимфобластного лейкоза/лимфомы, NOS (B-II по EGIL)
Клинический анализ крови: эритроциты - 1,69×1012 /л, гемоглобин - 58 г/л, тромбоциты - 127×109 /л, лейкоциты - 22,1×109 /л, недифференцированные бласты - 80%,
Морфология: гиперклеточный костномозговой пунктат. Эритропоэз нормобластический. Мегакариоциты в препаратах отсутствуют. Тотальная бластная метаплазия КМ, бластоз 91,8%. Бласты представлены мезо- и микрогенерациями с расширенной формой ядра и узким ободком цитоплазмы.
Иммунофенотипическое исследование КМ (рис. 5-26): на графике SSC/CD45 можно выделить область бластных клеток (гейт Н, 80–85% клеток) негативных по экспрессии CD45. Эти клетки демонстрируют В-линейную направленность, так как большая их часть экспрессирует пан-В-клеточный антиген CD19 и common ОЛЛ антиген CD10. Бласты также позитивны по экспрессии следующих антигенов: В-клеточного антигена cyCD79а, миело-гранулоцитарного маркера CD66с (KOR-SA3544), В-клеточно-гранулоцитарного антигена CD24, линейно-нерестриктированных антигенов HLA-DR, CD38 и CD9. Они негативны по экспрессии маркеров-предшественников CD34 и nuTdT, также не экспрессируют антигены более зрелых В-лимфоцитов (cyIgM, SmIgM, SmIgκ, SmIgλ, cyCD22, CD20), миелоидные дифференцировочные антигены (CD13, CD14, CD15, CD33, CD65w, CD117), Т-клеточные антигены (CD3, CD5, CD7), антигены NK-клеток CD16 и CD56, антиген NG2. Суммарный фенотип бластной популяции CD19+ CD10+ cyIgM– CD24+ CD38+ CD66с+ cyCD79а+ HLA-DR+ CD9+ соответствует В-лимфобластному лейкозу/лимфоме (вариант В-II/пре-пре-В/common ОЛЛ, по EGIL).
Цитогенетическое исследование: нормальный кариотип 46, XY [125].
Диагноз: В-лимфобластный лейкоз/лимфома, NOS (В-II, по EGIL).
Вариант B-III. Острый лейкоз/лимфома из В-клеток-предшественников с иммунофенотипом CD19+ CD10+ cyIgμ+ SmIgμ- , более всего соответствует варианту пре-В-ОЛЛ. Определяющим в иммунофенотипе бластных клеток этого варианта ОЛЛ является наличие экспрессии тяжелой цепи IgМ в цитоплазме (cyIgμ+ ) при отсутствии поверхностных иммуноглобулинов. В остальном, как и при common ОЛЛ, бласты экспрессируют CD19, CD22, CD79a, CD10, TdT и HLA-DR, несколько реже CD34. Во многих случаях пре-В-ОЛЛ экспрессия CD20 отсутствует или очень слабая. Этот вариант В-ОЛЛ диагностируют примерно у 16–25% детей и 10% взрослых больных ОЛЛ.
На рис. 5-27 представлен проточно-цитометрический анализ клеток лизированного цельного КМ пациентки К. с пре-B-ОЛЛ (B-III по EGIL). Кариотип бластных клеток 46,ХX с повреждениями, не относящимися к рекуррентным аномалиям. На графике CD45/SSC можно выделить зону бластов (>70%), умеренно позитивных по антигену CD45 (mod). Бластные клетки имеют дифференцировку по В-клеточной линии и экспрессируют пан-В-клеточные маркеры CD19, суCD79а и стадиоспецифические В-клеточные антигены CD10, CD20, CD22, cyIgM, но негативны по другим В-клеточным антигенам (SmIgM, SmIgk, SmIgλ). Бласты также позитивны по линейно-неограниченному антигену HLA-DR, но негативны по CD34 и nuTdT. Миеломоноцитарных и Т-клеточных антигенов не обнаружено.

Вариант B-IV. Зрелый вариант В-ОЛЛ (В-тип) выявляется относительно редко - у 3% больных ОЛЛ и иммунологически характеризуется экспрессией IgM на поверхностной мембране клеток. Учитывая известные сходства в биологии, онкогенезе и ответе на терапию между В-ОЛЛ (B-IV) и лимфомой Беркитта, а также иммунофенотипические данные, было предложено заменить вводящий в заблуждение термин В-ОЛЛ (BIV) термином "лимфома Беркитта" [161]. Хотя не все эксперты согласны с этим.
В любом случае следует подчеркнуть, что термин "B-лимфобластный лейкоз/лимфома" не должен использоваться для лимфомы/лейкоза Беркитта, которая является новообразованием из зрелых В-клеток [172].
5.4.1.2. В-лимфобластный лейкоз/лимфома с повторяющимися генетическими аномалиями
Многочисленные исследования продемонстрировали, что в случае В-лимфобластного лейкоза/лимфомы рекуррентные генетические аномалии ассоциируются с уникальными клиническими, иммунофенотипическими и/или прогностическими особенностями, поэтому В-ОЛЛ с такими генетическими аномалиями можно рассматривать как отдельные нозологические формы.
Подгруппа B-лимфобластный лейкоз/лимфома в обновленной классификации ВОЗ 2016 г. включает 7 признанных нозологических форм со специфическими рекуррентными хромосомными аномалиями и 2 условные нозологические формы.
Часто такие хромосомные нарушения ассоциированы со специфическим иммунофенотипом. В табл. 5-16 приведены наиболее характерные иммунофенотипические и клинические особенности В-лимфобластных лейкозов с рекуррентными генетическими аномалиями.
Генетический вариант В-лимфобластного лейкоза/лимфомы (ВОЗ 2016) | EGIL | Иммунофенотип СD19+ бластов | Клинические особенности и прогноз |
---|---|---|---|
В-лимфобластный лейкоз/лимфома с t(9;22)(q34.1;q11.2); BCR-ABL1 |
В-II (common, пре-пре-В) реже B-III (пре-В) |
CD10+ CD20– CD24+ CD34+ TdT+ CD13+/– CD33+/– CD66c+ CD38– /het |
Чаще встречается у детей. В 20% случаев диагностируется у взрослых. Часто осложняется нейролейкозом. Прогноз крайне неблагоприятный |
В-лимфобластный лейкоз/лимфома с t(v;11q23.3); КМТ2А (MLL) реаранжировка |
В-I (про-В) |
CD10– CD20– CD24– /low CD34+ CD69+ TdT+ CD15+ CD65+ NG2+ Крайне редко CD13, CD33, CD66c |
Встречается чаще всего (75%) у детей до 1 года, в 3% случаев в других возрастных категориях. Обычно наблюдаются гиперлейкоцитоз в периферической крови, гепатоспленомегалия и нейролейкоз. Плохой ответ на терапию. Прогноз неблагоприятный |
В-лимфобластный лейкоз/лимфома с t(12;21);(p13.2;q22.1); ETV6-RANX1 (TEL-AML1) |
В-II (common, пре-пре-B) |
CD10+ CD20–/+ CD24+ CD34+ TdT+ CD13+/– CD33+/– CD38low CD9– CD66c– Негативность no CD66c, негативность/частичная экспрессия антигенов CD9 и CD20 - надежный признак, подтверждающий перенос генов TEL-AML1 |
Встречается в основном у детей. У взрослых больных диагностируется в 3% случаев. Ассоциируется с хорошим прогнозом (до 90% полных ремиссий) |
В-лимфобластный лейкоз/лимфома с гипердиплоидией |
В-II (common, пре-пре-В), B-III (пре-B) |
CD10+ CD66c+ экспрессия CD10 резко выражена |
Гипердиплоидия с более чем 50 хромосомами (в основном у детей) ассоциируется с благоприятным результатом (излечение до 90% обычной терапией). Если модальное число ниже 50 хромосом (в основном у взрослых) - плохой прогноз |
В-лимфобластный лейкоз/лимфома с гиподиплоидией |
CD10+ |
Может встречаться как у детей, так и у взрослых больных. Плохой прогноз |
|
В-лимфобластный лейкоз/лимфома с t(5;14)(q31.1;q32.3); IL3-IGH |
B-III (пре-B) |
CD10+ CD20+/– CD34+ HLA-DR+ cyCD79a+ cyCD22+ CD33+/– |
Составляет менее 1% случаев В-ОЛЛ. Встречается как у детей, так и у взрослых, чаще у лиц мужского пола. Эозинофилия. Прогноз неблагоприятный |
В-лимфобластный лейкоз/лимфома с t(l;19)(q23;p13.3); TCF3-PBX1 |
B-III (пре-B); редко B-II |
CD10+ CD20+ TdT+/– CyIgµ+ CD34– CD9+ |
Чаще встречается у африканцев. У детей (в 5–6% случаев ОЛЛ) и у больных молодого возраста (3% случаев ОЛЛ). Ассоциируется с органомегалией, нейролейкозом и высоким лейкоцитозом |
В-лимфобластный лейкоз/лимфома BCR-ABL1 -подобный (условная форма ) |
В-II (common) B-III (пре-В) |
CD10+ |
У взрослых встречается в >20% случаев от ОЛЛ, у детей приблизительно 15%. Ассоциируется с плохим исходом. Профиль генной экспрессии Ph-like ALL клеток похож на Ph+ALL; но вместо BCR-ABL1 очень разнообразный спектр генетических изменений, активирующих тирозинкиназный сигналинг. В транслокациях при этой форме лейкоза, помимо ABL1 , могут участвовать и гены других тирозинкиназ, включая ABL2 , PDGFRB , NTRK3 , TYK2 , CSF1R и JAK2 . Диагностика "Philadelphia-like" ОЛЛ технически сложна, но необходима, так как больные могут отвечать на таргетную терапию с имеющимися в настоящее время ингибиторами ABL или JAK |
В-лимфобластный лейкоз/лимфома с iAMP21 (условная форма) |
В-II (common), BIII (пре-B) |
CD10+ , CD34+ ,TdT+ |
Внутрихромосомная амплификация хромосомы 21 (iAMP21) обнаружена при рутинном скрининге на наличие слияния ETV6-RUNX1 с помощью анализа FISH. Определяется как три или более дополнительных копий сигналов RUNX1 на одной аномальной хромосоме 21. Диагностируется почти у 1,5–2% детей, чаще старшего возраста при низком содержании лейкоцитов в периферической крови и характеризуется неблагоприятным прогнозом. При стандартной терапии плохой исход, в результате интенсивной терапии исход улучшается |
B-лимфобластный лейкоз/лимфома с t(9;22)(q34.1;q11.2); BCR-ABL
Наиболее часто встречающейся хромосомной аберрацией у взрослых (20% случаев ОЛЛ) при В-ОЛЛ является филадельфийская хромосома (Ph). Ph-хромосома у больных ОЛЛ, как и при ХМЛ, образуется вследствие реципрокной транслокации t(9;22)(q34.1;q11) и цитогенетически неотличима при этих заболеваниях. Однако при молекулярных исследованиях обнаружены различия в уровне поломки BCR -гена. Примерно в половине случаев Ph-позитивных ОЛЛ, как и при ХМЛ, образуется BCR-ABL транскрипт длиной 8,5 kb, который кодирует белок р-210. При другом варианте поломки (примерно у 50% больных Ph-позитивных ОЛЛ) - внутри 1 интрона BCR -гена, образуется мРНК 7,5 kb, и, соответственно, другой белок - р190.
Лейкозный клон при Ph+ ОЛЛ представлен потомками В-клеточных коммитированных предшественников, в то время как при ХМЛ лейкозный клон представляет собой потомство стволовых кроветворных клеток [161]. Больные с Ph-позитивным ОЛЛ отличаются крайне неблагоприятным прогнозом, низкой частотой достижения ремиссии, описаны случаи резистентных лейкозов, протекающих с Ph-хромосомой. Частым осложнением у таких пациентов является нейролейкоз. Транслокация t(9;22)(q34.1;q11); BCR-ABL выявляется у 5–10% детей с ОЛЛ.
В большинстве случаев данной формы лейкоза отмечается фенотип, характерный для common ОЛЛ (пре-пре-В, В-II по EGIL), то есть CD19+ /CD10+ /CD20- /CD24+ /CD34+ /TdT+ [29] (рис. 5-28). Реже при данной генетической аномалии бласты могут демонстрировать фенотип пре-B (B-III) (см. рис. 5-28). BCR-ABL -позитивные Т-ОЛЛ, также могут встречаться с частотой <2%.

Наиболее характерными иммунофенотипическими особенностями В-ОЛЛ с t(9;22)(q34.1;q11); BCR-ABL является экспрессия CD10 (высокий уровень), CD13 и/или CD33, CD25, и CD66c, тогда как экспрессия CD38 обычно низкая или гетерогенная.
При данном варианте лейкоза также часто наблюдается совместная экспрессия CD66c и CD25. Есть сообщения, что в случае отсутствия экспрессии CD25 при Ph+ ОЛЛ чаще достигается ремиссия [131].
Предложенная система критериев прогностической значимости, нуждается в утверждении и дальнейшем развитии, в особенности это связано с тем, что могут существовать некоторые различия в иммунофенотипах при BCR-ABL -позитивных В-ОЛЛ у взрослых и детей.
Случай В-лимфобластного лейкоза/лимфомы с t(9;22)(q34.1;q11.2) [вариант В-III (пре-В) ОЛЛ, по EGIL]
Больной Б., 18 лет.
Панцитопения: тромбоцитопения тяжелой степени, анемия тяжелой степени, агранулоцитоз.
Клинический анализ крови: гемоглобин - 101 г/л, эритроциты - 3,35×1012 /л, лейкоциты - 2,2×109 /л; тромбоциты - 20×109 /л, бласты - 14%, палочкоядерные - 1%, сегментоядерные - 23%.
Цитологическое исследование КМ: недиференцированные бласты - 97,4%, всего клеток нейтрофильного ряда - 0,6%, всего клеток лимфоидного ряда - 1,0%, всего клеток эритроидного ряда - 1,0%.
Заключение: гиперклеточный костномозговой пунктат. Тотальная бластная метаплазия КМ.
Иммунофенотипирование клеток КМ (рис. 5-29): на графике CD45/SSC можно выделить бластные клетки (90–95%) слабопозитивные/негативные по экспрессии антигена CD45dim/– (гейт Н). Они демонстрируют В-линейную направленность, так как имеют высокую плотность экспрессии пан-В-клеточного антигена CD19 и позитивны по экспрессии common ОЛЛ антигена CD10. Бласты также экспрессируют В-клеточные антигены cyCD79а, cyIgM, cyCD22, CD24 и антигены CD66с (KOR-SA3544), HLA-DR, CD34, CD9. На бластных клетках выявлена частичная слабая коэкспрессия панмиелоидных антигенов CD13 и CD33. Позитивного окрашивания с антигенами более зрелых В-лимфоцитов (SmIgM, CD20), миелоидными дифференцировочными антигенами (CD14, CD15, CD65w, CD117), Т-клеточным антигенам (CD3, CD5, CD7), антигенами NK-клеток CD16 и CD56, а также антигенами nuTdT и CD38 не обнаружено.

Суммарный иммунофенотип анализируемых клеток CD19+ CD10+ CD24+ CD9+ CD66с+ cyIgM+ cyСD22+ cyCD79а+ HLA-DR+ CD9+ с коэкспрессией пан-миелоидных антигенов CD13 и CD33 соответствует картине В-лимфобластного лейкоза/лимфомы [иммунологический вариант В-III (пре-В) ОЛЛ, по EGIL].
Цитогенетическое исследование КМ: обнаружена мутация BCR/ABL (p190)[t(9;22)(q34;q11.2)] вариант e1a2.
Диагноз: В-лимфобластный лейкоз/лимфома с t(9;22)(q34;q11.2);BCR/ABL1 [вариант В-III (пре-В) ОЛЛ, по EGIL].
B-лимфобластный лейкоз/лимфома с t(v;11q23.3); КМТ2А реаранжировкой
B-лимфобластный лейкоз/лимфома с t(v;11q23.3) встречается чаще всего (75%) у детей до 1 года. В других возрастных категориях данная форма лейкоза диагностируется порядка в 3% случаев от всех ОЛЛ. У больных В-ОЛЛ с t(v;11q23.3); КМТ2А(MLL) реаранжировкой, как правило, наблюдаются гиперлейкоцитоз в ПК, гепатоспленомегалия и нейролейкоз [25, 172].
Все случаи ОЛЛ с данным генетическим вариантом имеют неблагоприятный прогноз и ассоциированы с иммунофенотипом, характерным для низкодифференцированного В-лимфобластного лейкоза (про-В, В-I EGIL) CD10– /CD19+ /CD20– /CD24– /CD34+ /TdT+ . Кроме этого, при ОЛЛ с реаранжировкой гена КМТ2А ( ранееMLL) часто наблюдается эктопическая экспрессия антигена NG2 , и/или перекрестно-линейная экспрессия миелоидных маркеров CD15 и CD65 [29]. Экспрессия других миелоидных маркеров, таких как CD13, CD33 и CD66c, описывается в крайне редких случаях.
Таким образом, наиболее важными иммунофенотипическими маркерами при диагностике данной формы лейкоза являютсяотсутствие экспрессии антигена CD10 и позитивная экспрессия антигенов CD15 и CD65 (CD10– CD15+ CD65+ ).
Проведение ПЦ с более тонкой количественной оценкой антигенной экспрессии позволяет проводить дискриминацию между t(4;11)-позитивными случаями ОЛЛ и другими формами, связанными с реаранжировками гена MLL . В результате транслокации t(4;11)(q21;q23) образуется маркерный ген MLL/AF4 на 11-й хромосоме. У детей при современной терапии сохраняется неблагоприятное прогностическое значение мутаций гена MLL - изменения 11q23. К настоящему времени не выяснено, какое именно действие на гемопоэтические клетки оказывают продукты слитного гена с участием MLL : t(4;11)(MLL/AF4 ), t(11;19)(MLL/ENL ), t(9;11)(MLL/AF9 ), но установлено, что эти транслокации ассоциированы с ненормально высокой экспрессией генов семейства НОХ , которые вызывают усиленную пролиферацию гемопоэтических стволовых клеток.
На рис. 5-30 представлен случай В-лимфобластного лейкоза с транслокацией t(4;11)(q21;q23) . В данном случае бласты пациентки (возраст 20 лет) имеют иммунофенотип B-I по классификации EGIL. На точечных графиках распределения клеток, полученных в результате проточно-цитометрического исследования видно, что основную массу составляют бластные клетки, слабоположительные по антигену CD45 (dim), экспрессирующие пан-В-клеточные антигены СD19 и cyCD79а, негативные по CD10, с позитивной экспрессией миелоидного антигена CD65. На этих CD19+ клетках обнаружена также выраженная коэкспрессия линейно-неограниченного антигена HLA-DR. Около 16% бластных клеток экспрессируют nuTdT. Отмечается также коэкспрессия миелоидного антигена CD33 (36%) на поверхности бластных клеток. Позитивного окрашивания с антигенами более зрелых В-лимфоцитов (cyIgM, SmIgM, Smk, Sml), миелоидными дифференцировочными антигенами (CD13, CD117, cуMPO), Т-клеточными антигенами (CD3, CD5, CD7) не выявлено.

B-лимфобластный лейкоз/лимфома с t(12;21)(p13.2;q22.1); ETV6-RUNX1(TEL-AML1)
Транслокация t(12;21)(p13.2;q22.1); ETV6-RUNX1 ( ранееTEL-AML1) встречается в более чем 25% случаев детских В-ОЛЛ и ассоциируется с хорошим прогнозом (до 90% полных ремиссий), хотя у части пациентов может наступить рецидив заболевания. Результатом транслокации является образование химерного гена из фрагментов генов ETV6 (локализуется в 12р13) и RUNX1 (локализуется в 21q22) [36]. У взрослых больных данная форма лейкоза встречается в 3% случаев [133].
Лейкозные клетки с t(12;21) имеют характерный иммунофенотип CD10+ /CD19+ /CD20– CD24+ /CD34+ /TdT+ , соответствующий B-II (common), и часто позитивны по одному из миелоидных антигенов СD13, CD33 или одновременно по двум этим антигенам, негативны по антигену CD66c, а также негативны или частично позитивны по экспрессии антигенов CD9 и CD20.
Было показано, что позитивность по CD66c (KOR-SA3544) коррелирует с отсутствием переноса генов ETV6-RUNX1, в то время как: негативность или частичная экспрессия как антигена CD9, так и CD20, является надежным признаком, подтверждающим наличие переноса генов ETV6-RUNX1.
Кроме этого, количественный проточно-цитометрический анализ показал, что бласты при В-ОЛЛ с t(12;21) демонстрируют высокую интенсивность экспрессии антигенов CD10 и HLA-DR вместе с низкими уровнями экспрессии CD20, CD45, CD135 и CD34. Эти данные позволяют использовать ПЦ для идентификации t(12;21)+ -случаев В-ОЛЛ с чувствительностью до 86% и специфичностью до 100%.
Хотя большинство специфических хромосомных аномалий может быть обнаружено при обычном цитогенетическом исследовании, t(12;21)(p13.2;q22.1); ETV6-RUNX1 является субмикроскопической реаранжировкой, которая обычно обнаруживается с помощью FISH или ПЦР в реальном времени (RT-PCR). Эта аномалия очень важна для прогноза, поэтому ее всегда необходимо искать при детских В-ОЛЛ [172].
5.4.1.3. B-лимфобластный лейкоз/лимфома с гипердиплоидией
Одним из наиболее частых и хорошо изученных изменений кариотипа с ОЛЛ является гипердиплоидия (кариотип с 51–68 хромосомами) [176]. Эта форма лейкоза составляет 25–40% от всех ОЛЛ. При этом больные с разной степенью гипердиплоидии хромосом в лейкозном клоне характеризуются разными клиническими и прогностическими особенностями течения заболевания. Так, гипердиплоидия свыше 50 хромосом в митозе более характерна для маленьких детей до 1 года с низким уровнем содержания лейкоцитов в ПК. А незначительное повышение содержания хромосом в митозах (до 49) чаще обнаруживается у взрослых пациентов с выраженным лейкоцитозом.
Одна из особенностей ОЛЛ у детей - увеличенный уровень гипердиплоидии, который обычно включает трисомии хромосом 4, 6, 12, 19, 20, 22, 23. Гипердиплоидия более чем с 50 хромосомами связана с благоприятным результатом (излечение до 90% случаев обычной терапией), в то время как модальное число ниже 50 хромосом связано с плохим прогнозом.
Гипердиплоидные случаи В-ОЛЛ по своему иммунофенотипу соответствуют В-II (common) или B-III по классификации EGIL (рис. 5-31). Они часто ассоциируются с повышенной экспрессией CD10 и позитивностью по CD66c.

Случай В-лимфобластного лейкоза с гипердиплоидией
Больной Р., 18 лет.
Клинический анализ крови: эритроциты - 1,63×1012 /л, гемоглобин - 60 г/л, тромбоциты - 44×109 /л, лейкоциты - 1,7×109 /л, недифференцированные бласты - 17%, палочкоядерные - 0%, сегментоядерные - 7%, СОЭ - 82 мм/ч.
Морфология КМ: клеточный костномозговой пунктат. Тотальная бластная метаплазия КМ (бластоз 97,4%). Эритроидный росток представлен единичными эритрокариоцитами. Мегакариоциты в препаратах отсутствуют. Бласты представлены микро-, мезо- и макрогенерациями: клетки имеющие плотный хроматин, мелкопетлистый, отмечаются бласты с нуклеолами, форма клеток округлая, овальная, складчатая. Цитоплазма имеет различную степень базофилии и более обильная, чем в бластах при варианте L1. Морфологически бласты относятся к варианту L2 острого лимфобластного лейкоза. Обращает на себя внимание огромное количество клеток цитолиза.
Иммунофенотипирование клеток КМ: на графике CD45/SSС можно выделить область бластных клеток (гейт Н, 27%), располагающуюся слева от зоны нормальных лимфоцитов (см. рис. 5-31). Бластные клетки негативны или слабопозитивны по экспрессии CD45(–/dim) антигена и имеют В-линейную направленность. Они демонстрируют высокую плотность экспрессии пан-В-клеточного антигена CD19 и высокопозитивны по экспрессии антигена CD10. Трансформированные клетки также позитивны по экспрессии пан-В-клеточного антигена cyCD79a, линейно-нерестриктированных антигенов HLA-DR, CD9, CD34 и CD38, частично позитивны по экспрессии В-клеточного гранулоцитарного антигена CD24 (28,8%) и миелогранулоцитарного маркера CD66c (20%). По экспрессии антигенов cyCD22, CD25, cyIgM и маркера клеток-предшественников nuTdT клетки в этой области негативны. Не выявлено также позитивного окрашивания с антигенами более зрелых В-лимфоцитов (SmIgM, CD20), пан-миелоидными антигенами (CD13, CD33) и миелоидными дифференцировочными антигенами (CD14, CD15, CDw65, CD117), Т-клеточными антигенами (CD3, CD5, CD7), антигенами NK-клеток CD16 и CD56. Таким образом, суммарный иммунофенотип анализируемых клеток CD19+ CD10+ cyIgM– CD9+ cyCD79a+ HLA-DR+ CD34+ CD38+ CD24dim соответствует картине В-лимфобластного лейкоза/лимфомы (иммунологический вариант B-II (пpe-пpe-B) common В-ОЛЛ, по EGIL).
Цитогенетическое исследование: выявлены полиплоидные клетки: 1) 51, XY, 2) 54, XY, +х,+6,+10,+14,+21 (+18,+22).
Диагноз: В-лимфобластный лейкоз/лимфома с гипердиплоидией (вариант B-II по EGIL).
B-лимфобластный лейкоз/лимфома с гиподиплоидией
Гиподиплоидный острый лимфобластный лейкоз является новообразованием из лимфобластов коммитированных по В-линии, содержащих <46 хромосом. Эта форма В-ОЛЛ составляет около 5% от всех острых лимфобластных лейкозов. Она может встречаться как у детей, так и у взрослых больных, хотя окологаплоидный ОЛЛ (23–29 хромосом) отмечается исключительно у детей. Гиподиплоидия при остром лимфобластном лейкозе редка, но массивная потеря хромосом, которая приводит к модальному числу максимальных 24 хромосом, обнаруживается только при ОЛЛ и при лимфоидной форме бластного криза ХМЛ. Более строгое определение <45 или даже <44 хромосомы, отражает клиническую патологическую форму, приводя к уменьшению числа случаев В-ОЛЛ с гиподиплоидией. Большинство гиподиплоидных пациентов имеет 45 хромосом. Часто наблюдаются множественные хромосомные нарушения - дицентрические хромосомы, моносомия и аномалии 6q, 9p и 12p. У гиподиплоидных пациентов с 24–28 хромосомами обнаруживаются в основном количественные, а не структурные генетические аномалии, в отличие от больных с большим числом хромосом. Для данной формы лейкоза характерен плохой прогноз с короткой продолжительностью полной ремиссии по сравнению с негиподиплоидными пациентами. Однако данные литературы демонстрируют, что ОЛЛ с гиподиплоидией являются гетерогенной группой по отношению к исходу лечения. Наблюдалось ухудшение исхода лечения с уменьшением числа хромосом. Показано, что больные В-ОЛЛ с 45 хромосомами имеют выживаемость сопоставимую с пациентами с псевдодиплоидией или низкой гипердиплоидией (47–50 хромосом), тогда как пациенты с менее чем 45 хромосомами имели худший прогноз. Самый плохой прогноз наблюдался у больных с 24–28 хромосомами. В >70% случаев пациенты с гиподиплоидией позитивны по антигену CD10 (CD19+ CD10+ ) [84]. Классификация гиподиплоидных В-лимфобластных лейкозов в настоящее время подчеркивает уникальную связь между низким числом хромосом гиподиплоидных ОЛЛ и мутациями TP53 , которые часто являются конституциональными.
B-лимфобластный лейкоз/лимфома с t(5;14)(q31.1;q32.3); IL3-IGH
B-лимфобластный лейкоз/лимфома с t(5;14)(q31.1;q32.3); IL3-IGH очень редкая форма ОЛЛ, обнаруживается менее чем в 1% случаев ОЛЛ. Диагностируется как у детей, так и у взрослых больных. Встречается чаще у мужчин в молодом возрасте. Заболевание развивается в результате хромосомной транслокации, соединяющей промоторный регион гена IL-3 (локализуется в 5q31) и Jh регион гена тяжелой цепи иммуноглобулина IgH (локализуется в 14q32) в бластах, что приводит к сверхэкспрессии IL-3. Эта транслокация ассоциируется с эозинофилией [117]. Эозинофилы представляют собой реактивную популяцию. При этом, хотя у пациентов может обнаруживаться асимптоматическая эозинофилия, бласты в ПК могут отсутствовать. Диагноз можно установить с помощью иммунофенотипирования и генетических исследований, даже если число бластов в КМ низкое. Прогноз неблагоприятный.
Бласты демонстрируют иммунофенотип CD19+ CD10+ , соответствующий обычно В-III по классификации EGIL. Опухолевые клетки также экспрессируют антигены CD45, CD34, HLA-DR, cyCD79a, cyCD22, nuTdT, могут быть частично позитивными по антигенам CD20, CD33, негативны по CD13, CD15, CD2, CD7, CD117, CD3.
В редких случаях B-лимфобластный лейкоз/лимфому с t(5;14)(q31.1;q32.3); IL3-IGH необходимо рассматривать в дифференциальном диагнозе с эозинофилией ПК. Как уже отмечалось выше, эозинофилы являются реактивными, а у некоторых пациентов процент бластов в КМ относительно низок. В таких случаях для подтверждения диагноза достаточно обнаружения данной хромосомной транслокации. При выявлении заметной эозинофилии при любом B- или Т-лимфобластном лейкозе/лимфоме также необходимо искать реаранжировку, вовлекающую ген FGFR1 . В случае ее обнаружения заболевание должно быть классифицировано как лимфобластный лейкоз/лимфома, ассоциированная с аномалией FGFR1 [172].
B-лимфобластный лейкоз/лимфома с t(1;19)(q23;р13.3); TCF3-PBX1 (Е2А-РАХ1)
B-лимфобластный лейкоз/лимфома с t(1;19)(q23;р13.3); TCF3-PBX1 ( ранее Е2А-РАХ1) составляет 5% от всех форм ОЛЛ. Чаще встречается у африканцев [92]. Диагностируется у детей (в 5–6% случаев ОЛЛ) и у взрослых больных молодого возраста (3% случаев ОЛЛ). Медиана возраста составляет 10 лет. Данная форма лейкоза ассоциируется с органомегалией, нейролейкозом и высоким лейкоцитозом. Транслокация t(1;19), возникает в результате слияния гена E2A (локализуется в 19р13) с геном PBX1 , в пре-В-клеточном трансформирующем гене (локализуется в 1q23). Образовавшийся новый химерный ген продуцирует химерный белок со значительным онкогенным потенциалом.
Она обнаруживается у 20% пациентов с пре-В-ОЛЛ (B-III по EGIL). Бластные клетки в таких случаях имеют иммунофенотип CD10+ /CD19+ /CD20+ /cyIg+ . Для бластов при данной форме лейкоза характерны:
Тем не менее в редких случаях t(1;19)-позитивные клетки могут иметь фенотип common ОЛЛ (CD10+ /cyIgμ– ).
Описаны два типа t(1;19)(q23;р13.3) - сбалансированный t(1;19) и несбалансированный der(19)t(1;19). При несбалансированном типе имеется только один маркер - дериват хромосомы 19, а дериват хромосомы 1 утрачивается. Еще недавно t(1;19) относили к прогностически неблагоприятным хромосомным маркерам, но применение новых протоколов лечения принесло существенные успехи не только в лечении ОЛЛ в целом, но и данного генетического варианта; безсобытийная выживаемость составила 75–85% без отличий между двумя генетическими типами - сбалансированным и несбалансированным [11].
B-лимфобластный лейкоз/лимфома, BCR-ABL1-подобный
Условная нозологическая форма В-ОЛЛ с транслокацией, вовлекающей тирозинкиназный или цитокиновый рецепторы "BCR-ABL1 -подобный ОЛЛ" была недавно признана при пересмотре классификации ВОЗ в 2016 г. Данная нозологическая форма приобретает все большее значение из-за ее ассоциации с неблагоприятными прогнозом и ответом, в некоторых случаях, на терапию ингибиторами тирозинкиназы (TKI) [25]. Хотя диагностировать это заболевание в клинической практике достаточно трудно.
Первоначально были описаны различные случаи В-ОЛЛ с плохим прогнозом у детей и профилем экспрессии генов аналогичным варианту В-ОЛЛ с BCR-ABL1 . Однако применение разных алгоритмов не позволяло классифицировать эти случаи как одно заболевание.
Общими признаками BCR-ABL1 -подобных ОЛЛ являются транслокации, вовлекающие другие тирозинкиназы, или альтернативные транслокации, вовлекающие также цитокиновый рецептор CRLF2 (cytokine receptor-like factor 2) или, реже, реаранжировка, приводящая к усечению и активации рецептора эритропоэтина (EPOR). Случаи с транслокациями CRLF2 часто связаны с генными мутациями JAK и особенно распространены у детей с синдромом Дауна. Эти транслокации приводят к повышенной регуляции тимусного стромального лимфопоэтинового рецептора (TSLPR) продукта гена CRLF2 на лейкозных клетках, которые могут быть легко обнаружены с помощью ПЦ. В случаях с транслокациями с участием генов тирозинкиназы вовлекается много различных генов, включая ABL1 (с другими партнерами, чем BCR ), а также другие киназы, включая ABL2 , PDGFRB , NTRK3 , TYK2 , CSF1R и JAK2 . Было описано более 30 различных генов партнеров. Некоторые пациенты, особенно с транслокациями EBF1-PDGFR B, демонстрировали хорошие ответы на TKI-терапию даже после неудачного традиционного лечения. У пациентов с BCR-ABL1 -подобным ОЛЛ часто обнаруживается потеря генов IKZF1 и CDKN2A/B , но эти делеции встречаются с высокой частотой и при других типах ОЛЛ.
Опухолевые клетки Ph-подобного В-лимфобластного лейкоза чаще (67%) демонстрируют иммунофенотип B-II EGIL (сommon В-ОЛЛ) [37].
Диагностика "Philadelphia-like" ОЛЛ с неблагоприятным прогнозом технически сложна, но имеет первостепенное значение, так как больные могут отвечать на таргетную терапию с имеющимися в настоящее время ингибиторами ABL или JAK .
B-лимфобластный лейкоз/лимфома с iAMP21
B-ЛЛ/Л с внутрихромосомной амплификацией хромосомы 21 (iAMP21 ) является новой условной нозологической формой В-ОЛЛ, введенной в классификацию ВОЗ при пересмотре в 2016 г. [25]. Данная форма характеризуется амплификацией (усилением, расширением) части хромосомы 21, типично обнаруживаемой FISH с зондом для гена RUNX1 , который показывает 5 или более копий гена (или 3 или более дополнительных копий на одной аномальной хромосоме 21 в метафазе FISH). Возникает, примерно, у 2% детей с ОЛЛ, особенно детей старшего возраста с низким уровнем лейкоцитов. Редко встречается у взрослых.
Опухолевые клетки В-ОЛЛ с iAMP21 демонстрируют иммунофенотип EGIL common/пре-B и экспрессируют антигены CD10, CD19, CD79a, CD34, TdT, CD45 и CD7 [97, 121].
Эта новая условная нозологическая форма ассоциируется с неблагоприятным прогнозом, который может в некоторой степени быть улучшен с применением более агрессивной терапии [83]. Именно поэтому точное определение этой аномалии очень важно для выбора лечения.
5.4.2. Т-лимфобластный лейкоз/лимфома
Патогенетическая значимость обнаруживаемых повторяющихся генетических аномалий при Т-ОЛЛ не так явно ассоциирована с уникальными биологическими особенностями по сравнению с В-лимфобластным лейкозом/лимфомой. Именно поэтому новообразования из T-клеток-предшественников в классификации ВОЗ не подразделяются на подтипы согласно их генетическим дефектам, и устанавливается диагноз "Т-лимфобластный лейкоз/лимфома" [25].
Наиболее специфическим иммунофенотипическим маркером для T-клеточной линии дифференцировки является яркая или умеренная экспрессия клетками поверхностного или цитоплазматического антигена CD3. Другие антигены, связанные с T-линией, CD1a, CD2, CD5, CD7, CD4 и CD8 демонстрируют вариабельную экспрессию. Экспрессия TdT, CD34, и CD1a предполагает незрелый Т-лимфоидный процесс. Антиген TdT в Т-лимфобластах часто экспрессируется. Может также наблюдаться положительная экспрессия антигенов, связанных с В-клеточной линией дифференцировки - CD10 (30%), CD79a и, редко, PAX5, что в индивидуальных случаях не опровергает диагноз Т-лимфобластного лейкоза/лимфомы [50]. Миелоидные антигены также могут иметь позитивную экспрессию. Из них наиболее часто экспрессируются антигены CD13 и CD33, а антигены CD65 и CD15 экспрессируются редко.
Таким образом, диагностика Т-ОЛЛ, если на бластах нет поверхностной эспрессии CD3, но наблюдается экспрессия миелоидных и НК-ассоциированных антигенов, представляет собой сложную задачу и требует особого внимания.
Опухолевые клетки у 50–70% пациентов с Т-лимфобластным лейкозом/лимфомой демонстрируют аномальные кариотипы. Большинство обычных повторяющихся аномалий - это транслокации, которые вовлекают α- и δ-Т-клеточные рецепторы в локусе 14q11.2, β - в локусе 7q35, или γ - в локусе 7p14–15, что вызывает рост вовлекаемых генов партнеров.
Есть публикации, где сообщается о некоторых значимых корреляциях между генетическими аномалиями и полом, возрастом, количеством лейкоцитов в ПК и иммунофенотипом. Так, пациенты, имеющие транслокацию TLX1 , были старше по возрасту (медиана возраста 34 года) относительно других пациентов с Т-ОЛЛ (медиана возраста 27 лет). Количество лейкоцитов в ПК было значительно выше (медиана 144×109 /л) у пациентов с t(11;14)(p13;q11) и del(6q) по сравнению с другими больными Т-ОЛЛ (медиана 38×109 /л). Делеция гена SIL с аберрантной активацией SCL (TALI ) гена встречается в 5–20% случаев Т-ОЛЛ. Эти случаи Т-ОЛЛ характеризуются более частой экспрессией CD2, негативностью по CD10 и TcRαβ-линейностью. Опухолевые клетки пациентов с комплексным кариотипом редко экспрессируют антиген CD2. Присутствие на бластах антигена CD117 ассоциируется с мутацией FLT3 . Недавние исследования показали, что у взрослых больных Т-ОЛЛ позитивная экспрессия CD1a и отсутствие антигена CD13 (CD1a+ CD13– ) связаны с лучшей выживаемостью. Напротив, больные Т-ОЛЛ с иммунофенотипом (CD1a– CD13+ ) и больные со сложным кариотипом ассоциировались с плохим прогнозом.
Таким образом, несмотря на то, что за последнее десятилетие было проведено немало исследований генетических механизмов Т-лимфобластного лейкоза, генетические подгруппы Т-ОЛЛ, которые могли бы сопоставляться со стадиями дифференцировки формально не включены в классификацию ВОЗ, так как их прогностическое значение до сих пор является спорным [25].
В ранее используемой иммунологической классификации EGIL (1995) Т-ОЛЛ могут быть разделены на три большие группы на основании экспрессии CD1а и мембранно-связанного пан-Т-клеточного антигена CD3 (SmCD3), наличие или отсутствие которых отражает степень зрелости опухолевых бластов (табл. 5-17). Данная классикафикация Т-ОЛЛ не получила широкого распространения, так как особенности клинического течения в зависимости от стадии дифференцировки не были установлены. Тем не менее в качестве дополнительной информации она может быть полезной для врача.
Маркеры |
Незрелые Т-ОЛЛ |
Common тимоцитарный Т-ОЛЛ (кортикальный Т-ОЛЛ, EGIL, T-III) |
Зрелый Т-ОЛЛ (EGIL T-IV) |
||
---|---|---|---|---|---|
протимоцитарный (про-Т-ОЛЛ, EGIL T-I) |
незрелый тимоцитарный (EGIL T-II) |
SmCD3– |
SmCD3+ |
||
TdT |
++ |
++ |
++ |
++ |
++ |
HLA-DR |
+ |
– |
– |
– |
– |
CD34 |
+ |
– |
– |
– |
– |
CD1 |
– |
– |
++ |
++ |
– |
CD2 |
+ |
++ |
++ |
++ |
++ |
cyCD3 |
++ |
++ |
++ |
++ |
++ |
CD5 |
– |
++ |
++ |
++ |
++ |
CD7 |
++ |
++ |
++ |
++ |
++ |
CD4– /CD8– |
++ |
+ |
– |
– |
– |
CD4+ /CD8– |
– |
± |
± |
± |
+ |
CD4– /CD8+ |
– |
± |
± |
± |
± |
CD4+ /CD8+ |
– |
– |
+ |
+ |
± |
SmCD3 |
– |
– |
– |
++ |
++ |
TcRαβ |
– |
– |
– |
60–70% |
|
TcRγδ |
– |
– |
– |
30–40% |
Примечания . "–" - менее 10% лейкозов позитивны; "±" - 10–25% лейкозов позитивны; "+" - 25–75% лейкозов позитивны; "++" - более 75% лейкозов позитивны.
Варианты незрелых случаев Т-ОЛЛ негативны как по СD1а, так и по SmCD3. К ним относятся: редко встречающиеся протимоцитарный Т-ОЛЛ (T-I, про-Т-ОЛЛ; cyCD3+ /CD7+ ) и незрелый тимоцитарный Т-ОЛЛ (T-II, пре-Т-ОЛЛ; cyCD3+ и CD2+ и/или CD5+ , и/или CD8+ ). Значительная часть незрелых Т-ОЛЛ не экспрессируют цитоплазматических β-цепей Т-клеточного рецептора (cyTcRβ) и по своему иммунофенотипу соответствуют нерестриктированным тимическим предшественникам. В связи с этим на бластных клетках при этих формах Т-ОЛЛ часто коэкспрессируются перекрестно-линейные антигены или маркеры клеток-предшественников, такие как CD13, CD33, CD56 и CD34 [161].
Протимоцитарный про-Т-ОЛЛ (Т-I). При данном варианте лейкоза бластные клетки соответствуют ранним тимоцитам и характеризуются экспрессией общего Т-антигена CD7. Необходимо отметить, что в ряде случаев отличить незрелые формы T-ОЛЛ от примитивных вариантов ОМЛ довольно трудно. В связи с этим для проведения дифференциального диагноза обязательно необходимо определение суCD3, специфического маркера Т-клеточной дифференцировки. На рис. 5-32 приведен случай Т-лимфобластного лейкоза/лимфомы с иммунофенотипом про-Т-ОЛЛ. В результате проточно-цитометрического анализа на точечной гистограмме зависимости степени экспрессии CD45 антигена от сигналов бокового светорассеяния можно выделить популяцию лейкозных бластов (>70%). Бластные клетки высокопозитивны по Т-клеточным антигенам CD7, cyCD3, слабопозитивны по антигену CD5, а также позитивны по маркерам клеток-предшественников CD34 и nuTdT. В то же время они негативны по Т-клеточным антигенам, характерным для более зрелых стадий дифференцировки Т-клеток: CD1a, CD2, CD4, CD8, SmCD3, TcRa/b, TcRg/d. На бластных клетках обнаружена коэкспрессия миелоидного антигена CD33 и слабо выраженная экспрессия В-антигена cyCD79a.

Незрелый тимоцитарный пре-Т-ОЛЛ (T-II). Данная форма Т-ОЛЛ определяется по наличию экспрессии антигенов CD2 и/или CD5 и/или CD8. На рис. 5-33 представлен случай Т-лимфобластного лейкоза/лимфомы с иммунофенотипом Т-II. В результате проточно-цитометрического анализа на точечной гистограмме зависимости степени экспрессии CD45 антигена от сигналов бокового светорассеяния можно выделить популяцию лейкозных бластов (>30%). Бластные клетки высокопозитивны по Т-клеточным антигенам CD7, СD2 , cyCD3, а также позитивны по nuTdT и частично позитивны по CD8 (20% бластов). Они негативны по Т-клеточным антигенам, характерным для более зрелых стадий дифференцировки Т-клеток (CD1a, CD4, SmCD3, TcRα/β, TcRγ/δ) и антигену клеток-предшественников CD34. В этом случае на бластах не обнаружена коэкспрессия миелоидного антигена CD33 и cyCD79a.

Кортикальный Т-ОЛЛ (common, T-III). Бластные клетки при этой форме лейкоза имеют фенотип кортикальных тимоцитов. Данный тип Т-ОЛЛ устанавливается по экспрессии на мембране бластов антигена CD1a независимо от наличия или отсутствия других Т-клеточных маркеров.
Чаще всего опухолевые бласты кортикального Т-ОЛЛ имеют двойное окрашивание по CD4+ CD8+ и частично позитивны по SmCD3. Именно поэтому далее они могут быть разделены по экспрессии SmCD3 на два подтипа SmCD3– и SmCD3+ (см. табл. 5-17).
На рис. 5-34 приведен случай Т-лимфобластного лейкоза/лимфомы с иммунофенотипом Т-III (SmCD3+ ). В результате проточно-цитометрического анализа на точечной гистограмме зависимости степени экспрессии антигена CD45 от сигналов бокового светорассеяния можно выделить популяцию лейкозных бластов высокопозитивных по CD45 (bright), расположенных в той же области, что и нормальные лимфоциты. На поверхности бластов обнаружена высокая плотность экспрессии пан-Т-клеточных маркеров CD7, СD2, CD5 и стадиоспецифического Т-клеточного антигена кортикальных тимоцитов CD1a, коэкспрессия антигенов CD4 и CD8. В цитоплазме бластных клеток выявлена позитивная экспрессия пан-Т-клеточного антигена cyCD3 и линейно-неассоциированного антигена nuTdT. Бласты также слабопозитивны по экспрессии более поздних Т-клеточных антигенов SmCD3 и TсRα/β, но негативны по TcRγ/δ) и антигену клеток-предшественников CD34. Миелоидных, В- и NK-клеточных антигенов не обнаружено.

Зрелый Т-ОЛЛ (T-IV). Все случаи зрелых Т-ОЛЛ (T-IV) негативны по CD1а и позитивны по SmCD3. Этот вариант лейкоза в ряде случаев рассматривают как лейкемизацию периферической Т-клеточной лимфомы. Кроме того, при этой форме лейкоза обнаруживается позитивная экспрессия соответствующего типа цепей Т-клеточного рецептора TcR α/β или γ/δ.
5.4.2.1. Условная форма: лимфобластный лейкоз из ранних Т-клеток-предшественников (ЛЛ-РТП)
В обновленную классификацию ВОЗ в 2016 г. была введена еще одна новая нозологическая форма Т-ОЛЛ (в качестве условной), имеющая биологию раннего Т-клеточного предшественника, - лимфобластный лейкоз из ранних T-клеток-предшественников" (ЛЛ-РТП) [25].
Лимфобластный лейкоз из ранних T-клеток-предшественников имеет уникальный иммунофенотипический и генетический профиль, ограниченный только ранней Т-клеточной дифференцировкой с сохранением на иммунофенотипическом и генетическом уровнях некоторых характеристик миелоидных и стволовых клеток.
Как правило, бласты в ЛЛ-РТП экспрессируют антиген CD7 при отсутствии антигенов CD1a и CD8 и позитивны по одному или более антигенам миелоидных/стволовых клеток CD34, CD117, HLA-DR, CD13, CD33, CD11b или CD65. Большинство опухолевых клеток также экспрессируют антигены CD2 и суCD3 и могут экспрессировать антиген CD4, но эти маркеры не играют значимой роли в диагностике данной формы лейкоза. Антиген CD5 чаще отсутствует или экспрессируется менее чем на 75% бластной популяции [127].
Исследования показывают, что при ЛЛ-РТП миелоидно-ассоциированные генные мутации, такие как FLT3 , NRAS/KRAS , DNMT3A , IDH1 и IDH2, имеют высокую частоту встречаемости. В то время как более типичные мутации, ассоциированные с Т-ОЛЛ, такие как активирующая мутация в NOTCH1 или мутации в CDKN1/2 , встречаются редко [128, 135, 184].
Первые исследования небольшой серии случаев с ЛЛ-РТП ассоциировались с плохим исходом. Однако для более точной оценки прогностической значимости необходимы дальнейшие исследования на большом количестве больных с данным заболеванием и проводимой более эффективной терапией [69].
Случай лимфобластного лейкоза из ранних Т-клеток-предшественников (ЛЛ-РТП)
Больной Д., 28 лет.
Морфология КМ: гиперклеточный костномозговой пунктат. Тотальная бластная метаплазия КМ (бластоз 93,8%). Эритроидный росток представлен единичными эритрокариоцитами. Мегакариоциты в препаратах единичные, много митозов.
Заключение: острый лимфобластный лейкоз.
Иммунофенотипирование клеток КМ: на графике CD45/SSC можно выделить область бластных клеток (гейт Н, 80–85%) слабопозитивных по CD45 и расположенных рядом с небольшой зоной нормальных сохранившихся лимфоцитов (рис. 5-35). В цитоплазме 77% бластных клеток обнаружена экспрессия пан-Т-клеточного маркера CD3, но на их поверхности экспрессия данного маркера отсутствует. Опухолевые бласты также демонстрируют очень яркую экспрессию другого пан-Т-клеточного антигена CD7. Экспрессия Т-клеточных антигенов CD5, CD2, СD4 не наблюдается. Обнаружено наличие линейно-нерестриктированных антигенов CD11b, CD34, CD38, а также миелоидных маркеров CD117 и CD33 при отсутствии экспрессии пан-миелоидных антигенов CD13 и суМРО. Наряду с этим лейкозные клетки экспрессируют антиген NK-клеток CD56, тогда как экспрессия другого NK-клеточного маркера CD16 не обнаружена. Трансформированные клетки негативны по экспрессии В-лимфоидных антигенов CD10, CD19, cyCD79a, линейно-нерестриктированных антигенов HLA-DR, CD9, моноцитарно-макрофагальным маркерам CD14 и CD64, миело-гранулоцитарному антигену CD15, миело-моноцитарному CDw65, антигену клеток-предшественников TdT (внутриядерному), моноцитарно-тромбоцитарному антигену CD36.

Таким образом, в результате исследования обнаружена бластная популяция с суммарным иммунофенотипом cуСD3+ , SmCD3– , CD7bright , CD34+ CD117+ , CD33+ , CD11b+ , CD38+ , CD56+ , что позволяет поставить предваритетельный иммунофенотипический диагноз про-Т-ОЛЛ (Т-Iпо EGIL). Согласно классификации ВОЗ 2016 соответствует условной форме лимфобластного лейкоза из ранних Т-клеток-предшественников.
Цитогенетическое исследование: кариотип бластных клеток 46, XY.
Диагноз: лимфобластный лейкоз из ранних Т-клеток-предшественников (вариант Т-I по EGIL).
5.4.3. Условная форма: лимфобластный лейкоз/лимфома из натуральных киллерных клеток
При пересмотре классификации ВОЗ в 2016 г. условную нозологическую форму - "лимфобластный лейкоз/лимфома из натуральных киллерных (NK) клеток" переместили из категории острых лейкозов неясной линейности в категорию лимфобластных лейкозов [157].
Необходимо отметить, что большинство случаев острых лейкозов, основанных на выявлении экспрессии N-CAM (CD56) и ранее определяемых как "бластный лейкоз/лимфома из естественных клеток киллеров", теперь относят к нозологической форме" новообразование из бластных плазмацитоидных дендритных клеток" , включенной в группу "Острые миелоидные лейкозы и родственные новообразования" классификации ВОЗ 2008 г. (см. табл. 5-5).
Определяющий фенотип лимфобластного лейкоза/лимфомы из NK-клеток не ясен, хотя такой диагноз можно предположить, если бласты экспрессируют антиген CD56 с антигенами, ассоциированными с незрелыми Т-клетками, такими как CD7 и CD2, в отсутствие экспрессии любых B-клеточных или миелоидных антигенов и, особенно, в отсутствие реаранжировки генов T-клеточного рецептора. Последний факт позволяет исключить "новообразование из бластных плазмоцитоидных дендритных клеток". На ранних этапах развития, на предшественниках NK-клеток не экспрессируются специфические маркеры [181] или обнаруживаются антигены, выявляемые при Т-ОЛЛ, включая CD7, CD2 и даже CD5 и cyCD3 [105]. Таким образом, дифференциация Т-ОЛЛ и опухолей из предшественников NK-клеток крайне сложна. Более специфические маркеры, определяющиеся на более зрелых клетках, такие как CD16, редко экспрессируются при тех или иных формах острых лейкозов. Исследование других маркеров, считающихся относительно более специфическими (CD94 или CD161), при острых лейкозах практически не проводилось [169, 181]. Возможно, что доступность более специфических маркеров NK-клеток, включая панели антител к иммуноглобулиноподобным рецепторам киллеров (KIR), позволит уточнить природу заболевания.
5.5. Диагностика опухолей из зрелых B-, N- и NK-клеток
5.5.1. Основные алгоритмы иммунофенотипической диагностики опухолей из зрелых лимфоидных клеток
Особенностью лимфопоэза является способность клеток к опухолевой трансформации практически на всем пути клеточной дифференцировки, в том числе и на стадии зрелых лимфоцитов. Это определяет многообразие злокачественных новообразований. Они могут возникать непосредственно в костном мозге (лейкозы) или же вовлекать клетки крови и КМ в патологический процесс, если локализуются в других лимфоидных тканях (лимфомы). В большинстве случаев опухолевые лимфоидные клетки, как и при острых лейкозах, имеют нормальные клеточные аналоги, то есть соотносятся с определенным этапом дифференцировки клетки. Воздействие различных этиологических факторов приводит к развитию мутаций онкогенов в клетке, блоку в дифференцировке и накоплению опухолевого клона, сохраняющего набор антигенов нормального лимфоцита соответствующей линии [4, 18, 32, 110].
Так же как и при диагностике острых лейкозов, диагностические алгоритмы опухолей из зрелых лимфоидных клеток основываются на данных клинических, морфологических, цитохимических, иммунофенотипических и генетических критериев классификации ВОЗ.
Для иммунофенотипических исследований при установлении диагноза обязательным является определение линейной принадлежности опухолевых лимфоидных клеток (Т или В) и степени их дифференцировки. Дифференциация В- и Т-клеточных лимфом имеет прогностическое значение, так как последние почти всегда имеют неблагоприятное клиническое течение.
Изучая особенности иммунофенотипа клеток, можно установить стадию дифференцировки, на уровне которой наступила онкогенная трансформация. В то же время при лимфоидных опухолях провести строгую параллель со стадиями дифференцировки лимфоцитов удается не всегда. Так, для волосатоклеточного лейкоза (ВКЛ) и В-клеточного пролимфоцитарного лейкоза (В-ПЛЛ) пока не найдены нормальные клеточные аналоги, а при ряде В- и Т-клеточных новообразований могут наблюдаться: утрата типичных антигенов, появление активационных маркеров (CD23, CD25, CD38) либо коэкспрессия антигенов, несвойственных данной стадии дифференцировки лимфоидных клеток. Иммунофенотипирование очень важно для более точной идентификации некоторых подтипов и вариантов опухолей, например возникающих из Т/NK-клеток или малых лимфоцитов. Знание характера пролиферации, морфологии и иммунофенотипических особенностей во многих случаях позволяет уточнить гистогенез новообразования. Для уточнения диагноза и выбора оптимальной стратегии терапии в качестве дополнительных критериев могут быть использованы результаты цитогенетических исследований.
Важным при изучении опухолей иммунной системы является формирование панели диагностических МКА [82, 110]. Набор используемых МКА может различаться в зависимости от целей исследования. Британским комитетом по стандартам в гематологии (BCSH) разработаны рекомендации по иммунофенотипированию лимфоидных опухолей и предложена, так же как и для фенотипирования острых лейкозов, двухлинейная панель МКА (табл. 5-18, рис. 5-36).
Первая линия | В-клетки | Т-клетки | В- и Т-клетки | – |
---|---|---|---|---|
CD19, CD23, FMC7, SmIg* (κ или λ), CD22*, CD79b* |
CD2 |
CD5 |
– |
|
Вторая линия |
I |
II |
III |
IV |
CD11c, CD25, CD103, HC2 |
cyIg (κ или λ), CD79a, CD138 |
CD3, CD7, CD4, CD8, CD25 |
Циклин Д1 |
*Интенсивность мембранной экспрессии.
Примечание : I - заболевания с отростчатыми лимфоцитами; II - заболевания с предполагаемой лимфоплазмоцитарной или плазмоклеточной дифференцировкой; III - Т-клеточные заболевания; IV - возможно, лимфома из клеток зоны мантии и неклассифицируемые В-клеточные лимфомы.

Для проведения I и II этапа иммунофенотипирования опухолей из зрелых лимфоидных клеток используются трехцветные панели МКА (см. рис. 5-36).
На первом этапе проводится дифференциальная диагностика В-клеточных от Т- или NK-клеточных новообразований и в группе В-клеточных опухолей выделяется хронический лимфоцитарный лейкоз (ХЛЛ) или другие варианты из зрелых В-клеток. В зависимости от результатов первого этапа исследования и морфологии клеточных элементов проводится второй этап типирования, в ходе которого уточняется иммунофенотип новообразования.
Панель первой линии
-
Пан-Т-клеточный маркер CD2 рекомендуется вместо CD3 (часть Т-клеточных заболеваний с экспрессией NK-клеточных маркеров или без таковой не имеют на клетках CD3).
-
В-клеточные маркеры включают пан-В-клеточный антиген (CD19), два В-клеточных маркера (CD23, FMC7), экспрессию поверхностных иммуноглобулинов с оценкой интенсивности флюоресценции мембранных антигенов CD22 и CD79b.
Панель второй линии
-
CD11c, CD25, CD103, HC2 используются при наличии отростчатых лимфоцитов и подозрении на ВКЛ. Несмотря на то, что ни один из этих маркеров не является специфичным для этого лейкоза, сочетанное их использование позволяет отличить типичный ВКЛ от случаев ВКЛv (волосатоклеточный лейкоз-вариант) и ЛМЗС.
-
МКА к циклину Д1 используются при подозрении на ЛКЗМ или В-ПЛЛ.
-
Изучение экспрессии тяжелых и легких цепей цитоплазматических иммуноглобулинов, cyCD79a и SmCD138 применяется в тех случаях, когда опухолевые клетки негативны с МКА первой линии и есть подозрение на лимфоплазмоцитарную или плазмоцитарную опухолевую пролиферацию.
-
CD3, CD4, CD7, CD8 используются, когда на первом этапе иммунофенотипирования обнаруживается Т-клеточный иммунофенотип опухолевых клеток.
Необязательные маркеры (по выбору)
-
NK-ассоциированные маркеры, такие как CD16, CD56, CD57, CD11b, могут использоваться в случаях предполагаемого ЛБГЛ, когда на клетках может выявляться или отсутствовать экспрессия СD3 или Т-клеточного рецептора (TcR). Исследование этих антигенов строго рекомендуется проводить в случаях с CD2+ -клетками, но с отсутствием Т- и В-клеточных маркеров.
-
МКА к антигену TIA-1 распознают белок в гранулах цитотоксических лимфоцитов и NK-клеток. Используются для дифференциации CD8+ -лейкоза из больших гранулярных лимфоцитов от других Т-клеточных лейкозов (Т-ПЛЛ, СС). Этот маркер также характерен для гепатоспленической Т-клеточной лимфомы.
-
Исследование TdT рекомендуется проводить в случаях обнаружения Т-клеточного фенотипа на бластных клетках для подтверждения диагноза T-лимфобластный лейкоз/лимфома.
-
Маркер, ассоциированный с активированными Т-клетками (CD25), используется при Т-клеточных лимфомах и лейкозах и для диагностики HTLV-I-позитивного Т-КЛ/ЛВ. МКА анти-TcR γ/δ могут применяться для диагностики зрелых γ/δ-Т-клеточных лимфом.
На I этапе иммунофенотипированя для выделения области (гейта) злокачественных лимфоцитов при зрелоклеточных опухолях используется анализ точечного графика зависимости экспрессии общелейкоцитарного антигена CD45 от сигналов бокового светорассеяния SSC (под углом 90°) (рис. 5-37). На графике SSC/CD45 они занимают область SSClow CD45bright . После определения линейности новоообразования, гейтирование можно проводить по соответсвующему линейному маркеру, для В-клеточного новообразования по CD19, Т-клеточного - по CD3 (см. рис. 5-37).

Так же как и при иммунофенотипировании острых лейкозов методом ПЦ, при диагностике зрелоклеточных опухолей важно оценивать не только относительное количество клеток, экспрессирующих антиген, но и интенсивность флюоресценции (степень экспрессии) экспрессируемого антигена, значение которой имеет диагностическую значимость (рис. 5-38).

5.5.2. Классификация опухолей лимфоидной ткани
Первой попыткой создания современной классификации лимфом на основе гистоморфологических принципов и новых представлений о происхождении, этапах дифференцировки и функциональных особенностях клеток иммунной системы с учетом данных молекулярно-генетического анализа и клинико-гематологических признаков, была пересмотренная европейско-американская классификация лимфоидных новообразований (REAL classification, 1994) [82]. После надлежащей апробации и внесения необходимых уточнений классификация REAL была включена в качестве одного из основных разделов в новую классификацию опухолевых заболеваний кроветворной и лимфоидной тканей ВОЗ [178]. В 2008 г. в классификации ВОЗ была усовершенствована идентификация уже известных зрелых лимфоидных опухолей, определены новые нозологические формы и варианты и включены появившиеся концепции в понимании лимфоидных новообразований [39, 157]. Было признано, что важным фактором при определении природы опухоли является возрастная категория (дети, пожилые люди).
В 2016 г. в связи с накопленной новой информацией был проведен очередной пересмотр классификации ВОЗ и внесены изменения в определении нозологических форм новообразований из зрелых лимфоидных клеток (табл. 5-19) [158].
Нозологические формы | Новая информация, добавленная в классификацию ВОЗ 2016 г. |
---|---|
Опухоли из зрелых В-клеток |
|
Хронический лимфоцитарный лейкоз/лимфома из малых лимфоцитов (ХЛЛ/ЛМЛ) |
|
**Моноклональный В-клеточный лимфоцитоз (МВЛ) |
|
В-клеточный пролимфоцитарный лейкоз |
– |
Лимфома маргинальной зоны селезенки |
– |
Волосатоклеточный лейкоз (ВКЛ) |
|
В-клеточная лимфома/лейкоз селезенки, неклассифицируемая (условная форма) |
– |
Диффузная лимфома красной пульпы селезенки из малых В-лимфоцитов (условная форма) |
– |
Волосатоклеточный лейкоз-вариант (ВКЛ-v) (условная форма) |
|
Лимфоплазмоцитарная лимфома (ЛПЛ) |
|
Макроглобулинемия Вальденстрема |
– |
**Моноклональная гаммапатия неопределенного генеза (MGUS), IgM |
– |
*Болезнь тяжелых α-цепей |
– |
*Болезнь тяжелых γ-цепей |
– |
*Болезнь тяжелых μ-цепей |
– |
**Моноклональная гаммапатия неопределенного генеза (MGUS), IgG/IgA |
– |
Плазмоклеточная миелома |
– |
Солитарная костная плазмоцитома |
– |
*Внекостная плазмоцитома |
– |
**Болезни, связанные с депонированием в тканях моноклонального иммуноглобулина |
– |
Экстранодальная лимфома маргинальной зоны лимфоидной ткани, ассоциированной со слизистыми оболочками (MALT-лимфома) |
– |
Лимфома маргинальной зоны лимфатического узла |
– |
Педиатрическая лимфома маргинальной зоны лимфатического узла (условная форма) |
– |
Фолликулярная лимфома (ФЛ) |
|
**Фолликулярное новообразование in situ |
|
**Дуоденальный тип ФЛ |
|
**Педиатрический тип ФЛ |
|
** В-крупноклеточная лимфома с реаранжировкой IRF4 (условная форма) |
|
Первичная кожная лимфома фолликулярного центра |
– |
Лимфома из клеток зоны мантии (ЛКЗМ) |
|
**Новообразование из клеток зоны мантии in situ |
|
Диффузная В-крупноклеточная лимфома (ДВКЛ), NOS **тип из В-клеток зародышевого центра (GCB); **тип из активированных В-клеток (АВС) |
|
*В-крупноклеточная лимфома, богатая Т-клетками/гистиоцитами |
– |
*Первичная ДКВКЛ центральной нервной системы |
– |
*Первичная кожная ДКВКЛ, ножной тип |
– |
*EBV+ ДВКЛ, NOS |
|
**EBV+язва кожи и слизистых оболочек (условная форма) |
|
*ДВКЛ, ассоциированная с хроническим воспалением |
– |
Лимфоматоидный гранулематоз |
– |
Первичная медиастинальная (тимическая) В-крупноклеточная лимфома |
– |
Внутрисосудистая В-крупноклеточная лимфома |
– |
ALK-позитивная В-крупноклеточная лимфома* |
– |
*Плазмобластная лимфома |
– |
Первичная выпотная лимфома |
– |
**HHV8+, ДВКЛ, NOS |
– |
Лимфома Беркитта |
Мутации TCF3 или ID3 до ~70% случаев |
**Беркиттоподобная лимфома с аберрацией 11q (условная форма) |
Новая условная нозологическая форма, которая очень напоминает лимфому Беркитта, но при ней отсутствует реаранжировка MYC и имеются некоторые другие отличительные особенности |
**В-клеточная лимфома высокой степени злокачественности (high-grade) с реаранжировками генов MYC и BCL2 и/или BCL6 |
|
**В-клеточная лимфома высокой степени злокачественности (high-grade), NOS |
|
В-клеточная лимфома, неклассифицируемая, с промежуточными признаками между диффузной В-крупноклеточной лимфомой и классической лимфомой Ходжкина* |
– |
Опухоли из зрелых Т- и NK-клеток |
|
Т-клеточный пролимфоцитарный лейкоз |
– |
Т-клеточный лейкоз из больших гранулярных лимфоцитов |
– |
Хроническое лимфопролиферативное заболевание из NK-клеток (условная форма) |
– |
Агрессивный NK-клеточный лейкоз |
– |
*Системная EBV+ T-клеточная лимфома детей |
В классификации ВОЗ 2008 г. обозначалась как "Системное EBV-позитивное Т-клеточное лимфопролиферативное заболевание детей". Название "лимфопролиферативное заболевание" заменили на "лимфома" из-за фульминантного клинического течения болезни и желания четко отличать ее от хронической активной инфекции EBV |
*Гидроа оспенновидно-подобное лимфопролиферативное заболевание |
В классификации ВОЗ 2008 г. обозначалась как "гидроа оспенновидно-подобная лимфома". Название "лимфома" заменили на "лимфопролиферативное заболевание" из-за его связи с хронической активной инфекцией EBV и с особенностями клинического течения |
Т-клеточный лейкоз/лимфома взрослых |
– |
Экстранодальная НК/T-клеточная лимфома, назальный тип |
– |
Т-клеточная лимфома, ассоциированная с энтеропатией (EATL) |
Диагноз следует использовать только в тех случаях, которые ранее были известны как EATL I типа, обычно, ассоциированные с целиакией |
**Мономорфная эпителиотропная кишечная Т-клеточная лимфома |
Ранее называлась ЕАТL II типа. Была отделена от EATL I типа и получила новое название из-за ее особого характера и отсутствия ассоциации с целиакией |
**Индолентное Т-клеточное лимфопролиферативное заболевание желудочно-кишечного тракта (условная форма) |
Новая условная индолентная нозологическая форма с поверхностным моноклональным Т-клеточным инфильтратом кишечника. В некоторых случаях прогрессирует |
Гепатоспленическая Т-клеточная лимфома |
– |
Подкожная панникулит-подобная Т-клеточная лимфома |
– |
Грибовидный микоз |
– |
Синдром Сезари |
– |
*Первичные кожные CD30+ Т-клеточные лимфопролиферативные заболевания |
– |
Лимфоматоидный папулез |
Новые подтипы с похожим клиническим течением, но нетипичными гистологическими/иммунофенотипическими особенностями |
*Первичная кожная анапластическая крупноклеточная лимфома (ПК-AККЛ) |
– |
*Первичная кожная γδ-Т-клеточная лимфома |
Важно исключить другие кожные Т-клеточные лимфомы/лимфопролиферативные заболевания, которые также могут происходить из γδ-Т-клеток, таких как грибовидный микоз или лимфоматозный папулез |
Первичная кожная CD8+ агрессивная эпидермотропная цитотоксическая T-клеточная лимфома (условная форма) |
– |
**Первичная кожная акральная CD8+ Т-клеточная лимфома (условная форма) |
Новая условная индолентная нозологическая форма, первоначально описанная как возникающая в ушной раковине |
**Первичное кожное лимфопролиферативное заболевание из малых/средних CD4+ Т-клеток (условная форма) |
|
Периферическая Т-клеточная лимфома (ПTКЛ), NOS |
Признано, что субпопуляции ПТКЛ с определенным иммунофенотипом и соответствующими молекулярными аномалиями могут иметь клиническое значение, но в настоящее время не играют большую роль в рутинной практике |
Ангиоиммунобластная Т-клеточная лимфома |
– |
Нодальные Т-клеточные лимфомы с фенотипом фолликулярных Т-хелперов (TFH). **Фолликулярная Т-клеточная лимфома (условная форма). **Нодальная Т-клеточная лимфома с фенотипом TFH (условная форма) |
|
Анапластическая крупноклеточная лимфома, ALK-позитивная |
– |
**Анапластическая крупноклеточная лимфома, ALK-негативная (АККЛ ALK- ) |
В классификации ВОЗ 2008 г. условная, а теперь определенная нозологическая форма, включающая в себя цитогенетические популяции, которые имеют прогностическое значение (например, реаранжировки 6p25 в локусе IRF4/DUSP22) |
Анапластическая крупноклеточная лимфома, ассоциированная с имплантатом молочной железы (условная форма) |
Новая условная нозологическая форма, отличающаяся от других АККЛ ALK–; неинвазивное заболевание, ассоциированное с очень хорошим исходом |
*Новые нозологические формы, добавленные в 4-е издание классификации ВОЗ 2008 г.
** Новые нозологические формы, добавленные в классификацию ВОЗ 2016 г.
Примечание. Условная форма - выделены новые условные (предварительные) формы, не включенные в классификацию ВОЗ 2016 как подтвержденные нозологические формы из-за недостатка информации.
В настоящее время много внимания уделяется поиску патогистологических признаков, которые могли бы использоваться в качестве прогностических и определяющих реакцию на терапию при двух наиболее частых формах лимфом - фолликулярной и диффузной В-крупноклеточной. При фолликулярных лимфомах с учетом процентного содержания центробластов традиционно выделялись опухоли с 1, 2 и 3 степенью злокачественности. В 2008 г. было предложено объединить новообразования 1 и 2 степени злокачественности в одну группу - лимфом с низкой степенью (low grade) злокачественности. Среди фолликулярных лимфом 3 степени злокачественности с учетом наличия или отсутствия остаточных центроцитов выделяют два подтипа (3А и 3В), между которыми рядом исследователей установлены биологические отличия. Во многих случаях фолликулярные лимфомы подтипа 3В, как показано при молекулярно-генетических исследованиях, тесно связаны с диффузными В-крупноклеточными лимфомами.
После выделения специфических новых подтипов диффузных В-крупноклеточных лимфом все еще остается достаточно большая группа опухолей этого типа, при которых одних только морфологических признаков недостаточно для установления возможного прогноза и реакции на терапию. Большие надежды возлагаются на поиск дополнительных иммунофенотипических или цитогенетических маркеров.
5.5.2.1. Опухоли из зрелых В-клеток
Большинство случаев опухолей из зрелых лимфоидных клеток составляют В-клеточные лимфопролиферативные заболевания (95%). На долю Т-клеточных новообразований приходится около 5% от всех форм опухолей из зрелых лимфоцитов. Они редко встречаются в Европе и США, а регистрируются в основном в Японии и странах Карибского бассейна. Доказана роль человеческого Т-клеточного вируса I типа (HTLV-I) в развитии Т-клеточной лимфомы взрослых. При некоторых формах лимфом из зрелых В-клеток в патологический процесс часто оказываются вовлеченными клетки крови и КМ.
Для данной группы заболеваний характерны экспрессия В-клеточных маркеров, варьирующая в зависимости от нозологической формы, и детерминация злокачественных клеток по типу легких полипептидных цепей Ig (κ или λ), свидетельствующая о клональности образования. В большинстве случаев при злокачественных новообразованиях из зрелых В-клеток наблюдается экспрессия поверхностного мембранного иммуноглобулина (Ig) [18]. Поскольку В-клеточная опухоль представляет собой клональную экспансию единственной В-клетки, при новообразованиях из зрелых В-климфоцитов экспрессируется только один тип легких цепей иммуноглобулинов (κ или λ). Именно поэтому для популяции злокачественных В-клеток характерно наличие выраженного дисбаланса в соотношении Ig/Igλ в отличие от реактивных поликлональных В-лимфоцитов (в норме отношение Igκ/Igλ = 1,4, диапазон колебаний от 0,8 до 2,4). В связи с этим при проведении иммунофенотипирования В-клеточных новообразований для подтверждения их злокачественности необходимо определение соотношения легких цепей иммуноглобулинов (рис. 5-39). Наиболее подходящим методом для этих целей служит метод ПЦ [114]. Тем не менее определение клональности может быть затруднено в связи с возможностью наличия двух и более клонов трансформированных лимфоцитов [145]. Такие случаи дополнительно характеризуются аберрантной экспрессией основных В-клеточных маркеров [94]. Кроме того, описан случай с одновременной экспрессией κ- и λ-цепей на поверхности злокачественных клеток [95].

Стадия дифференцировки опухолевых клеток может быть определена путем анализа различных дифференцировочных маркеров и изотипа экспрессирующейся тяжелой цепи иммуноглобулинов. Мультипараметрическое иммунофенотипическое исследование позволяет провести надежную дискриминацию между различными типами и подтипами новообразований из зрелых В-клеток.
Проточно-цитометрические исследования наиболее актуальны для проведения дифференциальной диагностики между следующими формами зрелых В-клеточных опухолей:
В табл. 5-20 суммированы иммунофенотипические характеристики данных форм хронических В-клеточных новообразований, на которые необходимо опираться при проведении фенотипирования лимфоцитов цельной крови или КМ с помощью ПЦ.
Маркеры | ХЛЛ | В-ПЛЛ | ВКЛ | ВКЛ вариант | ЛМЗС | ЛКЗМ | ФЛ | ЛБ |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
SmIg-экспрессия |
++w |
++s |
++ |
++ |
++ |
++s |
++s |
++ |
CyIg-экспрессия |
± |
± |
- |
- |
± |
- |
- |
- |
SmIgH-изотип |
μ |
μ |
μ |
γ |
μ |
μ |
μ |
μ |
CD19 |
++ |
++ |
++ |
++ |
++ |
++w |
++ |
++ |
CD20 |
++w |
++ |
++s |
++ |
++ |
++s |
++ |
++ |
CD20 (FMC7)с |
± |
++s |
++ |
++ |
++ |
+ |
++ |
Нет сообщений |
CD22 |
+w |
++s |
++s |
++ |
++s |
+ |
++ |
++ |
CD23 |
++ |
- |
- |
± |
± |
- |
± |
- |
CD24 |
++ |
++ |
- |
- |
++ |
++ |
++ |
++ |
CD5/CD6 |
++ |
± |
- |
- |
± |
++ |
± |
- |
CD10 |
- |
± |
± |
- |
± |
- |
+w |
++s |
CD11c |
+ |
- |
++ |
+ |
+ |
- |
- |
- |
CD25 |
+w |
- |
++ |
- |
± |
- |
- |
- |
CD103 |
- |
- |
++ |
+ |
± |
- |
- |
- |
HC2 |
- |
- |
++ |
- |
- |
- |
- |
- |
Примечание : "-" - менее 10% лейкозов позитивны; "±" - 10–25% лейкозов позитивны; "+" - 25–75% лейкозов позитивны; "++" - более 75% лейкозов позитивны; w - слабая экспрессия антигена; s - сильная экспрессия антигена; c - моноклональное антитело FMC7 связывается со специфической конформацией CD20-антигена (вероятно, это мультимерный CD20-комплекс); Sm - поверхностная экспрессия; Су - цитоплазматическая экспрессия; IgH - тяжелая цепь иммуноглобулина; μ - тяжелая цепь IgM; δ - тяжелая цепь IgD; γ - тяжелая цепь IgG; α - тяжелая цепь IgA; ВКЛ - волосатоклеточный лейкоз; В-ПЛЛ - В-клеточный пролимфоцитарный лейкоз; ЛБ - лимфома Беркитта; ЛКЗМ - лимфома из клеток зоны мантии; ЛМЗС - лимфома маргинальной зоны селезенки; ФЛ - фолликулярная лимфома; ХЛЛ - хронический лимфолейкоз.
5.5.2.2. Хронический лимфоцитарный лейкоз/лимфома из малых лимфоцитов
Среди всех встречающихся в Европе и Северной Америке лейкозов, хронический лимфоцитарный лейкоз/лимфома из малых лимфоцитов встречается наиболее часто [94]. Опухолевым субстратом ХЛЛ/ЛМЛ является клон морфологически зрелых лимфоцитов с иммунофенотипом, соответствующим дифференцировке В-лимфоцита на уровне либо наивного В-лимфоцита, либо клетки памяти [17]. Злокачественные клетки при ХЛЛ относительно небольшие, но обычно они несколько крупнее, чем нормальные лимфоциты [44].
Увеличение чувствительности иммунофенотипических методов привело к непредвиденному обнаружению у здоровых людей клональных лимфоидных клеточных пролифераций с аберрантным иммунофенотипом даже в отсутствии клинического лимфоцитоза. Такие пролиферации назвали моноклональным B-клеточным лимфоцитозом. Эти наблюдения привели к тому, что Международный семинар по ХЛЛ был вынужден предложить новые диагностические критерии для диагностики ХЛЛ.
В классификации 2016 г. диагностические критерии ХЛЛ были сужены. Ранее предполагали вариант ХЛЛ с абсолютным числом <5×109 /л моноклональных В-клеток с ХЛЛ фенотипом при наличии цитопении или симптомов, связанных с болезнью.
Теперь же согласно классификации ВОЗ 2016 г. хронический лимфоцитарный лейкоз определяют только как клональный абсолютный лимфоцитоз клеток с иммунофенотипом ХЛЛ с ≥5×109 /л моноклональных В-клеток в течение определенного времени.
Если в ПК содержится <5×109 /л моноклональных В-клеток с фенотипом ХЛЛ, то пролиферация классифицируется как моноклональный В-клеточный лимфоцитоз даже при наличии цитопении или симптомов, связанных с болезнью [158].
Иммунологические маркеры позволяют отличить ХЛЛ от других форм опухолей из зрелых В-клеток и имеют определенное прогностическое значение для пациентов с ХЛЛ. Иммунофенотип опухолевых клеток при данном заболевании имеет ряд особенностей. Классический ХЛЛ характеризуется следующим иммунофенотипом: CD19+ , CD5+ , CD23+ , SmIgdim , CD20dim , FMC7– , CD79b–/dim , CD22dim [22, 84, 117]. Кроме того, все клетки ХЛЛ экспрессируют антиген CD43, что отличает данную форму от других В-клеточных лимфопролиферативных заболеваний (рис. 5-40). ХЛЛ также отличает слабая интенсивность экспрессии поверхностного мембранного Ig. В некоторых случаях хронического лимфолейкоза экспрессия SmIg не может быть обнаружена даже при помощи флюоресцентной микроскопии или ПЦ. Наиболее распространенным типом экспрессируемой тяжелой цепи Ig является изотип Igμδ или Igδ (см. табл. 5-20). В последнее время в качестве критерия для дифференциальной диагностики ХЛПЗ используют оценку экспрессии антигена CD200. M.S. Pramoda Challagundla и соавт. [44] показали, что опухолевые клетки при ХЛЛ демонстрируют выраженную экспрессию данного антигена в отличие от лимфомы из клеток зоны мантии (ЛКЗМ), негативных или слабопозитивных по CD200. Изучается также прогностическая значимость интенсивности экспрессии (MFI) CD200 при ХЛЛ [98].

На ХЛЛ-лимфоцитах обнаруживается выраженная экспрессия маркеров В-клеток CD19 и CD24, относительно низкая степень экспрессии CD20, CD22, CD11с и CD79b, хотя по имеющимся данным CD20 и CD22 в 10–20% случаев могут отсутствовать ("аномалия" иммунофенотипа В-клеток) (рис. 5-41), и отсутствие экспрессии FMC7 [55, 120, 134]. Характерна низкая степень экспрессии маркера активации CD25. Сниженная экспрессия антигена CD79b наблюдается у большинства больных ХЛЛ. Именно с низким содержанием антигена CD79b связывают основные свойства лейкозных клеток при ХЛЛ - низкую экспрессию поверхностных иммуноглобулинов, нарушенный ответ на антиген, дефект внутриклеточной передачи сигналов пролиферации и апоптоза. Независимая друг от друга вариабельность экспрессии В-клеточных антигенов обязывает включать их в панель моноклональных антител для иммунофенотипирования.

Большую роль в диагностике ХЛЛ играют антигены CD5 и CD23. Обнаружение экспрессии CD5 является важной иммунологической характеристикой В-ХЛЛ, так как считается, что данное заболевание характеризуется медленной, но прогрессирующей аккумуляцией клеток CD5+ -В-клеточного клона (В1 клетки) [155].
Тем не менее согласно сообщениям некоторых авторов, среди всех случаев ХЛЛ в 7–20% СD5 не экспрессируется (CD5- В-клеточный хронический лимфолейкоз). В практике нашей лаборатории негативные по антигену CD5 ХЛЛ составили 4% (рис. 5-42). Значимость отсутствия CD5 изучена плохо. Возможно, эта форма заболевания представляет собой отдельную нозологическую единицу, так как имеет выраженные особенности клинического течения и морфологии злокачественных клеток [150]. По данным W. Ikematsu и соавт. (1994) CD5- В-ХЛЛ характеризовался высоким уровнем экспрессии поверхностного SmIg, CD11b, CD22 по сравнению с CD5+ ХЛЛ. Наряду с этим имела место экспрессия миелоидного маркера CD13 [89]. В ряде исследований отмечено, что фенотип CD5- чаще всего встречается у пожилых пациентов, для которых характерным является менее выраженный лейкоцитоз, но в то же время более быстрое течение болезни и короткая продолжительность жизни. Наличие экспрессии антигена CD5 не является главным иммунофенотипическим критерием для диагностики ХЛЛ, так как этот антиген часто обнаруживается при различных формах В-клеточных лимфом.

Для постановки окончательного иммунофенотипического диагноза данного заболевания необходимо обнаружение выраженной экспрессии CD23 (рецептор FcεRII, маркер активации В-лимфоцитов). Большинство случаев ХЛЛ являются позитивными по антигену CD23, экспрессия которого не обнаруживается при ряде других зрелых В-клеточных опухолей. Отсутствие антигена CD23 или его слабая экспрессия на поверхности лимфоцитов вместе с обнаружением позитивной экспрессии по FMC7 (антиген зрелых В-лимфоцитов) ассоциируется с плохим прогнозом. Потеря антигена CD23 может быть результатом опухолевой прогрессии "классического" ХЛЛ, или противоопухолевой терапии. На рис. 5-43 продемонстрирован иммунофенотип больного ХЛЛ, у которого при первичном исследовании антиген CD23 экспрессировался на большинстве ХЛЛ-клеток, а через 8 лет при очередном рецидиве экспрессия данного антигена на ХЛЛ-клетках была фактически утрачена. При отсутствии экспрессии CD5 или CD23 при ХЛЛ часто наблюдается более высокая экспрессия поверхностного IgM.

Одна из наиболее часто выявляемых иммунофенотипических аномалий при ХЛЛ - повышенная экспрессия антигена CD22, нередко в сочетании с CD79b. Часто она ассоциирована с атипичной морфологией клеток, повышенной плотностью иммуноглобулинов на поверхностных мембранах, трисомией по хромосоме 12, в клиническом плане - более высоким лимфоцитозом и более поздней стадией на момент диагностики заболевания [150]. На рис. 5-44 продемонстрирован иммунофенотип больного ХЛЛ с кариотипом опухолевых клеток 47, XY, +12.

В пределах клона злокачественных клеток при ХЛЛ могут встречаться клетки большего размера, такие как пролимфоциты или клетки, похожие на иммунобласты. Кроме того, у части пациентов с В-ХЛЛ найдены клетки с чертами лимфоплазмоцитоидной дифференцировки (то есть cyIg экспрессия).
У некоторых пациентов с ХЛЛ в период прогрессирования болезни возрастает число пролимфоцитов. Когда их доля составляет от 10 до 55%, предполагают наличие диагноза пролимфоцитарной трансформации ХЛЛ. Тем не менее клетки в этих случаях обычно имеют типичный для ХЛЛ иммунофенотип. При атипичной морфологии опухолевого клона и повышении содержания пролимфоцитов, как правило, наблюдается снижение уровня экспрессии CD23 на лейкозных В-лимфоцитах [124].
Таким образом, окончательный диагноз ХЛЛ ставится при наличии триады CD19+ CD5+ CD23+ , что также подтверждается наличием слабой экспрессии поверхностного SmIg, моноклональностью злокачественных В-клеток по типу легких полипептидных цепей иммуноглобулинов (κ или λ). Упрощенная иммунофенотипическая идентификация случаев с типичными для ХЛЛ характеристиками (SmIgdim /CD5+ /CD23+ ) ассоциирована со значительно лучшим прогнозом, по сравнению с другими зрелыми В-клеточными лейкозами, при которых наблюдается различная экспрессия одного из этих трех маркеров [19]. Тем не менее данный подход к идентификации ХЛЛ не включает CD5-негативные варианты заболевания и редкие варианты с аномальной экспрессией пан-В-клеточных антигенов и CD23.
В 1997 г. для дифференциальной диагностики опухолей из зрелых В-клеток была предложена "балльная система для диагностики хронического лимфолейкоза" (Scoring system for the diagnosis of chronic lymphoproliferative leukaemia) [47, 109, 124]. Данная система основывается на анализе экспрессии 5 основных антигенов: SmIg, CD5, CD23, FMC7, CD22 или CD79b. Для "классического" В-ХЛЛ характерны высокая степень экспрессии CD5 и CD23, низкая степень экспрессии SmIg и СD22 или CD79b, отсутствие FMC7. Если экспрессия перечисленных маркеров совпадает по 4 или 5 позициям, то такое исследуемое заболевание следует считать ХЛЛ (табл. 5-21).
Маркер |
Баллы |
|
---|---|---|
1 |
0 |
|
SmIg |
Низкий |
Высокий |
CD5 |
Позитивный |
Негативный |
CD23 |
Позитивный |
Негативный |
FMC7 |
Негативный |
Позитивный |
CD22 или CD79b |
Низкий |
Высокий |
Примечание. При количестве баллов более 3 - ХЛЛ; при количестве баллов менее 3 - другие опухоли из зрелых В-клеток.
В результате многочисленных молекулярных исследований генов иммуноглобулинов (Ig) накоплено достаточно фактов, указывающих на гетерогенность происхождения ХЛЛ. В результате при ХЛЛ были идентифицированы субпопуляции клеток:
Выделение среди больных ХЛЛ двух подгрупп на основе наличия IgVН mut+ или отсутствия IgVН mut– гипермутаций в генах имеет большое практическое значение [136]. Мутационный процесс в генах IgV Н отражает стадию, на которой произошел блок дифференцировки лейкозных клеток у больных ХЛЛ. Именно поэтому спектр мембранных и цитоплазматических антигенов опухолевых клеток у больных подгрупп IgVН mut– и IgVН mut+ различается [1]. Показано, что опухолевая трансформация на уровне прегерминального развития В-лимфоцитов с последующим блоком их дальнейшей дифференцировки и пролиферация (размножение) ассоциирована с более агрессивной биологией опухоли и худшим прогнозом.
Недостаток соматических мутаций в этой префолликулярной популяции ХЛЛ коррелирует с определяемой с помощью ПЦ позитивностью по ZAP-70 [185] и, в меньшей степени, позитивностью по CD38 [148]. Экспрессия суррогатного маркера мутационного статуса вариабельных участков генов Ig - белка ZAP-70 (70-kD zeta-associated protein) интенсивно исследуется в последние годы. Показано, что экспрессия этого белка при данном варианте ХЛЛ ассоциируется с плохим прогнозом. В экспериментах на мышах-"нокаутах" было установлено, что протеинкиназа ZAP-70 активна в костномозговых предшественниках В-лимфоцитов и играет ключевую роль в дифференцировке про-В-клеток в пре-В-лимфоциты. Это объясняет, почему экспрессия ZAP-70 характерна для больных подгруппы IgVmut– и не обнаруживается в подгруппе IgVН mut+ [85].
Прогностическое значение экспрессии СD38 является вторичным, ассоциированным с немутировавшими генами IgVH . Экспрессия СD38 на более чем 20% CD19+ CD5+ -клеток также ассоциирована с плохим прогнозом. С повышенной пролиферативной способностью CD38+ -клеток опухолевого клона связывают и увеличение числа цитогенетических аномалий, определяемых у данной категории больных [70]. Полученные данные свидетельствуют, что пациенты с иммунофенотипически незрелым CD38+ ХЛЛ плохо отвечают на длительную мультирежимную химиотерапию и в связи с этим имеют небольшую продолжительность жизни [169]. Поиск новых маркеров для прогностической оценки течения ХЛЛ активно продолжается. Не менее часто встречается ХЛЛ с опухолевой трансформацией постгерминальных (клетки-памяти) В-лимфоцитов, о чем свидетельствуют обнаруживаемые соматические гипермутации генов вариабельного региона иммуноглобулинов [162]. Большинство случаев этих лейкозов позитивны по СD27 (В-клетки-памяти) [54].
Таким образом, в соответствии с мутационным статусом вариабельного региона Ig могут быть выделены два варианта ХЛЛ: с мутациями (IgVН mut+ ) и без мутаций вариабельного региона Ig (IgVН mut– ). Мутационный статус вариабельного региона Ig может служить ориентировочным прогностическим маркером. Группа больных IgVН mut– характеризуется неблагоприятным прогнозом по сравнению с пациентами группы IgVН mut+. Поскольку полного соответствия между IgVН mut-статусом и экспрессией СD38-антигена нет, было предложено в качестве прогностических критериев использовать сочетание этих двух признаков. Наихудший прогноз отмечается у больных подгруппы СD38+ IgVН mut– , а наилучший - подгруппы СD38– IgVН mut+ [55].
Ключевыми цитогенетическими аномалиями при ХЛЛ являются делеции 6q, 13q, 11q, 17p и трисомия по хромосоме 12. Частота этих цитогенетических аномалий и ключевые ассоциации указаны в табл. 5-22 [68].
Цитогенетика | % случаев | Прогноз |
---|---|---|
Нормальный кариотип |
20–30 |
Связан с промежуточным исходом |
del(13q14) |
>40 |
|
Трисомия по хромосоме 12 |
7–25 |
Связана с промежуточным исходом, экспрессией CD38, атипичной морфологией, яркой экспрессией CD20 и высокой частотой ответа на ритуксимаб |
del(11q) |
3–15 |
Связана с немутированным IgVH , неблагопрятным исходом, делецией /перестройкой гена АТМ |
del(17p) |
5–12 |
|
del(6q) |
3–5 |
Связана с немутированным IgVH, атипичной морфологией, экспрессией CD38, спленомегалией и коротким интервалом в терапии |
14q32 транслокации |
4–10 |
Множественные транслокации, плохой прогноз, экспрессия CD38 |
Сложный кариотип |
10–40 |
|
В дополнение к этим индивидуальным цитогенетическим аберрациям, сложный кариотип определяет пациентов с риском агрессивного течения заболевания. В некоторых сообщениях комплексные генетические нарушения связаны с короткими теломерами. В целом лучший исход заболевания ассоциирован с изолированной del(13q14), которая обнаруживается с другими биологически благоприятными особенностями, такими как соматические гипермутации и отсутствие экспрессии CD38.
В настоящее время растет интерес к пролиферативным центрам лимфатических узлов в явных ХЛЛ/ЛМЛ. Появилась новая информация о том, что пролиферативные центры могут экспрессировать циклин D1 примерно в 30% случаев ХЛЛ/ЛМЛ и белок MYC. В некоторых исследованиях сообщается, что пролиферативные центры, которые являются крупными/сливающимися и/или имеют высокопролиферативную фракцию, могут служить значительным и независимым показателем неблагоприятного прогноза заболевания [76, 79].
5.5.2.3. Моноклональный В-клеточный лимфоцитоз
Как уже было сказано выше, увеличение чувствительности иммунофенотипических методов привело к обнаружению у здоровых людей в отсутствие клинического лимфоцитоза клональных лимфоидных клеточных пролифераций с аберрантным иммунофенотипом. Такие пролиферации назвали моноклональным B-клеточным лимфоцитозом (МВЛ).
Диагноз лимфомы из малых лимфоцитов устанавливается, когда присутствует лимфаденопатия или спленомегалия при обнаружении инфильтрации ХЛЛ клетками с <5×109 /л клеток ХЛЛ-типа в крови.
В работе 2008 г. [129] моноклональный B-кле^^ точный лимфоцитоз (MBЛ) признавался как наличие моноклональной В-клеточной популяции в ПК <5×109 /л, либо с фенотипом хронического лимфолейкоза (ХЛЛ) или атипичного ХЛЛ, либо не-ХЛЛ (CD5– ) В-клеток при отсутствии других лимфоматозных признаков. Он обнаруживается у здоровых людей (до 12%), у некоторых присутствует как крайне малая популяция, но у других ассоциируется с лимфоцитозом.
В то время как в 2008 г. было неизвестно, является ли MBЛ предшественником ХЛЛ, теперь не вызывает сомнений, что MBЛ предшествует ХЛЛ/ЛМЛ практически во всех случаях [100]. Именно поэтому в пересмотренной в 2016 г. классификации ВОЗ моноклональный В-клеточный лимфоцитоз выделен в самостоятельную нозологическую форму в разделе "Опухоли из зрелых В-клеток". В обновленной классификации ВОЗ 2016 г. сохраняются текущие критерии MBЛ, но подчеркивается, что низкое количество клеток (low-count) MBЛ, необходимо отделять от высокого количества (high-count) клеток MBЛ. Это связано с тем, что "низкое" количество MBЛ имеет незначительную вероятность прогрессии в ХЛЛ и не требует рутинного наблюдения вне стандартной медицинской помощи, пока не появятся новые данные [141, 171]. Напротив, "высокое количество" клеток MBЛ требует рутинного/ежегодного наблюдения и имеет очень похожие фенотипические и генетические молекулярные особенности как ХЛЛ стадии 0 по Rai, хотя случаи с мутацией вариабельного региона тяжелой цепи иммуноглобулина (IGHV) чаще встречаются при MBЛ [122].
Признается также, что тип MBЛ Не-ХЛЛ, по крайней мере некоторые из них могут быть связаны с развитием лимфомы маргинальной зоны селезенки [40, 179]. Кроме того, хотя необходимы дальнейшие подтверждающие исследования, концепция MBЛ ХЛЛ типа, базирующейся в ткани, будет обсуждаться как популяция случаев с поражением лимфатических узлов с помощью "ЛМЛ", которая также не обладает видимой существенной скоростью прогрессирования [77].
5.5.3. В-клеточный пролимфоцитарный лейкоз
В-клеточный пролимфоцитарный лейкоз (В-ПЛЛ) - редкий тип хронического В-клеточного лейкоза с содержанием в костном мозге более 55% пролимфоцитов и наличием гиперлейкоцитоза в ПК (>100×109 /л). Пролимфоциты представляют собой круглые лимфоидные клетки средних размеров с одной крупной нуклеолой, локализованной в центре, на которых обнаруживается высокая плотность SmIg и примерно в равных пропорциях экспрессируются изотипы тяжелых цепей иммуноглобулинов Igμ и Igμδ [73]. Сигналы бокового светорассеяния SSC у лейкозных пролимфоцитов несколько выше, чем у нормальных лимфоцитов (см. рис. 5-38, первый график зависимости SSC/FSC).
Чаще всего лимфоциты при В-ПЛЛ негативны по CD5 и CD23, в то же время на их поверхности отмечается сильная экспрессия CD19, CD20, CD22 и FMC7, СD79a, CD79b [138]. Обычно экспрессируются ZAP-70 и CD38 [41, 57].
Тем не менее 32% В-ПЛЛ являются CD5+ и 18% СD23+ . Как правило, такие случаи являются следствием пролимфоцитарной трансформации ХЛЛ. У некоторых пациентов с ХЛЛ в период прогрессирования болезни возрастает число пролимфоцитов. Дифференциальную диагностику между В-ПЛЛ и пролимфоцитарной трансформацией ХЛЛ проводить сложно. Наличие диагноза пролимфоцитарной трансформации ХЛЛ предполагают при достижении количества пролимфоцитов свыше 30%. В таких случаях трансформированные пролимфоциты, как правило, имеют типичный для ХЛЛ иммунофенотип. В этих случаях важным маркером является CD79b, который экспрессируется практически у всех пациентов В-ПЛЛ и лишь у 16% больных ХЛЛ, а также свойственная В-ПЛЛ яркая поверхностная экспрессия легких цепей имуноглобулинов (в отличие от слабой или негативной при ХЛЛ).
На рис. 5-45 приведен пример случая В-ПЛЛ, позитивного по антигену CD5. В данном случае пациенту после проведения проточно-цитометрического исследования клеток лизированной цельной крови, был поставлен диагноз В-пролимфоцитарного лейкоза на основании обнаружения в костном мозге моноклональной В-клеточной популяции, с яркой экспрессией поверхностной легкой k-цепи Ig, экспрессией антигенов CD19, CD20, CD24, CD11c, CD5, CD38, а также характерных для более зрелой стадии дифференцировки В-клеток экспрессии антигенов FMC7, СD22, CD79b.

5.5.3.1. Волосатоклеточный лейкоз
Волосатоклеточный лейкоз (ВКЛ) - редкая форма лейкоза из зрелых В-клеток, на долю которого в странах Европы, Северной Америки и Японии приходится <5% всех хронических лейкозов. Для данной формы лейкоза характерно индолентное течение. В 4 раза чаще диагностируется у мужчин, чем у женщин (медиана возраста составляет 50 лет) [142].
Клинической особенностью больных ВКЛ является спленомегалия и панцитопения. Для опухолевых клеток характерно наличие цитоплазмы с отростками. В клинической практике не часто, но могут встречаться морфологические варианты с извилистыми, дольчатыми, бластными и веретенообразными ВКЛ-клетками. И в извилистых, и в дольчатых морфологических подтипах ядра неправильной формы с дольчатой, складчатой, мозговидной конфигурацией. Ядра клеток бластного варианта характеризуются овальным или зазубренным ядерным контуром, тонкодисперсным ядерным хроматином и наличием нуклеол в центре. Во всех этих вариантах "волосатых" клеток сохраняются цитоплазматические, цитохимические и иммунофенотипические особенности типичного ВКЛ.
Остается полезной для диагностики ВКЛ реакция "волосатых" клеток с тартратрезистентной кислой фосфатазой (TRAP), хотя во многих лабораториях цитохимическое окрашивание было заменено иммуногистохимическим методом. ВКЛ-лимфоциты с TRAP дают сильную, довольно однородную окраску, что является специфическим признаком ВКЛ-клеток.
Проточно-цитометрическое исследование показывает, что ВКЛ-клетки из-за своих морфологических особенностей имеют более высокие сигналы бокового светорассеяния SSC, чем нормальные лимфоциты. Именно поэтому на точечных диаграммах их популяция располагается несколько выше области нормальных лимфоцитов и анализируется отдельно (см. рис. 5-43). ВКЛ-лимфоциты имеют уникальный фенотип. Типична экспрессия В-клеточных антигенов CD19, CD20, CD22 и негативность по В-клеточному антигену CD24. Экспрессия CD79b, CD5, CD23 может быть слабопозитивной или отсутствовать [68, 112]. В отличие от ХЛЛ для "волосатых клеток" характерна высокая степень выраженности (bright) CD20 и CD22, что служит дополнительным диагностическим критерием ВКЛ. Практически все ВКЛ-клетки позитивны по CD25 (α-цепь рецептора ИЛ-2), CD11c и CD103 [73]. Наиболее специфичным маркером для диагностики ВКЛ является CD103, так как лишь небольшие популяции В-лимфоцитов и ассоциированных со слизистыми оболочками Т-лимфоцитов являются позитивными по этому антигену.
Антигены CD11c и CD25 являются важными дополнительными диагностическими критериями, так как большинство других хронических лимфопролиферативных заболеваний характеризуются низкой степенью экспрессии этих маркеров (см. табл. 5-20).
На рис. 5-46 приведен пример случая "классического" ВКЛ . На точечном графике зависимости сигналов интенсивности флюоресценции антигена CD45 и бокового светорассеяния SSC в лимфоцитарном окне можно выделить две отдельные популяции клеток, одна из которых располагается внизу (нормальные лимфоциты), а другая находится несколько выше нормальных лимфоцитов, образуя над ними своеобразную "шапочку". При анализе степени экспрессии различных антигенов на этих клетках обнаружена яркая экспрессия антигенов CD20 и CD22. Клетки также позитивны по антигенам CD19, CD11c, CD25, CD103, Smκ, FMC7 и негативны по CD10, CD24, CD79a, CD5 и CD23. Этот иммунофенотип клеток является классическим для ВКЛ.

Волосатоклеточный лейкоз - вариант. Помимо "классического" иммунофенотипа ВКЛ, встречаются редкие иммунофенотипические варианты ВКЛ (ВКЛ-v), при которых могут наблюдаться недостаток антигена CD103 (6% случаев), отсутствие антигена CD25 (3% случаев) и позитивность по антигену незрелых В-клеток CD10 (10–20% случаев) [61]. Вариантный ВКЛ в классификации ВОЗ с 2008 г. рассматривается как отдельная условная нозологическая форма в разделе "Неклассифицируемая лимфома/лейкоз селезенки", вместе с лимфомой красной пульпы селезенки. Вариантный ВКЛ - еще более редкая патология, чем классическая форма заболевания, и составляет примерно 10% от всех случаев ВКЛ. Четкое отграничение ВКЛ-v от классического ВКЛ и от лимфомы красной пульпы селезенки часто представляет собой проблему, ввиду сходства клинической картины и многих диагностических параметров.
Клинические проявления классического ВКЛ, вариантного ВКЛ и лимфомы красной пульпы селезенки в общих чертах схожи, но при вариантном ВКЛ и лимфоме красной пульпы селезенки чаще наблюдается лейкоцитоз и абсолютный лимфоцитоз, без моноцитопении. Костный мозг обычно гиперклеточный, с минимальными признаками фиброза. Морфологически "ворсинчатые" лимфоциты при вариантном ВКЛ имеют большее сходство с пролимфоцитом, их ядро часто содержит 1–2 крупные нуклеолы. Отмечено, что при лимфоме красной пульпы селезенки лимфоидное поражение в гистологическом препарате КМ бывает скудным, и иногда выявляется только при иммуногистохимическом исследовании трепанобиоптата.
Для фенотипа вариантного ВКЛ и лимфомы красной пульпы селезенки, в отличие от классической формы ВКЛ, характерно отсутствие экспрессии CD25, CD123, при наличии других типичных для ВКЛ маркеров, но с меньшей степенью экспрессии: CD11c, CD103, FMC7. Кроме этого, при вариантном ВКЛ и лимфоме красной пульпы селезенки обычно отсутствуют TRAP и Annexin A1.
Для вариантного ВКЛ и лимфомы красной пульпы селезенки, в отличие от классического ВКЛ, также характерно отсутствие мутации BRAF V600E в лейкозных клетках.
Лечение вариантной формы ВКЛ до настоящего времени однозначно не определено [12].
На рис. 5-47 и 5-48 представлены два клинических случая иммунофенотипического варианта волосатоклеточного лейкоза с потерей экспрессии специфического маркера "волосатых клеток" CD103 и отсутствием экспрессии антигена CD25.


Случай ВКЛ-v № 1
При морфологическом исследовании КМ у пациентки с подозрением на волосатоклеточный лейкоз было обнаружено 5,6% ВКЛ-лимфоцитов. "Волосатые" лимфоциты имели положительную цитохимическую реакцию с тартратрезистентной кислой фосфатазой. Анализ крови выявил наличие трехростковой цитопении. Лейкоциты составили 2,1×109 /л.
Проточно-цитометрическое исследование КМ пациентки обнаружило, что в лимфоцитарном окне находится порядка 31,4% В-лимфоцитов. Факт того, что В-лимфоциты не являются "нормальными", доказывала чрезвычайно яркая интенсивность экспрессии антигенов CD19 (MFI = 1711 ед.), CD20 (MFI = 2580 ед.), CD22 (MFI = 3780 ед.), характерная для ВКЛ-лимфоцитов. Дальнейший анализ иммунофенотипического профиля ВКЛ-лимфоцитов, располагающихся в верхней части лимфоцитарного окна (см. рис. 5-47), показал, что волосатоклеточные В-лимфоциты были высокопозитивны (bright) по антигенам CD19, СD11с, CD20, CD22, слабопозитивны (dim) по FMC7 и CD79b. Клетки в данном случае почти не экспрессировали CD103 (только 10,3% от ВКЛ-лимфоцитов), а экспрессия антигена CD25 полностью отсутствовала. ВКЛ-клетки экспрессировали преимущественно легкие λ-цепи иммуноглобулинов - 80,7%.
Таким образом, ВКЛ-клетки демонстрировали редкий иммунофенотипический вариант - ВКЛ-негативный по антигенам CD103 и CD25.
Случай ВКЛ-v № 2
При морфологических исследованиях обнаружено 15,8% "волосатых лимфоцитов" из 38,7% лимфоидных клеток.
Проточно-цитометрическое исследование клеток КМ показало, что на графике SSC/CD45 в области SSClow и SSCint и яркой экспрессией CD45bright расположено несколько популяций лимфоцитов (около 75%) с различной степенью гранулярности и степени экспрессии CD45 (см. рис. 5-48). Большинство из них (76,3%) экспрессировали В-клеточный антиген CD19 с высокой степенью экспрессии. Гейтирование по антигену CD19 выявило, что все эти популяции имеют иммунофенотип ВКЛ-лимфоцитов, но при этом экспрессия антигена CD103 была снижена (dim, 36,3%), а экспрессия антигена CD25 отсутствовала. В сумме опухолевые клетки обладали следующим иммунофенотипом: позитивны по антигенам CD19bright , CD20bright , CD11cbright , CD103dim CD22+ , CD79b+ , FMC7+ , SmIgλ+ и негативны по CD5, CD10, CD23, CD24, CD25 SmIgκ.
Ранее специфической для ВКЛ цитогенетической аномалии не было обнаружено. Однако новейшие генетические/молекулярные исследования с помощью метода секвенирования следующего поколения (next-generation sequencing, NGS) привели к новым открытиям. Мутации гена BRAFV600E были выявлены почти во всех случаях ВКЛ (ВКЛ BRAFV600E + ), но отсутствуют в случаях ВКЛ-варианта (ВКЛ-v) или в других лимфоидных новообразованиях из малых B-клеток [158, 164]. Открытие мутации BRAFV600E и активации RAF-MEK-ERK -каскада сделало обоснованным применение таргетной терапии ВКЛ с использованием ингибиторов протеинкиназ, целенаправленно подавляющих активацию мутантной BRAF-киназы и киназ МЕК1/2. В то же время в половине случаев ВКЛ-v, а также в большинстве тех случаев ВКЛ, которые были BRAFV600E – (подобно ВКЛ-v) и имели реаранжировку вариабельной области тяжелой цепи иммуноглобулинов 4–34 (IGHV4–34 + ) были зарегистрированы мутации в MAP2K1 , кодирующем киназу MEK1 [173].
5.5.4. В-клеточные неходжкинские лимфомы в фазе лейкемизации
При целом ряде В-НХЛ наблюдается относительно высокая тенденция к диссеминации злокачественных клеток в кровь или костный мозг, например, при лимфоме из клеток зоны мантии (ЛКМЗ), фолликулярной лимфоме (ФЛ), лимфоме маргинальной зоны селезенки (ЛМЗС).
5.5.4.1. В-клеточная лимфома маргинальной зоны селезенки
Для лимфомы маргинальной зоны селезенки (ЛМЗС) характерна умеренная анемия и/или тромбоцитопения, в то время как число лейкоцитов умеренно повышено, редко превышает (40×109 /л) [114].
Этот тип неходжкинской лимфомы встречается у пожилых мужчин, у которых присутствуют симптомы вторичной спленомегалии. Цитологическая картина гетерогенна. Размеры клеток и количество цитоплазмы в них вариабельны. Некоторые клетки плазмоцитоидного типа с биполярными цитоплазматическими выростами, в то время как другие показывают ВКЛ-подобные периферические выросты.
При ЛМЗС обычно наблюдается быстрая диссеминация злокачественных клеток в КМ и ПК. Именно поэтому при цитоморфологическом анализе опухолевых клеток при ЛМЗС очень часто можно неправильно поставить диагноз ХЛЛ, В-ПЛЛ или ВКЛ. Отличить ЛМЗС от ХЛЛ можно при проведении иммунофенотипирования с МКА к СD5, CD22, CD23, FMC7 и sIg (Igμ, κ- и λ-легкие цепи). Обычно при ЛМЗС клетки негативны по антигенам СD5 и CD23, но в отличие от ХЛЛ они характеризуются наличием нормальной или сильной мембранной экспрессии одной из легких цепей Ig (иногда cyIg экспрессией в части клеток), поверхностных антигенов CD22 и FMC7. В то же время необходимо отметить, что примерно в 20% случаев при данной лимфоме злокачественные клетки экспрессируют CD5. Еще одним дополнительным отличием ЛМЗС от ХЛЛ является то, что клетки при этой лимфоме чаще экспрессируют мембранную форму антигена CD79b, а при ХЛЛ обнаруживается, как правило, цитоплазматический антиген CD79a [73, 161].
При проведении дифференциальной диагностики между ВКЛ и ЛМЗС необходимо, прежде всего, обращать внимание на тот факт, что в большинстве случаев ЛМЗС являются негативными по антигенам CD25 и CD103 (см. табл. 5-21) и позитивными по CD24. Для дифференциации между ВКЛ и ЛМЗС можно использовать комбинацию из четырех МКА к СD11c, CD25, CD103 и HC2, которые дают позитивное окрашивание при ВКЛ. Из этих антигенов только CD11c постоянно позитивен при ЛМЗС. Позитивные результаты с тремя другими МКА при ЛМЗС наблюдались с HC2 в 9%, с CD103 в 15% и с CD25 в 25% случаев. На рис. 5-49 приведен пример случая ЛМЗС.

Для ЛМЗС характерны высокие уровни относительного количества CD11c и CD38, интенсивности экспрессии CD19 и соотношения интенсивности флюоресценции CD19/CD20, что отличает эту форму хронических В-клеточных опухолей от CD10-негативной фолликулярной лимфомы [115].
Случай лимфомы маргинальной зоны селезенки
Больной Г.
Общеклинический анализ крови: лейкоциты - 17,9×109 /л, гранулоциты - 15% (2,6×109 /л), лимфоциты - 81,5% (14×109 /л), моноциты - 3,5% (0,7×109 /л), тромбоциты - 124×109 /л, СОЭ - 48 мм/ч. Гипохромия, полиморфизм лимфоидных клеток, омоложенный хроматин ядра, наличие одиночного ядрышка, клазматоз цитоплазмы, клетки цитолиза 61/100.
Миелограмма клеток КМ: гиперплазия лимфоидного ростка до 71,4%, обнаружены 18,4% лимфомных клеток среднего размера с омоложенным хроматином ядра и наличием ядрышка, клазматозом цитоплазмы. В препаратах значительное количество клеток цитолиза.
Проточно-цитометрическое исследование клеток КМ: на графике CD45/SSC выделена зона лимфоцитов (37,1%), в которой 76,4% составляют В-клетки (см. рис. 5-49). Дальнейший анализ выделенных на графике CD19/SSC В-лимфоцитов показал, что они представляют собой моноклональную В-клеточную популяцию с преобладанием легких λ-цепей иммуноглобулинов. Трансформированные В-лимфоциты позитивны по экспрессии антигенов CD19, CD11c, CD20, CD22, CD23, CD24, CD79b, CD81, FMC7 и негативны по антигенам CD3, CD5, CD10, CD25, CD38, CD43, CD103, Smκ.
Таким образом, обнаруженные в результате проточно-цитомерического исследования патологические В-клетки имеют суммарный иммунофенотип: Smλ+ CD19+ CD11с+ CD20+ CD22+ CD23+ CD24+ CD79b+ CD81+ FMC+ , характерный для лимфомы клеток маргинальной зоны селезенки в фазе лейкемизации.
5.5.4.2. Лимфома из клеток зоны мантии
Изначально нодулярный характер роста лимфомы из клеток зоны мантии (ЛКЗМ) сменяется диффузным при прогрессировании заболевания (лейкемическая фаза). Клетки при данном типе лимфом малого и среднего размеров со скудной цитоплазмой, с ядрами неправильной и/или расщепленной формы. ЛКЗМ часто диссеминирует как в КМ, так и в ПК с высоким содержанием злокачественных клеток.
Лимфоциты в фазе лейкемизации при лимфоме из клеток зоны мантии позитивны по антигену CD5 и имеют умеренную по интенсивности экспрессию поверхностного SmIgμδ [73, 161]. В отличие от ХЛЛ при ЛКЗМ отмечается умеренная экспрессия антигена CD20, позитивность по FMC7 и отсутствие позитивности по CD23). В плане дифференциальной диагностики между ХЛЛ и ЛКЗМ используют окрашивания МКА к антигенам CD5 и CD23. В этом случае при ХЛЛ клетки имеют поверхностный фенотип CD5+ CD23++ , а при ЛКЗМ - CD5+ CD23– . Антиген CD79a также используется для дифференциации между ХЛЛ и ЛКЗМ. При ХЛЛ антиген CD79а негативен и слабо позитивен (CD79a–/dim+ ), а при ЛКЗМ сильно позитивен (CD79abright ). При проведении дифференциальной иммунофенотипической диагностики можно также опираться на данные об экспрессии антигена CD79b на мембране злокачественных клеток при различных зрелоклеточных В-клеточных опухолях. Так, позитивная экспрессия этого антигена наблюдается при ЛКЗМ в 92,3% и при ЛСВЛ в 83,3% случаев. При ХЛЛ и ВКЛ он экспрессируется очень редко, в 5 и 25% случаев соответственно.
Важным свойством клеток при ЛКЗМ является обнаружение позитивного окрашивания с Циклином Д1 [173]. Гиперэкспрессия Циклина Д1 вызвана переносом генов BCL1 и тяжелой цепи Ig (BCL1-IgH ), который происходит вследствие транслокации t(11;14) . На рис. 5-50 приведен пример случая ЛКЗМ с типичным иммунофенотипом. В отличие от ХЛЛ, злокачественные клетки имеют яркую экспрессию антигенов СD20 и SmIgk, позитивны по FMC7, CD79b+ , CD22+ и негативны по CD23.

Существует иммунофенотипический вариант ЛКЗМ, позитивный по антигену CD23, встречающийся крайне редко [33]. В практике нашей лаборатории был диагностирован такой случай (рис. 5-51).

Случай лимфомы из клеток зоны мантии, позитивной по CD23
При обнаружении ЛКЗМ, позитивной по CD23-антигену, необходимо проводить дифференциальную диагностику с В-ХЛЛ.
Морфологическое исследование КМ пациента, 83 года, с подозрением на лимфопролиферативное заболевание показало, что лимфоидный росток расширен до 31,2%. Лимфоциты характеризовались омоложенным хроматином ядра и клазматозом цитоплазмы.
Проточно-цитометрический анализ (рис. 5-51) обнаружил, что опухолевые клетки пациента экспрессировали антигены CD19, CD20, CD5, CD23, но при этом характер их экспрессии отличался от наблюдаемого при ХЛЛ. Во-первых, интенсивность экспрессии CD20 при данной форме ЛКЗМ была умеренной (mod, MFI = 413 ед.) против слабой (dim), характерной для классического ХЛЛ. Во-вторых, коэкспрессия антигенов СD23 и CD5 на 90% лейкозных В-клеток носила гетерогенный характер (het), тогда как при ХЛЛ характерна гомогенная коэкспрессия данных антигенов. Трансформированные лимфоциты также экспрессировали антигены FMC7, CD79b и CD22, которые, как правило, отсутствуют при ХЛЛ или слабопозитивны. Клональность В-лимфоцитов доказана обнаружением преимущественной экспрессии легких κ-цепей иммуноглобулинов.
Цитогенетическое исследование выявило следующие нарушения кариотипа: 46,XY,t(9;15)(p13q11) [157]; 46,XY,del(6)(q23) [157] и 46,XY,t(11;14)(q13;q32) [157]. Транслокация t(9;15) встречается сравнительно редко, но при многих видах лимфом, в том числе при ЛКЗМ, для которой характерен разрыв в 9р13, где локализуется ген РАХ5 - ключевой регулятор развития и дифференцировки В-клеток. Наиболее значимым оказалось обнаружение специфичной для ЛКЗМ транслокации t(11;14)(q13;q32). Сопоставление данных клинических, морфологических, иммунофенотипических и цитогенетических исследований позволило поставить окончательный диагноз: "Лимфома из клеток зоны мантии".
В обновленной классификации ВОЗ 2016 г. добавлена новая информация о развитии ЛКЗМ. В настоящее время признаются два типа клинически индолентных вариантов, отражающих, в частности, два очень разных пути развития ЛКЗМ (рис. 5-52) [90]. Классическая ЛКЗМ обычно состоит из IGHV-немутированных или IGHV-минимально мутированных В-клеток, которые, как правило, экспрессируют ген SOX11 (SOX11+ ) и вовлекает в себя лимфатические узлы и иные экстранодальные места. Приобретение дополнительных молекулярных/цитогенетических нарушений может привести к еще более агрессивным формам ЛКЗМ - бластоидной или плеоморфной. Другие ЛКЗМ развиваются из IGHV-мутированных клеток SOX11 – B-клеток, которые приводят к лейкемической не-нодальной ЛКЗМ, как правило, с вовлечением ПК, КМ и селезенки. Эти случаи часто имеют индолентное клиническое течение. Однако могут встречаться вторичные генетические нарушения, чаще всего с участием TP53, которые и приводят к крайне агрессивному течению заболевания.

In situ ЛКЗМ теперь называется новообразование из клеток зоны мантии in situ (НКЗМ-IS). Этим названием подчеркивается более консервативный подход к лимфоидным новообразованиям с низкой скоростью прогрессии. Эта новая нозологическая форма добавлена в классификацию ВОЗ 2016 г. Характеризуется наличием циклин D1+ клеток, наиболее типичных для внутренней зоны мантии фолликулов в лимфоидных тканях. Ее часто находят случайно, иногда в сочетании с другими лимфомами. Клетки при данной неоплазии диссеменируют гораздо реже, чем при in situ фолликулярной лимфоме, и демонстрируют низкую скорость прогрессирования [43]. НКЗМ-IS следует отличать от явной ЛКЗМ с ростом структуры зоны мантии. Тем не менее случаи НКЗМ-IS и классические ЛКЗМ с низкой пролиферативной фракцией также могут иметь относительно индолентное течение.
5.5.4.3. Фолликулярная лимфома
Фолликулярная лимфома - одна из наиболее частых неходжкинских лимфом с благоприятным прогнозом у взрослых. При ФЛ наблюдается быстрая прогрессия в лейкемическую фазу. Иммунофенотип клеток при ФЛ характеризуется достаточно высокой степенью экспрессии SmIg (наиболее часто IgM). Как и большинство зрелых В-клеточных новообразований, лимфоциты при ФЛ позитивны по антигенам CD19, CD20, CD22 и CD79a. Довольно часто при ФЛ регистрируется слабая степень экспрессии антигена CD10, иногда CD43 [18]. В некоторых случаях клетки позитивны по антигенам CD5 и CD23 [112]. Очень важно отметить, что практически при всех фолликулярных лимфомах обнаружена гиперэкспрессия BCL2 протеина. С помощью проточно-цитометрического определения внутриклеточного содержания BCL2 можно провести четкую дифференциацию между его слабой экспрессией в нормальных реактивных клетках и гиперэкспрессией BCL2 в клетках ФЛ. Повышенный синтез BCL2 протеина возникает вследствие транслокации t(14;18), в результате которой происходит перемещение гена BCL2 для контроля гена IgH . Опухолевые клетки экспрессируют также ядерный белок BCL6.
На рис. 5-53 представлен случай ФЛ в фазе лейкемизации .

На графике зависимости сигналов SSC и степени экспрессии CD45 в лимфоцитарном окне (гейт Н) обнаружены патологические опухолевые лимфоидные клетки с аномальным соотношением Т- и В-лимфоцитов (CD19/CD3). Большая часть клеток в этом гейте представлена В-лимфоцитами (73%), умеренно позитивными (mod) по антигену CD20 и слабопозитивными (dim) по CD10 (антигену незрелых В-клеток). Использование пан-В-клеточного антигена СD19, как маркера для гейтинга, позволяет проанализировать иммунофенотип опухолевых В-клеток (график CD19/SSC). В-клетки в области выделенной по антигену CD19 экспрессировали преимущественно легкие κ-цепи Ig, а также были позитивны по антигенам, характерным для зрелых В-лимфоцитов CD22 (dim), CD79b (dim to mod), FMC7 (dim). Отсутствовали антигены характерные для ХЛЛ - CD23, CD5 и ВКЛ - CD11c, CD25.
В классификацию ВОЗ 2016 г. была добавлена новая нозологическая форма, имеющая отношение к ФЛ, которой дали название фолликулярное новообразование in situ (ФН-IS). Эти новообразования имеют низкий уровень прогрессии, но чаще ассоциируются с явными лимфомами до их появления или синхронно с ними, что требует дополнительной клинической оценки [91, 158]. Они должны быть отделены от частичного вовлечения со стороны ФЛ, у которой выше вероятность к прогрессированию. ФН-IS имеет меньшее число копий хромосомных аномалий, чем фокальная (очаговая), и в особенности явная ФЛ, хотя вторичные генетические аномалии присутствуют даже при самых ранних поражениях вместе с реаранжировкой BCL2 . Клетки, аналогичные тем, которые имеют транслокацию t(14;18)(q32;q21); IGH/BCL2 , циркулируют у многих здоровых людей и могут находиться в зародышевых центрах как непролиферирующие центроциты даже при отсутствии распознанной IS-ФН. Тем не менее более высокие уровни циркулирующих t(14;18)+ лимфоцитов (>10–4 от общего числа клеток) указывают на более высокий риск возникновения ФЛ [143].
Проточно-цитометрические исследования показали наличие популяции В-клеток с фенотипом ФЛ-типа приблизительно в половине всех лимфатических узлов с ФН-IS. Это имеет особое значение для использования тонкоигольной аспирации, при которой не может быть оценена структура ткани [139].
5.5.4.4. Лимфома Беркитта
Лимфомные клетки при ЛБ среднего или крупного размера, с округлым ядром, с резкой базофилией и вакуолизацией цитоплазмы (морфология соответствует варианту L3 ОЛЛ по ФАБ классификации). Основываясь первоначально на лимфобластной цитоморфологии, В-ОЛЛ (В-IV)/ЛБ относили к опухолям из незрелых В-клеток-предшественников. Однако это оказалось неправильным, так, было четко показано, что гены Ig содержат соматические мутации, которые не являются стабильными. В настоящее время предполагают, что эти опухоли происходят из В-клеток фолликулярных центров. Это указывает на то, что В-ОЛЛ (BIV) значительно отличается от других типов В-линейных ОЛЛ, относящихся к лейкозам из В-клеток-предшественников. Учитывая известные сходства в биологии, онкогенезе и ответе на терапию между В-ОЛЛ (B-IV) и ЛБ, а также иммунофенотипические данные было предложено заменить вводящий в заблуждение термин "В-ОЛЛ" (BIV) термином "лимфома Беркитта" [167].
ЛБ имеет уникальный иммунофенотип, ее легко можно отличить от В-ОЛЛ по мембранной экспрессии SmIgM, легких κ- или λ-цепей Ig и отсутствию позитивного окрашивания на TdT и CD34 [169]. При иммунофенотипировании методом ПЦ наблюдается специфическая картина распределения клеток по SSC и интенсивности экспрессии CD45. Лимфомные клетки имеют более высокие сигналы SSC, чем лимфоциты и располагаются выше и левее лимфоцитарного окна, где часто располагаются лейкозные бласты при ОЛЛ, если они умеренно позитивны по CD45. Такая картина распределения клеток не встречается при других новообразованиях из зрелых лимфоцитов. Наряду с этим одним из главных диагностических признаков, отличающим ЛБ от других зрелоклеточных лимфом/лейкозов, является положительная экспрессия антигена CD10. Дифференциально-диагностическим отличием между ЛБ и ФЛ служит интенсивность экспрессии этого маркера, как правило, яркая при ЛБ и слабая при ФЛ.
Генетические исследования показывают, что практически во всех случаях при ЛБ обнаруживается транслокация t(8;14), при которой происходит перенос гена с-myc из хромосомы 8 в один из генов иммуноглобулинов, или редко встречающиеся варианты транслокаций t(2;8) или t(8;22). Таким образом, для установления точного диагноза диссеминированной ЛБ необходимы моноклональные антитела, позволяющие определять повышенную внутриклеточную экспрессию c-myc . Пролиферирующая фракция Ki-67+ -клеток при ЛБ высокая и составляет от 80 до 100%. Недавние NGS исследования лимфомы Беркитта позволили лучше понять патогенез этой опухоли. Мутации в транскрипционном факторе TCF3 или его негативном регуляторе ID3 встречаются приблизительно в 70% случаев спорадических ЛБ и ЛБ, связанных с иммунодефицитом, а также в 40% случаев эндемичных ЛБ. TCF3 повышает выживаемость и пролиферацию лимфоидных клеток, активируя В-клеточные рецептор/фосфатидилинозитол 3-киназные сигнальные пути и модулируя экспрессию циклина D3, который также мутирован в 30% ЛБ [108, 158].
В последних исследованиях были идентифицированы лимфомы похожие на ЛБ по морфологии и, в большей степени, по иммунофенотипическим признакам и профилю генной экспрессии, но при которых отсутствовала реаранжировка MYC . Вместо этого у них наблюдалось изменение со стороны хромосомы 11q, характеризующееся непосредственными приобретениями и потерями теломер. По сравнению с ЛБ эти лимфомы имеют более сложный кариотип, более низкий уровень экспрессии MYC , определенную степень цитологического плеоморфизма, иногда фолликулярную структуру и часто нодальную презентацию. Клиническое течение данной лимфомы и ЛБ похожи, но количество сообщаемых случаев до сих пор ограничено. Хотя требуются дальнейшие исследования, в пересмотренной классификации ВОЗ в 2016 г. было предложено рассматривать эту лимфому как новую условную нозологическую форму под названием лимфома, подобная лимфоме Беркитта с аберрацией 11q [65, 158].
На рис. 5-54 представлен случай лимфомы Беркитта в фазе лейкемизации . В результате проточно-цитометрического исследования клеток лизированного КМ на точечном графике распределения клеток CD45/SSC, обнаружено, что сразу над зоной лимфоцитов (прекрывая ее) располагается порядка 20% опухолевых клеток, имеющих более высокую гранулярность (SSCint ), чем лимфоциты (SSClow ), но довольно высокопозитивных по CD45. Эти клетки имеют В-линейную направленность, поскольку на их поверхности была обнаружена высокая плотность экспрессии В-клеточных антигенов CD19, CD20, CD10 и цитоплазматического CD79a. Антиген СD10 (антиген незрелых В-клеток) имеет более яркую экспрессию, чем ФЛ. Тем не менее то, что это зрелые опухолевые В-клетки, имеющие моноклональную природу, а не В-клетки-предшественники, подтверждается наличием SmIgM, яркой экспрессией поверхностных легких λ-цепей иммуноглобулинов (>90% клеток) и отсутствием маркеров клеток-предшественников cyTdT, CD34. Обнаруженные иммунофенотипические особенности соответствуют иммунофенотипу лимфомы Беркитта в фазе лейкемизации.

5.5.4.5. Лимфоплазмоцитарная лимфома. Макроглобулинемия Вальденстрема
Обнаруживается множество типов мелкоклеточных В-лимфоидных новообразований, демонстрирующих плазмоцитарную дифференцировку и специфические иммунофенотипические или генетические особенности, характерные для лимфоплазмоцитарной лимфомы (ЛПЛ). В классификации ВОЗ ЛПЛ пока определяют как В-клеточные новообразования, состоящие из малых лимфоцитов, плазмацитоидных лимфоцитов и плазматических клеток, обычно вовлекающие в патологический процесс КМ и иногда лимфатические узлы и селезенку, которые не соответствуют критериям для любой другой В-клеточной пролиферации с плазмоцитоидной дифференцировкой.
Ранее считалось, что ЛПЛ не имеет значимых хромосомных или онкогенных аномалий. Однако последние молекулярно-генетические исследования показали, что приблизительно в 90% случаев ЛПЛ или макроглобулинемии Вальденстрема - МГВ (ЛПЛ плюс IgM парапротеин) обнаруживается мутация MYD88L265P . Эта мутация также выявлена в значительной части случаев IgM-моноклональной гаммапатии неопределеного генеза (IgM-MGUS), но не в случаях MGUS IgG или IgА, а также в небольшой части других В-клеточных лимфом, но не при плазмоклеточной миеломе (даже IgM типа) [80]. Пересмотр случаев с мутациями и без них привел к пересмотру критериев для ЛПЛ. Случаи, которые ранее описывались как полиморфная ЛПЛ и некоторые ЛПЛ-подобные случаи болезни тяжелых цепей γ, были исключены из данной категории. Эти генетические исследования также привели к тому, что IgM-MGUS сейчас рассматривают как более тесно связанную с ЛПЛ или другими В-клеточными лимфомами и отделяют от единообразных случаев MGUS IgG и IgA MyD88 дикого типа, которые более тесно связаны с плазмоклеточной миеломой. Данные выводы подтверждает тот факт, что мутации гена CXCR4 обнаруживают приблизительно в 30% случаях ЛПЛ и 20% IgM-MGUS, но не находят в случаях MGUS IgG или IgA [158].
Макроглобулинемия Вальденстрема. В предыдущих классификациях рассматривалась как вариант группы лимфоплазмоцитарных лимфом. В классификации ВОЗ МГВ выделена в отдельную нозологическую форму в 2008 г., хотя отношение к этому было неоднозначно. Это довольно редкая форма зрелоклеточных В-клеточных лимфом. Она встречается в 10 раз реже, чем множественная миелома, и составляет около 2% всех гемобластозов [2]. Ее обозначают как В-клеточную ЛПЛ, секретирующую моноклональный парапротеин IgM (РIgM) в любой концентрации, для которой характерно вовлечение в опухолевый процесс КМ. Данная лимфома морфологически представлена малыми лимфоцитами, плазмоцитами и промежуточными формами клеток. КМ может быть массивно поражен опухолевыми клетками, в то время как число их в ПК очень мало. При этом IgM-секретирующими являются как лимфоидные, так и плазматические переходные формы клеток. У некоторых больных морфологическая картина КМ неотличима от таковой при ХЛЛ.
Гетерогенность морфологического субстрата определяет и иммунофенотипическое разнообразие опухолевых клеток при МГВ. Эта лимфома не имеет специфического иммунофенотипа. Опухолевые клетки при МГВ экспрессируют РIgM как на своей поверхности (SmIgM), так и в цитоплазме (суIgM). Экспрессия SmIgM существенно превалирует. В части клеток суIgM вообще не определяется. Опухолевые клетки, как правило, негативны к IgD. Легкие κ-цепи Ig экспрессируются в 2–5 раз чаще, чем легкие λ-цепи Ig. Имеет место выраженная экспрессия В-клеточных антигенов: CD19, CD20, CD22, CD79a (рис. 5-55). В большинстве случаев лимфомные клетки экспрессируют CD25, CD27, FMC7 и CD52. Как правило, экспрессия CD5 и CD10 отсутствует (<5% случаев МГВ), не характерна и экспрессия CD23, CD103, CD138, CD11c, ZAP-70. Хотя есть сообщения об экспрессии СD23 [123]. В практике нашей лаборатории также наблюдали CD23 позитивный случай МГВ (рис. 5-56). Часто наблюдается экспрессия CD38. Если количество плазматических клеток в опухолевом субстрате существенно, то экспрессия CD38 и CD138 может оказаться значимой [2].


У большинства больных выявляется нормальный кариотип. Самой частой хромосомной аномалией является делеция длинного плеча хромосомы 6 - del(6q21) или del(6q25). Она встречается по разным источникам в 20–55% случаев. Тем не менее данная генетическая аберрация не является специфической для МГВ. Строгих доказательств ее ассоциации с плохим прогнозом в настоящее время не получено.
5.5.4.6. Диффузная В-крупноклеточная лимфома
Диффузная В-крупноклеточная лимфома (ДВКЛ) включает группу опухолей с гетерогенными морфологическими, иммунофенотипическими, цитогенетическими, молекулярными и клиническими особенностями. ДВКЛ могут возникать de novo или вследствие опухолевой трансформации лимфом из зрелых В-клеток [126]. Неопухолевый аналог - В-клетки зародышевого центра (центробласты) и постгерминативной зоны (иммунобласты). Лейкемизация ДВКЛ происходит не так быстро, как при ФЛ или ЛКЗМ. Характерно поражение лимфоидной ткани, но в 49% случаев встречается экстранодальная локализация (ЦНС, кожа, желудочно-кишечный тракт, кости, яички, мягкие ткани и др.).
При лейкемизации ДВКЛ в КМ и ПК наблюдается инфильтрация бластными клетками. Эта лимфома не имеет специфического иммунофенотипа. По сравнению с нормальными лимфоцитами большие неопластические В-клетки ДВКЛ имеют поразительно высокие сигналы переднего светорассеяния (FSC). Опухолевые клетки характеризуются вариабельной экспрессией пан-В-клеточных маркеров CD19, CD20, CD22 и СD79a. Несмотря на В-клеточное происхождение, на лимфомных клетках в 25–50% случаев не обнаруживается SmIg или cyIg экспрессия. В ряде случаев отмечается экспрессия антигенов CD5 (около 10%) или CD10 (25–50%). Возможна экспрессия CD30 и эпителиального мембранного антигена (ЭМА) при отсутствии ALK-протеина (anaplastic lymphoma kinase). Пролиферативная активность клеток (Ki-67) высокая и составляет 40–90%.
В настоящее время ДВКЛ по клинико-иммунофенотипическим характеристикам разделяют на две группы [13]:
Экспрессия маркеров фолликулярной дифференцировки является фактором благоприятного течения заболевания.
Подгруппы GCB и ABC различаются по хромосомным изменениям, активации сигнальных путей и клиническому исходу [182]. Наиболее популярным алгоритмом для разделения ДВКЛ на эти две иммуногистохимические подгруппы является алгоритм Ханса, основанный на иммуногистохимическом определении экспрессии белков CD10, IRF4/MUM1, BCL6 [81]. Однако следует отметить, что эти подгруппы не совсем точно коррелируют с генетическим экспрессионным профилем и не определяют терапию.
В 20% случаев ДВКЛ наблюдается реаранжировка гена BCL-2 - t(14;18)(q21;q32) что, как предполагается, свидетельствует о трансформации ФЛ в ДВКЛ. При этом экспрессия молекулы BCL-2 при ДВКЛ не зависит от реаранжировки гена BCL-2 [180]. В 25–40% случаев обнаруживаются транслокации или соматические мутации гена BСL-6 и в 5–15% случаев транслокации гена с-Мyc из хромосомы 8 в один из генов иммуноглобулинов.
5.5.4.7. Плазмоклеточная (множественная) миелома
Плазмоклеточная (множественная) миелома (ПМ) относится к плазмоклеточным опухолям, которые характеризуются быстрым увеличением клона плазматических клеток в костном мозге и продукцией моноклонального иммуноглобулина. Течение таких заболеваний может варьировать от спокойного, как при моноклональной гаммапатии неопределенного значения (MGUS), до симптоматической миеломы с поражением костей скелета, подавлением функции КМ и развитием почечной недостаточности [162, 171]. ПМ отличается от всех остальных заболеваний системы крови разнообразием клинических проявлений, что затрудняет ее диагностику. Данное заболевание является самой распространенной формой моноклональных гаммапатий и чаще всего встречается у людей пожилого возраста (медиана возраста - 62 года). "Золотым стандартом" диагностики ПМ считается метод иммунофиксации. Диагноз "плазмоклеточная миелома" может быть установлен, если содержание плазматических клеток (ПлК) в костном мозге превышает 10% и имеются доказательства аберрантности фенотипа и/или клональности трансформированных ПлК. В зависимости от класса секретируемого моноклонального иммуноглобулина выделяют следующие иммунохимические варианты ПМ: G-миелома (55–65% случаев), A-миелома, (20–25%), D-миелома (2–5%), E-миелома (0,1–0,75%), миелома Бен-Джонса (болезнь легких цепей) (12–20%), М-миелома (0,05–0,1%), несекретирующая миелома (1–2%), диклоновая миелома (1–2%) [17].
Метод ПЦ также играет важную роль в дифференциальной диагностике плазмоклеточной миеломы. Для выявления опухолевых клеток при ПМ необходимо знать иммунофенотип нормальных плазматических клеток. В ходе дифференцировки (созревания) ПлК из В-клеток происходит постепенная утрата В-клеточных маркеров CD19 и CD20, а также снижение степени экспрессии лейкоцитарного антигена CD45. В то же время по мере созревания ПлК происходит усиление степени экспрессии антигенов CD38 и CD138 (синдекан-1, дифференцировочный маркер ПлК). Именно выявление яркой сочетанной экспрессии данных маркеров позволяет надежно выявлять плазматические клетки конечных стадий дифференцировки [10]. Таким образом, в норме в костном мозге ПлК клетки имеют следующий иммунофенотип: CD45dim+ CD19dim+ CD38+++ CD138+ , слабопозитивны или негативны по SmIg+/– , сyIg+ (соотношение сyIgκ/сyIgλ равно 0,9–2,4) (рис. 5-57). В отличие от В-клеток, созревшие плазматические клетки утрачивают способность к делению и реактивации.

Миеломные клетки появляются в результате моноклональной пролиферации трансформированных опухолевых ПлК и, как следствие, способны к продукции моноклонального иммуноглобулина только одного класса. При диагностике ПМ с помощью ПЦ необходимо учитывать не менее 50 тыс. событий, чтобы выявляемые плазматические клетки формировали отчетливый кластер. Суммарным иммунофенотипом опухолевых ПлК считают СD45– CD19– СD38+ СD138+ . В противоположность нормальным плазмоцитам, миеломные клетки не экспрессируют пан-В-клеточный антиген CD19 и в основном негативны по всем другим В-клеточным маркерам, включая CD79. Тем не менее необходимо учитывать, что экспрессия CD19 на ПМ-клетках может сохраняться примерно в 15% случаев [10]. Злокачественные ПлК экспрессируют моноклональный cyIg+ (экспрессия SmIg либо отсутствует, либо слабая) и позитивны по антигенам CD38 и CD138. В отличие от нормальных, они часто экспрессируют CD56 и/или СD117, тогда как экспрессия антигена CD45 довольно низкая или отсутствует (рис. 5-58). Наличие антигенов CD45, CD56 и CD117 на трансформированных ПлК ассоциировано с благоприятным прогнозом, а полная потеря экспрессии CD45 и СD56 ассоциирована с быстрой прогрессией заболевания и плохим прогнозом.

В табл. 5-23 представлена четырехцветная панель для диагностики плазмоклеточной миеломы.
FL1 (FITC) | FL2 (PE) | FL3 (PC5 или PerCP) | FL4 (PC7 или APC) |
---|---|---|---|
SmIgκ |
SmIgλ |
CD19 |
CD38 |
CD19 |
CD138 |
CD45 |
CD38 |
CD19 |
CD56 |
CD45 |
CD38 |
CD19 |
CD117 |
CD45 |
CD38 |
CyIgκ |
CyIgλ |
CD45 |
CD38 |
CyIgA |
CyIgG |
CD45 |
CD38 |
CyIgD |
CyIgM |
CD45 |
CD38 |
Примечание. PerCP - перидинхлорофилл протеин (белок хлорофилла).
Наибольшие трудности возникают при проведении дифференциальной диагностики между ПМ и MGUS. Методом ПЦ показано, что при MGUS количество моноклональных опухолевых клеток значительно ниже, чем у больных ПМ (p <0,0001). Так, более 3% плазматических клеток с нормальным иммунофенотипом обнаруживают только у 1,5% больных ПМ и у 98% пациентов с MGUS [3]. В табл. 5-24 представлены данные, демонстрирующие аберрантную экспрессию маркеров на моноклональных ПлК у пациентов с ПМ и MGUS.
Иммунофенотип моноклональной плазмоклеточной популяции | Пациенты с плазмоклеточной миеломой (n=61) | Пациенты с моноклональной гаммапатией неопределенного значения (n=13) |
---|---|---|
CD19– |
85 |
69 |
CD45– |
55 |
46 |
CD56+ |
73 |
62 |
CD117+ |
35 |
Нет данных |
CD19– , из CD45– CD56+ |
98 |
78 |
В дальнейшем MGUS может трансформироваться в злокачественное заболевание, чаще всего в ПМ (в 20% случаев), МГВ или другие злокачественные моноклональные гаммапатии [71].
В случае выявления секреции моноклонального IgM необходимо проводить дифференциальную диагностику между ПМ и МГВ. Иммунофенотип опухолевых клеток при МГВ отличается от иммунофенотипа опухолевых клеток при ПМ наличием позитивной экспрессии В-клеточных антигенов CD19, CD20, CD79a.
Плазмоклеточный лейкоз (ПлЛ) представляет собой редкий и агрессивный вариант плазмоклеточной миеломы, определяемый числом ПлК в ПК 2×109 /л и более 20% при дифференциальном подсчете лейкоцитов. Примерно около 2% случаев ПМ в терминальной стадии трансформируются в плазмоклеточный лейкоз [49]. ПлЛ характеризуется диффузным поражением КМ опухолевыми плазмобластами, которые обнаруживаются и в ПК, обусловливая гиперлейкоцитоз. При нем, как правило, резко выражены признаки миелодепрессии (анемия, тромбоцитопения, нейтропения). В ПК выявляются различные по степени зрелости плазматические клетки, плазмобласты. Экстрамедуллярные инфильтраты встречаются у 50% больных, преимущественно в печени, селезенке, лимфатических узлах, коже. По мере прогрессирования процесса инфильтраты появляются и в других органах и тканях. Плазмоклеточный лейкоз классифицируется как первичный (de novo ), когда он обнаруживается в лейкемической фазе (60% случаев), или как вторичный (secondary), когда он является результатом трансформации предварительно распознанной ПМ. Прогноз заболевания неблагоприятный. При проведении полихимиотерапии общая выживаемость больных с первичным плазмоклеточным лейкозом составляет 8 мес, а с вторичным ПлЛ - 2 мес. Для лейкозных клеток данного варианта ПМ характерна экспрессия CD38 и CD138, отсутствие CD19. Антиген CD56 часто утрачивается [14].
На рис. 5-59 приведен случай плазмоклеточного лейкоза . При анализе точечных графиков распределения клеток в зависимости от их размера, гранулярности и степени экспрессии антигена CD45 (FSC/SSC, CD45/SSC), полученных в результате проточно-цитометрического исследования, можно выделить две основные группы клеток: небольшую область высокопозитивных по CD45 нормальных лимфоцитов и большое количество клеток в так называемой бластной области, имеющих менее выраженную экспрессию антигена СD45 и располагающихся в гейте R2. Клетки в гейте R2 негативны по основным Т- и В-лимфоидным антигенам, миелоидным антигенам, антигенам ранних клеток-предшественников СD34 и cyTdT. Клетки в этом гейте имеют иммунофенотип: СD38+ , CD16.56+ , HLA-DR+ , характерный для клеток с плазмоцитарной дифференцировкой.

Данные генетических исследований свидетельствуют о хромосомной нестабильности при ПМ, что является основой злокачественного роста. Применение FISH и ПЦ (ДНК-цитометрия) при обследовании опухолевых ПлК позволяет обнаружить цитогенетические поломки более чем у 90% больных ПМ. В табл. 5-25 показана частота встречаемости генетических аномалий при плазмоклеточной миеломе [46, 119].
Хромосомные нарушения | Частота, % | Вовлеченные гены |
---|---|---|
Гипердиплоидия |
50–60 |
н/д |
Гиподиплоидия |
20 |
н/д |
Псевдодиплоидия |
15 |
н/д |
del(13) или (13q) |
50 |
н/д |
t(11;14) |
20 |
Циклина D1 |
t(4;14) |
15 |
FGFR3, MMSET |
del(17p) |
8–11 |
p53 |
t(8;14) |
5 |
c-myc |
t(14;16) |
3 |
c-maf |
t(14;20) |
1 |
maf-b |
t(6p25 или 6p21;14) |
1 |
IRF-4 или CCND3 |
t(9;14) |
<1 |
PAX-5 |
Недавно идентифицированные изменения |
||
5q+ |
50 |
н/д |
1q+ |
35 |
н/д |
1p– |
30 |
н/д |
12p– |
10 |
н/д |
Примечание : н/д - нет данных.
Анализ содержания ядерной ДНК с помощью ПЦ позволяет обнаружить анеуплодию у 80% больных ПМ; наиболее часто наблюдалась гипердиплоидия и менее чем у 1/4 больных - гиподиплоидия. При гипердиплоидном наборе хромосом у больных ПМ прогноз более благоприятный.
Использование зондов позволяет выявить делецию хромосомы 13 или части ее длинного плеча 13q в 90% случаев [67, 154]. Установлено, что del(13) является неблагоприятным фактором прогноза. У таких больных чаще развивается лекарственная устойчивость опухолевых клеток.
Миеломные клетки с t(11;14)(q13;q32) с вовлечением гена циклина D1 имеют низкий пролиферативный индекс и морфологически характеризуются как мелкие зрелые плазматические или лимфоплазмоцитоидные клетки, экспрессирующие CD20 [28].
Транслокация t(4;14)(p16;q32) активирует экспрессию гена рецептора 3-го типа фактора роста фибробластов (FGFR3) [147].
Потеря короткого плеча хромосомы 17 - del(17p), описана примерно у 10% больных ПМ на ранних стадиях. Однако число больных с данной мутацией возрастает при рецидивах заболевания или появлении экстрамедуллярных очагов. Делеция вовлекает большую часть короткого плеча хромосомы 17 с потерей генов. Наиболее важный ген в этом регионе - р53 . Мутация р53 свидетельствует о неблагоприятном прогнозе, агрессивном течении ПМ или трансформации в острый лейкоз [27].
На основе прогностического значения ряда генетических аномалий больных ПМ распределяют на группы стандартного, промежуточного и высокого риска (табл. 5-26) [58, 66, 74, 147, 149].
Высокий риск | Промежуточный риск | Стандартный риск |
---|---|---|
del(17p) |
t(4;14)* |
Все другие признаки, которых нет в первой и второй группах |
t(14;16) |
del(13) |
Гипердиплоидия |
t(14;20) |
Гиподиплоидия |
t(11;14) |
Экспрессия генов профилирования (GEP FGFR3/MMSET, GEP MAF/MAF-B ) |
ИМПК ≥3% |
t(6;14) |
*Пациенты с t(4;14), уровнем β2 -микроглобулина <4 мг/л, гемоглобина 100 г/л и более относятся к группе промежуточного риска. Прогноз хуже, если t(4;14) сочетается с высоким уровнем β2 -микроглобулина.
Примечание : ИМПК - индекс метки плазматических клеток (метод мечения плазматических клеток тимидином).
По результатам исследования разных авторов, медиана выживаемости больных ПМ из группы стандартного риска составляет 3–6 лет, в то время как при высоком риске - менее 3 лет.
5.5.4.8. Экстранодальная лимфома маргинальной зоны лимфоидной ткани, ассоциированной со слизистыми оболочками (MALT-лимфома) и лимфома маргинальной зоны лимфатического узла
"Мукозоассоциированные с лимфоидной тканью" лимфомы являются в действительности экстранодальной презентацией лимфом маргинальной зоны. При этих формах в процесс также вовлекаются лимфатические узлы и селезенка. Цитоморфологические свойства лимфомных клеток гетерогенны. Распространение злокачественных клеток в ПК и КМ происходит не так часто, как при других формах лимфом. Когда происходит процесс лейкемизации количество неопластических клеток обычно низкое [4].
Специфических иммунофенотипических признаков для этих форм лимфом нет. Клетки обычно CD20+ , CD79a+ , CD5– (в отличие от ЛКЗМ и ХЛЛ), CD10– (в отличие от ФЛ), CD23– , CD11c (слабая экспрессия) и негативны по экспрессии циклина D1 (в отличие от ЛКЗМ). Часть лимфомных клеток может быть сyIg+ .
5.5.5. Новообразования из зрелых Т- и NK-клеток
На долю опухолей из зрелых Т/NK-клеток приходится около 5% от всех наблюдений хронических форм лимфопролиферативных заболеваний. В классификации ВОЗ 2016 г. представлено порядка 29 нозологическими формами опухолей из зрелых Т- и NK-клеток (см. табл. 5-19) [158].
Условно их разделяют на четыре группы:
-
1) Т/NK-клеточные новообразования с преобладанием лейкемических проявлений;
-
2) Т/NK-клеточные новообразования с преобладанием экстранодальных проявлений;
-
3) Т-клеточные новообразования с преобладанием вовлечения в патологический процесс кожи;
-
4) Т-клеточные новообразования с преобладанием нодальных проявлений.
В настоящее время признано, что Т-клеточные лимфомы связаны с изменениями врожденного и адаптивного иммунитета, а изучение таких субпопуляций Т-клеток, как регуляторные Т-клетки и фолликулярные Т-клетки-хелперы, способствовало новому пониманию морфологических, гистологических и иммунофенотипических особенностей Т- и NK-клеточных опухолей [42, 104].
Проведение иммунофенотипического анализа с помощью ПЦ играет существенную роль в диагностике хронических Т-клеточных лейкозов. Оно позволяет провести дифференцирование между лейкозами Т-клеточного происхождения (CD3+) и NK-клеточного происхождения (CD3-CD16+ CD56+ ), а также классифицировать различные формы этих заболеваний. Периферические Т-клеточные опухоли могут быть классифицированы по типу Т-клеточного рецептора (TcR) на TcRαβ+ и TcRγδ+ Т-клеточные пролиферации [181]. Тем не менее следует отметить, что TcR-молекулы не всегда определяются при периферических Т-клеточных новообразованиях. Кроме этого, для иммунологической классификации должен быть принят во внимание иммунофенотип CD4/CD8, особенно если внутриклеточные гранулы содержат цитотоксичные белки, которые являются типичной находкой для CD8+ Т-клеточных опухолей. Хронические Т-клеточные опухоли относятся к посттимическим новообразованиям, так как являются негативными по TdT и антигену СD1а, характерных для ранних этапов дифференцировки Т-лимфоцитов, происходящих в вилочковой железе. Они встречаются нечасто и представляют собой новообразования с выраженной гетерогенностью клинических, морфологических и иммунологических характеристик.
NK-клеточные лимфопролиферативные заболевания также позитивны для цитотоксичных протеинов, но обычно негативны по антигену CD8. Недавно обнаруженные различные натуральные человеческие цитотоксические рецепторы (NCRs) были идентифицированы как механизм запуска процесса естественной клеточно-опосредованной цитотоксичности. К ним относятся NKp46 (CD335), NKp44 (CD336) и NKp30 (CD337) белки, которые являются медиаторами процессов цитолиза аллогенных и опухолевых клеток, а также индуцируют продукцию цитокинов. Анализ экспрессии NCR-рецепторов можно применять для подтверждения NK-клеточного происхождения опухолей. Кроме этого, NK-клетки и цитотоксические Т-клетки в разной степени экспрессируют разнообразные ингибиторные рецепторы (killing inhibitory receptors, KIR) специфичные для молекул класса HLA-I, например, СD94, CD158a, CD158b, CD158e и CD161, которые препятствуют процессам цитотоксичности против аутологичных класса HLA-I позитивных клеток. Обнаружение монотипичной экспрессии KIRs или обнаружение отсутствия экспрессии какого-нибудь из KIR антигенов может использоваться как заменитель маркера клональности на протеиновом уровне [161, 169].
Необходимо также подчеркнуть, что аберрантное соотношение CD4/CD8 и отношение TcRab/TcRgd не могут быть использованы для подтверждения клональности. Тем не менее доступные в настоящее время МКА Vβ, Vγ и Vδ позволяют определять монотипичные TcRαb и TcRgd, что, в свою очередь, позволяет сделать предположение о клональности образования [174, 177]. Однако формальное подтверждение клональности может быть получено только после проведения молекулярных исследований. Злокачественные клетки при хроническом Т-клеточном лейкозе могут быть лишены одного или более маркеров, или их экспрессия резко снижена, но эти изменения не являются специфичными для лейкозных клеток, так как встречаются в реактивных Т-клеточных популяциях. Информативность диагностики данной группы заболеваний методом ПЦ продолжает уточняться, что отражено в классификации ВОЗ 2016 г. [158].
К группе опухолей из зрелых T- и NK-клеток с преобладанием лейкемических или диссеминирующих клинических проявлений, в классификации которых ПЦ играет доминирующую роль, относят следующие нозологические формы:
В табл. 5-27 [161, 169] представлены иммунофенотипические характеристики некоторых из вышеперечисленных зрелых Т-клеточных опухолей.
Маркеры | Т-ПЛЛ | Т-КЛ/ЛВ | СС | Т-ЛБГЛ (СD3+) | ХЛПЗ-NK (CD3- ) |
---|---|---|---|---|---|
TdT |
– |
– |
– |
– |
- |
CD1 |
– |
– |
– |
– |
- |
CD2 |
++ |
++ |
++ |
++ |
++ |
CD3 |
++ |
++ |
++ |
++ |
- |
TcRα |
++ |
++ |
++ |
++ |
- |
TcRγ |
– |
– |
– |
± |
- |
CD4+ /CD8– |
+ |
++ |
++ |
– |
- |
CD4+ /CD8+ |
± |
– |
– |
± |
- |
CD4– /CD8+ |
± |
– |
– |
++ |
± |
CD4– /CD8– |
– |
– |
– |
– |
++ |
CD5 |
++ |
++ |
++ |
++ |
- |
CD7 |
++s |
± |
± |
++ |
++ |
CD16 |
– |
– |
– |
± |
++ |
CD56 |
– |
– |
– |
± |
++ |
CD57 |
– |
– |
– |
++ |
+ |
CD25 |
± |
++s |
± |
± |
н/д |
HLA-DR |
– |
± |
± |
+ |
+ |
Примечание : "–" - Менее 10% лейкозов позитивны; "±" - 10–25% лейкозов позитивны; "+" - 25–75% лейкозов позитивны; "++" - более 75% лейкозов позитивны; н/д - нет данных; s - сильная экспрессия антигена. СС - синдром Сезари; Т-КЛ/ЛВ - Т-клеточный лейкоз/лимфома взрослых; T-ЛБГЛ - Т-клеточный лейкоз из больших гранулярных лимфоцитов; Т-ПЛЛ - Т-клеточный пролимфоцитарный лейкоз; ХЛПЗ-NK - хроническое лимфопролиферативное NK-клеточное заболевание.
5.5.5.1. Т-клеточный пролимфоцитарный лейкоз
Т-клеточный пролимфоцитарный лейкоз (Т-ПЛЛ) составляет приблизительно 2% всех лейкозов из малых лимфоцитов у взрослых. Не обнаружено связи с географической распространенностью или вирусами. Т-ПЛЛ характеризуется агрессивным течением и сопровождается спленомегалией, лимфаденопатией и выраженным лейкоцитозом в ПК. У некоторых пациентов может протекать в индолентной форме, которая неизбежно прогрессирует. В целом прогноз плохой, медиана выживаемости при обычной терапии около 7 мес [56]. В последние годы с введением новых препаратов пентостатина℘ и алемтузумаба выживаемость пациентов с Т-ПЛЛ улучшилось.
Опухолевый субстрат представлен небольшими или среднего размера пролимфоцитами с безгранулярной слабо-базофильной цитоплазмой с выпячиваниями.
Циркулирующие пролимфоциты экспрессируют маркеры зрелых клеток (TdT– , CD2+ , CD3+ , CD5+ , CD7bright+ c вариабельной экспрессией CD4- и CD8-антигенов). Показано, что, по крайней мере, в 60% случаев клетки при Т-ПЛЛ имеют фенотип CD3+ CD4+ CD8– , в 25% - CD3+ CD4+ CD8+ , в 15% - CD3+ CD4– CD8– [47, 181]. Т-ПЛЛ можно иммунологически дифференцировать от других видов СD4+ Т-клеточных лейкозов по высокой плотности антигена CD7, а также по отсутствию или слабому взаимодействию с МКА к антигену CD25 (см. табл. 5-27) [111].
При цитогенетическом анализе обычно обнаруживаются комплексные аномалии. Инверсия хромосомы 14 отмечается в 75% случаев, более 50% случаев имеют аномалии хромосомы 8. Часто наблюдается гиперэкспрессия онкогенов TCL1 и MTCP1. Ген АТМ на 11q23 также часто вовлекается при Т-ПЛЛ и может играть важную роль в патогенезе заболевания.
На рис. 5-60 приведен пример случая Т-ПЛЛ. При анализе точечных гистограмм, в лимфоцитарном окне (R1) обнаружены CD3+ Т-клетки с иммунофенотипом: CD2+ CD4+ CD5+ TcRαβ+ CD7bright TcRγδ– CD8– CD25– CD1a– . Отмечается практически полное отсутствие экспрессии В-клеточных антигенов и маркеров NK-клеток.

5.5.5.2. Т-клеточный лейкоз из больших гранулярных лимфоцитов
Лейкозы из больших гранулярных Т-лимфоцитов (Т-ЛБГЛ) составляют отдельную гетерогенную группу хронических Т-клеточных опухолей. Для Т-ЛБГЛ характерна своеобразная клиническая картина болезни. Встречается у взрослых, как у мужчин, так и у женщин, медиана возраста составляет 55 лет. Течение заболевания типично индолентное, с медианой выживаемости >10 лет. Агрессивное клиническое течение бывает редким, обычно у молодых пациентов [104].
Ранее распознавание Т-ЛБГЛ как злокачественного новообразования было затруднено из-за кажущегося доброкачественного клинического течения и отсутствия методик доказательства клональности. Все это способствовало появлению разных названий данного заболевания, например, Т-γ-лимфоцитоз, хронический Т-клеточный лимфоцитоз, хроническая Т-лимфоцитарная лейкемия и лимфопролиферативное нарушение гранулярных лимфоцитов [183].
В большинстве случаев диагноз Т-ЛБГЛ может быть поставлен на основании следующих клинических и лабораторных критериев:
-
1) лимфоцитоз >2×109 /л или иммунофенотипическая или молекулярная очевидность экспансии отдельной популяции ЛБГЛ, персистирующей в течение 6 мес и более без видимой причины;
-
2) морфология лимфоцитов ПК (цитоморфология клеток при ЛБГЛ не существенна, но может использоваться как дополнительный критерий для подтверждения диагноза);
-
3) нейтропения или какой-нибудь другой вид цитопении при отсутствии выраженной инфильтрации КМ;
-
4) доминирование отдельной специфической Т-клеточной субпопуляции, выявленной путем иммунофенотипического анализа мембранных маркеров (например, CD8, CD16, CD56, CD57 и HLA-DR); наряду с иммунофенотипированием необходимо проведение молекулярных исследований для подтверждения клональности на основе оценки процессов реаранжировки различных цепей Т-клеточного рецептора [107, 152].
В настоящее время определено, что Т-ЛБГЛ представляет собой клональную популяцию цитотоксических эффекторных T-клеток. Ранее к ЛБГЛ относили также NK-клеточный вариант лейкоза из больших гранулярных лимфоцитов, так называемый NK-ЛГБЛ, морфологически неотличимый от Т-ЛБГЛ. В настоящее время этот вариант вместе с другими хроническими пролиферациями из больших гранулярных NK-клеток объединен в условную нозологическую форму "Хроническое лимфопролиферативное NK-клеточное заболевание" (ХЛПЗ-NK). Частая ассоциация с аутоиммунными заболеваниями, такими как ревматоидный артрит и другие, подтверждает, что эти клоны возникают при длительной иммунной стимуляции. Может также происходить предшествующая активация путей выживания клеток при передаче Fas-сигналов. Олигоклональная и иногда клональная экспансия лимфоцитов T-ЛБГЛ может произойти после аллогенной трансплантации стволовых клеток, в ассоциации с В-клеточными лимфомами низкой степени злокачественности и при лечении иматинибом пациентов с хроническим миелоидным лейкозом. Предполагается, что Т-ЛБГЛ лимфоциты отражают ограниченный репертуар Т-клеток или тип иммунного ответа организма-хозяина. Более 50% лейкозов T-ЛБГЛ экспрессируют CD94/NKG2 и рецепторы семейства KIR (NK-ассоциированных рецепторов главного комплекса гистосовместимости класса I). Однородная экспрессия единственной изоформы KIR может служить как маркер клональности и заменять молекулярно-генетические исследования [56].
Большинство Т-ЛБГЛ лейкозов относятся к TcRαβ+ -линейным и имеют иммунофенотип CD16+ , CD57+ , CD45RA+ , CD122+ , CD25– , в то время как позитивная экспрессия антигена CD56 наблюдается лишь у небольшого числа пациентов с Т-ЛБГЛ (табл. 5.28). Они являются обычно CD4– /СD8+ , но иногда отмечается коэкспрессия антигенов CD4 и CD8 и очень редко иммунофенотип CD4+ /СD8– [171]. Редко встречающиеся TcRγδ+ Т-ЛБГЛ (10–15%) являются преимущественно позитивными по CD2, CD3, CD5, CD7, CD8 и CD57 [107, 152]. Экспрессия антигенов CD11b и CD11c довольно вариабельна. В половине случаев обнаруживается Vγ9/Vδ2-иммунофенотип, 1/3 случаев является позитивной по Vd1 и Vγ, но несколько иному, чем Vγ9 [170].
На рис. 5-61 приведен пример случая Т-ЛБГЛ. Одним из наиболее полезных точечных графиков для диагностики Т-ЛБГЛ является дот-плот, демонстрирующий интенсивность экспрессии антигена CD5 при гейтировании лимфоцитов по антигену CD45. В данном случае зона распределения антигена намного шире, чем уровень экспрессии CD5 на нормальных Т-лимфоцитах. Это характерный признак для Т-ЛБГЛ. При Т-ЛБГЛ обычно можно идентифицировать две CD5+ популяции по степени экспрессии антигена CD5+ (на лейкозных Т-лимфоцитах и нормальных Т-лимфоцитах), а в некоторых случаях (1/3) наблюдается потеря CD5 на лейкозных клетках. В данном случае на графике распределения антигена CD5 видно две группы клеток, одна из них - большая группа клеток с более низкой степенью экспрессии СD5 (лейкозные Т-клетки), вторая - маленькая группа клеток с более высокой степенью экспрессии CD5 (сохранившиеся нормальные лимфоциты). Опухолевые Т-лимфоциты на поверхности своей мембраны экспрессируют маркеры цитотоксических Т-лимфоцитов - пан-Т-клеточный маркер CD3 и CD8, а также только Т-клеточный рецептор αβ (CD3+ TcRαβ+ ). Т-клеточный рецептор γδ не экспрессируется. Лейкозные Т-лимфоциты позитивны по Т-клеточным антигенам CD2 и CD7, Так же как и при CD5, видно разделение Т-клеток на две популяции по степени экспрессии данных антигенов (большая популяция лейкозных клеток и маленькая популяция нормальных Т-лимфоцитов). Опухолевые клетки в данном случае также позитивны по NK-клеточным антигенам CD57+ , CD16+ и являются негативными по CD56. Это классический иммунофенотип для Т-ЛБГЛ. В дальнейшем предварительный иммунофенотипический диагноз был подтвержден молекулярно-генетическими исследованиями, в результате которых были обнаружены моноклональные реаранжировки генов легкой и тяжелой цепи Т-клеточного рецептора (TcRD и TcRG).

5.5.5.3. Хроническое лимфопролиферативное заболевание из NK-клеток
Хроническое лимфопролиферативное заболевание из NK-клеток (ХЛПЗ-NK) является пока условной нозологической формой, выделенной в классификации ВОЗ в 2008 г. из-за необходимости отличить NK-клеточные лимфопролиферативные заболевания с более мягким течением от агрессивного NK-клеточного лейкоза. Объединяет различные и гетерогенные потенциально неопластические пролиферативные процессы, ранее определявшиеся как NK-ЛБГЛ, "хронический NK-клеточный лимфоцитоз", "хроническое лимфопролиферативное заболевание из больших гранулярных NK-лимфоцитов" и "лимфоцитоз больших гранулярных NK-клеток" [104].
Эти заболевания редки и характеризуются персистентным (>6 мес) увеличением NK-клеток ПК (>2×109 /л) без ясно определяемой причины.
Проявляется у взрослых, как у женщин, так и у мужчин, медиана возраста составляет 60 лет. В отличие от агрессивного NK-клеточного лейкоза нет никакой расовой предрасположенности или ассоциации с EBV. Очень трудно различить опухолевые и реактивные NK-клетки. Морфологически, эти клетки идентичны c T-ЛБГЛ, но имеют фенотип NK-клеток - CD2+ , CD3– , CD4– , CD8– , CD16+ , CD56+ , CD57– (см. табл. 5-27). NK-клетки негативны по поверхностному CD3, но позитивны по цитоплазматическому CD3ε. Маркеры цитотоксических T-клеток, такие как TIA1, гранзим B и гранзим М-позитивны. Экспрессия CD2, CD7 и CD57 может быть снижена или отсутствовать, но при этом может наблюдаться аберрантная коэкспрессия CD5 и CD8. Экспрессия семейства KIR рецепторов NK-клеток или ограничена одной изоформой или полностью отсутствует. На молекулярном уровне нет никаких реаранжировок генов иммуноглобулинов и TcR. Наиболее трудно установить клональность NK-клеточных популяций, поэтому диагноз хронического лимфопролиферативного NK-клеточного заболевания требует доказательства системного заболевания, например: B-симптомы, инфильтрация КМ, селезенки или печени. ХЛПЗ-NK может проявляться в ассоциации с другими злокачественными и аутоиммунными заболеваниями. Клиническое течение и лечение те же, что и при Т-ЛБГЛ [56].
Случай хронического лимфопролиферативного заболевания из NK-клеток
Больной М., 81 год. Предполагаемая длительность заболевания 4 года.
Клинические исследования. Головокружение, шаткость походки, слабость. Анемия легкой степени тяжести, лимфоцитоз более 6 мес.
Общеклинический анализ крови: эритроциты - 3,81×1012 /л, гемоглобин - 123 г/л, тромбоциты - 189×109 /л, лейкоциты - 5,3×109 /л, СОЭ - 17 мм/ч, сегментоядерные - 27%, эозинофилы - 1%, лимфоциты - 61% (3,17×109 /л), моноциты - 11%.
Миелограмма: недифференцированные бласты - 0,6%; всего клеток нейтрофильного ряда - 47,4%; лимфоциты - 14,6%; моноциты - 4%. Клеточный мозговой пунктат. Эритропоэз нормобластический. Мегакариоциты в достаточном количестве, разной степени зрелости, тромбоцитообразование сохранено. Лимфоциты с неправильной вытянутой формой ядра и клазматозом цитоплазмы. Отмечается большое количество клеток цитолиза.
Проточно-цитометрический анализ ПК: более 70% выделенной популяции лимфоцитов представляют собой NK-клетки (рис. 5-62). Они экспрессируют NK-клеточные антигены CD16 (CD3– CD16+ = 70,7%, 2,28×109 /л клеток), антигены CD2 (CD3– CD2+ = 96,4%, 3,06×109 /л клеток) и CD7 (CD3– CD7+ = 81,7%, 2,6×109 /л клеток), тогда как экспрессия поверхностного Т-клеточного антигена CD3, цепей Т-клеточного рецептора TCRαβ/γδ и В-клеточного антигена CD19 отсутствует. О патологической трансформации NK-клеток свидетельствует выраженная экспрессия молекулы активации HLA-DR (61,2%) и отсутствие экспрессии NK-клеточных антигенов CD56 (CD3– CD56+ = 6,5% клеток) и CD57 (CD3– CD57+ = 1,1% клеток).

Заключение: полученные данные предполагают наличие у пациента патологической NK-клеточной пролиферации с суммарным иммунофенотипом CD16+ , CD2+ , CD7+ , HLA-DR+ , CD56– , CD57– , CD4– , CD5– , CD8– , CD25– , CD3– , TCRαβ– , TCRγδ– , которая характерна для хронического лимфопролиферативного заболевания из NK-клеток.
5.5.5.4. Агрессивный NK-клеточный лейкоз
Агрессивный NK-клеточный лейкоз довольно редкое заболевание. Частота данной формы лейкоза составляет 10% от всех пролиферативных процессов, связанных с большими гранулярными лимфоцитами. Данная форма лейкоза из натуральных киллеров характеризуется клональной пролиферацией NK-клеток, агрессивным клиническим течением [11, 18]. Заболевание регистрируется в основном в странах Азии у людей молодого возраста (медиана возраста 39 лет), чаще у мужчин.
Характеризуется лихорадкой, гепатоспленомегалией, поражением желудочно-кишечного тракта, лимфаденопатией. Агрессивный NK-клеточный лейкоз может осложняться коагулопатиями, гемофагоцитарным синдромом, полиорганной недостаточностью. В патогенезе лейкоза из натуральных киллеров играет роль вирус Эпстайна–Барр. В костном мозге наблюдается массивная инфильтрация опухолевыми NK-клетками, имеющими морфологию больших гранулярных лимфоцитов. Могут встречаться реактивные гистиоциты с явлениями гемофагоцитоза. В ПК регистрируется анемия, лейкоцитоз с абсолютным лимфоцитозом за счет больших гранулярных лимфоцитов. Обычно очень высока сывороточная ЛДГ. В КМ и ПК появляются недостаточно зрелые NK-клетки, часто с нуклеолой. Эти опухолевые клетки демонстрируют CD2– , sCD3– , CD3ε+ , CD56+ , CD57– , CD16+ CD4– фенотип с зачатком генов TcR .
При агрессивном NK-клеточном лейкозе наблюдается экспрессия Fas-лиганда опухолевыми клетками и его повышенный уровень в сыворотке крови [56, 104].
В редких случаях может развиться из экстранодальной NK/Т-клеточной лимфомы или хронических лимфопролиферативных NK-клеточных заболеваний. Хотя есть некоторые общие черты, включая присутствие EBV, агрессивный NK-клеточный лейкоз отличается от экстранодальной NK/T-клеточной лимфомы: более молодым возрастом (почти на 10 лет), высокой частотой вовлечения в патологический процесс печени, селезенки, ПК и низкой частотой вовлеченности в патологический процесс кожи, распространение болезни и быстрый фатальный исход, несмотря на лечение.
Самые частые цитогенетические отклонения - del(6q), del(11q) и del(17p).
5.5.5.5. Т-клеточная лимфома/лейкоз взрослых
Т-клеточный лейкоз/лимфома взрослых (Т-КЛ/ЛВ) эндемичен для Японии и стран Карибского бассейна. Он обусловлен эндемичностью человеческого Т-клеточного вируса I типа (HTLV-I) в этих регионах. У всех пациентов с Т-КЛ/ЛВ наблюдается встраивание генома вируса HTLV-I в ДНК лейкозных клеток, в связи с этим для подтверждения диагноза Т-КЛ/ЛВ требуется обнаружение в крови антител к HTLV-I или самого вируса. Инфекция HTLV-I затрагивает 15–20 млн людей во всем мире, хотя 95% из них, вероятно, остаются бессимптомными носителями, с предполагаемым пожизненным риском развития Т-КЛ/ЛВ у 1–5% [56].
Классификация ВОЗ предусматривает диагностические критерии для клинических подтипов Т-КЛ/ЛВ, которые коррелируют с клиническим исходом. Выделяют следующие клинические подтипы: вялотекущие (медленно прогрессирующие), хронические (умеренно прогрессирующие), острые (быстропрогрессирующие), молниеносно прогрессирующие [141]. В то время как признаны четыре клинических варианта, диагностические критерии только для первых трех из них обрисованы в общих чертах. Опухолевые лимфоциты имеют средние и большие размеры, высокое ядерно-цитоплазматическое соотношение, причудливые ядра, с расщеплениями в виде цветка и складчатостью.
Для Т-КЛ/ЛВ характерен иммунофенотип CD4+ CD8– с высокой позитивностью по антигену CD25 (см. табл. 5-27) [73]. Развивается Т-КЛ/ЛВ из зараженных HTLV-I CD4+ -лимфоцитов, что, вероятно, является следствием воздействия вирусного трансактиваторного белка Tax. Опухоль происходит из регуляторных T-клеток ПК (CD4+ CD25+ FохP3+ ), которые экспрессируют FoxP3 и у которых наблюдается интеграция провируса HTLV-I в ДНК [56, 104].
5.5.5.6. Синдром Сезари
Синдром Сезари характеризуется наличием эритродермии, лимфаденопатии и диссеминацией лейкозных клеток в ПК [56, 73]. При синдроме Сезари в патологический процесс вовлекаются КМ и кожа.
Опухолевые клетки при этом заболевании имеют характерные ядра мозговидной формы. Диагностические критерии синдрома Сезари включают присутствие одного или более следующих признаков:
Лейкозные Т-клетки при СС имеют иммунофенотип CD4+ CD8– и негативны/слабопозитивны по антигену CD25. Они экспрессируют Т-клеточные антигены CD2, CD3, CD4 и CD5. Кроме этого, они экспрессируют кожный лимфоцитарный антиген (CLA) и skin-homing рецептор CCR4, а антигены CD7 и CD26 экспрессируются в недостаточном количестве [104, 176].
На рис. 5-63 приведен пример случая синдрома Сезари. Клетки, расположенные в лимфоцитарном окне, имеют Т-клеточный иммунофенотип: CD2+ CD3+ CD4+ CD5+ TcRα/β. Наблюдается сниженная экспрессия Т-клеточного антигена CD7 (79,1%) и слабая (dim) позитивная экспрессия антигена CD25 (48,2%). Экспрессия основных В-клеточных антигенов (CD10, CD19, CD20), NK-клеточных антигенов (CD16, CD56, CD57) и HLA-DR на исследуемых клетках отсутствует.

5.5.5.7. Гепатоспленическая Т-клеточная лимфома
Гепатоспленическая Т-клеточная лимфома (ГСТЛ) - редкая нозологическая форма, возникающая главным образом у юношей и молодых мужчин (ранее называлась гепатолиенальная γ/δ-Т-клеточная лимфома). ГСТЛ имеет характерные клинические проявления с вовлечением в процесс печени, селезенки и КМ. Ассоциирована с очень агрессивным течением и неблагоприятным прогнозом [48].
Вовлечение КМ вызывает цитопению и, чаще всего, тромбоцитопению. Медиана возраста на момент установления диагноза составляет 34 года. Диагноз устанавливается на основании вышеупомянутых особенностей наряду с типичной гистологией, показывающей синусоидальную инфильтрацию опухолевыми клетками пораженных тканей. ГСТЛ может возникнуть вследствие трансплантации солидного органа и в других случаях иммуносупрессии. Нет никакой ассоциации с EBV.
Гепатоспленическая Т-клеточная лимфома является системной γ/ δ-Т-клеточной пролиферацией с характерным цитотоксическим иммунофенотипом (СD16+ /TIA1+ и часто CD8+ /CD56+ ) [21, 48] и имеет аномальную изохромосому 7q. Встречаются варианты с экспрессией α/β Т-клеточного рецептора. По последним данным на опухолевых клетках наблюдается аберрантная экспрессия множественных изоформ KIR рецепторов наряду с отсутствием или слабой экспрессией CD94 [104].
5.5.5.8. Анапластические крупноклеточные лимфомы
Системные АККЛ в настоящее время подразделяют на две отдельные нозологические формы в зависимости от присутствия или отсутствия ALK-генной реаранжировки и активации ALK-протеина. Известно, что приблизительно 60% системных анапластических крупноклеточных лимфом - ALK-позитивные (АККЛ ALK+ ) и имеют значительно лучшую выживаемость относительно ALK-негативных случаев (АККЛ ALK– ), оправдывая разделение этих двух категорий. В патологический процесс часто вовлекаются лимфатические узлы и экстранодальные участки (50–80%).
Поражение КМ при АККЛ наблюдается приблизительно в 25% случаев. Опухолевые клетки имеют крупные ядра различной формы, встречаются многоядерные клетки, часто на фоне реактивного полиморфно-клеточного компонента, что требует проведения дифференциальной диагностики с лимфомой Ходжкина. АККЛ отрицательны по EBV (EBER и LMP1).
Во всех случаях АККЛ клетки экспрессируют CD30 [104]. Более чем в 50% случаев наблюдается экспрессия эпителиального мембранного антигена (ЭМА), CD45. Характерна экспрессия активационных антигенов - CD71, CD25, HLA-DR. Экспрессия CD15 встречается редко. Наиболее часто экспрессируются CD2 и CD4, экспрессия CD3 встречается в 25% случаев, а антигены CD5, CD7, CD8 часто отсутствуют. Нередко выявляются маркеры цитотоксических гранул (гранзим В, перфорин).
5.5.5.9. Анапластическая крупноклеточная лимфома, ALK-позитивная (АККЛ ALK+)
При АККЛ ALK+ регистрируют ядерно-цитоплазматическую, или цитоплазматическую, экспрессию ALK-протеина. ALK - рецептор тирозинкиназы, экспрессия которой обычно ограничивается ЦНС. Хромосомная транслокация t(2;5)(p23;q25), приводит к образованию химерного гена нуклеофосмин-киназы анапластической лимфомы (NPM1-ALK ), что определяет нозологическую форму лимфомы АККЛ ALK+ . Химерный белок содержит образовавшуюся активированную ALK-киназу, приводящую к быстрой пролиферации клеток или антиапоптотическому эффекту.
Были идентифицированы пятнадцать различных ALK-химерных вариантов. Экспрессируемые генные профили показали различные молекулярные сигнатуры для ALK+ и ALK– АККЛ. Этот вариант необходимо отличать от первичной кожной анапластической крупноклеточной лимфомы. Опухолевые клетки АККЛ ALK+ позитивны по большинству ЭМА, экспрессируют цитотоксические маркеры, наблюдается недостаточная экспрессии CD3 и непоследовательная экспрессия других ассоциированных с Т-клетками антигенов. Однако в 90% случаев имеются генные реаранжировки TсR. Эта нозологическая форма ассоциируется в целом с хорошим прогнозом, который превосходит любую другую нозологическую форму нодальных Т-клеточных лимфом [104].
5.5.5.10. Анапластическая крупноклеточная лимфома, ALK-негативная (АККЛ ALK–)
АККЛ-ALK– введена в классификацию ВОЗ в 2008 г. как условная нозологическая форма, а при пересмотре классификации в 2016 г. признана постоянной [5]. АККЛ ALK– определена как CD30+ крупноклеточная опухоль, которая морфологически неотличима от АККЛ АЛК+ , но при этом у нее не происходит генной реаранжировки ALK и отсутствует экспрессия химерного белка ALK.
Другие иммунофенотипические особенности подобны таковым у АККЛ ALK+ , но экспрессия пан-T-клеточных антигенов имеет тенденцию быть более частой, в то время как экспрессия цитотоксических маркеров и ЭМА распространена меньше. Диагностические критерии этой нозологической формы четко не определены, и в частности, есть некоторое наложение с популяцией периферической Т-клеточной лимфомы неспецифицированной (ПТКЛ-NOS), также экспрессирующей CD30. Клинически у пациентов с АККЛ ALK– прогноз намного хуже, чем у больных с АККЛ ALK+ , но лучше, чем у пациентов с ПТКЛ-NOS. В настоящее время проводимая терапия - та же самая, что и при АККЛ ALK+ , но так как она менее эффективна, этой категории больных рекомендуется стандартная схема лечения применяемая при ПТКЛ-NOS [104].
5.6. Заключение
Современная классификационная система ВОЗ опухолей кроветворных и лимфоидных тканей, созданная на основе объединенного анализа клинических, цитоморфологических, иммунофенотипических и цитогенетических данных, продолжает совершенствоваться. В этом аспекте острые лейкозы представляют собой гетерогенную группу заболеваний с разнообразным антигенным профилем, где главным диагностическим и прогностическим признаком являются повторяющиеся хромосомные аномалии. Тем не менее иммунофенотипирование с помощью мультипараметрической ПЦ по-прежнему играет ведущую роль в диагностике этих заболеваний, так как позволяет быстро и точно установить линейную принадлежность трансформированных бластов и стадию, на которой произошел блок их дифференцировки, тогда как на получение результатов цитогенетического анализа и других исследований требуется гораздо больше времени. Современные техники иммунофенотипирования дают возможность для идентификации аберрантного иммунофенотипа, ассоциированного с соответствующими рекуррентными хромосомными аберрациями, что позволяет сделать предположение о наличии этих нарушений и имеет большое значение для дифференциальной диагностики и оценки прогноза заболевания. Низкое содержание бластов в большинстве случаев ОМЛ с изменениями, связанными с миелодисплазией, также делает ПЦ незаменимым методом для установления фенотипа бластов и последующего дифференциального диагноза, хотя диагностика этого заболевания базируется в основном на анализе данных морфологического и цитогенетического исследований. ПЦ также играет главную роль в дифференциальной диагностике острых миелоидных и В-лимфобластных лейкозов, NOS, при которых не обнаруживаются рекуррентные генетические аномалии, а также острых Т-лимфобластных лейкозов при которых выявленные хромосомные нарушения не имеют существенного прогностического или диагностического значения.
Иммунофенотипический проточно-цитометрический анализ остается методом выбора для дифференциальной диагностики опухолей из зрелых В-, Т- и NK-клеток. Результаты цитогенетического анализа, в целом ряде случаев зрелоклеточных опухолей дают важную информацию для оценки прогноза течения заболевания, но не являются значимыми диагностическими признаками за редким исключением. При хронических В-клеточных опухолях с помощью ПЦ можно проводить точную дискриминацию между основными типами хронических В-клеточных лейкозов и различными вариантами В-клеточных НХЛ в фазе лейкемизации. Проведение иммунофенотипического анализа методом ПЦ играет существенную роль в диагностике хронических Т-клеточных лейкозов. Оно позволяет дифференцировать лейкозы Т-клеточного происхождения (CD3+ ) и NK-клеточного происхождения (CD3– CD16+ CD56+ ), а также классифицировать различные формы этих заболеваний.
Мультипараметрическая ПЦ позволяет надежно детектировать минимальную остаточную болезнь в большинстве случаев лимфоидных новообразований, обеспечивая, таким образом, понимание сути эффективности проводимого лечения.Классификация ВОЗ опухолей гемопоэтической и лимфоидной ткани (2016 г.)
Миелопролиферативные новообразования (МПН)
Миелоидные/лимфоидные новообразования с эозинофилией и реаранжировкой генов PDGFRA, PDGFRB , или FGFR1 , или PCM1-JAK2
Миелодиспластические/миелопролиферативные новообразования (МДС/МПН)
Миелодиспластический синдром (МДС)
Острые миелоидные лейкозы (ОМЛ) и родственные новообразования
Острые лейкозы неясной линейности
В-лимфобластный лейкоз/лимфома
-
В-лимфобластный лейкоз/лимфома с повторяющимися генетическими аномалиями:
-
В-лимфобластный лейкоз/лимфома с t(9;22)(q34.1;q11.2); BCR-ABL1;
-
В-лимфобластный лейкоз/лимфома с t(v;11q23.3); KMT2A rearranged;
-
В-лимфобластный лейкоз/лимфома с t(12;21)(p13.2;q22.1); ETV6-RUNX1;
-
В-лимфобластный лейкоз/лимфома с t(5;14)(q31.1;q32.3); IL3-IGH;
-
В-лимфобластный лейкоз/лимфома с t(1;19)(q23;p13.3); TCF3-PBX1;
-
условная форма: В-лимфобластный лейкоз/лимфома, BCR-ABL1-подобный;
-
T-лимфобластный лейкоз/лимфома
Новообразования из зрелых В-клеток
-
Хронический лимфоцитарный лейкоз/лимфома из малых лимфоцитов (ХЛЛ/ЛМЛ).
-
Диффузная лимфома красной пульпы селезенки из малых В-лимфоцитов.
-
Моноклональная гаммапатия неопределенного значения (MGUS), IgM.
-
Моноклональная гаммапатия неопределенного значения (MGUS), IgG/A.
-
Болезни, связанные с депонированием в тканях моноклонального иммуноглобулина.
-
Экстранодальная лимфома маргинальной зоны лимфоидной ткани, ассоциированной со слизистыми оболочками (MALT-лимфома).
-
Условная форма: В-крупноклеточная лимфома с реаранжировкой IRF4.
-
Первичная медиастинальная (тимическая) В-крупноклеточная лимфома.
-
В-клеточная лимфома высокой степени злокачественности с реаранжировками генов MYC и BCL2 и/или BCL6 .
-
В-клеточная лимфома, неклассифицируемая, с промежуточными признаками между диффузной В-крупноклеточной лимфомой и классической лимфомой Ходжкина.
Новообразования из зрелых Т- и NK-клеток
-
Условная форма: Хроническое лимфопролиферативное заболевание из NK-клеток .
-
Гидроа оспенновидно-подобное лимфопролиферативное заболевание.
-
Условная форма: Индолентное Т-клеточное лимфопролиферативное заболевание желудочно-кишечного тракта.
-
Первичные кожные CD30+ Т-клеточные лимфопролиферативные заболевания:
-
Условная форма: Первичная кожная CD8+ агрессивная эпидермотропная цитотоксическая T-клеточная лимфома.
-
Условная форма: Первичная кожная акральная CD8+ Т-клеточная лимфома.
-
Условная форма: Первичное кожное лимфопролиферативное заболевание из малых/средних CD4+ Т-клеток.
-
Условная форма: Нодальная Т-клеточная лимфома с фенотипом фолликулярных Т-хелперов (TFH) .
-
Анапластическая крупноклеточная лимфома, ассоциированная с имплантатом молочной железы.
Лимфома Ходжкина
Посттрансплантационные лимфопролиферативные заболевания (ПТЛЗ)
Новообразования из гистиоцитарных и дендритных клеток
В табл. 5-28 представлены сведения о наиболее распространенных маркерах клеток-предшественников, которые используются для иммунофенотипирования лимфоидных клеток и лейкозов.
CD | Название антигена/функция | Молекулярная масса, кДa | Экспрессия на клетках | Типичные примеры МcAb (неполный список) |
---|---|---|---|---|
Маркеры клеток-предшественников |
||||
СD34 |
Антиген клеток-предшественников |
gp105-120 |
Лимфоидные и миелоидные клетки-предшественники |
HPCA-1/My10, HPCA-2/8G12, BI-3C5 |
CD90 |
Thy-1 антиген |
gp18 |
Некоторые ранние Т- и В-лимфоциты, маленькая субпопуляция CD34+ клеток в костном мозге |
F15-42-1, 5E10 |
CD117 |
Рецептор фактора стволовых клеток (с-kit) |
gp145 |
Гемопоэтические клетки-предшественники, большинство колониеобразующих клеток, тучные клетки |
17F11, YB5.B8, 104D2 |
СD133 |
PROM1, проминин 1 |
gp97 |
Примитивные гемопоэтические стволовые клетки, CD34+ клетки коммитированные по гранулоцитарному и моноцитарному пути дифференцировки |
АС133 |
– |
TdT - участвует в реаранжировках генов Ig и TcR (инсерция нуклеотидов в соединительные сайты) |
p58 |
Незрелые лимфоидные клетки, маленькая фракция миелоидных предшественников, фактически все ОЛЛ и часть ОМЛ |
Стандартная (конвенциональная) антисыворотка и HTdT-1 МКА |
В-клеточные маркеры |
||||
СD10 |
Антиген ОЛЛ "общего типа" common (CALLA), нейтральная эндопептидаза (энкефалиназа) |
gp00 |
Субпопуляция В-клеток-предшественников, субпопуляция В-клеток (клетки фолликулярного центра), субпопуляция кортикальных тимоцитов, гранулоциты |
J5, VIL-A1, BA-3 |
СD19 |
Пан-В-клеточный антиген/участвует в активации В-клеток; связывается с антигеном CD21 (CR2) |
gp90 |
В-клетки-предшественники и В-лимфоциты |
Leu-12, B4, HD37 |
CD20 |
В-клеточный антиген/ участвует в активации В-клеток |
p35 |
Субпопуляция В-клеток-предшественн иков, все В-лимфоциты, фолликулярные дендритные клетки |
Leu-16, B1. L26 определяет внутриклеточный эпитоп (CD20-Cy Ab) |
CD20 (FMC7) |
Антиген зрелых В-клеток, антитело FMC7 детектирует конформационный эпитоп в молекуле CD20 |
gp105 |
В-лимфоциты (все В-лимфоциты позитивные по FMC7 всегда являются CD20 позитивными) |
FMC7 |
CD21 |
В-клеточный антиген/CR2 (C3d рецептор), рецептор вируса Эпстайна–Барр |
gp140 |
Субпопуляции В-лимфоцитов (например, фолликулярные мантийные клетки), фолликулярные дендритные клетки, субпопуляция тимоцитов |
OKB7, B2 |
CD22 |
В-клеточный антиген/ участвует в адгезии и активации В-клеток |
gp136 |
В-клетки-предшественники и В-лимфоциты |
Leu-14/SHCL-1, RFB4, HD39 |
CD23 |
В-клеточный антиген/FcεRII (низкоаффинный рецептор для IgE); существует 2 типа FcεRII, которые отличаются по своим цитоплазматическим доменам (FcεRIIа и FcεRIIb) |
gp45 |
FcεRIIa экспрессируется на субпопуляции В-лимфоцитов (клетках фолликулярных мантийных клетках) и ХЛЛ лимфоцитах; FcεRIIb экспрессируется на субпопуляции В-лимфоцитов, моноцитов, эозинофилов, дендритных клетках |
Leu-20/EBVCS-5, Tϋ1 |
CD37 |
В-клеточный антиген/молекула тетраспана |
gp40-52 |
В-лимфоциты; слабая экспрессия на Т-клетках, моноцитах и гранулоцитах |
RFB7, Y29/55 |
СD72 |
В-клеточные антиген/лиганд для CD5 антигена |
gp43/39 |
В-клетки-предшественники и В-лимфоциты |
J3-109 |
CD79a |
mb-1; Igα (дисульфидно связанный с CD79b и ассоциированный с SmIg)/ обеспечивает сигнальную трансдукцию от SmIg к цитоплазме |
gp32-33 |
В-клетки-предшественники (СyCD79a) и SmIg+ В-клетки (мембранная экспрессия; SmCD79a) |
HM57 определяет внутриклеточные эпитопы CD79a (CD79a Cy Ab) |
CD79b |
B29; Igβ (дисульфидно связанный с CD79a и ассоциированный с SmIg)/ обеспечивает сигнальную трансдукцию от SmIg к цитоплазме |
gp37-39 |
В-клетки-предшественники (СyCD79b) и SmIg+ В-клетки (мембранная экспрессия; SmCD79b) |
B29/123 определяет внутриклеточные эпитопы CD79b (CD79b Cy Ab) |
CD138 |
Антиген плазматических клеток (синдекан-1) |
gp20 |
Плазматические клетки и множественная миелома |
B-B4 |
CD179a |
VpreB, проксимальная часть суррогата легкой цепи |
gp18 |
В-клетки-предшественники |
HSL96 |
CD179b |
λ5, дистальная часть суррогата легкой цепи |
gp22 |
В-клетки-предшественники |
HSL11 |
– |
pre-B CyIgμ (слабая цитоплазматическая экспрессия Igμ цепи) |
gp70 |
В-клетки-предшественники; только μ-тяжелые цепи слабо экспрессируются в цитоплазме (нет зрелых легких цепей Ig) |
Cелектированная анти-μ-антисыворотка |
– |
SmIg (поверхностный мембранный иммуноглобулин); IgM, IgD, IgG, IgA, IgE |
Mм зависит от класса Ig |
SmIg-позитивные клетки; каждый В-клеточный клон экспрессирует только один тип легкой цепи Ig (κ или λ), однако может экспрессировать множество IgH цепей |
Конвенциональная антисыворотка и МКА |
– |
CyIg (цитоплазматический иммуноглобулин) |
Mм зависит от класса Ig |
CyIg-позитивные клетки (иммунобласты, иммуноциты и плазматические клетки) |
Конвенциональная антисыворотка и МКА |
Т-клеточные маркеры |
||||
CD1 |
Т6 антиген; антиген common "общего типа" тимоцитов/ MHC-подобный протеин; может ассоциироваться с β2 -микроглобулином |
СD1a:gp49 СD1b:gp45 СD1c:gp43 |
Кортикальные тимоциты, клетки Лангенгарса, субпопуляция дендритных клеток, субпопуляция В-лимфоцитов |
OKT6, NA1/34; 7C4/160/4G9; 7C6/162/3B10 |
CD2 |
T11 антиген; SRBC рецептор (=рецептор для эритроцитов барана Е-розеткообразующих Т-клеток); LFA-2/рецептор для Т-клеточной активации; лиганд для CD56 (LFA-3) |
gp50 |
Все Т-клетки, большинство NK-клеток; известны три различных антигенных эпитопа, один из которых - SRBC-связывающий сайт |
Leu-5b, OKT11, T11 |
CD3 |
T3 антиген (связан с TcR)/ обеспечивает сигнальную трансдукцию от TcR к цитоплазме |
gp16-25 |
Незрелые Т-клетки (цитоплазматическая экспрессия; СyCD3) и зрелые Т-клетки (мембранная экспрессия) |
Leu-4/SK7, OKT3, UCHT1, VIT-3 |
CD4 |
T4 антиген/корецептор для антигенов МНС класса II; рецептор для ВИЧ |
gp59 |
Субпопуляция кортикальных тимоцитов, Т-хелперы/ индукторы, субпопуляция моноцитов и макрофагов; некоторые ОМЛ |
Leu-3a, OKT4 |
CD5 |
T1 антиген/участвует в Т-клеточной пролиферации; лиганд для CD72 антигена на В-лимфоцитах |
gp67 |
Тимоциты и зрелые Т-лимфоциты, субпопуляция В-лимфоцитов; ХЛЛ |
Leu-1, T1 |
CD6 |
T12 антиген/связывается с CD5 антигеном |
gp120 |
Тимоциты и зрелые Т-лимфоциты, субпопуляция В-лимфоцитов; ХЛЛ |
OKT17, T12 |
CD7 |
Tp41 антиген/Fc рецептор для IgM (FcμR) |
gp41 |
Почти все Т-лимфоциты, НК-клетки, субпопуляция незрелых миелоидных клеток; некоторые ОМЛ |
Leu-9, 3A1, WT1 |
CD8 |
T8 антиген; CD8 молекула состоит из двух дисульфидно-связанных цепей; α-α гомодимера или α-β гетеродимера/корецептор для антигенов МНС класса I |
CD8-α: gp32 CD8-β: gp32 |
Субпопуляция кортикальных тимоцитов, цитотоксические/супрессорные Т-лимфоциты, субпопуляция NK-клеток |
Большинство CD8 антител определяет CD8-α цепь: Leu-2a, OKT-8 |
– |
TcR αβ (классический TcR; TcR2) |
gp80 (44/40) |
TcR αβ экспрессируется на большинстве зрелых CD3+ Т-клеток |
WT31, BMA031 |
– |
TcR β цепи |
gp40 |
Внутриклеточные TcR β-цепи большинства кортикальных тимоцитов и большинство Т-ОЛЛ |
βF1 |
– |
TcR γδ (альтернативный TcR; TcR1) |
gp75 (44/42) или (55/42) |
TcR γδ экспрессируется на меньшинстве зрелых CD3+ Т-клеток |
Аnti-TcR-γ/δ-1, TcR δ1 |
– |
Vβ домены |
gp10 |
Субпопуляция тимоцитов и Т-клеток |
Большая панель от 20 до 25 Vβ МКА, распознающих 65–75% лимфоцитов периферической крови |
– |
Vδ домены |
gp10 |
Субпопуляция тимоцитов и Т-клеток |
Vδ1 (R9.12) Vδ2 (Immu389. BB3) Vδ3 (p11.5B) |
– |
Vγ домены |
gp10 |
Субпопуляция тимоцитов и Т-клеток |
Vγ2/3/4 (23D12), Vγ3/5 (56.3), Vγ8 (R4.5) Vγ9 (TI-γA, Immu360) |
– |
TcF, Т-клеточный специфический транскрипционный фактор |
p27 |
Тимоциты, активированные Т-клетки |
TCF1 |
NK-клеточные маркеры |
||||
CD56 |
NCAM; PI-cвязанные и трансмембранные формы |
gp120, 140, 180 |
NK-клетки, некоторые Т-лимфоциты, (нейроэктодермальные клетки) |
Leu-19/My31, NKH-1 |
CD57 |
Человеческий натуральный антиген клеток-киллеров |
gp110 |
Субпопуляция NK-клеток, субпопуляция Т-лимфоцитов, некоторые В-клетки |
Leu-7/HNK-1 |
CD94 |
Kp43, ингибиторный рецептор HLA I класса для различных аллелей HLA-A, -B или -С |
gp43 |
NK-клетки, минорная субпопуляция Т-лимфоцитов |
Z199, Z270, NKH-3, HP-3B1 |
CD158 (члены семейства) |
KIR семейство, ингибиторные NK-клеточные рецепторы специфичные для различных аллотипов HLA I класса |
Молекулярная масса зависит от типа KIR рецептора |
NK-клетки, минорная субпопуляция Т-лимфоцитов |
EB6, HP-3E4, GL163, CH-LDX9, Z27, Q66, Q241 |
CD161 |
Лектино-подобный рецептор клеток-киллеров подсемейства В, член 1, NKR-P1A |
p25 |
Большинство NK-клеток, субпопуляции тимоцитов и Т-клеток эмбриональной печени, субпопуляции зрелых CD3+ Т-клеток, особенно CD1d-реактивные NKT-клетки |
DX12, 191B8 |
CD335 |
NCR1, NKp46, натуральный цитотоксический рецептор |
p34 |
NK-клетки |
BAB281 |
CD336 |
NCR2, NKp44, натуральный цитотоксический рецептор |
p31 |
Активированные NK-клетки |
Z231 |
CD337 |
NCR3, NKp30, натуральный цитотоксический рецептор |
p22 |
NK-клетки |
Z25 |
Пан-миелоидные маркеры |
||||
CD13 |
Пан-миелоидный антиген; аминопептидаза N; дифференцированное гликозилирование генерирует различные эпитопы, детектируемые с помощью МКА |
gp150 |
Почти все миелоидные клетки, дендритные клетки кожи |
My7, MCS2 |
CD33 |
Пан-миелоидный антиген |
gp67 |
Большинство миелоидных и моноцитарных клеток (слабая экспрессия на гранулоцитах) |
My9, L4F3 |
CDw65 |
Миеломоноцитарный антиген (фукоганглиозид; керамидодекасахарид 40) |
Гликолипид |
Большинство миелоидных и моноцитарных клеток и часть их предшественников |
VIM-2 |
– |
MPO (миелопероксидаза); MPO состоит из 2 субъединиц |
gp60/12 |
Большинство клеток миелоидной линии (гранулоцитарные и моноцитарные клетки) |
MPO-7, CLB-MPO-1 |
Миелогранулоцитарные маркеры |
||||
CD15 |
Lewis-X (Lex ); X гаптен; 3-FAL (3-фукозил-N-ацетил-лактозамин) |
Разнообразие gp’s |
Клетки гранулоцитарной линии, слабая экспрессия на моноцитах, клетки Березовского–Рида–Штернберга |
Leu-M1, VIM-D5, 1G10, MMA |
CD66b |
CEA член 6 генного семейства(GGM6) (PI-связанный); ранее имевший кластер CD67 |
gp95-100 |
Гранулоциты; усиление экспрессии в ответ на активацию |
CLB-B13.9 |
CD66c |
NCA |
gp90 |
Гранулоциты и эпителиальные клетки, некоторые ОЛЛ |
KOR-SA3544, 9A6 |
Моноцитарно-макрофагальные маркеры |
||||
CD14 |
Моноцитарный антиген; PI-cвязанный протеин/LPS рецептор |
gp55 |
Моноцитарные клетки, макрофаги, фолликулярные дендритные клетки, В-лимфоциты (слабо), отсутствует у пациентов с PNH |
My4, Mo2, FMC17, UCHM1 |
CD64 |
Высокоаффинный рецептор для IgG (FcγR1-рецептор), опосредует захват антигена и фагоцитоз |
gp62 |
Моноциты, макрофаги, гранулоциты, миелоидные клетки-предшественники, дендритные клетки; высокая чувствительность для моноцитарных лейкозов (яркая экспрессия) |
Неизвестны |
СD68 |
Макрофагальный антиген |
gp110 |
Макрофаги (главным образом цитоплазматическая экспрессия), активированные тромбоциты |
Ki-M6, Ki-M7 |
– |
Макрофагальный антиген |
gp25 |
Макрофаги |
RFD9 |
Эритроидные маркеры |
||||
– |
H-антиген; вариабельный остов белков АВО группы крови |
Вариабельна |
Эритроидные клетки |
CLB-eryH/1 |
СD235a |
GpA (гликофорин А) |
gp41 |
Эритроидные клетки |
VIE-G4, CLB-ery/1 |
Мегакариоцитарно-тромбоцитарные маркеры |
||||
CD41 |
Тромбоцитарный GPIIb; αIIb-цепь интегринов; тромбоцитарный GPIIb состоит из большой α-субъединицы и маленькой β-субъединицы (дисульфидно связанных) и ассоциирован с тромбоцитарным GPIIIa (CD61 антигеном)/рецептор для фибриногена и фактора Виллебранда |
gp140(NR) gp125/22® |
Мегакариоциты, тромбоциты; отсутствует или снижен у пациентов тромбоастенией Гланцманна |
CLB-thromb/7 |
CD42 |
Состоит из 4 субъединиц: CD42a: тромбоцитарный GPIIb; CD42b: тромбоцитарная GPIIbα субъединица; CD42b: тромбоцитарная GPIIbβ субъединица; CD42с: тромбоцитарный GPV, главный рецептор для фактора Виллебранда и адгезии тромбоцитов |
gp23; gp135 ( R ) ; gp22 ( R ) ; gp85 |
Мегакариоциты, тромбоциты; отсутствует или снижен у пациентов c синдромом Бернарда–Соулера |
FMC25; AN51; GI27; CLB-SW16 |
СD61 |
β-Цепь интегринов (тромбоцитарный GPIIIa; VNR-β цепь); ассоциирован с тромбоцитарным GPIIb [см.CD41 или CD51 (VNR-α)] |
gp110 |
Мегакариоциты, тромбоциты |
Y2/51, CLB-thromb/1 (C17) |
Нелинейно рестриктированные маркеры |
||||
CD9 |
Антиген p24 (молекула тетраспана)/индукция агрегации тромбоцитов |
р24 |
Субпопуляция В-клеток-предшественников, субпопуляция В-лимфоцитов (клетки фолликулярного центра), моноциты, мегакариоциты, тромбоциты, эозинофилы, базофилы |
ВА-2 |
СD11b |
Антиген р170, αМ-цепь интегринов, рецептор компонента комплемента 3α |
gp170 |
Нейтрофилы, моноциты, натуральные киллеры и субпопуляции лимфоцитов (CD8+ Т-клетки, В-клетки памяти) |
ICRF44, D12, CLB-mon-gran/1 |
СD11c |
Антиген р150,95 (αX-цепь интегринов); ассоциирован с CD18 антигеном/молекула адгезии; CR4 (C3bi, C3dg рецептор) |
gp150 |
Моноциты, макрофаги, гранулоциты, субпопуляции лимфоцитов (например, ВКЛ-подобные клетки в селезенке и NK-клетки); нет мембранной экспрессии у пациентов с LAD-1 |
Leu-M5/SHCL3 |
CD16 |
FcγRIII (низкоаффинный рецептор для IgG); FcγRIIIА (трансмембранная форма) и FcγRIIIВ (PI-связанная форма) |
gp5-65 |
Нейтрофильные гранулоциты, моноциты (слабо), NK-клетки; FcγRIIIb отсутствует на гранулоцитах у пациентов с PNH |
Leu-11b, 5D2, CLB-FcR-gran/1: эти антитела распознают как FcγRIIIА, так и FcγRIIIВ |
СD24 |
В-клеточный-гранулоцитарный антиген; PI-связанный протеин на гранулоцитах |
gp42 |
Субпопуляция В-клеток-предшественников, В-клетки, гранулоциты; отсутствует на гранулоцитах у пациентов с PNH |
BA-1, VIB-C5 |
CD27 |
Рецептор из суперсемейства TNF, член 7/рецептор для антигена CD70 |
p120 (55/55) |
Зрелые Т-клетки, активированные Т-клетки, В-лимфоциты памяти и NK-клетки |
L128, OKT18A, 1A4CD27 |
СD36 |
Моноцитарно-тромбоцитарный антиген; рецептор тромбоспондина; тромбоцитарный GPIV/играет в передаче сигнала в клетке |
gp90 |
Моноциты, макрофаги, ранние эритроидные клетки, мегакариоциты, тромбоциты |
OKM5, FA6.152, 5F1 |
CD38 |
T10 антиген |
gp45 |
Активированные Т- и В-клетки, клетки-предшественники (например, тимоциты), субпопуляции В-клеток (например, клетки фолликулярного центра), плазматические клетки |
Leu-17/HB7, OKT10 |
CD103 |
HML-1 (человеческий лимфоцитарный интегрин слизистых оболочек); αЕ-цепь интегринов, которая ассоциирована β7-цепью |
gp150,25 |
Ассоциированные со слизистыми оболочками Т-лимфоциты (особенно интраэпителиальные CD8+ Т-клетки), 2–6% лимфоцитов периферической крови; часть Т-НХЛ, связанных со слизистыми оболочками (но не другие периферические Т-НХЛ) и ВКЛ |
B-ly7 |
– |
Гранзим В |
р27 |
Цитотоксические Т-лимфоциты, лимфокин-активированные киллеры (LAK) и NK-клетки |
CLB-B11, GrB-7, MCA1645 |
– |
TIA 1 цитотоксический гранулоассоциированный РНК-связанный протеин |
р15/40 |
Цитотоксические Т-лимфоциты и активированные NK-клетки |
TIA1 |
– |
Перфорин (PRF1, пороформирующий протеин 1) |
р70-75 |
Гранулы цитоплазмы натуральных киллеров и цитотоксические Т-клетки |
δG9 |
– |
HLA-DR, неполиморфный антиген/молекула MHC II класса |
gp29/34 |
Гемопоэтические клетки-предшественники, В-клетки, активированные Т-клетки, моноцитарные клетки и макрофаги |
L243, OKDr |
Примечание : ВКЛ - волосатоклеточный лейкоз; МКА - маркеры клеток-предшественников; ОЛЛ - острый лимфобластный лейкоз; ОМЛ - острый миелоидный лейкоз; ХЛЛ - хронический лимфобластный лейкоз; CEA - карциноэмбриональный антиген; СR - рецептор комплемента; FAL - фукозил-N-ацетиллактозамин; FCγR - Fc-рецептор для IgG; FCεR - Fc-рецептор для IgЕ; FCμR - Fc-рецептор для IgM; GP/gp - гликопротеин; ИЛ2 - интерлейкин 2; LAD - дефицит адгезии лейкоцитов; LFA - лейкоцитарный функциональный антиген; LPS - липополисахарид; MHC - главный комплекс гистосовместимости; NCA - перекрестно-реагирующий неспецифический антиген; NCAM - молекула адгезии нервной ткани; NR - нередуцированный; PI - фосфатидил-инозитол гликан; PNH - пароксизмальная ночная гемоглобинурия; R - редуцированный; SRBC - эритроциты барана; TNF - фактор некроза опухоли; VNR - рецептор витронектина
Список литературы
Поставить закладку Список литературы к главе 5 1. Абраменко И.В., Крячок И.А. Иммунофенотипические и молекулярно-генетические особенности опухолевых клеток при В-клеточном хроническом лимфолейкозе как факторы прогноза заболевания // Украинский Медицинский Часопис. 2003. № 38 (6). С. 38–44.
-
Балакирева Т.В., Андреева Н.Е. Макроглобулинемия Вальденстрема // Клиническая онкогематология. 2009. № 2 (1). С. 121–136.
-
Бессмельцев С.С. Множественная миелома (патогенез, клиника, диагностика, дифференциальный диагноз). Часть I // Клиническая онкогематология. 2013. № 6 (3). С. 237–258.
-
Ван Донген Ж., Никитин В.Ю. Проточная цитометрия в диагностике хронических лимфопролиферативных заболеваний. Диагностика и лечение лимфом // Материалы Российско-голландской конференции. СПб., 2002. С. 7–34.
-
Глузман Д.Ф., Ивановская Т.С., Украинска Н.И. и др. Острые лейкозы неопределенного линейного происхождения // Oнкология. 2011. № 13 (1). С. 12–16.
-
Глузман Д.Ф., Скляренко Л.М., Надгорная В.А. Современная диагностика острых миелоидных лейкозов. Ч. 1 // Онкогематолгiя. 2010. № 2. С. 35–36.
-
Глузман Д.Ф., Скляренко Л.М., Надгорная В.А. Современная диагностика острых миелоидных лейкозов. Ч. 2 // Онкогематологiя. 2010. № 3. С. 37–38.
-
Глузман Д.Ф., Скляренко Л.М., Надгорная В.А. Современная диагностика острых миелоидных лейкозов. Ч. 3 // Онкогематологiя. 2010. № 4. С. 24–25.
-
Диагностическая онкогематология / под ред. Д.Ф. Глузмана. Киев: ДИА, 2011. 256 с.
-
Зуева Е.Е., Русанова Е.Б., Слободнюк К.Ю. и др. Множественная миелома: современные направления иммунологического мониторинга // Онкогематология, гематология и радиология. 2011. № 4. С. 31–37.
-
Клиническая онкогематология: руководство для врачей / под ред. М.А. Волковой. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Медицина, 2007.
-
Клинические рекомендации. Волосатоклеточный лейкоз у взрослых. Утв. Министерством здравоохранения Российской Федерации. М., 2017. 52 с. URL: https://bazanpa.ru/minzdrav-rossii-klinicheskie-rekomendatsii-ot01012017-h4399500.
-
Ковригина А.М., Пробатова Н.А. Дифференциальная диагностика неходжкинских В-клеточных лимфом // Онкогематология. 2007. № 2. С. 4–9.
-
Ксензова Т.И., Аникина Е. В., Ананьева О.В. и др. Роль иммунофенотипирования клеток костного мозга и ликвора в диагностике множественной миеломы и плазмоклеточного лейкоза // Фундаментальные исследования. 2012. Т. 8. С. 101–106.
-
Куртова А.В., Русанова Е.Б., Зуева Е.Е. Оценка интенсивности флюоресценции методом проточной цитометрии: методические аспекты внедрения в диагностику онкогематологических заболеваний // Клиническая онкогематология. 2008. Т. 1, № 4. С. 310–314.
-
Куртова А.В., Русанова Е.Б., Слободнюк К.Ю. и др. Диагностика острых лейкозов методом проточной цитометрии в соответствии с классификацией ВОЗ 2008 г. опухолей гемопоэтических и лимфоидных тканей. Часть I — острые миелобластные лейкозы // Клиническая онкогематология. 2009. Т. 2, № 3. С. 232–235.
-
Луговская С.А., Морозова В.Т., Почтарь М.Е. Лабораторная диагностика лейкозов. Тверь: Губернская медицина, 1999. 80 с.
-
Луговская С.А., Почтарь М.Е. Гематологический атлас. М.; Тверь: Триада, 2016. 434 с.
-
Никитин В.Ю., Цыган В.Н., Богданов А.Н. Иммунофенотипический анализ в дифференциальной диагностике хронических лимфопролиферативных заболеваний // Вестник гематологии. 2005. № 1 (4). С. 46–56.
-
Adriaansen H.J., te Boekhorst P.A., Hagemeijer A.M. et al. Acute myeloid leukemia M4 with bone marrow eosinophilia (M4Eo) and inv(16)(p13q22) exhibits a specific immunophenotype with CD2 expression // Blood. 1993. Vol. 81. Р. 3043–3051.
-
Ahmad E., Kingma D.W., Jaffe E.S. et al. Flow cytometric immunophenotypic profiles of mature gamma delta T-cell malignancies involving peripheral blood and bone marrow // Cytometry B. Clin. Cytom. 2005. Vol. 67. Р. 6–12.
-
Alsabeh R., Brynes R.K., Slovak M.L., Arber D.A. Acute myeloid leukemia with t(6;9) (p23;q34): association with myelodysplasia, basophilia, and initial CD34 negative immunophenotype // Am. J. Clin. Pathol. 1997. Vol. 107, N 4. Р. 430–437.
-
Andrieu V., Radford-Weiss I., Troussard X. et al. Molecular detection of t(8;21)/AML1-ETO in AML M1/M2: correlation with cytogenetics, morphology and immunophenotype // Br. J. Haematol. 1996. Vol. 92. Р. 855–665.
-
Ansell S.M. Rare hematological malignancies // Cancer Treat. Res. 2008. Vol. 142. Р. 433.
-
Arber D.A., Orazi A., Hasserjian R. et al. The 2016 revision to the World Health Organization classification of myeloid neoplasms and acute leukemia // Blood. 2016. Vol. 127, N 20. Р. 2391–2405.
-
Auduin J., Comperat E., Le Tourneau A. et al. Myeloid sarcoma: clinical and morphologic criteria useful for diagnosis // Int. J. Sur. Pathol. 2003. Vol. 11, N 4. Р. 271–282.
-
Avet-Loiseau H., Attal M., Campion L. et al. Long-term analisis of the IFM 99 trials for myeloma: Cytogenetic abnormalities [t(4;14), del(17p), 1q gains] play a major role in defining long-term survival // J. Clin. Oncol. 2012. Vol. 30. Р. 1949–1952.
-
Avet-Loiseau H., Minvielle S. Mellerin M.P., Bataille R. 14q32 chromosomal translocations: A hallmark of plasma cell dyscrasias? // Hematol. J. 2000. Vol. 1. Р. 292–294.
-
Bacher U., Schnittger S., Macijewski K. et al. Multilineage dysplasia does not influence prognosis in CEBPA-mutated AML, supporting the WHO proposal to classify these patients as a unique entity // Blood. 2012. Vol. 119, N 20. Р. 4719–4722.
-
Baer M., Stuart C., Lawrence D.. et al. Acute myeloid leukemias with 11q23 translocations: myelomonocytic immunophenotype by multiparameter flow cytometry // Leukemia. 1998. Vol. 12, N 3. Р. 317–325.
-
Bain B.J., Clark D.M., Wilkins B.S. Bone Marrow Pathology. 5th ed. Oxford: Wiley-Blackwell, 2019. 736 p.
-
Bain B.J., Leach M., Immunophenotyping for Haematologists Principles and Practice. John Wiley & Sons, 2021. 144 р.
-
Barna G., Reiniger L., Tátrai P. et al. The cut-off levels of CD23 expression in the differential diagnosis of MCL and CLL // Hematol. Oncol. 2008. Vol. 26, N 3. Р. 167–170.
-
Bene M., Castoldi G., Knapp W. et al. Proposals for the immunological classification of acute leukemias. European Group for the Immunological Characterization of Leukemias (EGIL) // Leukemia. 1995. Vol. 9, N 10. Р. 1783–1786.
-
Bennett J., Catovsky D., Daniel M. et al. Proposals for the classification of the acute leukaemias. French-American-British (FAB) co-operative group // Br. J. Haematol. 1976. Vol. 33, N 4. Р. 451–458.
-
Bernardin F., Yang Y., Cleaves R.. et al. TEL-AML1, Expressed from t(12;21) in Human Acute Lymphocytic Leukemia, Induces Acute Leukemia in Mice // Cancer Research. 2002. Vol. 62. Р. 3904–3908.
-
Boer J.M., Koenders J.E., van der Holt B. et al. Expression profiling of adult acute lymphoblastic leukemia identifies a BCR-ABL1-like subgroup characterized by high non-response and relapse rates // Нaematologica. 2015. Vol. 100. Р. e264.
-
Borowitz M., Silberman M. Cases in flow cytometry. Published on CD-ROM. Carden Jennings Publishing Co., Ltd, 1999.
-
Braylan R.C. Impact of flow cytometry on the diagnosis and characterization of lymphomas, chronic lymphoproliferative disorders and plasma cell neoplasias // Cytometry. Part A. 2004. Vol. 58. Р. 57–61.
-
Bruscaggin A., Monti S., Arcaini L. et al. Molecular lesions of signalling pathway genes in clonal B-cell lymphocytosis with marginal zone features // Br. J. Haematol. 2014. Vol. 167, N 5. Р. 718–720.
-
Campo E., Catovsky D., Montserrat E. et al. B-cell prolymphocytic leukaemian // Swerdlow S., Campo E., Harris N. et al., eds. WHO Classifi cation of Tumours: Pathology & Genetics: Tumours of Haematopoietic and Lymphoid Tissues. Lyon: IARC Press, 2008. Р. 183–184.
-
Campo Е., Swerdlow S.H., Harris N.L. et al. The 2008 WHO classification of lymphoid neoplasms and beyond: evolving concepts and practical applications // Blood. 2011. Vol. 117, N 19. Р. 5019–5032.
-
Carvajal-Cuenca A., Sua L.F., Silva N.M. et al. In situ mantle cell lymphoma: clinical implications of an incidental finding with indolent clinical behavior // Haematologica. 2012. Vol. 97, N 2. Р. 270–278.
-
Challagundla Р., Medeiros J.L. Kanagal-Shamannа R. Differential Expression of CD200 in B-Cell Neoplasms by Flow Cytometry Can Assist in Diagnosis, Subclassification, and Bone Marrow Staging // Am. J. Clin. Pathol. 2014. Vol. 142. Р. 837–844.
-
Chen W., Rassidakis G.Z., Medeiros L.J. Nucleophosmin gene mutations in acute myeloid leukemia // Arch. Pathol. Lab. Med. 2006. Vol. 130, N 11. Р. 1687–1692.
-
Chesi M., Nardini E., Lim R.C. et al. The t(4;14) translocation in multiple myeloma disregulates both FGFR 3 and novel gene, MMSET, resulting in IgH/MMSET hybrid transcripts // Blood. 1998. Vol. 92. Р. 3025–3034.
-
Chronic lymphocytic leukemia. World Health Organization Classification of Tumors IARC Pathology and Genetics of Tumors of Haemato-poetic and Lymphoid Tissues / ed. Н.К. Muller-Hemerlink et al. Lion: IARC Press, 2001. Р. 127–130.
-
Cooke C.B., Krenacs L., Stetler-Stevenson M. et al. Hepatosplenic T-cell lymphoma: a distinct clinicopathologic entity of cytotoxic gamma delta T-cell origin // Blood. 1996. Vol. 88. Р. 4265–4274.
-
Costello R., Sainty D., Bouabdallan R. et al. Primary plasma cell leukemia: a report of 18 cases // Leuk. Res. 2001. Vol. 25. Р. 103–107.
-
Coustan-Smith E., Mullighan C.G., Onciu M. et al. Early T-cell precursor leukaemia: a subtype of very high-risk acute lymphoblastic leukaemia // Lancet Oncol. 2009. Vol. 10, N 2. Р. 147–156.
-
Craig F.E., Foon K.A. Flow cytometric immunophenotyping for hematologic neoplasms // Blood. 2008. Vol. 111, N 8. Р. 3941–3967.
-
D`Arena G., Dell’Olio M., Musto P. et al. Morphologically typical and atypical B-cell chronic lymphocytic leukemias display a different pattern of surface antigenic density // Leuk. Lymphoma. 2001. Vol. 42. Р. 649–654.
-
D’Arena G., Di Renzo N., Brugiatelli M. et al. Biological and clinical heterogeneity of B-cell chronic lymphocytic leukemia // Leuk. Lymphoma. 2003. Vol. 44. Р. 223–228.
-
D`Arena G., Musto P., Cascavilla N. et al. Quantitative flow cytometry for the differential diagnosis of leukemic B-cell chronic lymphoproliferative disorders // Am. J. Hematol. 2000. Vol. 64. Р. 275–281.
-
Damle R.N., Ghiotto F., Valetto A. et al. B-cell chronic lymphocytic leukemia cells express a surface membrane phenotype of activated, antigen-experienced В lymphocytes // Blood. 2002. Vol. 99. Р. 4087–4093.
-
Dearden C.E., Johnson R., Pettengell R. et al. Guidelines for the management of mature T-cell and NK-cell neoplasms (excluding cutaneous T-cell lymphoma) // Brit. J. Haematol. 2011. Vol. 153, N 4. Р. 451–485.
-
Del Giudice I., Davis Z., Matutes E. et al. IgVH genes mutation and usage, ZAP-70 and CD38 expression provide new insights on B-cell prolymphocytic leukemia (B-PLL) // Leukemia. 2006. Vol. 20. Р. 1231–1237.
-
Dimopoulos M.A., Kastritis E., Christoulas D. et al. Treatment of patients with relapsed/refractory multiple myeloma (MM) with lenalidomide and dexamethasone with or without bortesomib: prospective evaluation of the impact of cytogenetic abnormalities // Blood. (ASH Annual Meeting Abstracts). 2009. Vol. 114. Р. Absract 958.
-
Diґaz-Beyґa M., Rozman M., Pratcorona M. et al. The prognostic value of multilineage dysplasia in de novo acute myeloid leukemia patients with intermediate-risk cytogenetics is dependent on NPM1 mutational status // Blood. 2010. Vol. 116, N 26. Р. 6147–6148.
-
Döhner H., Gaidzik V.M. Impact of genetic features on treatment decisions in AML // Soc. Hematol. Educ. Program. 2011. Vol. 2011. Р. 36–42.
-
Dong H.Y., Weisberger J., Liu Z., Tugulea S. Immunophenotypic analysis of CD103+ B-lymphoproliferative disorders: hairy cell leukemia and its mimics // Am. J. Clin. Pathol. 2009. Vol. 131. Р. 586–595.
-
Duchayne E., Fenneteau O., Pages M.P. et al. Acute megakaryoblastic leukaemia: a national clinical and biological study of 53 adult and childhood cases by the Groupe Francais d’Haematologie Cellulaire (GFHC) // Leuk. Lymphoma. 2003. Vol. 44, N 1. Р. 49–58.
-
Dunphy C.H., Orton S.O., Mantell J. Relative contributions of enzyme cytochemistry and flow cytometric immunophenotyping to the evaluation of acute myeloid leukemias with a monocytic component and the contribution of flow cytometric immunophenotyping to the evaluation of absolute monocytoses // Am. J. Clin. Pathol. 2004. Vol. 122. Р. 865–874.
-
Ferrara F., Del Vecchio L. Acute myeloid leukemia with t(8;21)/AML1/ETO: a distinct biological and clinical entity // Haematologica. 2002. Vol. 87, N 3. Р. 306–319.
-
Ferreiro J.F., Morscio J., Dierickx D. et al. Post-transplant molecularly defined Burkitt lymphomas are frequently MYC-negative and characterized by the 11q-gain/loss pattern // Haematologica. 2015. Vol. 100, N 7. Р. e275-e279.
-
Fonseca R., Blood E., Rue M. et al. Clinical and biologic implications of recurrent genomic aberrations in myeloma // Blood. 2003. Vol. 101, N 11. Р. 4569–4575.
-
Fonseca R., Oken M.H., Harrington D. et al. Deletions of chromosome 13 in multiple myeloma identified by interphase FiSH usually denote large deletions of the q arm or monosomy // Leukemia. 2001. Vol. 15. Р. 981–986.
-
Foucar К. Nature B- and T-Cell Lymphoproliferative Neoplasme // Am. J. Clin. Pathol. 2008. Vol. 22. Р. 475–521.
-
Freud A.G., Caligrini M.A. Human natural killer cell development // Immunol. Rev. 2006. Vol. 214. Р. 56–72.
-
Gachard N., Salviat A., Boutet C. et al. Multicenter study of ZAP-70 expression in patients with B-cell chronic lymphocytic leukemia using an optimized flow cytometry method // Haematologica. 2008. Vol. 93, 2. Р. 215–223.
-
Gandara D.R., Mackenzie M.R. Differential diagnosis of monoclonal gammopathy // Med. Clin. Am. 1988. Vol. 72, N 5. Р. 1155–1168.
-
Geisler C.H. Larsen J.K., Hansen N.E. et al.. Рrognostic importance of flow cytometric immunophenotyping of 540 consecutive patients with B-cell chronic lymphocytic leukemia // Blood. 1991. Vol. 78. Р. 1795–1798.
-
General Haematology Task Force of BCSH: Immunophenotyping in the diagnosis of chronic lymphoproliferative disorders // J. Clin. Pathol. 1994. Vol. 47. Р. 871–875.
-
Gertz M.A., Lacy M.Q., Dispenzieri A. et al. Clinical implications of t(11;14)(q13;q32), t(4;14)(p16.3;q32), and -17p13 in myeloma patients treated with high-dose therapy // Blood. 2005. Vol. 106, N 8. Р. 2837–2840.
-
Ghosh I., Bakhshi S., Gupta R. Acute basophilic leukemia in an infant with proptosis // Indian J. Pathol Microbiol. 2011. Vol. 54. Р. 210–211.
-
Gibson S.E., Leeman-Neill R.J., Jain S. et al. Proliferation centres of chronic lymphocytic leukaemia/small lymphocytic lymphoma have enhanced expression of MYC protein, which does not result from rearrangement or gain of the MYC gene // Br. J. Haematol. 2016. Vol. 175, N 1. Р. 173–175.
-
Gibson S.E., Swerdlow S.H., Ferry J.A. et al. Reassessment of small lymphocytic lymphoma in the era of monoclonal B-cell lymphocytosis // Haematologica. 2011. Vol. 96, N 8. Р. 1144–1152.
-
Gopal М.М., Kotwal J., Kapoor R. Acute Myeloid Leukemia with BCR/ABL Fusion Chimera // Indian J. Hematol Blood Transfus. 2014. Vol. 30, Suppl. 1. Р. S280–S282.
-
Gradowski J.F., Sargent R.L., Craig F.E. et al. Chronic lymphocytic leukemia/small lymphocytic lymphoma with cyclin D1 positive proliferation centers do not have CCND1 translocations or gains and lack SOX11 expression // Am. J. Clin. Pathol. 2012. Vol. 138, N 1. Р. 132–139.
-
Hamadeh F., MacNamara S.P., Aguilera N.S. et al. MYD88 L265P mutation analysis helps define nodal lymphoplasmacytic lymphoma // Mod. Pathol. 2015. Vol. 28, N 4. Р. 564–574.
-
Hans C.P., Weisenburger D.D., Greiner T.C., Gascoyne R.D. Confirmation of the molecular classification of diffuse large B-cell lymphoma by immunohistochemistry using a tissue microarray // Blood. 2004. Vol. 103 (1). Р. 275–282.
-
Harris N.L., Jaffea E.S., Stein H. et al. A revised European-American classification of lymphoid neoplasms: a proposal from the International Lymphoma Study Group // Blood. 1994 .Vol. 84, N 5. Р. 1361–1392.
-
Harrison Ch.J. Spotlight on iAMP21 acute lymphoblastic leukemia (ALL), a high-risk pediatric disease // Blood. 2015. Vol. 125, N 9. Р. 1383–1386.
-
Heerema N.A., Nachman J.B., Sather H.N. et al. Hypodiploidy With Less Than 45 Chromosomes Confers Adverse Risk in Childhood Acute Lymphoblastic Leukemia: A Report From the Children’s Cancer Group // Blood. 1999. Vol. 94, N 12. Р. 4036–4046.
-
Heintel D., Kroemer F., Schwarzinger I. Association of ZAP-70 mRN.A expression levelss with other prognostic factors in chronic lymphocylic leutkemia // J. Hematol. 2003. Vol. 4. Р. 158.
-
Henderson L.O., Marti G.E., Gaigalas A. et al. Terminology and Nomenclature for Standardization in Quantitative Fluorescence Cytometry // Cytometry. 1998. Vol. 33. Р. 97–105.
-
Hrusak O., Porwit-MacDonald A. Antigen expression patterns reflecting genotype of acute leukemias // Leukemia. 2002. Vol. 16, N 7. Р. 1233–1258.
-
Hurwitz C.A., Raimondi S.C., Head D. et al. Distinctive immunophenotypic features of t(8;21)(q22;q22) acute myeloblastic leukemia in children // Blood. 1992. Vol. 80. Р. 3182–3188.
-
Ikematsu W., Ikematsu H., Okamura S. et al. Surface phenotype and Ig heavy-chain gene usage in chronic B-cell leukemias: expression of myelomonocytic surface markers in CD5- chronic B-cell leukemia // Blood. 1994. Vol. 83. Р. 2602–2610.
-
Jares P., Colomer D., Campo E. Molecular pathogenesis of mantle cell lymphoma // J. Clin. Invest. 2012. Vol. 122, N 10. Р. 3416–3423.
-
Jegalian A.G., Eberle F.C., Pack S.D. et al. Follicular lymphoma in situ: clinical implications and comparisons with partial involvement by follicular lymphoma // Blood. 2011. Vol. 118 (11). Р. 2976–2984.
-
Kager L., Lion T., Attarbaschi A. et al. Incidence and outcome of TCF3-PBX1-positive acute lymphoblastic leukemia in Austrian children // J. Haematologica the Нematology. 2007. Vol. 92, N 11. Р. 1561.
-
Karandikar N.J., Aquino D.B., McKenna R.W., Kroft S.H. Transient myeloproliferative disorder and acute myeloid leukemia in Down syndrome. An immunophenotypic analysis // Am. J. Clin. Pathol. 2001. Vol. 116 (2). Р. 204–210.
-
Kawada H., Fukuda R., Yoshida M. A Novel Variant of B-Lymphoid Leukemia Expressing Kappa. Lambda Light Chains // Acta Haematologica. 1998. Vol. 100. Р. 54–56.
-
Kay N.E., Hamblin T.J., Jelinek D.F. Chronic Lymphocytic Leukemia // Haematology. 2002. Vol. 73. Р. 1143–1149.
-
Killick S., Matutes E., Powles R.L., Hamblin M., Swansbury J. et al. Outcome of biphenotypic acute leukemia // Haematologica. 1999. Vol. 84. Р. 699–706.
-
Kim J.U. Khan W., Arowoshola L., Ahmad M. Frequency and Clinical Characteristics of Intrachromosomal Amplification of Chromosome 21 in Korean Childhood B-lineage Acute Lymphoblastic Leukemia // Ann. Lab. Med. 2016. Vol. 36. Р. 475–480.
-
Kumar S.K., Mikhael J.R. Management of Newly Diagnosed Symptomatic Multiple Myeloma: Updated Mayo Stratification of Myeloma and Risk-Adapted Therapy (mSMART) Consensus Guidelines // Mayo Clin. Proc. 2009. Vol. 84, N 12. Р. 1095–110.
-
Laiosa C.V., Stadtfeld M., Graf T. Determinants of lymphoid myeloid lineage diversification // Ann. Rev. Immunol. 2006. N 24. Р. 705–738.
-
Landgren O., Albitar M., Ma W. et al. B-cell clones as early markers for chronic lymphocytic leukemia // N. Engl. J. Med. 2009. Vol. 360, N 7. Р. 659–667.
-
Langebrake C., Creutzig U., Reinhardt D. Immunophenotype of Down syndrome acute myeloid leukemia and transient myeloproliferative disease differs significantly from other diseases with morphologically identical or similar blasts // Klin. Padiatr. 2005. Vol. 217. Р. 126–134.
-
Lewis R.E., Cruse J.M., Sanders C.M. et al. Aberrant expression of T-cell markers in acute myeloid leukemia // Exp. Mol. Pathol. 2007. Vol. 83. Р. 462–463.
-
Lichtman M.A., Segel G.B. Uncommon phenotypes of acute myelogeneous leukemia: basophilic, mast cells, eosinophilic, and myeloid dentritic cells subtypes. A review // Blood. Cells Mol. Diseases. 2005. Vol. 35. Р. 370–383.
-
Lim M.S., de Leval L., Quintanilla-Martinez L. Commentary on the 2008 WHO classification of mature T- and NK-cell neoplasms // J. Hematop. 2009. Vol. 2, N 2. Р. 65–73.
-
Lin C.W., Liu T.Y., Chen S.U. et al. CD94 1A transcripts characterize lymphoblastic lymphoma/leukemia of immature natural killer cell origin with distinct clinical features // Blood. 2005. Vol. 106. Р. 3567–3574.
-
Lin L.I., Chen C.Y., Lin D.T. et al. Characterization of CEBPA mutations in acute myeloid leukemia: most patients with CEBPA mutations have biallelic mutations and show a distinct immunophenotype of the leukemic cells // Clin. Cancer Res. 2005. Vol. 11. Р. 1372–1379.
-
Loughran T.P. Clonal diseases of large granular lymphocytes // Blood. 1993. Vol. 82. Р. 1–14.
-
Love C., Sun Z., Jima D. et al. The genetic landscape of mutations in Burkitt lymphoma // Nat. Genet. 2012. Vol. 44, N 12. Р. 1321–1325.
-
Matutes E. New additions to antibody panels in the characterisation of chronic lymphoproliferative disorders // J. of Clinical Pathology. 2002. Vol. 55. Р. 180–183.
-
Matutes E., Bain B.J., Wotherspoon A., Lymphoid malignancies. 2nd ed. Clinical Publishing, 2020. 152 р.
-
Matutes E., Brito-Babupulle V., Swansbury J. et al. Clinical and laboratory features of 78 cases of T-prolymphocytic leukemia // Blood. 1991. Vol. 78. Р. 3269–3274.
-
Matutes E., Morilla R., Owusu-Ankomah K. Immunophenotyping and differential diagnosis of hairy cell leukemia // Hematol Oncol. Clin. North. 2006. Vol. 20. Р. 1051–1063.
-
Matutes E., Morilla R., Owusu-Ankomah K. et al. The immunophenotype of splenic lymphoma with villous lymphocytes and its relevance to the differential diagnosis with other B-cell disorders // Blood. 1994. Vol. 83. Р. 1558–1562.
-
Matutes E., Oscier D., Montalban C. et al. Splenic marginal zone lymphoma proposals for a revision of diagnostic, staging and therapeutic criteria // Leukemia. 2008. Vol. 22. Р. 487–495.
-
Matutes E., Parry-Jones N., Brito-Babapulle V. et al. The leukemic presentation of mantle-cell lymphoma: disease features and prognostic factors in 58 patients // Leuk. Lymphoma. 2004. Vol. 45. Р. 2007–2015.
-
Matutes E., Pickl W.F., Van’t Veer M. et al. Mixed-phenotype acute leukemia: clinical and laboratory features and outcome in 100 patients defined according to the WHO 2008 classification // Blood. 2011. Vol. 117, N 11. Р. 3163–3171.
-
Meeker T.C, Hardy D., Willman C. Activation of the Interleukin-3 Gene by Chromosome Translocation in Acute Lymphocytic Leukemia With Eosinophilia // Blood. 1990. Vol. 76, N 2. Р. 285–289.
-
Miao Y., Fan L., Wu Y.-J. et al. Low expression of CD200 predicts shorter time-to-treatment in chronic lymphocytic leukemia // Oncotarget. 2016. Vol. 7, No. 12. Р. 13551–13562.
-
Mohamed A.N., Bentley G., Bonnett M.L. et al. Chromosome aberrations in a series of 120 multiple myeloma cases with abnormal karyotypes // Am. J. Hematol. 2007. Vol. 82. Р. 1080–1087.
-
Monaghan S.A., Peterson L.C., James C. et al. Pan B-cell markers are not redundant in analysis of chronic lymphocytic leukemia (CLL) // Cytometry. 2003. Vol. 56B. Р. 30–42.
-
Moorman A.V., Richards S.M., Robinson H.M. et al. Prognosis of children with acute lymphoblastic leukemia (ALL) andintrachromosomal amplification of chromosome 21 (iAMP21) // Blood. 2007. Vol. 109, N 6. Р. 2327–2330.
-
Morabito F., Mosca L., Cutrona G. et al. Clinical monoclonal B lymphocytosis versus Rai 0 chronic lymphocytic leukemia: a comparison of cellular, cytogenetic, molecular, and clinical features // Clin. Cancer Res. 2013. Vol. 19, N 21. Р. 5890–5900.
-
Morice W.G., Chen D., Kurtin P.J. et al. Novel immunophenotypic features of marrow lymphoplasmacytic lymphoma and correlation with Waldenstrom’s macroglobulinemia // Modern Pathology. 2009. Vol. 22. Р. 807–816.
-
Moureau E.J., Matutes E., A’Hern R.P. et al. Improvement of the chronic lymphocytic leukemia scoring system with the monoclonal antibody SN8 (CD79b) // Am. J. Clin. Pathol. 1997. Vol. 108. Р. 378–382.
-
Mufti G.J., Bennett J.M., Goasguen J. et al. Diagnosis and classification of myelodysplastic syndrome: International Working Group on Morphology of myelodysplastic syndrome (IWGM-MDS) consensus proposals for the definition and enumeration of myeloblasts and ring sideroblasts // Haematologica. 2008. Vol. 93. Р. 1712–1717.
-
Muller-Hermelink H.K., Zettl A., Pfeifer W., Ott G. Pathology of lymphoma progression // Histopatology. 2001. Vol. 38. Р. 285–306.
-
Neumann M., Heesch S., Schlee C. et al. Whole-exome sequencing in adult ETP-ALL reveals a high rate of DNMT3A mutations // Blood. 2013. Vol. 121, N 23. Р. 4749–4752.
-
Neumann M., Coskun E., Fransecky L. et al. FLT3 mutations in early T-cell precursor ALLcharacterize a stem cell like leukemia and imply the clinical use of tyrosine kinase inhibitors // PLoS One. 2013. Vol. 8, N 1. Р. e53190.
-
Nieto W.G., Almeida J., Romero A. et al. Primary Health Care Group of Salamanca for the Study of MBL. Increased frequency (12%) of circulating chronic lymphocytic leukemia-like B-cell clones in healthy subjects using a highly sensitive multicolor flow cytometry approach // Blood. 2009. Vol. 114, N 1. Р. 33–37.
-
Orazi A., O’Malley D.P., Jiang J. et al. Acute panmyelosis with myelofibrosis: an entity distinct from acute megakaryoblastic leukemia // Mod. Pathol. J. 2005. Vol. 18, N 5. P. 603–614.
-
Owaidah T.M., Beihany A., Iqbal M.A. et al. Cytogenetics, molecular and ultrastructural characteristics of biphenotypic acute leukemia identified by the EGIL scoring system // Leukemia. 2006. Vol. 20. Р. 620–626.
-
Paietta E. Expression of cell surface antigens in acute promyelocytic leukaemia // Best Pract. Res. Clin. Haematol. 2003. Vol. 16, N 3. Р. 369–385.
-
Paietta E., Li X., Richards S. et al. Outcome in Philadelohia Chromosome Positive (Ph+) Adult ALL Patients may be more determined by CD25 expression than by Ph status per se // Blood. 2008. Vol. 112. Р. 533, abstract 1500.
-
Pangalis G.A., Vassilakopoulos T.P., Dimopoulou M.N. et al. B-chronic lymphocytic leukemia: practical aspects // Hematological Oncology. 2001. Vol. 20. Р. 103–146.
-
Patrick K., Wade R., Goulden N. et al. Outcome for children and young people with Early T-cell precursor acute lymphoblastic leukaemia treated on a contemporary protocol UKALL. 2003 // Br. J. Haematol. 2014. Vol. 166, N 3. Р. 421–424.
-
Pekova S., Baran-Marszak F., Schwarz J., Matoska V. Mutated or non-mutat-edi Which database to choose when determining the IgVH hypermutation status in chronic lymphocytic leukemia // Haematologica. 2006. Vol. 91. Р. ELT01.6.
-
Peters J.M., Ansari M.Q. Multiparameter Flow Cytometry in the Diagnosis and Management of Acute Leukemia // Arch. Pathol. Lab. Med. 2011. Vol. 135. Р. 44–54.
-
Petrella T., Comeau M.R., Maynadie M. et al. Agranular CD4+CD56+ hematodermic neoplasm (blastic NK-cell lymphoma) originates from a population of CD56+ precursor cells related to plasmacytoid monocytes // Am. J. Surg. Pathol. 2002. Vol. 26. Р. 852–862.
-
Pillai R.K., Surti U., Swerdlow S.H. Follicular lymphoma-like B cells of uncertain significance (in situ follicular lymphoma) may infrequently progress, but precedes follicular lymphoma, is associated with other overt lymphomas and mimics follicular lymphoma in flow cytometric studies // Haematologica. 2013. Vol. 98, N 10. Р. 1571–1580.
-
Porwit A., Bene M.C. Multiparameter Flow Cytometry in the Diagnosis of Hematologic Malignancies. Cambridge: Cambridge University Press, 2018. 256 p.
-
Rawstron A.C., Shanafelt T., Lanasa M.C. et al. Different biology and clinical outcome according to the absolute numbers of clonal B-cells in monoclonal B-cell lymphocytosis (MBL) // Cytometry B. Clin Cytom. 2010. Vol. 78 (Suppl. 1). Р. S19–S23.
-
Robak T. Current treatment options in hairy cell leukemia and hairy cell leukemia variant // Cancer Treat Rev. 2006. Vol. 32. Р. 365–376.
-
Roulland S., Kelly R.S., Morgado E.. et al. t(14;18) translocation: a predictive blood biomarker for follicular lymphoma // J. Clin. Oncol. 2014. Vol. 32, N 13. Р. 1347–1355.
-
Sanchez M.L., Almeida J., Gonzalez D. Incidence and clinicobiologic characteristics of leukemic B-cell chronic lymphoproliferative disorders with more than one B-cell clone // Blood. 2003. Vol. 102. Р. 2994–3002
-
Sanchez M.L., Almeida J., Vidriales B. et al. Incidence of phenotypic aberrations in a series of 467 patients with B-chronic lymphoproliferative disorders: basis for the design of specific 4-color stainings to be used for minimal residual disease investigation // Leukemia. 2002. Vol. 16. Р. 1460–1469.
-
Sandberg Y., Almeida J., Gonzalez M. et al. Clonal TCRγδ+ Large Granular Lymphocyte proliferations reflect the spectrum of normal TCRγδ+ T-cells in peripheral blood // Leukemia. 2006. Vol. 20. Р. 234–242.
-
Santra M., Zhan F., Tian E. et al. A subset of multiple myeloma harboring the t(4;14)(p16;q32) translocation lacks FGFR3 expresson but maintains an IGH/MMSET fusion transcript // Blood. 2003. Vol. 101. Р. 2374–2376.
-
Sargent R.L., Craig F.E., Swerdlow S.H. Comparison of Bcl-2, CD38 and ZAP-70 Expression in Chronic Lymphocytic Leukemia // J. Clin. Exp. Pathol. 2009. Vol. 2. Р. 574–582.
-
Sawyer J., Shaughnessy J.D., Haussler J. et al. Gene expression profiling (GEP) in multiple myeloma (MM): Distinguishing relapses with high-risk transformation from those with sustained low risk // J. Clin. Oncol. 2010. Vol. 28. Р. 15s (suppl. abstr. 8122).
-
Schlette E., Medeiros L.J., Keating M., Lai R. CD79b expression in chronic lymphocytic leukemia. Association with trisomy 12 and atypical immunophenotype // Arch. Pathol. Lab. Med. 2003. Vol. 123. Р. 561–566.
-
Schnittger S., Dicker F., Kern W. et al. RUNX1 mutations are frequent in de novo AML with noncomplex karyotype and confer an unfavorable prognosis // Blood. 2011. Vol. 117, N 8. Р. 2348–2357.
-
Semenzato G., Zambelio R., Starkebaum G. et al. The lymphoproliferative disease of granular lymphocytes: updated criteria for diagnosis // Blood. 1997. Vol. 89. Р. 256–262.
-
Sezer O., Heider U., Zavrski I., Possinger K. Differentiation of monoclonal gammopathy of undetermined significance and multiple myeloma using flow cytometric characteristics of plasma cells // Haematologica. 2001. Vol. 86. Р. 837–843.
-
Shaughnessy J.Jr., Tian E., Sawyer J. еt al. High incidence of chromosome 13 deletion in multiple myeloma detected by multiprobe interphase FISH // Blood. 2000. Vol. 96. Р. 1505–1511.
-
Sheikh S., Kallakury B.V.S., Al-Kuraya K.A. CD5-Negative, CD10-Negative small B-cell leukemia: Variant of chronic lymphocytic leukemia or a distinct entity? // Am. J. Hematol. 1998. Vol. 71. Р. 306–310.
-
Shi G., Weh H.J., Duhrsen U. et al. Chromosomal abnormality inv(3)(q21q26) associated with multilineage hematopoietic progenitor cells in hematopoietic malignancies // Cancer Genet. Cytogenet. 1997. Vol. 96, N 1. Р. 58–63.
-
Swerdlow S.H., Campo E., Harris N.L. et al. WHO Classification of Tumours of Haematopoietic and Lymphoid Tissues. 4th еd. Lyon: IARC Press, 2008.
-
Swerdlow S.H., Campo E., Pileri S.A. et al. The 2016 revision of the World Health Organization classification of lymphoid neoplasms // Blood. 2016. Vol. 127, N 20. Р. 2375–2390.
-
Syampurnawati M., Tatsumi E., Ardianto B. et al. DR negativity is a distinctive feature of M1/M2 AML cases with NPM1 mutation // Leuk. Res. 2007. Vol. 32, N 7. Р. 1141–1143.
-
Szczepanski T., Orfao A., van der Velden V.H. et al. Minimal residual disease in leukaemia patients // Lancet Oncol. 2001. Vol. 2, N 7. Р. 409–417.
-
Szczepanski T., van der Velden V.H.J., Van Dongen J.J.M. Classification systems for acute and chronic leukemias // Best Pract. Res. Clin. Haematol. 2003. Vol. 16. Р. 561–582.
-
Szczepański T., Van der Velden V.H.J., Van Dongen J.J.M. Flow-cytometric immunophenotyping of normal and malignant lymphocytes // Clin. Chem. Lab. Med. 2006. Vol. 44. Р. 775–796.
-
Tang J.L., Hou H.A., Chen C.Y. et al. AML1/RUNX1 mutations in 470 adult patients with de novo acute myeloid leukemia: prognostic implication and interaction with other gene alterations // Blood. 2009. Vol 114, N 26. Р. 5352–5361.
-
Tiacci E., Trifonov V., Schiavoni G. et al. BRAF mutations in hairy-cell leukemia // N. Engl. J. Med. 2011. Vol. 364, N 24. Р. 2305–2315.
-
Valamor N., Zorco M.A., Rogman M. et al. Acute myeloblastic leukemia with minimal differentiation: phenotypical and ultrastructural characteristics // Leukemia. 1998. Vol. 12, N 7. Р. 1071–1075.
-
Van den Ancker W., Terwijn M., Westers T.M. et al. Acute leukemias of ambiguous lineage: diagnostic consequences of the WHO2008 classification // Leukemia. 2010. Vol. 24, N 7. Р. 1392–1396.
-
Van der Burg M., Barendregt B.H., van Wering E.R. et al. The presence of somatic mutations in immunoglobulins genes of B-cell acute lymphoblastic leukemia (ALL-L3) supports assignment as Burkitt’s leukemia-lymphoma rather than B-lineage ALL // Leukemia. 2001. Vol. 15. Р. 1141–1143.
-
Van Dongen J.J.M., Lhermitte L., Bottcher S. et al. EuroFlow antibody panels for standardized n-dimensional flow cytometric immunophenotyping of normal, reactive and malignant leukocytes // Leukemia. 2012. Vol. 26, N 9. Р. 1908–1975.
-
Van Dongen J.J.M., Szczepański T., Adriaansen H.J. Immunobiology of leukemia / еds.: E.S. Henderson, T.A. Lister, M.F. Greaves. Leukemia. Philadelphia: W.B. Saunders Company, 2002. Р. 85–129.
-
Van Dongen J.J.M., van den Beemd M.W.M., Schellekens M. et al. Analysis of malignant T cells with the Vb antibody panel // Immunologist. 1996. Vol. 4. Р. 37–45.
-
Vardi A., Dagklis A., Scarfo L. et al. Immunogenetics shows that not all MBL are equal: the larger the clone, the more similar to CLL // Blood. 2013. Vol. 121, N 22. Р. 4521–4528.
-
Vardiman J.W., Thiele J., Arber D.A. et al. The 2008 revision of the World Health Organization (WHO) classification of myeloid neoplasms and acute leukemia: rationale and important changes // Blood. 2009. Vol. 114, N 5. Р. 37–51.
-
Waterfall J.J., Arons E., Walker R.L. et al. High prevalence of MAP2K1 mutations in variant and IGHV4–34-expressing hairy-cell leukemias // Nat. Genet. 2014. Vol. 46, N 1. Р. 8–10.
-
Weir E.G., Ali Ansari-Lan M., Batista D.A. et al. Acute bilineal leukemia: a rare disease with poor outcome // Leukemia. 2007. Vol. 21. Р. 2264–2270.
-
Wiemels J.L., Kang M., Chang J.S. et al. Backtracking RAS mutations in high hyperdiploid childhood acute lymphoblastic leukemia // Blood. Cells, Molecules, and Diseases. 2010. Vol. 45. Р. 186–191.
-
Willemze R., Ferl H., Sterry W. et al. EORTC classification for primary cutaneous lymphomas: a proposal from the Cutaneous Lymphoma Study Group of the European Organization for Research and Treatment of Cancer // Blood. 1997. Vol. 90. Р. 354–371.
-
Wood B.L. Multicolor immunophenotyping: human immune system hematopoiesis // Methods Cell Biol. 2004. Vol. 75. Р. 559–576.
-
World Health Organization Classification of Tumors. Pathology and Genetics of Tumors of haematopoietic and lymphoid tissues / eds.: E.S. Jaffe, N.L. Harris, Н. Stein, J.W. Vardiman. Lyon: IARC, 2001.
-
Xochelli A., Kalpadakis C., Gardiner A. et al. Clonal B-cell lymphocytosis exhibiting immunophenotypic features consistent with a marginal-zone origin: is this a distinct entity? // Blood. 2014. Vol. 123, N 8. Р. 1199–1206.
-
Xu Y., McKenna R.W., Doolittle J.E. et al. The t(14;18) in diffuse large B-cell lymphoma correlation with germinal center-associated markers and clonal features // Appl. Immunohistochem. Mol. Morphol. 2005. Vol. 13. Р. 111–123.
-
Yoon S.R., Chung Y.W., Choi I. Development of natural killer cells from hematopoietic stem cells // Mol. Cells. 2007. Vol. 24. Р. 1–8.
-
Young R.M., Shaffer A.L. 3rd, Phelan J.D., Staudt L.M. B-cell receptor signaling in diffuse large B-cell lymphoma // Semin Hematol. 2015. Vol. 52, N 2. Р. 77–85.
-
Zambello R., Semenzato G. Large granular lymphocytosis // Hematologica. 1998. Vol. 83. Р. 936–942.
-
Zhang J., Ding L., Holmfeldt L. et al. The genetic basis of early T-cell precursor acute lymphoblastic leukaemia // Nature. 2012. Vol. 481, N 7380. Р. 157–163.
-
Zucchetto A., Sonego P., Degan M. et al. Surface-antigen expression profiling (SEP) in B-cell chronic lymphocytic leukemia (B-CLL): Identification of markers with prognostic relevanc // J. Immunological Methods. 2005. Vol. 305. Р. 20–32.
Глава 6. Острый и хронический панкреатиты
В последние три десятилетия отмечается существенное увеличение заболеваемости острым панкреатитом (ОП). В настоящее время больные ОП составляют 12% пациентов с "острым животом". ОП по распространенности занимает третье место после острого холецистита и острого аппендицита в хирургическом стационаре. Увеличилась частота деструктивных форм ОП, причинами которых чаще всего являются алкоголь и билиарная патология (у 70–80% больных). Общая летальность при ОП остается практически неизменной на протяжении 20 лет и составляет 10–20%, а при панкреонекрозе достигает 60% и более [1, 3, 13, 19, 23].
Такая же закономерность наблюдается и в отношении роста заболеваемости хроническим панкреатитом. Доля хронического рецидивирующего панкреатита в структуре болезней органов пищеварения достигла 10%, а заболеваемость увеличилась в 18 раз [29].
Причинами возникновения острого и хронического панкреатитов чаще всего выступают одни и те же этиологические факторы. Предполагается, что развитие любой формы панкреатита связано с воздействием нескольких факторов. Все многообразие причинных факторов заболевания можно классифицировать следующим образом:
К сожалению, до настоящего времени при панкреатитах остается значительным число диагностических ошибок, достигающее 10–50%. О сложности диагностики панкреатитов свидетельствует и большое количество самых различных исследований - свыше 80 биохимических и технических методов [2, 6, 7, 25, 27].
6.1. Острый панкреатит
Острый панкреатит представляет собой острое асептическое воспаление поджелудочной железы, основу которого составляют процессы аутоферментативного некробиоза, некроза и эндогенного инфицирования с вовлечением в патологический процесс окружающих железу тканей забрюшинного пространства, брюшной полости и комплекса органных систем внебрюшинной локализации.
6.1.1. Этиология
Острый панкреатит как самостоятельное заболевание является полиэтиологическим, но монопатогенетическим заболеванием. Любая причина, вызывающая гиперсекрецию панкреатического сока и затруднение его оттока с развитием гипертензии в панкреатических протоках, заброс в протоки цитотоксических и активирующих панкреатические ферменты веществ, прямое повреждение секретирующих панкреоцитов, может привести к развитию ОП. Условия развития ОП определяют его этиологическую характеристику. Основные пусковые факторы ОП перечислены ниже [17, 22].
-
Заболевания внепеченочных желчевыводящих путей с нарушением тока желчи (микро- и макрохолелитиаз, дивертикул холедоха, опухоли протоков и др.). При приоритетном наличии этих причин можно говорить о билиарном ОП.
-
Заболевания двенадцатиперстной кишки и большого дуоденального сосочка (БДС). Имеют значение дуоденостаз, дуоденальные дивертикулы и язвенные поражения вблизи БДС, спазм сфинктера Одди, вклинение камня в БДС, папиллотония и папиллит, опухоли БДС и др. При дуоденостазе и атонии сосочка развивается рефлюкс-панкреатит, при котором происходит заброс желчи и дуоденального содержимого в панкреатический проток. При папиллите, вклиненном желчном камне и опухоли БДС возникает обтурационный ОП.
-
Избыточная пищевая нагрузка (обильный прием пищи, особенно жирной и жареной) и медикаментозная стимуляция панкреатической секреции (прозерин, пилокарпин, секретин, холецистокинин и др.) нередко способствует возникновению ОП, особенно при наличии других этиологических факторов.
-
Прием алкоголя и его суррогатов резко усиливает секреторную активность поджелудочной железы, а длительное употребление крепких алкогольных напитков приводит к дуодениту с отеком БДС, создавая затруднение оттоку панкреатического секрета и желчи. Алкоголь при этих обстоятельствах оказывает токсическое действие на экзокринную активность железы, вызывает дегенеративные изменения в ацинарных клетках, способствуя развитию алкогольного ОП.
-
Острые и хронические нарушения кровообращения с расстройствами микроциркуляции в поджелудочной железе (на фоне гипертензивного криза, артериальной гипотензии при циркуляторных шоках различного происхождения, атеросклеротической окклюзии чревного ствола, тромбоза и эмболии сосудов, питающих железу и др.) приводят к развитию ишемического ОП [24].
ОП как самостоятельное заболевание развивается обычно в результате воздействия не одного, а комплекса факторов. Наиболее часто возникновению ОП способствуют заболевания желчных путей и двенадцатиперстной кишки, сердечно-сосудистой системы, алиментарные нарушения, злоупотребление алкоголем. На частоте возникновения этого поражения сказываются эндокринные нарушения (гиперпаратиреоз, гиперкортицизм и др.), нарушения обмена веществ (гиперлипидемия, ожирение, белковое голодание), аллергический фон, врожденные аномалии и возрастные изменения поджелудочной железы.
Полиэтиологичность ОП как осложнения других заболеваний позволяет, тем не менее, выделить ряд основных патологических состояний, при которых возможно его развитие.
-
Заболевания самой поджелудочной железы (опухоли, хронический панкреатит и др.). Особое значение в развитии ОП на таком фоне имеет непроходимость панкреатического протока, вызванная его стриктурой, камнем, опухолью, а также сдавление извне различными образованиями. ОП у пациентов со злокачественной опухолью поджелудочной железы и других органов с метастазами в поджелудочной железе можно назвать канцерогенным ОП.
-
Травма поджелудочной железы, случайная или ятрогенно обусловленная (механическая, химическая, лучевая, интраоперационная, криотермическая и др.), может создавать условия для возникновения травматического ОП. Развитие послеоперационных ОП следует связывать не только с прямой травмой поджелудочной железы, но и с изменениями условий отделения желчи и панкреатического экскрета в связи с внутриабдоминальными вмешательствами. При травматических и послеоперационных панкреатитах выделяют ОП, развивающиеся сразу после травмы и в более отдаленные сроки. Примерами развития ОП в отдаленные сроки после операции являются рефлюкс-панкреатиты после папиллосфинктеротомии, ОП при синдроме "приводящей петли" после резекции желудка по Бильрот-II. Травма поджелудочной железы с повреждением панкреатических протоков может привести к их стриктуре, что способствует возникновению деструкции паренхимы железы в отдаленные сроки.
-
Особую группу послеоперационных ОП составляют панкреатиты после операций на сердце в условиях искусственного кровообращения, а также после трансплантации паренхиматозных органов (почки, печени, поджелудочной железы). Посттрансплантационные ОП имеют различное происхождение, но всегда резко ухудшают результаты таких операций.
-
Условно в группу травматических можно отнести ОП после некоторых инструментальных и рентгенологических исследований панкреатодуоденальной зоны, а также после некоторых инвазивных методов лечения. ОП может развиться у ряда пациентов после ретроградной холангиопанкреатографии, интраоперационной холангиографии с рефлюксом контрастного вещества в главный панкреатический проток, после травматичных манипуляций на БДС. Лечебная окклюзия протоковой системы поджелудочной железы с применением синтетических полимерных материалов (силиконовых композиций и др.) у больных с ХП или панкреатическим свищом может осложниться постокклюзионным ОП.
-
Развитием ОП могут завершиться острые отравления различными ядами, прием токсических доз лекарственных препаратов.
-
Некоторые инфекционные болезни (брюшной тиф, вирусный гепатит, эпидемический паротит и др.) иногда осложняются ОП. Паразитарные поражения органов пищеварения (описторхоз, лямблиоз, закупорка БДС аскаридами) также могут вызвать ОП с характерным для самостоятельного заболевания течением.
6.1.2. Патогенез
Основу патогенеза ОП составляют процессы местного и системного воздействия панкреатических ферментов, биологически активных веществ и цитокинов различной природы.
Комбинация нескольких пусковых факторов становится толчком для начальной внутриацинарной активации протеолитических ферментов и дальнейшего аутокаталитического переваривания поджелудочной железы. Эта активация происходит под воздействием цитокиназы (билиарной, кишечной или панкреатической), приоритетные эффекты которой зависят от характера пускового фактора (холестаз и микроконкременты, дуоденостаз, прямое повреждение поджелудочной железы). Скорость развития панкреатической деструкции зависит от соотношения ферментоактивирующих и ингибирующих механизмов, функциональной активности панкреацитов в момент начала активации. Внутриацинарным активатором всех основных панкреатических ферментов (химотрипсина, липазы, эластазы) становится трипсин, секретируемый панкреоцитами. Активные панкреатические ферменты в силу своей агрессивности действуют местно и поступают за пределы паренхимы поджелудочной железы: в окружающие железу ткани и полость брюшины, по портальной системе в печень, по лимфатической системе в циркулирующую кровь.
В патогенезе гуморальных реакций при ОП большое значение имеет не только поступление в кровь панкреатических ферментов как первичных факторов агрессии. За этим следует активация (с участием того же трипсина) калликреин-кининовой системы крови и тканей с образованием и выбросом значительного количества вторичных факторов агрессии - свободных кининов (прежде всего, брадикинина), гистамина и серотонина. Именно активация кининов проявляется характерным для ОП болевым синдромом и ведет к повышению сосудистой проницаемости с формированием обширного тканевого отека в зоне железы с прогрессирующей перитонеальной экссудацией, тромбогеморрагическими изменениями в микрососудах. Одновременно отмечаются признаки плазменного кининогенеза, выраженность которого зависит от формы и распространения отечно-деструктивного поражения поджелудочной железы. Активная фосфолипаза, наряду с действием трипсина, также является фактором агрессии: она стимулирует выработку простагландинов, еще более усиливающих секреторную активность поджелудочной железы и нарушающих барьерные функции клеточных мембран в зоне поражения и за ее пределами. На разных фазах развития ОП отмечается активация перекисного окисления липидов (ПОЛ) со снижением тканевой антиоксидантной защиты, что проявляется снижением содержания в плазме восстановленного глутатиона и повышением активности ксантиноксидазы с возрастанием внутриклеточной концентрации ионизированного кальция, что нарушает энергетику панкреацитов и способствует углублению их деструкции.
В качестве факторов агрессии третьего порядка при ОП выступают различные медиаторы воспаления: цитокины (интерлейкины, ФНО, фактор активации тромбоцитов), простагландины, тромбоксаны, лейкотриены. Их общая характеристика сводится к следующему:
Факторы панкреатической агрессии и вторичные эндогенные токсические субстанции (ЭТС), образующиеся в поджелудочной железе, поступают во внутреннюю среду организма двумя путями: через портальную систему и грудной лимфатический проток. Именно поэтому первыми органами-мишенями ферментной и токсической агрессии оказываются печень и легкие, затем сердце и ЦНС и, наконец, почки, что при тяжелом ОП и прогрессировании органных повреждений формирует синдром последовательно множественной органной несостоятельности. Прогрессирование изменений гомеостаза усугубляется нарушением эвакуации желудочного содержимого и развитием пареза кишечника различной степени выраженности. В происхождении моторно-эвакуаторных нарушений желудочно-кишечного тракта при ОП имеют значение как действие факторов агрессии и эндогенной интоксикации, так и кининовый отек в зоне расположения чревных нервов, прежде всего солнечного сплетения.
Все эти гуморальные и функциональные изменения лежат в основе большинства клинических и лабораторных проявлений первого периода ОП - периода альтерации. Он характеризуется системными и органными циркуляторными расстройствами и эндогенной интоксикацией, усугубляющими изменения гомеостаза, и функциональными нарушениями. Последние обусловлены пропотеванием внутрисосудистой жидкости и белка, гиповолемией и сгущением крови, потреблением факторов свертывания и клеток крови в зонах геморрагического некроза, потреблением ионизированного кальция в зонах жирового некроза.
Таким образом, в соответствии с эволюцией заболевания в патогенезе ОП можно проследить три последовательных периода и две основные фазы.
Первая фаза обусловлена формированием системной воспалительной реакции в течение первых двух недель от начала заболевания, когда некробиоз и аутолиз поджелудочной железы и забрюшинной клетчатки имеют абактериальный характер.
Вторая фаза соответствует постнекротической эндо- и экзогенной бактериальной контаминации и инфицированию очагов некроза различной локализации с развитием септических осложнений. Основу патофизиологического процесса в этот период составляет качественно новый этап формирования системной воспалительной реакции в виде септического (инфекционно-токсического) шока и септической полиорганной недостаточности.
Стихание деструкции в поджелудочной железе (под влиянием собственных механизмов тканевой защиты или под влиянием проводимого лечения) приводит к переходу периода альтерации в период реституции ОП, в ходе которого достигается полное или частичное восстановление структурно-функциональных взаимоотношений или формируются последствия ОП, а также реституция поврежденных органов жизнеобеспечения [1, 4, 7, 19, 22].
6.1.3. Клинические варианты течения и диагностика острого панкреатита
Клиническая картина ОП чрезвычайно разнообразна и зависит от его формы, стадии развития болезни, распространенности процесса, степени и характера поражения других органов и развивающихся осложнений.
Существует более 40 классификаций ОП.
По характеру поражения выделяют следующие формы ОП:
В повседневной клинической практике может применяться расширенная классификация ОП, предложенная на IX Всероссийском съезде хирургов в Волгограде (2000 г.).
Формы ОП
Осложнения ОП
Отечная форма часто характеризуется стертым, атипичным течением болезни. К клиническим особенностям данной формы ОП относятся в первую очередь интенсивные боли в верхних отделах живота, хорошо купирующиеся спазмолитиками и анальгетиками. Может быть умеренная тахикардия, не соответствующая степени повышения температуры тела, ригидность мышц передней брюшной стенки, чаще в эпигастральной области, уменьшение диуреза. Возможны, но не обязательны, тошнота и рвота. Проявления эндогенной интоксикации обычно не выражены. При пальпации определяется болезненность в проекции поджелудочной железы. Исходом отечного ОП является или рассасывание экссудата через 2–3 дня, или переход его в панкреонекроз.
Особое место в клинической практике занимает острый деструктивный панкреатит (ОДП), который характеризуется высокой летальностью, несмотря на применение современных методов диагностики и "консервативно-хирургических" программ лечения.
На основании новых сведений о патогенезе и патоморфозе заболевания ОДП рассматривается как динамический процесс, а тяжесть течения и прогноз определяются скоростью его прогрессирования. В рамках этой концепции предложена классификация форм ОДП и периодов развития болезни [13, 22]. По материалам клинико-экспериментальных исследований разработана схема периодизации развития ОДП (табл. 6-1).
Этап | Период | Фаза |
---|---|---|
I. Прогрессирование деструкции тканей |
1. Период первоначального воздействия этиопатогенетических факторов на поджелудочную железу |
1А. Фаза повреждения |
2. Период формирования очагов некроза в поджелудочной железе и забрюшинной клетчатке |
2А. Фаза экссудации. 2Б. Фаза завершения некробиоза |
|
II. Последующая трансформация деструкции тканей |
3. Период реактивных изменений в очагах некроза поджелудочной железы и забрюшинной клетчатки |
3А. Фаза формирования воспалительных инфильтратов. 3Б. Фаза ферментативного расплавления. 3В. Фаза секвестрации |
4. Период репарации и исходов |
4А. Фаза очищения очагов секвестрации. 4Б. Фаза репарации и склерозирования |
Проведена попытка определения усредненных сроков развертывания фаз патологического процесса:
Фаза формирования воспалительных инфильтратов при геморрагическом панкреатите наступает на 4–5-й день и переходит в фазу ферментативного расплавления, ограниченную интервалом с 5-го по 14–21-й день. Фаза секвестрации очагов некроза наиболее продолжительна и охватывает период 1–2 мес в зависимости от распространенности некроза и наличия инфекции. Установлено, что чем выше скорость прогрессирования ОДП в 1–2-е сутки, тем тяжелее протекает заболевание и тем вероятнее его неблагоприятный исход.
В.Б. Краснорогов (1990) провел анализ 3387 клинических случаев острого панкреатита. Оказалось, что 474 пациента страдали ОДП, у остальных 2913 больных выявлена абортивная форма острого отечного панкреатита [13].
В зависимости от скорости прогрессирования ОДП делится на абортивный, прогрессирующий и быстропрогрессирующий (табл. 6-2).
Этапы | Прогрессирования деструкции тканей | Последующей трансформации очагов деструкции | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
Периоды |
Воздействия этиопатогенных факторов |
Формирования очагов некроза |
Реактивных изменений в очагах некроза |
Репарации и исходов |
||
Фазы |
Повреждения (1A) |
Экссудации (2А) |
Завершения некробиоза (2Б) |
Воспалительных инфильтратов (3А) |
Расплавления (3Б). Секвестрации (3В) |
Очищения очагов (4А). Склерозирования (4Б) |
1. Абортивный острый панкреатит (ОП) |
Серозный отек (СО) |
– |
– |
– |
||
СО с М/ОЧ жировым некрозом (ЖН) |
МО/ОЧ ЖН без выраженных инфильтратов |
– |
Инкапсуляция ЖН |
|||
СО - серозногеморрагический отек - МО/ОЧ ЖН распространенный |
Метастеатонекротический инфильтрат (МСТНИ) |
Асептическая инволюция МСТНИ, редко - М/ОЧ, гнойнонекротический ОП |
Инкапсуляция очагов ЖН, фиброз |
|||
2. Прогрессирующий острый панкреатит |
СО - геморрагический отек (ГО) - М/ОЧ распространенный смешанный некроз |
МСТНИ, включающий очаги геморрагического некроза |
Асептическая инволюция МСТНИ, редко - М/ОЧ, гнойнонекротический ОП |
Постнекротическая киста, фиброз |
||
3. Быстропрогрессирующий острый панкреатит |
СО - ГО - К/ОЧ смешанный некроз с преобладанием геморрагического |
Фаза образования инфильтрата клинически не выражена |
Асептическая секвестрация с образованием полостей; гнойнонекротический ОП с обширными очагами секвестрации |
Постнекротическая киста, свищи, фиброз |
||
СО - ГО - К/ОЧ распространенный или субтотальный геморрагический некроз |
Эти три формы существенно различаются по динамике развития, тяжести, патоморфологии и вероятности осложнений. Учитываются характер и распространенность панкреатической и ретроперитонеальной деструкции, частота и спектр осложнений, доминирующие варианты секвестрации, летальность, сроки и причины смерти (табл. 6-3).
Показатель |
Форма клинического течения острого деструктивного панкреатита |
||
---|---|---|---|
абортивная |
прогрессирующая |
быстропрогрессирующая |
|
Число больных |
196 |
168 |
110 |
Возраст больных, годы |
51,2±0,7 |
50,6±1,6 |
48,8±2,4 |
Доля от всех больных острым деструктивным панкреатитом, % |
41,4±2,3 |
35,4±2,2 |
23,2±1,9 |
Число умерших |
3 |
43 |
67 |
Летальность, % |
1,5±0,9 |
25,6±3,4 |
60,9±4,6 |
Доля от всех умерших, % |
2,7±1,5 |
38,0±4,6 |
59,3±4,6 |
СУБН поджелудочной железы |
0,58±0,01 |
1,28±0,03 |
2,04±0,07 |
СБРПП |
1,50±0,07 |
3,17±0,15 |
5,10±0,23 |
Коэффициент прогрессирования |
4,5±0,4 |
12,9±2,1 |
27,5±2,9 |
Коэффициент экссудации, мл/ч |
2,9±0,4 |
18,8±6,8 |
51,3±6,3 |
Число осложнений |
1,22±0,12 |
6,20±0,25 |
7,58±0,36 |
Частота гнойных форм острого деструктивного панкреатита, парапанкреатита, % |
1,5±0,9 |
56,5±3,8 |
31,8±4,4 |
Частота сепсиса среди:
|
– – |
18,4±2,9 32,4±4,8 |
12,7±3,2 40,0±8,3 |
Частота выявления тяжелой интоксикации:
|
3,9±1,4 1,5±0,9 |
23,4±3,3 35,7±3,7 |
72,3±4,3 44,9±4,3 |
Типичные сроки выписки больных доля выписанных, % |
1-й месяц 66,9 |
2–3-й месяцы и позже 87,2 |
2–3-й месяцы и позже 61,4 |
Типичные сроки смерти доля умерших, % |
Типичных сроков нет |
3–8-я неделя 62,8 |
1–7-е сутки 61,2 |
Абортивная форма установлена в 41,4% случаев ОДП. Она отличается благоприятным течением (летальность 1,5%) за счет средней выраженности эндогенной интоксикации, минимального числа осложнений, незначительной деструкцией поджелудочной железы и забрюшинной клетчатки, которая макроскопически проявляется коагуляционным некрозом жировой ткани. Серозный или серозно-геморрагический ферментативный перитонит развивается относительно медленно и не трансформируется в геморрагическую форму. Период реактивных изменений характеризуется развитием метастеатонекротического, инфильтративно-некротического панкреатита и парапанкреатита, в большинстве случаев заканчивается асептической инволюцией.
Две другие формы ОДП (прогрессирующая и быстропрогрессирующая) прогностически неблагоприятны.
Прогрессирующая форма имеет место в 35,4% случаев. Летальность составляет 25,6%. На первом этапе заболевания последовательно развиваются серозный и геморрагический отеки поджелудочной железы, а к середине 2-х суток - крупноочаговый смешанный некроз. Частота гнойных форм панкреатита и парапанкреатита при прогрессирующем ОДП наиболее велика и составляет 56,5%, а сепсис отмечается у каждого третьего больного с гнойно-некротической секвестрацией. При этой форме ОДП развивается основная часть постнекротических кист. У 63% больных смерть наступает с 3-й по 8-ю неделю заболевания. Ввиду тяжелого течения больные прогрессирующим ОДП в большинстве случаев выписываются из стационара не ранее чем через 2–3 мес от начала заболевания.
Быстропрогрессирующая форма встречается в 23,2% случаев ОДП, и при ней наблюдается самый высокий процент летальных исходов - 60,9%. Заболевание развивается стремительно, и к исходу первых суток формируются очаги геморрагического (или преимущественно геморрагического) некроза поджелудочной железы и забрюшинной клетчатки.
Эта форма отличается развитием субтотальных геморрагических панкреонекрозов, когда имеет место сплошной геморрагический некроз 1/3 паренхимы поджелудочной железы. Осложнения отмечаются уже с первых суток. В первые сутки выявляется резко выраженная иммунодепрессия, что в сочетании с распространенностью очагов деструкции способствует развитию гнойных форм заболевания и сепсиса. Этим же объясняется и редкость асептической секвестрации с формированием кист. Смерть от быстро прогрессирующего ОДП в 61% случаев наступает в 1–7-е сутки. Выделены молниеносные варианты течения заболевания, когда от момента развития панкреатической колики до развития критического состояния и смерти больного проходит менее суток.
При сопоставлении результатов интраоперационных ревизий, аутопсий с течением ОДП и динамикой лабораторных показателей установлено, что геморрагический (колликвационный) некроз поджелудочной железы и забрюшинной клетчатки имеет определяющее значение в развитии, выраженности и динамике эндогенной интоксикации. Выявлена прямая зависимость между динамикой перитонеальной экссудации и тяжестью ОДП. Оценка перитонеальной экссудации и характер выпота позволяют уже в первые 6–12 ч развития заболевания дифференцировать больных на группы с различной прогностической летальностью. Так, наличие геморрагического выпота в брюшной полости в первые 12 ч указывает на прогностическую летальность 92%, а в интервале с 13 до 24 ч - 69%.
Для облегчения распознавания формы ОДП и его прогностической тяжести предложен коэффициент перитонеальной экссудации (КПЭ). Во время выполнения лапароскопии или лапароцентеза определяют концентрацию белка в выпоте из брюшной полости, а затем в выпоте, разведенном 1 л полиионного раствора, введенного в брюшную полость через дренажные трубки. КПЭ рассчитывают по формуле:

где P1 и Р2 - содержание белка в первой и второй пробах, г/л; Т - срок развития заболевания, ч.
Низкие (менее 5 мл/ч) значения КПЭ или отсутствие выпота в брюшной полости в 1-е сутки позволяют диагностировать абортивную форму и при исключении острой патологии желчевыводящей системы воздержаться от операции. Геморрагический выпот, высокие значения КПЭ (от 10 до 30 мл/ч и выше) позволяют диагностировать соответственно прогрессирующую и быстропрогрессирующую формы ОДП, ставить показания к упреждающему хирургическому вмешательству. Частота ошибок составляет 16%, превалируют элементы гипердиагностики ("ложная тревога" - 13,3%).
Для прогнозирования и своевременной диагностики гнойной секвестрации рекомендуется оценивать динамическое состояние биоцидности фагоцитов, определяемое с помощью лизосомально-катионного и НСТ-тестов.
Следовательно, ОП развивается как стадийное заболевание и по клиническим признакам протекает по стадиям, последовательно переходящим одна в другую и различающимся по характеру ведущего синдрома, связанного с поражением поджелудочной железы:
Переход из одной стадии в другую происходит в соответствии с фазными особенностями морфогенеза деструктивно-воспалительных изменений в поджелудочной железе и забрюшинной клетчатке. Это определяет основное направление диагностики и лечебных воздействий, а также исход ОП.
Многообразие клинических проявлений ОП в значительной степени затрудняет его диагностику. Лабораторные данные могут играть важную роль как в распознавании ОП, так и в установлении его формы, тяжести течения и прогноза заболевания. Алгоритм лабораторной диагностики приведен на рис. 6-1.

В структуре заболеваемости ОП ведущее место занимает отечная (абортивная) форма - до 80% и более случаев. Абортивное течение ОП характеризуется высокой активностью трипсина и адекватным повышением уровня ингибитора трипсина в плазме крови при отсутствии выраженной активности липазы. Отсутствуют лабораторные показатели деструкции поджелудочной железы, выраженной токсемии, нарушений водно-электролитного, белкового и других видов обмена. Нарушения носят транзиторный, обратимый характер. Патологические нарушения при отечной форме ОП и связанные с ними изменения лабораторных показателей представлены в табл. 6-4.
Патоморфологическая и патобиохимическая характеристика | Изменения лабораторных показателей |
---|---|
Асептическое воспаление |
Лейкоцитоз, нейтрофилез, увеличение скорости оседания эритроцитов |
Плазморрагии, интерстициальный отек поджелудочной железы |
Увеличение концентрации гемоглобина, величины гематокрита, снижение коэффициента А/Г, повышение уровня прямого билирубина |
Активация и высвобождение экскреторных ферментов |
Повышение активности в плазме крови амилазы, липазы, трипсина (протеолитической активности сыворотки крови), повышение активности амилазы в моче |
Активация систем ингибирования протеолиза |
Увеличение концентрации ингибитора трипсина в сыворотке крови |
Панкреатогенная ферментативная токсемия |
Нарушения гемостаза (гиперкоагуляция) |
В небольшом количестве случаев (5–8%) при отечной форме ОП в поджелудочной железе могут развиваться деструктивные изменения (мелкоочаговый жировой некроз). Однако течение и исходы этой формы ОП, как правило, благоприятные.
Прогрессирование заболевания на ранних этапах развития ОП диагностируется по высокой активности трипсина и незначительному увеличению активности его ингибитора в крови. Прогноз ухудшается с появлением высокой активности сывороточной липазы, аминотрансфераз, выраженной панкреатогенной токсемии, нарушений показателей гемостаза (гиперкоагуляция).
Изменения лабораторных показателей при других формах ОП и в зависимости от характера морфологических изменений поджелудочной железы приведены в табл. 6-5.
Лабораторный показатель |
Формы острого панкреатита |
||
---|---|---|---|
отечная |
жировой панкреонекроз |
геморрагический панкреонекроз |
|
Гемоглобин, гематокрит |
В норме |
В норме |
Снижены |
Лейкоциты |
10–15×109 /л |
15–25×109 /л |
15–25×109 /л и выше |
Лейкоцитарный индекс интоксикации |
1–3 |
3–5 |
Более 5 |
Скорость оседания эритроцитов |
В норме |
Увеличена |
Увеличена |
Характер амилаземии и амилазурии |
Кратковременная |
Высокая и длительная (7–10 дней) |
Кратковременная, 1–3-и сутки заболевания |
Характер липаземии |
Отсутствие |
Стойкая в течение 2 нед |
Имеет кратковременный характер, отмечается на 3–5-й день |
Характер трипсинемии |
Отсутствие |
Повышение более чем в 2 раза в течение нескольких дней |
Имеет умеренный характер |
Содержание ингибиторов трипсина в крови |
Высокое |
Снижение - иногда незначительное |
Снижение |
Характер изменения трансаминаз |
Кратковременное повышение и неуклонное понижение в течение первых 3–5 дней заболевания |
Неуклонное повышение в течение первых 5 дней |
Неуклонное повышение в течение первых 5 дней |
Характер изменения эластазы |
Кратковременное повышение и неуклонное понижение в течение первых 3–5 дней заболевания |
Снижение активности в течение первых 5 дней заболевания |
Снижение активности в течение первых 5 дней заболевания |
Триглицериды |
Обычно в норме |
Резкое повышение |
В норме или кратковременное незначительное повышение |
Метгемальбумин |
Не повышен |
Не повышен |
Повышение |
Общий кальций в сыворотке крови |
В норме |
– |
– |
Жировой панкреонекроз развивается как у больных с абортивной формой, так и у пациентов с прогрессирующей формой ОДП. Основными отличительными особенностями лабораторных показателей жирового панкреонекроза являются [3, 13, 21, 29]:
-
резко выраженное и продолжительное повышение активности амилазы (в 3–5 раз до 10-х суток); липазы (в 1,5–2 раза до 2 нед); трипсина (в 2 раза до 2 нед); обнаружение повышенной активности экскреторных ферментов в асцитическом и плевральном выпоте (в 10–20 раз);
-
нарушение пигментного обмена, проявляющееся умеренной гипербилирубинемией;
-
повышение активности в плазме крови ферментов АСТ, АЛТ, относительное снижение отношения АСТ/АЛТ, иногда до 0,5 (коэффициент де Ритиса) ЛДГ, трансаминидазы и других показателей (в 2–10 раз на протяжении 7–10 сут);
-
снижение уровня ингибитора трипсина в крови и нарастание диспропорции между активностью протеолитических и антипротеолитических систем;
-
повышение в крови уровня среднемолекулярных токсинов с 360 у.е. при абортивной форме ОДП до 680 у.е. при прогрессирующей форме ОДП;
-
грубые изменения показателей гемостаза по типу гиперкоагуляции с возможным развитием ДВС-синдрома;
-
снижение уровня кальция в сыворотке крови (до 2 ммоль/л), нарушение показателей кислотно-основного состояния (снижение рО2 ), гипоальбуминемия.
Геморрагический панкреонекроз преобладает у пациентов с быстропрогрессирующими формами ОДП. При геморрагическом панкреонекрозе, в отличие от жирового, основные патобиохимические процессы происходят не в лимфовенозном русле, а в интерстициальном пространстве поджелудочной железы. Именно поэтому при лабораторной диагностике этой формы ОП может не выявляться очень высокая протеолитическая активность и активность липазы в крови. Предельно высокая активность трипсина и резкое снижение уровня его ингибитора регистрируются в перитонеальном выпоте [4, 19]. Важной особенностью этой формы ОП являются нарушения гемостаза, связанные с активацией фибринолиза, с соответствующими геморрагическому синдрому сдвигами (повышение уровня продуктов деградации фибрина (фибриногена) в 2–2,5 раза, плазминовой активности - в 2,5–3 раза, изменения реологических свойств крови и т.д.).
По распространенности ОП разделяют на очаговый, субтотальный и тотальный. Четких лабораторных тестов для выявления зоны поражения поджелудочной железы нет. Однако анализ характера и степени выраженности изменений общеклинических, гематологических и биохимических показателей может дать косвенную информацию о распространенности ОП. Так, минимальные значения показателей воспалительного процесса и повышение активности экскреторных ферментов при отсутствии признаков аутоагрессии, цитолиза, нарушения экскреторной и инкреторной функций поджелудочной железы позволяют предположить небольшую зону поражения железы.
Определенное диагностическое значение имеет обычное исследование крови. В начале заболевания изменяются уровень гемоглобина и величина гематокрита. В том случае, если панкреатический экссудат проникает в забрюшинное пространство и полость брюшины, вызывая эффект химического ожога, то вследствие наступающей потери жидкости и развития сгущения крови количество эритроцитов находится на верхней границе нормы или несколько повышено, при этом возможно увеличение концентрации гемоглобина и показателя гематокрита (до 50%). Это является прогностически неблагоприятным признаком.
Важную практическую роль играет исследование состава белой крови. В 75–90% случаев острого панкреатита отмечается лейкоцитоз. У большинства больных (68%) число лейкоцитов колеблется в пределах 10–20×109 /л и выше. При отечных формах лейкоцитоз обычно не превышает 15×109 /л, при деструктивных формах острого панкреатита количество лейкоцитов достигает 15–25×109 /л и более. Характерно, что лейкоцитоз проявляется уже в первые часы заболевания и исчезает по мере стихания острых явлений. Лейкоцитоз, появившийся на 6–8-й день заболевания, указывает на присоединившиеся осложнения в виде абсцесса или флегмоны и имеет обычно резко выраженный характер - до 33×109 /л и выше. Лейкоцитоз сопровождается нейтрофилезом с резким сдвигом формулы влево (у 54% больных), особенно при наиболее тяжелых формах острого панкреатита. При этом палочкоядерные нейтрофилы составляют 30–40% и более, появляются метамиелоциты, плазматические клетки, нейтрофилы с токсической зернистостью; эритроциты характеризуются анизоцитозом и пойкилоцитозом. Для тяжелых форм острого панкреатита характерно увеличение лейкоцитарного индекса интоксикации.
Высокий лейкоцитоз при остром панкреатите часто сопровождается лимфопенией и несколько реже - эозинофилией. Степень выраженности лимфопении характеризует тяжесть течения заболевания. На высоте развития острого панкреатита процент лимфоцитов при подсчете лейкоцитарной формулы бывает очень низок (2–10%). Патогенез лимфопении обусловлен панкреатогенной токсемией. Анэозинофилия отмечается в разгар наиболее тяжелых случаев острого панкреатита у 27% больных.
В изменении СОЭ прослеживается достаточно отчетливая динамика. В первые сутки СОЭ, как правило, остается нормальной, а затем повышается, причем ее уровень коррелирует с тяжестью течения заболевания и становится особенно высоким при деструктивном его варианте.
В последние годы все большее значение в оценке степени тяжести острого панкреатита придают определению острофазовых показателей крови, из которых наиболее значимым считают СРБ. Увеличение уровня СРБ чаще всего происходит через 48 ч от начала заболевания.
При остром панкреатите активность α-амилазы в крови и моче увеличивается в 10–30 раз. Гиперамилаземия наступает в начале заболевания (уже через 4–6 ч), достигает максимума через 12–24 ч после развития, затем быстро снижается и приходит к норме на 2–6-й день. Уровень сывороточной α-амилазы с тяжестью панкреатита не коррелирует. Обычно гиперамилазурия длится дольше, чем увеличение активности фермента в сыворотке. Встречаются острые панкреатиты без повышения активности фермента (в частности при панкреонекрозе). В первые сутки от начала заболевания нормальный уровень амилолитической активности мочи выявляется у 25% больных абортивным панкреатитом, у 20% - жировым и у 10% - геморрагическим [17]. Более точную информацию получают при исследовании активности амилазы в суточном объеме мочи. Важное, а в ряде случаев и решающее значение для распознавания рецидивирующей формы острого панкреатита имеет повторное повышение активности амилазы крови и мочи во время повторяющихся рецидивов болевого синдрома. Данный признак имеет исключительное значение для распознавания легких форм рецидивирующего острого панкреатита. Именно поэтому следует еще раз подчеркнуть необходимость повторного проведения анализа по определению активности амилазы мочи на протяжении первых двух суток заболевания. При различных формах острого панкреатита динамика повышения активности α-амилазы в крови имеет различный характер:
Патогенетически гиперамилаземия развивается в результате сдавления отечной интерстициальной тканью выводных протоков железы и более характерна для жирового панкреонекроза. При геморрагическом панкреонекрозе отмечается резкое повышение активности α-амилазы в крови с последующим быстрым ее снижением, что означает прогрессирование некроза в поджелудочной железе.
Активность α-амилазы сыворотки является важным показателем, но неспецифическим для острого панкреатита. Кроме того, повышение ее уровня может быть кратковременным. Для повышения информативности рекомендуется определение активности амилазы крови и мочи сочетать с определением активности липазы сыворотки крови, являющейся наиболее специфичным критерием, и параллельным определением концентрации креатинина в моче и сыворотке крови [2, 3]. На основании этих данных подсчитывается индекс амилазо-креатининового клиренса по формуле:

где AM - активность α-амилазы мочи; АС - активность α-амилазы сыворотки; Кр. М - уровень креатинина в моче; Кр. С - уровень креатинина в сыворотке крови.
В норме в зависимости от применяемой методики определения α-амилазы показатель амилазо-креатининового клиренса колеблется от 1 до 4%. Величина его более 6% предполагает наличие панкреатита, так как при панкреатите повышается уровень истинно панкреатической α-амилазы, и ее клиренс осуществляется на 80% быстрее клиренса α-амилазы слюны.
Перспективными методами оценки тяжести острого панкреатита представляется определение в крови таких маркеров воспаления, как ядерная эластаза, белок активации трипсиногена и ИЛ-6, концентрация которых повышается в течение первых 12 ч от начала заболевания.
Достоверная оценка тяжести течения ОП невозможна без определения функции почек. Показатели минутного диуреза (норма 1,16–1,26 мл/мин), по данным В.И. Филина (1982), при легких формах не изменены, при средней тяжести снижаются до 0,85–0,5 мл/мин и при тяжелых формах - до 0,4–0,1 мл/мин и ниже [28].
Своеобразным диагностическим тестом в лабораторной диагностике острого панкреатита является определение активности эластазы в сыворотке крови и кале. Данный показатель остается значимым на протяжении нескольких дней даже после единичного приступа ОП [23, 26, 28].
Напротив, лабораторные показатели выпадения ферментообразующей и инкреторной функций железы дают основание предположить тотальный панкреонекроз. При одинаковых объемах поражения поджелудочной железы гиперферментемия более выражена при локализации процесса в головке поджелудочной железы.
Лабораторная диагностика осложнений ОП представлена на рис. 6-2.

Правильная и комплексная оценка лабораторных показателей позволяет определить прогноз и исход острого панкреатита. Среди лабораторных показателей неблагоприятного прогноза заболевания в процессе интенсивной терапии наиболее информативными у больных в возрасте свыше 55 лет являются:
-
увеличение концентрации лактата в сыворотке крови более чем в 2 раза;
-
повышение активности ЛДГ в сыворотке крови более чем в 4 раза;
-
повышение активности АСТ более чем в 6 раз по сравнению с нормой при снижении коэффициента де Ритиса ниже 0,7;
-
повышение уровня мочевины крови свыше 17 ммоль/л при снижении концентрационного коэффициента по креатинину ниже 30;
-
снижение парциального давления кислорода в артериальной крови менее 60 мм рт.ст.
У пациентов с тремя и более перечисленными прогностическими критериями возможность неблагоприятного исхода заболевания при обычной программе комплексной терапии составляет 3–5%, свыше четырех - 15–20%, больше шести - около 90% и выше.
Объективная оценка тяжести и прогнозирования течения ОП заключается в раннем выделении больных с высоким риском развития системных и местных осложнений. В настоящее время используется трехэтапная оценка тяжести ОП, которая обязательно проводится в первые 48 ч госпитализации у всех больных.
Задача первого этапа состоит в клинической дифференциации больных с легким (отечным) и тяжелым (некротическим) панкреатитом после проведения тщательного первичного объективного обследования в полном объеме. Своевременная первичная диагностика ОП, основанная на комплексной оценке данных анамнеза, клинических проявлений заболевания и результатов лабораторных и инструментальных методов исследования является успехом лечения панкреатита.
Для первичной оценки тяжести ОП могут применяться клинические критерии, предложенные В. С. Савельевым и соавт. (1983) и E. Bradley, принятые на международном симпозиуме по ОП в Атланте (1992) [23]. Авторы выделяют наиболее значимые клинико-лабораторные проявления тяжести ОП: синдромы полиорганных нарушений, панкреатогенного шока, перитонеальной и динамической кишечной непроходимости, аферментемию, гипергликемию, гипокальциемию и признаки гемоконцентрации.
Врачи приемного отделения, особенно в условиях ограничения времени и диагностических возможностей для первичной оценки тяжести заболевания, могут применять схему А. Д. Толстого (1997), в которой представлены доступные и в то же время прогностически значимые клинико-лабораторные признаки тяжелого ОП [27].
Основные критерии:
-
1) кожные симптомы (мраморность, цианоз, экхимозы на брюшной стенке);
-
2) геморрагический перитонеальный экссудат (первые 12 ч - розово-вишневого цвета, 13–24 ч - буро-шоколадного);
-
6) отсутствие эффекта и/или ухудшение состояния больного после 6-часовой базисной терапии при условии ее применения в первые 24 ч от начала заболевания.
Дополнительные критерии:
-
2) вторая половина беременности или недавние (до 6 мес назад) роды;
-
3) немедленное обращение за медицинской помощью и/или госпитализация в первые 6 ч заболевания;
-
4) тревожный диагноз направления ("перитонит", "острый живот", "острый инфаркт миокарда" и т.п.);
-
9) билирубин >30 мкмоль/л при отсутствии желчнокаменной болезни;
При наличии у больного двух основных или одного основного и двух дополнительных признаков прогнозируется "тяжелый" ОП.
На втором этапе тяжесть ОП определяется по клинико-лабораторным шкалам балльной оценки параметров физиологического состояния больного, что позволяет повысить точность прогнозирования течения и исхода заболевания до 70–80%.
Для динамической оценки состояния больных ОП в отделении анестезиологии и реанимации XIV Международным конгрессом хирургов-гепатологов стран СНГ (2007) рекомендованы прогностические схемы APACHE II (Acute Physiology And Chronic Health Evaluation) и SOFA (Sequential Organ Failure Assessment).
Показатели шкалы APACHE II представляют сумму баллов, отражающих расстройства функциональных систем (11 клинических и лабораторных параметров), состояние нервной системы (шкала комы Глазго), возраст и преморбидный статус больных (наличие хронических заболеваний). Основным назначением ежедневной оценки состояния больного по шкале APACHE II служит объективизация показаний к "ранней" операции при стерильном некротическом панкреатите.
Суммарный балл 8 и более по шкале APACHE II, сохраняющийся в течение 48 ч от начала заболевания, достоверно свидетельствует в пользу тяжелого течения ОП [1].
На третьем этапе оценка тяжести заболевания основана на определении характера и распространенности поражения поджелудочной железы, забрюшинного пространства и брюшной полости по результатам инструментальной диагностики (УЗИ, лапароскопия, КТ).
6.2. Хронический панкреатит
Хронический панкреатит - воспалительное заболевание поджелудочной железы, характеризующееся прогрессирующей очаговой, сегментарной или диффузной деструкцией анатомических структур, замещением тканей железы соединительной тканью и развитием различной степени выраженности функциональной недостаточности.
6.2.1. Этиология
Клинические наблюдения показали, что к этиологическим факторам ХП относятся те же самые причины, которые вызывают ОП.
Основными этиологическими факторами ХП признаны длительное употребление алкоголя и заболевания билиарной системы. Среди множества причин ХП алкоголизм, по данным зарубежных авторов, составляет 40–90% случаев. Употребление алкоголя на протяжении 8–12 лет в дозе 80–120 мл/сут приводит к развитию изменений в поджелудочной железе, чаще всего - кальциноза и накоплению жира в ацинарных клетках. В возникновении ХП большую роль играет сочетание алкоголизма с применением пищи, богатой белками и жирами.
Среди причинных факторов ХП патология печени и желчных путей имеет место в 35–56% случаев. Вовлечение поджелудочной железы в патологический процесс при хроническом холецистите и желчнокаменной болезни зависит от давности заболевания и локализации конкрементов.
Большое значение в развитии ХП имеет патология двенадцатиперстной кишки. Это язвенная болезнь, дуоденит, дивертикулы, изменения БДС и дуоденостаз.
Помимо вышеперечисленных причинных факторов на возникновение ХП влияют:
Этиологические факторы панкреатита удается выявить лишь у 75–80% больных. В остальных случаях ставят диагноз идиопатического панкреатита.
6.2.2. Патогенез
Хронический панкреатит - заболевание полиэтиологичное и полипатогенетическое. Один из возможных механизмов развития хронического панкреатита представлен на рис. 6-3.

При различных заболеваниях органов пищеварения, алкоголизме, эндогенных и экзогенных интоксикациях возникают сначала дистрофические, а затем атрофические изменения слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки. В результате этого уменьшается число S-клеток, вырабатывающих секретин, а также l-клеток, секретирующих холецистокинин.
В связи с уменьшением числа гормонпродуцирующих клеток при дистрофическом и атрофическом процессе дуоденальной слизистой оболочки отмечается и снижение их функциональной способности.
Дефицит эндогенного секретина вызывает нарушения целого ряда функций органов пищеварения:
В результате дефицита эндогенного секретина уменьшается секреция жидкой части панкреатического сока, что приводит к его сгущению и повышению в нем концентрации белка. Повышение концентрации белка увеличивает вязкость и снижает скорость оттока панкреатического секрета. Кроме этого, отток затрудняется из-за повышения давления в панкреатических протоках в результате спазма сфинктера Одди. Недостаточный отток панкреатического сока в сочетании с повышением концентрации белка и вязкости секрета приводит к преципитации белка с образованием "белковых пробок", которые частично или полностью вызывают закупорку различных отделов панкреатических протоков.
В условиях обструкции протоков и при периодическом повышении экзокринной секреции поджелудочной железы возникает компенсаторное расширение панкреатических протоков проксимальнее их закупорки. В последующем при сохранении секреторной деятельности поджелудочной железы панкреатический секрет выходит в окружающую межуточную ткань с образованием отека железы.
В данной ситуации существенно нарушается метаболизм клеток органа. Имеют место гипоксия и деэнергизация клеток, увеличение количества внутриклеточного кальция, нарушение обмена адениловых нуклеотидов, активация процессов липолиза и высвобождение лизосомальных ферментов в цитоплазму, особенно в условиях внутриклеточного ацидоза. Важная роль отводится повышению проницаемости лизосомальных мембран, поскольку их лабилизация и выход лизосомальных ферментов в цитоплазму потенцируют реакции повреждения. Установлено, что лизосомальные гидролазы ацинарных клеток осуществляют интрапанкреатическую активацию зимогенов, в частности трипсиногена. Трипсиноген, в свою очередь, может активировать другие предшественники ферментов ацинарных клеток.
Наряду с этим в зоне воспалительно-клеточной инфильтрации отмечается усиленное образование перекисных радикалов, которые обладают крайне высокой повреждающей способностью. Поврежденные клеточные структуры железы способствуют активации воспалительно-клеточной инфильтрации за счет появления у белков антигенных свойств, а при окислении липидов, особенно арахидоновой кислоты, происходит миграция фагоцитов к очагу повреждения.
Известны и другие механизмы возникновения хронического панкреатита. Среди эндокринных факторов имеет значение гиперпаратиреоз (ГПТ). Предполагается, что при ГПТ действие паратгормона на поджелудочную железу опосредовано кальцием. Увеличение содержания свободного кальция в ацинарных клетках стимулирует секрецию панкреатических ферментов и в меньшей степени бикарбонатов, что приводит к увеличению вязкости панкреатического секрета и затруднению его оттока. Кроме того, избыточное накопление Са2+ в ацинусах в течение длительного времени вызывает цитотоксический повреждающий эффект, а в щелочной среде Са2+ осаждается в виде фосфата кальция. В результате формируется кальцинирующий панкреатит. Камни в протоках поджелудочной железы при гиперпаратиреозе встречаются в 25–40% случаев.
У больных с ишемической болезнью органов пищеварения (стенозы чревного ствола, атеросклероз мезентериальных сосудов), при различных системных заболеваниях соединительной ткани ведущим является нарушение трофики поджелудочной железы, что приводит к атрофии ацинусов, фиброзированию и склерозированию экзокринного аппарата железы [20].
У пациентов с гиперлипидемией большое значение в патогенезе панкреатитов имеют сосудистые нарушения с вторичной ишемией поджелудочной железы, связанной с обструкцией сосудов железы каплями жира или атероматозными бляшками. При этих вариантах панкреатита происходит липазозависимый гидролиз триглицеридов с образованием цитотоксичных свободных жирных кислот.
В течение последнего десятилетия получены достаточно убедительные данные об участии некоторых вирусов (при вирусном гепатите В, инфекционном мононуклеозе, паротите) в возникновении хронических панкреатитов. Установлено, что у каждого пятого больного с ХП выявляются антитела к дсРНК, что свидетельствует о репликации вирусной РНК или присутствии вирусов, содержащих дсРНК. У больных хроническим панкреатитом, ассоциированным с вирусом гепатита В, и длительной персистенцией HBs-антигена в сыворотке крови, имеется повышенная склонность к злокачественной трансформации.
Не исключается и генетическая предрасположенность к ХП. У больных ХП по сравнению со здоровыми людьми достоверно чаще выявляются антигены системы HLA А1 , Bs, В27 , CWi , но существенно реже - А2 и CW4 . Эти факты свидетельствуют о возможном существовании генетически детерминированных форм заболевания.
Механизмы повреждения поджелудочной железы гораздо сложнее, чем мы представляем, тем не менее, анализируя имеющиеся сведения о возникновении хронических панкреатитов, можно сделать следующие выводы.
В начальной стадии патологический процесс может быть ограниченным и не распространяется на всю железу, в поздней стадии - диффузным, с поражением всего органа. Хронический панкреатит в фазе обострения чаще всего проявляется некрозом ацинозных клеток поджелудочной железы в результате их самопереваривания. В фазе затухающего обострения и ремиссии характеризуется развитием на месте погибшей паренхимы соединительной ткани, а при прогрессировании процесса - формированием склероза органа. Однако при изучении больших фрагментов оперативно удаленной железы в фазе обострения ХП в разных отделах ее может быть обнаружена различная морфологическая картина: в одном участке железы преобладают очаги некроза с воспалительной инфильтрацией, в другом - железа представлена очагами фиброзной ткани с расширенными панкреатическими островками Лангерганса. По мере дальнейшего прогрессирования заболевания выраженность склеротических изменений увеличивается. Склероз железы с кальцинозом или без него является финалом хронического панкреатита любой этиологии.
6.2.3. Клинические варианты течения и диагностика хронического панкреатита
В 1989 г. [28] предложена применяемая и в настоящее время классификация панкреатитов. Хронический панкреатит подразделяется на обструктивный, кальцифицирующий и воспалительный (паренхиматозный).
Хронический обструктивный панкреатит развивается в результате обструкции главного протока поджелудочной железы. Основными причинами развития данной формы ХП являются стеноз фатерова сосочка, псевдокисты и рубцы, развившиеся вследствие острого панкреатита и воспалительных процессов в холедохе, обтурирующие главный панкреатический проток. Поражение поджелудочной железы развивается выше места обструкции протока, оно равномерное и не сопровождается образованием камней внутри протоков. В биоптатах поджелудочной железы у этих больных обычно обнаруживаются стеноз протоков и атрофия ацинозной ткани.
Хронический кальцифицирующий панкреатит характеризуется неравномерным, лобулярным распределением поражения. В протоках обнаруживаются белковые преципитаты или кальцификаты, кисты и псевдокисты, стеноз и атрофия протоков, атрофия ацинарной ткани. Для данной формы ХП характерно рецидивирующее течение с эпизодами обострения, напоминающими острый панкреатит. Причинами этого панкреатита чаще всего являются употребление алкоголя, пищи с высоким содержанием белка, гиперкальциемия, наследственное уменьшение секреции протеина, предотвращающего образование кристаллов солей кальция в панкреатических протоках.
Хронический воспалительный (паренхиматозный) панкреатит характеризуется развитием участков фиброза, инфильтрированных мононуклеарными клетками, которые замещают паренхиму поджелудочной железы. При данной форме ХП отсутствуют поражения протоков и кальцификаты в поджелудочной железе. В клинической картине ведущими являются медленно прогрессирующие признаки эндокринной и экзокринной недостаточности. Эта форма ХП может наблюдаться у алкоголиков, у людей с гиперлипопротеинемией, а также у людей, находящихся на диете с низким содержанием белка.
В Международной классификации болезней (МКБ-10) выделяются:
Следует учитывать, что данная международная классификация является статистической, которая представляет заболевание предельно лаконично, не охватывая важные особенности нозологической формы, и поэтому не заменяет клиническую классификацию.
Сопоставление клинико-морфологических, ультразвуковых, а также томографических (КТ, МРТ) признаков поражения поджелудочной железы у больных с заболеваниями гепато-панкреато-дуоденальной зоны позволяет детализировать характер структурно-функциональных изменений в железе, проследить динамику морфологических изменений в различные периоды и стадии болезни и уточнить клинические варианты течения ХП. На основании этого нами выделено три клинико-морфологических варианта ХП (табл. 6-6) [11].
Этиология | Клиническая характеристика | Морфологические варианты | Преобладающие морфологические изменения | Исходы |
---|---|---|---|---|
|
|
Паренхиматозный |
|
|
Фиброзносклеротический |
|
|||
Псевдотуморозный |
|
|
Для практического применения В.Т. Ивашкиным и соавт. (1990) предложена классификация клинико-морфологических вариантов ХП, основанная на клинико-лабораторных показателях и данных, полученных с помощью КТ и ультразвуковых исследований (УЗИ) [9].
По этиологии
По клиническим проявлениям
По морфологическим признакам
По характеру клинического течения
Осложнения
Клинические проявления ХП очень вариабельны и в определенной мере зависят от его клинико-морфологической формы, фазы течения и степени тяжести заболевания. Клиническая картина ХП обычно включает боль, чаще в эпигастральной области, синдром недостаточности пищеварения и всасывания, проявляющийся чаще всего диареей, стеатореей, реже креатореей, и может приводить к похуданию, гипопротеинемии, гиповитаминозам, инкреторной недостаточности с признаками СД.
Диагностический процесс при ХП можно условно разделить на следующие этапы:
Основная цель лабораторных методов исследования функций поджелудочной железы сводится к подтверждению обострения болезни и выявлению нарушений функциональной деятельности органа. В частности изменений внешнесекреторной и инкреторной функций поджелудочной железы, которые имеют определенную связь с характером и степенью выраженности морфологических изменений в органе, а также с тяжестью клинического течения и фазой заболевания.
Большинство лабораторных методов исследования поджелудочной железы направлено на изучение активности панкреатических ферментов в различных биологических срезах или процессов пищеварения. Для дифференциальной диагностики ХП с новообразованиями поджелудочной железы выполняются диагностические тесты на выявление рака и эндокринных опухолей.
Таким образом, все лабораторные методы исследования при ХП можно разделить на четыре группы:
6.2.3.1. Исследования в период обострения хронического панкреатита
Лабораторные исследования, проводимые в период обострения ХП, приведены ниже.
Перечень лабораторных исследований в период обострения хронического панкреатита
Для подтверждения обострения заболевания из общеклинических методов определенное значение имеет общий анализ крови.
В фазе обострения ХП часто отмечается умеренно выраженный лейкоцитоз с палочкоядерным сдвигом влево, реже - повышенная СОЭ. При описторхозном панкреатите отмечается эозинофилия крови, достигающая иногда 15–20% и более [2]. Все эти явления указывают на наличие воспалительного процесса. Они претерпевают обратное развитие по мере стихания обострения, поэтому необходимы динамические наблюдения за количеством лейкоцитов и СОЭ. При длительном и тяжелом течении ХП нередки случаи анемии.
При обострении ХП наблюдается усиленное поступление в кровь панкреатических ферментов, так называемое "уклонение" ферментов, которое обусловлено нарушением целостности паренхимы железы и застоем секрета в том или ином участке системы панкреатических протоков. Уровень ферментов в сыворотке крови при выраженном фиброзе поджелудочной железы, особенно при фиброзно-склеротическом ХП, может быть нормальным у большей части больных даже в период обострения.
Активность сывороточной амилазы начинает повышаться через 2–12 ч от начала обострения и достигает максимума к концу суток с последующим снижением активности и нормализацией в течение недели. В моче активность амилазы повышается на несколько часов позже по сравнению с кровью. Повышение активности сывороточной амилазы в 2–3 раза, в сочетании с увеличением уровня липазы и трипсина, является достоверным лабораторным тестом ХП.
Поджелудочная железа является единственным источником образования трипсина, и определение его активности может дать ценную информацию об экзокринной функции органа. Наряду с исследованием активности трипсина изучают и содержание в крови его ингибитора, а также отношение ингибитор/трипсин.
Высокочувствительным и специфичным тестом, свидетельствующим об обострении ХП, является повышение уровня сывороточного трипсина и уменьшение концентрации ингибитора трипсина. Особенно это характерно для интерстициально-отечных форм ХП, а также при панкреатитах, сочетающихся с язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки или дуоденитом.
Липаза вырабатывается преимущественно ацинарными клетками, только незначительная часть ее образуется в слизистой оболочке желудка и кишечника, в связи с чем определение ее активности в крови и других биологических средах имеет особое диагностическое значение при патологии поджелудочной железы.
Клинические наблюдения свидетельствуют о повышении активности липазы в крови при обострении ХП, особенно при панкреатитах холангиогенной природы. В период ремиссии ХП активность липазы в крови находится в пределах нормы.
При обострении ХП у ряда больных наблюдаются гипербилирубинемия, увеличение в сыворотке крови содержания ЩФ и ГГТФ вследствие развития частичной или полной непроходимости желчных путей, связанной с наличием препятствия в области большого дуоденального сосочка (стеноз, папиллит, камень), реактивного гепатита или со сдавлением дистального отдела общего желчного протока воспаленной и уплотненной головкой поджелудочной железы.
При ХП вне обострения активность сывороточных панкреатических ферментов остается нормальной, а иногда даже сниженной.
6.2.3.2. Исследование экзокринной функции поджелудочной железы
Диагностические тесты, применяемые для изучения внешнесекреторной функции поджелудочной железы, могут быть представлены в следующем виде (табл. 6-7):
-
1) исследование активности панкреатических ферментов в крови, моче и кале до и после применения стимуляторов секреции поджелудочной железы;
-
2) определение ферментативной активности поджелудочной железы на основе изучения переваривающей способности ее секрета;
-
3) исследование секрета экзокринного аппарата поджелудочной железы до и после применения раздражителей секреции.
Внешнесекреторная функция |
Внутрисекреторная функция |
||
---|---|---|---|
Непрямые методы |
Прямые методы |
||
исследование активности ферментов |
исследование пищеварения |
||
Исследование активности амилазы, липазы и трипсина в крови |
D-ксилозный тест |
Секретинхолецистокининовый тест |
Дневные колебания концентрации глюкозы в крови |
Определение "уклонения" ферментов в кровь. Определение амилазы в моче |
Копроскопия |
Исследование дуоденального содержимого после двойной стимуляции железы |
Глюкоза в крови на фоне голодания |
Определение изоферментов в крови |
Количественное исследование жиров в кале |
Тест Лунда |
Глюкозотолерантный тест |
Исследование функции околоушной слюнной железы |
Исследование всасывания жиров с 125 I триолеиновой и олеиновой кислотами |
Исследование чистого панкреатического сока. Исследование протеолитической, липолитической и амилолитической активности в двенадцатиперстной кишке |
Определение концентрации инсулина в крови |
Определение активности эластазы и химотрипсина в кале |
Панкреатолауриновый тест |
Исследование активности изоферментов в дуоденальном содержимом и чистом панкреатическом соке |
Определение концентрации глюкагона в крови |
Спорным остается вопрос о том, какие из панкреатических ферментов следует определять в крови, моче и кале. Некоторые авторы считают, что органоспецифичным ферментом поджелудочной железы является липаза. Другие предлагают определять активность трипсина.
Однако в клинической практике при ХП проводится определение активности амилазы, трипсина и липазы в сыворотке крови до и после применения стимуляторов секреции поджелудочной железы, так называемая проба на "уклонение" ферментов в кровь после внутривенного введения секретина и холецистокинина. Активность панкреатических ферментов в норме после стимуляции поджелудочной железы возрастает не более чем в 2 раза и через 2 ч возвращается к исходному уровню. При патологии поджелудочной железы активность ферментов повышается более чем в 2 раза и через 2 ч к исходному уровню не возвращается.
Дополнительно можно использовать прозериновый тест. Проводится исследование активности амилазы в моче до и через 2 ч после подкожного введения 1 мл 0,05% раствора Прозерина♠ .
Положительный тест на "уклонение" ферментов в кровь и мочу свидетельствует о вовлечении в патологический процесс поджелудочной железы и служит показанием к более детальному обследованию пациента.
Исследование фракций амилазы (панкреатической и слюнной изоамилазы) в сыворотке крови при ХП целесообразно проводить после стимуляции панкреатической секреции секретином и холецистокинином.
В кале определяют активность химотрипсина и эластазы. Эти тесты применяют при снижении экзокринной функции поджелудочной железы, а также при дифференциальной диагностике синдрома мальабсорбции. Определение активности химотрипсина в кале может быть рекомендовано в качестве поискового теста.
При хроническом панкреатите наблюдаются функциональные и морфологические изменения в околоушной железе, аналогичные таковым в поджелудочной железе. Для стимуляции околоушной железы приемлемы все стимуляторы, применяемые при исследовании поджелудочной железы. В полученном секрете после канюляции протока околоушной железы определяют его объем, концентрацию бикарбонатов, активность амилазы и содержание белка. При ХП все эти показатели снижены.
Определение переваривающей способности секрета поджелудочной железы
О состоянии внешней секреции поджелудочной железы можно судить по степени перевариваемости различных ингредиентов пищи, прежде всего, жиров, белков и углеводов. Большинство методов, применяемых в практике, способны выявить лишь грубые нарушения процесса пищеварения.
Простейшим методом оценки перевариваемости служит качественное копрологическое исследование. Оно должно проводиться в условиях соблюдения больным стандартной диеты. В течение 3 дней назначают диету Шмидта (105 г белка, 135 г жира и 180 г углеводов). Критериями внешнесекреторной недостаточности поджелудочной железы являются повышенное содержание в кале нейтрального жира и мыл при малоизмененном содержании жирных кислот. Повышенное содержание мышечных волокон указывает на наличие креатореи.
Количественную оценку стеато- и креатореи можно проводить по Ван Де Крамеру или радиоизотопным методом. При этом необходимо учитывать, что стеаторея может быть обусловлена как недостатком панкреатической липазы, так и нарушением всасывания жира в кишечнике.
Ранним признаком экзокринной недостаточности поджелудочной железы является стеаторея. Последняя возникает при снижении панкреатической секреции на 10% по сравнению с нормой. Легкая стеаторея, как правило, не сопровождается клиническими проявлениями. При выраженной стеаторее появляются поносы от 3 до 6 раз в сутки, кал кашицеобразный, зловонный с жирным блеском. Значительно реже у больных ХП наблюдаются водянистые поносы. Их возникновение обусловлено несколькими причинами. Во-первых, нарушением секреции бикарбонатов, приводящим к снижению интрадуоденального рН, к преципитации и деконъюгации желчных кислот, нарушению всасывания жирных кислот и микробному гидроксилированию последних, что способствует развитию секреторной диареи. Во-вторых, нарушением гидролиза углеводов в результате дефицита амилазы. При этом наблюдается бактериальное расщепление углеводов с образованием осмотически активных компонентов, с которыми связано развитие осмотической диареи. В-третьих, водянистая диарея может быть обусловлена сопутствующими заболеваниями.
В то же время у части больных ХП с экзокринной недостаточностью не наблюдается стеатореи, что может быть связано с включением в процессы пищеварения желудочной и кишечной липаз.
Выявление нарушений всасывания углеводов в кале невозможно, ибо углеводы в кишечнике подвергаются интенсивному перевариванию микроорганизмами. Для исследования процесса всасывания углеводов в тощей кишке общепризнанным является тест с D-ксилозой. Метод основан на том, что в норме 60–90% введенного количества D-ксилозы всасывается в тощей кишке и лишь 10–40% - в подвздошной. После всасывания D-ксилоза выделяется с мочой. В норме за 5 ч с мочой выделяется 6–7 г D-ксилозы. При нарушении всасывания в тощей кишке количество выделенной D-ксилозы составляет менее 6 г.
Из непрямых методов исследования внешнесекреторной функции поджелудочной железы определенное место занимают панкреато-лауриновый тест и проба с бензоил-тирозил-парааминобензойной кислотой (РАВА-тест). Эти методы основаны на использовании специфических субстратов, соединенных с красителями. При воздействии панкреатических ферментов происходит расщепление субстрата в кишечнике и освобождение красителя, выделяющегося с мочой. Количество краски в моче находится в прямой зависимости от степени активности фермента. В первом случае панкреатическая липаза расщепляет эфиры флюоресцеина и дилауриновой кислоты, а во втором - химотрипсин расщепляет бензоил-тирозил-парааминобензойную кислоту.
Прямые методы исследования секрета поджелудочной железы
Прямые методы исследования основаны на определении секреции ферментов и электролитов непосредственно в дуоденальном содержимом или в чистом панкреатическом соке.
Для получения панкреатического секрета при дуоденальном зондировании используется двух- или трехканальный зонд. Получение чистого панкреатического сока возможно с помощью канюлирования панкреатического протока через фибродуоденоскоп или собранного у больных с наружными панкреатическими свищами.
Исследование панкреатических ферментов и электролитов должно производиться на фоне стимуляции поджелудочной железы, осуществляемой следующими способами:
Для распознавания заболеваний поджелудочной железы наиболее эффективными являются методы с парентеральной стимуляцией. Для выявления пищеварительной недостаточности и определения ее причины целесообразно применять чрездуоденальную стимуляцию поджелудочной железы.
Наиболее информативным в диагностике заболеваний поджелудочной железы считается секретин-холецистокининовый тест. Вместо холецистокинина могут использоваться другие пептидные гормоны - пентагастрин, бомбезин.
В каждой порции базального и стимулированного дуоденального содержимого определяют объем, рН, активность амилазы, липазы, трипсина и концентрацию бикарбонатов. Активность панкреатических ферментов, концентрация бикарбонатов и объем секрета зависят от состояния экзокринной функции поджелудочной железы, вида и дозы стимулятора секреции, используемого субстрата и метода исследования активности ферментов. Именно поэтому единых норм панкреатической секреции нет, и они должны отрабатываться в каждом конкретном лечебном учреждении.
При интерпретации результатов исследования следует обращать внимание на следующие признаки:
-
а) явление диспанкреатизма - снижение количества бикарбонатов и активности одного или двух ферментов - характерно для ХП на ранних стадиях;
-
б) умеренное снижение количества бикарбонатов и активности всех ферментов - встречается при ХП и раке поджелудочной железы;
-
в) выраженное снижение количества бикарбонатов и активности ферментов - свидетельствует о грубых морфологических изменениях в железе, в частности при склерозирующих вариантах ХП и раке поджелудочной железы.
Аналогичные результаты исследования панкреатических ферментов были получены при изучении чистого панкреатического сока.
Упрощенный тест оценки внешнесекреторной деятельности поджелудочной железы предложен G. Lundh в 1962 г. Определение активности трипсина в дуоденальном содержимом проводится после стимуляции поджелудочной железы стандартным пробным завтраком [12].
В настоящее время для диагностики кальцифицирующего панкреатита применяют метод исследования лактоферрина в дуоденальном содержимом или чистом панкреатическом соке.
Определенный диагностический и научный интерес представляет исследование протеолитической, амилолитической и липолитической активности непосредственно в двенадцатиперстной кишке [10]. Метод основан на определении интрадуоденальной протеолитической, амилолитической и липолитической активности по убыли соответствующего субстрата, помещенного в полую, часто перфорированную, металлическую капсулу. Большая площадь контакта субстрата с дуоденальным содержимым позволяет максимально приблизить процесс переваривания к физиологическим условиям. Капсула крепится на одноразовой полиэтиленовой трубке диаметром 4 мм и длиной 122 см. Для быстрой установки зонда в двенадцатиперстной кишке применяется панэндоскоп компании Olympus (Япония). По истечении выбранного времени (40–60 мин), которое определяется неполным распадом субстрата, зонд с капсулой извлекается и сразу же производится взвешивание остатков субстрата.
Оценка протеолитической активности дуоденального содержимого in vivo проводится в мг/мин переваренного белка по формуле:
Vпр = m1 – m2 /t ,
где Vпр - протеолитическая активность дуоденального содержимого в мг/мин; m1 - масса субстрата до исследования в мг; m2 - масса субстрата после исследования в мг; t - время исследования в мин.
Аналогичным способом возможно определение амилолитической и липолитической активности как в базальных условиях, так и после стимуляции экзокринной функции поджелудочной железы.
Эти методы позволяют выявлять внешнесекреторную недостаточность поджелудочной железы, которая, как известно, приводит к нарушению процессов кишечного пищеварения и всасывания, к развитию дисбактериоза кишечника. В результате у больных появляются поносы, стеаторея, снижение массы тела, боли в животе, отрыжка, тошнота, эпизодическая рвота, метеоризм, потеря аппетита, позднее присоединяются симптомы, характерные для гиповитаминозов. Экзокринная недостаточность связана со следующими механизмами:
-
1) деструкцией ацинарных клеток, в результате чего снижаются синтез и секреция панкреатических ферментов;
-
2) обструкцией панкреатического протока, нарушающей поступление панкреатического сока в двенадцатиперстную кишку;
-
3) снижением секреции бикарбонатов эпителием протоков поджелудочной железы, приводящим к закислению содержимого двенадцатиперстной кишки, в результате чего происходит денатурация панкреатических ферментов и преципитация желчных кислот.
Внешнесекреторная недостаточность поджелудочной железы может усугубляться следующими причинами:
-
недостаточной активацией ферментов вследствие дефицита энтерокиназы в желчи;
-
нарушением смешивания ферментов с пищевым химусом, обусловленным моторными расстройствами двенадцатиперстной и тонкой кишки;
-
разрушением и инактивацией ферментов вследствие избыточного роста микрофлоры в верхних отделах кишечника;
Следовательно, изучение панкреатической секреции не теряет своей диагностической ценности, а выявленное снижение экзокринной функции поджелудочной железы, особенно при повторных динамических исследованиях, позволяет на ранних стадиях заболевания провести адекватную фармакологическую коррекцию.
6.2.3.3. Исследование внутрисекреторной функции поджелудочной железы
Расстройства углеводного обмена при ХП выявляются у 1/2–2/3 больных. У половины этих пациентов они проявляются признаками СД.
В основе развития данных нарушений лежит поражение всех клеток островкового аппарата поджелудочной железы, в результате чего возникает дефицит не только инсулина, но и глюкагона. В первую очередь отмечается снижение секреции инсулина.
Инсулярная недостаточность выявляется по повышению количества глюкозы в крови. Для определения инсулярной недостаточности предложен ряд тестов, которые широко применяют в эндокринологии для диагностики СД и представлены в главе 3.
Особенности диагностики клинико-морфологических вариантов хронического панкреатита
1. Инстерстициально-отечный вариант ХП встречается чаще остальных (более чем у 1/3 больных). Для него характерен относительно короткий анамнез. Редкие, но выраженные обострения болезни по клинико-лабораторной картине напоминают острый отечный панкреатит. Преобладает сильный болевой синдром в верхней половине живота, выраженная болезненность при пальпации в проекции поджелудочной железы.
Практически у всех больных выявляется повышение активности амилазы и трипсина в сыворотке крови, реже липазы. Активность липазы чаще всего повышается у больных с билиарнозависимым ХП. В моче определяется значительное повышение активности амилазы. Повышенная активность панкреатических ферментов сохраняется в течение недели.
На высоте обострения, по данным КТ и УЗИ, размеры поджелудочной железы, как правило, умеренно увеличены. Вследствие отека поджелудочной железы и парапанкреатической клетчатки контуры органа визуализируются нечетко, структура неоднородна, встречаются участки как повышенной (60–65 ед.), так и пониженной (до 20 ед.) плотности.
По мере стихания обострения ХП нормализуются размеры поджелудочной железы, но сохраняются участки умеренного уплотнения. Активность панкреатических ферментов в этот период обычно нормальна.
2. Паренхиматозный (иногда называемый рецидивирующим) вариант ХП диагностируется у 1/3 больных. Для него характерны значительная продолжительность заболевания (до 9 лет и более), чередование периодов обострений и ремиссий. Абдоминальные боли и болезненность при пальпации в период обострения выражены менее ярко, чем при интерстициально-отечной форме.
Реже обнаруживается повышение активности панкреатических ферментов (в 80% случаев). Преобладает повышение активности амилазы.
Более чем у половины больных отмечаются симптомы внешнесекреторной недостаточности поджелудочной железы: стеаторея, полифекалия, склонность к поносу, который легко купируется ферментными препаратами. При исследовании активности панкреатических ферментов в дуоденальном содержимом выявляется снижение экзокринной функции на 10–25% по сравнению с нормой.
По данным КТ и УЗИ, размеры и контуры поджелудочной железы существенно не изменены, структура органа равномерно уплотнена (до 65 ед.). Изменений протоковой системы у большинства больных не отмечается.
3. Фиброзно-склеротический (называемый также индуративным) вариант ХП встречается у 25% больных. Как правило, анамнез заболевания составляет в среднем 16 лет.
При диффузном поражении поджелудочной железы часто наблюдают интенсивные боли в верхней половине живота, с трудом уступающие лекарственной терапии.
Явления внешнесекреторной недостаточности поджелудочной железы имеют место практически во всех случаях, причем у большинства больных требуют постоянной заместительной терапии. Назначение заместительной терапии проводят после выполнения эластазного теста (определение эластазы в кале). При выраженной экзокринной недостаточности поджелудочной железы эластазный тест составляет менее 100 мкг/г, при умеренной - 110–199 мкг/г, при нормальной - 200 и более мкг/г. Первыми клиническими проявлениями этого варианта ХП часто бывают симптомы нарушения пищеварения в тонкой кишке. Почти у всех больных наблюдают астеноневротические симптомы - плохое настроение, быструю утомляемость, иногда депрессивные явления, фиксацию на болезненных ощущениях.
Клинические проявления данной формы ХП отличаются постоянством, что не всегда позволяет провести четкую грань между периодами обострения и ремиссии.
Трудности диагностики усугубляются относительно низкой информативностью тестов определения активности панкреатических ферментов. Лишь только у половины больных выявляется положительный амилазный тест, а повышение активности трипсина и липазы встречается еще реже (в 30–35% случаев).
При этой форме ХП чаще всего встречаются такие осложнения, как нарушения оттока желчи, развитие подпеченочной формы портальной гипертонии. В сыворотке крови выявляется повышение содержания билирубина, активности ферментов АСТ, АЛТ, ЩФ и ГГТФ.
Активность панкреатических ферментов и количество бикарбонатов в дуоденальном содержимом снижены по сравнению с нормой на 40–50%, что объясняет явления внешнесекреторной недостаточности.
По данным УЗИ и КТ, размеры поджелудочной железы либо диффузно, либо локально уменьшены. Паренхима органа отличается диффузно или локально повышенной эхогенностью, значительно уплотнена (более 70 ед.); нередко выявляются обызвествления (конкременты). У ряда больных отмечаются признаки расширения протоковой системы железы.
4. Кистозный панкреатит встречается в 10–12% случаев. Образование мелких (диаметром до 12–20 мм) относительно стабильных кист на фоне ХП придает определенное своеобразие течению этого заболевания и позволяет выделить его в отдельный вариант. Болевой синдром чаще выражен умеренно, хотя у некоторых больных в период формирования кист боли достигают высокой интенсивности.
При лабораторной диагностике имеет место повышение активности амилазы, трипсина и липазы в сыворотке крови, особенно в период формирования кист. Положительный амилазный тест выявлен у 90% больных. В то же время достаточно часто отмечается гипербилирубинемия, повышение активности трансаминаз, ЩФ и ГГТФ в сыворотке крови.
При КТ и УЗИ железа умеренно увеличена, контуры чаще волнистые. Наряду с жидкостными образованиями встречаются включения высокой плотности. Нередко обнаруживается расширение протоковой системы, а также на высоте обострения - явления воспаления в парапанкреатической клетчатке. У большинства пациентов заболевание протекает с частыми обострениями. У отдельных больных кистозные образования претерпевают обратное развитие и проявления панкреатита уменьшаются.
5. Гиперпластический (называемый также псевдотуморозным) вариант ХП встречается достаточно редко (в 5% случаев). Чаще всего заболевание протекает длительно (в среднем 10 лет и более). Характерен выраженный болевой синдром в верхней половине живота, у половины больных имеются отчетливые симптомы внешнесекреторной недостаточности поджелудочной железы.
Активность панкреатических ферментов в сыворотке крови, в частности амилазы, повышается в 50–68% случаев.
По данным УЗИ и КТ, обнаруживаются резко увеличенные участки поджелудочной железы, реже вся железа; в участках гиперплазии определяются зоны повышенной и пониженной эхогенности. Часто на этом фоне визуализируются участки расширения панкреатических протоков.
Дифференциальная диагностика гиперпластического ХП с медленно растущей опухолью поджелудочной железы вызывает большие трудности. В таких случаях необходимо повторное выполнение УЗИ и КТ с проведением прицельной биопсии поджелудочной железы. Отсутствие роста образования при минимальном сроке наблюдения (6–12 мес) и опухолевых клеток в пунктате поджелудочной железы, а также отрицательные результаты исследования сыворотки крови на опухолевые маркеры свидетельствуют против карциномы.
Таким образом, клинико-лабораторная программа диагностики представленных вариантов ХП поможет врачам в распознавании заболеваний, рациональном построении лечебных мероприятий и в установлении прогноза заболевания.
Выделение гиперпластического варианта существенно облегчает выявление карциномы поджелудочной железы у больных ХП.Диагностические тесты рака и эндокринных опухолей поджелудочной железы представлены в табл. 6-8.
Опухоль поджелудочной железы | Диагностические тесты |
---|---|
Рак поджелудочной железы |
|
Инсулинома |
|
Гастринома |
|
Глюкагонома |
|
Випома |
|
Соматостатинома |
|
Рак поджелудочной железы - злокачественная опухоль, которая развивается из эпителия выводных протоков и ацинарных клеток. В последние годы отмечается рост заболеваемости раком поджелудочной железы, который находится на четвертом месте среди новообразований органов пищеварения.
Лабораторно-диагностические критерии очаговых поражений дуоденопанкреатической области представлены в табл. 6-9.
Лабораторный показатель |
Нозологическая форма |
|||
---|---|---|---|---|
рак поджелудочной железы |
рак дуоденального сосочка |
гиперпластическая форма хронического панкреатита |
киста поджелудочной железы |
|
Анемия |
Часто |
Часто |
Нет |
Редко |
Скорость оседания эритроцитов |
Часто повышение содержания |
Часто повышение содержания |
Редко повышение содержания |
Редко повышение содержания |
Креаторея |
Нет |
Нет |
Часто |
Нет |
Стеаторея |
Редко |
Нет |
Часто |
Нет |
Аланинаминотрансфераза |
Может быть повышение содержания |
Может быть повышение содержания |
Не повышена |
Редко повышение содержания |
Аспартатаминотрансфераза |
Может быть повышение содержания |
Может быть повышение содержания |
Не повышена |
Редко повышение содержания |
Щелочная фосфатаза |
Часто повышение содержания |
Часто повышение содержания |
Редко повышение содержания |
Редко повышение содержания |
Гаммаглутамилтрансфераза |
Часто повышение содержания |
Часто повышение содержания |
Редко повышение содержания |
Редко повышение содержания |
Билирубин |
Часто повышение содержания |
Часто повышение содержания |
Может быть повышение содержания |
Редко повышение содержания |
Амилаза |
Может быть повышение содержания |
Может быть повышение содержания |
Редко повышение содержания |
Редко повышение содержания |
СА 199 |
Часто повышение содержания |
Может быть повышение содержания |
Не повышен |
Не повышен |
Раково-эмбриональный антиген |
Часто повышение содержания |
Может быть повышение содержания |
Не повышен |
Не повышен |
При лабораторном исследовании в общем анализе крови определяют гипохромную анемию, лейкоцитоз, увеличение СОЭ до высоких цифр (40–50 мм/ч). Достаточно часто (в 30% случаев) изменений в крови не отмечается.
При метастазировании опухоли в печень, сдавлении опухолью холедоха, особенно при раке головки поджелудочной железы, наблюдается нарастающая гипербилирубинемия, а также повышение активности АЛТ, АСТ, ЩФ, ГГТФ в сыворотке крови.
Уровень панкреатических ферментов (амилазы, липазы, трипсина) в отдельных случаях может повышаться в 1,5–2 раза.
При наличии злокачественной опухоли поджелудочной железы как с метастазами, так и без них отмечается резкое возрастание уровня онкомаркера СА 19-9 (ракового углеводного антигена 19-9). Кроме этого, проводят исследование и других маркеров опухоли - раково-эмбрионального антигена (встречается у половины больных) и α-фетопротеина (АФП). Обнаружение трех маркеров опухоли поджелудочной железы свидетельствует о неблагоприятном прогнозе болезни.
Для наиболее достоверной верификации диагноза рака поджелудочной железы выполняют прицельную биопсию из выявленного очага при УЗИ или КТ с последующим морфологическим исследованием полученного биоптата.
Эндокринные опухоли поджелудочной железы происходят из гормонпродуцирующих элементов железы. Соответственно продуцируемым инкретам эти опухоли получили названия: инсулинома, гастринома, глюкагонома, соматостатинома, випома, серотонинома.
В заключение следует отметить, что в последние годы наряду с истинным увеличением частоты заболеваний поджелудочной железы отмечается тенденция к гипердиагностике ХП. Нередки случаи, когда неясные боли в верхней половине живота без достаточных на то оснований приписывают несуществующему панкреатиту. Нередки случаи и гиподиагностики заболеваний поджелудочной железы, особенно это касается легких форм ХП и рака поджелудочной железы.
Именно поэтому для своевременного выявления ХП необходимо комплексное обследование, в котором лабораторные методы, характеризуя функциональное состояние поджелудочной железы, занимают ключевые позиции в диагностическом процессе, наряду с методами, изучающими морфологическое состояние органа (рис. 6-4).

Список литературы
-
Блахов Н.Ю., Пацай Д.И. Диагностика, прогнозирование и лечение острого панкреатита: пособие для врачей. Минск: БГМУ, 2011. 112 с.
-
Богер М.М. Методы исследования поджелудочной железы. Новосибирск: Наука, 1982. 236 с.
-
Владимиров В.Г., Сергиенко В.И. Острый панкреатит (экспериментально-клинические исследования). М.: Медицина, 1986. 240 с.
-
Воробей А.В., Шулейко А.Ч., Вижинис Е.И., Орловский Ю.Н. Есть ли будущее у дренирующих операций при хроническом панкреатите? Систематический критический обзор литературы // Анналы хирургической гепатологии. 2016. Т. 21, № 4. С. 70–83.
-
Геллер Л.И. Классификация диагностических исследований при заболеваниях поджелудочной железы // Клиническая медицина. 1982. № 4. С. 106–110.
-
Егоров В.И., Кучерявый Ю.А., Петров Р.В., Ванькович А.Н. Обзор международных рекомендаций по подходам к хирургическому лечению хронического панкреатита: взгляд терапевта и хирурга // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2013. № 4. С. 54–65.
-
Жариков Ю.О., Чжао А.В. Диагностика и лечение аутоиммунного панкреатита (обзор литературы) // Анналы хирургической гепатологии. 2015. Т. 20, № 4. С. 95–104. URL: https://doi.org/10.16931/1995-5464.2015495-104.
-
Ивашкин В.Т., Кузнецов В.В. Морфофункциональные элементы патогенеза острого панкреатита // Терапевтический архив. 1991. Т. 63, № 2. С. 51–55.
-
Ивашкин В.Т., Кузнецов В.В., Минасян Г.А. Общие механизмы регуляции секреторной активности желудка и поджелудочной железы при язвенной болезни и хроническом панкреатите // Терапевтический архив. 1989. Т. 61, № 2. С. 8–11.
-
Камалова А.А., Уразманова И.М., Хайретдинова Р.Ф., Бадретдинова А.Н. Современные международные рекомендации по диагностике и терапии острых панкреатитов у детей // Педиатр. 2019. Т. 10, № 4. С. 79–87.
-
Краснорогов В.Б. Острый деструктивный панкреатит и парапанкреатит (обоснование упреждающей тактики лечения прогредиентных форм заболевания): автореф. дис. … д-ра мед. наук. Л., 1990.
-
Кузин М.И., Данилов М.В., Благовидов Д.Ф. Хронический панкреатит. М.: Медицина, 1985. 368 с.
-
Кузин М.И. Острый панкреатит // Хирургические болезни: учебник. 4-е изд., перераб. и доп. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. 992 с.
-
Кузнецов В.В. Протеолиз при гастродуоденальной патологии // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. Приложение № 1. Материалы 1-й Российской гастроэнтерологической недели, 27 ноября — 2 декабря 1995 г., Санкт-Петербург. Т. 5, № 3. С. 129.
-
Кузнецов В.В. Клинико-морфологическая характеристика поражений поджелудочной железы: дис. … д-ра мед. наук. СПб., 2000. 542 с.
-
Литовский И.А., Гордиенко А.В. Панкреатиты. Вопросы патогенеза, диагностики, лечения / под ред. К.С. Шаркова. СПб.: СпецЛит, 2015. 231 с.
-
Маев И.В., Кучерявый Ю.А. Теории и гипотезы патогенеза хронического панкреатита // Клинические перспективы гастроэнтерологии, гепатологии. 2005. № 2. С. 18–26.
-
Минушкин О.Н., Максимов В.А. Некоторые спорные вопросы патогенеза и лечения хронического панкреатита // Клинические перспективы гастроэнтерологии, гепатологии. 2007. № 4. С. 25–30.
-
Нестеренко Ю.А., Глабай В.П., Шаповальянц С.Г. Хронический панкреатит. М.: Издатель Мокеев, 2000. 182 с.
-
Осадчук М.А., Кашкина Е.И., Балашов В.И. Болезни поджелудочной железы. Саратов: Изд-во Сарат. мед. ун-та, 1999. 185 с.
-
Острый панкреатит: Клинические рекомендации 2020. Утверждены Российским обществом хирургов. Согласованы Научным советом Министерства здравоохранения Российской Федерации. 2020. URL: http://общество-хирургов.рф/stranica-pravlenija/klinicheskie-rekomendaci/urgentnaja-abdominalnaja-hirurgija/ostryi-pankreatit-versija-sentjabr-2020.html.
-
Программы лабораторной диагностики для военных госпиталей: методическое пособие / под ред. П.О. Вязицкого. М., 1990. 132 с.
-
Савельев B.C., Буянов В.М., Огнев Ю.В. Острый панкреатит. М.: Медицина, 1983. 239 с.
-
Седов В.Н., Кузнецов В.В., Лущицкий A.M. Клинико-морфологическая характеристика ишемических поражений поджелудочной железы // Клиническая медицина. 1989. Т. 67, № 7. С. 69–72.
-
Скутова В.А., Данилов А.И., Феоктистова Ж.А. Острый панкреатит: актуальные вопросы диагностики и комплексного лечения // Вестник Смоленской государственной медицинской академии. 2016. Т. 15, № 2. С. 78–84.
-
Справочник по лабораторным методам исследования в клинике. М.: Медицина, 1987. 348 с.
-
Толстой А.Д. Острый панкреатит. Трудности, возможности, перспективы. Клинические лекции. СПб., 1997. 140 с.
-
Филин В.И., Костюченко А.Л. Неотложная панкреатология. СПб.: Питер, 1994. С. 21–24.
-
Dominguez-Munoz J.Е., Hieronymus С., Sauerbruch Т., Malfertheiner. Fecal elastase test: evaluation of a new noninvasive pancreatic function test // Am. J. Gastroenterol. 1995. N 10. P. 13–17.
Глава 7. Закрытая черепно-мозговая травма
В настоящее время во всем мире наблюдается неуклонный рост травматизма, что связано с широким внедрением новых технических средств на производстве, транспорте и в быту. По статистике в нашей стране ежегодно регистрируют сотни тысяч случаев травматизма. В последние 15 лет в России травмы вышли на второе место в качестве причины смерти, обогнав онкологические заболевания, и занимают первое место среди причин инвалидизации населения. Повреждения черепа и головного мозга составляют более трети всех травм. За год в России регистрируется около 680 тыс. случаев черепно-мозговой травмы (ЧМТ) [9, 15]. Для ЧМТ характерна высокая степень летальности, доходящая при тяжелых ее видах до 60–80% [18]. Последнее связано не только с необратимыми структурными изменениями, которые возникают в мозге в момент травмы, но и с тем, что ЧМТ часто является пусковым механизмом нарушения процессов саморегуляции деятельности головного мозга. В свою очередь, это приводит к патологическим прогрессирующим сдвигам вегетососудистых реакций организма, а также к нарушению психической деятельности [12]. Под закрытой черепно-мозговой травмой (ЗЧМТ) понимают все случаи травмы с сохранением целостности мягких покровов головы или наличием ран мягких тканей без повреждения апоневроза при условии, что ведущей симптоматикой, обусловливающей тяжесть состояния пострадавших, является закрытая травма мозга [11]. Переломы костей свода черепа, не сопровождающиеся ранением прилежащих мягких тканей и апоневроза, относятся к закрытым повреждениям черепа. В отличие от ЗЧМТ, к открытым черепно-мозговым травмам относятся повреждения, при которых имеются раны мягких покровов головы с повреждением апоневроза, либо перелом основания черепа, сопровождающийся кровотечением или ликвореей из уха или носа.
Подразделение ЧМТ на открытые и закрытые имеет принципиальное значение, так как при открытых повреждениях всегда имеется опасность первичного или вторичного инфицирования внутричерепного содержимого с развитием гнойно-воспалительных осложнений (менингит, менингоэнцефалит).
Выделяют три степени тяжести ЗЧМТ. К легкой травме относят сотрясение и ушиб головного мозга легкой степени, к травме средней тяжести - ушиб головного мозга средней степени, к тяжелой - ушиб головного мозга тяжелой степени и его сдавление.
Лабораторная диагностика при ЗЧМТ в комплексе с другими методами объективного обследования больных должна содействовать установлению диагноза, проведению дифференциальной диагностики, определению степени тяжести травматического повреждения и прогноза заболевания.
Методы лабораторной диагностики позволяют осуществлять контроль эффективности проводимого лечения, своевременно диагностировать осложнения ЗЧМТ (менингиты, энцефалиты, абсцессы мозга). В лабораторной диагностике при ЗЧМТ особую роль играют исследования цереброспинальной жидкости (ЦСЖ), поскольку изменения крови носят неспецифический характер и отражают общую реакцию организма на травму в соответствии с тяжестью и течением травматической болезни.
Лабораторное исследование ЦСЖ начинается в стационарных условиях и проводится по схеме, представленной на рис. 7-1.

Общеклиническое исследование ликвора способствует определению степени тяжести травмы, своевременному выявлению гнойно-воспалительных осложнений, а также проведению дифференциальной диагностики с другими заболеваниями ЦНС (рис. 7-2).

Общеклинические показатели ЦСЖ при ЗЧМТ в значительной степени зависят от ее тяжести. В остром периоде закрытой травмы головного мозга давление ликвора почти всегда изменено. Однако сотрясение и ушиб головного мозга могут протекать при различном давлении ЦСЖ, что важно учитывать в лечебном плане. Наиболее часто встречается ликворная гипертензия, выраженность которой обычно больше при тяжелом повреждении мозга. В легких случаях давление ЦСЖ нормальное или слегка повышено. Увеличение ликворного давления связано с гиперсекрецией жидкости хориоидными сплетениями в результате механических и рефлекторных воздействий, усилением кровенаполнения сосудов мозга, нарастающим отеком и набуханием вещества мозга.
У больных с сотрясением головного мозга ликвор обычно бесцветный, прозрачный, эритроцитов не содержит. В остром периоде ушиба и сдавления головного мозга при тяжелой травме, переломах костей черепа кровь в ликворе наблюдается постоянно [8]. Количество эритроцитов в ЦСЖ колеблется от 1×108 /л до 35×109 /л, достигая при массивном субарахноидальном кровоизлиянии 1–3×1012 /л. В зависимости от этого цвет ликвора может изменяться от сероватого до кровавого. Визуально примесь крови удается установить, если количество эритроцитов в ЦСЖ составляет около 1×109 /л.
В первые часы после травмы надосадочная жидкость после центрифугирования чаще бесцветна, на 2–3-и сутки появляется постепенно нарастающая ксантохромия, которая исчезает на 14–15-е сутки. Эритроциты обнаруживаются в ЦСЖ в течение 5–10 сут после травмы, а при ушибах мозга и более длительно, хотя при отсутствии продолжающегося кровотечения основная их масса удаляется уже на 3–4-е сутки. Еще более продолжительное время в ликворе выявляются продукты распада излившейся крови, в частности билирубин.
Характер плеоцитоза в остром периоде травмы зависит от присутствия в ЦСЖ крови. Часто встречаются макрофаги, содержащие гемосидерин. В случае попадания крови в ликвор из-за раздражения мозговых оболочек развивается реактивный плеоцитоз. Это приводит к задержке нормализации клеточного состава жидкости до 3–4 нед и более. При отсутствии крови в ликворе или незначительном количестве эритроцитов иногда обнаруживается небольшой лимфоцитарный плеоцитоз, который исчезает спустя 1–2 нед.
При развитии гнойно-воспалительных осложнений травмы (менингит, менингоэнцефалит) ликвор приобретает мутный, опалесцирующий вид, возможно образование в пробирке с ЦСЖ при стоянии фибринового мешочка (сгустка) либо сетки, развивается выраженный плеоцитоз с преобладанием нейтрофильных элементов. Исследование цитоза, и в частности корригированного цитоза, позволяет своевременно диагностировать развитие гнойно-воспалительных осложнений.
Выраженность плеоцитоза при различных заболеваниях приведена в табл. 7-1 [13, 19].
Количество клеток в цереброспинальной жидкости, ×109 /л | Заболевание |
---|---|
0,003–0,05 |
Рассеянный склероз |
0,01–0,06 |
Опухоли центральной нервной системы |
0,01–0,2 |
Ишемический инсульт |
0,03–0,3 |
Энцефалиты |
0,1–0,3 |
Серозный менингит |
0,1–0,5 |
Туберкулезный менингит |
1,0–2,0 |
Абсцесс мозга |
2,0–5,0 |
Гнойный менингит |
Биохимическое исследование ЦСЖ позволяет уточнить тяжесть травматического повреждения, выявить возникновение гнойно-воспалительных осложнений, определить прогностические критерии.
Острый период ЗЧМТ сопровождается увеличением концентрации общего белка в ликворе, которое имеет положительную корреляционную связь с тяжестью повреждения (рис. 7-3).

Степень увеличения концентрации белка в ЦСЖ при различных заболеваниях приведена в табл. 7-2. [2, 4].
Заболевание | Крайние величины, г/л | Среднее значение, г/л |
---|---|---|
Эпилепсия |
0,07–2,0 |
0,31 |
Рассеянный склероз |
0,13–1,33 |
0,43 |
Тромбоз мозговых сосудов |
0,17–2,67 |
0,46 |
Абсцесс мозга |
0,16–2,88 |
0,69 |
Травма мозга |
0,10–18,2 |
1,0 |
Опухоли головного мозга |
0,15–19,2 |
1,15 |
Туберкулезный менингит |
0,25–11,4 |
2,0 |
Геморрагический инсульт |
0,19–21,0 |
2,7 |
Гнойный менингит |
0,21–22,0 |
4,18 |
Опухоли спинного мозга |
0,40–36,0 |
4,25 |
При исследовании протеинограммы ликвора методом электрофореза в агарозном геле или с использованием капиллярного электрофореза в остром периоде ЗЧМТ отмечается увеличение содержания альбуминов, а затем α- и γ-глобулинов.
Нормализация белковых фракций часто затягивается до полугода и более. В остром периоде травмы отмечается также увеличение содержания в ЦСЖ IgG, IgA, IgM, трансферрина, церулоплазмина.
У больных с ушибами и сдавлением головного мозга наряду с увеличением общего белка в ЦСЖ отмечается увеличение уровня молекул средней массы (МСМ). Уровень МСМ имеет сильную положительную корреляционную связь с тяжестью ЗЧМТ, превышая нормальные величины при ушибах мозга тяжелой степени в 2–2,5 раза. Данный показатель имеет прогностическое значение. Увеличение концентрации МСМ в ликворе у больных с ЗЧМТ может также свидетельствовать о развитии осложнения травмы в виде острого гнойного менингита [20].
В остром периоде травмы в ЦСЖ возрастает содержание глюкозы, а также ее метаболитов - молочной и пировиноградной кислот [1, 13, 19]. Повышение концентрации глюкозы при ЗЧМТ носит умеренный характер (3,9–4,5 ммоль/л). Содержание глюкозы в ликворе при некоторых заболеваниях ЦНС представлено в табл. 7-3.
Заболевания | Содержание глюкозы, ммоль/л |
---|---|
Ишемический инсульт |
4,7±1,9 |
Проходящие нарушения мозгового кровообращения |
4,05±0,81 |
Кровоизлияние в мозг с прорывом в ликворное пространство |
3,71±1,20 |
Рассеянный склероз |
3,43±0,39 |
Арахноидиты |
3,19±0,48 |
Субарахноидальное кровоизлияние |
3,11±0,66 |
Опухоли:
|
3,08±0,46 1,91±0,66 |
Серозные менингиты |
2,94±0,44 |
Туберкулезный менингит |
2,51±0,36 |
Гнойный менингит |
1,38±0,58 |
Примечание. Нормальная концентрация глюкозы в ЦСЖ - 2,8–3,9 ммоль/л.
Снижение концентрации глюкозы в ЦСЖ ниже нормальных величин в остром периоде ЗЧМТ может свидетельствовать о развитии осложнений травмы (гнойного менингита). Увеличение концентрации молочной кислоты в ликворе при ЗЧМТ свидетельствует о нарушении процессов тканевого дыхания и развитии метаболического ацидоза. Концентрация лактата имеет положительную корреляционную связь с тяжестью травмы и является важным прогностическим показателем. Накопление во внеклеточном пространстве головного мозга недоокисленных метаболитов глюкозы приводит к нарушению кислотно-основного равновесия с развитием метаболического ацидоза.
Активация процессов перекисного окисления липидов при ЗЧМТ сопровождается накоплением продуктов окисления, в частности МДА.
Содержание МДА коррелирует с тяжестью травмы. Показатель имеет прогностическое значение [10, 17].
Нейрогуморальные сдвиги, возникающие у больных с ЗЧМТ, проявляются в изменении содержания нейромедиаторов и продуктов их метаболизма в веществе мозга и физиологических жидкостях организма, в первую очередь в ЦСЖ. Показано, что накопление ацетилхолина в ликворе больных с острой ЗЧМТ соответствует ее тяжести и степени повышения проницаемости гематоэнцефалического барьера. При легкой травме головы без сотрясения мозга содержание ацетилхолина составляет около 0,061 мкмоль/л, при средней тяжести - 0,25 мкмоль/л, а при тяжелой - 0,4 мкмоль/л. По имеющимся данным ацетилхолин обнаруживается в ликворе даже спустя несколько месяцев после тяжелых ЗЧМТ [7, 14].
Нарушения водно-электролитного обмена при ЗЧМТ легкой степени носят преходящий характер. При травмах средней степени тяжести, и особенно тяжелых ЗЧМТ отмечаются гипернатриемия и повышение концентрации натрия в ликворе. Наблюдаются изменения осмолярности плазмы крови и ЦСЖ с развитием, как правило, гиперосмолярного синдрома. Появление стойкой гиперосмии плазмы крови и ЦСЖ является неблагоприятным прогностическим признаком.
Исследование активности ферментов ЦСЖ позволяет уточнить тяжесть травматического повреждения мозга и прогноз заболевания. Закономерно возрастает при травме мозга активность АСТ, ЛДГ, КК [3, 6, 10]. Общая активность ЛДГ в ЦСЖ при тяжелых ЗЧМТ превышает нормальные величины в 10–18 раз, КК - в 20–30 раз и более. Соотношение активности ЛДГ венозной крови и ликвора является прогностическим критерием исхода травмы. Если это отношение более 7, то исход благоприятный, менее 1 - прогноз неблагоприятный [5, 16]. Активность КК-ВВ и ЛДГ1–2 в ликворе имеет положительную корреляционную связь с тяжестью травматического повреждения мозга. Присоединение воспалительных осложнений (менингит) вызывает увеличение доли ЛДГ3–4 .
В остром периоде ЗЧМТ изменяется функционирование глутатионзависимых антиоксидантных ферментов, выражающееся в значительном повышении в ЦСЖ общей активности глутатионпероксидазы, появлении в ликворе активности глутатион-S-трансферазы (ГSТ), коррелирующей со степенью тяжести травмы [17].
Лабораторные признаки неблагоприятного исхода ЗЧМТ:
В настоящее время исследовано большое количество биологических маркеров, которые могли бы служить критерием повреждения головного мозга, в том числе при ЧМТ. К наиболее перспективным можно отнести:
Список литературы
-
Васькова Н.Л. Диагностические и прогностические возможности термоимпедансометрии ликвора при нейрохирургической патологии: дис. … канд. мед. наук. СПб., 2017. 164 с.
-
Дементьева И.И. Биохимические маркеры в диагностике ишемического поражения мозга // Справочник заведующего КДЛ. 2012. № 7. С. 47–54.
-
Долгов В.В. Клиническая лабораторная диагностика: учебник. М.: ФГБОУ ДПО РМАНПО, 2016. 668 с.
-
Жарова Е.Н. Оптимизация сочетанного лечения физическими факторами пациентов с черепно-мозговой травмой в ранний период: дис. … д-ра мед. наук. СПб., 2019. 284 с.
-
Камышников В.С. Методы клинических лабораторных исследований. 10-е изд. М.: МЕДпресс-информ, 2020. 736 с.
-
Кармен Н.Б., Мороз В.В., Маевский Е.И. Механизмы вторичного повреждения нейронов при тяжелой черепно-мозговой травме (часть 1) // Общая реаниматология. 2011. Т. 7, № 4. С. 56–59.
-
Конторщикова К.Н., Бояринова Л.В., Андосова Л.Д. Общеклиническое исследование спинномозговой жидкости (ликвора): учебное пособие. Нижний Новгород: Изд-во Нижегородской гос. мед. акад., 2017. 100 с.
-
Королев В.М. Эпидемиологические аспекты сочетанной травмы // Дальневосточный медицинский журнал. 2011. № 3. С. 124–128.
-
Королев И.А. Биохимические изменения при черепно-мозговых травмах // Студенческая наука. 2019: мат-лы Всерос. науч. форума студентов. 2019. Т. 2. С. 245.
-
Лихтерман Л.Б. Классификация черепно-мозговой травмы. Часть II. Современные принципы классификации ЧМТ // Судебная медицина. 2015. Т. 10, № 1. С. 37–48.
-
Лихтерман Л.Б., Потапов А.А., Клевно В.А. и др. Последствия черепно-мозговой травмы // Судебная медицина. 2016. Т. 2, № 4. С. 4–20.
-
Малахов В.А., Потапов А.А., Лычко В.С. Ликворология. Palmarium Academic Publishing, 2016. 376 с.
-
Мороз В.В., Кармен Н.Б., Маевский Е.И. Механизмы вторичного повреждения нейронов при тяжелой черепно-мозговой травме (часть 2) // Общая реаниматология. 2011. Т. 7. № 5. С. 42–45.
-
Никифоров М.В., Королев А.А. Клинико-эпидемиологический анализ тяжелой черепно-мозговой травмы: роль нутриционной поддержки пострадавших с длительными нарушениями сознания // Медико-биологические и социально-психологические проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях. 2020. № 2. С. 32–43.
-
Прокаева Т.А., Борисов Э.Б., Очиров О.И. Черепно-мозговая травма // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. 2009. № 3 (67). С. 357–358.
-
Смирнов В.В. Глутатион-зависимая антиоксидантная система головного мозга при черепно-мозговой травме: автореф. дис. … канд. мед. наук. СПб., 1995. 23 с.
-
Талыпов А.Э. Рецензия на книгу В.В. Лебедева, Н.В. Лебедева «Неотложная хирургия черепно-мозговой травмы» // Нейрохирургия. 2010. № 3. С. 80–82.
-
Ходюкова А.Б., Дальнова Т.С., Василиу-Светлицкая С.Г. Лабораторное исследование цереброспинальной жидкости // Медицинские новости. 2012. № 1. С. 36–40.
-
Храпов Ю.В., Поройский С.В. Роль биомаркеров повреждения вещества головного мозга в диагностике, оценке эффективности лечения и прогнозировании исходов тяжелой черепно-мозговой травмы // Волгоградский научно-медицинский журнал. 2013. № 2. С. 10–20.
-
Seehusen D.А., Reeves М.М., Fomin D.А. Cerebrospinal Fluid Analysis // Am. Fam. Physician. 2003. N 68. Р. 1103–1108.
Глава 8. Отравления металлами
Положительное или отрицательное влияние металлов как химических элементов на живой организм определяется их свойствами. Например, медь, цинк, марганец, хром, молибден, железо в определенных количествах необходимы для жизнедеятельности и роста организма. Другие металлы, такие как свинец, ртуть, кадмий, таллий, не выполняют в организме никакой биологической роли, они способны кумулировать и вызывать острые или хронические отравления.
Для понимания опасности этих нежелательных для организма соединений надо учесть то обстоятельство, что все элементы сгруппированы в периодической системе не случайно; металлы одной группы имеют структурное сходство, одинаковое распределение электронов на внешней орбитали и, соответственно, обладают похожими химическими свойствами. Это приводит к тому, что транспортные белки, доставляющие металлы в клетку, не могут видеть различий между представителями одной группы. В результате, например, вместо необходимого цинка клетка может получить ртуть или кадмий.
Основными путями поступления в организм металлов и их соединений являются алиментарный и ингаляционный, реже - перкутанный и крайне редко - парентеральный путь.
Существует зависимость токсичности металла от его физических и химических свойств: токсичность возрастает с увеличением атомной массы, зависит от степени диссоциации комплекса с белком, от водо- и жирорастворимости. Соли металлов токсичнее их окислов, так как последние подвергаются более медленной ионизации, чем соли.
Металлам присущ полиморфизм токсического действия, благодаря способности к блокированию функционально-активных групп белков при резорбтивном действии. Приоритетная роль принадлежит сульфгидрильным или тиоловым радикалам, поскольку они обеспечивают активность более 50% ферментов. В настоящее время выявлены ионные механизмы токсичности соединений некоторых металлов, например, таллия. Для металлов, как упоминалось, характерна длительная токсикогенная фаза и кумуляция. Например, период полураспада (Т1/2 ) неорганических соединений ртути 60–100 дней, свинец и кадмий могут присутствовать в организме более 10 лет.
Говоря о металлах в целом, необходимо подчеркнуть, что между острыми и хроническими отравлениями есть не только количественные, но и качественные различия. Еще в большей степени отличается клиническая картина отравлений неорганическими и органическими соединениями.
8.1. Лабораторная диагностика отравлений свинцом
Загрязнение окружающей среды свинцом во всем мире признается одной из главных проблем экологии и охраны здоровья населения. Международные организации: Стратегический подход к международному регулированию химических веществ, ВОЗ, Программа ООН по окружающей среде, Международное агентство по охране труда, Организация экономического сотрудничества и развития - выдвигают все новые и новые инициативы по минимизации риска воздействия этого тяжелого металла и его производных на здоровье человека и окружающую среду [65]. Свинец - один из 10 химических веществ, вызывающих основную обеспокоенность в области общественного здравоохранения. Его производство составляет около 9 млн тонн в год [56, 72, 124, 158].
Согласно результатам анализа источников литературы, содержание металла в воздухе рабочей зоны может колебаться в широком диапазоне - предельно допустимые концентрации (ПДК), действующие в разных странах, различаются в десятки раз (от 0,01 до 4–6 мг/м3 ) [1, 10, 18, 19].
8.1.1. Природные и антропогенные источники свинца
В природе свинец встречается в форме трех изотопов: 206 Pb, 207 Pb, 208 Pb. Соединения свинца относятся к 1 классу опасности химических веществ, то есть к чрезвычайно токсичным (ГОСТ 12.1.007-76 "ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности"). Благодаря широкому применению с давних времен свинец получил большое распространение в окружающей среде. Контакт человека с соединениями свинца происходит в быту и на производстве. Особое значение имеет хроническое воздействие соединений свинца на человека через почву, воду и пищу.
Загрязнение окружающей среды выбросами свинца происходит из естественных и антропогенных источников, но основными из них являются автотранспорт и промышленные предприятия. В настоящее время среди профессиональных заболеваний свинцовая интоксикация занимает в России первое место [17]. Люди, контактирующие со свинцом и его соединениями в ходе своей профессиональной деятельности, находятся под воздействием двойной экспозиции свинца: металл содержится в атмосферном воздухе и в воздухе рабочей зоны [19]. Особое значение имеют высокотемпературные технологические процессы (добыча и переработка металла, сжигание каменного угля, нефтепродуктов). В промышленных центрах от сжигания топлива отходы по объему сравнимы с массой всех отходов от бытовых и промышленных источников. Выбросы теплоэлектростанций стали одним из основных источников свинца для окружающей среды и человека [30, 57].
Опасность свинцовой интоксикации существует для работников радиотехнической и полиграфической промышленности, производства аккумуляторов, изделий из хрусталя [75]. Воздействию высоких концентраций свинца подвергаются слесари-ремонтники, слесари по обслуживанию вентиляционных систем, электросварщики. Повышенные концентрации металла могут регистрироваться в воздухе помещений АЭС, где свинец используют в качестве защитного материала [18].
Особая опасность загрязнения от автотранспорта обусловлена выделением свинца непосредственно над землей в зоне дыхания человека. Долгое время в бензин в качестве антидетонатора добавляли тетраэтилсвинец, но в настоящее время в России, как и во многих странах, использование этилированного бензина запрещено. Этилированное топливо, используемое в авиации, также может быть источником поступления свинца в атмосферу, основная часть которого рассеивается в воздухе и выпадает с осадками на обширные территории. Важным источником загрязнения являются отработавшие свинцово-кислотные аккумуляторные батареи промышленного и бытового назначения, а также другие виды отходов, являющиеся вторичным сырьем [57, 105]. Говоря о непрофессиональном воздействии свинца надо учитывать курение, городскую пыль, почву, воду, продукты питания, используемую керамическую посуду, содержащую свинцовые краски, некоторые виды косметических средств, медикаментов и наркотиков [22, 78, 80, 92, 132, 137, 143, 153]. В табл. 8-1 приводятся данные о накоплении свинца в организме различных групп населения [10, 21].
Объект исследования |
Единицы измерения |
Население |
||
---|---|---|---|---|
сельское |
промышленных городов |
при локальном воздействии |
||
Кровь |
мкг/дл |
10–20 |
25–30 |
40–80 |
Моча |
мкг/л |
7–10 |
Нет данных |
25–30 |
Волосы |
мкг/г |
2–10 |
3–20 |
10–30 |
Зубы |
мкг/100 г |
0,1–1,1 |
1,6–5,1 |
5–10 |
Для детей, помимо воды и продуктов питания, источником свинца могут стать грудное молоко, игрушки, окружающие предметы. Источником отравления ребенка также может стать грудное молоко длительно контактировавших со свинцом матерей [21, 32].
8.1.2. Токсикокинетика свинца
Свинец относится к группе тяжелых металлов, обладающих кумулятивным действием, и для развития свинцового отравления нет необходимости в массивном контакте со свинцом. Организм накапливает его в течение всей жизни, и даже малые ежесуточные дозы со временем могут вызвать интоксикацию.
Свинец может поступать в организм человека ингаляционным, пероральным и транскутанным путями. Ингаляционный путь поступления играет важную роль при загрязнении свинцом атмосферного воздуха, а также при контакте человека со свинцом в ходе профессиональной деятельности. При ингаляционном поступлении усваивается около 35–60% металла. Частицы свинца размером до 5 мкм практически полностью абсорбируются. Частицы большего размера удаляются реснитчатым эпителием дыхательной системы, частично поглощаются макрофагами и частично заглатываются [11, 16, 22, 28, 66].
В желудочно-кишечном тракте свинец всасывается до 10–20% (у детей - до 50%). В городах с низким и средним уровнем загрязнения потребление свинца с продуктами питания и водой колеблется от 14 до 68 мкг/сут, тогда как в районах с промышленными предприятиями этот показатель составляет 48–163 мкг/сут [30, 76]. Наибольшее всасывание свинца происходит в тонком кишечнике при участии кальций-связывающего белка и менее активное - в толстом кишечнике посредством механизма пассивной диффузии. После всасывания свинец частично метаболизируется в печени и образует комплексное соединение с желчными кислотами. У человека доля усвоенного свинца составляет 5–15% поступившего в желудочно-кишечный тракт [1, 17, 22, 112]. У людей в состоянии физиологического стресса, детей и беременных может усваиваться до 50% свинца, поступающего с пищей. Свинец быстро накапливается в организме плода, легко проходя через плаценту на всех сроках беременности [21, 131, 144]. Неорганические соединения свинца практически не проникают через кожу [52, 67].
Органические соединения свинца, в частности тетраэтилсвинец (ТЭС), легко растворимы в жирах, хорошо преодолевают перкутанный барьер [18, 76].
Нормальные показатели содержания свинца в крови укладываются в пределы от 10 до 40 мкг/100 мл. Однако они колеблются среди различных групп населения в зависимости от степени загрязнения окружающей среды свинцом [18, 33, 52]. После всасывания свинец поступает в кровь и распределяется в зависимости от тропности к металлу между мягкими тканями (почками, печенью, головным и костным мозгом) и минерализованными тканями (костями и зубами) [7, 18, 32]. Известны две фракции находящегося в организме свинца: обменная и стабильная. Обменная фракция свинца, находящаяся в крови и паренхиматозных органах, составляет 5–10%. Подавляющая часть этой фракции (95%) связана с эритроцитами [18, 32, 51]. У взрослых 90–95% металла, а у детей - 70% депонируется в костной ткани и представляет собой стабильную фракцию [151].
Накопление свинца в костях, в отличие от мягких тканей, идет в течение всей жизни. Стабильная фракция подразделяется на лабильную и инертную. Отложения нерастворимых солей свинца в костной ткани образуют инертную фракцию, а промежуточное звено между инертной и обменной - лабильную фракцию. Мобилизация инертной фракции свинца может происходить в условиях повышенного физиологического стресса, что ведет к повышению уровня свинца в крови. По уровню свинца в костной ткани можно судить о длительном суммарном воздействии, а концентрация свинца в крови свидетельствует о текущем действии и о метаболической активности организма [19, 22]. Выведение свинца из организма человека осуществляется преимущественно с мочой и фекалиями [7, 32, 37]. С мочой выводится около 65% неорганических соединений свинца, не перешедших в тканевые депо, а с желчью - около 35%. Нарушение функции почек способствует его накоплению в тканях, тогда как уровень свинца в моче может быть нормальным или даже пониженным [20, 67]. Период полувыведения из костной ткани превышает 10 лет [76].
8.1.3. Токсикодинамика свинца
Соединениям свинца, как и другим тяжелым металлам, свойственно многообразие патогенетических механизмов действия. Традиционно ведущая роль отводится энзимопатическому эффекту свинца, обусловленному ингибированием активности ферментов, вследствие его связывания с сульфгидрильными, карбоксильными, фосфатными и аминными группами [145]. Наибольшее значение имеет блокирование сульфгидрильных (тиоловых) групп, которые обеспечивают активность более 50% белков-ферментов.
Мембранотоксический эффект свинца и его соединений обусловлен повреждением мембранных рецепторов нейромедиаторов, гормонов, интерлейкинов. Развивающиеся в результате активация свободнорадикальных процессов, усиление перекисного окисления липидов и одновременное угнетение системы антиоксидантной защиты усиливают мембранотоксическое действие свинца [59, 105, 118, 148, 149]. Блокирование функционально активных групп ферментов и структурных белков в свою очередь приводит к нарушению обмена протеинов, углеводов и липидов, а также к повреждению мембранных структур клетки и ее гибели [59, 65, 138, 145, 183].
Ионный механизм токсического действия связан со способностью свинца замещать двухвалентные катионы Ca2+ , Mg2+ , Fe2+ и одновалентный Na+ [105, 118].
Наиболее чувствительными к действию свинца являются эритроциты, ткани нервной системы, печени, почек, кишечника, где наблюдается повышенная концентрация металла и тиоловых ферментов. В нервной системе патогенетические процессы приводят к дегенерации аксонов, сегментарной демиелинизации, сосудистым расстройствам и развитию полиневропатии, тяжесть напрямую зависит от содержания свинца в крови [22, 122].
Одним из проявлений токсического действия свинца является гемотоксичность, которая обусловлена нарушением порфиринового обмена вследствие подавления ключевых ферментов синтеза гема - δ-амино-левулиновой кислоты (δ-АЛК), синтетазы δ-аминолевулиновой кислоты и митохондриальной феррохелатазы [154]. Определение метаболитов порфиринового обмена δ-АЛК в крови, копропорфирина в моче, протопорфирина в эритроцитах является диагностическим критерием воздействия свинца на организм человека [16, 28, 188]. Механизм, объясняющий сокращение срока жизни эритроцитов, до конца не ясен [149].
Причиной кардиоваскулярных нарушений являются экстракардиальные воздействия соединений свинца на вегетативные отделы нервной системы с преобладанием парасимпатического звена, а также метаболические изменения в миокарде. Для повреждения миокарда также характерен "тиоловый" механизм, при котором снижается содержание в миокарде SH-групп и происходит уменьшение активности сукцинатдегидрогеназы [16, 156].
Как и большинство тяжелых металлов, свинец вызывает генотоксическое действие, проявляющееся нарушением структуры и процессов репарации ДНК, нестабильностью хромосом, хромосомными аберрациями [7, 22].
При комбинированном воздействии свинца, цинка и меди проявления воздействия свинца (даже по лабораторным данным) выражены мало. Это обусловлено, как уже упоминалось, физиологическим антагонизмом металлов. Фактор комбинированного действия металлов чрезвычайно важно учитывать при оценке степени риска токсического влияния свинца [9].
8.1.4. Клиническая картина отравления свинцом
Острые отравления свинцом встречаются редко и обычно связаны с производством. При ингаляционном отравлении свинцовым аэрозолем клиническая картина развивается медленно, что связано с постепенной резорбцией металла. Наблюдаются энцефалопатия, поражение почек, желудочно-кишечного тракта [23, 25]. При пероральном отравлении клиническая картина может ограничиться гастритом, отличительным признаком которого является металлический вкус во рту и гиперсаливация.
Причиной острого отравления могут быть и органические соединения свинца, в частности тетраэтилсвинец (ТЭС), токсикологические свойства которого отличаются от свойств неорганических соединений [1]. Симптомами острого отравления ТЭС являются головная боль головокружение, потливость, слюнотечение, зуд, рвота, брадикардия, артериальная гипотензия, парестезии и тремор конечностей, которые обычно развиваются через 6–48 ч после попадания яда в организм. Ингаляционное отравление ТЭС приводит к неврологической симптоматике: бессоннице, головной боли, галлюцинациям, возбуждению, атаксии и судорогам. Поступление яда через желудочно-кишечный тракт сопровождается диспептическими расстройствами: жаждой, отрыжкой, тошнотой, рвотой, болями в животе, диареей.
Существенно чаще наблюдаются хронические отравления. Биохимические и физиологические нарушения, вызванные накоплением свинца, появляются задолго до первых малозаметных симптомов болезни, выявляемых обычно лишь ретроспективно [17, 67].
Наиболее чувствительна к длительному воздействию свинца и его соединений малой интенсивности нервная система. Воздействие на периферическую нервную систему более выражено у взрослых, на ЦНС - у детей. При длительном воздействии малых доз первоначально наблюдаются неспецифические проявления, сходные с синдром хронической усталости. Стадия неспецифических проявлений может рассматриваться как донозологическая форма токсического действия свинца, и при наличии эпидемиологического анамнеза пациенты с указанными проявлениями должны пройти тестирование на содержание свинца в биологических средах [4, 22].
При отсутствии лечения развиваются органические, малообратимые или необратимые нарушения со стороны различных органов и систем. Клинические проявления более отчетливы и имеют комплекс специфических клинико-лабораторных признаков, что позволяет выделить ведущие патогенетические синдромы.
Результатом воздействия яда на ЦНС является прогрессирующая дегенеративная энцефалопатия. Начальные симптомы включают головную боль, слабость, раздражительность, дефицит внимания и снижение памяти. Затем появляются нарушение координации, атаксия, мышечный тремор. Воздействие высоких концентраций свинца в течение длительного времени может привести к развитию судорожного синдрома, параличей, в частности лучевого и малоберцового нервов (так называемая "висячая кисть", "висячая стопа") [1, 19, 28, 105]. Токсическое действие на периферическую нервную систему обусловлено демиелинизацией, нарушением нейротрансмиссии и проявляется в виде периферической невропатии [164]. При воздействии свинца даже в низких концентрациях отмечается замедление моторных и сенсорных реакций. Связанная с макулярной дистрофией патология зрительного анализатора - один из самых ранних и частых "сигнальных знаков" действия свинца [4, 22].
При действии высоких концентраций свинца развивается гипохромная анемия, характерным признаком которой является гипохромия эритроцитов при повышенном содержании железа сыворотки. Наблюдаются также базофильная зернистость эритроцитов, ретикулоцитоз и анизоцитоз [149, 150]. Снижение активности δ-АЛК может наблюдаться при отсутствии других симптомов и нормальном содержании свинца в крови и рассматривается как наиболее чувствительный индикатор контакта со свинцом [21, 32, 188].
Действие свинца на желудочно-кишечный тракт проявляется в нарушении секреторной, всасывающей и моторно-эвакуаторной функции. Появляются жалобы на неприятный вкус во рту, плохой аппетит, тошноту, изжогу, отрыжку, боли в подложечной области. Наиболее тяжелым расстройством функции желудочно-кишечного тракта при хронических воздействиях высоких концентраций свинца является свинцовая колика [18, 76]. Желудочно-кишечный синдром при отравлении свинцом может проявляться в виде хронического спастического колита, который отличается постепенным нарастанием, длительным течением и короткими ремиссиями [37]. Поражение печени отмечается, как правило, при выраженном сатурнизме и проявляется нарушением ее синтетической функции [17, 59].
Изменения со стороны сердечно-сосудистой системы являются неспецифическими и зависят от выраженности основного патологического процесса [16, 183].
Хроническая нефропатия является следствием токсических эффектов свинца, действующего в течение длительного времени и развивается по типу интерстициального нефрита. Хроническая нефропатия может привести к необратимым морфофункциональным повреждениям, канальцевому некрозу и почечной недостаточности [3, 13, 40, 159, 168].
Свинец оказывает влияние на репродуктивную функцию женщин и мужчин. Действие свинца проявляется в виде нарушений менструального цикла, частоте выкидышей и преждевременных родов, внутриутробной смерти плода. Дети рождаются с пониженной массой тела, медленнее растут. Повышенная частота выкидышей и детей с пороками развития опорно-двигательного аппарата и сердечно-сосудистой системы отмечается у женщин, мужья которых подвергались воздействию свинца [33, 168].
Особенно негативно свинец влияет на развивающийся организм, причем наиболее уязвимы плод и маленькие дети. Длительная экспозиция или более высокие концентрации ведут к задержке роста, снижению когнитивных функций, памяти, ослаблению слуха [81, 87, 94]. У 25% детей при концентрации свинца в крови 0,48–0,95 мкмоль/л определяются снижение умственного развития, когнитивных функций, ослабление слуха [32, 33, 76]. Нарушение метаболизма в костной ткани сопровождается нарушением роста костей и задержкой роста. При рентгенографии длинных трубчатых костей это проявляется зонами обызвествления в виде полос в метафизах. У детей, проживающих на экологически неблагоприятных территориях, обнаружены большая частота гипоплазии твердых тканей зубов, высокая распространенность и интенсивность кариеса [18, 52, 60].
Таким образом, длительное воздействие свинца сопровождается целым рядом неблагоприятных последствий для здоровья человека, которые выявляются даже при низких концентрациях металла в биологических средах организма.
8.1.5. Лабораторная диагностика
Сложность оценки воздействия свинца на организм человека состоит в том, что свинец, как и другие тяжелые металлы, в малых дозах оказывают неспецифическое воздействие. Лабораторная диагностика направлена на определение свинца в диагностически значимых биологических средах, в которых повышение концентрации токсиканта свидетельствует о его контакте с организмом (табл. 8-2).
Специфические | Условно-специфические | Неспецифические |
---|---|---|
|
|
|
Дифференциальную диагностику отравления свинцом приходится проводить с целым рядом болезней (острым аппендицитом, почечной коликой, энцефалитом и др.). В случаях воздействия низких концентраций свинца или непостоянных его воздействиях, интоксикация может протекать бессимптомно или атипично. Именно поэтому одним из основных (хотя не единственным и не универсальным) показателем влияния свинца на состояние здоровья является уровень его содержания в крови. Химико-токсикологическая лабораторная диагностика является специфической и направлена на определение свинца в диагностически значимых биологических средах. Ими чаще всего являются кровь, моча и волосы.
При анализе биологического материала на содержание свинца следует четко соблюдать правила хранения и транспортировки проб, а также использовать только утвержденные методики, аттестованные на исследование биологических сред человека [21]. Наиболее точными для определения свинца в биологическом материале являются методы атомно-абсорбционной спектрометрии с электротермической атомизацией (ААС-ЭТА) и индуктивно-связанной плазмы с масс-спектрометрией (ИСП-МС) [58]. Проведение исследований по определению концентрации свинца в биопробах выполняется в токсикологических химико-аналитических лабораториях специализированных токсикологических центров и поэтому для районных поликлиник и больниц является труднодоступным.
Референтным пределом содержания свинца в цельной крови считается уровень менее 400 мкг/л. Однако показано, что 50% людей с нормальным содержанием свинца в крови подвергались воздействию этого яда в концентрациях, в 12–15 раз превышающих ПДК [19, 22]. Легкая степень интоксикации характеризуется повышением уровня свинца в крови от 400 до 600 мкг/л, средняя - от 600 до 900 мкг/л, тяжелая - свыше 900 мкг/л.
Для оценки эколого-эпидемиологической ситуации используют определение свинца в волосах. Исследования связей между содержанием свинца в волосах и функциональным состоянием организма показали, что при концентрации токсиканта 24,0±14,2 мкг/г в волосах регистрируется повышенная частота заболеваний ЦНС, характерных для воздействия свинца. В то же время в ряде научных работ указывают на то, что при контакте со свинцом содержание его в волосах может достигать 70 мкг/г без изменений в состоянии здоровья [32]. Содержание свинца в волосах отражает метаболически неактивную фракцию свинца. Использование этого показателя в диагностических целях целесообразно наряду с другими микроэлементами (железа, меди, цинка, кальция и др.) для суждения о состоянии микроэлементного гомеостаза [18, 51].
Уровень свинца в моче не может быть использован в качестве единственного диагностического показателя отравления свинцом, поскольку величина его определяется целым рядом условий: состоянием выделительных органов (почек), характером питания, степенью употребления алкоголя. Подтверждением сказанного могут служить результаты клинического обследования группы рабочих (около 100 мужчин), у которых содержание свинца в моче в 2–3 раза превышало его нормативный уровень. Несмотря на столь выраженные изменения, у обследованных отсутствовали клинические симптомы интоксикации, а содержание свинца в крови не превышало нормативных величин [18, 48, 52].
Определение свинца в кале может быть использовано только для выяснения того, задолго ли до обследования свинец поступал в организм [52]. Содержание свинца в зубах отражает процесс длительного накопления токсиканта в костной системе.
Из условно-специфических методов диагностики отравлений свинцом наиболее значимыми являются перечисленные ниже.
-
Определение δ-АЛК в моче. Информативно отражает метаболическую активность свинца в организме и коррелирует с уровнем свинца в воздухе рабочей зоны. Повышение концентрации в моче δ-АЛК более 4 мг/л всегда наблюдается при хроническом отравлении свинцом. Увеличение выделения с мочой δ-АЛК сочетается с нарушением биосинтеза гема [19, 167].
-
Исследование содержания протопорфирина в эритроцитах отражает ингибирование свинцом ферментов, участвующих в синтезе гема. Его можно использовать для оценки эффективности терапии и дифференциальной диагностики острых и хронических свинцовых отравлений [67]. Повышенная концентрация эритроцитарного протопорфирина может быть также следствием других причин, не связанных с интоксикацией свинцом. К наиболее распространенным из них относится дефицит железа. Однако все случаи повышенного содержания протопорфирина в эритроцитах должны сопровождаться тестированием крови на свинец [32]. Протопорфирин эритроцитов, количество которого значительно увеличивается при отравлении неорганическим свинцом, остается в пределах нормы при отравлении органическими соединениями свинца. Объяснение этому факту следует искать в том, что при отравлении ТЭС отсутствует время, необходимое для нарушения синтеза гема.
Неспецифическими показателями интоксикации свинцом является также ряд биохимических и гематологических показателей. Несмотря на их неспецифичность, при групповом анализе направленность изменений показателей красной крови в динамике, а также в сочетании с определением свинца в крови и δ-АЛК в моче служат надежным диагностическим комплексом для выявления неблагоприятного воздействия свинца на организм [18, 21, 167]. При дифференциальной диагностике анемии отравление свинцом обычно можно исключить, если уровень свинца в венозной крови меньше 25 мкг/дл; анемия обычно указывает на дефицит железа или гемоглобинопатию [19].
В случаях развития "лабораторного сатурнизма", как правило, преобладают нарушения порфиринового обмена в виде увеличения содержания в моче δ-АЛК и копропорфирина, появление ретикулоцитоза и увеличение количества эритроцитов с базофильной зернистостью в сочетании с повышением уровня свинца в крови [19].
В соответствии с классификацией свинцовой интоксикации различные формы выраженности заболевания характеризуются следующими лабораторными показателями, представленными в табл. 8-3 [18].
Лабораторные показатели |
Степень хронического сатурнизма |
||
---|---|---|---|
легкая |
средняя |
тяжелая |
|
δ-АЛК мочи (мкг/г креатинина) |
6–15 |
15–25 |
>25 |
Копропорфирин мочи (мкг/г креатинина) |
100–300 |
300–500 |
>500 |
Свинец крови, мкг/л |
<600 |
600–900 |
>900 |
Свинец мочи, мкг/л |
<100 |
100–150 |
>150 |
Ретикулоциты, ‰ |
20–25 |
25–40 |
>40 |
Эритроциты с базофильной зернистостью, ‰ |
25–40 |
40–60 |
>60 |
Сопоставление клинических проявлений и результатов лабораторных исследований, полученных при определении свинца в биологических средах организма, позволяет правильно поставить диагноз, и назначить адекватную корригирующую терапию.
8.2. Лабораторная диагностика отравлений ртутью
Обеспечение безопасности при обращении с ртутью и ртутьсодержащими отходами представляет важную экологическую проблему во всем мире. Ртуть - это глобальный загрязнитель. Российская Федерация имеет серьезную нормативно-правовую базу по борьбе с загрязнителями, в том числе с ртутными. Однако, учитывая физико-химические свойства этого уникального металла, усилий одной или нескольких стран недостаточно. В связи с этим была принята Минаматская конвенция о ртути - соглашение, которое требует со стороны всех государств объединенных усилий для решения проблемы ртутного загрязнения.
„8.2.1. Природные и антропогенные источники ртути
Ртуть, один из наиболее токсичных металлов, относится к 1 классу опасности. Соединения ртути представлены тремя формами: металлической ртутью, органическими и неорганическими ее соединениями. В окружающую среду ртуть поступает из природных и антропогенных источников, причем преобладают антропогенные. К природным источникам относят верхнюю мантию земной коры (в первую очередь, продукты извержения вулканов и выветривания горных пород), Мировой океан (включая все виды поверхностных и подземных вод), крупные месторождения ртутьсодержащих пород (рудные пояса и зоны) [49].
Ртуть и ее соединения широко используются в промышленности при изготовлении термометров (в том числе и медицинских), люминесцентных ламп, выпрямителей, детонаторов, в металлургии, в сельском хозяйстве и медицине.
Сегодня производные ртути практически утратили значение как лекарственные и антисептические средства из-за высокой токсичности. Тем не менее этилртуть (орто-этилртутьтиосалицилат натрия) в виде препарата тиомерсала используется при производстве инактивированных вакцин в многодозовых флаконах для предотвращения роста бактерий и грибов [109].
Антропогенными источниками загрязнения ртутью окружающей среды являются:
-
добывающие и перерабатывающие предприятия (например, при производстве 1 тонны золота эмиссия ртути в окружающую среду может достигать 100 кг);
-
цветная металлургия (производство серебра, цинка, никеля и пр.);
-
предприятия, где ртуть включена в производственный цикл (электротехническая, электронная, химическая, производство красителей, каустической соды и др.);
-
сельское хозяйство, где с 40-х годов XX столетия для протравливания семян стали широко использовать ртутьсодержащие фунгициды [49, 73].
Наибольшее токсическое действие проявляют органические соединения ртути [134]. Они находят применение в химической промышленности в качестве катализаторов при синтезе металлоорганических соединений, для консервирования древесины, защиты пластических материалов, бумажной массы и текстиля, защиты подводных частей гидротехнических сооружений и судов от обрастания гидробионтами. Органические соединения входят в состав пестицидов: гранозана (этилмеркурхлорид), агронала (фенилмеркурамид), радосана (метоксиэтилмеркурацетат), фализана (фенилмеркурацетат) [35]. Многие из перечисленных агентов запрещены к использованию в России.
Важным путем образования органических дериватов ртути является ферментативное метилирование ее неорганических производных с участием микроорганизмов. Такие процессы особенно актуальны для водных экосистем, где ртуть на 85% представлена в виде метилртути [49]. Факторами, способствующими метилированию ртути, являются: концентрация неорганической ртути, значение рН и температура, редокс-потенциал, природа присутствующих микроорганизмов, содержание сульфидов (последние в значительной мере способствуют образованию в экосистемах диметилртути). В качестве химических метилирующих агентов в окружающей среде могут выступать йодистый метил, диметилсульфид, триметилсульфониевый катион и метилкобаламин. В живых организмах, в том числе в организме человека, основным метилирующим агентом является одна из незаменимых аминокислот - метионин. В морских анаэробных условиях, в частности в отложениях отмерших водорослей, ртуть может присоединять водород и превращаться в летучие гидриды [49]. Хорошо известна эпидемия отравлений в Японии, причиной которой был выброс ртутьсодержащих отходов в залив Минамата и употребление жителями провинции зараженных морепродуктов и рыбы. С ртутьорганическими соединениями, фунгицидами связана трагедия в Ираке 1960 года и 1970-х годов, когда употребление в пищу обработанного зерна повлекло многочисленные жертвы [84, 114].
Таким образом, население не только в мегаполисах и промышленных городах, но практически повсеместно подвергается угрозе воздействия ртути в дозах малой интенсивности в диапазоне концентраций между ПДК жилых помещений и ПДК рабочей зоны.
8.2.2. Токсикокинетика ртути и ее соединений
Ртуть может поступать в организм пероральным, ингаляционным, перкутанным и парентеральным способами.
Основным путем поступления металлической ртути в организм на производстве и в быту является ингаляционный. Пероральный путь наиболее значим для неорганических и органических соединений ртути. Это основной путь поступления ртути в организм для населения, не имеющего производственного контакта с ртутью при различных ситуациях: употреблении зараженных продуктов, суицидальных попытках. Органические соединения ртути также легко проникают через кожу. Парентеральный путь характерен для ртути, содержащейся в лекарственных препаратах [55]. В литературе описаны случаи парентерального введения металлической и растворов двухвалентной ртути [74, 169, 180, 182].
Основным путем поступления элементарной ртути в быту и на производстве является ингаляционный: 80% паров ртути поступает через дыхательные пути, 7–10% - через желудочно-кишечный тракт и 1% - перкутанно [88, 89, 129]. В легких неорганическая ртуть за счет хорошей растворимости в липидах легко преодолевает альвеолярно-капиллярный барьер и в крови связывается с тиолсодержащими пептидами и ферментами. Связывание с металлотионеинами способствует распределению яда и облегчает прохождение через гематоэнцефалический барьер [82, 93]. Помимо головного мозга ртуть депонируется в эритроцитах и практически во всех органах и тканях: почках, печени, миокарде, легких, щитовидной железе, мышечной ткани и др. [89, 91], что может быть приводить к расстройству функций органов. Ионизированная ртуть также проходит через плацентарный барьер и поступает в головной мозг и другие ткани плода [89, 99, 171].
Период полувыведения ртути зависит от пути поступления, места депонирования и метаболизма и варьирует от нескольких дней до нескольких месяцев, в среднем около 60 сут. Период выведения ртути из легких - менее 2 дней, а из головного мозга может составить несколько лет [76, 89, 99]. Металлическая ртуть в основном выделяется в составе ртуть-цистеинового и органических комплексов, ее элиминация также происходит с калом, и в незначительных количествах со слюной.
Ионизированная ртуть может находиться в двух валентностях. Каломель, или хлорид ртути (Hg2 Cl2 ), плохо растворима в воде и почти не всасывается в кишечнике. В настоящее время как лекарственный препарат практически не используется [110]. Двухвалентная ртуть - дихлорид ртути, или сулема (HgCl2 ), наиболее токсична и обладает коррозивным действием, что усиливает ее всасывание в желудочно-кишечном тракте [126]. Проникновение через кожу при местном применении незначительно.
Двухвалентная ртуть соединяется с тиоловыми группами эритроцитов, металлотионеина, глутатиона. Ионизированная ртуть плохо проникает через гематоэнцефалический барьер, но существенно накапливается в плаценте, околоплодных водах и тканях плода [99, 119, 171]. Наибольшая концентрация ртути обнаруживается в проксимальных канальцах почек, печени, желчном пузыре, существенно меньше - в мозге, сердце, скелетных мышцах. В почках и печени следы ртути могут обнаруживаться спустя 6 мес после однократного введения, в крови ртуть может сохраняться до месяца. В органах и тканях ртуть откладывается в виде гранул сульфида ртути (HgS). Металл в этой форме в обменных процессах практически не участвует. Элиминация в основном осуществляется с мочой и калом, в незначительных количествах со слюной, грудным молоком, слезной жидкостью.
Органические соединения ртути обладают высокой липофильностью и легко преодолевают тканевые барьеры. При ингаляционном заражении парами метиловой ртути в организм поступает около 80%, в желудке и кишечнике при употреблении зараженных морепродуктов поглощение токсиканта также интенсивное [89, 90]. При попадании в кровоток органическая ртуть связывается с тиоловыми группами и распределяется в организме, достигая равновесия между кровью и тканями приблизительно спустя 3–4 дня [125]. Накопление метилртути происходит в головном мозге, печени, почках, плаценте, также в тканях и органах плода, особенно в головном мозге, периферической нервной системе и в костном мозге. Депонированная метилртуть медленно деметилируется [170]. Период полувыведения метиловой ртути у человека составляет около 70 дней, при этом 90% выделяется через кишечник. Часть токсиканта подвергается энтерогепатической циркуляции, что может быть причиной длительного выведения яда. У пострадавших в Ираке, например, метилртуть определялась в крови в течение года [73, 89, 90]. Судьба этилртути в организме сходна, но период полувыведения приблизительно втрое меньше. Краткая характеристика токсикокинетических параметров ртути и ее производных представлена в табл. 8-4.
Основные характеристики | Метилртуть | Ртуть металлическая | Неорганические производные ртути |
---|---|---|---|
Источники |
Рыба, пестициды, продукты питания |
Ископаемое топливо, старые краски, термометры, амальгама, установки для сжигания мусора, вредные производства |
Деметилирование метилртути кишечной микрофлорой, биологическое окисление металлической ртути |
Абсорбция |
95–100% - в желудочно-кишечном тракте (при поступлении внутрь); 100% при ингаляции |
При ингаляции - 75–85% |
При поступлении внутрь - 7–15% от принятой дозы |
Распределение |
Равномерное распределение в организме; быстрое преодоление гематоэнцефалического и плацентарного барьера; накопление в головном мозге и почках |
Равномерное распределение в организме; быстрое преодоление ГЭБ и плацентарного барьера; накопление в головном мозге и почках |
Плохо преодолевают ГЭБ и плацентарный барьер; накапливаются в почках |
Метаболизм |
Для проникновения в клетку образует комплекс с цистеином; в центральной нервной системе происходит медленное деметилирование до неорганических производных |
Окисление внутри клеток с участием каталазы и перекиси водорода до неорганических производных |
Метилируются с участием кишечной микрофлоры; связываются с металлотионеинами и стимулируют их биосинтез |
Экскреция |
Желчь и фекалии - 100%; моча - 10% |
Моча, фекалии, пот и слюна |
Моча, желчь, фекалии, пот и слюна |
8.2.3. Токсикодинамика ртути и ее соединений
Благодаря высокой электрофильности ртуть имеет высокую тропность к сульфгидрильным, карбоксильным, аминным, селеногидрильным и другим группам белков, прежде всего ферментов: параоксоназы, глутатионпероксидазы, фосфолипазы D, ЩФ, фумаразы, липоксигеназы, АТФазы, холинэстеразы, глутаминсинтетазы и др. [53, 96, 186]. Металл конкурирует за места связывания с цинком, медью и рядом других металлов, подавляя тем самым активность их металлоферментов [116].
Высокоаффинное связывание иона двухвалентной ртути с тиоловыми группами белков считается одним из основных механизмов биологической активности ртути и ее соединений. Очень сложно выделить важнейшие протеины-мишени при отравлениях, но можно утверждать, что ртутная интоксикация сопровождается нарушениями функции ферментов, структурных, транспортных, иммунокомпетентных белков [96], что приводит к поражению биологических мембран, формированию оксидативного стресса, угнетению энергообмена, подавлению синтеза белка и другим негативным проявлениям. Одним из механизмов формирования оксидативного стресса при отравлениях ртутью считается ингибирование селенсодержащих ферментов, в том числе глутатионпероксидазы и тиоредоксинредуктазы, считающихся важными компонентами в системе антиоксидантной и антиперекисной защиты нейронов [53, 79]. Считается также, что глутатинпероксидаза угнетается даже раньше по сравнению с тиолсодержащими ферментами по причине более высокого аффинитета ртути к селеновой группе [53, 103]. Приведенные данные позволяют рассматривать органические производные селена в качестве средств лечения отравлений ртутью [85, 98]. Впрочем, однозначное мнение о роли оксидативного стресса в патогенезе отравлений ртутью и ее соединениями признается не всеми [165].
Ртуть и ее производные способны активировать процессы апоптоза клеток [2, 97, 134].
Для ртути характерным является способность подавлять активность микросомальных ферментов, в первую очередь цитохром P-450-зависимых оксидаз [77]. Показано, что HgCl2 вызывает деполяризацию внутренней мембраны митохондрий с последующим накоплением перекиси водорода. Параллельно развивается опустошение запасов глутатиона, окисление пиридина и ускоряются процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ) мембран митохондрий. Оксидативный стресс также поддерживается нарушениями кальциевого гомеостаза митохондрий [116, 135].
Перечисленные процессы, как правило, развиваются параллельно и часто сложно выделить лидирующий механизм. Тем не менее биохимические эквиваленты токсикодинамических процессов, развивающихся при отравлении ртути и ее производными, составляют основу органных и системных поражений и, соответственно, токсикант может стать причиной нарушения функции любого органа или системы органов [96, 116]. Относительная избирательность или предпочтения будут зависеть от ряда обстоятельств. Поскольку существенно чаще токсикологи сталкиваются с хроническим воздействием токсиканта, то наибольшее внимание уделяется нейротоксичности ртути.
Механизмы нейротоксического действия ртути и ее соединений соответствуют перечисленным выше закономерностям и способны инициировать изменения практически во всех структурно-метаболических комплексах нейронов и глии. Кроме того, наблюдаются отклонения функции нейромедиаторных систем, генома, систем антирадикальной и антиперекисной защиты и иные изменения в нервных клетках [83]. Отмечены изменения микроциркуляции, связанные со способностью токсиканта ингибировать многие ферменты эндотелия и стенки сосудов: Na+ ,K+ -ATФазы, Ca2+ -АТФазы, NO-синтазы и др. [186]. Суммарный эффект перечисленных механизмов, по-видимому, и составляет основу нейротоксичности ртути, обеспечивая формирование отдаленных последствий интоксикации [127]. Заслуживают внимания данные о дисфункции митохондрий как одном из факторов развития нейродегенерации при воздействиях ртути [89]. Известно, что при хронических интоксикациях метилртутью отмечено накопление ртути в митохондриях, которая ингибирует ферменты дыхательной цепи, способствуя снижению запасов макроэргов. Яд также нарушает в митохондриях обмен Ca2+ [83].
При ртутных интоксикациях могут также наблюдаться поражения других органов и систем: почек, желудочно-кишечного тракта, дыхательной и сердечно-сосудистой систем, гематологические и эндокринные нарушения.
8.2.4. Клиническая картина отравлений ртутью и ее соединениями
В зависимости от концентрации, экспозиции, температуры в помещениях могут развиться либо острые, либо хронические отравления парами металлической ртути. Ртуть в концентрации около 5 мг/м3 воздуха может вызвать острое отравление, концентрация 28 мг/м3 и более является опасной для жизни. Хронические интоксикации, в зависимости от условий, развиваются при ингаляции паров в концентрации 0,04–3,0 мг/м3 [35]. Пары ртути невидимы, не имеют запаха и не вызывают раздражающего действия. Основным органом-мишенью паров ртути является ЦНС, но не исключено воздействие на периферическую нервную систему, почки, иммунный и эндокринный статус. Поскольку пары неионизированной ртути способны, хоть и не в больших количествах, проникать через кожу, возможны дерматиты.
При остром ингаляционном воздействии паров ртути в течение первых часов и даже дней отравление может протекать бессимптомно. Поражение дыхательной системы массивным воздействием паров ртути проявляется в виде эрозивного бронхита и бронхиолита, острой интерстициальной пневмонии [26]. В крайне тяжелых вариантах опасность представляет некардиогенный отек легких, развитие которого может быть также отсрочено на несколько часов. Респираторные расстройства часто сопровождаются симптомами со стороны ЦНС [108]. Хроническое действие клинически значимых объемов паров ртути обычно вызывает неврологические расстройства. Реакция на воздействие низких концентраций может быть неспецифической: слабость, усталость, анорексия, потеря массы тела и желудочно-кишечные расстройства [163]. Более высокие концентрации или более длительный контакт приводят к ртутному тремору. При однократном остром воздействии паров ртути поражение почек наблюдается крайне редко [26, 76].
Отравление металлической ртутью может происходить при ее пероральном приеме, что заканчивается, как правило, благополучно, если нет эрозивных повреждений желудочно-кишечного тракта, и не требует медицинской помощи [184]. При внутривенных инъекциях металлической ртути с суицидальной или криминальной целью основной причиной тяжелого течения и даже гибели пострадавшего является эмболия легочных сосудов и общетоксическое действие в результате окисления ртути [74, 95, 161]. Подкожное введение также ведет к поражению систем и органов.
Соединения двухвалентной ртути крайне токсичны. Летальная доза дихлорида ртути (HgCl2 , сулема) составляет для взрослых 0,5–2 г. Клиническая картина при пероральном приеме двухвалентной ртути характеризуется тяжелым гастроэнтеритом с грубыми расстройствами водно-электролитного обмена, геморрагическим компонентом, что приводит к тяжелым гемодинамическим нарушениям [181]. Ранней причиной смерти может быть экзотоксический шок. Постепенно у больного нарастает клинико-лабораторная картина поражения почек вплоть до развития канальцевого некроза и острого повреждения почек [38, 86]. В нетяжелых случаях поражение почек может ограничиваться токсической нефропатией с изолированным мочевым синдромом. Характерно также поражение сердечной мышцы по типу токсического миокардита.
Хронические отравления солями ртути встречаются редко. Поражение почек обусловлено тубулярным некрозом или аутоиммунным гломерулонефритом [86]. Возможна также иммунная дисфункция - подавление активности субпопуляций Т-лимфоцитов и угнетение иммунного ответа, с одной стороны, и реакция гиперчувствительности с развитием астмы, дерматитов и других аутоиммунных синдромов с другой [102, 117].
Органические соединения ртути при приеме внутрь и при ингаляции практически полностью поглощаются и хорошо преодолевают тканевые барьеры [101]. При отравлении метилртутью, прежде всего, поражается нервная система - развиваются психические, мозжечковые и двигательные расстройства, периферическая невропатия [89, 106]. При легкой степени отравления наблюдаются слабость, утомляемость, эмоциональная неустойчивость, нарушение концентрации внимания, зрения, координации, парестезии дистальных отделов конечностей (по типу перчаток и носков). При средней степени - депрессия, снижение интеллекта, зрения (сужение полей зрения) и слуха, парестезии, атаксия, спастические расстройства. Тяжелые интоксикации сопровождаются развитием параличей, угнетением сознания в крайне тяжелых случаях вплоть до сопора и комы. Нарушение сердечной проводимости отмечали в тяжелых случаях интоксикации. Местное воздействие метилртути приводит к развитию дерматита, чаще всего по типу эритродермии.
Тяжелыми отдаленными последствиями могут быть снижение интеллекта, расстройства периферической нервной системы, мозжечковые нарушения, поражение зрения. Клинические симптомы хронической интоксикации сопровождаются сужением полей зрения, нарушениями чувствительности, мышечной атрофией, нарушением интеллекта. Симптоматика может нарастать в течение 10 лет.
Наиболее актуальной в настоящее время является проблема системных эффектов ртути и ее соединений в результате длительного воздействия токсического фактора малой интенсивности.
Особое значение имеет диагностика доклинических проявлений легкой или первой степени ртутной интоксикации [24, 29].
Для обозначения хронического ртутного отравления используется термин "меркуриализм". Поставить диагноз меркуриализма позволяет наличие, как минимум, трех признаков - тремора конечностей, гингивита и эмоциональной лабильности [76]. У пациентов краснеют десны, усиливается слюноотделение, часто на этом фоне развивается стоматит. Помимо этого, у пациентов можно наблюдать дизурические нарушения, ломкость ногтей, выпадение волос [24, 29]. Для синдрома характерно скрытое начало и неуклонное прогрессирование. При длительном контакте с ртутью у больного развиваются и постепенно нарастают нервозность, бессонница, снижение памяти, эмоциональная лабильность, анорексия. Наиболее часто в качестве признака контакта с ртутью наблюдается тремор различной степени выраженности. Крайний вариант этого симптома - "ртутное сотрясение", интенсивный тремор, который резко ухудшает качество жизни [173].
При воздействии малых доз паров ртути, ртутных мазей и органических производных ртути описан синдром акродинии ("розовая болезнь", полиневропатическая эритродермия). Механизм развития синдрома до конца не известен, не исключается аллергический генез [160]. Типичные проявления акродинии - отечность, гиперемия, потливость и зуд стоп и кистей. Наиболее тяжело болезнь протекает у маленьких детей [155]. У взрослых отмечают расстройства сна, неустойчивость психики, нейроциркуляторные нарушения, боли в конечностях и парестезии, гиперсаливация. Диагностика затруднена, особенно у взрослых. Содержание ртути может быть повышено в крови, но нормальным в моче, поэтому важно определять выделение ртути в течение суток.
Не исключается роль ртутной интоксикации как этиологического фактора развития амиотрофического латерального (бокового) склероза [136, 176]. При субклинических формах ртутной интоксикации диагноз иногда можно установить только при электрофизиологическом и лабораторном исследовании, что диктует постоянный контроль концентрации ртути в биологических средах у рабочих, контактирующих с данным металлом.
8.2.5. Лабораторная диагностика отравлений ртутью и ее соединениями
Показаниями к исследованию биологического материала являются подозрение на отравление ртутью; оценка действия производственных факторов; экологические исследования.
Степень отравления человека ртутью определяется путем анализа крови, мочи, волос, ногтей и других биологических субстратов. Кровь - рекомендуемый материал для оценки отравления ртутью. Для анализа используют цельную кровь, эритроциты или плазму крови. В эритроцитах в большей степени накапливается органически связанная ртуть. Обычно концентрация ртути в эритроцитах в 2 раза больше, чем в сыворотке (плазме). При нормальной функции почек возможно повышение концентрации ртути в крови, если пациент имеет ртутьсодержащую амальгаму в виде пломб или использует ртутьсодержащие мази или кремы, употребляет в пищу много рыбы и морепродуктов.
Для оценки воздействия неорганических соединений ртути моча является более предпочтительным материалом. Анализ мочи используется для медико-гигиенических и токсикологических целей. Пробы мочи лучше подкислять (1 мл 60% раствора уксусной кислоты на 50 мл мочи). Для анализа предпочтительнее использовать суточную мочу и определять концентрацию креатинина. Для провокации выделения ртути иногда назначают однократно унитиол или пенициламин. Если в результате введения хелатора концентрация ртути в моче увеличится вчетверо, это указывает на ее повышенное содержание в организме.
Волосы используют для ретроспективной оценки воздействия ртути на организм за длительный предшествующий период.
При анализе биологического материала на содержание ртути следует четко соблюдать правила хранения и транспортировки проб, а также использовать только утвержденные методики, аттестованные на исследование биологических сред человека (методика по ртути). Наиболее точными для определения ртути в биологическом материале являются методы атомно-абсорбционной спектрометрии с электротермической атомизацией (ААС-ЭТА) и индуктивно-связанной плазмы с масс-спектрометрией (ИСП-МС) [58].
Степень опасности обнаруженных концентраций ртути трудно оценить без знания допустимых уровней ее содержания в биосредах человека, но до настоящего времени нет единого мнения о референтных значениях ртути в крови человека [36]. По данным Н. Тица [172], содержание ртути в крови колеблется от 0,6 до 59,0 мкг/л; по данным Н.В. Семенова [55] - от 1,6 до 5,1 мкг/л; по данным I.P. Goulle [111] - от 0,94 до 8,13 мкг/л; по данным И.М. Трахтенберг. и соавт. [61, 62] - от 3,0 до 7,0 мкг/л.
По данным Национального института гигиены труда и здоровья (NIOSH), около 150 000 человек в США ежегодно подвергаются воздействию ртути на рабочих местах [139]. У контактировавшего контингента содержание ртути в крови до 50–70 нмоль/л считается "нормальным". Если концентрация ртути не превышает 150 нмоль/л, ни в исследованиях, ни в превентивных мерах нет необходимости, кроме постоянного регулярного контроля этого показателя. Если уровень ртути в крови превышает 150 нмоль/л, следует предпринять меры по снижению степени экспозиции ртутью. Если соотношение уровней ртути в крови и моче выше 1, следует повторить анализы через 2–4 нед. Если уровень ртути в крови все еще превышает 150 нмоль/л и соотношение концентраций в крови и моче по-прежнему выше 1, больному следует уделить особое внимание. При концентрациях в крови, превышающих 300 нмоль/л, экспозицию ртутью необходимо прекратить. Если в наблюдаемой группе средние уровни ртути в моче превышают 50 мкг/л, это должно вызвать подозрение, а концентрации выше 100 мкг/л требуют корректировки ситуации на работе. Если у рабочего в двух последовательных анализах уровни ртути в моче были выше 200 мкг/л, его отстраняют от работы с ртутью до тех пор, пока ее содержание в моче не снизится до 50 мкг/л. Клинических проявлений отравления обычно не наблюдается при концентрациях ртути ниже 300 мкг/л, если только не нарушена функция почек. Обследование рабочих, подвергшихся экспозиции к неорганической ртути на хлорно-щелочных предприятиях, позволяет сделать вывод, что концентрация ртути в моче, составляющая 250 мкг/л, является достоверной "биологической величиной порогового предела" и коррелирует с концентрацией ртути в крови, составляющей примерно 60 мкг/л. [139, 155].
Неспецифичными клинико-лабораторными признаками при слабо выраженной интоксикации являются увеличение количества моноцитов, макро- и пролимфоцитов и изменение содержания гранулоцитов (небольшой сдвиг влево). В случае более выраженной интоксикации отмечаются снижение уровня гемоглобина, уменьшение количества эритроцитов, сдвиг лейкоцитарной формулы влево, дегенеративные изменения нейтрофилов, увеличение числа ретикулярных, плазматических, эндотелиальных клеток и увеличение СОЭ. Дальнейшее продолжение контакта с ядом приводит к гипохромной анемии, лейкопении, эозинопении, нейтрофилезу, лимфопении. Чувствительным индикатором поражения почек неорганическими соединениями ртути является определение в моче активности N-ацетилглюкозаминидазы и Р-галактозидазы, лизосомальных ферментов клеток эпителия почечных канальцев. Уровень N-ацетилглюкозаминидазы в моче коррелирует с выраженностью поражения ЦНС у рабочих, подвергающихся хроническому действию неорганических соединений ртути.
8.3. Лабораторная диагностика отравлений таллием
Отравления соединениями таллия встречаются нечасто, но сложная дифференциальная диагностика, тяжесть течения, трудности лечения и не всегда благоприятный прогноз этих интоксикаций заслуживают пристального внимания к этой проблеме.
Таллий относится к веществам 1-го класса опасности. Случаи тяжелых и даже смертельных отравлений соединениями таллия носят, как правило, групповой или массовый характер [50]. Диагностика на ранних стадиях интоксикации представляет значительные трудности из-за разнообразных и неспецифичных первых признаках отравления и отсутствия четких анамнестических данных.
По результатам анализа источников литературы ПДК в воде для таллия составляет 0,0001 мг/м3 , в атмосферном воздухе - 0,004 мг/м3 , в воздухе рабочей зоны для таллия йодида, бромида, карбоната (в пересчете на таллий) - 0,01 мг/м3 .
8.3.1. Природные и антропогенные источники таллия
Таллий - третий (после цезия и рубидия) элемент, открытый в 1861 г. с помощью спектрального метода по ярко-зеленой линии в спектре отходов сернокислотного производства английским физиком и химиком Уильямом Круксом. Свое название таллий получил по характерной зеленой линии спектра (от лат. thallus - молодая зеленая ветвь). Содержание таллия в земной коре составляет 4,5×10–5 % (масс.). Природный таллий состоит из двух стабильных нуклидов с массовыми числами 203 (29,5%) и 205 (70,5%). Это редкоземельный элемент, который встречается как примесь к различным рудам [69]. Небольшие его количества распределены в сульфидных полиметаллических рудах, поэтому шламы сернокислотного производства являются сырьем для получения этого металла. Для выделения таллия в свободном состоянии применяют электролиз растворов его солей, а также восстановление его оксидов в токе водорода или углем. Таллий получают попутно со свинцом, цинком и другими металлами, ежегодная мировая выработка таллия невелика и составляет несколько десятков тонн. Таллий обнаружен практически во всех растительных и животных организмах. Он содержится в табаке, корнях цикория, шпинате, древесине, винограде, свекле и других растениях. Из животных организмов больше всего таллия содержат медузы, актинии, морские звезды и другие морские обитатели. Некоторые растения аккумулируют таллий в процессе жизнедеятельности. Так, было установлено, что даже при минимальной концентрации таллия в почве свекла способна концентрировать и накапливать его.
В течение почти 60 лет после открытия Круксом таллий не находил применения. К началу 20-х гг. прошлого столетия обнаруженные специфические свойства медицинских препаратов на основе таллия вызвали спрос на него [69]. Соединения таллия использовали для лечения туберкулеза и дизентерии, но малая широта терапевтического действия и высокая токсичность свели использование таллия только к средству удаления волос при лечении стригущего лишая. С начала 1980-х годов применяют радиоактивный изотоп 201 Tl для диагностики болезней сердечно-сосудистой системы и онкологических заболеваний [46]. На основе соединений таллия готовят препараты для удаления волосяного покрова. С помощью солей таллия до сих пор "стригут" шерсть овец в ряде стран.
Таллий и его соединения нашли не широкое, но разнообразное применение в других областях. В 1920 г. был запатентован родентицид, содержащий сульфат таллия (I). Это вещество без вкуса и запаха до сих пор входит в состав инсектицидов и зооцидов и применяется в наши дни, при этом таллий используется в виде солей - йодида, сульфата, фторида и нитрата. Известны случаи массового отравления в результате употребления в пищу зерна, обработанного таллием [166]. Была также выявлена способность сульфида таллия изменять электропроводность под действием света, что позволило создать первые фотоэлементы, используемые и в настоящее время. Смешанные кристаллы бромида и йодида таллия (I) хорошо пропускают инфракрасные лучи, что нашло применение в приборах инфракрасной сигнализации, а также для обнаружения снайперов противника в годы Первой мировой войны. Позже соли таллия использовали в сцинтилляционных счетчиках для регистрации α- и β-излучений, а карбонат таллия (I) - для получения стекла с большим коэффициентом преломления света. Таллий входит в состав некоторых сплавов, придавая им прочность, кислото- и износоустойчивость. Сплав таллия с ртутью - амальгама таллия, содержащий примерно 8,5% таллия, остается в жидком состоянии при снижении температуры до –60 °C, что нашло применение в жидкостных затворах, переключателях, низкотемпературных термометрах, работающих в условиях Крайнего Севера и в опытах с низкими температурами. В химической промышленности металлический таллий и некоторые его соединения используют в качестве катализаторов, в частности в реакции восстановления нитробензола водородом. В приборостроении применяется радиоактивный изотоп 204 Tl, используемый как постоянно действующий источник β-излучения в контрольно-измерительной аппаратуре, предназначенной для измерения толщины покрытий и тонкостенных изделий, а также в других радиоизотопных приборах. Галогениды таллия (I) хорошо пропускают инфракрасные лучи, поэтому используются в оптических приборах, работающих в инфракрасной области спектра. Металлический таллий применяют в сплавах с другими материалами для изготовления фототриодов, для легирования германия, кремния и др.
С середины ХХ в. таллий приобретает популярность как криминальный яд. В 1957 г. во Франкфурте был отравлен таллием бывший советский разведчик Николай Хохлов. В 2000 г. был рассекречен документ, в котором излагались планы ЦРУ по убийству Фиделя Кастро в 1950–1960-х годах. В одном из способов убийства планировалось использование солей таллия. В 1972 г. к пожизненному заключению был приговорен известный британский отравитель Грэхем Янг за убийство пятерых своих сотрудников при помощи таллия.
Осенью 1998 г. в Черновцах на Украине произошло массовое отравление детей, причиной которого стал таллий. В 2004 г. на Дальнем Востоке произошло массовое отравление 27 военнослужащих, которые использовали похожий на тальк порошок в качестве гигиенической присыпки. Некоторые решили попробовать его в качестве суррогатного наркотика, добавляли в табак и курили. Реактив содержал нитрат таллия. Все 27 военнослужащих были госпитализированы с тяжелой степенью интоксикации.
8.3.2. Токсикокинетика таллия
Всасывание растворимых солей таллия происходит при приеме внутрь (в течение 3–4 ч), реже - другими путями: через кожу, при ингаляции паров или пыли при работе с сухим веществом без использования средств индивидуальной защиты. Малорастворимый сульфит и йодид таллия всасываются из кишечника медленнее, чем хорошо растворимые в воде сульфат, ацетат и карбонат. Следует отметить, что уже в первые часы после перорального отравления таллий обнаруживается в моче, которая приобретает зеленое окрашивание, что может служить одним из ранних диагностических признаков отравления. В эти сроки его концентрация в слюне приблизительно в 15 раз выше, чем в моче. После перорального поступления сульфата таллия максимальная концентрация таллия в крови обнаруживается через 2 ч и распределяется равномерно между эритроцитами и плазмой [46].
После поступления в кровь таллий распределяется неравномерно: почки > семенники > печень > селезенка > предстательная железа > головной мозг > волосы. В последующем, при перераспределении, значительное количество таллия обнаруживается в костной ткани и в волосах. Через 3 нед 60% таллия в организме находится в волосах [1, 47]. Следует отметить, что в нервной ткани содержится небольшое количество яда, в то время как именно поражение ЦНС и периферической нервной системы определяет прогноз заболевания. Это может быть обусловлено высокой чувствительностью нервной ткани к металлу [107].
Таллий подвержен энтерогепатической циркуляции, элиминация происходит преимущественно через почки и через кишечник в соотношении 2:1, небольшое количество его выделяется с желчью, через потовые, слюнные, молочные железы и через волосяные фолликулы. Период полувыведения таллия из организма по разным данным составляет от 3–5 до 30 сут [5, 76]. При поступлении пациента через 2 сут после перорального отравления уровень таллия в сыворотке крови составил 4878 мкг/л, что с учетом распределения этого яда в организме человека соответствовало принятой дозе 2780 мг таллия. Через 12 дней лечения методами гемофильтрации и гемодиафильтрации его уровень уменьшился до 460 мкг/л, то есть более чем в 10 раз от начальной концентрации. На 6–8-й дни лечения обнаруживался пик внезапного повышения концентрации таллия в крови (1272 мкг/л), что соответствовало имеющейся в литературе информации о депонировании яда в тканях и органах с последующим неравномерным поступлением в кровоток [70].
Необходимо отметить, что концентрация таллия в моче обычно выше, нежели в крови, что указывает на его быстрое распределение и преимущественную элиминацию через мочевыделительную систему. Клиренс таллия достаточно низкий и колеблется от 0,58 до 87,04 мл/мин, что объясняется большим объемом распределения яда в организме человека (до 10 л/кг массы тела) и свидетельствует об отсутствии обратной реабсорбции. Это указывает на крайне медленную элиминацию таллия из организма через мочевыводящую систему (в соответствии с фармакокинетическим процессом 1-го порядка за день с мочой выводится около 3% введенной дозы) [70].
Процесс элиминации зависит от конкуренции K+ /Тl+ , поэтому введение препаратов калия способствует повышению выведения таллия с мочой и снижению концентрации его в органах [5, 68].
Длительная задержка яда в организме создает опасность кумуляции. Яд накапливается в межклеточной жидкости, вступает в соединения с аминокислотами, в костях откладывается в виде фосфата [121]. В корнях волос обнаруживаются отложения таллия в виде темного пигмента.
8.3.3. Токсикодинамика таллия
Токсические свойства проявляет как сам металл, так и его соли, обладающие энтеротоксическим, нейротоксическим, нефротоксическим действием и приводящие к нарушению образования кератина в волосяных луковицах. Максимальной токсичностью обладают соединения одновалентного таллия.
Механизм токсического действия связан с особенностями химических свойств таллия. Соединения таллия (I) имеют много общих свойств с соединениями щелочных металлов, вместе с тем они проявляют сходство и с соединениями элементов подгруппы меди. Радиус иона таллия такой же, как радиус иона калия (0,15 нм), поэтому соединения таллия (I) по некоторым свойствам напоминают соединения щелочных металлов. Имея химическое сходство с ионами калия, таллий способен нарушать калийзависимые процессы в клетках, проявляя биологическое подобие и конкурируя за точки приложения. Однако в отличие от щелочных металлов одновалентный таллий образует малорастворимые в воде сульфид, галогениды, хроматы, что, в свою очередь, сближает его с одновалентными серебром, медью, золотом, ртутью, а также с двухвалентными свинцом и ртутью [69]. Вероятно, этим обусловлены клинические проявления, не объяснимые представлениями о конкуренции с внутриклеточным калием.
Известно, что способность прохождения таллия через мембрану внутрь клетки гораздо выше, чем у калия [46]. Основными повреждаемыми таллием органеллами являются митохондрии. Ионы таллия способны замещать ионы калия в Na+ ,K+ -АТФазе, так как имеют в 10 раз большее сродство к этому ферменту [31]. Интоксикация таллием ведет к нарушению обмена рибофлавина, с которым он образует нерастворимый комплекс, формированию рибофлавиновой недостаточности и нарушению окислительного фосфорилирования [100]. Как антагонист калия, нарушая процессы реполяризации мембраны миокардиальных клеток, токсикант оказывает кардиотоксическое действие. Большую роль в патогенезе играет блокирование сульфгидрильных групп, подавление активности тиолзависимых ферментов, регулирующих проницаемость митохондрий, что ведет к их набуханию [6, 113]. Установлено, что таллий нарушает обмен глутатиона, усиливает процессы перекисного окисления липидов, повреждая мембранный аппарат и вызывая гибель клеток [107, 142, 175].
Цитотоксичность таллия также связана с активацией каскада каспаз, активацией внутриклеточных лизосом и клеточным протеолизом [157].
Таллий также нарушает синтез белка, в особенности обмен цистеина, что ведет к задержке кератинизации и алопеции. Определенные симптомы отравления таллия, такие как периферическая невропатия, алопеция и дерматит, подтверждают недостаток рибофлавина. Все это приводит к блокированию активного транспорта ионов щелочных металлов и вызывает нарушения в различных функциональных системах, что и определяет разнообразную клиническую картину [46]. Соли таллия обладают мутагенными, канцерогенными и тератогенными свойствами, влияют на иммунную и гормональную систему [6, 162].
8.3.4. Клиническая картина отравления таллием
Острые, подострые и хронические отравления имеют сходную клиническую картину, различаясь выраженностью и быстротой возникновения симптомов. При приеме внутрь токсических доз таллия клиническая картина, по данным разных авторов [64, 120, 146], развивается в сроки от 3–4 ч в до 12 сут и обычно проявляется токсическим гастроэнтеритом (тошнота, рвота, боли в эпигастральной области, диарея, которая может длиться в течение нескольких суток). Боли в животе по интенсивности сопоставимы с кишечной коликой, с появлением "анталгической" позы, включающей приведение конечностей к туловищу. При ингаляционных поражениях таллием поражение желудочно-кишечного тракта заметно менее выражено.
Нарушение органов дыхания проявляется ринитом, кашлем, одышкой до 25–30 в минуту. Поражение сердечно-сосудистой системы сопровождается тахикардией и АГ, нарушением ритма сердца [115, 152].
В последующие сутки присоединяются нарушения функции нервной системы (астения, бессонница, тремор, болезненные парестезии, судороги, психические расстройства). В тяжелых случаях в течение 7–10 дней, а иногда и раньше, развиваются кома, респираторный паралич [15]. В отдельных случаях, преимущественно при применении меньших доз таллия, на первое место выступает неврологическая симптоматика: на 1–2-е сутки появляются болезненные парестезии в области верхних конечностей (иногда в сочетании с кожным зудом), которые начинаются с пальцев рук. Подобная симптоматика со стороны нижних конечностей развивается позже - спустя 3–4 сут, а боли локализуются в области икроножных мышц и мышц бедер [133]. В итоге у больных резко нарушается двигательная функция сначала из-за выраженных болевых ощущений, затем, вследствие периферического полиневрита, из-за тетрапареза или паралича. Нередко появляются суставные боли. Одновременно нарастает токсическая энцефалопатия, проявляющаяся потерей аппетита, астенией (вялость, утомляемость), атаксией, токсическим поражением черепно-мозговых нервов [14]. Характерна оптическая невропатия со снижением остроты зрения, диплопией, косоглазием, снижением корнеальных и глоточных рефлексов с девиацией языка и сглаженностью носогубных складок. Появляются также тремор, неадекватность поведения, нарушение сна, головные боли, выраженная психическая лабильность, дезориентация. Возможны повторные эпизоды эпилептиформных судорог. Поражение ЦНС обычно сопровождается стойким субфебрилитетом в пределах 37,3–37,7 °C.
В наиболее тяжелых случаях при острых отравлениях резко нарастает угнетение ЦНС - развиваются сомноленция, кома, на фоне чего может наступить смертельный исход от отека мозга [174, 185, 187]. При выздоровлении наиболее длительно сохраняются нарушения функции нервной системы.
Наиболее характерный, но поздний симптом отравления таллием - алопеция, которая появляется через 5–14 дней, что затрудняет своевременную диагностику. В крайне тяжелых случаях может наблюдаться на 3-й день заболевания. Выпадение волос сопровождается шелушением, гиперкератозом ладоней и подошв, трещинами, коричневой пигментацией, характерно также отложение темного пигмента в коже, окружающей волосяную луковицу [47, 128]. Могут иметь место повреждение ногтей: замедление их роста, тусклость, желтизна, горизонтальная извилистость и ломкость. Выпадение волос обычно завершается через 1–2 мес.
Тяжелые случаи отравления таллием также сопровождаются характерными для группы тяжелых металлов гепато- и нефропатией, сопровождающимися соответствующей симптоматикой.
8.3.5. Лабораторная диагностика отравлений таллием
Диагностика отравления таллием на ранних стадиях интоксикации представляет значительные трудности, если нет четких данных анамнеза и химико-аналитического исследования биосред пациентов. Есть основания полагать, что количество неустановленных случаев превышает количество выявленных. Это объяснимо поздним появлением характерной для отравления алопеции. Именно поэтому опасность острых тяжелых отравлений таллием заключается в том, что проявляющиеся первые признаки интоксикации разнообразны и неспецифичны, что затрудняет дифференциальную диагностику.
В ранние сроки интоксикации точный диагноз может быть поставлен только при проведении химико-токсикологического исследования биологических сред (кровь, моча, слюна, в более поздние сроки - волосы, ногти) [47, 172]. Поскольку таллий быстро поступает в кровь, а затем распределяется по органам, и прежде всего, в почки, то на ранних стадиях отравления в качестве биологических сред используются кровь и моча. Некоторые авторы считают, что наиболее информативным биообъектом является суточная моча пострадавших, поскольку повышенное содержание таллия в моче сохраняется достаточно долго и она может служить информативным биообъектом на разных стадиях отравлении таллием - скрытой, токсикогенной и соматогенной [34]. Однако многочисленными исследованиями также показана информативность анализа крови на содержание таллия как в ранние, так и в поздние сроки отравления [1, 5, 64, 177]. Именно поэтому целесообразно исследование обоих объектов в зависимости от состояния больного и условий его обследования. Клинический опыт и эксперименты на животных показывают, что только ранняя диагностика интоксикации таллием, особенно до развития неврологических симптомов, и, соответственно, рано начатая целенаправленная терапия позволяют обеспечить благоприятный исход.
Для качественного и количественного определения содержания таллия в биологических средах используют методы, принятые для исследования металлов, в частности, атомно-абсорбционная спектрометрия с электротермической атомизацией (ААС-ЭТА) и индуктивно-связанной плазмы с масс-спектрометрией (ISP-MS) [58], либо инверсионная вольтамперометрия [27]. Выбор материала для исследования должен осуществляться с учетом сроков экспозиции таллия.
Цельная кровь должна собираться в неметаллическую посуду, в качестве стабилизатора предпочтительнее использовать гепарин, так как ЭДТА может снижать результат исследования. Референтный предел содержания таллия в крови - менее 5,0 мкг/л (менее 24,5 нмоль/л). При интоксикациях с клиническими симптомами содержание таллия в крови определяется в пределах от 100 до 8000 мкг/л (0,5–39,1 мкмоль/л). Моча также должна собираться в неметаллическую посуду. Анализируется суточная моча. Референтный предел содержания таллия в моче - менее 2,0 мкг/л (менее 9,8 нмоль/л). При интоксикациях с клиническими симптомами содержание таллия в моче варьирует от 1,0 до 20,0 мг/л (4,9–97,8 ммоль/л) [172].
При легких расстройствах функции печени и почек умеренно повышается активность печеночных ферментов (АЛТ, АСТ), изменяется состав и свойства мочи, что в первую очередь проявляется протеинурией. В случаях среднетяжелых поражений печени и почек в крови нарастает содержание билирубина, мочевины и креатинина. Заметно уменьшается суточное количество мочи (до 300–500 мл) [46].
Изменения периферической крови неспецифичны и соответствуют картине общего адаптационного синдрома с лейкоцитозом, нейтрофилезом, палочкоядерным сдвигом влево и увеличением СОЭ. В клетках крови отмечено дозозависимое снижение уровня восстановленного глутатиона и рост содержания продуктов липопероксидации [100].
8.4. Лабораторная диагностика отравлений марганцем
Марганец является жизненно необходимым микроэлементом, поскольку участвует в регуляции многих биохимических процессов в организме (синтез и обмен нейромедиаторов, перекисное окисление липидов, синтез инсулина и т.д.). Вместе с тем соединения марганца - сильные яды с выраженным кумулятивным эффектом.
Отравления соединениями марганца в большинстве случаев относятся к производственным. Профессиональные интоксикации марганцем возникают при превышении ПДК на рабочих местах. ПДК марганца в зависимости от содержания аэрозолей в воздухе на рабочем месте до 20%: максимальная разовая - 0,6 мг/м3 , среднесменная - 0,2 мг/м3 ; от 20 до 30%: максимальная разовая - 0,3 мг/м3 , среднесменная - 0,1 мг/м3 . В последние десятилетия в России и за рубежом в результате масштабных мероприятий по охране труда случаи марганцевого отравления стали большой редкостью [54]. Основное внимание отечественных профпатологов было сосредоточено на вопросах ранней диагностики малосимптомных начальных стадий заболевания [42]. В последние годы на постсоветском пространстве в молодежной среде получила распространение наркомания при употреблении амфетаминоподобного стимулятора - катинона, который кустарно изготавливали путем модификации фенилпропаноламина в присутствии солей марганца и уксусной кислоты [39, 41]. Особенности современной формы марганцевой интоксикации прежде всего связаны с внутривенным систематическим введением марганецсодержащего наркотика и, возможно, определенным модифицирующим влиянием амфетаминоподобного стимулятора.
8.4.1. Природные и антропогенные источники марганца
Марганец (Mn) - элемент побочной подгруппы седьмой группы четвертого периода периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева с атомным номером 25. Марганец встречается в восьми степенях окисления, наибольшую биологическую значимость имеют +2, +3 и +7. Mарганец входит с состав почвы, осадочных и горных пород, природной воды и органики и является одним из наиболее распространенных элементов земной коры. Наиболее важными среди минералов, содержащих марганец, являются оксиды, карбонаты и силикаты. Значимым коммерческим источником и самым стабильным соединением металла является двуокись марганца (MnО2 ), входящая в состав осадочных отложений (пиролюзит). Есть еще два вида месторождений марганца - это углекислые накопления, которые состоят из родокрозита, и пластовые залежи (стратиформы), но они не имеют практического применения. Mарганец образует различные металлоорганические соединения, наибольший практический интерес представляет метилциклопентадиенил трикарбонил марганца (MMT).
В отличие от свинца и ртути марганец является эссенциальным элементом и необходим для нормальной жизнедеятельности. У человека марганец присутствует во всех тканях и органах, входит в состав белков и некоторых металлсодержащих коферментов [71]. Марганец играет важную роль в развитии и функционировании нервной системы и организма в целом, он входит в состав ряда ферментов, участвующих в окислительно-восстановительных процессах. В норме содержание марганца в головном мозге относительно невелико и неодинаково в разных его отделах. Максимальное количество обнаруживается в бледном шаре, черной субстанции, таламусе, где ввиду высокой активности нейронов наиболее высока интенсивность окислительно-восстановительных процессов и, как следствие, велика и потребность в марганце [63]. При его недостатке нарушаются процессы репродукции и роста, нарушаются процессы окостенения, происходит утолщение и укорочение трубчатых костей, деформация суставов. При дефиците марганца повышается риск возникновения остеопороза, катаракты, рассеянного склероза, атеросклероза (защищает эндотелий сосудов, создает устойчивость к образованию атеросклеротических бляшек). При диабете содержание металла резко снижено, и это отрицательно влияет на способность окислять глюкозу. У детей дефицит марганца проявляется в виде склонности к аллергозам и невротическим реакциям. Выраженный дефицит марганца отмечается у детей с детским церебральным параличом, задержкой психоречевого развития. У женщин дефицит марганца часто ассоциируется с гинекологической патологией (дисфункция яичников, риск бесплодия) [71]. В организм человека металл поступает преимущественно с растительной пищей. Для детского организма необходимо в сутки 0,2–0,3 мг марганца на 1 кг массы тела, для взрослого - 0,1 мг.
Марганец также применяют в сталелитейной промышленности в качестве реактива для восстановления серы и кислорода, легирующего агента для некоторых типов меди и алюминия. В химическом производстве металл используют как окислитель для производства содержащих марганец соединений, например перманганата калия. Марганец используют для электродного покрытия сварочных прутов, производства камнедробильных машин и элементов железнодорожного полотна. Кроме того, он находит применение в стекольном, керамическом, спичечном, лакокрасочном производствах. Некоторые соли входят в состав минеральных удобрений, их применяют в качестве осушителей льняного масла, для отбеливания тканей, дублении кожи. MMT используют как добавку к жидкому топливу, ингибитор дыма и антидетонационную добавку к бензину.
Наиболее вредными с точки зрения развития интоксикации являются разработка марганцевых месторождений, ферромарганцевое производство, а также взрывные работы и высокоскоростное бурение, проведение которых сопровождается интенсивным образованием пылеобразной двуокиси марганца.
8.4.2. Токсикокинетика марганца
При профессиональном контакте марганец попадает в организм прежде всего через дыхательные пути. Двуокись марганца и другие соединения, представляющие побочные продукты переработки, малорастворимы в воде. Именно поэтому только частицы, размер которых позволяет им достичь альвеол, проникают в кровь. При попадании в желудочно-кишечный тракт с водой и пищей степень его поглощения определяется содержанием марганца и железа в рационе, видом марганецсодержащего соединения, дефицита железа, возраста. Риск интоксикации в этом случае небольшой. Через кожу марганец проникает также в незначительных количествах. Внутривенное поступление марганца связано с употреблением наркотиков, изготовляемых кустарным способом с использованием перманганата калия [43].
Марганец после поступления в кровь быстро поглощается тканями и накапливается, главным образом, в печени. Отмечается равновесие взаимообмена между пулами металла в крови и в печени. Концентрация ионов марганца в плазме человека составляет 0,11 мкг/л [1, 60, 76]. В крови марганец транспортируется в комплексе с белками (трансферрином, β-глобулином, альбуминами и другими белками). Из плазмы марганец проникает в эритроциты, где его содержание выше, чем в сыворотке крови. Избыточное количество металла поступает в другие органы и ткани: поджелудочную железу, почки, тонкий кишечник, железы внутренней секреции и кости.
Mарганец хорошо проникает через гематоэнцефалический барьер и плаценту. Ткани мозга поглощают марганец в меньших количествах, но он связывается в тканях мозга более прочно, чем в других органах, и задерживается надолго. Разные отделы мозга содержат неодинаковое количество этого микроэлемента [59]. Избыточное его содержание наблюдается также в пигментированных частях тела, включая сетчатку, цветную конъюнктиву и смуглую кожу, темные волосы также накапливают марганец.
Основной путь выведения марганца - через кишечник с желчью. Вероятно, этот путь выведения является механизмом гомеостатической регуляции поддержания стабильного уровня содержания марганца. С мочой выделяется незначительное количество (около 1%). Средняя концентрация марганца в моче людей составляет 6–8 мкг/л. Превышение этой величины считается показателем повышенной нагрузки марганцем. Содержание марганца в кале выше 6 мг/100 г также свидетельствует о повышенном поступлении марганца в организм. Для человека средний период биологического полувыведения составляет примерно 4 сут для быстрой фазы и 37–39 сут для медленной фазы. В костях и головном мозге период полувыведения марганца значительно выше - 54–57 сут [71].
MMT, как органическое соединение, быстро разлагается в процессе метаболизма. Распределение его в организме сходно с распределением неорганических марганецсодержащих соединений. Элиминация происходит преимущественно с мочой. Это объясняют результатом биотрансформации данного ксенобиотика.
8.4.3. Токсикодинамика марганца
Соединения являются сильными ядами, поражающими ЦНС, легкие, сердечно-сосудистую систему и паренхиматозные органы. Токсичность соединений марганца находится в прямой зависимости от входящих в их состав ионов и степени окисления марганца: чем меньше степень окисления, тем токсичнее вещество.
Марганец обладает большой комплексообразующей способностью. Он входит в состав порфиринового комплекса в эритроцитах, вступает в связь с нуклеиновыми кислотами в ядре, аденозинполифосфатами, фосфодиэфирами [178]. Связь с макромолекулами может быть прочной или лабильной. Наиболее важную роль в биологических системах играют 2- и 3-валентные катионы марганца, причем первая форма более устойчивая. Несмотря на очень малое количество марганца в тканях, он необходим для большого числа ферментов, например для активации изоцитратдегидрогеназы, малатдегидрогеназы и пируватдегидрогеназного комплекса; служит кофактором некоторых металлоэнзимов (супероксиддисмутазы, каталазы, аргиназы), участвующих у млекопитающих в метаболизме кислорода и азота [59, 76]. При избыточном поступлении марганца возникают нарушения активности многих ферментных систем с развитием серьезных токсических эффектов. Определяющее значение имеют сродство отдельных органов и тканей к марганцу и связанная с ним степень накопления металла в органах [71].
В сложном и до конца не ясном патогенезе марганцевой интоксикации решающее значение имеет его тропность к экстрапирамидной (стриапаллидарной) системе. Марганец нарушает обмен биогенных аминов, ряда ферментов, угнетает адренореактивные и активирует холинореактивные системы, увеличивает содержание ацетилхолина в синапсах подкорковых узлов и гипоталамуса. Однако главное в его токсическом действии - гибель и дегенерация дофаминергических нейронов черной субстанции и дегенерация норадренергических нейронов голубоватого пятна, в результате чего нарушается мышечный тонус, точность, ловкость и плавность произвольных движений, развиваются вегетативные расстройства. Причины избирательного вовлечения данных популяций нейронов при отравлении марганцем неизвестны, но, предположительно, ключевую роль в патофизиологии данного процесса играет окислительный стресс [63]. Нарушение на этом фоне баланса нейротрофических факторов BDNF (мозговой нейротрофический фактор) и GDNF (глиальный нейротрофический фактор) усугубляет функционирование нейромедиаторных систем мозга. BDNF принимает участие в регуляции роста нервных клеток, формировании новых синапсов и их модификации через стимулирование генов, вовлеченных в контроль уровня серотонина. Кроме того, существует и обратная связь - стимуляция серотониновых рецепторов приводит к активации экспрессии гена BDNF . Нарушение в его регуляции может привести к структурным и функциональным изменениям в участках мозга, ответственных за эмоциональное состояние [8]. GDNF стимулирует выработку дофамина и оказывает выраженное защитное действие по отношению к нигростриарным и мезолимбическим дофаминергическим нейронам. В головном мозге GDNF активен в гиппокампе, коре и в переднем мозге - областях, отвечающих за обучение и память [189].
Марганец, проходя через гематоэнцефалический барьер, накапливается в митохондриях глиоцитов, нарушая энергетический метаболизм клеток [44]. Чрезмерная активация астроцитов и микроглии может привести к избыточному выделению и аккумуляции нейротоксичных уровней активных форм кислорода, активных форм азота и цитокинов, которые, в свою очередь, могут активировать близлежащие глиальные клетки, тем самым создавая замкнутый цикл, приводящий к смерти нервных клеток [141]. Воздействие высоких доз марганца приводит к увеличению в стриатуме экспрессии уровня мРНК ИЛ-1β и ФНОα в 2,5 раза и 10-кратному увеличению уровня NFκB, активности m-/μ-кальпаинов и их мРНК, что указывает на активацию процессов нейродегенерации [45, 130]. Поскольку микроглиальные клетки расположены в большом количестве именно в базальных ганглиях, полученные нами данные о преимущественном поражении клеток стриатума являются неудивительными [104].
Мембранотоксические эффекты марганцевой интоксикации подтверждаются увеличением продуктов ПОЛ (МДА) и снижением активности каталазы и антиокислительной активности сыворотки крови, указывающей на истощение антиоксидантных возможностей организма. При этом индуцируется пассивная проницаемость мембран митохондрий для ионов K+ , что вызывает усиление протонной проницаемости, снижение мембранного потенциала и разобщению дыхания и окислительного фосфорилирования митохондрий, то есть способствует нарушению их основной функции - функции энергообразования [12].
Марганец также вызывает гипофункцию желез внутренней секреции, функциональную недостаточность печени, вазомоторную недостаточность, снижает кровенаполнение мозга (в бассейне вертебробазилярных артерий) и суммарный мозговой кровоток.
Марганец обладает аллергизирующим действием, поэтому кроме поражения нервной системы способен вызывать бронхиальную астму и экзему. При вдыхании пыли марганцевых руд возможно развитие пневмокониоза (манганокониоза), при вдыхании сварочного аэрозоля - пылевого бронхита.
8.4.4. Клиническая картина отравлений марганцем
Острые отравления марганцем и его соединениями отмечается крайне редко. В бытовых условиях описаны отравления перманганатом калия (KMnO4 ) или "марганцовкой". При пероральном приеме в зависимости от концентрации может наблюдаться ожог верхних дыхательных путей или резорбтивное действие [20]. Описаны случаи перкутанного проникновения у маленьких детей при купании. Описаны единичные случаи острых отравлений в результате вдыхания аэрозолей сульфата, хлорида и метабората марганца [76]. В клинической картине острого отравления преобладали расстройства кровообращения, одышка, помрачение сознания, симптомы раздражения дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта.
Существенно большее практическое значение имеет хроническая интоксикация марганцем, причиной которой, как правило, является производственный контакт. Вредное влияние марганца на ЦНС начинается уже при его близких к нормальным уровням в биологических средах. Клиническая картина хронического отравления марганцем представлена неврологической и легочной формами.
При воздействии на нервную систему выделяют три стадии заболевания. В начальной стадии отмечают симптомы астеновегетативного синдрома: необычную утомляемость, апатию, безразличие к происходящему, головные боли, тупые боли в пояснице и конечностях, снижение аппетита. Иногда, напротив отмечаются возбуждение, нарушение координации, боли в спине и конечностях. Диагностика на первой стадии затруднена из-за неспецифичности клинических проявлений, особенно если нет двигательных расстройств [71].
На второй стадии развивается марганцевая энцефалопатия. Больные говорят монотонно, переходят на шепот, речь становится медлительной, неровной, иногда появляется заикание. Отмечается неестественное выражение лица, что обусловлено повышенным тонусом лицевых мышц, и неестественная эмоциональная лабильность - беспричинный смех или столь же необъяснимые слезы. Наблюдается медлительность и неуклюжесть движений и жестов, неспособность выполнять быстрые повторяющиеся движения (адиадохокинезия). Как правило, больные сохраняют обычную походку, но при этом сильно размахивают руками, не способны бегать, с трудом пятятся назад, может наблюдаться ретропульсия. Неврологическое обследование обычно не показывает существенных нарушений, в некоторых случаях отмечается повышение коленного рефлекса [42].
Третья стадия носит название "марганцевого паркинсонизма": развиваются глубокие органические изменения прежде всего в нервной системе. Очевидным признаком этого периода болезни является постоянное мышечное напряжение. Это выражается в характерной походке - пациент перемещает центр тяжести на плюсну и производит движение, которое называют "петушиной" или "куриной" походкой. Больной совершенно неспособен идти назад, при попытке встать он с трудом удерживают равновесие и может упасть. Наблюдается тремор, в большей степени в нижних конечностях, но может носить генерализованный характер, почерк становится неровным, неразборчивым Мышечные рефлексы резко повышены, но тактильная чувствительность не изменена. Отмечается также снижение ментальной функции. При третьей стадии заболевания возможны вегетативные расстройства: повышенное потоотделение, бледность или гиперемия кожи, нестабильность пульса. На этой стадии болезнь неуклонно прогрессирует и приводит к необратимым нарушениям интеллекта [71, 147].
Выделяют также легочную форму интоксикации, развивающуюся при вдыхании порошкового марганца и сопровождающуюся бронхитом, пневмонией или хроническим неспецифическим заболеванием легких. В этих случаях ранним симптомом является одышка [71].
Функциональные расстройства печени и органов пищеварения не показательны. Не было также отмечено увеличения печени или селезенки в размерах. Анемия и дефицит железа являются отягощающими условиями при контакте с марганцем, то же касается людей, страдающих хроническими заболеваниями легких, поскольку при этом легкие могут быть более восприимчивыми к массивному воздействию аэрозолей марганца.
Особенность течения отравления марганцем заключается в том, что, однажды развившись, болезнь является необратимой, даже в том случае, когда контакт пациента с источником интоксикации прекращен. Неврологические нарушения не проявляют тенденции к нормализации, длительно сохраняются и даже прогрессируют после прекращения контакта с марганцем (особенно постуральная неустойчивость и нарушения ходьбы). Это свидетельствует о том, что патологический процесс, запущенный марганцем, может продолжаться на фоне нормализации его концентрации в организме [76].
8.4.5. Лабораторная диагностика отравлений марганцем
Присутствие избыточного количества марганца может быть установлено на основе лабораторных исследований крови, мочи, кала и волос. Методами выбора определения марганца в биологическом материале являются атомно-абсорбционная спектрометрия с электротермической атомизацией (ААС-ЭТА) и индуктивно-связанная плазма с масс-спектрометрией (ИСП-МС) [58]. Количество марганца, поступающего в организм человека в день, может сильно варьировать в зависимости от наличия в его рационе неочищенных зерен хлебных злаков, орехов, салата, зеленого лука и также чая - в них содержится довольно много соединений марганца, что и приводит к повышению концентрации в организме человека.
При исследовании цельной крови и плазмы следует избегать использования гепарина в качестве антикоагулянта, содержание марганца в котором может превышать концентрацию этого элемента в крови. Так, по данным Н. Тица [172], содержание марганца в крови составляет 10,3–11,5 мкг/л, в плазме крови - 0,8–1,0 мкг/л, в сыворотке крови - 0,43–0,75 мкг/л.
Средняя норма содержания марганца в моче людей, не имевших контакта, равна 0,5–9,8 мг/л. Превышение этой величины считается показателем повышенной нагрузки марганцем [71].
При отравлении марганцем его концентрация в ЦСЖ значительно выше, чем в крови, что определяет активное накопление марганца в головном мозге [123].
Выявлено, что исследование содержания марганца в крови, моче, ликворе не всегда информативно, поскольку прямого соответствия между уровнем марганца в биологических средах и выраженностью клинических проявлений не установлено [76, 123]. Тем не менее следует сопоставлять референтные интервалы содержания марганца в цельной крови у здоровых людей и обследуемых пациентов. По данным ряда авторов [76, 140], неврологические симптомы появляются при уровнях марганца в крови от 3,0 до 5,6 мкг/100 мл. Для диагностики отравлений марганцем используют магнитно-резонансную визуализацию, которая позволяет выявлять марганец в базальных ганглиях, что важно при диагностике предсимптомной стадии интоксикации [179].
Концентрация марганца в фекалиях от 60 мг/кг и выше была предложена в качестве показателя профессиональной интоксикации марганцем. Норма содержания в волосах - обычно ниже 4,4 мг/кг [172].
Отравление марганцем может сопровождаться гематологическими изменениями, хотя таковые могут и отсутствовать. В 50% случаев наблюдаются лейкопения, лимфоцитоз и изменение формулы лейкоцитов, увеличение индекса гемоглобина (что рассматривается как первый признак интоксикации и склонность к полицитемии). Выделение 17-кетостероидов с мочой уменьшается, что связано с нарушением их синтеза в надпочечниках. Увеличивается содержание белка в ЦСЖ. Накопление марганца в печени может привести к нарушению ее функции с соответствующей клинико-лабораторной симптоматикой.
Ссылка на список литературы
-
Авцын А.П., Жаворонков А.А., Раш М.А., Стройкова Л.С. Микроэлементозы человека. Этиология, классификация, органопатология. М.: Медгиз, 1991. 496 с.
-
Арефьева А.С., Барыгина В.В., Зацепина О.В. Современные представления о влиянии соединений ртути на клеточном и системном уровне (обзор) // Экология человека. 2010. № 8. С. 35–41.
-
Балкаров И.М., Дуплянкин С.А., Елисеева Н.А. Поражение почек при производственном воздействии свинца и кадмия // Терапевтический архив. 1995. Т. 67, № 5. С. 34–36.
-
Беккельман И. Нейротоксические эффекты многолетней экспозиции свинцом // Медицина труда и промышленная экология. 2001. № 5. С. 22–25.
-
Бонитенко Ю.Ю., Никифоров А.М. Чрезвычайные ситуации химической природы. СПб.: Гиппократ, 2004. 463 с.
-
Воробьев Н.В. Клинико-патогенетические особенности острых отравлений таллием: автореф. … дис. канд. мед. наук. СПб., 2003. 22 с.
-
Вредные химические вещества. Неорганические соединения элементов I–IV. Справ. изд. / под ред. В.А. Филова. Л., 1988. 512 с.
-
Вялова Н.М., Левчук Л.А. Роль BDNF в формировании депрессивных расстройств // Фундаментальные исследования. 2014. № 10–4. С. 771–775.
-
Герасименко Т.И., Домнин С.Г., Рослый О.Ф., Федорук А.А. Особенности комбинированного действия свинца, меди и цинка // Эфферентная терапия. 2000. № 4. С. 64–68.
-
Гольдман Э.М. Гигиена труда в электровакуумном производстве. М.: Медицина, 1964. 208 с.
-
Грэф Дж. В., Лавджой Ф.Г. мл., Харрисон Т.Р. Отравления тяжелыми металлами // Внутренние болезни. Часть 1. М.: Медицина, 1992. 3430 с.
-
Гутникова А.Р., Махмудов К.О., Саидханов Б.А. и др. О мембранотропном действии солей тяжелых металлов и основных путях его коррекции // Токсикологический вестник. 2009. № 3 (96). С. 21–26.
-
Датиева Л.Р. Патофизиологические механизмы развития нефропатии на фоне хронической интоксикации ацетатом свинца: дис. … канд. мед. наук. 2005. 142 с.
-
Завалий Л.Б., Петриков С.С., Симонова А.Ю. и др. Характеристика неврологических расстройств у пациентов с острым отравлением таллием // Consilium Medicum. 2019. № 21 (2). С. 24–30.
-
Завалий Л.Б., Симонова А.Ю., Поцхверия М.М. и др. Диагностика и лечение отравления таллием // Токсикологический вестник. 2018. № 5 (152). С. 9–15.
-
Зербино Д.Д., Соломенчук Т.Н., Поспишиль Ю.А. Свинец — этиологический фактор поражения сосудов: основные доказательства // Вопросы медицинской химии. 1997. Т. 43, № 3. С. 158–164.
-
Зорина Л.А. Клиника, диагностика, лечение и профилактика свинцовых отравлений. М.: Медицина, 1965. С. 1–24, 36–42.
-
Измеров Н.Ф. К проблеме оценки воздействия свинца на организм человека // Медицина труда и промышленная экология. 1998. № 12. С. 1–4.
-
Измеров Н.Ф., Корбакова А.И., Молодкина Н.Н. Новые подходы к регламентации свинца в воздухе рабочей зоны (по вопросам дискуссии на страницах журнала «Токсикологический вестник») // Научно-практический журнал. 2000. № 5. С. 37–40.
-
Клиническая токсикология детей и подростков: учебное пособие / под ред. И.В. Марковой и др. СПб.: Интермедика, 1999. Т. 2. 398 с.
-
Колбасов С.Е. Основные направления патогенеза токсического действия свинца // Свинец и здоровье детей: диагностика, лечение и профилактика. СПб., 1999. С. 43–46.
-
Корбакова А.И., Ермоленко А.Е., Молодкина Н.Н. и др. Свинец и его действия на организм (обзор литературы) // Гематология и трансфузиология. 2001. № 3. С. 47–50.
-
Корбакова А.И., Соркина Н.С., Молодкина Н.Н. и др. Свинец и его действие на организм (обзор литературы) // Медицина труда и промышленная экология труда. 2001. № 5. С. 29–34.
-
Кудаева И.В., Катаманова Е.В., Попкова О.В. и др. Метод диагностики доклинических проявлений I степени хронической ртутной интоксикации // Гигиена и санитария. 2016. Т. 95, № 8. С. 769–773.
-
Куценко Г.И., Здольник Т.Д. Заболеваемость рабочих болезнями органов пищеварения в условиях воздействия свинца // Гигиена и санитария. 2003. № 2. С. 31–34.
-
Куценко С.А. Основы токсикологии: Научно-методическое издание. СПб.: ООО «Издательство Фолиант», 2004. 720 с.
-
Лабораторная диагностика острых отравлений солями тяжелых металлов методом потенциометрического инверсионного анализа: методические рекомендации № 96/215. М., 1996. 30 с.
-
Ландриган Ф. Современные проблемы эпидемиологии и токсикологии профессионального воздействия свинца (обзор литературы) // Гигиена труда и профессиональные заболевания. 1991. № 6. С. 25–27.
-
Лахман О.Л., Катаманова Е.В., Константинова Т.Н. и др. Современные подходы к классификации профессиональной интоксикацией ртутью // Экология человека. 2009. № 12. С. 22–27.
-
Ливанов Г.А. Свинцовая опасность и здоровье населения // Российский семейный врач. 1999. № 2. С. 18–25.
-
Ливанов Г.А., Остапенко Ю.Н., Шестова Г.В. и др. Значение ранней диагностики острых тяжелых отравлений соединениями таллия на начальных стадиях интоксикации // Токсикологический вестник. 2011. № 5 (110). С. 2–7.
-
Ливанов Г.А., Соболев М.Б., Ревич Б.А. Свинцовая опасность и здоровье населения: клиника, диагностика и лечение токсического действия // Амбулаторная токсикология «Свинец и здоровье детей: диагностика, лечение и профилактика». СПб., 1999. С. 18–26.
-
Ливанов Г.А., Соболев М.Б., Худолей В.В. Диагностика и лечение отравлений свинцом у детей // Амбулаторная токсикология «Свинец и здоровье детей: диагностика, лечение и профилактика». СПб., 1999. С. 128–142
-
Лузанова И.С., Плетнева Т.В., Максимова Т.В. и др. Определение содержания таллия в моче человека при острых отравлениях методом атомно-абсорбционной спектрометрии // Судебно-медицинская экспертиза. 2008. № 5. С. 41–43.
-
Луковникова Л.В., Сидорин Г.И., Аликбаева Л.А. Опасность острых и хронических отравлений органическими соединениями ртути // Профилактическая и клиническая медицина. 2013. № 2 (47). С. 16–19.
-
Малов А.М., Семенов Е.В. Токсическое действие ртути — нерешенные вопросы // Здоровье и окружающая среда. 2011. № 17. С. 95–98.
-
Медицинская токсикология / под ред. Е.А. Лужникова. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. 923 с.
-
Михальчук М.А., Великова В.Д, Калмансон М.Л. Детоксикационная терапия при острых тяжелых отравлениях тяжелыми металлами, обладающими нефротоксическим действием, и мышьяком // Эфферентная терапия. 2003. T. 9, № 2. С. 75–79.
-
Найденова Н.Г., Найденова И.И., Власова И.Б. Фенилпропанол-аминовая токсикомания // Вопросы наркологии. 2000. № 4. С. 16–22.
-
Нежданова М.В. Нефротоксический эффект свинца // Свинец и здоровье детей: диагностика, лечение и профилактика. СПб., 1999. С. 46–49.
-
Носатовский И.А. Актуальные проблемы терапии марганцевых поражений ЦНС // Medicus. 2016. № 3 (9). С. 76–81.
-
Носатовский И.А. Марганцевая энцефалопатия в современных условиях // Доктор.ру. 2012. № 5 (73). С. 81–86.
-
Носатовский И.А. Токсическая энцефалопатия при фенилпропанол-аминовой наркомании // Наркология. 2007. № 2. С. 41–48.
-
Обламская И.С., Карпенко М.Н. Нейровоспаление и гиперактивация кальпаинов клеток ЦНС, как последствия интоксикации солями марганца // Материалы научного форума с международным участием «Неделя науки СПбПУ». СПб., 2015. С. 354–356.
-
Обламская И.С., Пестерева Н.С., Скоморохова Е.А., Карпенко М.Н. Признаки нейровоспаления у крыс с марганцевой токсической энцефалопатией // Медицинский академический журнал. 2016. Т. 16, № 4. С. 32–33.
-
Отравления соединениями таллия: клиника, диагностика и лечение: пособие для врачей / Санкт-Петербургский НИИ скорой помощи им. И.И. Джанелидзе. СПб.: Стикс, 2016. 24 с.
-
Павлова А.З., Богомолов Д.В., Ларёв З.В., Аманмурадов А.Х. Волосы как объект исследования при отравлениях солями тяжелых металлов // Судебно-медицинская экспертиза. 2012. № 6. С. 25–29.
-
Павловская Н.А. Содержание свинца в крови и моче работающих // Гигиена и санитария. 1990. № 8. С. 42–44.
-
Петросян В.С. Глобальное загрязнение окружающей среды ртутью и ее соединениями // Россия в окружающем мире: 2006: сборник / под ред. Н.Н. Марфенина, С.А. Степанова. М., 2007. С. 149–163.
-
Поцхверия М.М., Остапенко Ю.Н., Петриков С.С. и др. Массовое отравление таллием. Неотложная медицинская помощь // Журнал им. Н.В. Склифосовского. 2019. Т. 8, № 3. С. 332–336.
-
Ревич Б.А. Биомониторинг свинца как показатель свинцовой экспозиции // Свинец и здоровье детей: диагностика, лечение и профилактика. СПб., 1999. С. 76–85.
-
Ревич Б.А. Свинец в биосубстратах жителей промышленных городов // Гигиена и санитария. 1990. № 4. С. 28–33.
-
Русецкая Н.Ю., Бородулин В.Б. Биологическая активность селеноорганических соединений при интоксикации солями тяжелых металлов // Биомедицинская химия. 2015. Т. 61, № 4. С. 449–461.
-
Рябова О.И. Особенности соматических заболеваний у электросварщиков с хронической марганцевой интоксикацией // Медицина труда и промышленная экология. 2003. № 8. С. 38–41.
-
Семенов Н.В. Биохимические константы жидких сред и тканей человека. М.: Медицина, 1971. 152 с.
-
Снакин В.В. Загрязнение биосферы свинцом: масштабы и перспективы для России // Медицина труда и промышленная экология. 1999. № 5. С. 21–27.
-
Созонов Д.Н., Чуянова Г.И. Оценка загрязнения почвы и растений хромом и свинцом на участках в зоне влияния ТЭЦ // Электронный научно-методический журнал Омского ГАУ. 2016. № S2. С. 32–35.
-
Соловьев Н.Д., Иваненко Н.Б., Иваненко А.А., Кашуро В.А. Определение микроэлементов в биологических жидкостях методом ААС-ЭТА с Зеемановской коррекцией фона // Вестник ОГУ. 2011. № 34 (15). С. 127–130.
-
Трахтенберг И.М. Ртуть и ее неорганические соединения. М., 1998. 115 с.
-
Трахтенберг И.М., Иванова Л.А. Тяжелые металлы и клеточные мембраны (обзор литературы) // Медицина труда. 1999. № 11. С. 28–32.
-
Трахтенберг И.М., Тычинкин В.А., Талакин Ю.Н. К проблеме носительства тяжелых металлов // Журнал АМН Украина. 1999. № 1. С. 87–95.
-
Трахтенберг И.М., Шафран Л.М. Общая токсикология / под ред. Б.А. Курляндского, В.А. Филова. М.: Медицина. 2002. 608 с.
-
Тютюнник Т.В., Ивлева И.С. Уровень BDNF и GDNF в стриатуме крыс с экспериментальной марганцевой энцефалопатией // Неделя науки СПбПУ: материалы научной конференции с международным участием. 2018. С. 378–380.
-
Федотов И.А. Влияние комплексонов на течение тяжелых отравлений солями таллия: автореф… дис. канд. мед. наук. СПб., 2008. 21 с.
-
Хамидулина Х.Х., Давыдова Ю.О. Международное регулирование свинца и его соединений // Гигиена и санитария. 2013. № 6. С. 57–59.
-
Харрисон Т.Р. Внутренние болезни. Часть 1. М.: Медицина, 1992. 3430 с.
-
Хоффман Р. Экстренная медицинская помощь при отравлениях / пер. с англ. М., 2010. 1440 с.
-
Чухловина М.Л. Медико-гигиенические аспекты нейротоксичности таллия // Гигиена и санитария. 1999. № 4. С. 38–40.
-
Шамсутдинова М.Х., Мутузова М.Х., Исаева Э.Л. и др. Влияние таллия на жизнедеятельность человека // Известия Чеченского государственного педагогического института. 2009. № 2. С. 236–241.
-
Шейман Б.С., Проданчук Н.Г., Волошина Н.А. и др. Токсикокинетика таллия и параметры эндотоксемии при острой таллиевой интоксикации // Медицина неотложных состояний. 2014. № 4 (59). С. 52–57.
-
Шестова Г.В., Иванова Т.М., Ливанов Г.А., Сизова К.В. Токсические эффекты марганца как фактор риска для здоровья населения // Медицина экстремальных ситуаций. 2014. № 4 (50). С. 59–65.
-
Шестова Г.В., Ливанов Г.А, Остапенко Ю.Н. и др. Опасность хронических отравлений свинца для здоровья человека // Медицина экстремальных состояний. 2012. Т. 42, № 4. С. 65–97.
-
Шилов В.В., Лукин В.А., Савелло В.Е. и др. Клиническое наблюдение пациента после внутривенного введения элементарной ртути с суицидной целью // Токсикологический вестник. 2015. № 4. С. 44–48.
-
Шилов В.В., Чащин В.П., Великова В.Д. и др. Острые и хронические отравления ртутью (клиническая картина, диагностика, профилактика, лечение, экспертиза): пособие для врачей. СПб.: Издательский дом СПбМАПО, 2006. 40 с.
-
Элементный статус населения России. Часть 1. // под ред. А.В. Скального, М.Ф. Киселева. СПб., 2010. С. 265–268.
-
Элленхорн М. Дж. Медицинская токсикология: в 2 т.: пер. с англ. М.: Медицина, 2003. Т. 2; 1044 с.
-
Alexidis A.N., Rekka E.A., Kourounakis P.N. Influence of mercury and cadmium intoxication on hepatic microsomal CYP2E and CYP3A subfamilies // Res. Commun. Mol. Pathol. Pharmacol. 1994. Vol. 85, N 1. P. 67–72.
-
Allcott J.V., Barnhart R.A., Mooney L.A. Acute lead poisoning in two users of illicit methamphetamine // JAMA. 1987. Vol. 258, N 4. P. 510–511.
-
Angoa-Pérez M., Anneken J.H., Kuhn D.M. Neurotoxicology of synthetic cathinone analogs // Curr. Top. Behav. Neurosci. 2017. Vol. 32. P. 209–230.
-
Antonini G., Palmieri G., Millefiorini E. et al. Lead poisoning during heroin addiction // The Italian Journal of Neurological Sciences. 1989. Vol. 10, N 1. P. 105–108.
-
Appleton A.A., Jackson B.P., Karagas M., Marsit C.J. Prenatal exposure to neurotoxic metals is associated with increased placental glucocorticoid receptor DNA methylation // Epigenetics. 2017. Vol. 12, N 8. P. 607–615.
-
Aschner M., Walker S.J. The neuropathogenesis of mercury toxicity // Mol. Psychiatry. 2002. Vol. 7, Suppl. 2. P. S40-S41.
-
Atchison W.D., Hare M.F. Mechanisms of methylmercury-induced neurotoxicity // FASEB J. 1994. Vol. 8, N 9. P. 622–629.
-
Bal-Price A.K., Hogberg H.T., Buzanska L., Coecke S. Relevance of in vitroneurotoxicity testing for regulatory requirements: challenges to beconsidered // Neurotoxicol. Teratol. 2010. Vol. 32. P. 36–41.
-
Banks C.N., Lein P.J. A review of experimental evidence linking neurotoxic organophosphorus compounds and inflammation // Neurotoxicology. 2012. Vol. 33, N 3. P. 575–584.
-
Barnes J.L., McDowell E.M., McNeil J.S. Studies on the pathophysiology of acute renal failure. V. Effect of chronic saline loading on the progression of proximal tubular injury and functional impairment following administration of mercuric chloride in the rat // Virchows Archiv Abteilung B Cell Pathology. 1980. Vol. 32, N 3. P. 233–260.
-
Bellinger D.C. Lead: A Review // Pediatrics. 2004. Vol. 113, N 4. P. 1016–1022.
-
Berglund A., Pohl L., Olsson S., Bergman M. Determination of the rate of release of intra-oral mercury vapor from amalgam // Journal of Dental Research. 1988. Vol. 67, N 9. P. 1235–1242.
-
Berlin M., Zalups R.K., Fowler B.A. Handbook on the Toxicology of metals. 3rd ed. Amsterdam: Elsevier, 2007. Р. 675–729.
-
Bernhoft R.A. Mercury Toxicity and Treatment: A Review of the Literature // Journal of Environmental and Public Health. 2012. Vol. 1. P.10–16.
-
Björkman L., Lundekvam B.F., Lægreid T. et al. Mercury in human brain, blood, muscle and toenails in relation to exposure: an autopsy study // Environmental Health. 2007. Vol. 6, article 30.
-
Bocca B., Pino A., Alimonti A., Forte G. Toxic metals contained in cosmetics: A status report // Regulatory Toxicology and Pharmacology. 2014. Vol. 68. P. 447–467.
-
Bracci M., Tomasetti M., Malavolta M. et al. L-arginine reduces mercury accumulation in thymus of mercury-exposed mice: role of nitric oxide synthase activity and metallothioneins // Ind. Health. 2008. Vol. 46, N 6. P. 567–574.
-
Brent J.A. Review of: «Medical Toxicology» // Clin. Toxicol. 2006. Vol. 44. P. 355–355.
-
Burton E.M., Weaver D.L. Repeated systemic mercury embolization // South Med. J. 1988. Vol. 81. P. 1190–1192.
-
Carocci A., Rovito N., Sinicropi M.S. et al. Mercury toxicity and neurodegenerative effects // Rev. Environ. Contam. Toxicol. 2014. Vol. 229. P. 1–18.
-
Carranza-Rosales P., Said-Fernández S. et al. Morphologic and functional alterations induced by low doses of mercuric chloride in the kidney OK cell line: ultrastructural evidence for an apoptotic mechanism of damage // Toxicology. 2005. Vol. 210, N 2–3. P. 111–121.
-
Chen Y. Organophosphate-induced brain damage: mechanisms, neuropsychiatric and neurological consequences, and potential therapeutic strategies // Neurotoxicology. 2012. Vol. 33, N 3. P. 391–400.
-
Clarkson T.W., Magos L., Greenwood M. R. The transport of elemental mercury into fetal tissues // Biology of the Neonate. 1972. Vol. 21. Р. 239–244.
-
Cvjetko P., Cvjetko I., Pavlica M. Thallium toxicity in human // Arch. Hig. Rada. Toxikol. 2010. N 1. P. 111–119.
-
Davis L.E., Kornfeld M., Mooney H.S. et al. Methylmercury poisoning: long-term clinical, radiological, toxicological and pathological studies of an affected family // Ann. Neurol. 1994. Vol. 35. P. 680–688.
-
de Vos G., Abotaga S., Liao Z. et al. Selective effect of mercury on Th2-type cytokine production in humans // Immunopharmacology and Immunotoxicology. 2007. Vol. 29, N 3–4. P. 537–548.
-
Farina M., Rocha J.B., Aschner M. Mechanisms of methylmercury-induced neurotoxicity: evidence from experimental studies // Life Sci. 2011. Vol. 89, N 15–16. P. 555–563.
-
Filipov N.M., Dodd C.A. Role of glial cells in manganese neurotoxicity // J. Appl. Toxicol. 2011. Vol. 32. Р. 310–317.
-
Flora S.J., Mittal M, Mehta A. Heavy metal induced oxidative stress & its possible reversal by chelation therapy // Indian J. Med Res. 2008. Vol. 128, N 4. P. 501–523.
-
Fowler B.A., Woods J.S. Ultrastructural and biochemical changes in renal mitochondria during chronic oral methyl mercury exposure // Experimental and Molecular Pathology. 1977. Vol. 27, N 3. P. 403–412.
-
Galvan-Arzate S., Santamaria A. Lipid peroxidation (LP) in brain regions of developing rats induced by chronic low-level thallium administration // Toxicology Letters. 1998. Vol. 95, Suppl. 1. P. 55.
-
Garnier R, Fuster J.M., Conso F. Acute mercury vapour poisoning // Toxicological European Research. 1981. Vol. 3, N 2. Р. 77–86.
-
Geier D.A., King P.G., Hooker B.S. et al. Thimerosal: clinical, epidemiologic and biochemical studies // Clin. Chim. Acta. 2015. Vol. 444. P. 212–220.
-
Goodman and Gilmanʼs The Pharmacological Basis of Therapeutics. 11th ed, 2005. 1984 p.
-
Goulle J.H., Mahieu L., Castermant J. et al. Metal and metalloid multi-elementary ICP-MS validation in whole blood, plasma, urine and hair Reference values// Forensic Science International. 2005. Vol. 153. P. 39–44.
-
Goyer R.A. Lead toxicity: from overt to subclinical to subtle health effects // Environ Health Perspect. 1990. Vol. 86. P.177–181.
-
Hanzel C.E., Verstreaten S.V. Thallium induces hydrogen peroxide generation by impairing mitochondrial function // Toxicology and Applied Pharmacology. 2006. Vol. 216. P.485–492.
-
Harada M., Akagi H., Tsuda T. et al. Methylmercury level inumbilical cords from patients with congenital Minamata disease // Sci. Total Environ. 1999. Vol. 234, N (1–3). P. 59–62.
-
Heim M., Wappelhorst O., Markert B. Thallium in terrestrial environmtnts — occurrence and effect // Ecotoxicology. 2002. Vol. 11 (5). Р. 369–377.
-
Houston M.C. Role of mercury toxicity in hypertension, cardiovascular disease, and stroke // J. Clin. Hypertens. (Greenwich). 2011. Vol. 13, N 8. P. 621–627.
-
Ilback N.G., Sundberg J., Oskarsson A. Methyl mercury exposure via placenta and milk impairs natural killer (NK) cell function in newborn rats // Toxicology Letters. 1991. Vol. 58, N 2. P. 149–158.
-
Jaishankar M., Tseten T., Anbalagan N. et al. Toxicity, mechanism and health effects of some heavy metals // Interdisciplinary Toxicology. 2014. Vol. 7, N 2. P. 60–72.
-
Jansson T. Amino acid transporters in the human placenta // Pediatric Research. 2001. Vol. 49, N 2. Р. 141–147.
-
Jha S, Kumar R, Kumar R. Thallium poisoning presenting as paresthesias, paresis, psychosis and pain in abdomen // J. Assoc. Physicians India. 2006. Vol. 54. Р. 53–55.
-
Jin-yuan Zhao, Xi-xian Xu, Li-jun Mao. Acute thallium poisoning and its treatment with two cases report // Toxicology Letters. 1998. Vol. 95, Suppl. 1. P. 137.
-
Kalavska D. Blood lead level as a criterion of global pollution // Bull. Environ. Contam. and Toxicol. 1992. Vol. 48, N 4. P. 487–493.
-
Kalsuragi T., Iseki E., Kosaka K. еt al. Cerebrospinal fluid manganese concentrations in patients with symmetric pallidal hyper intensities on Tlweighted MRJ // Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry. 1999. Vol. 66. P. 550–552.
-
Karrari P., Mehrpour O., Abdollahi M. A systematic review on status of lead pollution and toxicity in Iran; Guidance for preventive measures // Daru. 2012. Vol. 20, N 1. P. 2.
-
Kershaw T.G., Clarkson T.W., Dhahir P.H. The relationship between blood levels and dose of methylmercury in man // Archives of Environmental Health. 1980. Vol. 35, N 1. Р. 28–36.
-
Kostial K., Kello D., Jugo S. Influence of age on metal metabolism and toxicity // Environmental Health Perspectives. 1978. Vol. 25. Р. 81–86.
-
Kozlowski H., Kolkowska P., Watly J. et al. General aspects of metal toxicity // Curr. Med. Chem. 2014. Pt. 21, N 33. P. 3721–3740.
-
Krus E. Lin, Hodel C.M., Schurgast H. Progress in diagnosis of chronic toxic metal poisoning by hair analysis // Toxicology Letters. 1996. Vol. 88. P. 84.
-
Kudsk F.N. The influence of ethyl alcohol on the absorption of mercury vapour from the lungs in man // Acta Pharmacologica et Toxicologica. 1965. Vol. 23, N 2. P. 263–274.
-
Levesque S., Wilson B., Gregoria V. et al. Reactive microgliosis: extracelluar µ-calpain and microglia-mediated dopaminergic neurotoxicity // Brain. 2010. Vol. 133. P. 808–821.
-
Levine F., Muenke M. VACTERL association with high prenatal lead exposure // Pediatrics. 1991. Vol. 87. P. 390–392.
-
Łodyga-Chruscinska E., Sykuła A., Wiedłocha M. Hidden Metals in Several Brands of Lipstick and Face Powder Present on Polish Market // Cosmetics. 2018. Vol. 5, N 4. P. 57–65.
-
Locatelli C., Petrolini V. Long-lasting polyneuropathy and psychiatric disorders in thallium poisoning. Study of six cases // Toxicology Letters. 2003. Vol. 144, Suppl. 1. Р. 72
-
Lohren H., Blagojevic L., Fitkau R. et al. Toxicity of organic and inorganic mercury species indifferentiated human neurons and human astrocytes // J. Trace Elem. Med. Biol. 2015. Vol. 32. P. 200–208.
-
Lund B.O., Miller D.M., Woods J.S. Studies on Hg(II)-induced H2O2 formation and oxidative stress in vivo and in vitro in rat kidney mitochondria // Biochem. Pharmacol. 1993. Vol. 45, N 10. P. 2017–2024.
-
Malek A.M., Barchowsky A., Bowser R. et al. Pesticide exposure as a risk factor for amyotrophic lateral sclerosis: A meta-analysis of epidemiological studies: Pesticide exposure as a risk factor for ALS // In Environ. Res. 2012. Vol. 117. Р. 112–119.
-
Malvandi H., Sancholi F. Assessments of some metals contamination in lipsticks and their associated health risks to lipstick consumers in Iran // Environ Monit. Assess. 2018. Vol. 190. P. 680–683.
-
Mathew B.B., Tiwari A., Jatawa S.K. Free radicals and antioxidants: A review // Journal of Pharmacy Research. 2011. Vol. 4, N 12. P. 4340–4343.
-
https://meduniver.com/Medical/toksikologia/promishlennoe_otravlenie_rtutiu.html MedUniver.
-
Mena I. Manganese poisoning // Handbook of clinical neurology / Eds. P.I. Vinken, G.W. Bruyn. Amsterdam, 1979. P. 217–229.
-
Michalke B., Fernsebner K. New insights into manganese toxicity and speciation // Journal of Trace Elements in Medicine and Biology. 2013. Vol. 28, N 2. P. 235–246.
-
Molina C.P., Verstreaten S.V. Thallium (III)-mediated changes in membrane physical properties and lipid oxidation affect cardiolipin-cytochrome c interactions // BBA — Biomembranes. 2008. Vol. 10. P. 1016.
-
Montefort S. Lead poisoning in heroin addicts // Br. Med. J. 1987. Vol. 294, N 6581. P. 1233.
-
Needleman H L, Rabinowetz M., Leviton A. et al. The relationship between prenatal exposure to lead and congenital anomalies // JAMA. 1984. Vol. 251. P. 2956–2959.
-
Nemsadze K., Sanikidze T., Ratiani L. et al. Mechanisms of lead-induced poisoning // Georgian Med. News. 2009. N 172–173. Р. 92–96.
-
Osorio-Rico L, Santamaria A, Galván-Arzate S. Thallium Toxicity: General Issues, Neurological Symptoms, and Neurotoxic Mechanisms // Adv. Neurobiol. 2017. Vol. 18. Р. 345–353.
-
Pahva R. Toxin-induced parkinsonism syndromes // Movement disorders / еds. R. Watts, W. Koller. New York, 1997. P. 315–323.
-
Patil A.J., Bhagwat V.R., Patil J.A. et al. Effect of lead (Pb) exposure on the activity of superoxide dismutase and catalase in battery manufacturing workers (BMW) of Western Maharashtra (India) with reference to heme biosynthesis // Int. J. Environ. Res. PublicHealth. 2006. Vol. 3. P. 329–337.
-
Patrick L. Lead toxicity, a review of the literature. Part 1: Exposure, evaluation, and treatment // Altern. Med. Rev. 2006. Vol. 11. P. 2–22.
-
Patrick L. Lead toxicity part II: the role of free radical damage and the use of antioxidants in the pathology and treatment of lead toxicity // Altern. Med. Rev. 2006. Vol. 11. P. 114–127.
-
Papanikolaou N.C., Hatzidaki E.G., Belivanis S. et al. Lead toxicity update. A brief review // Med. Sci. Monitor. 2005. Vol. 11, N 10. RA 329–336.
-
Peter A.L., Viraraghavan T. Thallium: a review of public hеalth and environmental concerns // Environ. Int. 2005. Vol. 31 (4). Р. 493–501.
-
Pinto E., Paiva K., Carvalhido A., Almeida A. Elemental impurities in lipsticks: Results from a survey of the Portuguese and Brazilian markets // Regulatory Toxicology and Pharmacology. 2018. Vol. 9. P. 307–313.
-
Piomelli S. Childhood lead poisoning // Pediatr. Clin. North Am. 2002. Vol. 49. P. 1285–1304.
-
Pichichero M.E., Gentile A., Giglio N. et al. Mercury levels in newbornsand infants after receipt of thimerosal-containing vaccines // Pediatrics. 2008. Vol. 121, N 2. P. 208–214.
-
Pirkle J.L., Schwartz L., Landis J.R. The relationship between blood lead levels and blood pressure and its cardiovascular risk implications // Am. J. Epidemiol. 1985. Vol. 121. P. 246–258.
-
Pourahmad J., Eskandari M.R., Daraei B. A comparison of hepatocyte cytotoxic mechanisms for thallium (I) and thallium (III) // Environ. Toxicol. 2010. Vol. 25, N 5. Р. 456–467.
-
Prasher D. Heavy metals and noise exposure: health effects // Noise Health. 2009. Vol. 11. P. 141–144.
-
Rastogi S.K. Renal effects of environmental and occupational lead exposure // Indian J. Occup Environ Med. 2008. Vol. 12. P. 103–106.
-
Risher J.F., Nickle R.A., Amler S.N. Elemental mercury poisoning in occupational and residential settings // Int. J. Hyg. Environ. Health. 2003. Vol. 206. P. 371–373.
-
Rodrigues I.M.A., Hopkinson N.D., Harris R.I. Pulmonary embolism associated with self-administration of mercury // Hum. Toxicol. 1986. Vol. 5. P. 287–289.
-
Rodrıguez-Mercado J.J., Altamirano-Lozano M.A. Genetic toxicology of thallium: A review // Drug Chem. Toxicol. 2013. Vol. 36, N 3. Р. 369–383.
-
Saini R., Porte S.M., Kumar D. Diagnostic method of chronic mercury toxicity and its ayurvedic management // World J. of Pharmaceutical Res. 2017. Vol. 6, N 10. P. 228–241.
-
Sanders T., Liu Y., Buchner V., Tchounwou P.B. Neurotoxic effects and biomarkers of lead exposure: A Review // Res. Environ. Health. 2009. Vol. 24. P. 15–45.
-
Sarafian T., Verity M.A. Oxidative mechanisms underlying methyl mercury neurotoxicity // Int. J. Dev. Neurosci. 1991. Vol. 9, N 2. P. 147–153.
-
Schaumburg H.H., Berger A. Alopecia and sensory polyneuropathy from thallium in a Chinese herbal medication (letter) // JAMA. 1992. Vol. 268. Р. 2430–2431.
-
Somashekarazaich B.V., Venkaiah B., Prasaol A.R. Biochemical diagnosis of occupational exposure to lead toxicity // Bull. Envior. Contam. and Toxicol. 1990. Vol. 44, N 2. P. 268–275.
-
Staessen J.A., Lauwerys R.R., Buchet J.-P. et al. Impairment of renal function with increasing blood lead concentration in the general population // N. Engl. J. Med. 1992. Vol. 237. P. 151–156.
-
Stahl M.G., Bonekat H.W., Shigeoka J.W. Concominant pulmonary thromboembolism and metallic mercury embolism // A diagnostic dilemma. Chest. 1985. Vol. 88. P. 787–789.
-
Suda I., Takahashi H. Degradation of methyl and ethyl mercury into inorganic mercury by other reactive oxygen species besides hydroxyl radical // Archives of Toxicology. 1992. Vol. 66, N 1. Р. 34–39.
-
Suzuki T, Takemoto T.I., Shishido S., Kani K. Mercury in human amniotic fluid // Scandinavian Journal of Work, Environment and Health. 1977. Vol. 3, N 1. Р. 32–35.
-
Tietz Clinical guide to laboratory test // Ed. by A.N.B. Wu. 4th ed. USA: W.B. Sounders Company, 2006. 1798 p.
-
Verberk M.M., Salle H.J.A., Kemper C.H. Tremor in workers with low exposure to metallic mercury // Am. Ind. Hyg. Assoc. J. 1987. Vol. 47, N 8. P. 559–562.
-
Villanueva E., Hernandez-Cueto C. Poisoning by thallium. A study of five cases // Drug Safety. 1990. Vol. 5. P. 384–389.
-
Villaverde M.S., Verstreaten S.V. Effect of thallium (1) and thallium (III) on liposome membrane physical properties // Arch. Biochem. Biophys. 2003. Vol. 417. P. 235–243.
-
Vinceti M., Bottecchi I., Fan A. et al. Are environmental exposures to selenium, heavy metals, and pesticides risk factors for amyotrophic lateral sclerosis? // Rev. Environ. Health. 2012. Vol. 27, N 1. Р. 19–41.
-
Vrij A.A., Cremers H.M.H.G., Lustermans F.A. Successful recovery of a patient with thallium poisoning // The Netherlands Journal of Medicine. 1995. Vol. 47, Issue 3. P. 121–126.
-
Wedler F. Biochemical and nutritional role of manganese: An overview // Manganese in health and disease / Ed. D. Klimis-Tavantzis. Boca Raton, FL: CRC Press, 1994. P. 1–38.
-
Weiss P., Newland M., Ceckler T., Kordower J. Visualizing manganese in the primate basal ganglia with magnetic resonance imaging // Experimental Neurology. 1989. Vol. 106. P. 251–258.
-
Will V.K., Burton B.T., Magnusson A.R., Solter J. Mercuric chloride: intravenous (IV) injection resulting in transient anuric renal failure // Vet. Hum. Toxicol. 1991. Vol. 33. P. 388.
-
Williamson A.M., Teo R.K.C., Sanderson J. Occupational mercury exposure and its consequence for behavior // Int. Arch. Occup. Environ. Health. 1982. Vol. 50. Р. 273–286.
-
Winker R., Schaffer A., Konnaris C. et al. Health consequences of an intravenous injection of metallic mercury // International Archives of Occupational and Environmental Health. 2002. Vol. 75, N 8. P. 581–586.
-
Winship Kulsam A. Toxicity of lead: A review // Drug React. And Acute Poison Rev. 1989. Vol. 8, N 3. P. 117–152.
-
Wright N., Yeoman W.B., Carter G.F. Massive oral ingestion of elemental mercury without poisoning // Lancet. 1980. N 1. Р. 206.
-
Yang Y., Faustino P.J. et al. Quantitative determination of thallium binding to ferric hexacyanoferrate: Prussian blue // International J. Pharmaceutics. 2008. Vol. 353. P. 187–194.
-
Ynalvez R., Gutierrez J., Gonzalez-Cantu H. Mini-review: toxicity of mercury as a consequence of enzyme alteration // Biometals. 2016. Vol. 29, N 5. P. 781–788.
-
Yu-Tai Tsai, Chin-Chang Huang et al. Central nervous system effects in acute thallium poisoning // Neurotoxicology. 2006. Vol. 27. P. 291–295.
-
Zhang J. Investigation and evaluation of zinc protopophyrin as diagnostic indicator in lead intoxication // Amer. J. Lnd. Med. 1993. Vol. 24, N 6. P. 707–712.
-
Zhao Y., Haney M.J., Gupta R. et al. GDNF-Transfected Macrophages Produce Potent Neuroprotective Effects in Parkinson’s Disease Mouse Model // PLoS ONE. 2014. Vol. 9 (9). e106867.
Глава 9. Острый эндотоксикоз
9.1. Понятие и классификация эндотоксикоза, эндогенной интоксикации и эндогенных токсических субстанций
Эндотоксикоз представляет собой типовой патологический процесс, являющийся структурно-функциональным ответом организма на токсическую агрессию как эндогенной, так и экзогенной природы. С более узкой практической точки зрения его можно охарактеризовать как клиническое проявление эндогенной интоксикации, которая не сдерживается механизмами адаптации и компенсации токсической информации.
Различают острый, подострый и хронический эндотоксикоз.
Хронический эндотоксикоз - это патологический процесс, при котором поддержание гомеостаза и, следовательно, жизнеспособность организма достигается благодаря компенсаторным механизмам. Фатальных нарушений гомеостаза не происходит, но избыточная активность систем детоксикации в течение длительного времени приводит к их постепенному истощению и снижению резистентности и реактивности организма к повреждающим факторам внешней среды. Хронический эндотоксикоз может существовать в течение многих лет. Его проявления многообразны и имеют специфичность, обусловленную вызвавшим его заболеванием. К заболеваниям с хроническим эндотоксикозом относятся, в частности, наследственные нарушения обмена веществ (болезни накопления), например, гепатоцеребральная дистрофия (болезнь Вильсона–Коновалова) и гемохроматоз. В первом случае в организме медленно накапливается медь, во втором - железо.
При остром эндотоксикозе эндогенная интоксикация неуклонно нарастает, несмотря на напряжение компенсаторных механизмов (содержание и диапазон ЭТС прогрессивно увеличиваются), что приводит к нарушению регуляции гомеостаза, к формированию синдрома множественной органной несостоятельности, дезинтеграции функций организма и нередко к летальному исходу.
Подострый (затяжной) эндотоксикоз можно рассматривать как вариант острого эндотоксикоза, который характерен для медленно (в течение нескольких дней или даже недель) прогрессирующего патологического состояния. Компенсаторные реакции длительное время сдерживают его прогрессирование. В дальнейшем, при отсутствии эффективного лечения, происходит срыв компенсаторных механизмов и быстрое развитие плохо корригируемых метаболических нарушений, как правило, приводящих к летальному исходу.
Эндогенная интоксикация - полиэтиологичный и полипатогенетичный синдром, характеризующийся накоплением в тканях и биологических жидкостях эндогенных токсических субстанций (ЭТС) - избытка продуктов нормального или извращенного обмена веществ или клеточного реагирования. Она представляет собой сложное многокомпонентное явление, включающее:
-
биологические барьеры, предупреждающие прорыв эндогенных токсинов за пределы источника;
-
механизмы переноса этих токсичных продуктов к клеткам-мишеням, к органам биотрансформации и/или экскреции;
-
механизмы иммобилизации и депонирования, биотрансформации (нейтрализации) и экскреции токсичных продуктов;
-
эффекторные ответы на интоксикацию в виде так называемой вторичной токсической аутоагрессии, в результате которой эндогенная интоксикация в значительной мере теряет свою специфичность.
Хотя эндогенная интоксикация полиэтиологична, можно выделить следующие основные первичные механизмы ее развития [44, 50, 51, 58]:
-
продукционный или обменный , обусловленный избыточной продукцией ЭТС (разлитой перитонит, острый панкреатит, острая пневмония);
-
резорбционный, когда происходит резорбция токсичных веществ из ограниченного очага инфекции, распадающихся тканей (кишечная непроходимость, флегмоны мягких тканей, абсцессы и т.д.);
-
реперфузионный, при котором в системный кровоток поступают вещества, накопившиеся в длительно ишемизированных тканях, а также выделившиеся из клеток этих тканей при их повреждении активным кислородом и избытком свободных радикалов на фоне несостоятельности антиоксидантной защиты (шок, реперфузионный синдром, операции с применением аппарата искусственного кровообращения и т.д.);
-
ретенционный, при котором накопление ЭТС происходит в результате нарушения их выведения естественными органами детоксикации (ОПН и острая печеночная недостаточность);
-
инфекционный, а точнее инфекционно-воспалительный, в результате поступления микроорганизмов, продуктов их обмена и распада из очага инвазивной инфекции или путем транслокации из желудочно-кишечного тракта.
В развитии острого эндотоксикоза одновременно или последовательно усиливая и поддерживая друг друга, могут участвовать несколько механизмов образования ЭТС и накопления их во внутренней среде организма.
В качестве примера можно привести метаболический воспалительный комплекс при сепсисе, который лежит в основе новой концепции органного повреждения [97]. По современным представлениям не только системный воспалительный ответ может привести к нарушениям обмена веществ (метаболическому повреждению), но и метаболические нарушения могут запустить и поддерживать системный воспалительный процесс. Метаболизм и воспаление объединяет митохондриальная дисфункция. Сигнальные пути метаболизма и воспаления пересекаются на уровне ведущих сигнальных молекул NFkB (nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells) [9] и HIF-1α (hypoxia-inducible factors 1α)[10].
Вопрос о том, что может являться ЭТС и обусловливать тяжесть состояния пациентов, сложен и противоречив, так как многие вещества в зависимости от их концентрации могут оказывать и благоприятное, и неблагоприятное функциональное воздействие, а большинство из них вообще не идентифицированы [23, 59]. Можно попытаться классифицировать их в зависимости от этиологии и механизма выведения.
Деление ЭТС по механизму образования:
-
продукты нормального обмена веществ в высоких концентрациях (лактат, пируват, мочевая кислота, мочевина, креатинин, билирубина глюкуронид и др.);
-
вещества, избыточно образующиеся при извращенном метаболизме (кетоны, альдегиды, спирты, карбоновые кислоты, аммиак и др.);
-
продукты распада клеток и тканей из очагов тканевой деструкции и/или из ЖКТ при нарушении барьерных функций мембран (липазы, лизосомальные ферменты, катионные белки, миоглобин; индол, скатол, фенол и др.);
-
компоненты и эффекторы регуляторных систем организма в патологических концентрациях;
-
активированные ферменты (лизосомальные, протеолитические, продукты активации калликреин-кининового каскада, системы свертывания крови и фибринолиза);
-
медиаторы воспаления, биогенные амины, цитокины, простагландины, лейкотриены, белки острой фазы и другие биологически активные вещества;
-
активные соединения, образующиеся при перекисном окислении липидов;
-
микробные токсины (экзо- и эндотоксины) и другие факторы патогенности микроорганизмов (патогенных, условно-патогенных, непатогенных);
Деление ЭТС по механизму выведения:
и/или клетками крови в печень и легкие, где и биотрансформируются с последующим удалением через почки, кожу, ЖКТ;
Многие ЭТС проявляют свои патофизиологические свойства в результате взаимодействия с компонентами иммунной системы. В настоящее время выделяют несколько групп таких ЭТС [54, 60]:
Антигены - это высокомолекулярные соединения, способные специфически стимулировать иммунокомпетентные лимфоидные клетки и обеспечивать тем самым развитие иммунного ответа.
Образы патогенности (PAMP) - это группы молекул, характерные для целых групп патогенных микроорганизмов (вирусов, бактерий, грибов, простейших, паразитов), жизненно необходимые для их выживания. PAMP однозначно связаны с патогенностью, и поэтому рассматриваются как знаки опасности, наиболее универсальный сигнал о проникновении в организм не просто чужеродного, но биологически агрессивного агента. Узнавание PAMP является основой распознавания во врожденном иммунитете.
Образы опасности (DAMP) - это молекулы, либо связанные с повреждением своих собственных клеток и тканей, либо образующиеся при клеточном стрессе. К ним относятся белки теплового шока, фибронектин, фибриноген, олигосахариды гиалуроновой кислоты. Они активируют иммунитет, не являясь чужеродными для организма.
PAMP и DAMP часто распознаются одними и теми же рецепторами (например, TLR-4 распознает липополисахариды грамотрицательных бактерий, а также образующиеся при повреждении собственных клеток и тканей фибронектин, фибриноген, олигосахариды гиалуроновой кислоты и др.), что приводит к одинаковым последствиям, ключевым из которых является повышение синтеза провоспалительных цитокинов. Чрезмерное выделение цитокинов и других биологически активных веществ является повреждающим фактором - проявлением вторичной токсической аутоагрессии.
Острый эндотоксикоз протекает как каскадный процесс. Развитие и прогрессирование его связано с несоответствием между образованием (поступлением и т.д.) токсичных субстанций, в том числе образующихся в результате последующей токсической аутоагрессии и способностью организма их трансформировать, нейтрализовать и элиминировать. Существенное значение могут иметь нарушения соотношений между веществами-антагонистами в гуморальных регуляторных системах: ферменты–антиферменты, оксиданты-антиоксиданты, цитокины - антицитокины (растворимые рецепторы к цитокинам) и т.д. [59].
Развитию интоксикации препятствует целый ряд органов и систем: легкие, почки, печень, ЖКТ, кожа, иммунная система. С точки зрения теории функциональных систем П.К. Анохина [38] [11]их можно объединить в функциональную систему детоксикации (ФСД). Если детоксикационная функция органа страдает, ее на какое-то время может заместить другой орган. Часто такое замещение имеет форму патологической компенсации. Следующий орган быстро теряет детоксикационную функцию. В патологический процесс вовлекаются все новые органы с развитием синдрома множественной органной дисфункции (недостаточности), а затем и несостоятельности.
Исходя из взаимоотношений эндогенной интоксикации и возможностей ФСД можно выделить четыре стадии развития эндотоксикоза (табл. 9-1).
Стадия эндотоксикоза | Эндогенная интоксикация | Функциональная система детоксикации |
---|---|---|
1. Компенсации |
Появление избытка первичных эндогенных токсических субстанций |
Адекватное усиление работы функциональной системы детоксикации |
2. Напряжения |
Развитие вторичной аутоагрессии |
Неадекватное усиление работы функциональной системы детоксикации. Дисфункция органов функциональной системы детоксикации |
3. Субкомпенсации |
Прогрессирование вторичной аутоагрессии |
Недостаточность функциональной системы детоксикации и органов жизнеобеспечения |
4. Декомпенсации |
Развитие жизнеугрожающих нарушений |
Несостоятельность функциональной системы детоксикации и органов жизнеобеспечения |
В стадии компенсации ФСД полностью компенсирует токсическую нагрузку. В стадии напряжения скорость наработки токсических субстанций совпадает с максимальными возможностями ФСД. В стадии субкомпенсации наработка токсических субстанций определенно превышает возможности ФСД. И наконец, в стадии декомпенсации развивается несостоятельность органов ФСД и появляются угрожающие жизни метаболические и функциональные нарушения. Концентрация любой ЭТС в конкретной клинической ситуации отражает результирующую скорости образования этой субстанции, скоростей ее накопления и распределения в тканевых и клеточно-мембранных депо и скоростей ее биотрансформации или элиминации основными и дополнительными путями (рис. 9-1).

Для определения лечебной тактики и выбора оптимальной программы интенсивной терапии эндотоксикоза необходимо установить не только сам факт токсемии и интоксикации, которая в острых и подострых случаях, как правило, очевидна, но и обеспечить диагностику выраженности вторичной токсической аутоагрессии. Попытка опереться в решении этих задач только на маркеры интоксикации, подобно исследованию содержания ксенобиотиков, или на исследование конечных и промежуточных продуктов обмена в жидких средах организма - в плазме крови, лимфе, ликворе - недостаточно информативна. Такое исследование, несомненно, дает информацию о первичном аффекте интоксикации, ориентирует в ее источниках и механизмах, но практически этого всегда недостаточно для определения направления и всей программы лечения. Более полное представление формируется при рассмотрении эндотоксикоза в ракурсе баланса эндогенной интоксикации и возможностей ФСД.
Все эти подходы могут найти реализацию в практической деятельности лабораторной службы, обеспечивающей ежедневную деятельность блоков и отделений реанимации и интенсивной терапии, кабинетов, отделений и центров экстракорпоральной гемокоррекции.
Таким образом, необходимо выделить лабораторные критерии нескольких уровней:
-
маркеры начальной токсинемии или острого отравления, если они четко очерчены в данной клинической ситуации;
-
лабораторные критерии, характеризующие вторичную токсическую аутоагрессию; они ориентированы на оценку реакции организма данного больного на первичную и вторичную интоксикацию, а также позволяют определять динамику токсичности компонентов внутренней среды и стадию эндотоксикоза;
-
показатели, характеризующие работу ФСД, органов и систем жизнеобеспечения организма.
Вместе с тем важно оценивать и влияние самого активного детоксикационного воздействия, которое нередко может быть дополнительным стрессорным фактором, иногда довольно агрессивным. Достаточно частое и быстрое определение (мониторинг) этих параметров - основное условие оперативного врачебного контроля в ходе интенсивной терапии. Алгоритм оценки таких показателей представлен в табл. 9-2.
Показатель | Цель исследования |
---|---|
Показатели, характеризующие начальную токсинемию |
Установить наличие значительной интоксикации и, возможно, получить информацию о ее источнике |
Маркеры вторичной токсической аутоагрессии. Группа маркеров интоксикации и показателей интегральной токсичности биологических жидкостей (кровь, лимфа, моча, слюна, ликвор) |
Интегрально оценить степень выраженности эндогенной интоксикации |
Показатели, характеризующие баланс гуморальных регуляторных систем |
Выявить нарушения соотношений между веществами-антагонистами |
Показатели, характеризующие функционирование органов и систем, в первую очередь функциональной системы детоксикации |
Определить, какие жизненно важные органы поражены и каковы функциональные резервы остальных |
Базисные (организменные) клинико-функциональные и лабораторные показатели |
Показать, угрожают ли первичная токсинемия и эндотоксикоз существованию организма, и в чем это выражается |
9.2. Диагностика начальной токсемии
Количественная оценка ЭТС - специфического маркера конкретной формы эндогенной интоксикации - лишь иногда может предоставить полноценную информацию, но не всегда является абсолютным критерием начальной токсемии.
Определение уровня лактата крови на фоне критического состояния организма больного и гипергликемии позволяет оценить выраженность лактоацидоза, но только его сопоставление с другими показателями углеводного обмена позволяет отнести это явление к постгипоксическому ацидозу или к лактоацидозу как проявлению критической декомпенсации СД. Другим вариантом, подтверждающим наличие диабетогенной природы эндогенной интоксикации, считается определение кетоновых тел, особенно если оно соотносится с данными исследования кислотно-основного состояния крови и уровнем осмолярности.
При оценке глубины эндогенной интоксикации при механической желтухе можно ориентироваться на уровень билирубина в крови, который соотносится с выраженностью психических расстройств и тяжестью гепатоцеллюлярной недостаточности. Однако во многих случаях информации только об уровне и динамике гипербилирубинемии явно недостаточно для диагностики эндотоксикоза на фоне печеночной несостоятельности.
Устойчивое повышение уровня калия в плазме крови (гиперкалиемия выше 6 ммоль/л) позволяет думать об опасности дальнейшей его задержки в организме с развитием критического состояния и жизненной необходимости активной детоксикации. Это особенно должно привлечь внимание, если существенно снижено мочеотделение и определяются признаки гиперкалиемии на ЭКГ.
Высокий уровень азотистых шлаков в крови (остаточного азота, мочевины, мочевой кислоты) позволяет связывать развитие начальной токсемии с поражением почек и ретенцией этих токсичных субстанций, хотя возможен и продукционный механизм развития азотемии. Обычно на фоне многих вариантов эндогенной интоксикации имеется сочетание этих двух механизмов, поэтому чтобы выделить преобладающий из них, приходится расширять исследование: наряду с мочевиной исследовать остаточный азот крови, а также определять индекс расщепления, то есть долю полипептидов в общем пуле остаточного азота. В норме индекс расщепления равен 0,16–0,24; при продукционной азотемии он возрастает более 0,32. Возможен и чисто ретенционный характер азотемии, который связан с электролитными расстройствами в форме хлорипривной азотемии. Она обычно наблюдается при гипохлоремическом гипокалиемическом алкалозе, что дополнительно требует определения концентрации ионов хлора и бикарбоната.
Определение активности панкреатических ферментов в сыворотке крови, особенно протеина и липаз и их ингибиторов, может характеризовать уровень энзимно-продукционной эндогенной интоксикации при деструктивном панкреатите. Определенное значение при этом имеет место забора крови на исследование. Если представлять значение легких как органа детоксикации, наиболее полную информацию о маркерах данного вида эндогенной интоксикации может предоставить смешанная венозная кровь (из центральной вены или правого предсердия), дающая представление об уровне данных маркеров до того, как такая токсическая информация будет "переработана" легкими.
Намного точнее глубину патологического процесса в поджелудочной железе отражает исследование панкреатических ферментов в лимфе грудного лимфатического протока (если он дренирован с целью детоксикации).
Этот подход выявляет значение лимфатической системы в транспорте ЭТС из интерстиция поврежденных органов в кровь. Определенную информацию может предоставить исследование белкового спектра лимфы и ее коллоидно-осмотического давления. У больных с выраженной интоксикацией анализ первых ее проб выявляет тенденцию к повышению общего белка (выше 40 г/л) с увеличением концентрации грубодисперсных белков (IgM, сиалопротеины, гаптоглобины и другие макроглобулины), что свидетельствует о наличии не только диспротеинемии, но и деструктивно-дегенеративного процесса, вызывающего интоксикацию.
Критерием тяжести эндогенной интоксикации при рабдомиолизе в результате размозжения мягких тканей, при синдроме длительного раздавливания больших мышечных массивов или его нетравматическом аналоге - синдроме позиционного сдавления, синдроме реперфузии после операций на магистральных сосудах конечностей может оказаться уровень миоглобина крови или активность КК. Возможность получения информации с помощью данных маркеров в травматологической и хирургической практике позволяет с известным допущением использовать их и при ишемических поражениях миокарда. Хотя доля этих факторов эндогенной интоксикации в общем пуле ЭТС при таком патологическом явлении, как острый инфаркт миокарда, существенно меньше, чем при обычном рабдомиолизе.
Несомненно, представляет интерес изучение содержания регуляторных факторов (гормонов, биологически активных веществ, медиаторов тканевого обмена и воспаления) в качестве ЭТС. Действительно, выявление патологического уровня тиреоидного гормона или регуляторного пептида, например вазоинтестинального пептида, или простагландинов позволяет судить о выраженности эндогенной интоксикации и предполагать пути ее дальнейшего развития. Важную информацию для определения тактики лечения может предоставить и исследование первичных мессенджеров иммунного ответа ИЛ-1 и ФНО. Однако эти методики доступны только крупным отечественным стационарам и диагностическим центрам.
Среди тестов, отражающих иммунопатологическое влияние первичного аффекта эндотоксикоза, наиболее часто определяют уровень ЦИК и комплемента в крови. Во всяком случае повышение концентрации ЦИК при одновременном снижении уровня С3-компонента комплемента может свидетельствовать об избыточности образования иммунных комплексов. Они могут стать как фактором первичного патогенного воздействия, так и фактором вторичной аутоагрессии и способствовать тканевым и органным проявлениям эндотоксикоза.
Основным пусковым фактором (триггером) инфекционно-воспалительного эндотоксикоза являются эндотоксины - липополисахариды (ЛПС) - фрагменты стенки грамотрицательных бактерий. Эндотоксемия выявляется при самых различных патологических состояниях (сепсис, шок, тяжелая травма, дыхательная, почечная и печеночная несостоятельность, состояния после кардиохирургических операций, трансплантации органов и др.), но наиболее патогномонична для грамотрицательного сепсиса. Столь частая встречаемость эндотоксемии связана с повышенной проницаемостью кишечной стенки, свойственной любому критическому состоянию (кишечная стенка - это один из наиболее чувствительных к гипоксии органов), и транслокацией кишечной микрофлоры, в частности кишечной палочки, в лимфатические и кровеносные сосуды с последующим запуском каскада системной воспалительной реакции.
Сложность определения эндотоксина в биологических жидкостях связана с наличием в них большого количества нейтрализующих его активность факторов, таких как липополисахарид-переносящий белок (LBP), мембрано-ассоциирующиеся молекулы гранулоцитов и моноцитов (CD11/CD18, CD14 и др.), поверхностные структуры тромбоцитов, сериновые протеазы и др. [26].
До последнего времени об уровне эндотоксемии судили на основе ЛАЛ-теста (limulus amoebocyte lysate assay). В основе этого теста лежит способность лизата амебоцитов (клеток крови) мечехвоста - сухопутного краба Limulus рoliphemus - специфически реагировать с эндотоксинами грамотрицательных бактерий (ЛПС).
В качестве контрольного стандарта эндотоксина (КСЭ) при проведении ЛАЛ-теста, как правило, используются высокоочищенные препараты, полученные из E. сoli (обычно штаммов 0113:Н10 или 055:В5). Во флаконе КСЭ содержится определенное количество лиофилизированного ЛПС, обычно 10 нг. Средняя активность этих препаратов составляет 10 МЕ/нг, но с каждой конкретной серией ЛАЛ-реактива она может быть немного больше или немного меньше. Для каждой серии ЛАЛ-реактива производитель проверяет эту активность по Международному стандарту эндотоксина и указывает ее значение в сертификате активности. Обычно она колеблется от 5 до 15 МЕ/нг [45]. Соответственно уровень эндотоксина может представляться в нг (нг/мл) или международных единицах активности эндотоксина МЕ (МЕ/мл или ЕЭ/мл).
В настоящее время в распоряжении врачей появился новый более чувствительный хемилюминесцентный метод определения эндотоксина - ЕАА™ - Endotoxin Activity Assay (Spectral Diagnostics Inc., Канада). Анализ активности эндотоксина является первым и единственным количественным анализом, утвержденным Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) и контролирующими органами ЕС для измерения эндотоксина в цельной крови пациента, оценки риска возникновения тяжелого сепсиса и исключения грамотрицательных инфекций.
Результаты анализа активности эндотоксина отображаются в единицах активности эндотоксина (АЭ):
-
менее 0,40 единиц АЭ - низкий уровень активности эндотоксина, низкий риск развития сепсиса, исключение возникновения грамотрицательных инфекций;
-
0,40–0,59 единиц АЭ - средний уровень активности эндотоксина, повышенный риск развития сепсиса;
-
больше или равно 0,60 единиц АЭ - высокий уровень активности эндотоксина, высокий риск развития сепсиса.
Зависимость АЭ от концентрации эндотоксина представлена на рис. 9-2 [80].

Потенциально патологическим считается уровень эндотоксина, начиная с 50 пг/мл (АЭ - 0,4) [80]. У пациентов с высоким уровнем эндотоксина (≥300 пг/мл или АЭ ≥0,6) в первый день поступления в отделение интенсивной терапии, риск развития тяжелого сепсиса в последующие 24 ч в три раза выше, чем у пациентов с низкими значениями [104, 105, 116, 125].
Следует помнить, что в основе анализа активности эндотоксина лежит измерение хемилюминесценции собственных лейкоцитов пациента в присутствии иммунных комплексов ЛПС-IgM (антиЛПС IgM-реагент в составе набора), поэтому тест может давать заниженные результаты при выраженной нейтропении, например, у онкогематологических больных.
Учитывая особенности метода, результаты анализа активности эндотоксина в настоящее время используют скорее в качестве биомаркера сепсиса, чем как метод прямого определения эндотоксина в крови пациентов [26].
Еще одним методом определения эндотоксина является разработанный в НЦССХ им. А.Н. Бакулева полуколичественный МАЧ-тест (МАЧ - метод активированных частиц), основанный на реакции прямой агглютинации с использованием полимерных химических микросфер с иммобилизованными моноклональными антителами к эндотоксину грамотрицательных бактерий. Недостатком теста является субъективизм при оценке результатов реакции. Рабочий диапазон теста (2–3СА) находится в зоне концентраций 7,5–125 пг/мл. При высоком уровне эндотоксина (4СА ~ 125–500 пг/мл) необходимо разведение пробы и повтор исследования, что еще больше снижает точность результата.
Сравнительная характеристика методов определения эндотоксина (ЛПС) в биологических жидкостях представлена в табл. 9-3.
Название | Характеристика | Среда | Единицы измерения | Диапазон измерения |
---|---|---|---|---|
Анализ активности эндотоксина, Spectral Diagnostics (Канада) |
Количественный |
Кровь |
АЭ |
АЭ 0,2–1,0. ~ 25–4000 пг/мл |
Хромогенный ЛАЛ-тест (по конечной точке), Hycult biotech (Нидерланды) |
Количественный |
Сыворотка |
ЕЭ/мл или пг/мл |
0,01–10 ЕЭ/мл. 1,4–1000 пг/мл |
Кинетический хромогенный, Lonza Group Ltd (Швейцария) |
Количественный |
Сыворотка |
ЕЭ/мл |
0,005–50 ЕЭ/мл |
Кинетический турбидиметрический ЛАЛ-тест, Fujifilm Wako Chemicals (США) |
Количественный |
Сыворотка |
ЕЭ/мл |
0,001–10 ЕЭ/мл |
МАЧ-Endotox.spp (Россия) |
Полуколичественный, не требует специального оборудования |
Сыворотка |
4 степени активирования частиц (СА) |
1СА - отриц. результат. 2СА ~ 7,5–30 пг/мл. 3СА ~ 30–125 пг/мл. 4СА ~ 125–500 пг/мл |
Исследование уровня эндотоксина приобретает еще большую актуальность в связи с внедрением в клиническую практику методов экстракорпоральной гемокоррекции (селективная гемосорбция липополисахаридов), селективно удаляющих эндотоксин из крови больных и существенно улучшающих выживаемость при грамотрицательном сепсисе при наличии септического шока и множественной органной несостоятельности [75, 130, 145].
Исследования японских ученых показали, что наибольшее улучшение показателя выживаемости больных с сепсисом при ЛПС адсорбции наблюдается у наиболее тяжелой категории пациентов при недостаточности четырех и более органов, имеющих тяжесть состояния по шкале SSS (Sepsis Severity Score) >40 баллов [144]. Это свидетельствует, что эндотоксин (ЛПС) является не только показателем начальной токсемии, а постоянно действующим триггерным фактором, поддерживающим существование эндотоксикоза.
Многокомпонентность факторов агрессии, которые лежат в основе даже начальных стадий эндотоксикоза, возможность прямого и косвенного потенцирования патогенных факторов на фоне первичной токсемии, индивидуальность адаптационных реакций организма конкретного пациента создают трудности для прямого мониторинга выраженности эндогенной интоксикации по алгоритму "фактор - уровень интоксикации" или "фактор - стадия эндотоксикоза". Имеет значение и функциональный фон, на котором развивается эндотоксикоз, например, выраженность дегидратации, гипопротеинемии и анемии, состояние функциональной системы детоксикации.
9.3. Диагностика вторичной аутоагрессии
Эндотоксикоз как стадийный процесс имеет определенные особенности в зависимости от инициирующего его заболевания или повреждения на ранних стадиях своего развития, но постепенно, по мере развития вторичной аутоагрессии, приобретает универсальный характер [23, 59].
Для оценки выраженности вторичной аутоагрессии можно использовать прямые и косвенные методы.
В косвенных методах степень аутоагрессии определяется, как правило, интегрально по изменению количества и свойств определенных компонентов внутренней среды организма или биологических объектов, попадающих в условия аутоинтоксикации. Это могут быть собственно клетки крови пациента, их соотношение, функции, транспортные белки крови, клетки других организмов, например сперматозоиды крупного рогатого скота, и сами организмы, например мыши.
В прямых методах определяется уровень веществ, являющихся непосредственными факторами аутоагрессии. Это продукты извращенного обмена веществ (наиболее показательны при продукционном (обменном) и ретенционном эндотоксикозе, продукты перекисного окисления липидов (наиболее показательны при реперфузионном эндотоксикозе), острофазовые белки и цитокины [наиболее показательны при инфекционном (инфекционно-воспалительном) эндотоксикозе]. С учетом многофакторности аутоагрессии целесообразно включение в диагностический процесс нескольких прямых методов.
Общепринятым критерием для оценки острого эндотоксикоза до последнего времени считают лейкоцитарный индекс интоксикации (ЛИИ), первый вариант которого был предложен отечественным хирургом Я.Я. Кальф-Калифом в 1941 г. Исходная информация для расчета ЛИИ общедоступна, иногда даже нет необходимости определять всю лейкоцитарную формулу крови, достаточно подсчитать только содержание нейтрофилов.
Варианты расчета ЛИИ:



где Сег - сегментоядерные нейтрофилы, %; Пал - палочкоядерные нейтрофилы; Юн - юные нейтрофилы; Мие - миелоциты; ПлК - плазматические клетки; Ли - лимфоциты; Мо - моноциты; Эо - эозинофилы; Ней - суммарно нейтрофилы, %; Лей - лейкоциты, тыс./мкл.
После периода увлечения этим показателем в настоящее время все чаще соотносят увеличение ЛИИ при остром эндотоксикозе прежде всего с инфицированностью внутренней среды организма больного. Тем более что процессы инфицированности при критических состояниях могут быть связаны не столько с заносом патогенных или условно-патогенных микроорганизмов из внешней среды, сколько с поступлением бактерий и их токсинов из легких и желудочно-кишечного тракта. Независимо от выбора конкретной формулы классического определения ЛИИ (Кальф-Калифа или Островского), важным фактором снижения его информативности является аутоаллергизация, которая легко возникает на фоне затяжного течения эндотоксикоза и ведет к увеличению содержания эозинофилов. Именно поэтому при оценке следует учитывать возможность избыточной тканевой антигенной нагрузки или аллергизации, например, связанной с длительным применением антибиотиков, препаратов крови и других лекарственных средств. В этих случаях более предпочтительна формула Химич–Костюченко или более грубый тест в виде определения соотношения Ней/Ли.
Новые возможности по анализу клеточных популяций и их морфологии (средний объем нейтрофилов, ширина распределения нейтрофилов по размеру, средний объем моноцитов, ширина распределения моноцитов по размеру и др.) появляются при использовании гематологических анализаторов с VCS (Volume-Conductivitu-Scatter)-технологией, позволяющих проводить дифференциальный автоматический анализ клеток крови без существенных морфологических изменений в нативном состоянии [72, 115, 120].
Интересную информацию могут предоставить сопоставления клинической стадии инфекционно-воспалительного эндотоксикоза со степенью деструкции лейкоцитов под влиянием ЭТС [23] либо изучение ультраструктурных изменений лейкоцитов с помощью электронной микроскопии. Однако эти методы требуют сложного оснащения либо высокой квалификации исследователя и нередко малопригодны для оперативного контроля уровня интоксикации из-за инертности цитологических изменений.
В большей степени задачам лабораторного мониторинга глубины такого эндотоксикоза соответствуют методы определения количества моноцитов и гранулоцитов, изучения их фагоцитирующей активности в "Фаготесте", функциональной активности нейтрофильных гранулоцитов и моноцитов путем оценки их хемотаксической миграционной функции в "Мигратесте" и активности окислительного взрыва в "Бурстесте" методом ПЦ или их аналогами, так и проведение хорошо себя зарекомендовавших простых тестов с нитросиним тетразолием (НСТ-тест) или исследование содержания лизосомальных катионных белков (ЛКТ-тест). В последнем случае производится окраска мазков периферической крови специальным красителем (прочным зеленым) и цитохимическая оценка окраски по В.Е. Пигаревскому с определением среднего цитохимического коэффициента. Этот коэффициент в сочетании с исследованием других критериев позволяет ориентироваться в характере эндотоксикоза, установить его стадию, оценить эффект лечения и получить прогностическую информацию.
При рассмотрении эритрона как диффузно распространенного по всему организму органа, включающего костный мозг, циркулирующие эритроциты и механизмы утилизации функционально недееспособных и "старых" эритроцитов на фоне эндотоксикоза можно нередко выявить изменения, которые будут соотноситься с глубиной эндотоксикоза. Обычно они проявляются в анемии, изменениях среднего содержания гемоглобина эритроцитов, готовности их к разрушению и, наконец, в изменении состояния эритроидного ростка КМ в отношении продукции и созревания эритробластов. Некоторые изменения определяются ретенцией ингибиторов эритропоэза и отражают воздействие эндогенной интоксикации на органы их биотрансформации и экскреции, другие могут оцениваться с точки лихорадочного или субстанционного эритродиэреза и мембранного повреждения эритроцитов.
С мембранотоксическим действием ЭТС напрямую связано возрастание в циркулирующей крови количества патологических форм эритроцитов (сфероцитов, сферостоматоцитов, кодоцитов, эхиноцитов). Наоборот, возрастание доли дискоидных форм свидетельствует о снижении токсической нагрузки и эффективности проводимых лечебных мероприятий.
Методами выбора оперативной оценки мембранного повреждения эритроцитов на фоне эндогенной интоксикации являются: изучение пластичности или деформируемости эритроцитов, определение редукционной способности эритроцитов по А.А. Тогайбаеву, А.В. Кургузкину [48] или оценка проницаемости эритроцитарных мембран с помощью мочевинного гемолиза по В.Е. Марусанову, А.В. Бичуну [30]. Чем более выражен эндотоксикоз, тем более загружена мембрана эритроцитов ЭТС, тем менее пластичными они оказываются, тем выше фильтрационное давление.
Методика определения редукционной способности эритроцитов (в авторском варианте Тогайбаева–Кургузкина - сорбционной способности) информирует о состоянии восстановительной активности эритроцитов при взаимодействии с метиленовым синим. Эта активность меняется по мере изменения проницаемости эритроцитарной мембраны: в начале каскада эндотоксикоза она снижена (мембрана становится "жесткой"). Затем, при повреждении ее бислойной структуры и взаимодействии индикатора с внутриэритроцитарными субстанциями, редукционная способность возрастает выше нормы, что свидетельствует о клеточной дезорганизации.
Те же процессы характеризует динамика теста Марусанова–Бичуна: первичное снижение проницаемости мембран эритроцитов, возрастание ее на стадии аутоагрессии с последующим снижением. Последнее свидетельствует о глубоком повреждении эритроцитарных мембран с переходом от их высокой проницаемости к патологическому уплотнению.
Об изменениях гликокаликса эритроцитов можно судить на основании методики Р.А. Арцишевской и К.А. Самойловой [2] с альциановым синим.
Диагностическое значение имеет и состояние транспортной функции эритроцитов, так как в условиях значительной эндогенной интоксикации транспорт ЭТС осуществляется не только за счет связывающей способности альбумина, но и мембран эритроцитов. Транспортные характеристики мембран эритроцитов можно исследовать с помощью метода флюоресцентного зондирования с использованием в качестве зонда анилиннафталина сульфата [59]. Увеличение показателей сорбируемости такого химического зонда в условиях эндогенной интоксикации свидетельствует об изменении топографии поверхностного заряда и рельефа поверхностной мембраны эритроцита. На фоне эффективной детоксикации нефизиологичная активность эритроцитарной мембраны отчетливо уменьшается.
Динамику развития эндотоксикоза хорошо отражает такой показатель, как "резерв связывания альбумина", который является мерой детоксикационной функции сывороточного альбумина и зависит от загруженности его активных центров метаболитами и токсинами. Он рассчитывается, исходя из общей и эффективной концентрации альбумина, определяемой с помощью флюоресцентных зондов по методике Ю.А. Грызунова и Г.Е. Добрецова [18].
Для объективизации выраженности эндогенной интоксикации предложен ряд биологических тестов, таких, например, как определение летальности мышей с блокированной РЭС в ответ на введение сыворотки крови больного с клинически отчетливым эндотоксикозом, воздействие этой же сыворотки на миграцию лейкоцитов в гемокультуре по Катонишвили, на культуру клеток куриного эмбриона, изолированную петлю кишки.
Дискуссию до сих пор вызывает тестирование токсичности плазмы и сыворотки крови на простейших (парамециях, тетрахименах). Установлено, что, несмотря на всю привлекательность этих тестов в связи с простотой методик исследования и быстротой, они оказались информативными только на ранних стадиях эндотоксикоза и дают трудно интерпретируемые результаты при глубоком эндотоксикозе.
Особняком стоит метод исследования токсичности внутренних сред организма по двигательной активности подвижных клеток макроорганизма, какими могут быть сперматозоиды крупного рогатого скота. Сперматозоиды - единственные клетки млекопитающих, эволюционно приспособленные к существованию вне организма в средах простого состава без изменения своих функциональных свойств. Это обеспечивает большую универсальность исследования при достаточной стабильности биореагента (при хранении в замороженном виде в жидком азоте). Показано, что с помощью данного теста можно оперативно контролировать не только выраженность эндогенной интоксикации, но и корректировать проводимое лечение. Однако он не позволяет отличать начальную токсемию от вторичной аутоагрессии.
Наиболее известным продуктом извращенного обмена веществ является лактат. Уровень лактата в крови - это результат соотношения его продукции и элиминации. Повышенный уровень лактата может быть результатом повышенной продукции, сниженной элиминации или того и другого одновременно (при дисфункции печени и почек) [122].
Нормальные концентрации лактата в цельной крови или плазме <2,0 ммоль/л. Повышение от 2,0 до 3,9 ммоль/л считается умеренным, ≥4 ммоль/л - значительным.
Состояние, при котором уровень лактата повышается выше 5 ммоль/л, а рН крови снижается ниже 7,25 называется лактат-ацидозом (лактоацидозом). Это метаболический ацидоз с большой анионной разностью (≥10). Лактоацидоз, как правило, развивается остро. Резкое увеличение содержания в крови лактата может быстро закончиться смертельным исходом, особенно при наличии гипотензии. Общепринятой в настоящее время является следующая классификация лактоацидоза.
-
Тип А: наблюдается при гипоксии и гипоперфузии. Тканевая гипоксия развивается при отравлении угарным газом, тяжелой астме и тяжелой анемии, тяжелой сердечной недостаточности, отеке легких; гипоперфузия развивается в состоянии шока (кардиогенного, геморрагического, септического).
-
Тип Б: не связан с гипоперфузией, является причиной повышенной потребности в кислороде из-за нарушений обмена веществ. Подразделяется на три подтипа:
-
Б1 - ассоциирован с такими заболеваниями как диабет, болезни печени и почек, некоторые инфекции, неопластические процессы, судорожный синдром, травмы и др.;
-
Б2 - вызывается некоторыми препаратами или ядами (ацетаминофен, бигуаниды, кокаин, диэтиловый эфир, метанол, этанол, налидиксовая кислота, теофиллин и др.);
-
Б3 - включает редкие наследственные заболевания (нарушениями митохондриального окисления, некоторые болезни углеводного обмена и органические ацидурии).
-
Лактоацидоз необходимо дифференцировать от кетоацидоза, почечного ацидоза, интоксикации салицилатами, отравления метанолом или этиленгликолем. Определение уровня кетоновых тел, креатинина, мочевины, фосфатов в крови помогает правильной диагностике кетоацидоза и ацидоза, вызванного недостаточностью почек. При интоксикации салицилатами вначале может быть дыхательный алкалоз, затем развивается ацидоз с увеличением концентрации лактата, пирувата и ацетоуксусной кислоты. Определение концентрации салицилатов в крови помогает правильной диагностике [47].
К лабораторным критериям дифференциальной диагностики лактоацидоза относятся:
Выявление причины лактоацидоза и дифференциальная диагностика его типа является решающим фактором для выбора стратегии лечения [121].
Доказана роль оценки уровня лактата крови у больных, находящихся в критическом состоянии (при сепсисе, травме, полиорганной недостаточности, гипоксии мозга, острой дыхательной недостаточности, острой сердечной недостаточности и др.) [47], в качестве:
Установлена связь уровня лактата с тяжестью состояния по шкале SOFA, с 28-суточной летальностью, с госпитальной летальностью [94, 114, 151].
Повышение уровня лактата в сыворотке крови выше 2 ммоль/л при отсутствии гиповолемии является независимым критерием септического шока согласно Третьему международному консенсусу определения сепсиса и септического шока (Сепсис-3) [137]. Сепсис-ассоциированная гиперлактатемия является следствием как замедленного метаболизма лактата, так и его повышенной продукции. Концентрация лактата коррелируют с тяжестью сепсиса, его осложнениями и смертностью [94].
С учетом короткого времени полужизни (20 мин) уровень лактата может использоваться для оперативного мониторинга (каждые 2 ч) эффективности проводимой терапии и связанного с эффективностью прогноза. В этом случае полезен расчет клиренса лактата (Kлакт ) по следующей формуле [66]:

где Слакт - концентрация лактата.
Терапия считается эффективной, если клиренс лактата составляет 10% и более.
Для оценки дисфункции печени и почек целесообразно сочетанное измерение лактата и глюкозы. Глюкоза и лактат связаны через гликолиз и глюконеогенез, которые являются составными частями цикла Кори (глюкозо-лактатный цикл). Глюконеогенез осуществляется в печени и почках. Низкие уровни глюкозы в сочетании с высокими уровнями лактата указывают на нарушение цикла Кори и связаны с наибольшим риском возникновения ОПП, дисфункции печени и госпитальной смертностью [96].
Кроме определения лактата в биологических жидкостях несомненные перспективы имеет неинвазивная диагностика - исследование лактата в выдыхаемом воздухе) [1].
Одним из проявлений вторичной аутоагрессии может быть лавинообразное нарастание в биологических жидкостях концентрации продуктов клеточной дезорганизации, неполного распада и неферментного превращения белков крови и тканей. Они представлены в основном среднемолекулярными пептидами (СМП) с молекулярной массой 500–5000 Да [14]. Основным источником образования СМП считается усиление неферментного протеолиза, в том числе и белков крови (фибриногена, альбумина, тромбина), в результате которого и образуются продукты высокой функциональной активности. Например, установлена возможность выделения среди этих субстанций пептидов, близких к известным биорегуляторам ангиотензинам и энкефалинам, которые и сами относятся к этому классу веществ. Некоторые из них ингибируют эритропоэз и угнетают продукцию гемоглобина, тормозят глюкогенез и синтез ДНК, оказывают цитотоксическое действие, обладая выраженными свойствами нарушать проницаемость клеточных мембран и мембранный транспорт веществ, вызывают нарушения микроциркуляции и лимфодинамики в легких с развитием их отека и прогрессирующего легочного уплотнения [59].
Наиболее точно фракцию СМП можно выделить методами гель-хроматографии на носителях, методами жидкостной и газовой хроматографии, масс-спектрометрии или ультрафильтрации [12, 29]. Однако они требуют или дорогостоящего оборудования и расходных материалов, или трудоемки, в связи с чем не могут быть широко использованы.
В настоящее время в клинической практике используют экспресс-метод определения СМП (олигопептидов) по методике М.Я. Малаховой [29, 33]. Принцип метода заключается в выявлении субстанций, содержащих пептидные группы, с помощью реакции Лоури после осаждения крупномолекулярных белков 15% раствором трихлоруксусной кислоты. В цельной артериальной крови у здоровых людей содержится 0,30–0,60 г/л олигопептидов, в венозной крови концентрация несколько выше и составляет 0,35–0,65 г/л.
Отдельно следует сказать о применении для выявления СМП спектрофотометрических методов, например, методики определения молекул средней массы (МСМ) по Н.И. Габриэлян [13] или методики определения молекул низкой и средней массы по М.Я. Малаховой [29]. Результаты этих скрининговых методов не всегда коррелируют с данными хроматографического анализа. Причина заключается в том, что максимум поглощения в ультрафиолетовой области спектра имеют многие вещества, не относящиеся по молекулярной массе к МСМ: креатинин, мочевина, глюкоза, нуклеотиды, аминокислоты и т.д. В этой области спектра имеют значительное поглощение также многие инфузионные средства, длительно циркулирующие в сосудистом русле (лиофилизированная плазма - 0,411, желатиноль - 0,464, плазма консервированной крови 10-дневного хранения - 0,733, аминокровин - 1,450 и т.д.). Естественно, лабораторно оцениваемый в данном случае субстрат является крайне расплывчатым и неопределенным.
Тем не менее эти методики из-за своей простоты и доступности продолжают применяться в клинической практике. И, несмотря на нечетко отражаемый уровень СМП, они характеризуют одно из проявлений вторичной аутоагрессии, а именно появление большого количества неидентифицированных веществ. Субстрат этих методов - небелковые вещества любой природы: мочевина, креатинин, мочевая кислота, глюкоза, молочная, пировиноградная и другие метаболические кислоты, аминокислоты, жирные кислоты, ХС, фосфолипиды и их дериваты, продукты перекисного окисления липидов и т.д., накапливающиеся в организме в концентрациях, превышающих нормальные [59].
Сопоставление данных клинического обследования и лабораторных критериев эндогенной интоксикации, получаемых в ходе лечения больных с острым эндотоксикозом, довольно часто свидетельствует об отчетливой зависимости между содержанием МСМ и клинической выраженностью эндотоксикоза. Ухудшение состояния пациента, связанное со снижением транспорта кислорода в организме, и клинические проявления гипоксии, как правило, сочетаются со значительным повышением уровня МСМ в крови. Наибольшие изменения их содержания наблюдаются при множественной органной несостоятельности при сочетании нарушений жизненно важных функций, обеспечивающих транспорт кислорода, биотрансформацию и элиминацию токсических субстанций. В меньшей степени накопление МСМ наблюдается при изолированной блокаде функциональной системы детоксикации, но самый низкий уровень их отмечен у пациентов с изолированным нарушением функциональной системы транспорта кислорода.
Высокое содержание МСМ в плазме крови характерно больше для резорбционно-тканевой, ретенционной и микробной интоксикации на различных этапах развития острого панкреатита, нежели при чисто энзимной интоксикации в самом начале его развития, хотя клинически значимая связь токсинемии на этой стадии с энцефалопатией, реакцией дыхательной и сердечно-сосудистой систем не вызывает сомнения. При энзимной интоксикации в связи с деструктивным панкреатитом уровень МСМ может быть практически нормальным за счет высокой активности панкреатических протеаз. При шунтовой печеночной коме уровень МСМ также обычно низок, хотя необходимость активной детоксикации для таких пациентов не вызывает сомнения.
Эффективность проводимых активных мероприятий по детоксикации, патогенетически достаточно обоснованных, четко отражается на уровне МСМ в плазме крови. Динамика их содержания является критерием эффективности применяемой терапии. При этом изменения концентрации обычных маркеров эндогенной интоксикации, например мочевины, креатинина и других, не всегда соответствуют динамике уровня МСМ, хотя и отражают особенности их метаболизма, транспорта или ретенции. Различия между обычными клинико-лабораторными критериями эндотоксикоза у конкретного пациента и уровнем МСМ в плазме крови подтверждают особенности путей развития токсемии и неоднородность токсических субстанций, входящих в эту группу веществ.
Наибольшую информацию о вторичной аутоагрессии можно получить с помощью методики определения молекул низкой и средней массы по М.Я. Малаховой [29]. По нашему мнению, более правильное название исследования - ультрафиолетовая спектрофотометрия кислотоустойчивых фракций биологических жидкостей. Суть ее заключается в регистрации спектрограммы супернатанта после осаждения крупномолекулярных белков 15% раствором ТХУ (оптимально при шаге длины волны 0,5 нм). После измерения проводят анализ спектрофотометрической кривой, определяют индекс токсичности, представляющий собой площадь фигуры, ограниченной кривой, и другие индексы. Ценную диагностическую информацию дают сравнения кривых плазмы, эритроцитов, мочи и других биологических жидкостей [59]. Для проведения полного анализа требуется двухлучевой спектрофотометр типа Spekord или СФ-121. Для сокращенного варианта исследования пригоден любой отечественный спектрофотометр.
Спектрограмма сыворотки крови каждого человека определяет его метаболический профиль и достаточно индивидуальна. По существу, мы имеем дело с новым показателем внутренней среды организма человека. Можно провести параллель с близким по смыслу показателем - осмоляльностью. Осмоляльность определяется количеством осмотически активных веществ, а характер спектрограммы определяется количеством оптически активных веществ, поглощающих свет в ультрафиолетовой области спектра (230–300 нм). Изменения характера спектрограмм характеризуют меру метаболического ответа организма на любую агрессию [35]. Точность исследования тем выше, чем точнее откалиброван прибор и чем ближе условия забора материала к стандартным (утром, натощак, спокойная обстановка и т.д.).
Нормальная спектрограмма плазмы крови (рис. 9-3) при длинах волн 238 и 242 нм имеет сопряжение с осью абсцисс (нулевые значения экстинкции). Как правило, в указанном диапазоне регистрируются вещества катаболического происхождения, ксенобиотики, продукты распада клеток тканей, микроорганизмов и т.д. В биологических жидкостях здорового человека такие вещества, если и имеются, то в незначительном количестве, то есть ниже порога чувствительности метода. Именно поэтому появление высоких значений экстинкции при длинах волн 238, 242, 246 нм всегда свидетельствует о патологических процессах в организме. Начиная с 246 нм, в норме спектрограмма имеет равномерно восходящие значения экстинкции с максимальными значениями при длине волны 282 нм (0,250–0,350 е.о.п.).

Спектрограмма эритроцитов имеет вид параболы с максимумом экстинкции при длине волны 258 нм (0,700–0,800 е.о.п.). Увеличение высоты параболы свидетельствует о возрастании количества метаболитов, сорбированных на гликокаликсе и/или находящихся внутри эритроцитов. Уменьшение позволяет предположить снижение гематокрита вследствие гемодилюции, увеличения проницаемости мембран эритроцитов и выхода части содержимого из клетки, нарушение гликокаликса эритроцитов, снижение в них количества макроэргических соединений и др. Определенную дифференциацию можно произвести, определив спектрограмму отмытых эритроцитов.
Спектрограмма мочи имеет два максимума: первый при длине волны 240–244 нм, соответствующий пику содержания мочевой кислоты, креатинина и других веществ, и второй, соответствующий максимуму содержания основных веществ в плазме крови (282 нм). В зависимости от величины диуреза у здоровых лиц может различаться лишь высота кривой. При патологии наиболее показательным является сравнение спектрограмм плазмы и мочи.
На основании характера спектрограмм плазмы крови, эритроцитов и мочи в процессе развития и прогрессирования эндотоксикоза М.Я. Малахова выделяет пять биохимических фаз эндогенной интоксикации (рис. 9-4) [29, 33].

В первой, начальной, фазе интоксикации наблюдается увеличение высоты эритроцитарного пика при неизмененной спектрограмме плазмы (компенсаторная фаза); во второй фазе увеличивается концентрация метаболитов как в плазме, так и в эритроцитах (фаза накопления продуктов из очага агрессии); для третьей фазы характерна стабилизация спектрограммы эритроцитов (полное насыщение) и дальнейшее увеличение высоты спектрограммы плазмы (фаза обратимой декомпенсации органов функциональной системы детоксикации); наконец, четвертой фазе свойственно снижение высоты эритроцитарного пика до нормы и ниже (вероятно, вследствие изменения структуры мембраны эритроцитов) и продолжающийся рост количества оптически активных веществ в плазме (фаза несостоятельности систем гомеостаза и необратимой декомпенсации функциональной системы детоксикации). Довольно редко удается наблюдать пятую, терминальную, стадию эндогенной интоксикации, когда отмечается значительное повреждение мембран, сопровождающееся снижением содержания метаболитов как на эритроцитах, так и в плазме крови (фаза полной дезинтеграции систем и органов).
Фазы эндогенной интоксикации в зависимости от этиологического первичного фактора имеют различия только во временном интервале и могут быть как быстротечными, так и более медленными, и зависят от исходного состояния органов функциональной системы детоксикации. Независимо от происхождения интоксикации, эти фазы имеют универсальный характер и общие закономерности развития. Изучая спектрограммы различных сосудистых регионов и мочи, можно оценить метаболическую функцию легких (артериальная и венозная кровь), почек (артериальная кровь и моча; при отсутствии артериовенозной разницы - венозная кровь и моча), кишечника (кровь из периферической артерии и портальной вены), печени (портальная вена - легочная артерия).
Внедрение новых технологий (газовая и жидкостная хроматография, масс-спектрометрия и ЯМР-спектроскопия) и развитие метаболомики позволили по-новому, более прецизионно, взглянуть на метаболический профиль организма - метаболом. В настоящее время описаны метаболомы биологических жидкостей человека - мочи, ЦСЖ, плазмы, выдыхаемого воздуха и т.д. Последние исследования показали, что метаболомика может выявить специфические признаки болезни, которые могут иметь важную роль в диагностике, прогнозе и мониторинге течения заболевания [52, 79, 95, 153].
Среди большого пула различных метаболитов, присутствующих у больных в критических состояниях выявлена группа метаболитов, имеющих отношение к микроорганизмам. Сформулирована концепция интеграции метаболизма человека и его микробного сообщества, предполагающая непосредственное участие микробных метаболитов в механизмах патогенеза критических состояний [4, 5]. Ароматические сигнальные микробные метаболиты (фенилпропионовая кислота, п-гидроксифенилмолочная кислота, п-гидроксифенилуксусная кислота, фенилмолочная кислота) могут применяться для мониторинга состояния пациентов в критических состояниях [6].
Еще одно проявление вторичной аутоагрессии - накопление продуктов свободнорадикального окисления и нарушение баланса оксидантов и антиоксидантов. Чаще всего в жидких средах организма определяются показатели активности продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ). В некоторых ситуациях они могут быть использованы и для оценки начальной токсемии, например, при лучевой болезни или так называемом феномене реперфузии.
Следует подчеркнуть, что достаточно полную информацию о процессах свободнорадикального ПОЛ нельзя получить, основываясь на одном-двух критериях (определение концентрации малонового диальдегида, диеновых конъюгатов) в силу стадийности этого процесса, включающего ответную антиоксидантную активность (АОА). Исходя из упрощенной схемы конечного этапа образования продуктов ПОЛ (рис. 9-5), можно предположить обязательность исследования не только уровня самих продуктов во внутренней среде организма больного, но и оценки антиоксидантной активности, во всяком случае, хотя бы уровня церулоплазмина и каталазы, если невозможно исследовать активность супероксиддисмутазы (СОД) либо общую антиоксидантную активность.

Кроме этих показателей, могут быть использованы такие критерии АОА, как суммарная пероксидазная активность, уровень внеэритроцитарного гемоглобина, активность тиолдисульфидных и аскорбатных групп белков плазмы. Несомненным проявлением вторичной аутоагрессии является системная воспалительная реакция (СВР) или синдром системного воспалительного ответа (ССВО; англ. systemic inflammatory response syndrome, SIRS).
Понятие ССВО введено в 1992 г. [61]. Клинико-лабораторными критериями ССВО являются:
Биохимическое проявление ССВО (СВР) - времязависимое выделение в системный кровоток белков острой фазы и других медиаторов воспаления (рис. 9-6).

В настоящее время описано уже более шестидесяти различных биомаркеров, характеризующих СВР [103].
Традиционно в качестве основных острофазовых белков рассматривались α1 -гликопротеин (орозомукоид), α1 -антитрипсин, С-реактивный белок, гаптоглобин и фибриноген. Эти белки синтезируются в основном активированными макрофагами печени. При воспалительном процессе их содержание в крови быстро нарастает, достигая максимума через 2–3 дня (табл. 9-4). Дифференциальная диагностика острофазовой реакции представлена в табл. 9-5.
Белок | Время, ч | Увеличение уровня, разы |
---|---|---|
С-реактивный белок |
6–10 |
10–1000 |
Сывороточный амилоид А |
6–10 |
10–1000 |
α2 -Макроглобулин |
10 |
10 |
α1 -Антитрипсин |
24–48 |
2–4 |
Фибриноген |
24–48 |
2–3 |
Гаптоглобин |
24–48 |
2–3 |
С3, С4 комплемента |
48–72 |
1–2 |
Прокальцитонин |
6–10 |
10–1000 |
Эластаза нейтрофилов |
2–8 |
2–6 |
Реакция | α1 -Гликопротеин | α1 -Антитрипсин | С-реактивный белок |
---|---|---|---|
Острофазовая реакция |
Повышение |
Повышение |
Повышение |
Гиперкортикостероидемия |
Повышение |
Норма |
Норма |
Гиперэстрогенемия |
Норма |
Повышение |
Норма |
Начало острофазовой реакции |
Норма |
Норма |
Повышение |
Разрешение острофазовой реакции |
Повышение |
Повышение |
Возвращение к норме |
Наиболее простым и в то же время достаточно специфичным методом оценки СВР является количественное определение С-реактивного белка [146]. СРБ - это белок с молекулярной массой около 115 кДа. Он является не только диагностическим маркером, но и фактором патогенеза, способным усиливать повреждение тканей [124]. Отличается длинным периодом полужизни (19 ч) и медленной динамикой изменения концентрации. Его нормальная концентрация составляет <5 мг/л. До 10–30 мг/л содержание СРБ повышается при вирусных инфекциях, метастазировании опухолей, вялотекущих хронических и некоторых системных ревматических заболеваниях, до 40–100 мг/л (а иногда и до 200 мг/л) - при бактериальных инфекциях, обострении некоторых хронических воспалительных заболеваний и повреждении тканей (хирургические операции, острый инфаркт миокарда), до 300 мг/л и более - при тяжелых генерализованных инфекциях, ожогах и сепсисе [10].
Этот показатель успешно используют как для скрининга развития острого воспаления, особенно после травм, ожогов, операций, так и для контроля эффективности терапии. После операции уровень СРБ будет тем выше, чем тяжелее проведенная операция и чем более она травматична. При неосложненном течении послеоперационного периода концентрация С-реактивного белка (СРБ) достигает максимума (до 150 мг/л) на 2-е сутки после операции и возвращается к норме к 3–5-м суткам. Более высокие показатели и (или) отсутствие положительной динамики свидетельствуют о развитии инфекционного (инфекционно-воспалительного) эндотоксикоза.
Концентрация СРБ >200 мг/л в течение 10 дней и чаще всего сопутствует неблагоприятному исходу заболевания. У пациентов терапевтического профиля диагностически значимой величиной, характеризующей инфекционный эндотоксикоз, является концентрация СРБ >50 мг/л (при условии отсутствия обострения хронического аутоиммунного заболевания, тромбоза глубоких вен, острого панкреатита и метастазирующей опухоли).
В сомнительных случаях для повышения специфичности и чувствительности определение СРБ можно дополнить гранулоцитарным индексом (отношение незрелых нейтрофилов к сегментоядерным - при воспалении больше или равно 0,3) и концентрацией IgM (повышение) [146].
В настоящее время наиболее часто использующимся тестом при оценке СВР является прокальцитонин (ПКТ). Это полипептид с молекулярной массой 14,5 кДА, предшественник гормона щитовидной железы кальцитонина. У здоровых людей он секретируется С-клетками щитовидной железы. При СВР его основными продуцентами являются макрофаги, активированные бактериальными эндотоксинами или провоспалительными цитокинами. ПКТ обладает свойствами хемоаттрактанта для лейкоцитов и модулирует образование оксида азота эндотелиальными клетками.
Исследование на лабораторных животных показало, что введение ПКТ здоровым животным не приводило к негативным последствиям, а животным с сепсисом - увеличивало смертность в 2 раза [142]. Таким образом, ПКТ является вторичным медиатором СВР.
Особенностью ПКТ является его связь с этиологией СВР. Он позволяет дифференцировать между инфекционной (главным образом, бактериальной) и другими причинами ССВО, такими как травма и аутоиммунные заболевания [109].
Концентрация ПКТ у здоровых людей не превышает 0,05 нг/мл (табл. 9-6). Она слабо зависит от функции почек и приема лекарственных средств. Уровни ПКТ при СВР без инфекции, как правило, менее 1 нг/мл. При локальных бактериальных инфекциях без системных проявлений уровень ПКТ возрастает незначительно (0,3–1,5 нг/мл). Уровень выше 2 нг/мл с высокой вероятностью свидетельствует об инфекционном процессе бактериальной, грибковой, протозойной (малярия) или паразитарной природы, сопровождающемся системным воспалением. Уровни ПКТ выше 10 нг/мл наблюдаются почти исключительно у пациентов с сепсисом или септическим шоком. В этом случае они могут достигать 1000 нг/мл [10, 11].
При сепсисе ПКТ является более ранним маркером, чем СРБ. Он повышается через 3–6 ч от развития системной воспалительной реакции и достигает максимума через 8–12 ч.
В систематическом обзоре и метаанализе ПКТ оказался более специфичным [специфичность 81% (95% ДИ 67–90%)], чем CРБ [67% (95% ДИ 56–77%)] для дифференцирования бактериальной инфекции у госпитализированных пациентов [136]. Другой метаанализ показал, что ПКТ - полезный маркер для ранней диагностики сепсиса у пациентов в критическом состоянии; его чувствительность и специфичность составляли 77% (95% ДИ 72–81%) и 79% (95% ДИ 74–84%) соответственно [152].
Статистически значимый более высокий уровень ПКТ наблюдается у пациентов с грамотрицательной бактериемией по сравнению с грамположительной бактериемией. ЛПС является наиболее сильным стимулятором выброса цитокинов в системный кровоток, что, по-видимому, и влечет за собой более высокую продукцию ПКТ [3, 55]. У новорожденных после кардиохирургических операций уровень ПКТ >5,2 нг/мл можно использовать для дифференциальной диагностики грамотрицательной от грамположительной инфекции (ROC-анализ, специфичность 86%, чувствительность 50%) [3].
Время индукции ПКТ составляет 2–3 ч, время полужизни в норме - 20–24 ч. При тяжелых нарушениях функции почек (ОПН, тХПН) оно может удлиняться до 30–45 ч.
Неспецифическое (не связанное с инфекцией) повышение ПКТ (обычно <5 нг/мл) возможно у детей в 1–2-й день жизни, при длительном и тяжелом кардиогенном шоке, тяжелых и продолжительных нарушениях микроциркуляции другой природы, в первые 3–5 дней после тяжелой травмы, обширного хирургического вмешательства, ожогов, теплового удара, при лечении препаратами, вызывающими высвобождение провоспалительных цитокинов.
После хирургических операций при неосложненном течении послеоперационного периода ПКТ достигает пика через 24 ч после операции и приходит к норме в течение первой недели (обычно через 3–5 дней [140].
Показаниями к исследованию содержания ПКТ являются [15]:
-
диагностика генерализованных форм бактериальных инфекций, сепсиса, септического шока;
-
дифференциальная диагностика ССВО:
-
септического и несептического синдрома острого дыхательного истощения (син. острого респираторного дистресс-синдрома, ОРДС);
-
системных бактериальных и грибковых инфекций и реакции отторжения трансплантата у больных после трансплантации органов;
-
фебрильной нейтропении и сепсиса у иммунокомпрометированных больных;
-
реакций "хозяин против трансплантанта" и инфекционных осложнений бактериальной и грибковой природы.
-
мониторинг состояния пациента, эффективности проводимого лечения и прогнозирования течения сепсиса и септического шока.
Для определения концентрации ПКТ разработаны несколько количественных автоматических и неавтоматических тестов. Наиболее доступен, прост в выполнении, обеспечивает быстрый результат, не требует специального оборудования и участия обученного персонала полуколичественный иммунохроматографический BRACHMS PCT-Q тест (BRAHMS Diagnostica GmbH, Германия) [87].
Интерпретация полученных результатов и алгоритмы принятия решения представлены в табл. 9-6.
Уровень ПКТ | Интерпретация | Рекомендации |
---|---|---|
<0,05 нг/мл |
Нормальный уровень ПКТ (если возраст старше 2 дней). Отсутствие системной воспалительной реакции |
– |
<0,5 нг/мл |
Незначительное повышение ПКТ. Незначительная (недостоверная) системная воспалительная реакция. Возможны локальное воспаление и локальная инфекция |
Повторное исследование ПКТ при наличии клинических показаний |
≥0,5 нг/мл, но <2 нг/мл |
Достоверная умеренная системная воспалительная реакция. Инфекция возможна, но такое повышение встречается и при других состояниях (тяжелая травма, обширная операция, кардиогенный шок и др.). При доказанной инфекции диагноз сепсиса положительный |
Мониторинг ПКТ каждые 6–24 ч до тех пор, пока системная инфекция не будет подтверждена (исключена) микробиологически*. Поиск очага инфекции, при обнаружении, при возможности - его санация (дренирование), начало терапии сепсиса |
≥2 нг/мл, но <10 нг/мл |
Тяжелая системная воспалительная реакция вероятнее всего вследствие инфекции (сепсис), если неизвестны другие причины. Инфекционный процесс неконтролируем. Высокий риск развития органных недостаточностей. Возможен неблагоприятный прогноз |
Ежедневный мониторинг ПКТ*. Интенсивный поиск очага инфекции. Специфическая и поддерживающая терапия сепсиса, антибактериальная терапия. Если уровень не снижается более 4 дней, оценка адекватности и коррекция терапии |
>10 нг/мл |
Выраженная системная воспалительная реакция практически исключительно вследствие тяжелого бактериального сепсиса или септического шока. Часто имеются органные недостаточности. Большой риск летального исхода |
Ежедневный мониторинг ПКТ*. Поиск очага инфекции. Специфическая и поддерживающая интенсивная терапия сепсиса |
*При снижении уровня прокальцитонина (ПКТ) на 30–50% в день инфекция признается контролируемой. Рекомендовано ежесуточное определение ПКТ до достижения уровня <0,5 нг/мл.
По комплексу свойств (быстрая индукция под влиянием преимущественно инфекционных стимулов, высокая стабильность in vitro и in vivo , широкий концентрационный диапазон, хорошая чувствительность и высокая специфичность) ПКТ признается одним из лучших маркеров СВР инфекционного генеза (инфекционно-воспалительного эндотоксикоза) [15, 24, 69, 110]. В концепции определения сепсиса "PIRO" он рекомендуется в качестве биомаркера компонента R - "response" [42].
Недостатком ПКТ является невозможность дифференцировать инфекционную и неинфекционную природу эндотоксикоза при состояниях, сопровождающихся массовой гибелью клеток (тяжелая, в том числе хирургическая, травма и др.), а также отставание (на 1–3 дня) повышения его концентрации в организме от момента появления инфекции в организме.
Новым маркером СВР является пресепсин (ПСП). Это белок имеет молекулярную массу 13 кДа, время полужизни 30–60 мин, время индукции меньше 2 ч. Активация лейкоцитов эндотоксином для образования ПСП недостаточна, для образования ПСП необходим фагоцитоз жизнеспособных бактерий или неинфекционных агентов (например, кристаллов моноурата Na). Предшественником ПСП является mCD14 - мембранный белок макрофагов. В процессе фагоцитоза эластаза, содержащаяся в макрофагах, расщепляет mCD14 c образованием sCD14-ST (ПСП), который выходит в циркуляцию [85, 90, 128, 133–135].
Уровни ПСП резко возрастают еще до повышения концентрации ИЛ-6, а уровни ПКТ - после пика ИЛ-6. Концентрация ПСП больше характеризует фагоцитоз, а концентрация ИЛ-6 - воспаление.
Динамика повышения уровня ПСП в сравнении с другими медиаторами сепсиса представлена на рис. 9-7. Из него следует, что в отличие от ПКТ и СРБ уровень ПСП не повышается при СВР (0–2 сут), но при этом повышается раньше, чем ПКТ, СРБ и ИЛ-6, при развитии сепсиса (3–5 сут).

Его уровень связан с тяжестью состояния при сепсисе [139], коррелирует со шкалами SOFA, MOF, APACHE II [135], пригоден как для ранней диагностики сепсиса, так и для мониторинга его течения и оценки эффективности терапии и рисков развития органной недостаточности и неблагоприятных исходов [106, 113].
ПСП имеет сходную чувствительность при грамположительном, грамотрицательном и грибковом сепсисе. Применимость ПСП для диагноза бактериальной инфекции сравнима с таковой для ПКТ, но клиническая специфичность ПСП намного выше, чем клиническая специфичность ПКТ [76].
Его можно использовать для дифференциальной диагностики активного туберкулеза легких и бактериальной внебольничной пневмонии (чувствительность - 70,8%, специфичность - 83,5%, положительное предиктивное значение - 89,4%) [119], для ранней диагностики бактериальной инфекции при фебрильной нейтропении [101].
Интерпретация полученных результатов и алгоритмы принятия решения представлены в табл. 9-7.
Уровень пресепсина, пг/мл | Интерпретация | Рекомендации |
---|---|---|
<200 |
Сепсис исключен |
Гемокультуры не нужны |
≥300 |
Системная инфекция (сепсис) возможна |
Дальнейшая диагностика, нужен посев крови |
≥500 |
Умеренный риск развития системой инфекции (тяжелый сепсис) |
Терапия после положительных результатов посева крови |
≥1000 |
Высокий риск развития системной инфекции (тяжелый сепсис/септический шок). Высокий риск 30-дневной смертности, сравнимый с APACHE >25 |
Дополнительная интенсивная терапия |
При ОПП и отсутствии сепсиса уровни ПСП повышаются из-за снижения его клиренса. Для таких пациентов "септические" диагностические уровни ПСП примерно в 1,5–2 раза выше, чем для пациентов без ОПП [143].
В качестве маркеров СВР также упоминаются эластаза нейтрофилов, неоптерин, ЛСБ, проадреномедулин (MR-proADM), растворимый сывороточный триггерный рецептор миелоидных клеток (sTREM-1), растворимый рецептор активатора плазминогена урокиназного типа (suPAR), белок HMGB1.
Эластаза нейтрофилов (ELA2) - гликопротеин с молекулярной массой 29 кДа - основная сериновая протеиназа человека, присутствующая главным образом в азурофильных гранулах нейтрофилов, которая может освобождаться как в фагосомную вакуоль, так и во внеклеточное пространство. Этот фермент способен расщеплять широкий спектр субстратов экстрацеллюлярного матрикса, включая эластин, протеогликаны, коллаген и фибронектин. ELA2 является компонентом внеклеточных нейтрофильных ловушек (neutrophil extracellular traps, NETs) и участвует в нетозе - программируемой клеточной гибели нейтрофилов, позволяющей им уничтожать внеклеточные патогены. При воспалении высвобождение эластазы из клеток приводит к быстрой инактивации ее двумя основными ингибиторами-макроглобулинами - α1 -протеиназным ингибитором и α2 -макроглобулином, с образованием комплексов эластаза–ингибитор. При длительной секреции эластаза, секретируемая в очагах воспаления, может вызывать серьезные повреждения тканей. Считается, что эта протеиназа играет важную роль в развитии разнообразных воспалительных нарушений, включая эмфизему легких, сепсис, артриты, нефриты и некоторые заболевания кожи. У человека в бронхоэпителии эластаза индуцирует синтез ИЛ-8. Нормальное содержание эластазы в плазме ~55 нг/мл (29–86 нг/мл) [21, 27, 34].
Уровень ELA2 коррелирует с выраженностью СВР у пациентов с травмой [129]. Концентрация ELA2 >220 нг/мл при СВР является предиктором развития синдрома острого повреждения легких (ОРДС) [102].
Неоптерин - пуриновый нуклеотид с молекулярной массой 253 Да, выделяемый активированными макрофагами. Основным стимулятором его продукции является интерферон-γ, вырабатываемый преимущественно Т-хелперами 1-го типа. В норме концентрация неоптерина составляет в плазме крови - 5,3±2,7 нмоль/л, в ликворе - 4,3±1,0 нмоль/л, в моче - от 100 до 200 мкмоль/моль креатинина в зависимости от пола и возраста [81]. Увеличение концентрации неоптерина обнаружено у пациентов, страдающих вирусными инфекциями: краснухой, корью, ветряной оспой, цитомегаловирусной инфекцией, вирусными гепатитами А, В и С, ВИЧ-инфекцией; паразитозами; аутоиммунными заболеваниями (ревматоидный артрит); при эпизодах отторжения и инфекции у реципиентов аллотрансплантата; злокачественных заболеваниях, легочном туберкулезе, малярии.
При интерпретации полученных результатов необходимо учитывать сохранность функций почек, так как плазменные концентрации неоптерина увеличиваются в результате нарушения его секреции почками. Поскольку неоптерин выделяется из организма с мочой, его экстремально высокие уровни (>200 нмоль/л) обнаружены в плазме крови у пациентов с уремией. В этом случае он не отражает истинную выраженность СВР.
Белок, связывающий липополисахариды (ЛСБ), относится к острофазовым белкам с молекулярной массой 58 кДа, синтезируется гепатоцитами и играет важную роль в презентации ЛПС макрофагам. Комплекс ЛПС-ЛСБ связывается с CD14 и другими рецепторами моноцитов/макрофагов, в результате чего запускается развитие воспалительного ответа. Время полужизни ЛСБ составляет 12–24 ч. Уровень при травме или сепсисе возрастает до максимума на 2–3-й день. Кроме эндотоксина грамотрицательных бактерий ЛСБ может специфически взаимодействовать с компонентами клеточной стенки грамположительных бактерий, микобактерий, микоплазм, спирохет, грибков. Концентрация ЛСБ зависит от тяжести инфекционно-воспалительного эндотоксикоза, но не позволяет дифференцировать инфекционную и неинфекционную природу СВР [118, 156].
Проадреномедулин , а точнее среднецепочечный фрагмент проадреномедулина (MR-proADM), отщепляется от предшественника молекулы адреномедулина. В отличие от адреномедуллина он не подвергается значительному разрушению протеазами и связыванию в тканях и циркулирующей крови. MR-proADM является суррогатным маркером. Поскольку его содержание пропорционально содержанию адреномедулина, по нему судят о содержании адреномедулина. Повышение MR-proADM наблюдается при сердечной недостаточности, раке и инфекциях [43, 63].
Время полужизни MR-proADM в плазме несколько часов. У здоровых людей концентрация MR-proADM составляет 0,4 (0,2–0,97) нмоль/л. Концентрация MR-proADM выше 1,4 нмоль/л свидетельствует о развитии сепсиса, а выше 5,6 нмоль/л через 48 ч после индукции ассоциируется с высоким риском смерти [150].
При сепсисе уровень MR-proADM связан с тяжестью состояния, коррелирует со шкалами SAPS II и APACHE II и уровнем ПКТ и ИЛ-6, пригоден для ранней диагностики сепсиса и оценке рисков развития органной недостаточности и неблагоприятных исходов [62, 63, 149].
sTREM-1 (soluble serum triggering receptor expressed on myeloid cells-1) - растворимый сывороточный триггерный рецептор миелоидных клеток - является фрагментом гликопептидного mTREM-1 рецептора, экспрессированного на поверхности нейтрофилов, зрелых моноцитов/макрофагов. Одним из механизмов возникновения растворимой формы является его освобождение c поверхности клеток путем шеддинга (слущивания) в ответ на стимуляцию лигандами, к которым относятся многие образы патогенности (PAMP) и опасности (DAMP). Вначале повышается экспрессия мембранной формы mTREM-1 на поверхности клеток и вслед за этим происходит увеличение растворимой формы. sTREM1 является естественным рецептором-ловушкой, который может ингибировать активацию mTREM-1 через конкуренцию за естественный лиганд.
sTREM-1 обнаруживается в плазме крови, моче, ликворе и других биологических жидкостях. Показано, что sTREM-1 повышается при сепсисе, пневмонии, септическом артрите, менингите, перитоните и других инфекциях бактериальной, вирусной и грибковой природы, а также при неинфекционных острых и хронических заболеваниях с выраженной СВР, после хирургического стресса. Степень повышения коррелирует с тяжестью состояния и исходом [7, 22, 31, 32, 36, 53, 68, 144]. Средний уровень sTREM-1 в плазме крови при отсутствии инфекции от 0 до 144 пг/мл, у пациентов с сепсисом от 30 до 428 пг/мл [82].
Растворимый рецептор активатора плазминогена урокиназного типа (suPAR) представляет собой растворимую форму поверхностного сигнального рецептора (uPAR), экспрессированного на большинстве лейкоцитов. При воспалительных процессах uPAR отщепляется протеазами от поверхности клеток и высвобождается в виде suPAR. Его концентрацию можно измерить в крови и других биологических жидкостях, включая мочу, ЦСЖ, промывные воды бронхов и слюну. В норме suPAR обнаруживается в плазме крови в небольших, но стабильных концентрациях. При активации иммунной системы в ответ на бактериальную или вирусную инфекцию, онкологические заболевания, ожоги и ревматические заболевания, при заболеваниях, связанных с беременностью уровень suPAR существенно возрастает. Высокие уровни предсказывают смертность при сепсисе, при инфекции ВИЧ-1, при активном туберкулезе и при других заболеваниях, связанных с воспалительным ответом [56, 78, 86, 112, 117].
HMGB1 (high-mobility group protein B1), или амфотерин - белок из группы ядерных негистоновых белков, который у здоровых людей не определяется. Он содержится преимущественно в ядре клеток, где выполняет функции шаперона ДНК. HMGB1 является типичным образом опасности (DAMP), выделяется при некрозе и апоптозе клеток и секретируется активированными макрофагами и моноцитами в качестве провоспалительного медиатора. Связывание HMGB1 с толл-подобными (TLR4, TLR5, TLR6) и RAGE (receptor for advanced glycation - рецептор конечных продуктов гликирования) рецепторами клеток приводит к секреции цитокинов и поддержанию и усилению воспалительной реакции, связывание с гепарином и протеогликанами - к уменьшению содержания тромбомодулина, усилению коагуляции, вплоть до развития диссеминированного внутрисосудистого свертывания крови [28].
Этот провоспалительный цитокин можно обнаружить через 8–12 ч после инициации макрофагального ответа на провоспалительные стимулы, его уровень выходит на плато-фазу через 18–32 ч. Концентрация HMGB1 в плазме возрастает у пациентов с сепсисом, септическим шоком, ДВС синдромом и коррелирует со степенью поражения органов. В проспективном исследовании измерения HMGB1 у выживших и умерших отличались, чувствительность и специфичность составили 66 и 67% соответственно. Уровень HMGB1 >4 нг/мл был связан с повышением риска смерти в 5,5 раза [56].
Одними из наиболее ранних маркеров инфекционного эндотоксикоза и СВР в настоящее время считают цитокины (ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, ФНО и др.). Определение ИЛ-6 сегодня начинает использоваться для ежедневного мониторинга этих процессов [77]. Увеличение его концентрации до 15–80 нг/л на сутки опережает появление лихорадки и других клинических симптомов системного воспаления, а уровень более 150 нг/л, как правило, свидетельствует о наличии сепсиса, достигая при грамотрицательном сепсисе 400–500 нг/л, а при грамположительном - 2000 нг/л и более [141].
Кроме гуморальных маркеров СВР, существуют и клеточные. Одним из них являются CD64+ нейтрофилы. CD64 - это мембранный белок, гликопротеин, являющийся рецептором к IgG. Он постоянно экспрессирован только на макрофагах и моноцитах, но после активации цитокинами, такими как ИФНγ и гранулоцитарный колониестимулирующий фактор, может экспрессироваться и на гранулоцитах. Наличие CD64 на поверхности нейтрофилов считается признаком инфекции и сепсиса [91, 156]. Метаанализы по клиническому применению данного маркера продемонстрировали высокие уровни его чувствительности [73, 103, 154].
Наибольшей выраженности СВР достигается при септическом шоке. В результате многочисленных исследований показаны сложные динамически изменяющиеся взаимоотношения различных цитокинов при этом состоянии. Установлено, что ответная реакция со стороны клеток иммунной системы на бактериальную агрессию имеет двухфазный характер [84]. Первая фаза обусловлена продукцией провоспалительных (ФНОα, ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, ИФНγ), вторая - противовоспалительных (ИЛ-4, ИЛ-10, ТФР-β) цитокинов. При этом чрезмерная выраженность или продолжительность той или иной фазы может негативно сказываться на течении и исходе заболевания. Крайней степенью выраженности первой фазы является септический шок. Вторая фаза проявляется тяжелым иммунодефицитом, присоединением нозокомиальной инфекции, нарушениями репаративных процессов в организме. Ситуация осложняется тем, что при несанированном очаге инфекции возможно многократное повторение этих фаз и наложение их друг на друга. Особенно наглядно это видно при использовании современных высокоэффективных методов гемокоррекции (различные варианты гемофильтрации и др.), позволяющих быстро купировать выброс медиаторов в кровь и тем самым прерывать развитие каскада воспалительных реакций [126].
В настоящее время становится понятным, что определение концентрации в крови какого-то одного биомаркера недостаточно информативно, не позволяет объективно оценить ситуацию и принять правильное клиническое решение. Для корректной оценки состояния пациента требуется одномоментная оценка многих цитокинов из разных групп (например, провоспалительных и противовоспалительных, вырабатываемых Т-хелперами 1-го типа и Т-хелперами 2-го типа).
В настоящее время активно внедряются комбинированные подходы с определением нескольких биомаркеров, а также "системы балльной оценки", в которых используются и клинические, и лабораторные маркеры [83, 132].
Определенный прорыв наметился в связи с разработкой технологии мультиплексного анализа с использованием принципа иммуноферментного анализа (ИФА) на микрошариках и детекции их на проточном цитофлюориметре (eBioscience, Beckton Dikenson, Bio-Rad) [70]. Она позволяет проводить количественные исследования до 100 различных белков и пептидов в одном образце. Сегодня уже используется в клинической практике панель из 17 цитокинов, относящихся к различным, функционально значимым группам (ИЛ-1β, -2, -4, -5, -6, -7, -8, -10, -12, -13, -17, ИФН-γ, ФНОα, Г-КСФ - гранулоцитарный колониестимулирующий фактор, ГМ-КСФ - гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор, MCP-1 - макрофагальный хемотаксический фактор, MIP-1β - макрофагальный белок воспаления).
Опубликованные результаты применения данной технологии у пациентов с сепсисом и септическим шоком [39, 67] позволяют надеяться на кардинальное улучшение ситуации с лечением данной категории больных. Появился метод комплексного оперативного мониторинга течения воспалительного процесса, который позволит осмысленно использовать имеющиеся и разрабатывать новые методы лечения.
Компания Roche Diagnostics для возможного рутинного лабораторного использования маркеров сепсиса (ИЛ-6, ПКТ) производит электрохемилюминисцентные тесты, которые определяют эти маркеры в течение 20 мин, что, конечно же, позволяет более широко использовать их в скрининге, диагностике и мониторинге сепсиса и эндотоксикоза. Свое место в скрининговой диагностике занимают и полуколичественные экспресс-тесты для ряда цитокинов (Interleukin-6 QuickLine, Interleukin-8 QuickLine, Milenia Biotec, Германия), что позволяет максимально приблизить исследование к постели больного и повысить оперативность получения результата.
Дальнейшее развитие медицинской науки, несомненно, будет способствовать расширению арсенала лабораторных критериев, позволяющих оценивать выраженность аутоагрессии в ответ на развитие эндогенной интоксикации.
9.4. Лабораторная оценка функций органов и систем
Диагностика такого патологического процесса, каким является эндотоксикоз, невозможна без оценки функции органов и систем организма больного. При самых разнообразных причинах эндотоксикоза клинические проявления последнего характеризуются активацией основных функциональных систем организма и претерпевают, как правило, двухфазное развитие.
В первой фазе, на ранних стадиях, для него характерна активация основных систем жизнеобеспечения организма как ответная стрессорная реакция на экстремальное воздействие ЭТС. Темп нарастания клинических и лабораторных проявлений этой фазы в определенной мере зависит от скорости накопления продуктов первичного аффекта во внутренней среде, так как еще не успели включиться механизмы долгосрочной адаптации. Эта фаза характеризуется возбуждением нервной системы больного (бессонница, раздражительность, повышенная возбудимость). Одновременно возрастают частота дыхания и минутная вентиляция легких с повышением потребления О2 , с учащением сердечных сокращений и гипердинамическим режимом кровообращения, антидиурезом, нарушениями кишечной моторики, лихорадкой, лейкоцитозом и сдвигом лейкоцитарной формулы с высоким ЛИИ.
Во второй фазе эндотоксикоза, на поздних стадиях его развития, при расширении источников эндогенной интоксикации и прогрессирующем поступлении факторов вторичной агрессии во внутреннюю среду расстройства жизненно важных функций и основных обменных процессов становятся еще более значительными. Это подтверждается накоплением факторов вторичной агрессии (МСМ, олигопептидов, продуктов ПОЛ и др.). Такие сдвиги во внутренней среде происходят на фоне отчетливого нервно-психического угнетения, может развиться острый интоксикационный психоз, переходящий в ступор и кому, что сочетается с различными вариантами органной патологии вплоть до развития последовательно развивающейся полиорганной несостоятельности (ПОН).
Общепринятой является оценка функции внутренних органов по концентрации продуктов обмена веществ (креатинин, билирубин, мочевина и т.д.) и активности ферментов крови. Существует множество схем, алгоритмов, классификаций, но в диагностике эндотоксикоза наиболее конкретным и рациональным является принцип, заложенный в системах объективизации тяжести состояния больных (APACHE, SAPS, SOFA, MODS и др.) [16, 100].
Поскольку уровень метаболита является отражением процессов его образования и удаления, он изменяется с некоторым опозданием по сравнению с изменением функции перерабатывающего органа. Именно поэтому для своевременной диагностики различных патологических состояний, осложняющих эндотоксикоз (острая почечная и печеночная недостаточность, синдром дыхательного истощения), более целесообразно использовать индексы, оценивающие функцию органов.
Развитие острого повреждения легкого с последующим формированием прогрессирующего легочного уплотнения в ответ на воздействие циркулирующих ЭТС на легочные микрососуды и повышение сосудистой проницаемости проявляется вначале артериальной гипоксемией с гипокапнией, которая на поздних стадиях легочного поражения сменяется гиперкапнией. Гипоксемия как фактор поражения дыхательной функции легких появляется еще при достаточно "рентгенологически чистых" легких. Исследование на таком фоне первичных, а особенно вторичных факторов эндогенной интоксикации, например, биологически активных веществ, МСМ и других, в артериальной и центральной (смешанной) венозной крови позволяет точно определить момент, когда легкие из органа детоксикации превращаются в источник дополнительных ЭТС. В это время индекс токсичности венозной крови становится меньше, чем индекс токсичности артериальной крови [59], осмолярность венозной крови начинает несколько превышать осмолярность артериальной крови, изменяется характер тромбоэластограмм артериальной и венозной крови [8].
В крови, оттекающей от легких, повышается концентрация биологически активных веществ - серотонина, брадикинина, простагландинов и др. [17]. Этот этап является показателем глубокого повреждения легкого как органа жизнеобеспечения: нарушения негазообменных или метаболических функций легких идут впереди расстройств рутинно доступной лабораторному исследованию в клинике газообменной функции.
Исследование напряжения О2 и СО2 и насыщения гемоглобина артериальной и смешанной венозной крови кислородом с помощью быстродействующих анализаторов позволяет оперативно произвести лабораторную оценку кислородного режима организма у больных, находящихся в критическом состоянии, определив формализованный показатель по Г.А. Шифрину (табл. 9-8) [57]. Для этого достаточно рассчитать отношение величины аНbО2 к градиенту аНbО2 - vHbO2 .
Состояние кислородного режима | Показатель напряженности |
---|---|
Напряженное |
2,9 и менее |
Сбалансированное |
3,0–3,6 |
Избыточное |
3,7 и более |
Кроме того, существенную информацию представляет степень снижения pv O2 (нормальный уровень 35–45 торр, критический - ниже 19 торр), а также величина градиента pv-a CO2 , который в норме составляет 6 торр. Возрастание этого градиента выше 10 торр указывает на существенные нарушения окислительных процессов в тканях, если исключается периферическое шунтирование крови.
Исходя из данных исследований J.A. Weigelt и соавт. (1979–1987), только определение Ра О2 в динамике, несколько раз в сутки, при FiO2 0,4 и при FiO2 1,0 (в ходе оперативного врачебного контроля больного) предоставляет информацию о прогнозе развития легочной дисфункции (рис. 9-8). Если последовательно исследовать эти показатели, то можно выделить больных с высоким риском легочной несостоятельности и вовремя принять необходимые меры.

Для мониторинга газообменной функции легких целесообразно использовать коэффициент PaO2 /FiO2 (индекс оксигенации, респираторный индекс), который в норме больше 500. Снижение индекса оксигенации считается одним из критериев диагностики острого респираторного дистресс-синдрома (pa O2 /FiO2 <300 мм рт.ст.) и критерием его тяжести (табл. 9-9).
Тяжесть острого респираторного дистресс-синдрома | Критерий |
---|---|
Легкий |
200 мм рт.ст. <pa O2 /FiO2 ≤300 мм рт.ст. при ПДКВ или ППДП ≥5 см вод.ст. |
Среднетяжелый |
100 мм рт.ст. <pa O2 /FiO2 ≤200 мм рт.ст. при ПДКВ ≥5 см вод.ст. |
Тяжелый |
100 мм рт.ст. ≤pa O2 /FiO2 при ПДКВ или ≥5 см вод.ст. |
Примечание : ПДКВ - положительное давление в конце выдоха; ППДП - положительное давление в дыхательных путях.
Выделяют три морфологические стадии ОРДС [65]:
В настоящее время кроме морфологических и временных критериев появились лабораторные критерии (биомаркеры) стадий ОРДС, которые могут быть исследованы как в сыворотке (плазме) крови пациента, так и в бронхоальвеолярном лаваже [41, 65, 71, 93, 138, 155] (табл. 9-10).
Патофизиологические особенности ОРДС | Биомаркер |
---|---|
Экссудативная фаза |
|
Повреждение эпителиальных клеток легких |
|
Альвеолоциты I типа |
sRAGE, HTI56 , |
Альвеолоциты I типа |
SP-A, SP-B, SP-D, SP-C, KL-6 |
Клетки Клара |
CC16 |
Повреждение эндотелия |
Ang-1, Ang-2, ICAM-1, селектины, VEGF, vWF |
Повреждение внеклеточного матрикса легких |
Ламинин, эластин/десмозин, MMPs |
Воспалительные медиаторы |
|
Провоспалительные |
ИЛ-1β, ФНОα, ИЛ-18, -6, -8, СРБ, HMGB1 |
Противовоспалительные |
sФНОα-R1, ФНОα-R2, ИЛ-10, ИЛ-1RA, LBP |
Свертывание крови и фибринолиз |
PA-1, протеин С, тромбомодулин, тканевой фактор, свободный гемоглобин |
Повышение проницаемости сосудов легких |
Коэффициент EF/PL - соотношение концентраций белка в альвеолярной жидкости и плазме крови (≥0,64) |
Фибропролиферативная фаза |
|
Пролиферация эндотелиальных клеток |
VEGF |
Пролиферация эпителиальных клеток |
KGF, HGF |
Пролиферация фибробластов |
PCP I, PCP III |
- Примечание : sRAGE - растворимая форма рецептора конечных продуктов гликозилирования; HTI56 - мембранный протеин, специфический для человеческих клеток I типа; SP-A, SP-B, SP-D, SP-C - сурфактантные белки A, B, C, D; KL-6 - гликопротеин KL-6 (синонимы: Krebs von den Lunden-6, муцин-1, MUC-1); CC16 - секреторный белок клеток Клара; Ang-1, Ang-2 - ангиопоэтины 1 и 2; ICAM-1 - молекула клеточной адгезии-1; VEGF - фактор роста эндотелия сосудов; vWF - фактор Виллебранда; MMPs - матричные металлопротеиназы; ИЛ-1RA - рецепторный антагонист ИЛ-1; sФНОα-R1, ФНОα-R2 - растворимые рецепторы 1 и 2 ФНО&alpha
-
HMGB1 - high-mobility group protein B1 или амфотерин; LBP - липополисахарид-связывающий белок; PA-1 - активатор плазминогена-1; KGF - фактор роста кератиноцитов; HGF - фактор роста гепатоцитов; PCP I, PCP III - проколлагены I и III.
Наибольший интерес представляют органоспецифические биомаркеры ОРДС, которые имеют непосредственную связь с клетками и тканями легких.
RAGE (receptor for advanced glycation endproducts - рецептор конечных продуктов гликозилирования) экспрессируется всеми клетками организма, но в большей степени представлен на альвеолоцитах 1-го типа. RAGE рассматривается как один из ключевых посредников развития воспалительной реакции при ОРДС, а уровни sRAGE в плазме крови коррелируют с тяжестью развития диффузного альвеолярного повреждения.
Гликопротеин KL-6 (Krebs von den Lunden-6, муцин-1, MUC-1) продуцируется альвеолоцитами 2-го типа. Уровень KL-6 в плазме повышается у пациентов с ОРДС, коррелируя со степенью повреждения легких и вероятностью развития синдрома диссеминированного внутрисосудистого свертывания.
Сурфактантные белки (SP-A, SP-B, SP-D, SP-C) являются показателями деструкции альвеолоцитов 2-го типа. SP-D рассматривается как основной предиктор ОРДС.
Секреторный белок клеток Клара (CC16) продуцируется эпителиальными клетками, выстилающими терминальные бронхиолы. СС16 обеспечивают защиту респираторного тракта от вдыхаемых ксенобиотиков, способствуют активации регенеративных процессов при повреждении.
Определение в плазме крови компонентов внеклеточного матрикса легких также может иметь диагностическое значение, потому что увеличение их уровня свидетельствует как о деструкции легочной ткани, так и о происходящих фиброзирующих процессах в паренхиме легких. Увеличение содержания в лаважной жидкости и сыворотке крови ламинина ассоциируется с неблагоприятным прогнозом. Повышенный уровень десмозина в моче коррелирует с тяжестью течения ОРДС и со степенью деструкции легочной ткани.
Учитывая сложность и многогранность патогенеза ОРДС, в диагностике, мониторинге течения, при прогнозировании исходов целесообразно использовать комплекс биомаркеров. Особое значение имеет ранняя диагностика, так как она может приблизиться к опережающему лечению данного жизнеугрожающего патологического состояния.
В качестве доступных лабораторных критериев токсического повреждения миокарда используют исследование активности сывороточных ферментов. Об отчетливом диффузном или очаговом повреждении миокарда свидетельствуют повышение активности аминотрансфераз (с возрастанием коэффициента de Ritis - отношения АСТ/АЛТ выше 1,46), активности креатинкиназы (КК) и КК-МВ (при одновременном прямом повреждении скелетных мышц - с увеличением коэффициента КК-МВ/КК больше 0,1), миоглобина, тропонинов T и I, ЛДГ, особенно с возрастанием отношения ЛДГ1/ЛДГ2 выше 1,0.
Выраженность токсического гепатотропного синдрома следует оценивать с точки зрения недостаточности синтетической и детоксикационной функций печени, глубины и длительности гипербилирубинемии и ее характера: доли свободного и конъюгированного билирубина (моно- и диконъюгата). Важную информацию может предоставить исследование сывороточной активности индикаторных и специфических ферментов.
Первый, рутинный уровень - исследование активности аминотрансфераз с определением коэффициента де Ритиса, который в таких случаях оказывается ниже 1,0. Нарастание печеночной недостаточности сопровождается гиперферментемией (СДГ, ГГТП, ГлДГ). Несостоятельность функций печени проявляется не столько гиперферментемией, сколько предельным снижением уровня сывороточного альбумина с нарушением синтеза прокоагулянтов протромбинового комплекса, фибриногена, фибринстабилизирующего фактора - фактора XIII, проконвертина и появлением синдрома кровоточивости и энцефалопатии.
Для балльной оценки печеночной недостаточности (ПечН) предложена формула [32]:
ПечН = (К · Б · М · АЛТ)/(О.б. · Г).
где К - креатинин, мкМ/л; Б - билирубин, мкМ/л; М - мочевина, мМ/л; АЛТ - аланинаминотрансфераза, мкМ/(ч · м); О.б. - общий белок, г/л; Г - глюкоза.
В норме этот показатель равен 25–40, а при печеночной недостаточности резко увеличивается, иногда до 1500 и более.
При несостоятельности функции печени и нарастании явлений энцефалопатии одним из основных маркеров эндотоксикоза становится аммиак, обладающий выраженными нейротоксическими свойствами. Его уровень коррелирует с тяжестью печеночной энцефалопатии. Мониторинг концентрации аммиака в этом случае имеет принципиальное значение. По важности он сопоставим с мониторингом мочевины у больных с почечной недостаточностью.
При определении аммиака существует большой риск получения ложно завышенных результатов. Следует учитывать, что содержание аммиака в эритроцитах в 3 раза больше, чем в плазме. Концентрация аммиака нарастает при хранении биологического материала. Пробы и реактивы могут поглощать аммиак из окружающего воздуха.
Проблемы с пробоподготовкой оказались решены при появлении портативного анализатора уровня аммиака в цельной крови PocketChemTM BA с набором реагентов "Ammonia Test Kit II" (Arkray, Inc., Япония). Диапазон измерения составляет от 8 до 285 мкмоль/л, точность измерения (CV) - 4,1%. Время исследования сократилось до 4 мин.
Другие критерии эндотоксикоза, сочетающиеся с поражением печени, такие как плазменная концентрация свободных жирных кислот с короткой цепью, фенола, уменьшение индекса Фишера [Fisher, соотношение суммарной концентрации основных аминокислот плазмы крови с разветвленной цепью к концентрации ароматических аминокислот (Лей + Илей + Вал)/(Тир + Фал)] используются реже. Они доступны только некоторым исследовательским группам, хотя и являются высокоинформативными как в отношении определения степени эндотоксикоза, так и эффекта активной детоксикации.
При всем многообразии лабораторных показателей, характеризующих работу печени, число тестов, непосредственно связанных с ее детоксикационной функцией, ограниченно. О детоксикационной функции косвенно свидетельствует соотношение непрямого и прямого билирубина (косвенная оценка механизма конъюгации с глюкуроновой кислотой) и концентрация аммиака (связана с работой орнитинового цикла).
Напрямую оценить детоксикационную функцию печени можно с использованием печеночных функциональных проб, суть которых заключается во введении в организм вещества, метаболизируемого печенью, и оценку скорости его метаболизма (клиренса). К таким веществам относятся бромсульфталеин, индоциановый зеленый, кофеин, галактоза, лидокаин, аминопирин, метацетин и др. [133].
В настоящее время наиболее удобным тестом является оценка клиренса индоцианового зеленого с использованием технологии LiMON (Pulsion Medical Systems SE, Германия). После внутривенного введения индоцианового зеленого происходит неинвазивная динамическая оценка его концентрации с помощью специального датчика, надетого на палец пациента, с расчетом скорости элиминации из плазмы и клиренса (CICG) [20].
CICG зависит от печеночной перфузии и напрямую связан с объемом паренхиматозных клеток печени [89].
Клиренс индоцианового зеленого является более чувствительным показателем печеночной дисфункции при септическом шоке, чем АЛТ и общий билирубин, коррелирующим с выживаемостью [99].
Он является сильным и независимым предиктором 28-суточной летальности у пациентов в критическом состоянии, в основе которого лежит поражение печени [92].
Оценка детоксикационной функции печени по элиминации индоцианового зеленого с использованием технологии LiMON показана:
-
пациентам в отделении интенсивной терапии при сепсисе, острой печеночной и/или полиорганной недостаточности и сочетанной травме;
-
пациентам со сниженными функциями печени (гепатит, цирроз печени), находящимся на стационарном или амбулаторном лечении;
-
в качестве периоперационного мониторинга функций печени при хирургическом вмешательстве (резекция печени, трансплантация);
-
для диагностики и мониторинга врожденных нарушений функции печени у младенцев и новорожденных.
Почечные проявления эндотоксикоза при остром и затяжном процессе могут обнаруживаться уже при рутинном клиническом анализе мочи в форме "мочевого синдрома". Он проявляется снижением относительной плотности мочи менее 1,010, резко кислым ее характером, протеинурией, цилиндрурией (гиалиновые цилиндры, зернистые и клеточные конгломераты), появлением в моче клеток эпителия почечных канальцев.
Маркером раннего повреждения клубочкового аппарата почек является показатель микроальбуминурии. У здоровых людей экскреция белка с мочой составляет менее 150 мг/дл, а экскреция альбуминов с мочой - менее 30 мг/дл. Нормальные скорость экскреции альбумина с мочой, содержание альбумина и соотношение альбумина и креатинина в моче представлены в табл. 9-11 [40].
Оценка микроальбуминурии | Референтные значения |
---|---|
Скорость экскреции альбумина с мочой, мг/сут |
30–300 |
Скорость экскреции альбумина с мочой, мкг/мин |
20–200 |
Содержание альбумина в ранней утренней порции мочи, собранной за 4 ч, мг/л |
30–300 |
Отношение "альбумин/креатинин", мг/ммоль |
Мужчины - 2,5–25, женщины - 3,5–25 |
Классическими общепринятыми индикаторами ОПН являются повышение уровня креатинина, мочевины и снижение темпа диуреза.
Учитывая существование более 30 различных подходов к диагностике, а соответственно и лечению ОПН, мировым нефрологическим сообществом было проведено несколько согласительных конференций для выработки единой точки зрения. Первые единые критерии ОПН были приняты в 2002 г. на 2-й Международной согласительной конференции Acute Dialysis Quality Initiative (ADQI) Group [64]. Они получили название RIFLE (R - Risk, I - Injury, F - Failure, L - Loss, E - End Stage Kidney Disease). Уровни R, I, F определяются степенью нарушения функции почек, а L и E - клиническим исходом их острого поражения. Основными классификационными признаками являются изменения скорости клубочковой фильтрации (уровня креатинина) и темпа диуреза (табл. 9-12). Уровень (стадия) поражения определяется по худшему из показателей. Критерии RIFLE рекомендовали применять при всех формах ОПН, независимо от этиологии, за исключением первичных заболеваний почек (к примеру, гломерулонефрит).
Уровень (стадия) поражения почек |
Критерий [12] |
||
---|---|---|---|
англ. [13] |
рус. [14] |
клубочковая фильтрация |
диурез |
Risk (риск дисфункции почек) |
Риск |
Повышение SCr [15] более чем в 1,5 раза или снижение клубочковой фильтрации более чем на 25% [16] |
<0,5 мл/кг в час в течение 6 ч |
Injury (повреждение почек) |
Недостаточность |
Повышение SCr более чем в 2 раза или снижение клубочковой фильтрации более чем на 50% [16] |
<0,5 мл/кг в час в течение 12 ч |
Failure (несостоятельность функции почек) |
Несостоятельность |
Повышение SCr более чем в 3 раза или снижение КФ более чем на 75% [16] (быстрое повышение SCr более чем на 44 мкмоль/л и превышение уровня 350 мкмоль/л [17]) |
<0,3 мл/кг в час в течение 24 ч или анурия в течение 12 ч |
Loss (потеря функции почек) |
Потеря функции |
Длительная острая почечная недостаточность (потребность в заместительной терапии функции почек в течение более чем 4 нед) |
|
End-stage renal disease (терминальная хроническая почечная недостаточность) |
Терминальная хроническая почечная недостаточность |
Терминальная почечная недостаточность (потребность в заместительной терапии функции почек в течение более чем 3 мес) |
В 2004 г. была предложена концепция "острого повреждения почек" (ОПП) и создано междисциплинарное сообщество экспертов - Acute Kidney Injury Network (AKIN). ОПП рассматривалось как более широкое понятие, чем ОПН. В 2006 г. AKIN предложила концептуальную модель ОПП (рис. 9-9) [111], а в 2007 г. - диагностические критерии и классификацию тяжести ОПП [108].

Публикация практического клинического руководства по ОПП KDIGO (Kidney Disease Improving Global Outcomes) в 2012 г. фактически завершила формирование концепции ОПП [98]. Кроме ОПП, была выделена острая болезнь почек (ОБП). Взаимоотношения ОПП, ОБП и ХБП представлены на рис. 9-10, а диагностические критерии в табл. 9-13 и 9-14.

Состояние | Функциональные критерии | Структурные критерии |
---|---|---|
Острое повреждение почек |
Увеличение SCr ≥50% в течение 7 дней или увеличение SCr ≥26,5 мкмоль/л (≥0,3 мг/дл) в течение 2 дней или олигурия (диурез <0,5 мл/(кг · ч) в течение 6 ч) |
Нет критерия |
Острая болезнь почек |
Острое повреждение почек или КФ ≤60 мл/(мин · 1,73 м2 ) длительностью менее 3 мес или снижение КФ ≥3% или повышение SCr >50% длительностью менее 3 мес |
Повреждение почек длительностью менее 3 мес |
Хроническая болезнь почек |
КФ ≤60 мл/(мин · 1,73 м2 ) длительностью более 3 мес |
Повреждение почек длительностью более 3 мес |
Неизвестная болезнь почек |
КФ ≥60 мл/(мин · 1,73 м2 ). Стабильный SCr |
Нет повреждения |
Примечание : КФ - клубочковая фильтрация; SCr - уровень креатинина в сыворотке крови.
Стадия | Креатинин в сыворотке крови | Диурез |
---|---|---|
1 |
Уровень SCr в 1,5–1,9 раза выше верхней границы нормы в течение 7 дней или повышение SCr ≥26,5 мкмоль/л (≥0,3 мг/дл) в течение 2 дней |
<0,5 мл/(кг · ч) в течение 6–12 ч |
2 |
Уровень SCr в 2–2,9 раза выше верхней границы нормы |
<0,5 мл/(кг · ч) в течение ≥12 ч |
3 |
Уровень SCr в 3 раза выше верхней границы нормы или уровень SCr ≥353,6 мкмоль/л (≥4 мг/дл) или включение заместительной терапии функции почек или снижение КФ ≤35 мл/(мин · 1,73 м2 ) у пациента моложе 18 лет |
<0,3 мл/(кг · ч) в течение ≥24 ч или анурия в течение ≥12 ч |
Примечание : КФ - клубочковая фильтрация; SCr - уровень креатинина в сыворотке крови.
Так же как и в классификации AKIN, выделяют три стадии ОПП (см. табл. 9-14). Диагностическими критериями являются уровень и скорость прироста концентрации креатинина и темп диуреза, а при 3-й стадии - дополнительно снижение клубочковой фильтрации ≤35 мл/мин/1,73 м2 у пациентов моложе 18 лет и использование заместительной терапии функции почек.
Повышение уровня креатинина и снижение темпа диуреза, безусловно, очень важные показатели. Однако их выраженное изменение, как правило, свидетельствует об уже свершившемся факте повреждения почек (в патологический процесс вовлечена уже большая часть нефронов) и часто не указывает на его причину.
В последнее время активизировались поиски других биологических маркеров, позволяющих диагностировать ОПП на более ранних этапах. В качестве таких маркеров изучаются: в плазме крови - NGAL (нейтрофил желатиназа-ассоциированный липокаин), цисС, pro-ANP (прогормон натрийуретического пептида), карбамилированный гемоглобин; в моче - NGAL, цисС, KIM-1 (молекула почечного повреждения-1), L-FABP (печеночный протеин, связывающий жирные кислоты), ИЛ-18, ИЛ-10, GGT (гамма-глутамилтрансфераза), ЩФ, GST (α- и π-глутатион-S-трансферазы), NAG (N-ацетил-β-глюкозаминидаза), NHE3 (Nа/Н насос изоформа 3), OPN (остеопонтин), RBP (ретинол-связывающий протеин), α1 - и β2 -микроглобулины, TIMP-2 (тканевой ингибитор металлопротеиназы-2), IGFBP7 (связывающий инсулиноподобный фактор роста белок 7), AGT (ангиотензиноген), кальпротектин, CYR-61 (белок, богатый цистеином-61), кластерин, нетрин-1 [37, 74, 131, 147].
Биомаркеры могут использоваться для раннего выявления, дифференциальной диагностики и прогноза ОПП (табл. 9-15).
Раннее выявление |
Дифференциальная диагностика в установленных случаях ОПП |
Прогноз |
|||
---|---|---|---|---|---|
сыворотка |
моча |
сыворотка |
моча |
сыворотка |
моча |
Цистатин С Pro-ANP NGAL Нейтрофил-CD11b |
ИЛ-18 NGAL KIM-1 GST GGT ϖ-GST α-GST AP NAG LDH MMP-9 |
Цистатин С Carb Hb NGAL |
ИЛ-18 NGAL GST NAG α1 -Микроглобулин KIM-1 NEH3 MMP-9 |
ЗТФП |
|
Цистатин С NGAL |
Цистатин С NGAL α1 -Микроглобулин RBP β2 -Микроглобулин NAG α-GST GGT LDH KIM-1 |
||||
Летальный исход |
|||||
ИЛ-6 ИЛ-8 ИЛ-10 |
ИЛ-18 NGAL NAG KIM-1 |
Примечание : AP - щелочная фосфатаза; Carb Hb - карбамилированный гемоглобин; GGT - гамма-глутамилтрансфераза; GST - глутатион-S-трансфераза; ИЛ - интерлейкин; KIM-1 - молекула почечного повреждения-1; LDH - лактатдегидрогеназа; MMP-9 - матриксная металлопротеиназа 9; NAG - N-ацетил-β-глюкозаминидаза; NGAL - нейтрофил желатиназа-ассоциированный липокаин; NHE3 - Nа/Н насос изоформа 3; Pro-ANP - прогормон натрийуретического пептида; RBP - ретинол-связывающий протеин; ЗТФП - заместительная терапия функции почек; ОПП - острое повреждение почек.
Наиболее исследованными из них в настоящее время являются цисС, ИЛ-18, KIM-1 L-FABP мочи и NGAL (табл. 9-16).
Биомаркер | Источник (причина) повышения при ОПП | Физиологическая функция | Значение повышения | Известные показания к использованию |
---|---|---|---|---|
NGAL (моча и плазма) |
Моча: локальный синтез в дистальном отделе нефрона в ответ на повреждение и секреция в мочу. Плазма: системный синтез в ответ на повреждение почек, фильтрация в клубочках, поглощается в клетках проксимальных канальцев с незначительной секрецией в мочу |
Бактериостатическое действие, антиоксидантный эффект, фактор роста и дифференциации. Ограничение и/или уменьшение тяжести повреждения в проксимальных канальцах, стимулирование выживания и пролиферации дистальных канальцев почек |
Повреждение канальцев (ишемическое или токсическое) |
|
Цистатин С (моча и плазма) |
Продуцируется с постоянной скоростью ядросодержащими клетками, фильтруется в клубочке и почти полностью реабсорбируется в проксимальных канальцах |
Ингибитор лизосомальных протеаз и внеклеточный ингибитор цистеиновых протеаз |
Изменение клубочковой фильтрации (повреждение проксимальных канальцев) |
|
KIM-1 (моча) |
Трансмембранный протеин 1-го типа, который имеет высокую экспрессию в утративших способность к дифференцировке эпителиальных клетках проксимальных канальцев после ишемического или токсического повреждения и невыявляемый в нормальных тканях |
Процесс регенерации после повреждения эпителия, рецептор "чистильщик" (scaveneger) для удаления погибших клеток из просвета канальца путем фагоцитоза |
Повреждение канальцев (ишемическое или токсическое) |
|
ИЛ-18 (моча) |
Провоспалительный цитокин, продуцируемый эпителиальными клетками канальцев |
Воспалительный и иммуномодулирующий медиатор |
Повреждение канальцев (ишемическое или токсическое) |
|
L-FABР (моча) |
Уровень в крови определяется продукцией в печени. Почечный L-FABР определяется в цитоплазме проксимальных канальцев |
Почечный L-FABR помогает поддерживать низкий уровень свободных жирных кислот в цитоплазме |
Повреждение канальцев (ишемическое или токсическое) |
|
Примечание : ООП - острое повреждение почек; ОРИТ - отделение реанимации и интенсивной терапии; KIM-1 - молекула почечного повреждения-1; L-FABP - печеночный протеин, связывающий жирные кислоты.
Цистатин С представляет собой полипептид с молекулярной массой 13 кДа. Он относится к ингибиторам лизосомальных протеаз, синтезируется и выделяется в плазму крови всеми ядросодержащими клетками с постоянной скоростью. В отличие от креатинина, на темп выработки цисС не влияют такие факторы, как возраст, пол, мышечная масса, питание, воспалительные реакции. Благодаря небольшому размеру и положительному заряду при физиологическом рН он свободно фильтруется в клубочках, затем поступает в проксимальные канальцы, где реабсорбируется за счет эндоцитоза и затем полностью метаболизируется. В норме в моче цисС практически не определяется.
Концентрация цисС в плазме (сыворотке) крови является маркером гломерулярной дисфункции. Чем тяжелее патология почек, тем хуже цисС фильтруется в клубочках, тем выше его уровень в крови. В настоящее время он признается как самый точный эндогенный маркер скорости клубочковой фильтрации.
Концентрация цисС в моче является маркером тубулярной дисфункции. Повышение его концентрации в моче является предиктором субклинического ОПП и связано с худшими клиническими исходами. ЦисС может быть полезен для прогноза развития ОПП и потребности в диализной терапии.
ИЛ-18 - провоспалительный цитокин с молекулярной массой 24 кДа, структурно подобный ИЛ-1, синтезируется макрофагами и другими клетками организма, в том числе проксимальными извитыми канальцами почек. При ОПП обнаруживается в моче. Повышение концентрации ИЛ-18 в моче более характерно для ишемического ОПП, например после кардиохирургических вмешательств. Его уровень в моче не повышается при ХПН, инфекции МВП и нефротоксическом ОПП.
KIM-1 (kidney injury molecule-1 - молекула почечного повреждения-1) - трансмембранный гликопротеин эпителиальных клеток канальцев почек, который не содержится в почках здоровых людей, но образуется в большом количестве в поврежденных почках, преимущественно в апикальной мембране эпителиальных клеток проксимальных канальцев. KIM-1 участвует в фагоцитозе апоптотических клеток и тем самым способствует ускорению процессов саногенеза и репарации тканей почек при ОПП. Под воздействием металлопротеиназ растворимый фрагмент KIM-1 с молекулярной массой 90 кДа отщепляется от мембраны эпителиальных клеток и выводится с мочой. Увеличение выделения KIM-1 с мочой более специфично для ишемического или токсического поражения почек, не зависит от других повреждающих факторов, персистирует до полного восстановления функции канальцев. Его определение в моче может иметь диагностическое и прогностическое значение.
L-FABP (liver fatty acid binding protein - печеночный протеин, связывающий жирные кислоты) - это цитоплазматический белок с молекулярной массой 15 кДа, который экспрессируется в тканях с повышенным метаболизмом жирных кислот. Он экспрессируется большей частью тканями печени и почек (в извитой и прямой частях почечных канальцев), выполняет функции внутриклеточной утилизации и транспорта жирных кислот, а также продуктов ПОЛ при гипоксии. При повреждении клеток из-за маленького размера очень быстро оказывается в циркуляции. В нормальных условиях L-FABP отсутствует в моче, так как, фильтруясь в клубочках, затем полностью реабсорбируется в проксимальных канальцах. L-FABP в моче является ранним маркером ОПП при остром тубулярном некрозе, сепсисе, при нефротоксическом ОПП, в том числе вызванном рентгеноконтрастными средствами. Может быть полезен для прогнозирования восстановления функции почек без диализа. Министерство здравоохранения, труда и социального обеспечения Японии недавно приняло L-FABP в моче в качестве биологического маркера повреждения канальцев почек.
NGAL (neutrophil gelatinase-asscociated lipocalin) - липокалин-2, ассоциированный с нейтрофильной желатиназой, или сидерокалин, имеет три изоформы: мономерную (Mr 25 кДа), гомодимерную (Mr 45 кДа) и гетеродимерную (мономер, связанный с желатиназой (ММР-9), Mr 135 кДа). Мономерная форма секретируется как нейтрофилами, так и клетками канальцев почек, гомодимерная форма - только нейтрофилами, гетеродимерная - только клетками эпителия канальцев.
NGAL является острофазовым реактантом, который при воспалении высвобождается из нейтрофилов, макрофагов и других клеток иммунной системы, и одновременно маркером ОПП.
Выделяясь в плазму, он свободно фильтруется клубочками, затем большая его часть эффективно реабсорбируется в проксимальных канальцах за счет эндоцитоза. Повышение концентрации NGAL в плазме крови при ОПП связано, прежде всего, со снижением его клубочковой фильтрации. На концентрацию NGAL в плазме крови может влиять ряд факторов, например, ХБП, нефротический синдром, хроническая гипертензия, системные инфекции, воспаление и злокачественные новообразования. Однако увеличение в плазме содержания NGAL при этих расстройствах намного меньше, чем при ОПП.
В моче NGAL появляется при повреждении проксимальных канальцев из-за нарушения реабсорбции и роста синтеза NGAL de novo в дистальных отделах нефрона [9]. Особенно высока его концентрация в моче при прямом выделении из поврежденных канальцев при остром канальцевом некрозе и тубулоинтерстициальной нефропатии или при уротелиальной карциноме.
Многократно показано, что при ОПП происходит повышение уровня NGAL как в сыворотке (в 7–16 раз), так и в моче (в 25–1000 раз).
Главное преимущество NGAL - наиболее раннее по сравнению с другими ренальными маркерами (на 1–2 дня раньше креатинина) повышение его концентрации при развитии ОПП. При этом повышение уровня NGAL пропорционально тяжести развивающегося поражения почек (рис. 9-11). Таким образом, определение NGAL позволяет проводить раннюю диагностику и стратификацию рисков при развитии ОПП. Ранняя диагностика ОПП дает возможность принять клиническое решение за кратчайшее время до наступления ОПП и предпринять активные меры, чтобы остановить ухудшение функции почек.

Интерпретация результатов исследования уровня NGAL в плазме крови представлена в табл. 9-17.
Уровень NGAL, нг/мл | Интерпретация | Рекомендации |
---|---|---|
<100 |
Нет острого поражения почек |
Обычная терапия |
150–300 |
Высокий риск острого поражения почек |
Устранение повреждающего фактора, профилактика острого повреждения почек |
>300 |
Высокий риск острого поражения почек и смерти |
Диализная терапия |
Проведенный в 2009 г. метаанализ 19 исследований в восьми странах, включавших наблюдение 2538 пациентов и посвященных выяснению реальной диагностической значимости NGAL [88], показал его высокую чувствительность (95%) и специфичность (95%) и позволил сделать следующие выводы:
-
1) уровни NGAL являются диагностическими и прогностическими по отношению к ОПП;
-
2) уровни NGAL в плазме, в сыворотке и в моче имеют сходное диагностическое и прогностическое значение;
-
3) пограничные уровни NGAL, позволяющие с оптимальной чувствительностью и специфичностью предсказывать ОПП, установленные в разных исследованиях и у пациентов с ОПП разной этиологии, находятся в диапазоне 100–270 нг/мл;
-
4) наиболее высокий пограничный уровень NGAL для взрослых - 170 нг/мл;
-
5) наиболее высокий пограничный уровень NGAL для детей - 100–135 нг/мл;
-
6) для рутинного измерения NGAL с целью диагностики и прогнозирования ОПП рекомендуется пограничный уровень NGAL, составляющий 150 нг/мл.
Показаниями к исследованию NGAL при патологии почек являются:
-
1) дифференциальная диагностика ОПП, преренальной ОПН и ХБП;
-
2) первичная сортировка пациентов, поступающих в отделения неотложной терапии с неизвестным диагнозом, в том числе с множественными травмами;
-
3) предсказание развития ишемического острого поражения почек после хирургических операций с использованием АИК;
-
4) предсказание развития ОПП при тяжелом сепсисе и септическом шоке;
-
5) предсказание развития нефротоксического ОПП при использовании рентгеноконтрастных препаратов;
-
6) выявление и оценка выраженности нефротоксического эффекта фармпрепаратов;
-
7) прогноз функции и выживаемости трансплантата, развития осложнений, потребности в диализе при трансплантации почки;
-
8) предсказание развития ренальных осложнений после трансплантации печени и сердца;
-
9) прогнозирование потребности в заместительной терапии функции почек и возможное определение показаний к ее раннему началу;
-
10) прогноз исходов лечения пациентов в критических состояниях.
Учитывая, что различные биомаркеры имеют разные патофизиологические функции и механизмы образования, связаны с разными отделами нефрона и их концентрация достигает максимума в разное время после воздействия повреждающего фактора, большие перспективы имеет их комбинированное использование (рис. 9-12).

Поскольку клетки почечных канальцев являются одними из самых энергозависимых и, соответственно, чувствительных к гипоксии клеток в организме человека, острый канальцевый некроз является наиболее частой причиной острого повреждения почек. И поэтому для ранней диагностики ОПП (в том числе дифференциальной диагностики преренальной и ренальной форм) целесообразно исследовать функцию канальцев - концентрационные функции почек.
В настоящее время наиболее чувствительным показателем канальцевой дисфункции считают клиренс осмотически свободной воды (СН 2 О ). В норме он составляет от –1,2 до –3 мл/мин, увеличивается, то есть сдвигается в положительную сторону, при развитии почечной недостаточности. Величины СН 2 О более –0,30 мл/мин свидетельствуют о глубоких морфологических повреждениях с потерей гипертоничности мозгового вещества почек, определяющих способность концентрировать мочу. По увеличению СН 2 О можно диагностировать ОПП на 24–72 ч раньше, чем по изменению классических конечных показателей - мочевины и креатинина.
СН 2 О определяется следующим образом: измеряют осмолярность мочи (Осм. М) и плазмы (Осм. П), отношение которых называется индексом осмолярности (в норме оно равно 2,0–3,5). Путем умножения индекса осмолярности на минутный диурез (V ) рассчитывают осмотический клиренс (Сосм ) - объем плазмы, полностью очищенной от осмотически активных веществ, за 1 мин. СН 2 О представляет собой разность между минутным диурезом и осмотическим клиренсом.
(CH2O ) = V – Cосм = V – (Осм. М/Осм. П) • V (мл/мин).
Осмометрия, к сожалению, пока не получила должного распространения в нашей стране. Именно поэтому для дифференциальной диагностики преренальной ОПН при ОПП в тех случаях, когда необходимо оперативно выяснить причину снижения темпа диуреза, можно использовать концентрационные индексы "моча/плазма" (U /P ) по креатинину, мочевине, МСМ (табл. 9-18).
Лабораторные критерии | Нормальная функция | Несостоятельная функция |
---|---|---|
Отношение U/P : |
||
|
40 |
<20 |
|
20 |
<10 |
|
2,0–2,5 |
<1,2 |
|
1,5–1,8 |
<1,2 |
Отношение U /P по натрию |
0,12 |
>0,3 |
Натрий мочи, ммоль/л |
10 |
>30 |
Отношение Na/K |
Ниже 2,0 |
2,8 и выше |
Патогномоничным для повреждения канальцев (при условии отсутствия приема петлевых диуретиков, в частности фуросемида) является повышение концентрации натрия в моче >30 ммоль/л, свидетельствующее о нарушении его реабсорбции, а также изменение производных от него индексов (U /PNa , Na/K, FENa ).
Наиболее информативным показателем поражения почек при остром канальцевом некрозе является фракционная экскреция натрия, которая может рассматриваться как отношение концентрационного индекса по натрию к концентрационному индексу по креатинину.
FENa = UNa /PNa · PCr /UCr · 100,
где FENa - фракционная экскреция Na, %; UNa - концентрация Na в моче; РNa - концентрация Na в плазме; РСr - концентрация креатинина в плазме; UСr - концентрация креатинина в моче.
В норме, как и при преренальной олигурии, этот показатель ниже 1%. При остром канальцевом некрозе FENa повышается, составляя в среднем 3,5% при олигурической и 2,3% - при неолигурической форме.
Дифференциально-диагностическое значение фракционной экскреции натрия с мочой представлено в табл. 9-19.
Патологические состояния |
Фракционная экскреция натрия с мочой |
|
---|---|---|
<1% |
> 2% |
|
Состояния, отличные от острого поражения почек |
Низкосолевая диета у пациентов без дисфункции почек |
|
Преренальное острое поражение почек |
У пациентов без предшествующей дисфункции почек |
|
Острое поражение почек |
||
Острый тубулярный некроз |
|
При условии отсутствия патологических состояний, перечисленных в левой колонке таблицы |
Гломерулярное острое поражение почек |
|
– |
Острый интерстициальный нефрит |
На ранних стадиях |
На поздних стадиях |
Постренальное острое поражение почек |
На ранних стадиях |
На поздних стадиях |
Олигоурия любого происхождения на фоне эндотоксикоза ведет к задержке иона K+ в организме и гиперкалиемии (концентрация иона калия в сыворотке крови превышает 5,6 ммоль/л). Дизэлектремия почечного происхождения может характеризоваться гипермагниемией, гиперфосфатемией и гипокальциемией. При хлорипривной нефропатии одновременно с азотемией может оказаться предельно сниженной концентрация в плазме иона Сl– (до 55–60 ммоль/л вместо нижнего уровня в 96 ммоль/л).
Проявлением кишечной недостаточности при остром эндотоксикозе может быть тяжелый диарейный синдром с развитием значительных водно-электролитных расстройств, та или иная степень кишечного пареза, вплоть до развития энтероррагии.
При затяжном и, особенно, хроническом эндотоксикозе существенную информацию может предоставить копрограмма. Значительное количество слизи, обилие бактерий и замедление переваривания клетчатки и мышечных волокон, если больной находится в это время на энтеральном питании, могут свидетельствовать о кишечной недостаточности, если у пациента не было расстройств полостного пищеварения до развития эндогенной интоксикации.
Наряду с органной патологией при диагностике тяжести острого эндотоксикоза могут учитываться и определенные системные изменения.
Большинство нарушений жизненно важных функций на фоне эндогенной интоксикации сопровождается существенными расстройствами в системе регуляции агрегатного состояния крови в форме различных стадий острого или подострого синдрома рассеянного внутрисосудистого свертывания крови. Многие ЭТС являются активаторами внутрисосудистого свертывания через прямую активацию фактора Хагемана, активируют тромбоциты, стимулируют выработку тромбоксана и подавляют активность простациклина сосудистой стенки. При остром эндотоксикозе такие патогенные воздействия могут создавать возможность развития полного тромбогеморрагического синдрома как стадийного патологического явления.
Во всяком случае удлинение времени свертывания, острое снижение концентрации фибриногена до 1 г/л плазмы, тромбоцитов ниже 90×109 /л и увеличение спонтанного фибринолиза выше 30–40% с появлением паракоагуляционных тестов (например, высокая активность фибриногена В в тесте с β-нафтолом) определенно свидетельствуют о тромбогеморрагическом синдроме. Этот вариант вторичной аутоагрессии протекает с накоплением паракоагуляционных пептидов, а также продуктов деградации факторов свертывания, особенно фактора I (фибриногена), как маркеров вторичной токсической аутоагрессии.
При затяжном и особенно при хроническом эндотоксикозе возможно появление синдрома ДВС, когда клинические признаки рассеянного внутрисосудистого свертывания, например острая почечная недостаточность, будут возникать на фоне сохранения коагуляционного потенциала крови. Использование тромбоэластографии, а лучше расширенных коагулограмм с исследованием паракоагуляционных тестов, растворимых фибрин-^^ мономерных комплексов и продуктов деградации фибрина, уровня XIII фактора свертывания крови, антитромбина III, толерантности плазмы к гепарину и активности фибринолиза позволяют не только предположить наличие ДВС, но и уточнить его стадию.
Учитывая новые знания об иммунопатогенезе инфекционно-воспалительного эндотоксикоза и расширение возможностей патогенетической терапии, целесообразно исследовать у таких пациентов состояние иммунной системы. Первая фаза эндотоксикоза будет проявляться СВР, а вторая - "параличом" иммунной системы [123]. Для СВР характерны следующие изменения лабораторных показателей:
"Паралич" иммунной системы проявляется:
Выделяют ранние и поздние лабораторные признаки "иммунного паралича" [25]. К ранним признакам относят: снижение доли апоптотических нейтрофилов <18%, увеличение доли апоптотических лимфоцитов >30%, дисбаланс про- и противовоспалительных цитокинов. Поздними признаками являются: лимфопения ≤1,2×109 /л, снижение экспрессии HLA-DR+ мононуклеаров <30%, иммуносупрессорный тип цитокиновой регуляции (ИЛ-1RA/ФНОα >10, ИЛ-10/ИФН-γ >2).
Установлено, что длительный "иммунный паралич" (более 5 сут) чаще всего является прогностически неблагоприятным признаком исхода заболевания [123].
Мониторировать данные показатели необходимо для получения своевременной информации о состоянии больного и коррекции терапии. При этом вполне доступными методами мониторинга являются не только гуморальные факторы иммунной системы, но и показатели клеточного звена иммунной системы, как описанные выше методы оценки фагоцитоза, так и показатели моноцитов CD14-/HLA-DR+ и гранулоцитов CD14+ /HLA-DR+ .
Общий алгоритм лабораторной диагностики эндотоксикоза имеет свои уровневые отличия в объеме диагностических подходов, но эти отличия позволяют ориентироваться в конкретных задачах и особенностях проведения лечебных мероприятий (рис. 9-13).

Комплексная диагностическая оценка эндотоксикоза с учетом представленных положений позволяет четко ориентироваться в его проявлениях, своевременно диагностировать осложнения, заблаговременно прогнозировать ухудшение состояния больных, подбирать оптимальные программы лечения и приблизиться к опережающему характеру лечения в интенсивной терапии.
Список литературы
-
Анаев Э.Х. Лактат и легкие: от теории к практике // Пульмонология. 2014. № 6. С. 108–114.
-
Арцишевская Р.А., Самойлова К.А. Функциональные и структурные изменения поверхности эритроцитов человека после облучения УФ-лучами разной длины волны. Сорбция альцианового синего внешними примембранными компонентами // Цитология. 1983. Т. 25, № 12. С. 1387–1392.
-
Белобородова Н.В., Вострикова Т.Ю. Черневская Е.А. Этиология послеоперационных бактериемий в ОРИТ: связь с уровнем прокальцитонина // Анестезиология и реаниматология. 2008. № 4. С. 22–27.
-
Белобородова Н.В. Интеграция метаболизма человека и его микробиома при критических состояниях // Общая реаниматология. 2012. Т. 8, № 4. С. 42–54.
-
Белобородова Н.В. Сепсис. Метаболомный подход. М.: МИА, 2018. 272 с.
-
Белобородова Н.В. Метаболизм микробиоты при критических состояниях // Общая реаниматология. 2019. Т. 15, № 6. С. 62–79.
-
Беляков Н.А., Мирошниченко А.Г., Малахова М.Я., Изотова О.Г. Верификация эндотоксикоза у больных с разлитым перитонитом // Эфферентная терапия. 1995. Т. 1, № 2. С. 14–19.
-
Бобринская И.Г., Завьялов Р.П., Тишков Е.А. Артериовенозная разность осмотических и гемостатических показателей как критерий ранней диагностики легочных осложнений при тяжелой сочетанной травме // Анестезиология и реаниматология. 1997. № 4. С. 56–60.
-
Вельков В.В. NGAL — «ренальный тропонин»: ранний маркер острого повреждения почек. М.: ЗАО «ДИАКОН», 2013. 33 с.
-
Вельков В.В. Дифференциальная диагностика и мониторинг системных воспалений и сепсиса: хирургия, травмы, ожоги. М.: ЗАО «ДИАКОН», 2012. 17 с.
-
Вельков В.В. Современная лабораторная диагностика сепсиса: прокальцитонин, С-реактивный белок, пресепсин. М.: ЗАО «ДИАКОН», 2013. 71 с.
-
Владыка А.С., Левицкий Э.Р., Поддубная Л.П., Габриэлян Н.И. Средние молекулы и проблема эндогенной интоксикации при критических состояниях различной этиологии // Анестезиология и реаниматология. 1987. № 2. С. 37–42.
-
Габриэлян Н.И., Дмитриев А.А., Кулаков Г.П. Диагностическая ценность определения средних молекул в плазме крови при нефрологических заболеваниях // Клиническая медицина. 1981. № 10. С. 38–42.
-
Галактионов С.Г., Цейтин В.М., Леонова В.И. и др. Пептиды группы «средних молекул» // Биоорганическая химия. 1984. Т. 10, № 1. С. 5–17.
-
Гельфанд Б.Р., Бурневич С.З., Гельфанд Е.Б. и др. Биохимические маркеры системной воспалительной реакции: роль прокальцитонина в диагностике сепсиса // Инфекции в хирургии. 2007. Т. 5, № 1. С. 17–24.
-
Гельфанд Е.Б., Гологорский В.А., Гельфанд Б.Р. Клиническая характеристика абдоминального сепсиса у хирургических больных // Инфекция и антимикробная терапия. 2000. Т. 2, № 1. С. 6–11.
-
Гончарова В.А., Жангелова М.Б., Воинов В.А. и др. Исследование биологически активных веществ крови при постперфузионном легочном синдроме // Анестезиология и реаниматология. 1988. № 1. С. 17–20.
-
Грызунов Ю.А., Добрецов Г.Е. Альбумин сыворотки крови в клинической медицине. М.: Ириус, 1994. 226 с.
-
Дати Ф., Метцманн Э. Белки. Лабораторные тесты и клиническое применение: пер. с англ. М.: Лабора, 2007. 560 с.
-
Дзидзава И.И., Котив Б.Н., Кашкин Д.П. Количественная оценка функции печени методом клиренс-теста с индоцианином зеленым // Трансплантология. 2010. № 1. С. 30–36.
-
Долгушин И.И., Бухарин О.В. Нейтрофилы и гомеостаз. Екатеринбург: УрО РАН, 2001. 282 с.
-
Ершов А.Л. Диагностика стадий эндогенной интоксикации при послеоперационных осложнениях в абдоминальной хирургии // Эндогенные интоксикации. СПб.: СПбМАПО, 1994. С. 70–71.
-
Ерюхин И.А., Шашков Б.В. Эндотоксикоз в хирургической клинике. СПб.: Логос, 1995. 304 с.
-
Казаков С.П., Сухоруков А.Л., Шафалинов В.А., Казаков И.П. Сравнительная характеристика диагностической эффективности и мониторинга прокальцитонина, неоптерина и С-реактивного белка в диагностике сепсиса // Медицинская иммунология. 2004. № 3–5. С. 85–86.
-
Козлов В.К., Винницкий Л.И. Дисфункция иммунной системы в патогенезе сепсиса // Общая реаниматология. 2005. Т. 1, № 4. С. 65–76.
-
Копицына М.Н., Морозов А.С., Бессонов И.В., Писарев В.М. Методы определения бактериального эндотоксина в медицине критических состояний // Общая реаниматология. 2017. Т. 13, № 5. С. 109–120.
-
Коротина О.Л., Генералов И.И. Нейтрофильные внеклеточные ловушки: механизмы образования, функции // Иммунопатология, аллергология, инфектология. 2012. № 4. С. 23–32.
-
Кузник Б.И., Хавинсон В.Х., Линькова Н.С., Салль Т.С. Алармин1 (HMGB1) и возрастная патология. Эпигенетические механизмы регуляции // Успехи физиол. наук. 2017. Т. 48, № 4. С. 40–55.
-
Малахова М.Я. Метод регистрации эндогенной интоксикации. СПб.: СПбМАПО, 1995. 35 с.
-
Марусанов В.Е., Михайлович В.А., Доманская И.А., Гуло С.Л. Характеристика стадий эндогенной интоксикации // Эфферентная терапия. 1995. Т. 1, № 2. С. 26–30.
-
Масютин В.А., Широков Д.М., Пивоварова Л.П., Нохрин С.П. Оценка лабораторных данных в критических состояниях (трактовка, прогнозирование, медикаментозная коррекция) / под ред. С.И. Перегудова. СПб., 1999. 76 с.
-
Матвеева В.Г., Головкин А.С., Григорьев Е.В., Понасенко А.В. Роль триггерного рецептора, экспрессируемого на миелоидных клетках, в активации врожденного иммунитета // Общая реаниматология. 2011. Т. 7, № 3. С. 70–74.
-
Медицинские лабораторные технологии: руководство по клинической лабораторной диагностике: в 2 т. / под ред. А.И. Карпищенко. 3-е изд., перераб. и доп. Т. 2. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. 792 с.
-
Назаров П.Г. Реактанты острой фазы. СПб.: Наука, 2001. 423 с.
-
Оболенский С.В., Малахова М.Я., Ершов A.Л. Метаболический статус организма, методы регистрации и интерпретации результатов // Экстремальные состояния и постреанимационная патология. Новосибирск, 1989. С. 79–86.
-
Оболенский С.В., Малахова М.Я., Ершов А.Л. Диагностика стадий эндогенной интоксикации и дифференцированное применение методов эфферентной терапии // Вестн. хирургии. 1991. Т. 146, № 3. С. 95–100.
-
Осипова Т.В., Бухман В.М. Биомаркеры лекарственной нефротоксичности // Российский биотерапевтический журнал. 2015. Т. 14, № 3. С. 3–18.
-
Основы физиологии функциональных систем / под ред. К.В. Судакова. М.: Медицина, 1983. 272 с.
-
Останин А.А., Леплина О.Ю., Шевела Е.Я. и др. Оценка цитокинового профиля у больных с тяжелым сепсисом методом проточной флюориметрии (BioPlex-анализа) // Цитокины и воспаление. 2004. Т. 3, № 1. С. 20–27.
-
Преображенский Д.В., Маренич А.В., Романова Н.Е. и др. Микроальбуминурия: диагностическое, клиническое и прогностическое значение // Российский кардиологический журнал. 2000. № 3. С. 81–87.
-
Пугач В.А., Тюнин М.А., Власов Т.Д. Биомаркеры острого респираторного дистресс-синдрома: проблемы и перспективы их применения // Вестник анестезиологии и реаниматологии. 2019. Т. 16, № 4. С. 38–46.
-
Пугин Дж., Майснер М., Леон А. и др. Клиническое применение прокальцитонина (ПКТ) для диагностики и мониторинга сепсиса. Berlin: BRAHMS Diagnostica GmbH, 2004. 24 p.
-
Руднов В.А., Молдованов А.В., Астафьева М.Н., Перевалова Е.Ю. Клиническое значение содержания проадреномедуллина в крови пациентов с сепсисом // Вестник анестезиологии и реаниматологии. 2019. Т. 16, № 5. С. 36–42.
-
Рыбачков В.В., Малафеева Э.В. Природа и механизмы действия эндогенной интоксикации // Клиника и лечение эндоинтоксикации при острых хирургических заболеваниях. Ярославль, 1986. С. 5–43.
-
Ситников А.Г. ЛАЛ-тест. Вопросы и ответы // ЛАЛ-тест. 2007. Т. 17, № 2. С. 7.
-
Смирнов А.В., Добронравов В.А., Румянцев А.Ш., Каюков И.Г. Острое повреждение почек. М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2015. 488 с.
-
Соловьева И.В. Лактат в оценке тяжести критических состояний. М.: ЗАО «ДИАКОН», 2018. 34 с.
-
Тогайбаев А.А., Кургузкин А.В. Гемосорбция при неотложных состояниях. Алма-Ата: Наука КазССР, 1988. 136 с.
-
Туликова З.А. Среднемолекулярные уремические токсины (обзор литературы) // Вопросы мед. химии. 1983. Т. 29, Вып. 3. С. 108–111.
-
Уманский М.А., Пинчук Л.Б., Пинчук B.Г. Синдром эндогенной интоксикации. Киев: Наукова думка, 1979. 204 с.
-
Филин В.И., Костюченко А.Л., Цыбин Ю.Н. Современные представления об острой эндогенной интоксикации // Форсированный диурез в хирургической клинике. Л., 1976. С. 3–21.
-
Фурина Р.Р., Митракова Н.Н., Рыжков В.Л., Сафиуллин И.К. Метаболомические исследования в медицине // Казанский медицинский журнал. 2014. Т. 95, № 1. С. 1–6.
-
Чаленко В.В., Кутушев Ф.X. Эндогенная интоксикация в хирургии // Вестник хирургии. 1990. Т. 144, № 4. С. 3–8.
-
Черешнев В.А., Черешнева М.В. Иммунологические механизмы локального воспаления // Медицинская иммунология. 2011. Т. 13, № 6. С. 557–568.
-
Черневская Е.А. Роль биохимических маркеров в периоперационном мониторинге инфекции у кардиохирургических пациентов: автореф. дис. … канд. биол. наук. М., 2008. 22 с.
-
Чо С.Й, Чой Ю.Х. Биомаркеры сепсиса // Инфекционные болезни: новости, мнения, обучение. 2015. № 2. С. 45–55.
-
Шифрин А.Г., Шифрин Г.А. Научные основы интегративной медицины. Запорожье: Дикое поле, 1999. 298 с.
-
Эндогенная интоксикация при острых хирургических заболеваниях / под ред. Ю.Н. Белокурова, В.В. Рыбачкова. 2-е изд., изм. и доп. Ярославль, 2000. 184 с.
-
Эндогенные интоксикации: тезисы Международного симпозиума. СПб., 1994. 280 с.
-
American College of Chest Physicians/Society of Critical Care Medicine Consensus Conference: definitions for sepsis and organ failure and guidelines for the use of innovative therapies in sepsis // Crit. Care Med. 1992. Vol. 20, N 6. P. 864–874.
-
Andaluz-Ojeda D., Nguyen H.B., Meunier-Beillard N. et al. Superior accuracy of mid-regional proadrenomedullin for mortality prediction in sepsis with varying levels of illness severity // Ann. Intensive Care. 2017. Vol. 7. P. 15.
-
Angeletti S., Spoto S., Fogolari M. et al. Diagnostic and prognostic role of procalcitonin (PCT) and MR-pro-Adrenomedullin (MR-proADM) in bacterial infections // APMIS. 2015. Vol. 123, N 9. P. 740–748.
-
Bellomo R., Ronco C., Kellum J.A. Acute renal failure — definition, outcome measure, animal models, fluid therapy and information technology needs: the Second International Consensus Conference of Acute Dialysis Quality Initiative (ADQI) Group // Crit. Care. 2004. Vol. 8, N 4. Р. 204.
-
Blondonnet R., Constantin J.-M., Sapin V., Jabaudon M. A pathophysiologic approach to biomarkers in acute respiratory distress syndrome // Dis. Markers. 2016. Vol. 2016, N 3501373. 20 p. URL: https://doi.org/org/10.1155/2016/3501373.
-
Bolvardi E., Malmir J., Reihani H. et al. The role of lactate clearance as a predictor of organ dysfunction and mortality in patients with severe sepsis // Mater Sociomed. 2016. Vol. 28, N 1. P. 57–60. URL: https://doi.org/10.5455/msm.2016.28.57-60.
-
Bozza F.A., Salluh J.I., Japiassu A.M. et al. Cytokine profiles as markers of disease severity in sepsis: a multiplex analysis // Critical Care. 2007. Vol. 11, N 2. R49.
-
Brenner T., Uhle F., Fleming T. et al. Soluble TREM-1 as a diagnostic and prognostic biomarker in patients with septic shock: an observational clinical study. Biomarkers. 2017. Vol. 22, N 1. P. 63–69.
-
Brunkhorst F.M., Wegscheider K., Forycky Z.E. et al. Procalcitonin for early diagnosis and differentiation of SIRS, sepsis, severe sepsis, and septic shock // Intensive Care Med. 2000. Vol. 26. P. 148–152.
-
Carson R., Vignati D. Simultaneous quantitation of fifteen cytokines using a multiplexed flow cytometric assay // J. Immunol. Meth. 1999. Vol. 227. P. 41–52.
-
Chalmers S., Khawaja A., Wieruszewski P.M. et al. Diagnosis and treatment of acute pulmonary inflammation in critically ill patients: The role of inflammatory biomarkers // World J. Crit. Care Med. 2019. Vol. 8, 5. P. 59–71. URL: https://doi.org/10.5492/wjccm.v8.i5.59.
-
Charafeddine K.M., Youssef A.M., Mahfouz R.A. et al. Comparison of neutrophil volume distribution width to C-reactive protein and procalcitonin as a proposed new marker of acute infection // Scand. J. Infect. Dis. 2011. Vol. 43, N 10. P. 777–784. URL: https://doi.org/10.3109/00365548.2011.585179.
-
Cid J., Aguinaco R., Sánchez R. et al. Neutrophil CD64 expression as marker of bacterial infection: a systematic review and meta-analysis // J. Infect. 2010. Vol. 60, N 5. P. 313–319.
-
Coca S. G., Yalavarthy R., Concato J., Parikh C. R. Biomarkers for the diagnosis and risk stratification of acute kidney injury: A systematic review // Kidney Intern. 2008. Vol. 73. P. 1008–1016.
-
Cruz D.N., Perazella M.A., Bellomo R. et al. Effectiveness of polymyxin B-immobilized fiber column in sepsis: a systematic review // Crit. Care. 2007. Vol. 11, N 2. R47.
-
Endo S., Suzuki Y., Takahashi G. et al. Usefulness of presepsin in the diagnosis of sepsis in a multicenter prospective study // J. Infect. Chemother. 2012. Vol. 18, N 6. P. 891–897.
-
Engervall P., Granstrom M., Andersson В. et al. Monitoring of endotoxin, interleukin-6 and c-reactive protein serum in neutropenic patients with fever // Eur. J. Haematol. 1995. Vol. 54, N 4. P. 226–234.
-
Eugen-Olsen J., Giamarellos-Bourboulis E.J. et al. suPAR: The unspecific marker for disease presence, severity and prognosis // Int. Journal of Antimicrobial Agents. 2015. Vol. 46, Suppl. 1. S33–S34.
-
Ferrario M., Cambiaghi A., Brunelli L. Mortality prediction in patients with severe septic shock: a pilot study using a target metabolomics approach // Scientific Reports. 2016. Vol. 6, N 20391. URL: https://doi.org/10.1038/srep20391.
-
Foster D., Derzko A., Romaschin A. A novel method for the rapid detection of human endotoxaemia // Clin. Lab. Intern. 2004. N 4 (www.cli-online.com /fileadmin /pdf/datasheet/a-novel-method-for-the-rapid-detectionof-human-endotoxaemia.pdf).
-
Fuchs D. Neopterin: a message from the immune system. Berlin: BRAHMS Diagnostica GmbH, 1998. 46 p.
-
Gibot S. Clinical review: Role of triggering receptor expressed on myeloid cells-1 during sepsis // Critical Care. 2005. Vol. 9. P. 485–489. URL: https://doi.org/10.1186/cc3732.
-
Gibot S., Bene M.C., Noel R. et al. Combination biomarkers to diagnose sepsis in the critically ill patient // Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2012. Vol. 186. P. 65–71.
-
Gogos C.A., Drosou E., Bassaris H.P., Skoutelis A. Proversus antiinflammatory cytokine profile in patients with severe sepsis: a marker for prognosis and future therapeutic options // J. Infect. Dis. 2000. Vol. 181, N 1. P. 176–180.
-
Grunwald U., Kruger C., Westermann J. et al. An enzyme-linked immunosorbent assay for the quantification of solubilized CD14 in biological fluids // J. Immunol. Methods. 1992. Vol. 155, N 2. P. 225–232.
-
Guo H., Zhou L., Ma H. et al. Soluble urokinase type plasminogen activator receptor and urokinase type plasminogen activator receptor contribute to chemoresistance in leukemia // Oncology letters. 2014. Vol. 14. P. 383–389.
-
Guurin S. Evaluation of the detection of procalcitonin by an immunochromatography test: Brahms PCT-Q // Ann. Biol. Clin. (Paris). 2000. Vol. 58, N 5. P. 613–614.
-
Haase M., Bellomo R., Devarajan P. et al. Accuracy of Neutrophil Gelatinase-Associated Lipocain (NGAL) in Diagnosis and Prognosis in Acute Kidney Injury: A Systematic Review and Meta-Analysis // Am. J. Kidney Dis. 2009. Vol. 54, N 6. P. 1012–1024.
-
Hashimoto M., Watanabe G. Hepatic parenchymal cell volume and the indocyanine green tolerance test // J. Surg. Res. 2000. Vol. 92, N 2. P. 222–227.
-
Hiki N., Berger D., Prigl C. et al. Endotoxin binding and elimination by monocytes: secretion of soluble CD14 represents an inducible mechanism counteracting reduced expression of membrane CD14 in patients with sepsis and in a patient with paroxysmal nocturnal hemoglobinuria // Infect. Immun. 1998. Vol. 66. P. 1135–1141.
-
Hoffmann J.J. Neutrophil CD64 as a sepsis biomarker // Biochem. Med. (Zagreb). 2011. Vol. 21, N 3. P. 282–290.
-
Horvatits T., Kneidinger N., Drolz1 A. Prognostic impact of ICG-PDR in patients with hypoxic hepatitis // Ann. Intensive Care. 2015. Vol. 5, N 47. 8 p. URL: https://doi.org/10.1186/s13613-015-0092-6.
-
Jabaudon M., Blondonnet R., Pereira B. et al. Plasma sRAGE is independently associated with increased mortality in ARDS: a meta-analysis of individual patient data // Intensive Care Med. 2018. Vol. 44. P. 1388–1399. URL: https://doi.org/org/10.1007/s00134-018-5327-1.
-
Jansen T.C, van Bommel J., Woodward R. et al. Association between blood lactate levels, Sequential Organ Failure Assessment subscores, and 28-day mortality during early and late intensive care unit stay: a retrospective observational study // Crit. Care Med. 2009. Vol. 37, N 8. P. 2369–2374.
-
Jaurila H., Koivukangas V., Koskela M. et al. 1H NMR Based Metabolomics in Human Sepsis and Healthy Serum // Metabolites. 2020. Vol. 10, N 70. 13 p. URL: https://doi.org/10.3390/metabo10020070.
-
Jorge P.F., Wieringa N, de Felice E. et al. The association of early combined lactate and glucose levels with subsequent renal and liver dysfunction and hospital mortality in critically ill patients // Critical Care. 2017. Vol. 21, N 218. 11 p. URL: https://doi.org/10.1186/s13054-017-1785-z.
-
Kaneki M. Metabolic Inflammatory Complex in Sepsis: Septic Cachexia as a Novel Potential Therapeutic Target // Shock. 2017. Vol. 48, N 6. P. 600–609. URL: https://doi.org/10.1097/SHK.0000000000000906.
-
KDIGO Clinical Practice Guideline for Acute Kidney Injury // Kidney Int. 2012. Vol. 2, N 1, Suppl. P. 1–138.
-
Kimura S., Yoshioka T., Shibuya M. et al. Indocyanine green elimination rate detects hepatocellular dysfunction early in septic shock and correlates with survival // Crit. Care Med. 2001. Vol. 29, N 6. P. 1159–1163.
-
Knaus W.A., Draper E.A., Wagner D.P. et al. The APACHE-III prognostic system // Chest. 1991. Vol. 100, N 6. P. 1619–1636.
-
Koh H., Aimoto M., Katayama T. et al. Diagnostic value of levels of presepsin (soluble CD14-subtype) in febrile neutropenia in patients with hematological disorders // J. Infect. Chemother. 2016. Vol. 22, N 7. P. 466–471.
-
Kodama T., Yukioka H., Kato T. et al. Neutrophil Elastase as a Predicting Factor for Development of Acute Lung Injury // Intern. Med. 2007. Vol. 46, N 11. P. 699–704.
-
Liu Y., Hou J., Li Q. et al. Biomarkers for diagnosis of sepsis in patients with systemic inflammatory response syndrome: a systematic review and meta analysis // SpringerPlus. 2016. Vol. 5, N 1. Р. 2091. Marshall J.C., Foster D., Vincent J.L. et al. Diagnostic and prognostic implications of endotoxemia in critical illness: results of the MEDIC study // J. Infect. Dis. 2004. Vol. 190, N 9. P. 527–534.
-
Marshall J.C., Walker P.M., Foster D.M. et al. Measurement of endotoxin activity in critically ill patients using whole blood neutrophil dependent chemiluminescence // Critical Care. 2002. Vol. 6, N 4. P. 342–348.
-
Masson S., Caironi P., Fanizza C. et al. Erratum to: Circulating presepsin (soluble CD14 subtype) as a marker of host response in patients with severe sepsis or septic shock: data from the multicenter, randomized ALBIOS trial // Intensive Care Med. 2015. Vol. 41, N 9. P. 12–20.
-
McIlroy D.R., Wagener G., Lee H.T. Biomarkers of acute kidney injury: an evolving domain // Anesthesiology. 2010. Vol. 112. P. 998–1004.
-
Mehta R.L., Kellum J.A., Shah S.V. et al. Acute Kidney Injury Network: report of an initiative to improve outcomes in acute kidney injury // Crit. Care. 2007. Vol. 11, N 2. R31.
-
Meisner M. Procalcitonin: a new, innovative infection parameter; biochemical and clinical aspects. Stuttgart; New York: Thieme, 2000. 196 p.
-
Muller B., Becker K.L., Schachinger H. et al. Calcitonin precursors are reliable markers of sepsis in a medical intensive care unit // Crit. Care Med. 2000. Vol. 28. P. 977–983.
-
Murray R.T., Devarajan P., Levey A.S. et al. A framework and key research questions in AKI diagnosis and staging in different environments // Clin. J. Am. Soc. Nephrol. 2008. Vol. 3. P. 864–868.
-
Ni W., Han Y., Zhao J. et al. Serum soluble urokinase-type plasminogen activator receptor as a biological marker of bacterial infection in adults: a systematic review and meta-analysis // Sci. Rep. 2016. Vol. 6. Р. 39481.
-
Okamura Y., Yokoi H. Development of a point-of-care assay system for measurement of presepsin (sCD14-ST) // Clin. Chim. Acta. 2011. Vol. 412, N 23–24. P. 2157–2161.
-
Okorie O.N., Dellinger P. Lactate: Biomarker and Potential Therapeutic Target // Critical Care Clinics. 2011. Vol. 27, N 2. P. 299–326.
-
Park D.H., Park K., Park J. et al. Screening of sepsis using leukocyte cell population data from the Coulter automatic blood cell analyzer DxH800 // Int. J. Lab. Hematol. 2011. Vol. 33, N 4. P. 391–399.
-
Povoa P., Coelho L.,Wacker C. et al. Procalcitonin as a diagnostic marker for sepsis: a systematic review and meta-analysis // Lancet Infect. Dis. 2013. Vol. 13. P. 426–235.
-
Pregernig A., Müller M., Held U., Beck-Schimmer B. Prediction of mortality in adult patients with sepsis using six biomarkers: a systematic review and meta-analysis // Ann. Intensive Care. 2019. Vol. 9, N 1. Р. 125.
-
Prucha M., Herold I., Zazula R. et al. Significance of lipopolysaccharide-binding protein (an acute phase protein) in monitoring critically ill patients // Crit. Care. 2003. Vol. 7, N 6. Р. 154–159.
-
Qi Z.J., Yu H., Zhang J., Li C.S. Presepsin as a novel diagnostic biomarker for differentiating active pulmonary tuberculosis from bacterial community acquired pneumonia // Clin. Chim. Acta. 2017. Vol. 478. P. 152–156.
-
Raimondi F., Ferrara T., Capasso L. et al. Automated determination of neutrophil volume as screening test for late-onset sepsis in very low birth infants // Pediatr. Infect. Dis. J. 2010. Vol. 29, N 3. P. 288.
-
Ranieri V.M., Rubenfeld G.D., Thompson B.T. et al. Acute respiratory distress syndrome: The Berlin definition // J. Am. Med. Assoc. 2012. Vol. 307, N 23. P 2526–2533.
-
Reddy A.J., Lam S.W., Bauer S.R., Guzman J.A. Lactic acidosis: Clinical implications and management strategies // Cleve. Clin. J. Med. 2015. Vol. 82, N 9. P. 615–624.
-
Reinke P., Docke D. W., Syrbe U. et al. Einsatz von Blutreinigungsverfahren bei Sepsis auf der Basis neuer Erkentnisse zur Immunopathogenese der Sepsis // Kontinuierliche Blutreinigungsverfahren in der Intensivmedizin. Lengerich; Berlin: Pabst, 1994. S. 23–37.
-
Ries W., Heigl F., Garlichs C. et al. Selective C-Reactive Protein-Apheresis in Patients // Ther Apher Dial. 2019. Vol. 23, N 6. P. 570–574.
-
Romaschin A.D., Walker P.M. Endotoxin Activity in Whole Blood by Neutrophil Chemiluminescence — A Novel Analytical Paradigm // Clinical Chemistry. 2000. Vol. 46. P. 1504–1506.
-
Ronco C., Inguaggiato P., D’Intini V. et al. The role of extracorporeal therapies in sepsis // J. Nephrology. 2003. Vol. 16, Suppl. 7. S. 34–41.
-
Royakkers A.A., Bouman C.S., Stassen P.M. et al. Systemic and Urinary Neutrophil Gelatinase-Associated Lipocalins Are Poor Predictors of Acute Kidney Injury in Unselected Critically Ill Patients // Crit. Care Res. Pract. 2012. Vol. 2012. Р. 712695. 8 р.
-
Sager R., Kutz A., Mueller B., Schuetz P. Procalcitonin-guided diagnosis and antibiotic stewardship revisited // BMC Medicine. 2017. Vol. 15, N 15. 11 p.
-
Sakamoto Y., Mashiko K., Matsumoto H. et al. Systemic Inflammatory Response Syndrome Score at Admission Predicts Injury Severity, Organ Damage and Serum Neutrophil Elastase Production in Trauma Patients // J. Nippon Med. Sch. 2010. Vol. 77, N 3. P. 138–144.
-
Sato T., Shoji H., Koga N. Endotoxin adsorption by polymyxin B immobilized fiber column in patients with systemic inflammatory response syndrome: the Japanese experience // Ther. Apher. Dial. 2003. Vol. 7, N 2. P. 252–258.
-
Schrezenmeier E.V., Barasch J., Budde K. et al. Biomarkers in acute kidney injury — pathophysiological basis and clinical performance // Acta Physiol. (Oxf). 2017. Vol. 219, N 3. P. 554–572.
-
Shapiro N.I., Trzeciak S., Hollander J.E. et al. A prospective, multicenter derivation of a biomarker panel to assess risk of organ dysfunction, shock, and death in emergency department patients with suspected sepsis // Crit. Care. Med. 2009. Vol. 37. N 1. P. 96–104.
-
Shiff`s diseases of the liver [Text]. 12th ed. / eds.: E.R. Schiff, W.C. Maddrey, K.R. Reddy. USA: Lippicont Williams & Wilkins, 2017. 1232 p.
-
Shirakawa K., Naitou K., Hirose J. et al. The new sepsis marker, sCD14-ST, induction mechanism in the rabbit sepsis models // Crit. Care. 2010. Vol. 14, Suppl. 2. P. 19–34.
-
Shozushima T., Takahashi G., Matsumoto N. et al. Usefulness of presepsin (sCD14-ST) measurements as a marker for the diagnosis and severity of sepsis that satisfied diagnostic criteria of systemic inflammatory response syndrome // J. Infect. Chemother. 2011. Vol. 17, N 6. P. 764–769.
-
Simon L., Gauvin F., Amre D.K. et al. Serum procalcitonin and C-reactive protein levels as markers of bacterial infection: a systematic review and metaanalysis // Clin. Infect. Dis. 2004. Vol. 39. P. 206–217.
-
Singer M., Deutschman C.S., Seymour C.W. et al. The Third International Consensus Definitions for Sepsis and Septic Shock (Sepsis-3) // JAMA. 2016. Vol. 315, N 8. P. 801–810.
-
Spadaro S., Park M., Turrini C. et al. Biomarkers for Acute Respiratory Distress syndrome and prospects for personalised medicine // J. Inflamm. (Lond.). 2019. Vol. 16, N 1. 11 p.
-
Spanuth E., Ebelt H., Ivandic B., Werdan K. Diagnostic and Prognostic Value of Presepsin (Soluble CD14 Subtype) in Emergency Patients with Early Sepsis Using the New Assay PATHFAST Presepsin // In Advances in Clinical Chemistry and Laboratory Medicine. Edited by Н. Renz, R. Tauber. Berlin — Boston: Proceedings of the IFCC WorldLab/EuroMedLab Congress Berlin, 2011, 2012. P. 129–133.
-
Sponholz C., Sakr Y., Reinhart K., Brunkhorst F. Diagnostic value and prognostic implications of serum procalcitonin after сardiac surgery: a systematic review of the literature // Crit. Care. 2006. Vol. 10, N 5. R145. 11 p.
-
Steinmetz H.T., Herbertz A., Bertram M., Diehl V. Increase in interleukin-6 serum level preceding fever in granulocytopenia and correlation with death from sepsis // J. Infect. Dis. 1995. Vol. 171, N 1. P. 225–228.
-
Steinwald P.M., Whang K.T., Becker K.L. et al. Elevated calcitonin precursor levels are related to mortality in an animal model of sepsis // Crit. Care. 1999. Vol. 3, N 11. P. 11–16.
-
Takahashi G., Shibata S., Fukui Y. et al. Diagnostic accuracy of procalcitonin and presepsin for infectious disease in patients with acute kidney injury // Diagn. Microbiol. Infect. Dis. 2016. Vol. 86, N 2. P. 205–210.
-
Tammaro A., Derive M., Gibot S. et al. TREM-1 and its potential ligands in non-infectious diseases: from biology to clinical perspectives // Pharmacol. Ther. 2017. Vol. 177. P. 81–95. URL: https://doi.org/10.1016/j.pharmthera.2017.02.043.
-
Tani T., Hanasawa K., Endo Y. et al. Therapeutic apheresis for septic patients with organ dysfunction: hemoperfusion using a polymyxin B immobilized column // Artif. Organs. 1998. Vol. 22, N 12. P. 1038–1044.
-
Topfer G., Thomae R., Zawta B. Proteine Fragen und Antworten fur die medizinische Diagnostik. Manncheim: Boehringer Mannheim GmbH, 1996. 111 s.
-
Thongprayoon С., Hansrivijit P., Kovvuru K. et al. Diagnostics, Risk Factors, Treatment and Outcomes of Acute Kidney Injury in a New Paradigm // J. Clin. Med. 2020. Vol. 9, N 1104. 23 p.
-
Tsigou E., Psallida V., Demponeras Ch. et al. New Biomarkers: Functional and Structural Damage // Crit. Care Res. Pract. 2013. Vol. 2013. Р. 361078. 13 p.
-
Valenzuela-Sánchez F., Valenzuela-Méndez B., Rodríguez-Gutiérrez J.F. et al. New role of biomarkers: mid-regional pro-adrenomedullin, the biomarker of organ failure // Ann. Transl. Med. 2016. Vol. 4, N 17. P. 329.
-
Valenzuela-Sánchez F., Valenzuela-Méndez B. et al. Plasma levels of mid-regional pro-adrenomedullin in sepsis are associated with risk of death // Minerva Anestesiol. 2019. Vol. 85, N 4. P. 366–375.
-
Vincent J.-L., Quintairos E., Silva A. et al. The value of blood lactate kinetics in critically ill patients: a systematic review // Critical Care. 2016. Vol. 20. N 257. 14 p.
-
Wacker C., Prkno A., Brunkhorst F.M., Schlattmann P. Procalcitonin as a diagnostic marker for sepsis: a systematic review and meta-analysis // Lancet Infect. Dis. 2013. Vol. 13, N 5. P. 426–435.
-
Wang J., Sun Y., Teng S., Li K. Prediction of sepsis mortality using metabolite biomarkers in the blood: a meta-analysis of death-related pathways and prospective validation // BMC Medicine. 2020. Vol. 18, N 83. 15 p.
-
Wang X., Li Z.Y., Zeng L. et al. Neutrophil CD64 expression as a diagnostic marker for sepsis in adult patients: a meta-analysis // Crit. Care. 2015. Vol. 19, N 245. 9 p.
-
Wang Y., Wang H., Zhang C. et al. Lung fluid biomarkers for acute respiratory distress syndrome: a systematic review and meta-analysis // Critical Care. 2019. Vol. 23, N 43. 15 p.
-
Ye Z., Zou H., Liu S. et al. Diagnostic performance of neutrophil CD64 index in patients with sepsis in the intensive care unit // J. Int. Med. Res. 2019. Vol. 47, N 9. P. 4304–4311.
-
Zweigner J., Schumann R. R., Weber J. R. The role of lipopolysaccharide binding protein in modulating the innate immune response // Microbes Infect. 2006. Vol. 8. P. 946–952.
Глава 10. Лабораторная диагностика лучевых поражений
10.1. Классификация радиационных поражений
С момента открытия явления радиоактивности в конце XIX в. человечество накопило достаточный опыт наблюдения за воздействием ионизирующих излучений (ИИ) на организм человека и биологические системы. Интерес к биологическому воздействию ИИ резко возрос в связи с практическим использованием их для нужд человечества. Это связано не только с развитием ядерной энергетики, но и с испытанием и практическим применением ядерного оружия. При этом следует помнить, что помимо антропогенных источников существуют еще и естественные источники ИИ, к которым относятся космические лучи и радиоактивные вещества земной коры. В свою очередь, к антропогенным относятся источники излучения, возникающие при испытании и применении ядерного оружия, многочисленные в настоящее время медицинские источники - рентгеновские установки, линейные ускорители, гамма-установки, протонные медицинские комплексы и радиохирургические установки для лечения онкологических заболеваний.
В течение всего периода активного использования различных источников ИИ регистрируют возникновение радиационных аварий, в результате которых пострадало значительное число людей по всему миру. Наиболее тяжелые аварии произошли в 50–80-е годы прошлого столетия. При этом данные дозиметрии были либо весьма скудными, либо отсутствовали вовсе. В настоящее время профессиональное облучение затрагивает порядка 23 млн человек. Из них около 13 млн подвергается профессиональному облучению от естественных источников, а 9,8 млн - от антропогенных источников. Наибольший спектр специалистов, подвергающихся профессиональному облучению, составляют медицинские работники (75%) [6]. В связи с этим с медицинской и социальной точек зрения подтверждение факта повышенного облучения и определение величины аварийной дозы для установления причинной связи нарушений состояния здоровья с перенесенным в прошлом радиационным воздействием до настоящего времени остается актуальной задачей.
Основной проблемой в диагностике поражения ИИ в остром периоде является установление факта облучения и определение дозовых параметров лучевого компонента. Установление факта лучевого поражения осуществляется на основании данных анамнеза (нахождение пострадавшего в зоне действия поражающих факторов ядерного взрыва или радиационной катастрофы), данных физической и биологической дозиметрии, в частности времени появления и выраженности симптомов первичной реакции, особенно рвоты, далее диагноз уточняется по динамике гематологических показателей (лимфопения, лейкопения).
Формирующаяся в результате воздействия на организм ИИ лучевая патология характеризуется многообразием клинических форм и особенностями развития. В настоящее время единая общепринятая классификация радиационных поражений отсутствует. На рис. 10-1 представлен один из вариантов классификаций радиационных поражений с учетом вида излучения и ряда условий воздействия ИИ (расположение источника относительно тела, характер распределения поглощенной дозы в объеме тела и распределение ее во времени) [14].

Биологическое действие ИИ рассматривается как совокупность молекулярных, биохимических, структурных, физиологических, генетических и других изменений в клетках, тканях и организме, возникающих под действием облучения. Наиболее серьезными последствиями биологического действия ИИ являются острая лучевая болезнь и отдаленные последствия облучения (канцерогенез, мутагенез и пр.).
Ионизирующие излучения - это излучения, вызывающие при взаимодействии с веществом ионизацию и возбуждение его атомов и молекул. Различают:
-
α-излучение - поток положительно заряженных α-частиц, испускаемых при ядерных превращениях;
-
β-излучение - поток β-частиц (отрицательно заряженных электронов или положительно заряженных позитронов) с непрерывным энергетическим спектром;
-
γ-излучение - электромагнитное (фотонное) ионизирующее излучение, испускаемое при ядерных превращениях или аннигиляции частиц;
-
рентгеновское излучение - электромагнитное (фотонное) ионизирующее излучение, которое возникает при торможении свободно движущейся заряженной частицы, либо при электронных переходах во внутренних оболочках атома;
-
нейтронное излучение - поток незаряженных частиц (нейтронов) с высокой проникающей способностью.
Следует отметить, что энергетические диапазоны рентгеновского излучения и гамма-излучения перекрываются в широкой области энергий. Оба типа излучения являются электромагнитным излучением и при одинаковой энергии фотонов эквивалентны. Энергия фотонов рентгеновского излучения находится между ультрафиолетовым и гамма-излучением (от ~10 эВ до нескольких МэВ), и на шкале электромагнитных волн соответствует длинам волн от ~102 до ~10–3 нм.
Рентгеновские, γ-лучи и нейтроны обладают высокой проникающей способностью и вызывают поражение всех тканей, лежащих на их пути; α-частицы, вследствие малой проникающей способности, вызывают поражение только при попадании внутрь организма; β-излучение, обладая значительно большей проникающей способностью, чем α-частицы, может поражать кожу и эпителий слизистых оболочек [16].
В зависимости от расположения источника ИИ различают внешнее (дистанционное) облучение, при котором источник излучения находится вне организма и облучает его снаружи, и внутреннее облучение (при попадании радионуклидов внутрь организма с его последующим облучением изнутри).
Контактное облучение - вариант внешнего, развивается при попадании радиоактивных веществ (РВ) на кожу и слизистые оболочки.
В зависимости от площади облученной поверхности различают общее или тотальное облучение (не менее 80–90% поверхности тела) и локальное (местное) облучение отдельных сегментов тела, органов или отдельных анатомических образований.
Общее облучение, при котором величина дозы, поглощенной различными анатомическими образованиями тела, меньше 10–15%, относят к равномерному облучению, при больших различиях - говорят о неравномерном облучении. Неравномерное распределение дозы может произойти из-за эффекта экранирования отдельных областей тела или в результате внутреннего поглощения при прохождении излучения через толщу тканей.
Внешнее контактное облучение также может быть неравномерным и локальным.
При оценке последствий инкорпорации радионуклидов большое значение имеют пути их поступления в организм (через легкие или верхние дыхательные пути, органы пищеварения, раневую или ожоговую поверхность), особенности распределения в органах и тканях, время их пребывания в организме.
Инкорпорация радионуклидов, равномерно распределяющихся по всему организму, вызывает биологические эффекты, сходные с таковыми при общем внешнем равномерном облучении. Инкорпорированные РВ, обладающие тропностью к определенным органам или тканям, приводят к неравномерному облучению, инициируя патологический процесс, обусловленный избирательностью пораженных зон.
По продолжительности и способу накопления поглощенной дозы выделяют кратковременное облучение (непрерывное или с непродолжительными перерывами облучение относительно высокими дозами, продолжительностью до 4 сут), пролонгированное облучение (непрерывное или с непродолжительными перерывами облучение относительно низкими дозами, продолжительностью от 4 сут до нескольких недель) и фракционированное облучение (дробное облучение, в промежутках между которыми организм частично компенсирует патологический процесс).
При общем внешнем равномерном кратковременном облучении, когда набор дозы происходит в течение короткого времени, развивается острая лучевая болезнь (ОЛБ).
Общее внешнее неравномерное кратковременное облучение тоже приводит к развитию ОЛБ, но вследствие особенностей пространственного распределения поглощенной дозы в организме есть ряд существенных отличий от варианта болезни при равномерном облучении.
Таким образом, ОЛБ является очерченной нозологической формой, развивающейся при воздействии ИИ в диапазоне доз, приводящих к развитию прямых детерминированных облучением эффектов, реализующихся на уровне организма соответствующими клиническими проявлениями.
При пролонгированном и фракционированном внешнем облучении, а также вследствие попадания внутрь радионуклидов с равномерным или неравномерным их распределением в организме, формируется хроническая лучевая болезнь (ХЛБ).
В результате неравномерного и локального облучения как при дистанционном, так и при контактном воздействии ИИ возникают местные лучевые поражения (МЛП): специфические изменения кожи, других подлежащих тканей, а при определенных условиях - и внутренних органов.
При одновременном или последовательном воздействии нескольких видов ИИ (внешнее облучение, попадение на кожу и слизистые оболочки радиоактивных продуктов деления и поступления радионуклидов внутрь тела) возникают сочетанные лучевые поражения, отличительной чертой которых является взаимоотягощающее влияние острого гематологического синдрома и местных проявлений облучения.
Отдельно выделяют комбинированное радиационное поражение - многокомпонентный патологический процесс (патологическое состояние), развивающийся при одновременном или последовательном воздействии на организм проникающей радиации и поражающих факторов нелучевой этиологии (травмы, ожоги, химический фактор и др.), при которых время между действием радиационного и нерадиационного факторов не превышает длительности течения первого поражения. В противном случае это будут уже независимые друг от друга последовательные (изолированные) поражения.
Ранняя диагностика радиационных поражений осуществляется с помощью двух основных подходов - дозиметрического и клинико-лабораторного. Определение поглощенной дозы ИИ является одной из важнейших составляющих алгоритма ранней диагностики, как самого факта, так и степени тяжести радиационного воздействия, поскольку между этими показателями существует прямая связь.
10.2. Основные формы радиационных поражений
10.2.1. Острая лучевая болезнь
Внешнее облучение, при котором поглощенная доза равномерно распределяется по различным областям тела и приводит к развитию "классического" варианта ОЛБ.
Под лучевой болезнью понимают определенный комплекс проявлений поражающего действия ИИ на организм. Многообразие этих проявлений зависит от вида облучения - общее или местное, внешнее или от инкорпорированных радиоактивных веществ; от временнóго фактора - однократное, повторное, пролонгированное, хроническое облучение; от пространственного фактора - равномерное или неравномерное; от облучаемого объема и локализации облученного участка. В связи с этим могут быть различными и клинические формы поражений (острые и хронические, общие и местные и их сочетания).
Из всех форм радиационной патологии наиболее характерной и актуальной является острая лучевая болезнь, которая возникает при однократном, повторном или пролонгированном (на протяжении часов, дней) облучении всего тела или большей его части проникающими излучениями (γ-лучи, нейтроны, рентгеновские лучи) в дозе, обычно превышающей 1 Гр. ОЛБ характеризуется определенной периодичностью течения и полисиндромностью клинических проявлений. Ведущими являются симптомы поражения гемопоэтической системы, желудочно-кишечного тракта и нервной системы [4, 14].
В течении ОЛБ традиционно выделяют четыре периода: начальный (период общей первичной реакции), скрытый (период мнимого благополучия), разгара и восстановления (исхода).
Клинические формы ОЛБ представлены в табл. 10-1.
Доза, Гр | Клинические формы | Степень тяжести |
---|---|---|
1–2 |
Костномозговая |
I (легкая) |
2–4 |
Костномозговая |
II (средняя) |
4–6 |
Костномозговая |
III (тяжелая) |
6–10 |
Костномозговая |
IV (крайне тяжелая) |
10–20 |
Кишечная |
|
20–80 |
Сосудисто-токсемическая |
|
80 |
Церебральная |
До 6 августа 1945 г., когда впервые было использовано атомное оружие, не имелось никаких сведений о клинической картине ОЛБ человека, вызванной кратковременным общим воздействием ионизирующей радиации. В настоящее время случаи заболевания ОЛБ связаны в основном с различными авариями на объектах, имеющих источники ионизирующего излучения, реже - при лучевой терапии, например, лейкозов [1, 8].
Частота летальных исходов при ОЛБ зависит от вида ионизирующего излучения, мощности источника и дозы облучения. Для людей 50% гибель наступает при дозах около 4,5 Гр [4, 19]. Широкие масштабы мирного использования атомной энергии в энергетике, медицине, сельском хозяйстве, промышленности, исследовании космоса, а также сохранившаяся угроза военного конфликта с применением ядерного оружия требуют совершенствования лабораторной диагностики острой лучевой патологии, внедрения новых информативных методов экспресс-диагностики, а также принципов интерпретации полученных данных и прогностических критериев [10].
Диагностика ОЛБ, особенно в ранние сроки, представляет значительные трудности ввиду отсутствия каких-либо патогномоничных признаков. Наиболее сложной является диагностика типичной (костно-мозговой) формы ОЛБ, для которой характерен довольно продолжительный скрытый период - от 1 нед до 1 мес. На фоне относительного клинического благополучия в это время в организме формируется так называемый гематологический синдром - характерные цитопенические изменения костного мозга и периферической крови, селезенки, лимфатических узлов, которые в последующем служат патогенетической основой формирования основных синдромов периода разгара.
Количественные изменения некоторых гематологических показателей находятся в обратной корреляционной зависимости от поглощенной дозы облучения, что и определяет важность лабораторных методов в ранней диагностике ОЛБ.
Методы лабораторной диагностики ОЛБ делятся на:
-
гематологические, позволяющие оценить динамику числа форменных элементов КМ и периферической крови и их качественные изменения;
-
цитогенетические или кариологические, включающие анализ хромосомных аберраций клеток КМ и лимфоцитов периферической крови после стимуляции их в культуре митогенами;
-
микробиологические - анализ аутомикрофлоры кожи, слизистых оболочек, кишечника;
-
биохимические, включающие определение активности ферментов, содержания метаболитов и продуктов обмена нуклеиновых кислот;
-
биофизические, основанные на изучении люминесценции биологического материала.
Однако набор лабораторных показателей не всегда раскрывает диагностическую логику решения принципиальных вопросов: постановку диагноза, определение степени тяжести, периода и фаз болезни. Представлялось целесообразным распределить наиболее значимые лабораторные показатели в виде логических схем, существенно облегчающих решение этих задач.
Выделяют соматические эффекты, зависящие от облучения данного индивидуума, и генетические эффекты у потомства, зависящие от радиационного воздействия на эмбриональные клетки. Соматические эффекты, в свою очередь, подразделяются на ранние, проявляющиеся развитием различных вариантов острой или хронической лучевой болезни или местных радиационных повреждений, и поздние, к которым относят повышенный риск развития опухолей (лейкозы) и укорочение продолжительности жизни (так называемый синдром преждевременного старения). Соматические эффекты более отчетливо зависят от индивидуальной дозы и носят пороговый характер. Для ранних соматических эффектов характерна четкая зависимость от дозы облучения, удовлетворительно описываемая сигмовидной кривой с наличием минимальной дозы, обозначаемой как пороговая.
Считают, что внешнее γ-излучение в дозе 0,25 Гр не вызывает заметных отклонений в общем статусе и клеточном составе периферической крови. Влияние облучения в дозе 0,25–0,5 Гр может быть выявлено при статистической обработке результатов подсчета форменных элементов крови у достаточно большой группы людей [5, 7, 12, 62].
Дозы в диапазоне 0,5–1 Гр могут вызывать нерезко выраженные изменения в картине крови (снижение числа тромбоцитов и лейкоцитов) и симптомы вегетативной дисрегуляции [2, 3, 62]. Пороговой дозой для формирования ОЛБ считают дозу 1 Гр [14, 19]. Доза пролонгированного облучения, не вызывающая клинических симптомов, значительно превышает дозу при одномоментном облучении. Хроническая лучевая болезнь развивается при фракционном облучении в дозе 1,5 Гр и выше. При неравномерном или преимущественно местном облучении характер изменений в тканях зависит как от локальной дозы, так и от многообразия структур, заключенных в облучаемом сегменте. С этим связано и различие сроков формирования изменений: более ранних - в тканях высокорадиочувствительных; более поздних - в тканях относительно радиорезистентных.
ОЛБ развивается при внешнем γ- и γ-нейтронном облучении в дозе, превышающей 1 Гр, полученной одномоментно или в сроки от 3 до 10 сут. При значительном вкладе нейтронов в общую дозу увеличивается тяжесть первичной реакции, резче бывает выражено первичное снижение числа лейкоцитов, наблюдаются нарушения обычного соотношения в поражении костномозгового и лимфоидного кроветворения (более выражено повреждение лимфопоэза, более заметными бывают хромосомные аберрации). Велики, особенно в поздние сроки, изменения в более радиорезистентных органах и тканях - хрусталике, эндотелии сосудов, рано возникают кишечные расстройства.
Лабораторная диагностика лучевого поражения - это возможность в ранний период после облучения обнаружить лучевое поражение, определить степень тяжести, прогнозировать его возможный исход, возникновение осложнений в различные периоды болезни, обеспечить лабораторный контроль эффективности проводимого лечения.
Представленные лабораторно-диагностические показатели (табл. 10-2, 10-3; рис. 10-2, 10-3) позволяют с определенной степенью надежности ответить на возникающие вопросы.
Показатель |
Степень тяжести острой лучевой болезни |
|||
---|---|---|---|---|
I |
II |
III |
IV |
|
Число лейкоцитов, ×109 /л (на 7–9-е сутки) |
Более 3 |
3–2 |
2–0,5 |
Ниже 0,5 |
Число лимфоцитов, с 3-х суток, ×109 /л |
Более 1 |
1–0,5 |
0,5–0,1 |
Меньше 1 |
Число тромбоцитов, ×109 /л (на 20-е сутки) |
Более 80 |
80–50 |
50–20 |
Менее 20 |
Сроки начала агранулоцитоза (лейкоциты менее 1,0×109 /л) |
Не развивается |
20–30 сут |
8–20 сут |
Менее 7 сут |
Снижение количества пролиферирующих эритробластов на 4-е сутки |
Нет |
На 25–30% |
На 50–60% |
На 100% |
Характер исследований |
Периоды течения острой лучевой болезни |
||||
---|---|---|---|---|---|
период первичной реакции, ч |
скрытый период (до 10 сут) |
период разгара (до 35 сут) |
период раннего восстановления (до 3–5 мес) |
период восстановления, годы |
|
А. Общеклинические (лейкоциты, лейкоцитарная формула, скорость оседания эритроцитов, гемоглобин, гематокрит, ретикулоциты, тромбоциты) |
По возможности |
2–3 раза |
Каждые 3–4 дня |
По показаниям |
По показаниям |
Б. Биохимические (белок, мочевина, сахар, билирубин, электролиты, время свертывания и др.) |
По возможности |
Однократно |
Еженедельно; по показаниям |
По показаниям |
По показаниям |
В. Исследование костного мозга (число миелокариоцитов, индекс созревания нейтрофилов) |
По возможности |
Однократно |
1–2 раза в течение периода |
По показаниям |
По показаниям |
Г. Микробиологические (выделение и идентификация возбудителей инфекционных и гнойно-воспалительных осложнений; определение чувствительности к антибиотикам) |
По возможности |
По показаниям |
По показаниям |
По показаниям |
По показаниям |


Пояснения к номограмме
-
На левой шкале номограммы отложить значение X и провести прямую до пересечения с графиком, соответствующим дню забора крови после облучения. (На правой стороне номограммы соответственно каждому графику указывают день после облучения.)
-
Из точки пересечения прямой с графиком восстановить перпендикуляр к нижней шкале номограммы, указывающей дозу облучения.
Пояснения к номограмме
Методы обнаружения лучевого поражения должны регистрировать специфическую реакцию на облучение и определять форму и степень тяжести ОЛБ в зависимости от доз облучения. Наибольшее значение имеют те показатели, которые можно рассматривать в качестве биологических индикаторов поглощенной дозы ионизирующего излучения.
10.2.2. Хроническая лучевая болезнь
Хроническая лучевая болезнь - это форма лучевой патологии, которая развивается при длительном (месяцы, годы) воздействии на организм ИИ в дозах, существенно (в 10 раз и более) превышающих допустимые уровни, или при инкорпорации радиоактивных веществ, депонирование которых в организме приводит к продолжительному внутреннему облучению. В подавляющем большинстве случаев ХЛБ развивается в условиях профессионального облучения (радиофизики, рентгенологи, радиологи и др.) и, крайне редко, как осложнение лучевой терапии. Сроки развития заболевания варьируют в пределах от 1–2 до 5–10 лет [19]. Весьма характерной чертой ХЛБ является длительность и волнообразность течения, отражающие сочетание нарастающих эффектов лучевого повреждения с отчетливыми компенсаторно-приспособительными и восстановительными процессами. Выраженность возникающих при ХЛБ синдромов определяется мощностью, пространственным распределением и суммарной величиной дозы, сроками лучевого воздействия, радиочувствительностью облученных органов и тканей и соотношением процессов повреждения и восстановления в них.
В развитии ХЛБ при продолжающемся радиационном воздействии и после его прекращения или снижения интенсивности облучения можно выделить три основных периода:
Характерными особенностями ХЛБ от общего относительно равномерного облучения являются:
-
сочетание несильно выраженных и медленно прогрессирующих изменений в органах и тканях с высокой активностью физиологических репаративных процессов (в первую очередь, система кроветворения) с сопутствующими реакциями нервно-эндокринной и сердечно-сосудистой систем;
-
зависимость темпа развития тяжести клинических проявлений и стойкости этих изменений от суммарной дозы и интенсивности радиационного воздействия;
-
длительность и волнообразность течения заболевания, связанные с варьирующим распределением дозы во времени и являющихся отражением сочетания эффектов поражения с восстановительными и компенсаторно-приспособительными реакциями.
Выраженным клиническим проявлениям ХЛБ от общего равномерного облучения, как правило, предшествует начальный, преимущественно адаптивный по своей сути сдвиг регуляции, который наиболее отчетливо проявляется при длительном внешнем облучении в сравнительно низких дозах, близких к предельно допустимым. Проявляется это в виде нестойкой лейкопении, появлении признаков астенизации, вегетативно-сосудистой неустойчивости и других неспецифических симптомах, связанных с действием не только ИИ, но и других экзо- и эндогенных факторов, что существенно затрудняет диагностику ХЛБ. Точному установлению диагноза ХЛБ в таких случаях может помочь лишь длительное динамическое наблюдение за больным после прекращении облучения хотя бы на 6–12 мес (табл. 10-4). При этом неспецифический адаптивный синдром может сгладиться, как это характерно для проявлений "ориентировочной реакции", не перерастая в типичные признаки ХЛБ. В противном случае диагностируют ХЛБ, критерием перехода к которой, помимо закономерного возрастания интенсивности или накопления определенной суммарной дозы облучения, является возникновение признаков некомпенсируемой альтерации в наиболее радиопоражаемых органах и системах и, прежде всего, системе кроветворения.
Основные показатели |
Степень тяжести |
|||
---|---|---|---|---|
легкая |
средняя |
тяжелая |
очень тяжелая |
|
Ориентировочные суммарные дозы облучения (за 2–3 года), Гр |
1,8–2,0 |
2,0–2,5 |
2,5–3,0 |
>3,5 |
Астеноневротический синдром |
Умеренный |
Выраженный |
Выраженный стойкий |
Резко выраженный стойкий |
Периферическая кровь |
Лейкопения, тромбоцитопения умеренные |
Лейко-тромбоцитопения выраженная, анемия не резкая |
Панцитопения выраженная |
Панцитопения резко выраженная, стойкая |
Кроветворение |
Нормальное |
Угнетено умеренно |
Угнетено резко |
Панмиелофтиз |
Геморрагический синдром |
Отсутствует |
Умеренно выражен |
Четко выражен |
Резко выражен |
Дистрофия кожи |
Незначительная |
Умеренно выражена |
Выраженная |
Резко выраженная |
Нейроциркуляторная астения |
Нерезкая |
Выраженная |
Выраженная стойкая |
Резко выраженная, стойкая |
Функция пищеварения |
Нарушена не резко у 30–50% больных |
Нарушена четко у большинства больных |
Выраженное расстройство у всех больных |
Резкое стойкое изменение у всех больных |
Эндокринная система |
Изменений нет |
Изменения нерезкие у отдельных людей |
Полигландулярные расстройства у большинства людей |
Выраженные полигландулярные расстройства у всех больных |
Терморегуляция |
Не нарушена |
Нерезко нарушена в отдельных случаях |
Нарушена у большинства лиц |
Резко нарушена во всех случаях |
Продолжительность болезни при лечении |
Недели |
Месяцы |
Годы |
Прогноз неблагоприятен |
В связи с этим в период формирования ХЛБ ведущим синдромом, во многом определяющим тяжесть течения заболевания, является костномозговой синдром (лейкопения, тромбоцитопения).
На начальных этапах формирования ХЛБ при исследовании периферической крови констатируется тенденция к лейкопении (количество лейкоцитов не ниже 3,5–4,0×109 /л), умеренная нейтропения, относительное увеличение количества лимфоцитов (35–45%), возможны качественные изменения нейтрофилов (токсическая зернистость, гиперсегментация, фрагментоз ядер). Количество тромбоцитов не менее 150×109 /л, ретикулоцитопения. В костномозговом пунктате - нормальное количество миелокариоцитов, торможение созревания миелоидных клеток на стадии миелоцита и метамиелоцита, характерны плазмоцитарная и эозинофильная реакция. Довольно часто выявляются снижение секреторной и моторной функций желудка и кишечника, дисфункция щитовидной железы. При проведении электрофизиологических исследований устанавливаются дисфункция и снижение тонуса высших отделов ЦНС, на ЭКГ либо вариант нормы, либо умеренное снижение зубца Т и расщепление комплекса QRS , расцениваемое как выражение умеренных диффузных мышечных изменений.
Сведения об индивидуально зарегистрированных за весь период работы персонала дозах облучения позволили ретроспективно рассмотреть динамику основных синдромов ХЛБ за 35–40 лет наблюдения, а проведение комплексного обследования на последний период наблюдения дало возможность оценить последствия и исходы ХЛБ, полноту восстановления в наиболее радиочувствительных системах (табл. 10-5).
Клинические проявления |
Данные входного осмотра |
Период хронической лучевой болезни |
|
---|---|---|---|
формирование |
отдаленный |
||
Лейкопения. Количество лейкоцитов: <4,9×109 /л <4,0×109 /л |
11,6 0,8 |
95,0 43,5 |
26,0 5,1 |
Тромбоцитопения <180×109 /л |
24,0 |
91,8 |
11,0 |
Синдром нарушения нейрососудистой регуляции |
9,0 |
78,0 |
4,0 |
Астенический синдром |
6,0 |
58,0 |
1,0 |
Синдром органических изменений центральной нервной системы по типу радиационного энцефаломиелоза |
0 |
24,0 |
1,0 |
Церебральный атеросклероз (полиэтиологический синдром при увеличении среднего возраста на 25–40) |
1,0 |
1,0 |
99,0 |
При проведении биохимических исследований выявляется гипербилирубинемия, гипергликемия, гипоальбуминемия, снижение антитоксической функции печени. Снижается секреторная функция желудка, поджелудочной железы и кишечника. Результаты инструментальных исследований (рентгенография желудка и кишечника) свидетельствуют о более выраженной, чем при ХЛБ легкой степени, дистонии и дискинезии желудка, поджелудочной железы и кишечника.
ХЛБ средней и тяжелой степеней характеризуются резким угнетением всех ростков кроветворения (табл. 10-6). Количество эритроцитов уменьшается до 2,0×109 /л и ниже, тромбоцитов - до 60×109 /л, лейкоцитов - до уровня агранулоцитоза, ретикулоцитов - менее 1о /оо . Выявляется абсолютная лимфопения. Снижается осмотическая стойкость эритроцитов, гипохромия, анизоцитоз, выявляются дегенеративные изменения лейкоцитов, увеличиваются время кровотечения и ретракция кровяного сгустка. Наступает резкое опустошение КМ (число миелокариоцитов ниже 1,0×109 /л), в клеточном составе которого преобладают ретикулярные, эндотелиальные и плазматические клетки.
Некоторые показатели крови |
Степень заболевания |
||
---|---|---|---|
легкая |
средняя |
тяжелая |
|
Эритроциты, ×1012 /л |
4,0 |
2,5 |
1,5 |
Тромбоциты, ×109 /л |
150,0 |
70,0 |
30,0 |
Лейкоциты, ×109 /л |
3,5 |
2,0 |
1,2 |
Скорость оседания эритроцитов, мм/ч |
10 |
20 |
40 |
Время свертывания крови, мин |
5 |
10 |
15 |
Длительность кровотечения, мин |
5 |
10 |
15 |
Отмечается выраженное угнетение секреторной и кислотообразующей функций желудка, поджелудочной железы и кишечника, резкие изменения биохимических показателей, отражающих функциональное состояние печени.
ХЛБ тяжелой степени характеризуется прогрессирующим течением и нередко заканчивается летальным исходом. При благоприятном исходе полная клинико-гематологическая ремиссия не наступает.
Необходимо отметить, что в зависимости от многих обстоятельств далеко не всегда удается выявить наличие всех симптомов, патогномотичных для той или иной степени хронической лучевой болезни. У одних больных обнаруживаются преимущественные нарушения со стороны нервной системы, у других - сердечно-сосудистой, у третьих - системы крови. Все это в значительной степени определяется состоянием макроорганизма в целом, его систем и органов, предшествующими заболеваниями, но особенно - суммарной дозой облучения и ее распределением.
10.2.3. Местные лучевые поражения. Определение, клинические проявления и методы определения дозы облучения
Местные лучевые поражения - специфическое радиационное поражение кожи, других подлежащих тканей и структур, включая внутренние органы, находящихся в проекции действия на тело пучка глубоко проникающего ионизирующего излучения.
МЛП легкой степени тяжести под названием "лучевая реакция" часто наблюдаются при проведении лучевой терапии в онкологических клиниках мира. Клинические проявления этих поражений при минимальной местной консервативной терапии претерпевают обратное развитие и, как правило, не имеют никаких отдаленных последствий и не снижают ни трудоспособность, ни качество жизни пострадавших.
МЛП средней, тяжелой и крайне тяжелой степени встречаются значительно реже, как правило, в результате радиационных аварий и инцидентов. Анализ текущей информации о радиационных авариях в индустриально развитых странах свидетельствует о том, что в среднем техногенные аварии ежегодно ведут к неконтролируемому облучению 10–12 человек во всем мире, из них только в одном-двух случаях может развиться ОЛБ, в остальных случаях - МЛП.
При анализе отраслевой принадлежности предприятий, на которых в последние годы возникли нештатные радиационные ситуации и аварии, выявлено, что только 25% приходятся на предприятия атомной промышленности, остальные 75% - на другие отрасли (чаще нефтегазовую), где широко применяется радиационная дефектоскопия [9].
В клинических проявлениях МЛП принято выделять несколько фаз их развития и условно различать четыре степени тяжести поражений. Критериями служат визуально оцененные изменения кожи. Продолжительность отдельных фаз и истинное значение тяжести поражения различно для разных видов ИИ из-за неодинакового распределения поглощенной дозы по глубине тканей в облученном сегменте тела.
В зависимости от клинических проявлений, вида ионизирующего излучения, дозы воздействия выделяют 4-й степени тяжести МЛП (табл. 10-7) [9].
Периоды развития МЛП | I (легкая), 8–12 Гр | II (средняя), >12–20 Гр | III (тяжелая), >20–25 Гр | IV (крайне тяжелая), >26–30 Гр |
---|---|---|---|---|
Первичная реакция - первичная эритема |
Продолжается несколько часов, может отсутствовать |
От нескольких часов до 2–3 сут |
Выражена у всех, длится от 3 до 4–6 сут |
Выражена у всех, не ослабевает к разгару |
Скрытый период (латентный) |
До 15–20 сут |
До 10–15 сут |
До 7–14 сут |
Отсутствует |
Период разгара |
Вторичная эритема |
Вторичная эритема, отек, пузыри |
Вторичная эритема, отек, болевой синдром, пузыри, эрозии, первичные радиационные язвы, гнойная инфекция |
Отек, болевой синдром, местные кровоизлияния, некроз |
Исходы острого периода |
Сухая десквамация к 25–30-м суткам |
Влажная десквамация с появлением под отторгающимся слоем нового эпидермиса к концу 1–2-го месяца |
Развитие и заживление язв замедлено, длится месяцы. Глубокие язвы или не заживают без оперативного лечения или заживают на короткий период |
Процессы ограничения и отторжения замедлены. На 3–6-й неделе некроз мягких тканей с инфицированием и общей интоксикацией. Лишь своевременная и радикальная операция может спасти пациента |
Отдаленные последствия |
Сухость кожи, пигментные нарушения |
Возможны атрофия кожи, клетчатки, мышц, образование поздних радиационных язв |
Поздние лучевые язвы на фоне несовершенных рубцов и лучевого фиброза, гиперкератоза |
Ампутационные дефекты, рецидивы язв, контрактуры, остеопороз, остеонекроз |
Клиническая картина МЛП и степень его тяжести во все периоды развития зависят от конкретных условий лучевого воздействия, среди которых наибольшее значение имеют величина поглощенной дозы и проникающая способность радиации. Для оценки этих параметров следует выяснить, с каким радионуклидом произошел контакт, воздействию какого вида излучения (γ-, β-, рентгеновского и др.) подвергся пострадавший, каковы размеры и активность источника, каково расстояние от тела до источника, как долго продолжалось облучение, было ли оно повторным или однократным.
При обращении в лечебно-профилактическое учреждение больного с жалобами на наличие ожога, необходимо уточнить обстоятельства его получения. При подробном расспросе пациента может быть выяснено, что изменения на коже появились спустя какое-то время после участия в радиационной аварии на производстве, после проведения интервенционной радиологической процедуры или терапевтического облучения, а также бытового контакта с неизвестным металлическим предметом.
Если известны характеристики источника ИИ, то возможно определение дозы облучения расчетными методами. При подробном опросе больного выясняются подробности контакта с источником ИИ и пространственно-временные характеристики облучения, на основании которых делается заключение о предполагаемой на основании этих данных дозе облучения.
При радиационной аварии, когда лучевому воздействию подвергается все тело пострадавшего, облучение часто является неравномерным и приводит к развитию ОЛБ в сочетании с МЛП. В связи с этим, при поступлении больного с подозрением на развитие лучевых поражений необходимо исключить возможность развития ОЛБ. Сочетание ОЛБ и МЛП требует внесения ряда корректив в план лечения больного, в том числе и в отношении МЛП. Например, рекомендуется выполнение хирургических операций при МЛП вне цитопенического периода костномозгового синдрома ОЛБ с целью профилактики инфицирования раневой поверхности МЛП.
С целью определения средней дозы, поглощенной в теле пострадавшего, проводится исследование хромосомных аберраций в препаратах культур клеток КМ (в ближайшие 3–4 дней после облучения), в дальнейшем - в культурах лимфоцитов периферической крови.
Проведение этого исследования позволяет подтвердить факт облучения в дозе, превышающей 0,3 Гр в первом случае и 0,1 Гр - во втором, а также исключить радиационное воздействие на все тело в дозах, вызывающих развитие ОЛБ.
Основой оценки дозы по аберрациям хромосом является количественная зависимость образования аберраций в лимфоцитах периферической крови и костном мозге от дозы излучений.
Такая "биологическая" дозиметрия дает достоверную информацию в случаях относительно равномерного облучения. При неравномерном воздействии с перепадом дозы более чем в 2–3 раза информативность показателя снижается. Вместе с тем неравномерность облучения может быть оценена по характеру распределения дицентриков по клеткам и при сопоставлении данных, полученных с помощью разных цитогенетических показателей, а также по данным исследования трепанатов КМ из различных точек скелета.
В различные сроки после облучения используются различные цитогенетические методы: в близкие сроки после облучения (до двух лет) - прямой метод исследования хромосомных аберраций, в отдаленные сроки - FISH метод [24, 36, 55].
10.2.4. Комбинированные радиационные поражения
Комбинированные радиационные поражения (КРП) возникают при одновременном или последовательном воздействии на организм ионизирующего излучения и факторов нерадиационной природы - термических, механических, химических (табл. 10-8). В случаях последовательного действия названных факторов комбинированными радиационными поражениями будут считаться лишь те, в которых время между нанесением лучевых и нелучевых травм не превышает длительности первого поражения.
Изолированные (однофакторные поражения) |
Комбинированные радиационные поражения |
|
---|---|---|
двухфакторные |
трехфакторные |
|
|
|
|
КРП принято делить на радиационно-механические (облучение + воздействие ударной волны или огнестрельное ранение), радиационно-термические (облучение и термическая травма) и радиационно-механо-термические (облучение в сочетании с механической и термической травмами).
Для КРП характерно преобладание одного, наиболее тяжелого и выраженного в конкретный момент патологического процесса, так называемого ведущего компонента (преобладание радиационной или нерадиационной травмы). По мере развития процесса вид и значение ведущего компонента могут меняться. В результате совместного воздействия радиации и нерадиационных факторов в патологический процесс вовлекается значительно большее число систем организма, увеличивается степень тяжести нарушения функций каждой из них, так как возникающие травмы взаимно отягощают друг друга. Однако патологический процесс при КРП представляет собой не просто сумму нескольких повреждений, а сложную реакцию организма, определяемую как синдром взаимного отягощения, характеризующийся более тяжелым течением каждого компонента КРП, чем течение таких же, но изолированных поражений (табл. 10-9).
Степень тяжести ОЛБ |
Величина "коэффициента отягощения" |
|||||
---|---|---|---|---|---|---|
степень тяжести механических повреждений |
степень тяжести ожогов |
|||||
I |
II |
III |
I |
II |
III |
|
II |
1,2 |
1,3 |
1,7 |
1,3 |
1,6 |
2,5 |
III |
1,3 |
1,5 |
2,0 |
1,5 |
2,0 |
3,0 |
Следствием синдрома взаимного отягощения являются более выраженные нарушения защитно-адаптационных реакций, замедление процессов постожоговой и посттравматической репаративной регенерации, а также постлучевое восстановление кроветворных тканей и других систем организма. При этом минимальная доза облучения, при которой выявляется лучевая болезнь, снижается до 0,5 Гр. Максимальная доза, когда возможен благоприятный исход комбинированного поражения, снижается до 4,5 Гр при двойной комбинации поражающих факторов и до 3 Гр - при тройной. Степень тяжести ОЛБ при КРП выше изолированного на одну ступень. Следовательно, лучевая болезнь I степени (1–2 Гр) в комбинации с ожогами или травмами соответствует тяжести и исходам изолированных поражений II степени, II степени - III и т.д.
В течении КРП различают четыре периода:
В первом (остром) периоде , как правило, преобладает более тяжелая симптоматика механической или термической травмы (боль, травматический или ожоговый шок, кровотечение). Однако при ведущем лучевом компоненте первичная реакция может быть весьма выраженной (эритема, многократная или неукротимая рвота, адинамия). При ведущей механической травме в периферической крови выявляют лейкоцитоз и анемию, при ожоге - гемоконцентрацию. Резко выраженная абсолютная лимфопения характерна для лучевого компонента. Продолжительность периода от нескольких часов до 2–3 сут (табл. 10-10).
Период | Ведущий компонент | Продолжительность |
---|---|---|
Первый |
Первичные реакции на лучевые и нелучевые травмы |
От нескольких часов до 2–3 сут |
Второй |
Преобладание нелучевого компонента |
От 2 суток до 3–4 нед |
Третий |
Преобладание лучевого компонента |
От 2 до 6–8 нед |
Четвертый |
Остаточные явления острой лучевой болезни и нелучевых травм |
В зависимости от тяжести компонентов комбинированных радиационных поражений и осложнений |
Второй (период преобладания нелучевых компонентов) период соответствует скрытому периоду лучевой болезни, в нем преобладают проявления воздействия нелучевых факторов. Выраженность клинических проявлений будет определяться тяжестью и локализацией травм и ожогов и протекать более тяжело, чем при однокомпонентном воздействии, - с выраженной интоксикацией, раневым истощением, анемией, развитием инфекционных осложнений. Лучевое поражение характеризуется сменой лейкоцитоза лейкопенией, прогрессирующей лимфопенией. Продолжается период от 2 сут до 3–4 нед при ведущем механическом компоненте и от 3 до 7 сут - при ведущем термическом.
Третий (период преобладания лучевого компонента) период проявляется преимущественно симптомами, обусловленными лучевым воздействием: лихорадка, кровоточивость, инфекционные осложнения, изменение гематологических показателей. Вся перечисленная симптоматика более выражена, чем при изолированной лучевой болезни аналогичной степени тяжести, и существенно ухудшает течение механических и термических повреждений. Продолжается этот период от 2 до 6–8 нед и является критическим для пораженных, так как в это время возникает множество опасных для жизни осложнений.
Четвертый период (восстановления) характеризуется замедленной регрессией симптомов лучевой болезни, затяжным заживлением ран и ожогов, множественными остаточными явлениями поражения в виде астенического состояния, снижения массы тела, анемии рубцовых деформаций и др. Его продолжительность зависит от степени тяжести поражения и наличия осложнений.
Диагностика радиационного поражения у раненых и обожженных вызывает ряд затруднений, особенно в начальном периоде, когда некоторые симптомы, свойственные первичной реакции на облучение, могут быть обусловлены воздействием нелучевых компонентов (эритема, тошнота, рвота, лихорадка, адинамия). Из всех симптомов первичной реакции наибольшее значение имеет рвота, выраженность которой не соответствует тяжести нелучевых повреждений. Поскольку сами термические и механические травмы могут сопровождаться лимфопенией, для диагностики лучевого поражения следует определять абсолютное число лимфоцитов не только в течение первых 2–3 сут, но и в более поздние сроки.
10.3. Физическая дозиметрия
Обнаружение ИИ основывается на их способности ионизировать и возбуждать атомы и молекулы среды, в которой они распространяются. Такие процессы изменяют физико-химические свойства облучаемой среды, которые могут быть обнаружены и измерены. К таким изменениям среды относятся: изменение электропроводности веществ (газов, жидкостей, твердых материалов); люминесценция некоторых веществ; засвечивание фотопленок; изменение цвета, окраски, прозрачности, сопротивления электрическому току некоторых химических растворов и др. Взяв за основу эти явления, для регистрации и измерения ионизирующих излучений используют ионизационные, химические, фотографические, сцинтилляционные и люминесцентные методы [27].
Существуют и другие методы дозиметрии, например, основанные на изменении электрических свойств полупроводников при действии излучения. Трековые детекторы, в которых выявляются следы частиц - треки, применяют для дозиметрии нейтронов и тяжелых заряженных частиц (например, α-частиц при дозиметрии радона). Для измерения доз нейтронов применяют наборы активационных детекторов, в которых поток и доза нейтронов определяются по наведенной в разных веществах активности.
При воздействии на человека проникающей радиации ядерного взрыва или радиационной аварии, а также внешнего облучения в зонах радиоактивного заражения основным фактором, определяющим степень поражения, является доза облучения. Определение доз ионизирующих излучений, полученных человеком, осуществляется с помощью измерителей доз или дозиметров.
Индивидуальный дозиметрический контроль основан на измерении дозы облучения каждого человека. Индивидуальными дозиметрами оснащается весь состав аварийно-спасательных формирований.
Системы для индивидуального дозиметрического контроля облучения (измерители дозы или дозиметры) можно разделить на две основные группы в соответствии с порядком считывания измеренных данных. Одну группу составляют приборы с детекторами-накопителями, с которых результаты считывают по завершении процедуры индивидуального дозиметрического контроля с помощью некоторого измерительного устройства - непрямопоказывающие дозиметры. Другую группу составляют электронные прямопоказывающие приборы.
Действие приборов первой группы (с детекторами и накопителями) основано на явлениях накопления информации о поглощенной энергии, реализующегося путем перемещения под действием ионизирующего излучения носителей электрического заряда (электронов и "дырок") в центры захвата вблизи дефектов кристаллической структуры вещества детектора. Энергия, накопленная в детекторе за время экспозиции, затем высвобождается (в результате дополнительного внешнего воздействия теплового или оптического) посредством высвечивания, или люминесценции, которое регистрируется измерительным устройством. В зависимости от вида дополнительного внешнего воздействия высвобождение накопленной энергии путем высвечивания называется соответственно термолюминесценцией или радиофотолюминесценцией.
Действие приборов второй группы (электронных, прямопоказывающих) основано на использовании электрической схемы, предназначенной для обслуживания того или иного детектора: полупроводникового, сцинтилляционного с фотоэлектронным умножителем, ионизационной камеры, газоразрядного счетчика. Приборы этой группы осуществляют измерение в каждый момент времени мощности индивидуального эквивалента дозы, с отображением ее значения на экране монитора и текущего индивидуального эквивалента дозы, который также отображается на экране прибора. Многие из электронных приборов позволяют устанавливать пороги по мощности дозы и по дозе, достижение которых сопровождается сигнализацией звуковой, световой и/или вибросигнализацией для своевременного предупреждения пользователя об опасности облучения. Кроме того, электронные приборы способны сохранять в своей энергонезависимой памяти истории мощности дозы, величины накопленной дозы и серийный номер прибора, а также передавать эти значения в компьютер через имеющийся канал связи (например, радиоканал Bluetooth) для дальнейшей обработки и анализа в рамках системы контроля и учета доз облучения.
Основным недостатком существующих дозиметров является, прежде всего, относительно высокая погрешность измерения дозы излучения. Погрешность большинства современных приборов составляет 10–30%. Кроме того, из-за частичного экранирования тела или самого дозиметра, а также из-за особой геометрии источника излучения и положения тела по отношению к нему в момент облучения в ряде случаев значения физической дозиметрии могут быть искаженными или полностью отсутствовать.
Сравнительная характеристика некоторых методов физической и биологической дозиметрии приведена в табл. 10-11 [9].
Метод | Ближайшие сроки получения результатов | Максимальная погрешность | Оцениваемые показатели | Основные достоинства | Основные недостатки |
---|---|---|---|---|---|
Измерение показаний индивидуальных дозиметров |
1-е сутки после облучения |
20% |
Доза в точке ношения индивидуального дозиметра |
Быстрая оценка доз, высокая точность и объективность оценки |
Частая невозможность оценки распределения доз местного облучения. Малоприменим для лиц из населения |
Расчетная реконструкция доз местного облучения кожи |
1-е сутки после облучения |
>100% |
Распределение доз местного облучения по поверхности и глубине тела |
Быстрая оценка доз. Широкая применимость метода, в том числе для лиц из населения |
Большая погрешность и субъективность результата |
Моделирование ситуации облучения |
2-е сутки после облучения |
50% |
Распределение доз местного облучения по поверхности и глубине тела |
Объективность оценки |
Большая погрешность. Малоприменим ввиду трудностей повторения условий облучения |
ЭПР эмали зуба |
3-и сутки после облучения |
20% |
Доза в области головы |
Высокая точность и объективность оценки. Высокая чувствительность метода. Применимость в отдаленные сроки после облучения |
Задержка получения результата. Отсутствие прямой оценки распределения доз местного облучения |
ЭПР одежды и сопутствующих предметов |
6-е сутки после облучения |
25% |
Распределение доз местного облучения по поверхности тела |
Высокая точность и объективность оценки |
Значительная задержка получения результата. Неприменимость в отдаленные сроки после облучения |
10.4. Биологические маркеры ионизирующих излучений
10.4.1. Состояние проблемы
Ограниченные возможности физических методов дозиметрии обусловили необходимость поиска методов биологической дозиметрии, которые основываются на радиационных эффектах. Биологические маркеры радиационного поражения являются количественно измеряемыми изменениями, которые происходят в биологических системах вследствие воздействия ИИ. Существует большое количество биологических маркеров, характеризующихся устойчивой зависимостью доза-эффект. Вместе с тем индивидуальная вариабельность, высокие значения показателей в необлученном организме, а также зависимость от нерадиационных факторов, сопутствующей патологии позволяют квалифицировать лишь немногие из маркеров облучения как биологические дозиметры. Цитогенетические изменения в лимфоцитах периферической крови человека и электронный парамагнитный резонанс (ЭПР-дозиметрия) эмали зуба в настоящее время являются единственными методами, валидированными для биодозиметрии. Биодозиметрия является неотъемлемой частью радиологической защиты и обычно используется в случаях возможного облучения [46, 49].
При так называемых критических радиационных авариях облучение происходит за счет воздействия γ-излучения и нейтронов, причем облучение является гетерогенным. Биологическая дозиметрия при критических радиационных авариях включает биофизические методы. Данные методы позволяют получать информацию о распределении дозы и нейтронном компоненте дозы. Классические методы (подсчет лимфоцитов, дицентрических и ацентрических фрагментов, электроэнцефалография, биохимические маркеры), с помощью которых можно оценить среднюю биологическую дозу, новые биохимические параметры, которые являются хорошими маркерами витального прогноза, а также новые цитогенетические методы. Проведение биологической дозиметрии или, скорее, исследования биологических маркеров облучения остаются трудной задачей, особенно из-за гетерогенности облучения. В качестве возможного разрешения проблемы можно рассматривать многопараметровое определение дозы [48].
В отличие от методов физической дозиметрии, методы биологической дозиметрии, как правило, неприменимы для оценки доз меньше 0,1 Гр и, кроме того, на них влияют индивидуальные вариации радиочувствительности. Вскоре после радиационной аварии обычно используют метод биологической дозиметрии, основанный на измерении частоты нестабильных хромосомных аберраций (дицентриков и центрических колец). При сравнении частоты дицентриков и центрических колец со стандартной кривой "доза–эффект", полученной в эксперименте in vitro , можно определить дозу облучения. Этот метод рекомендуют в документах ВОЗ и Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) для практического применения. Однако использование дицентриков, а также других хромосомных аберраций нестабильного типа для целей биологической дозиметрии не всегда возможно, поскольку количество клеток, содержащих такие аберрации после облучения, уменьшается со временем [32].
При ретроспективном анализе, проводимом через длительное после облучения время, данные биологической дозиметрии могут служить дополнением к результатам физической дозиметрии. При этом целесообразно применять методы, которые учитывают стабильные радиационные повреждения биомаркера (проявляются постоянно, не вовлекаются в обмен биохимического, физиологического или иммунологического характера, не восстанавливаются и не исчезают). В этом отношении перспективным является анализ стабильных аберраций (транслокаций), частота которых постоянна в течение длительного времени после облучения. Вероятность выхода стабильных (транслокации) и нестабильных (дицентрики) хромосомных аберраций после облучения одинакова. Однако в отличие от дицентриков транслокации при пролиферации клеток отбору не подвержены. Метод флюоресцентной гибридизации in situ (fluorescence in situ hybridization, FISH) или быстрый FISH-метод, сопряженный с окраской хромосом, можно использовать для ретроспективной дозиметрии, спустя несколько десятилетий после облучения [57].
Другими биологическими или биофизическими методами измерения доз, по мнению экспертов Научного комитета по действию атомной радиации ООН (НКДАР ООН), являются ЭПР-дозиметрия по эмали зуба или радиофотолюминесценция (РФЛ). Эти методы применяют в ретроспективной дозиметрии для измерения радиационных повреждений, аккумулированных в костной ткани, эмали зубов, ногтях и волосах. Можно также использовать анализ мутаций в гене, ответственном за гликофорин A (GPA, ГФА), связанный с клетками крови. В настоящее время предел определения дозы с помощью методов FISH, ЭПР-дозиметрия и РФЛ составляет около 0,1 Гр. Однако при низких уровнях облучения оценка доз, полученных в результате радиационной аварии, очень ненадежна из-за неопределенности доз фонового облучения, обусловленного другими источниками излучения (медицинское облучение, естественный радиационный фон и т.д.) или при использовании метода FISH, вследствие влияния других факторов, таких как курение [32].
10.4.2. Биологические маркеры радиационного поражения
Исследование биологических маркеров радиационного поражения предполагает использование методов для измерения изменений в биологических системах вследствие воздействия ИИ и соотнесения их с влиянием окружающей среды и заболевания. Выделяют биомаркеры облучения, дозы, чувствительности и болезни. Важно четко понимать различия и применимость разных типов биомаркеров. Например, для Вооруженных сил (медицинской службы гражданской обороны) наибольший интерес представляют ранние биологические маркеры облучения и дозы (уровень чувствительности может быть невысоким), которые можно применить для быстрой сортировки пострадавших при боевых действиях или вследствие террористических актов и определения необходимости и объема медицинского вмешательства. Биомаркеры долговременных радиационных рисков представляют собой еще одну область интересов. Требования к биомаркерам риска - высокая чувствительность и специфичность в отношении заболеваний и поражений (без быстрого получения результатов). Биомаркеры дают возможность получить информацию для принятия срочных управленческих решений, охарактеризовать долговременные радиационные риски и идентифицировать радиационно-индуцированные заболевания на ранних стадиях. Эта информация является наиболее надежной в отношении индивидуального облучения и риска, что минимизирует физиологическое и психологическое воздействие облучения.
В настоящее время известно значительное количество биомаркеров облучения человека. Однако перед применением требуется валидация биомаркеров. В этом направлении данные лабораторных исследований дополняют эпидемиологические исследования. В таких исследованиях значение биомаркера является зависимой переменной, которую следует оценить, а предполагаемое измерение, например облучение, является независимой переменной. Валидированный биомаркер предоставляет надежные данные для оценки рисков для здоровья и может служить руководством при проведении индивидуальных программ по медицинскому контролю [24].
Калибровочные кривые доза-эффект, использующие референтные источники излучения, являются ключевыми для оценки поглощенной дозы в биодозиметрических тестах [56].
При большинстве радиационных аварий возможности физической дозиметрии ограничены. Кроме того, в большинстве случаев аварийное облучение является неравномерным или локальным в значительных дозах. В таких ситуациях физическая дозиметрия не обеспечивает надежную оценку дозы. В последние годы идентифицирован ряд биологических маркеров ИИ. Они включают клиническую картину острой лучевой болезни, цитогенетические изменения в лимфоцитах периферической крови, гематологические нарушения, биохимические маркеры, индукцию мутаций гена в эритроцитах, цитогенетические и физиологические изменения в коже и нейрофизиологические изменения.
Предложен ряд биомаркеров, специфичных для излучений с высокой линейной передачей энергии (ЛПЭ). Такие биомаркеры могли бы значительно увеличить мощность эпидемиологических исследований людей, подвергшихся воздействию излучений с высокой ЛПЭ, таких как α-частицы или нейтроны. В качестве биомаркера излучений с высокой ЛПЭ рассматривается отношение индуцированных интерхромосомных аберраций к внутриплечевым аберрациям. По данным теоретических и экспериментальных исследований, это отношение для излучений с высокой ЛПЭ должно отличаться в три раза от любых других кластогенов. Получены доказательства долговременной стабильности таких хромосомных биомаркеров. В настоящее время в исследованиях этого потенциального биодозиметра для излучений с высокой ЛПЭ, выполняемых в Российской Федерации, участвуют люди, которые подверглись воздействию излучений с низкой и высокой ЛПЭ несколько десятилетий назад [30]. Кроветворная ткань, как быстро обновляющаяся, высоко пролиферирующая и самоподдерживающаяся система, крайне чувствительна к действию радиации и является тонким индикатором поражения организма ИИ. Именно поэтому при ядерных и других техногенных катастрофах изучение системы гемопоэза имеет чрезвычайно важное значение и, прежде всего, в связи с тем, что ранние предшественники гемопоэза, а также некоторые типы лимфоцитов являются своего рода наиболее ранними индикаторами тяжести лучевого поражения [3, 7, 54, 55, 60].
У пациентов с ОЛБ в первые дни, недели и месяцы после облучения выявляют различные количественные и качественные отклонения показателей периферической крови. Изменения количества гранулоцитов и тромбоцитов в острую фазу болезни соответствуют стандартным параметрам в зависимости от тяжести ОЛБ [15, 33, 45].
10.4.3. Дозиметрическое значение биомаркеров
Для эффективного менеджмента радиационных аварий необходима точная оценка дозы облучения (IAEA, 2018). Дозиметрическую информацию получают при использовании комбинации ряда различных методов. Хотя некоторые из этих маркеров могут быть исключительно качественными или полуколичественными, они могут обладать потенциалом прогностических маркеров. Краткое описание различных биологических маркеров и их дозиметрическая ценность при различных условиях облучения приведены в табл. 10-12.
Облучение всего тела | Локальное облучение | Хроническое облучение |
---|---|---|
Клиническая картина. Время появления и выраженность симптомов лучевой болезни. Имеет значение в сортировке пострадавших |
Анализ хромосомных аберраций (дицентриков) вместе с анализом дисперсии. Может быть определена доза облучения части тела |
Тест на транслокации. Тест на стабильные хромосомные аберрации методом флюоресцентной гибридизацииin situ с помощью специфических хромосомных зондов |
Гематологические маркеры:
|
Маркеры поражения кожи:
|
ЭПР-дозиметрия , основанная на анализе устойчивых СО3 -радикалов в эмали зуба, является биологическим дозиметром как при остром аварийном облучении, так и при хроническом облучении. Облучение в прошлом у выживших после атомных бомбардировок также может быть оценено с помощью ЭПР-дозиметрии |
Цитогенетический анализ. Хромосомные аберрации:
|
Репродуктивная система (мужчины):
|
Анализ хромосомных аберраций с соответствующими поправками на их элиминацию может обеспечить приблизительную индикацию поглощенной дозы. Этот метод имеет тенденцию к недооценке дозы и в значительной степени подвержен межиндивидуальным вариациям |
Биохимические маркеры:
β-амино-изомасляной кислоты |
Облучение головы. Изменения паттерна электроэнцефалограммы. Эффект может наблюдаться при дозах облучения более 0,25 Гр из-за изменения электрической активности головного мозга |
Мутация в локусе гликофорина А приводит к дозозависимой модификации протеинов мембраны эритроцитов. Это может быть обнаружено с помощью флюоресцентных антител при использовании проточной цитометрии |
ЭПР-дозиметрия костной ткани и эмали зуба |
Поражение клеток костного мозга в пробах, полученных из различных участков тела |
– |
10.4.4. Цитогенетические методы в биодозиметрии
Цитогенетические методы исследования лимфоцитов периферической крови информативны для биологической индикации поглощенной дозы облучения. Эти методы включают анализ хромосомных аберраций для нестабильных аберраций (дицентрики и кольца), микроядерный тест в цитокинезе блокированных лимфоцитов, преждевременную конденсацию хромосом и тест на транслокации методом FISH. При проведении цитогенетических исследований в качестве специфического биомаркера радиационного воздействия на человека используется частота двух категорий аберраций хромосомного типа [18]:
-
нестабильных (ацентриков, дицентриков, центрических колец), определяемых, как правило, на рутинно (равномерно) окрашенных препаратах метафазных хромосом;
-
стабильных (симметричных хромосомных транслокаций, инверсий, вставок, делеций хромосом), частично выявляемых (в виде аномальных моноцентриков) при традиционном рутинном анализе и в полном объеме определяемых на дифференциально (неравномерно) G-окрашенных препаратах метафазных хромосом.
С начала 90-х годов XX в., благодаря достижениям в области молекулярной цитогенетики, для выявления стабильных маркеров облучения разработана технология флюоресцентной гибридизации метафазных хромосом человека с ДНК-зондами (FISH, whole chromosome painting).
Цитогенетический анализ используется для оценки степени облучения разной интенсивности, в том числе при действии малых доз, полученных в результате острого, подострого либо хронического облучения.
Эффективность цитогенетического анализа при хроническом радиационном воздействии низкой интенсивности доказана при многочисленных обследованиях лиц, подверженных влиянию радиационного фактора вследствие профессиональной деятельности, и населения, проживающего в районах с повышенным естественным радиационным фоном. Вместе с тем существуют проблемы, связанные с различиями расчетных коэффициентов при остром и хроническом облучении. Эти недостатки выявлены при облучении, которому подвергались ликвидаторы последствий аварии на Чернобыльской АЭС (ЧАЭС) после августа 1986 г.
Одной из проблем, возникающих при оценке мутагенного действия малых доз радиации, является относительно невысокий по сравнению с контролем уровень индуцированного цитогенетического эффекта. Для его выявления необходимо анализировать огромные выборки клеток, что трудно выполнить при обследовании отдельных индивидуумов (даже при использовании современных систем автоматического анализа хромосом), но возможно при обследовании групп людей, подвергшихся идентичному радиационному воздействию [18].
10.4.4.1. Анализ хромосомных аберраций
Радиационно-индуцированные повреждения клеточной ДНК проявляются в виде разрывов и перестроек хромосом, которые, в свою очередь, приводят к их структурным повреждениям. В 1962 г. М.А. Bender и P.C. Gooch предложили для биологической дозиметрии использовать оценку хромосомных аберраций лимфоцитов периферической крови, установив при этом хорошие корреляции между частотой дицентриков и поглощенной дозой облучения [14]. Поскольку радиационные эффекты в лимфоцитах, облученных in vivo и in vitro , одинаковы, оценка дозы может основываться на калибровочных кривых, которые построены после облучения in vitro образцов крови известными дозами.
На основании линейно-квадратической модели зависимости цитогенетического эффекта от дозы облучения возможно проведение биологической дозиметрии с точностью 15–30% в диапазоне доз 0,15–4,0 Гр [44]. Недостатком этого метода является необходимость проведения анализа аберраций в метафазах первого митоза после облучения. Если проводить исследование в отдаленные после облучения сроки, то значительная часть аберраций будет элиминирована во время митотического деления, что окажет влияние на точность дозиметрии.
Биологическая индикация дозы по частоте аберрантных клеток в костном мозге возможна в диапазоне доз 0,5(0,3)–5 Гр. Однако метод нельзя применять для индикации дозы уже через 96 ч после облучения, что связано с быстрой элиминацией аберрантных клеток из пролиферирующего пула вследствие их репродуктивной гибели [34].
Анализ хромосомных аберраций, основанный на определении частоты дицентрических хромосом в культуре лимфоцитов периферической крови, является пока наиболее надежным методом биологической дозиметрии (IAEA, 2017). При международном многоцентровом сравнении дозиметрических систем на модели критической радиационной аварии было установлено, что биологическая дозиметрия, использующая периферические лимфоциты, представляет надежные оценки индивидуальных доз [34].
Определение дозы облучения по частоте обнаружения хромосомных аберраций представлено в табл. 10-13.
Доза, Гр |
Лимфоциты периферической крови |
Костный мозг |
Примечание |
|
---|---|---|---|---|
количество на 100 клеток |
количество фрагментов на 100 клеток |
частота возникновения аберрантных клеток, % |
||
0–1 |
0–3,2 |
0–22,5 |
До 20 |
Наиболее информативно исследование числа аберрантных клеток, взятых из костного мозга в период от 15 до 30 ч после облучения |
1–2 |
3,2–12,8 |
22,5–45,0 |
20–50 |
|
2–3 |
12,8–28,9 |
45,0–67,5 |
– |
|
3–4 |
28,9–51,0 |
67,5–90,0 |
– |
|
2–4 |
12,8–51,0 |
45,0–90,0 |
50–80 |
|
4–5 |
51,0–81,0 |
90,0–112,5 |
80–100 |
|
5–6 |
81,00–116,0 |
112,5–135,0 |
Число аберраций в метафазах возрастает и составляет в среднем на клетку до 10 и более |
|
6–7 |
116,0–158,0 |
135,0–157,0 |
Фоновая частота дицентриков в необлученной крови очень низка - 5×10–4 –4×10–3 (1–2 на 2000 клеток). Данная частота повышается с дозой по линейно-квадратичной зависимости для излучений с низкой ЛПЭ и линейно - для нейтронов и излучений с высокой ЛПЭ [34].
Нижняя граница определения составляет 50 мГр для рентгеновского излучения, 100 мГр - для γ-излучения и 10 мГр - для быстрых нейтронов. Оценки при малых дозах облучения основываются лишь на нескольких дицентриках, чему всегда сопутствуют существенные ошибки. В области больших доз неопределенность оценок значительно снижается из-за большого числа дицентриков.
Одно из главных преимуществ анализа хромосомных аберраций - радиационная специфичность. Лишь очень немного кластогенов (агентов, способных разрывать хромосомы) типа блеомицина, эндоксана и других могут быть смешивающими (возмущающими) факторами при этом тесте. С помощью этой методики могут быть оценены дозы в широком диапазоне - от 0,1 до 6 Гр. Анализ хромосомных аберраций обеспечил надежную оценку доз при аварии на ЧАЭС и в Японии. После острого облучения частота дицентриков не изменяется в течение нескольких недель, но снижается наполовину приблизительно через 180 дней [54]. При облучении в малых дозах и хроническом облучении последующее уменьшение параметра происходит более медленно, приблизительный период половинной элиминации составляет 3 года. Следовательно, дозы облучения, произошедшего в прошлом, могут быть определены с приемлемой надежностью (с учетом соответствующих корригирующих коэффициентов). Некоторые индивидуальные различия эффекта индукции хромосомных аберраций могут возникать из-за генетической вариабельности и способности репарации ДНК. Следовательно, анализ хромосомных аберраций может служить полезным маркером биологического эффекта у определенного индивидуума. Одно из наиболее важных ограничений этой методики - высокая квалификация эксперта для оценки аберраций. Кроме того, оценка дицентриков является длительным процессом, трудно поддается автоматизации из-за сложности визуализации дицентриков в системах, обрабатывающих сигналы. Современные технологические разработки могут повысить скорость оценки и уменьшить ошибку идентификации дицентриков. При аварийном облучении в летальном диапазоне (3–6 Гр) достаточно оценить 25–50 метафаз для получения предварительной информации, требуемой для медицинской сортировки пострадавших. Однако при больших дозах большую часть тяжело пораженных клеток не удастся подвергнуть делению и трудно найти даже несколько метафаз [40, 61].
Анализ хромосомных аберраций при неравномерном облучении. При равномерном облучении тела радиационно-индуцированные дицентрические хромосомы соответствуют совершенному распределению Пуассона. Однако при большинстве аварий облучение является неравномерным, что приводит к появлению фракции лимфоцитов, получивших намного большую дозу по сравнению с лимфоцитами в необлученной части тела. В результате оцениваемые аберрации концентрируются в нескольких поврежденных клетках, которые достигают метафазы. Степень чрезмерного рассеивания (значительного отклонения от распределения Пуассона) может быть оценена с помощью коэффициента дисперсии μ. Положительное значение μ указывает на чрезмерное рассеивание, отрицательное - на недостаточное рассеивание, а ноль соответствует совершенному распределению Пуассона. При аварийных ситуациях значение более 1,96 предполагает облучение части тела или локальное облучение [51].
Доза, полученная облученной фракцией лимфоцитов, может быть определена на основе расчета среднего выхода дицентриков путем сопоставления с соответствующей калибровочной кривой. Поскольку полученная частота дицентриков является производной от среднего выхода дицентриков и фракции облученных лимфоцитов, то последняя может быть легко рассчитана. Этот метод был валидирован в Исследовательском атомном центре Бхабха (Тромбей, Мумбаи, Индия) при радиационной аварии с облучением части тела от промышленного радиографического источника с 192 Ir [54]. Выход дицентриков составлял лишь 0,20, но значения дисперсии варьировали от 8,7 до 15,3 в течение первых 3 мес после облучения, что свидетельствовало об очень неравномерном облучении (это подтверждали тяжелые лучевые ожоги на бедрах пострадавшего). Средний выход дицентриков, полученный в этом случае (1,65), соответствовал средней дозе 4,5 Гр, приблизительно на 50% объема тела. Полученные результаты согласовывались с данными физической реконструктивной дозиметрии.
Лишь у некоторых пострадавших при аварии в Гоянии (Бразилия) обнаружили чрезмерное рассеивание, в то время как у большинства пострадавших, подвергшихся неравномерному облучению, такой дисперсии не выявили. Эти несоответствия могли быть обусловлены продолжительным воздействием внутреннего облучения 137 Cs и внешним загрязнением. Следовательно, анализ дисперсии может надежно использоваться только в случае острого внешнего облучения части тела.
Биологическая дозиметрия при смешанном нейтронном и γ-облучении (критические аварии). При тяжелых радиационных авариях люди подвергаются воздействию смешанных полей нейтронов и гамма-излучения. Дозы, полученные вследствие нейтронного и гамма-облучения, рассчитываются на основе вычисления выхода дицентриков с учетом информации о соотношении нейтронов к γ-излучению по данным физической дозиметрии.
Анализ хромосомных аберраций является конвенциональным средством оценки облучения. В Исследовательском радиобиологическом институте Вооруженных сил США недавно разработан альтернативный метод измерения радиационно-индуцированных хромосомных аберраций в интерфазных клетках в целях создания быстрой, точной и высокопроизводительной системы тестов, которые могут иметь практическое применение при различных радиационных ситуациях. Метод основан на индуцировании преждевременной конденсации хромосом в "покоящихся" в фазе G0 лимфоцитах периферической крови человека. Далее специфические пробы ДНК от целой хромосомы подвергают флюоресцентной гибридизации in situ для быстрого определения аберрантных клеток. Для идентификации радиационных молекулярных биомаркеров по мишеням экспрессии генов и мутациям ДНК использовали в реальном времени флюорогенную 5’-нуклеазу или TaqMan и полимеразную цепную реакцию. Для оценки результатов разработано диагностическое программное обеспечение, которое используется в армии США для повышения медицинской готовности при реагировании в чрезвычайных ситуациях [31, 39].
10.4.4.2. Преждевременная конденсация хромосом
Лимфоциты периферической крови в стадии G0 могут быть успешно соединены с культурой клеток СНО в митотической стадии при помощи полиэтиленгликоля. Это ведет к преждевременной конденсации хромосом лимфоцитов в интерфазе. С единичными хроматидами появляются 46 хромосом. На этой стадии радиационно-индуцированные повреждения проявляются как избыточные разрывы, коррелирующие с дозой. Важным преимуществом этого метода является то, что информация об облучении может быть получена уже через 3–4 ч после взятия пробы крови. В других источниках литературы указывают на время взятия пробы крови не менее одного дня после облучения, причем радиационно-индуцированные повреждения уменьшаются на 32% через 1–2 дня и на 42% - на следующий день.
Кроме того, так как эта методика не предполагает деление клетки, артефакты, ассоциированные с радиационным воздействием на клеточный цикл, не влияют на результаты анализа. Даже при аварийном облучении в дозах более 5 Гр клетки легко можно конденсировать, хотя они могут и не достигать метафазы. Методика преждевременной конденсации хромосом особенно полезна в этих случаях.
10.4.4.3. Микроядерный тест
Микроядрами называют маленькие ядра, сформированные из хроматинного материала, которые отстают и не включаются ни в одно из дочерних ядер, образующихся при делении клетки. Воздействие радиации и других кластогенных агентов приводит к дозозависимому повышению частоты микроядер.
Делящиеся клетки блокируют в цитокинезе и применяют цитохалазин В (cytochalasin В) для визуализации индуцированных микроядер. Некоторыми лабораториями изучена возможность использования оценки микроядер в качестве биологического дозиметра [54]. Важными преимуществами этой методики являются простота и скорость оценки. В последние годы точность метода повышена благодаря введению этапа инкубации клеток с цитохалазином В и учета двуядерных клеток. В работах Исследовательского атомного центра Бхабха [54] изучали фоновую частоту микроядер. В 25 проанализированных пробах фоновая частота варьировала от 6–30×10–3 на двуядерную клетку; в среднем - 12±4 на 1000 клеток. Кривая "доза - эффект индукции микроядер", полученная in vitro при облучении проб крови от здоровых доноров, в некоторой степени отличалась от результатов других исследований. При проведении микроядерного теста выявлено значительное отклонение от распределения Пуассона (чрезмерное рассеивание). Это ограничивает возможность использования этого теста для дифференциации облучения части тела и равномерного облучения всего тела. Хотя в литературе есть сообщения о том, что с помощью микроядерного теста можно определять поглощенные дозы порядка 50 мГр, тем не менее, значительные индивидуальные различия фоновой частоты не позволяют надежно оценить дозы менее 0,25 Гр. При аварийных ситуациях с облучением в дозах 2–6 Гр очень надежная информация может быть получена в течение 3 дней после облучения. При значительном количестве пострадавших микроядерный тест целесообразно применять, если проведение анализа дицентриков невозможно. Перспектива автоматизации микроядерного теста намного превосходит таковую для анализа хромосомных аберраций. Микроядерный тест в качестве интегрального метода оценки генотоксического эффекта можно использовать при действии других ксенобиотиков.
10.4.4.4. Метод флюоресцентной гибридизации in situ
Анализ хромосомных транслокаций методом флюоресцентной гибридизации in situ ("окраска всей хромосомы") считается "золотым стандартом" биологической дозиметрии. Формирование транслокаций происходит вследствие нарушения репарации двух или более двойных разрывов ДНК, являясь критическим классом радиационно-индуцированных повреждений, которые имеют зависимость "доза–эффект". Транслокации широко используются для оценки облучения, поскольку чувствительны при определении малых доз, обладают достаточной специфичностью к радиационному повреждению, сохраняются на протяжении десятилетий и имеют отношение к онкогенезу [58].
Радиационно-индуцированные нестабильные хромосомные аберрации (дицентрики, кольца и делеции) исчезают с периодом полуэлиминации 1–3 года в зависимости от условий облучения. В результате возможна значительная погрешность этого вида дозиметрии, применяемого по прошествии длительного времени после облучения [54]. Оценка стабильных хромосомных изменений - транслокаций - является возможным подходом для преодоления этой проблемы. Транслокации сохраняются в течение многих лет после облучения, и поэтому их анализ может использоваться для реконструкции дозы на протяжении жизни.
Конвенционально транслокации оценивают с помощью методики дифференциального окрашивания метафазных хромосом (banding), очень трудоемкой процедуры. Даже для автоматизированной оценки качество препарата с дифференциально окрашенными хромосомами должно быть очень высоким. В последнее время появилась возможность окраски отдельных хромосом с помощью метода флюоресцентной гибридизации in situ (FISH). Транслокации представляют собой обмен частями между окрашенными хромосомами, где противоположно окрашенные/неокрашенные хромосомы визуализируются как структуры с двойным окрашиванием. FISH-анализ не только упрощает идентификацию транслокаций, но и повышает чувствительность оценки изменений, которые нельзя было обнаружить с помощью обычной методики дифференциального окрашивания метафазных хромосом. FISH-анализ, который использует пробы целой хромосомно-специфической ДНК человека [23], предоставил новые возможности для определения стабильных аберраций. В настоящее время он широко используется для биологической дозиметрии ИИ [45, 50]. Оценка FISH-окрашенных хромосом является относительно простым и быстрым методом, тогда как оценка дицентриков должна выполняться экспертом-цитогенетиком и требует значительно больше времени.
В последние годы во многих лабораториях в качестве биологического дозиметра исследован потенциал FISH-анализа транслокаций. Поскольку окрашивается только часть генома (10–20%), то информацию о целом геноме получают путем экстраполяции эффекта, полученного для окрашенной фракции. Поскольку вероятно, что отдельные хромосомы могут отличаться по радиочувствительности, необходимо получить калибровочные кривые для различных наборов окрашенных хромосом.
Имеется сообщение о калибровочных кривых для биологической дозиметрии посредством FISH-анализа, полученных в трех итальянских лабораториях. Окрашивали 1, 2 и 4-ю хромосомы после γ-облучения в дозах 0,1–3 Гр. Оказалось невозможным выявить статистически значимые различия эффекта между 0 (фоном) и 0,1 Гр, а также определить дозы менее 0,3 Гр.
Некоторые исследования подтверждают эффективность FISH-анализа для ретроспективной биологической дозиметрии ИИ [27, 48]. Например, такую биологическую дозиметрию использовали для определения доз, полученных 5 работниками атомной промышленности, которые на протяжении двух-трех десятилетий подвергались хроническому облучению (примерно 500 мЗв). При анализе 2421 метафаз у этих лиц выявили 28 транслокаций. Дозы находились в диапазоне от 0,215±0,116 до 0,635±0,292 Гр, что подтверждает возможность использования FISH-анализа для ретроспективной биологической дозиметрии.
Несмотря на то, что у переживших атомные бомбардировки было получено хорошее соответствие по дозовым оценкам, дозы были недооценены у 12 пострадавших. При гомогенном облучении в больших дозах распределение стабильных и нестабильных аберраций независимо и соответствует пуассоновскому распределению, тогда как при частичном облучении их распределение взаимосвязано, поскольку эти типы аберраций ограничены облученной фракцией клеток. Это свидетельствует о возможных ограничениях использования FISH-анализа при ретроспективной дозиметрии и может объяснять недооценку дозы. Следует подчеркнуть, что для валидации этой методики в качестве биодозиметра необходимы более подробные данные о большем количестве случаев хронического облучения.
Применение FISH-метода значительно облегчило анализ структурных хромосомных аберраций и обусловило замену метода оценки дицентриков как аберрации выбора методом транслокаций. Однако сохраняют актуальность проблемы влияния индивидуальной радиочувствительности, времени, прошедшего после облучения, и возраста. Их преодоление потребует автоматизации, уменьшения стоимости, улучшения калибровки и расширения использования исходных (необлученных) образцов.
10.4.4.5. Кластерные повреждения ДНК
Кластерные повреждения ДНК - два или более повреждения (окисление оснований, сайты без оснований, разрывы нитей) на нескольких витках спирали ДНК на противоположных нитях - индуцируются ИИ в растворах и in vivo в клетках человека. Доказано, что они плохо репарируются и, таким образом, имеют большое биологическое значение. Поскольку количество радиационно-индуцированных кластерных повреждений в 3–4 раза больше, чем двойных разрывов, и они практически отсутствуют в необлученных клетках, уровень кластерных повреждений непосредственно после облучения может служить чувствительным дозиметром. Поскольку некоторые кластеры не репарируются и могут накапливаться в клетке, они могут служить в качестве интегрирующего дозиметра биологических эффектов радиационного повреждения [38, 47].
Энергия ИИ с низкой ЛПЭ (рентгеновское и γ-излучение) депонируется в воде вокруг молекулы ДНК, что генерирует 2–5 пар радикалов в радиусе 1–4 нм. В результате в ДНК могут формироваться множественные единичные повреждения, включая окисленные пуриновые и пиримидиновые основания, сайты с потерянными основаниями, а также единичные разрывы. Единичные повреждения в так называемых множественно поврежденных сайтах или кластерные повреждения репарируются путем иссечения оснований. Выявлено, что радиационные кластерные повреждения ДНК могут превращаться в двойные разрывы при попытке репарации. В клетках с оксидативной ДНК-гликозилазой, которая распознает и вырезает ДНК в репарируемых единичных повреждениях, в течение инкубации после облучения в радиационно-индуцированных кластерах возникают двойные разрывы в зависимости от дозы облучения. В мутантных клетках, не имеющих таких ферментов, не формируются пострадиационные двойные разрывы, и эти клетки значительно более радиорезистентны. Эти мутантные клетки могут стать радиочувствительными вследствие чрезмерной экспрессии одной из оксидативных ДНК-гликозилаз. Таким образом, данный эффект оксидативных ДНК-гликозилаз в потенцировании повреждения ДНК может использоваться для оценки радиационного риска.
10.5. Дозиметрия на основе спектроскопии электронного парамагнитного резонанса
Инструментальная дозиметрия, использующая физические методы для регистрации радиационных дефектов в различных материалах, представляет собой принципиально отличную категорию методов ретроспективной оценки доз. Наиболее успешно применяется ЭПР-дозиметрия костной ткани. Данный метод инструментальной биодозиметрии известен с 60-х годов ХХ столетия [29]. Японские и канадские авторы предложили использовать эмаль зубов для оценки поглощенной дозы γ- и рентгеновского излучений. Наиболее активно ЭПР-дозиметрию стали применять после аварии на ЧАЭС.
ЭПР-дозиметрия - метод измерения спектра ЭПР долгоживущих свободных радикалов в кальцинированных тканях организма - в эмали зубов и компактном веществе кости - является достаточно надежным для реконструкции дозы γ-облучения в любые сроки после радиационного воздействия.
Метод ЭПР-спектрометрии эмали зуба (премоляра или моляра, не подвергавшегося воздействию ультрафиолетового излучения) позволяет реконструировать дозу облучения, накопленную в течение всей жизни, включая медицинское, преимущественно в области головы. Зубная эмаль - довольно точный естественный индивидуальный дозиметр, существующий у человека с момента формирования зуба. На основе анализа величины сигнала ЭПР определяют количество свободных радикалов в некариозной эмали. ЭПР-дозиметрия имеет приемлемый порог чувствительности (порядка 50 мГр) и наивысшую среди ретроспективных методов точность (30–50%). Это единственный метод, объективность которого может быть легко проверена, а погрешности строго определены. Высокая точность ЭПР-дозиметрии была подтверждена в ряде международных интеркалибровок [32]. Получены линейные зависимости величины сигнала ЭПР от поглощенной дозы облучения в диапазоне 0,1–20 Гр с точностью до 20% [13].
Для проведения исследования ЭПР эмали зуба с целью ретроспективного определения дозы необходимо согласие больного на экстракцию зуба или наддесневую биопсию части его, покрытой эмалью. Исследование не проводится при отсутствии зубов у людей пожилого возраста, а также при удалении зоны локального воздействия радиации от области головы пациента. Исследование ЭПР компактного вещества кости становится возможным после оперативного вмешательства в области МЛП, то есть спустя значительное время после лучевого воздействия. Кроме того, возможно исследование ЭПР одежды, обуви для определения дозы локального облучения у пострадавшего в аварии.
Вместе с тем существуют ограничения применения ЭПР-дозиметрии: недостаточная доступность образцов (для дозиметрии могут быть использованы зубы, удаленные только по стоматологическим показаниям, что происходит редко, к тому же часто удаляемые зубы поражены кариесом и имеют недостаточное количество эмали, а корни зубов - не имеют вовсе); наличие факторов, которые в отсутствие адекватного учета могут существенно исказить (завысить) результаты ЭПР-дозиметрии - медицинское рентгеновское облучение на протяжении жизни, а также облучение передних зубов (резцов и клыков) солнечным УФ-излучением. Учет и снижение влияния этих факторов - предмет интенсивных исследований многих лабораторий мира. В целом только 25% удаляемых зубов у ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС применимы для дозиметрии.
Широкое применение ЭПР-дозиметрии ограничено необходимостью использования уникального дорогостоящего оборудования и его недостаточной производительностью - в настоящее время можно проводить до 250 анализов в год. Усовершенствование методики позволит удвоить это количество. Десятикратное повышение производительности при использовании нового оборудования вряд ли возможно в силу экономических причин. Однако даже при проведении нескольких сот анализов в год массовое восстановление доз с помощью этого метода (десятки тысяч анализов) невозможно.
ЭПР-исследования таких биологических образцов, как костная ткань, зубы, волосы, ногти и кожа после облучения, позволяют определить дозы от 0,3 Гр до нескольких Гр.
Интенсивность ЭПР-сигналов выше для фотонов с более низкой энергией и ниже - для нейтронов. При помощи этой методики могут быть установлены как летальные, так и сублетальные дозы. Сигналы в эмали зуба очень стабильны и могут быть обнаружены даже через два-три десятилетия. Эта методика обеспечила оценки доз, сопоставимые с результатами анализа хромосомных аберраций, у пострадавших вследствие аварии на ЧАЭС [52].
В настоящее время эта методика является многообещающей для быстрой оценки дозы. Кроме того, ЭПР - единственный надежный метод для ретроспективной биологической дозиметрии. Это было валидировано по результатам дозиметрии выживших лиц после атомной бомбардировки. Разработка портативного ЭПР-спектрометра и СВЧ-резонатора позволяет оценивать дозы in vivo без экстракции зуба.
Радикалы, сформированные под воздействием ИИ, в ткани ногтя разрушаются через несколько недель. Именно поэтому следует учитывать этот фактор при проведении ЭПР-спектроскопии. При аварийном облучении человека, особенно локальном (верхние конечности), срезанные ногти можно использовать для определения дозы облучения и таким методом можно определять дозы около 2 Гр.
10.6. Другие методы оценки радиационно-индуцированного повреждения
10.6.1. Мутации в соматических клетках (гликофориновый тест, мутации в локусе Т-клеточного рецептора)
В Ливерморской лаборатории (США) разработали гликофориновый тест для оценки повреждения ИИ генома человека. Определение соматических мутаций по локусу ГФА на эритроцитах с помощью лазерной проточной цитофлюориметрии является перспективным методом биодозиметрии. ГФА находится на поверхности эритроцитов в количестве 5×105 на клетку и выявляется в виде двух аллельных форм, определяющих М- и N-группы крови, связанных с хромосомой 4q. В отличие от аберрантных лимфоцитов эритроциты, вариантные по ГФА, не проходят селекции in vivo , при мутациях по локусу ГФА не изменяется длительность жизни эритроцитов и отсутствуют клинические проявления. Генотоксический эффект по локусу ГФА проявляется со стадии эритробластов и может служить показателем поражения ранних предшественников эритроцитов, включая полипотентную стволовую клетку. Полученные моноклональные антитела позволяют анализировать у гетерозиготных по MN-системе людей, составляющих до 25% популяции, частоту эритроцитов со сниженной экспрессией N-антигена (NO-фенотип) на 106 клеток методом двухцветного цитофлюориметрического анализа [3].
Впервые тест применили при обследовании выживших после атомных бомбардировок через 40 лет после облучения [43]. Выявили тенденцию к повышению частоты гемизиготных клеток пропорционально дозе облучения. Тест рекомендовали для реконструкции дозы облучения через значительный промежуток времени.
Определение мутантных по локусу гликофорина А клеток считается надежным методом биодозиметрии как в ранние, так и в отдаленные сроки после острого облучения. При длительном облучении гликофориновый тест менее информативный, чем при остром облучении. Определение частоты клеток с мутациями по локусам рецепторов Т-клеток можно использовать лишь в ранние сроки после облучения. Тест Т-клеточных рецепторов является более чувствительным и информативным для биодозиметрии недавнего облучения, чем гликофориновый тест. Оба метода могут использоваться для индивидуальной оценки отдаленных последствий облучения, так как люди с повышенной частотой мутантных клеток представляют собой группу высокого риска развития онкологической патологии [20].
Гликофориновый тест использовали для оценки кумулятивного эффекта хронического облучения в малых дозах (до 120 мЗв). Выявлено, что его можно использовать в качестве эффективного биологического маркера для оценки кумулятивной дозы облучения более 100 мЗв [42].
В последние годы проведены исследования HPRT-мутаций в Т-лимфоцитах периферической крови по потере способности к экспрессии функционального продукта Х-связанного гена HPRT (гипоксантин-гуанин-фосфорибозилтрансфераза) на мутантных лимфоцитах при их культивировании с ИЛ-2. Сложность подходов, однако, не дает возможности применения метода в популяционных исследованиях, в частности после аварии на ЧАЭС [3].
Использование мутаций в локусе Т-клеточного рецептора для биодозиметрии оказалось эффективным, прежде всего после облучения. Период полувыведения мутаций составляет 2 года. У здоровых субъектов, облученных в пределах радиационного фона, частота мутаций гена в локусе Т-клеточного рецептора составляет 1,9×10–4 . У ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС повышение числа аберрантных клеток отмечалось после 1993 г. за счет людей с более высокими поглощенными дозами. Вместе с тем тест очень чувствителен. У персонала 30-километровой зоны и жителей радиоактивно загрязненных территорий с зарегистрированной инкорпорацией радионуклидов отмечено повышение в 2–3 раза числа вариантных Т-лимфоцитов. Результаты исследований через 10–12 лет после облучения свидетельствовали о снижении уровня мутаций в локусе Т-клеточного рецептора, при этом показатели у большинства ликвидаторов не отличались достоверно от фонового уровня и не зависели от характера сопутствующей патологии. Отмечено возрастное увеличение числа аберрантных клеток. Повышение числа мутаций в локусе Т-клеточного рецептора отмечено при весьма ограниченном круге заболеваний (атаксия, телеангиэктазии, анемия Фанкони).
10.6.2. Иммунохимический метод (тест "щелочной кометы")
Поиски альтернативных биологических маркеров и методов биологической дозиметрии продолжаются. Одним из инструментов для биологической дозиметрии является определение единичных разрывов и повреждений оснований ДНК в лейкоцитах человека in vivo . Для этого предложен иммунохимический метод, который некоторые исследователи называют тестом "щелочной кометы" или тестом "кометы" (тестом единичного электрофореза в геле). Иммунохимические пробы адаптировали для выявления повреждений ДНК в цельной крови после облучения. После обработки цельной крови щелочью определяют как разрывы нитей, так и повреждения оснований (которые преобразовываются в разрывы нитей посредством добавления специфичных к повреждениям энзимов), используя антитела, которые специфически связываются с единичными разрывами ДНК.
Единичные разрывы ДНК могут быть обнаружены непосредственно сразу после облучения в дозах больше 0,2 Гр. При неизвестном уровне фонового повреждения нижний предел определения сдвигается приблизительно до 0,5 Гр непосредственно после облучения с учетом межиндивидуальных вариаций. Поскольку единичные разрывы репарируются быстро, этот метод целесообразно применять в случаях, когда кровь взята менее чем через 1 ч после облучения. Повреждения оснований - достаточно информативный биологический маркер на протяжении 1–4 ч после облучения. Тест "щелочной кометы" является быстрым и чувствительным микродозиметрическим методом, который можно применять у человека для биомониторинга in vivo , особенно в случаях аварийного облучения [39].
10.6.3. Профиль экспрессии генов
Известно, что доза, мощность дозы, вид излучения и время, прошедшее после облучения, влияют на различия в ответе стресс-генов. Предположили, что профиль экспрессии генов может быть информативным маркером облучения. При данном подходе ключевым является определение наборов генов, специфичных для различных интересующих исходов. Обобщенный профиль после воздействия ИИ может позволить идентифицировать облученных лиц в популяции, тогда как более специфические профили могут выявить детали облучения. Изменения в экспрессии генов в линиях клеток человека появляются после влияния γ-облучения в дозе 0,02 Гр, а в лимфоцитах периферической крови - 0,2 Гр. Однако, несмотря на обнадеживающие результаты, еще требуются значительные усилия для получения значимых корреляций с облучением и для внедрения в практику оценки дозы по профилям экспрессии генов. Разработка высокопроизводительного профилирования экспрессии генов может способствовать созданию быстрого и неинвазивного тестирующего метода для применения у потенциально облученной популяции [25].
10.6.4. Обратная транскрипционная полимеразная цепная реакция
Актуальной задачей современных медико-биологических исследований является поиск показателей экспрессии генов, ассоциированных с различными патологиями, в том числе радиационного генеза.
В лаборатории биологической дозиметрии Исследовательского радиобиологического института Вооруженных сил США оценили эффективность флюоресцентной квантифицированной обратной транскрипционной полимеразной цепной реакции (quantitative reverse transcription-poly-merase chain reaction/QRT-PCR) для определения изменений экспрессии генов в целях быстрой оценки дозы облучения. Было установлено, что существует линейная зависимость "доза–эффект" в диапазоне доз 20–500 мГр для индукции митохондриальной РНК в клетках миеломы человека. Впервые сообщено об использовании QRT-PCR в реальном времени для оценки дозы облучения по радиационно-индуцированным изменениям экспрессии генов в РНК крови через 24 и 48 ч после γ-облучения (0–3 Гр; 0,1 Гр/мин). QRT-PCR в реальном времени, использующая изменения экспрессии генов в качестве биомаркера, обладает быстротой, чувствительностью и воспроизводимостью и может служить потенциально эффективным биодозиметрическим инструментом для радиотерапии и биодозиметрии быстрого реагирования при радиационных авариях [41].
По результатам молекулярно-генетических исследований выполненных отечественными специалистами имеется связь экспрессии различных РНК-соединений (мРНК белок-кодирующих генов, микроРНК и длинных некодирующих РНК) с отдаленными эффектами действия радиации после перенесенной ОЛБ и местных лучевых поражений, в том числе с развитием отдаленной онкологической патологии [21].
Показано, что через несколько десятков лет после ОЛБ в крови у пациентов наблюдается снижение содержания miR-34a и miR-21. Обнаруженная у этих пациентов потеря корреляционных связей между Р53 и его мишенями - мРНК гена MDM2 и такими микроРНК, как miR-34а, miR-145 и другими, свидетельствует, что в отдаленный период после облучения в клетках крови наблюдается дисбаланс функционирования Р53-зависимой системы поддержания стабильности генома. Выявленные изменения регуляторных РНК Р53-зависимой системы сохранения стабильности генома в гомогенате опухолей гортани, а также в периферической крови тех же пациентов, свидетельствуют о перспективности использования этих показателей в клинических исследованиях.
В группе пациентов с раком предстательной железы, у которых при проведении лучевой терапии возникают циститы, установлено, что еще до начала курса в крови этих пациентов наблюдалось значимое повышение содержания miR-21. Таким образом, показатели уровня экспрессии генов, микроРНК и длинных РНК могут быть использованы для прогноза осложнений после лечения. Некодирующие РНК и сопряженные с ними гены могут служить мишенями для таргетной терапии.
Длинные РНК регулируют экспрессию генов в зависимости от типа клеток и тканей. Показано изменение содержания длинных РНК (MALAT 1, ROR, NEAT 1) при раке гортани. Выявлены различия в уровне экспрессии длинной РНК NEAT 1 у пациентов с раком гортани I–II и III–IV стадий болезни. Высокий уровень содержания NEAT 1 у пациентов III–IV стадий по сравнению с I–II свидетельствует о возможности использования этого соединения при формировании панели показателей для оценки индивидуального прогноза, позволяющего предсказать характер течения болезни.
10.6.5. Кластогенные факторы
Кластогенные факторы (субстанции, повреждающие хромосомы) были впервые выявлены в плазме крови у людей, подвергшихся случайному воздействию ИИ или же получавших радиотерапию. Кластогенные факторы также выявляли у пострадавших при атомных бомбардировках на протяжении многих лет после облучения. Обнаружены кластогенные факторы и у ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС и их детей. Однако кластогенные факторы индуцируются не только облучением, поскольку они являются смесью прооксидантов с хромосомоповреждающими свойствами. Для их определения разработана цитогенетическая система - КФ-тест. По результатам обследований ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС установлено, что ликвидаторы из Армении имеют 6,2±4,8% кластогенных факторов, а ликвидаторы из Российской Федерации - 8,2±4,5%.
В обоих случаях это количество достоверно (р <0,001) выше, чем в контроле. Частота КФ-позитивных лиц (>5% аберраций) составила 32% облученных в дозах 0–100 мГр и 65% - в дозах >250 мГр. Предложено кластогенные факторы использовать как биомаркер радиационно-индуцированного оксидантного стресса [22].
10.6.6. Нейрофизиологические маркеры
Теоретической основой наличия нейрофизиологических биомаркеров и возможности биологической дозиметрии на основе анализа изменений параметров компьютерной электроэнцефалографии (ЭЭГ) после облучения является радиочувствительность церебральной электрической активности, наличие детерминированных психофизиологических и нейропсихиатрических эффектов ИИ, а также отсутствие адекватной репарации радиационных поражений нейронов из-за отсутствия их пролиферации и отсутствия репарации митохондриальной ДНК.
Обоснована возможность возникновения детерминированных нейропсихиатрических радиационных эффектов при дозах более 0,3 Зв и выявлены нейрофизиологические маркеры воздействия ИИ в диапазоне доз 1–5 Гр (снижение доминирующей частоты в левой лобно-височной области, латерализация абсолютной δ-мощности в левую гемисферу, повышение относительной δ-мощности в лобно-височных отделах с латерализацией в доминантное (левое) полушарие, снижение абсолютной θ-мощности в левой височной области и диффузное снижение абсолютной и относительной α-мощности с латерализацией ее депрессии в левую гемисферу), которые дают возможность проводить реконструкцию дозы по параметрам компьютерной ЭЭГ. На основании этих показателей возможно решение проблемы дифференциации нейрофункциональных нарушений радиационного и нерадиационного генеза и реконструкции дозы облучения.
Облучение вызывает изменения концентрации многих химических медиаторов, ассоциированных с функциями ЦНС (ацетилхолина, холинэстеразы, аспарагиновой кислоты, адренергических аминов, γ-аминомасляной кислоты), а также изменения мембранной проницаемости и кислотно-основного состояния, которые могут приводить к нарушениям церебральной электрической деятельности. Данные нарушения возникают немедленно после облучения, сохраняются достаточно долго и проявляются изменением паттерна ЭЭГ. Эффект может быть зарегистрирован при дозах >0,25 Гр. Метод довольно прост, атравматичен и может применяться в случаях, когда анализ хромосомных аберраций не может быть выполнен [50, 59]. Предложен электромиографический метод выявления у людей ранних признаков реакции на радиационные воздействия [2].
10.6.7. Биохимические маркеры
Различные подходы к биологическим индикаторам и биологической дозиметрии включают определение концентрации некоторых молекул в жидкостях организма при действии ИИ. Поскольку слюнные железы человека являются радиочувствительными, радиационные эффекты могут быть оценены посредством определения концентрации сывороточной амилазы (продуцируемой ацинарными клетками) и тканевого полипептидного антигена (синтезируемого дуктальными клетками). У пациентов, которым назначали внешнюю радиотерапию по поводу опухолей головы и шеи, обнаруживали ранние и отдаленные эффекты в слюнных железах. Отмечено прогрессирующее статистически значимое повышение активности амилазы и тканевого полипептидного антигена на протяжении 2 дней. Повышение ее активности, по сравнению с исходной, достигало 200–300% (с последующей быстрой нормализацией). Следует отметить, что облучение области поджелудочной железы не влияло на активность амилазы: в диапазоне 2–6 Гр экспериментально установлена линейная корреляция, тогда как в диапазоне 0,5–10 Гр зависимость от дозы отражается сигмоидной кривой [26].
10.6.7.1. Изолированные энзимы
Для определения ИИ разработан биосенсор, действие которого основано на свойствах комплекса фотосистемы II (PS II) и его реакции на облучение. Преобразователь сигнала для данного биосенсора может быть флюоресцирующим и зависеть от фотосинтетической активности. Облучение биологических материалов ведет к нарушению их функции вследствие деструкции критических структур. Радиационная теория мишеней постулирует экспоненциальное снижение биохимической активности энзимов, которое зависит от поглощенной энергии излучения и прямо пропорционально массе молекул, обладающих данной активностью. Для повышения чувствительности этого биодозиметра используют несколько подходов к оптимизации и иммобилизации комплекса фотосистемы II [35].
10.6.7.2. Исследование спермы
Вследствие облучения нарушается распределение клеток спермы в цикле сперматогенеза. Это может быть обнаружено и квантифицировано с помощью ПЦ терминальных клеток яичка. Этот метод возможен только для мужчин. В дополнение к этому, оценка спермы обеспечивает индикацию дозы только на яичко. Обычно количество спермы уменьшается не ранее, чем через 40 дней после облучения из-за радиорезистентности терминальных клеток в более поздней части цикла сперматогенеза, а значительное уменьшение выявляют приблизительно через 4 мес. Этот метод успешно применялся для оценки влияния дозы на мужскую репродуктивную систему у жителей Маршалловых островов, подвергшихся воздействию выпадений осадков после термоядерного взрыва [63].
10.6.7.3. Биомаркеры кожи
Видимые изменения окраски кожи, эритема, десквамация, образование язв, некроз и депиляция являются маркерами радиационного поражения. Хромосомные повреждения в клетках вырванных волос могут быть использованы для оценки распределения дозы при неравномерном облучении. Изучение повреждений фолликулярных клеток является инвазивной процедурой, поэтому ее применение у человека ограничено. Уменьшение толщины волос, вызванное повреждением фолликулов, может происходить только через 2–3 нед. Необходимы дополнительные исследования для валидации применения этих методов у человека [53].
10.7. Биодозиметрия внутреннего облучения
В экспериментальных исследованиях разработаны тесты для локальной биодозиметрии различных участков легких после ингаляции радона и его дочерних элементов при разных условиях облучения. Определение частоты микроядер в трахеальных эпителиальных клетках и пульмонарных альвеолярных макрофагах после клеточной пролиферации, индуцированной острым воздействием озона in vivo , оказалось наиболее чувствительным методом, если оценивать только пролиферирующие клетки. Последние были идентифицированы при помощи иммуноокрашивания после маркироания 5-бромо-2’-деоксиуридином in vivo . Данный метод может быть применим для локальной биодозиметрии бронхиальных и бронхиолярных эпителиальных клеток [28].
10.8. Нейтронный активационный анализ
Нейтронная активация приводит к образованию 24 Na и 32 Р. Эти изотопы могут служить маркером дозы облучения вследствие воздействия нейтронов [37]. Измерение активности 24 Na в ряде биологических образцов (кровь, моча, волосы, ногти) при помощи HPGe-детектора позволяет определить дозу порядка 10 мГр. Отношение измеренной активности 24 Na в крови и 32 Р в волосах может предоставить информацию относительно нейтронных спектров. Активность иных объектов (костюм, монеты, драгоценности, наручные часы и другие металлические предметы) также полезна в оценке дозы.
10.9. Оценка индивидуальной радиочувствительности человека
Индивидуальная радиочувствительность организма может быть генетически детерминированной. Каждый человек имеет набор генетической информации о предрасположенности или устойчивости к развитию определенных заболеваний. Считается, что ключевую роль здесь играет генетическая система HLA, для которой уже разработана система генетических маркеров ассоциаций с тем или иным заболеванием. Иммуногенетическими факторами повышенной радиочувствительности организма человека являются антигенные специфичности HLA-A10, HLA-A28, HLA-B16, HLA-B38, HLA-B35, HLA-DR3, HA-DR4. Наоборот, радиопротекторными свойствами обладают антигены HLA-B15 и HLA-DR2. Установлено, что степень влияния изолированных генетических систем крови на формирование радиочувствительности организма человека неоднозначна и может быть представлена в следующем порядке: HLA (DR, DQ, В, А, С), Hp, MN, ABO, Rh-Hr. Для систем Kell, Daffy, Kidd ассоциативные связи с конкретными антигенами недостоверны. Радиационный фактор оказывает индуцирующее влияние на реализацию генетической предрасположенности к определенному патологическому процессу [17].
10.10. Основные цели биологической дозиметрии
Если эффекты острого облучения в больших дозах изучены достаточно хорошо, то значительно меньше известно об эффектах хронического облучения в малых дозах. Физическая дозиметрия не всегда надежна, поэтому оценка доз и определение уровней облучения в прошлом должны основываться на биологических маркерах. Наиболее часто применяемыми и надежными в настоящее время методами биологической дозиметрии считаются цитогенетический анализ, оценки мутаций и электронный спиновый резонанс. Учитывая то, что интерес к исследованиям эффектов облучения в малых дозах возрастает, увеличивается и потребность в поиске новых биомаркеров, с помощью которых можно идентифицировать облученных в популяции. Обобщая изложенный материал, можно сформулировать основные цели биологической дозиметрии [50]:
-
подтверждение или отклонение показаний физических дозиметров и дифференциация реального и нереального облучения;
-
обнаружение предполагаемого облучения при отсутствии данных физической дозиметрии, например, если мониторинг не проводится, или у работающих с источниками ИИ, не надевших индивидуальный дозиметр;
-
проверка данных при подозрении о недостоверности показаний физических дозиметров;
-
определение средней дозы на тело в случае очень неравномерного облучения. В таких ситуациях дозиметры могут показывать очень большую или малую дозу в зависимости от геометрии облучения;
-
дифференциация продолжительного и острого облучения при авариях. Анализ хромосомных аберраций обеспечивает оценку исключительно биологического эффекта с учетом продолжительности облучения и возможной репарации радиационного повреждения;
-
определение дозы на облученную часть тела и облученную фракцию при авариях с неравномерным облучением (облучение части тела, или локальное). Дисперсионный анализ хромосомных аберраций указывает на отклонения от распределения Пуассона, которое, в свою очередь, является показателем неравномерности облучения;
-
помощь в сортировке пострадавших при авариях с большим количеством облученных. При медицинском менеджменте радиационных аварий анализ хромосомных аберраций может служить надежным прогностическим маркером.
Можно полностью согласиться с авторитетным мнением группы всемирно признанных экспертов в биодозиметрии о том, что ни один из биодозиметрических методов не соответствует требованиям "идеального дозиметра" и не может, таким образом, быть квалифицирован как "золотой стандарт". В качестве "золотого стандарта" диагностики радиационных поражений предлагается объединение различных технологий биодозиметрических исследований, а их совокупное применение обозначать группирующим термином "собирательная биодозиметрия" [23].
Список литературы
-
Аклеев А.В. Последствия ядерной аварии на АЭС «ФУКУСИМА-1» (обзор доклада НКДАР ООН 2013 г.) // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2015. Т. 60, № 5. С. 12–24.
-
Андреева Е.А., Торубаров Ф.С., Хуторская О.Е. и др. Электромиографический метод выявления у людей ранних признаков реакции на радиационные воздействия // Физиология человека. 1990. Т. 3, № 1. С. 119–121.
-
Базыка Д.А., Беляева Н.В., Чумак А.А. Радиационно-индуцированные соматические мутации и ДНК-проточная цитометрия // Чернобыльская атомная электростанция Славутич: медицинские аспекты / под ред. В.Г. Бебешко, А.В. Носовский, Д.А. Базыка. Киев: Вища школа, 1996. С. 215–222.
-
Баранова А.В., Баранов А.Е., Бушманов А.Ю., Гуськова А.К. Радиационные поражения человека: Избранные клинические лекции. М.: Фирма «Слово», 2007. 172 с.
-
Бебешко В.Г., Клименко В.И., Дягиль И. и др. Гематологические эффекты среди населения Украины, пострадавшего в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС // Медицинские последствия аварии на Чернобыльской атомной станции: монография: в 3 кн. Кн. 2: Клинические аспекты Чернобыльской катастрофы / под ред. В.Г. Бебешко, А.Н. Коваленко. Киев: МЕДЭКОЛ МНИЦ БИО-ЭКОС, 1999. С. 98–134.
-
Галеева Г.З., Рыжкин С.А., Сергеева С.Ю. Воздействие ионизирующего излучения на человека и орган зрения // Практическая медицина. 2016. С. 37–41.
-
Гуськова А.К., Байсоголов Г.Д. Лучевая болезнь человека. М.: Медицина, 1971. 384 с.
-
Гуськова А.К. Гусев И.А. Ретроспективный анализ клинико-дозиметрических соотношений при радиационных авариях различного типа // Вопросы радиационной безопасности. 2006. № 4. С. 33–45.
-
Диагностика, лечение местных лучевых поражений и их отдаленных последствий. Федеральные клинические рекомендации ФКР ФМБА России. М., 2015. 62 с.
-
Землянников Д.А., Грабский Ю.В., Ламожанов М.Л. и др. Проблемные вопросы оказания медико-санитарной помощи личному составу при чрезвычайной ситуации с ядерными материалами // Воен.-мед. журн. 2015. Т. 336, № 3. С. 95-96.
-
Ильин Л.А. Радиационная медицина: Т. 2. Радиационные поражения человека. М.: Государственный научный центр Институт биофизики: Изд. АТ, 2001. 432 с.
-
Ильичев С.В., Кочетков О.А., Крючков В.П. и др. Ретроспективная дозиметрия участников ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС. Киев: Седастиль, 1996. 256 с.
-
Клевезаль Г.А., Мордвинцев П.И., Хангулов С.А. и др. Использование эмали зуба как биодозиметра // Биологические и радиоэкологические аспекты последствий аварии на Чернобыльской атомной станции / Тез. докл. 1-й Междунар. конф. «Чернобыль-90», 10–18 сентября 1990 г., «Зеленый мыс». М.: АН СССР, 1990. С. 202.
-
Клиническая радиология: учебное пособие / под ред. Ю.Ш. Халимова. СПб.: Фолиант, 2020. 224 с.
-
Клинические рекомендации по оказанию медицинской помощи пострадавшим от воздействия ионизирующего излучения в чрезвычайных ситуациях / Клинические рекомендации по медицине катастроф. М.: ФГУ «ВЦМК «Защита» Росздрава», 2013. 72 с.
-
Латфуллин И.А. Основы поражающего действия ионизирующего излучения на организм человека. Казань: Казан. ун-т, 2014. 194 с.
-
Минченко Ж.Н. Генетические системы крови и радиочувствительность организма // Международный журнал радиационной медицины. 2003. Т. 5, № 1–2. С. 128–138.
-
Пилинская M.A. Цитогенетические эффекты в соматических клетках лиц, пострадавших вследствие Чернобыльской катастрофы, как биомаркер действия ионизирующих излучений в малых дозах // Международный журнал радиационной медицины. 1999. Т. 2, № 2. С. 60–66.
-
Радиационная медицина: учебное пособие / под ред. С.С. Алексанина, А.Н. Гребенюка; Всерос. центр. экстрен. и радиац. медицины им. А.М. Никифорова МЧС России. СПб.: Политехника-сервис, 2013. Ч. 2: Клиника, профилактика и лечение радиационных поражений. 156 с.
-
Саенко А.С., Замуляева И.А. Итоги и перспективы методов определения частоты мутантных клеток по гликофорину А и локусам рецепторов Т-клеток для оценки долговременного генотоксического эффекта ионизирующей радиации // Радиационная биология и радиоэкология. 2000. Т. 40, № 5. С. 549–553.
-
Шуленина Л.В., Михайлов В.Ф., Васильева И.М. и др. Профили экспрессии генов и некодирующих РНК в биоптатах тканей и клетках крови пациентов с разной патологией после радиационного воздействия // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: «Химия. Биология. Фармация». 2019. № 1. С.103–110.
-
Эмери И. Кластогенные факторы в качестве биомаркеров оксидантного стресса вследствие облучения // Международный журнал радиационной медицины. 1999. Т. 2, № 2. С. 25–33.
-
A Decision Maker’s Guide: Medical Planning and Response for a Nuclear Detonation, Radiation Emergency Medical Management International atomic energy agency (IAEA), 2nd Edition. Vienna, 2017. 196 р.
-
Albertini R.J. Validated biomarker responses influence medical surveillance of individuals exposed to genotoxic agents // Radiat. Prot. Dosimetry. 2001. Vol. 97, N 1. P. 47–54.
-
Amundson S.A., Bittner M., Meltzer P. et al. Biological indicators forthe identification of ionizing radiation exposure inhumans // Expert Rev. Mol. Diagn. 2001. Vol. 1, N 2. P. 211–219.
-
Becciolini A., Porciani S., Lanini A. et al. Proposal for bio- chemical dosimeter for prolonged space flights // Phys. Med. 2001. Vol. 17, Suppl. 1. P. 185–186.
-
Bielajew A.F. Fundamentals of Radiation Dosimetry and Radiological Physics the University of Michigan Department of Nuclear Engineering and Radiological Sciences. 2005. 123 р.
-
Bisson M., Collier C.G., Poncy J.L. et al. Biological dosimetry in different compartments of the respiratory tract after inhalation of radon and its daughters // Radiat. Prot. Dosimetry. 1994. Vol. 56, N 1–4. P. 89–92.
-
Brady J.M., Aarestad N.O., Swartz Н.М. In vivo Dosimetry by Electron Spin Resonance Spectroscopy // Med. Phys. 1968. Vol. 15. P. 43–47.
-
Brenner D.J., Okladnikova N., Hande P. et al. Biomarkers specific to densely-ionising (highLET) radiations // Radiat. Prot. Dosimetry. 2001. Vol. 97, N 1. P. 69–73.
-
Brooks A.L. Biomarkers of exposure and dose: state of the art // Radiat. Prot. Dosimetry. 2001. Vol. 97 (1). Р. 39–46.
-
Clement C., Valentin J., Ogino H. The Proceedings of the 14th International Congress of the International Radiation Protection Association are divided into 5 volumes / South Africa: Cape Town, Published by The International Radiation Protection Association, 2016. 2068 р.
-
Coleman C.N. et al. Public health and medical preparedness for a nuclear detonation: The Nuclear Incident Medical Enterprise (NIME). Health Physics. 2015. Vol. 108. Р. 149–160.
-
Cytogenetic analysis for radiation dose assessment: a manual. Vienna: International Atomic Energy Agency, 2001. 127 p.
-
Esposito D., Pace E., Margone D.A. Abiodosemeter that utilises isolated enzymes to detect ionising radiation // Radiat. Prot. Dosimetry. 2002. Vol. 99, N 1–4. P. 303–305.
-
Fatame M., Agay D., Martin S. et al. Biological dosimetry after a criticality accident // Radiat. Prot. Dosimetry. 1997. Vol. 70, N 1–4. P. 455–459.
-
Feng Y., Miller L.F., Casson W., Mei G. Determination of neutron dose from criticality accidents with bioassays for blood 24Na and hair 32P // Health Phys. 1992. Vol. 62. Р. S29.
-
Gadaleta M.C., Noguchi E. Regulation of DNA Replication through Natural Impediments in the Eukaryotic Genome // Genes. 2017. Vol. 8, N 3. 28 р.
-
Garaj-Vrhwac V., Kopjar N., Raem D. et al. Application of the alkaline comet assay in biodosimetry: assessment of in vivo DNA damage in human peripheral leukocytes after a gamma radiation incident // Radiat. Prot. Dosimetry. 2002. Vol. 98, N 4. P. 407–415.
-
Gardner Sh.N., Tucker J.D. The Cellular Lethality of Radiation-Induced Chromosome Translocations in Human Lymphocytes // Radiation Research. 2002. Vol. 157, N 5. P. 539–552.
-
Grace M.B., Mc Leland C.B., Blakely W.F. Real-time quantitative RT-PCR assay of GADD45 gene expression changes as a biomarker for radiation biodosimetry // Int. J. Radiat. Biol. 2002. Vol. 78, N 11. P. 1011–1021.
-
Ha M., Yoo K.Y., Cho S.H. Glycophorin A mutant frequency in radiation workers at the nuclear power plants and a hospital // Mutat. Res. 2002. Vol. 501, N 1–2. Р. 45–56.
-
Langlois R.G., Bigbee W., Kyoizumi S. et al. Evidence of increased cell mutational glycophorin A locus in atomic bomb survivors // Science. 1987. Vol. 236, N 4800. Р. 445–448.
-
M’kacher R. Maalouf E.L., Ricoul M. et al. New tool for biological dosimetry: Reevaluation and automation of the gold standard method following telomere and centromere staining // J. Mutation Research. 2014. Vol. 770. P. 45–53.
-
Medical Management of Persons Internally Contaminated with Radionuclides in a Nuclear or Radiological Emergency: A Manual for Medical Personnel // International atomic energy agency (IAEA). Vienna, 2018. 104 р.
-
Medical Management of Radiation Injuries International Atomic Energy Agency (IAEA). Vienna, 2020. 112 р.
-
Nickoloff J.A., Sharma N., Taylor L. Clustered DNA Double-Strand Breaks: Biological Effects and Relevance to Cancer Radiotherapy // Genes (Basel). 2020. Vol. 11 (1), N 99. 17 р.
-
Özdal A., Erselcan T., Özdemir Ö. Evaluation of the physical and biological dosimetry methods in iodine-131-treated patients // World J. Nucl. Med. 2018. Vol. 17, N 4. Р. 253–260.
-
Pass В., Baranov A.E., Kleshchenko E.D. et al. Collective biodosimetry as a dosimetric «gold standard»: a study of three radiation accidents // Health Phys. 1997. Vol. 72, N 3. Р. 390–396.
-
Rao B.S. Clinical and biological dosimetry / Atomic Energy Regulatory Board (AERB) Safety guide. Medical management of persons exposed in radiation accidents. Deli, 1990. Р. 54–67.
-
Sachs R.K., Chen A.M., Brenner D.J. Review: Proximity effects in the production of chromosome aberrations by ionizing radiation // Int. J. Radiat. Biol. 1997. Vol. 71, N 1. Р. 1–19.
-
Schewhenko V.A., Akayeva E.A., Ґhseyeva I.M. et al. Human cytogenetic consequences of the Chernobyl accident // Mutat. Res. 1996. Vol. 361. Р. 29–34.
-
Sevankaev A.V., Lloyd D.C., Edward A.A., Moiseenko V.V. High exposure to radiation received by workers inside the Chernobyl Sarcophagus // Radiat. Prot. Dosimetry. 1995. Vol. 59. Р. 85–90.
-
Sreedevi В., Rao B.S. Assay of micronuclei in peripheral blood lymphocytes as a biological indicator ofradiation dose // Radiat. Prot. Dosimetry. 1994. Vol. 51. P. 41–48.
-
Sreedevi В., Rao B.S., Bhatt B. Radiation induced chromosome aberration yields following an accidental nonuniform exposure // Radiat. Prot. Dosimetr. 1993. Vol. 50. P. 45–49.
-
Stronati L., Durante M., Gensabella G. et al. Calibration curws for biological dosimetry by fluorescence in situ hybridization // Radiat. Prot. Dosimetry. 2001. Vol. 94, N 4. P. 335–345.
-
Tolstykh E.I., Degteva M.O., Vozilova A.V. et al. Interpretation of FISH Results in the Case of Nonuniform Internal Radiation Exposure of Human Body with the Use of Model Approach // Russian J. Genetics. 2019. Vol. 55. P. 1227–1233.
-
Trendowski M. Christen T.D., Acquafondata Ch. Effects of cytochalasin congeners, microtubule-directed agents, and doxorubicin alone or in combination against human ovarian carcinoma cell lines in vitro // BMC Cancer, 2015. Vol. 15, N 632. 14 р.
-
Tucker J.D. Sensitivity specificity, and persistence of chromosome translocations for radiationbiodosimetry // Mil. Med. 2002. Vol. 167, Suppl. 2. P. 8–9.
-
Tucker J.D., Ramsey M.J., Lee D.A., Minkler A. Validation of chromosome painting as a biological dosimeter in human peripheral blood lymphocytes following acute exposure to ionizing radiation in vitro // Int. J. Radiat. Biol. 1993. Vol. 64. P. 27–37.
-
Vazquez M.K., Greulich-Bode M., Arsuaga J. et al. Computer analysis of mFISH chromosome aberration data uncovers an excess of very complicated metaphases // International J. of Radiation Biology. 2003. Vol. 78, N 12. Р. 1103–1115.
-
Waselenko J.K., MacVittie T.J., Blakely W.F. et al. Medical management of the acute radiation syndrome: Recommendations of the strategic national stockpile radiation working group // Ann. Intern. Med. 2004. Vol. 140, N 12. Р. 1037–1051.
-
Kumatori Т., Ishihara Т., Hirashima K. et al. Follow-up studies over a 25-year period on the Japanese fisherman exposed to radioactive fall out in 1954 // The medical basis of radiation accident preparedness. North Holland, New York: Elsevier, 1980. Р. 38–54.
Глава 11. Пренатальная диагностика
Профилактика врожденных и наследственных заболеваний (ВНЗ) - одно из ключевых направлений социальной политики, позволяющее регулировать демографические процессы и воздействовать на здоровье населения. Именно поэтому профилактика ВНЗ должна всегда оставаться в сфере ответственности государства. Сложившаяся на сегодняшний день в России опасная демографическая ситуация серьезно усугубляет и без того трудное положение в сфере охраны здоровья населения вообще и профилактики ВНЗ в частности. Предлагаемые и некоторые уже утвержденные программы роста народонаселения за счет интенсификации работ по экстракорпоральному оплодотворению, а также наблюдаемая в последние годы тенденция к сохранению беременности даже при наличии у плода тяжелых некорригируемых врожденных пороков и смертельных наследственных болезней никак не способствуют увеличению численности здорового населения страны. С учетом огромных, но малоэффективных финансовых затрат они лишь создают иллюзию успешного решения проблемы демографического кризиса.
Помимо улучшения условий жизни репродуктивно активной части популяции страны, следует обратить внимание на гарантии рождения не только многочисленного, но и, в первую очередь, генетически и физически здорового потомства. Назрела настоятельная необходимость корректировки задач и планов системы здравоохранения в области пренатальной диагностики (ПД), ее адекватного финансового обеспечения. С экономической точки зрения выгоднее заботиться о здоровье будущего, еще не рожденного поколения, чем бороться за здоровье старшего поколения, обремененного грузом болезней, увеличивающимся пропорционально возрасту. Это, естественно, не означает свертывание уже существующих социальных программ, но указывает на необходимость всемерной поддержки со стороны государства, бурно развивающейся профилактической медицины - медицины здорового человека, одной из главных задач которой является рождение здорового потомства. Современный алгоритм профилактики ВНЗ и врожденных пороков развития включает преконцепционную профилактику, ПД и коррекцию (нормокопирование) наследственных болезней и пороков развития плода (ПРП). Решающее место в профилактике наследственных болезней и ПРП в настоящее время отводится ПД - разделу медицинской генетики, возникшему в 80-х годах ХХ в. на стыке клинических дисциплин (акушерство, гинекология, неонатология) и фундаментальных наук (патофизиология, биохимия, цитогенетика, молекулярная биология, генетика человека). За 34 года существования службе ПД Санкт-Петербурга удалось предотвратить рождение более 2000 детей с тяжелыми хромосомными и генными болезнями. Из них почти у 500 плодов был диагностирован синдром Дауна. В 2011–2020 гг. ежегодно усилиями специалистов городской службы ПД было предотвращено рождение более 60% плодов с этим тяжелым инвалидизирующим заболеванием [8]. В практическом плане пренатальная диагностика представляет собой комплекс методов, направленных на выявление морфологических, структурных, функциональных или молекулярных нарушений развития, проявляющихся в виде изолированных или множественных врожденных уродств, дисрупций, деформаций, недоразвитий, хромосомных или моногенных болезней, пороков или дисфункций жизненно важных систем, органов и тканей, приводящих к тяжелым, нередко смертельным, заболеваниям в постнатальном периоде. Задачи ПД как одного из разделов медико-генетической службы включают:
-
предоставление будущим родителям исчерпывающей информации о степени риска рождения больного ребенка;
-
в случае высокого риска - предоставление информации о возможности прерывания беременности и последствиях принятого родителями решения - родить больного ребенка или прервать беременность;
-
обеспечение оптимального ведения беременности и ранней диагностики внутриутробной патологии;
11.1. Методы оценки состояния плода
В настоящее время зародыши человека доступны для лабораторных исследований практически на любой стадии внутриутробного развития. Однако методы, применяемые для этих целей, различны.
На самых ранних стадиях, то есть еще до имплантации, обследование эмбрионов, равно как и диагностика генных и хромосомных болезней, возможны только с помощью методов и подходов, применяемых в программах экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) в центрах вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ). Некоторые из этих методов и подходов рассмотрены в книге "Экстракорпоральное оплодотворение" [33]. Подавляющее большинство мероприятий ПД во всем мире и в России осуществляется после 10-й недели, преимущественно в I и отчасти во II (15–21-я недели) триместре беременности. Именно на этот период приходятся все основные инвазивные вмешательства по получению плодного материала (см. раздел 11.3). В III триместре инвазивная ПД проводится достаточно редко и только в связи с необходимостью решения вопроса о тактике ведения беременности и родов в зависимости от диагноза заболевания у плода. Методы ПД могут быть прямыми, когда исследуется сам плод, либо непрямыми, когда объектом исследования является беременная женщина. В свою очередь, прямые методы подразделяются на инвазивные и неинвазивные.
11.1.1. Непрямые методы
Цель непрямых методов обследования - отбор беременных групп высокого риска по рождению детей с врожденной и наследственной патологией, требующих углубленного дополнительного обследования, включающего специальные лабораторные (цитогенетические, биохимические, молекулярные) методы исследования плодного материала. Непрямые методы позволяют оценивать состояние плода по биохимическим показателям в крови беременной, по результатам акушерско-гинекологического анамнеза и медико-генетического консультирования. Консультация генетика показана всем супружеским парам при планировании беременности, всем беременным и обязательна для женщин групп высокого риска. При необходимости она может быть дополнена результатами бактериологического, иммунологического и эндокринологического обследований, а в семьях высокого риска - молекулярно-генетическим и цитогенетическим анализами. Биохимические исследования маркерных сывороточных белков крови беременной, равно как и УЗИ плода, в настоящее время рассматривают как обязательные скринирующие методы дородовой диагностики, направленные на выявление женщин с высоким риском рождения детей с хромосомными болезнями и пороками развития. К скринирующим методам относится и неинвазивное пренатальное тестирование (НИПТ) по крови матери.
11.1.1.1. Алгоритмы пренатального биохимического скрининга
С января 2021 г. вступил в силу приказ Минздрава России от 20.10.2020 № 1130н "Об утверждении порядка оказания медицинской помощи по профилю акушерство и гинекология", в котором определены обязательные этапы пренатального обследования. Он направлен на совершенствование системы раннего пренатального скрининга (РПС) и включает биохимический скрининг беременных в систему отбора групп женщин с высоким риском хромосомных аномалий (ХА) и ПРП. Суть метода заключается в отклонении сывороточных маркеров от нормы при частой хромосомной патологии плода. В разных странах проведено большое количество исследований для отбора оптимальных маркеров и сроков их определения в крови беременных. Биохимический скрининг во II триместре проводился в 80–90-х годах прошлого века и показал высокую эффективность: от 65 до 74% (в зависимости от выбранного порогового уровня риска) пациенток с трисомией 21 у плода попадает в группу высокого риска ХА. В I триместре беременности показана более высокая эффективность выявления трисомии 21 (от 82 до 94%), но не следует забывать, что часть беременностей при синдроме Дауна у плода прерывается на ранних сроках, а к 40-й неделе беременности элиминируется 30–38% плодов с трисомией 21 (рис. 11-1) [24].

При высоком риске (более 1/100) по результатам комбинированного скрининга I триместра беременной рекомендуется консультация генетика с целью определения дальнейшей тактики дообследования плода. В случае высокого риска ХА необходима подтверждающая диагностика инвазивными методами получения материала плодного происхождения (ворсин хориона/плаценты, клеток амниотической жидкости или лимфоцитов пуповинной крови) для исключения наиболее распространенных анеуплоидий или полного анализа его кариотипа.
Все биохимические маркеры в крови матери (АФП), хорионический гонадотропин человека (ХГЧ) и его свободная β-субъединица (β-ХГЧ), свободный (неконъюгированный) эстриол), РАРР-А, плацентарный фактор роста, ингибин А и некоторые другие являются эмбрионспецифичными, то есть продуцируются клетками самого плода или плаценты и поступают в кровоток матери. Их концентрация в сыворотке крови меняется в зависимости от срока беременности и от состояния плода. Внедрение биохимического скрининга включает несколько этапов и требует совместного решения ряда организационных, технических и финансовых проблем.
Следует иметь в виду, что самой распространенной причиной положительных результатов скрининга является неверное определение срока беременности, поэтому при несоответствии уровня белка норме необходимо в первую очередь уточнить срок беременности с помощью УЗИ. Согласно мнению Международной ассоциации специалистов медицины плода, оценка срока гестации крайне важна для оптимальной оценки роста плода в поздние сроки, так как определяет акушерскую тактику в целом и особенно при недоношенной или переношенной беременности [38]. Точный срок гестации устанавливается во время экспертного УЗИ в 11–14 нед беременности, а не в 6–8 нед. "Срок беременности" - это менструальный срок (от первого дня последней менструации), равный гестационному, при условии регулярного менструального цикла, записывается в неделях и днях. Во II и III триместрах при отсутствии данных РПС (копчико-теменной размер, КТР, составляет от 45 до 84 мм) срок определяется по окружности головы плода. Важно, что установленный при РПС срок в дальнейшем не корректируется, несмотря на данные фетометрии плода.
11.1.1.2. Комбинированный скрининг в I триместре
Опыт Санкт-Петербурга по внедрению массового ультразвукового и биохимического скрининга беременных старше 35 лет в I триместре, благодаря чему выявление синдрома Дауна повысилось с 25% в 1997–2005 гг. до 58% в 2006–2011 гг., показал необходимость принятия Территориальной программы. В документе "Национальный проект “Здоровье” и демографическая политика" от 17.02.2010 указанная программа изложена в разделе № 1 "О программе по пренатальной (дородовой) диагностике нарушений развития ребенка в учреждениях государственной и муниципальной систем здравоохранения" [12]. Результаты ее внедрения в регионах страны распоряжением Минздравсоцразвития РФ за 5 лет показали целесообразность перехода на проведение комбинированного биохимического скрининга и ультразвукового сканирования в I триместре беременности. Рассмотрим алгоритм ПД в I триместре более подробно. В I триместре беременности наибольшие отклонения при ХА у плода наблюдаются в содержании PAPP-A и свободного β-ХГЧ в крови матери. PAPP-A является протеазой, расщепляющей белки, связывающие инсулиноподобный фактор роста-1. Низкий уровень PAPP-A - сильный маркер увеличения риска рождения ребенка с синдромом Дауна. Уровень маркеров определяют в 9–13 нед беременности (можно проводить измерения, начиная с 8 нед + 4 дня, но существует вероятность, что при уточнении срока по УЗИ в 11–14 нед окажется, что образец был получен ранее 8 нед 4 дней). Концентрация маркеров в I триместре сильнее зависит от срока беременности, чем во II триместре, поэтому расчет риска можно проводить только после точного установления размеров плода при УЗИ (табл. 11-1).
Срок беременности, нед | Плазменный ассоциированный с беременностью белок А, МоМ | Свободный β-хорионический гонадотропин человека, МоМ | Число случаев |
---|---|---|---|
9 |
0,21 |
1,65 |
14 |
10 |
0,29 |
1,39 |
41 |
11 |
0,33 |
1,70 |
50 |
12 |
0,37 |
1,86 |
43 |
13 |
0,59 |
1,69 |
22 |
Медиана |
0,36 |
1,66 |
n = 170 |
Прежде чем начинать массовый пренатальный комбинированный скрининг, необходимо согласовать действия специалистов по биохимическому скринингу с врачами ультразвуковой диагностики. Следует отметить, что для корректного определения срока беременности обеим службам стоит использовать одинаковые критерии. Например, таблицы соответствия основного параметра - КТР плода и срока беременности - в программных средствах расчета риска и в программном обеспечении ультразвуковых аппаратов могут отличаться. Таким образом, срок беременности, установленный по одному и тому же КТР, в импортной программе расчета риска по результатам биохимического скрининга и в протоколе УЗИ может отличаться на 3–5 дней. Это приводит к существенному сдвигу в оценке индивидуального риска беременной, особенно в I триместре, когда медианы сильнее зависят от срока беременности, чем во II. Эффективность комбинированного скрининга драматически зависит от качества и стандартизации определения срока беременности и измерения толщины воротникового пространства (ТВП) [26]. Увеличение ТВП плода в сроки с 11-й по 14-ю неделю - сильный ультразвуковой маркер, позволяющий сформировать группу риска ХА у плода. Биохимические и ультразвуковые маркеры являются независимыми переменными, поэтому их можно использовать в расчете комбинированного риска рождения ребенка с синдромом Дауна по результатам скрининга в 9–13 нед беременности [24, 26]. Чувствительность выявления беременных с трисомией 21 у плода в разные сроки беременности представлена на рис. 11-2.

Необходимо внимательно заполнять направление к образцу крови для комбинированного скрининга. В направлении на скрининг должны быть разборчиво указаны: паспортные данные женщины (ФИО, полная дата рождения, а не просто возраст или год рождения; в зависимости от требований лаборатории - адрес проживания и/или наименование медицинской организации и др.); дата взятия крови, число плодов, дата УЗИ, КТР, ТВП и срок беременности на дату УЗИ (в большинстве программ расчета срок беременности на дату получения образца крови рассчитывается автоматически), необходим контроль сроков по дате первого дня последнего менструального цикла (при многоплодной беременности указываются хориальность и амниальность; КТР, срок беременности и ТВП для каждого плода); наличие у беременной СД 1-го или 2-го типа; масса тела (в килограммах); этническая принадлежность пациентки (все национальности, проживающие на территории России, относятся к европейской этнической группе (caucasian ), кроме бурят и якутов, относящихся к восточноазиатской группе). Данный фактор необходимо учитывать при обследовании беременных, относящихся к семьям восточноазиатского, арабского или африканского происхождения. Отмечается курение при беременности; тип применявшихся вспомогательных репродуктивных технологий (например, ЭКО). В случае наступления беременности после ВРТ с применением донорской яйцеклетки или суррогатного материнства указывается (и используется в расчете риска) возраст донора яйцеклетки, дата взятия яйцеклетки и дата переноса эмбриона. При суррогатном материнстве необходимо уточнить этническую принадлежность биологической матери. Алгоритм РПС (комбинированного скрининга 1 триместра) приведен на рис. 11-3.

Если в протоколе УЗИ указана ТВП, измеренная с нарушением стандартов, например, до 11 или после 14 нед (то есть вне диапазона КТР от 45 до 84 мм), для расчета риска этот параметр использовать нельзя. Скрининг только по содержанию биохимических маркеров в I триместре беременности обладает более низкой эффективностью по сравнению с комбинированным скринингом, в котором участвует третий - ультразвуковой маркер - толщина воротникового пространства. Не рекомендуется рассчитывать риск только по биохимическим маркерам, включение ТВП в качестве основного маркера в пренатальный скрининг снижает группу ложноположительных результатов почти вдвое как в I, так и во II триместре. Внесение в результат исследования изолированного биохимического риска при низком комбинированном риске (менее 1/100) может нанести беременной большой моральный ущерб. При отсутствии данных о ТВП необходимо срочно направить беременную на УЗИ экспертного уровня, чтобы завершить расчет индивидуального риска ХА до срока 14 нед 1 день (КТР = 84 мм).
11.1.1.3. Расчет индивидуального риска рождения ребенка с хромосомными аномалиями
Результаты биохимического исследования, так же как и другие параметры (анамнестические данные, результаты биометрии плода и наличие ультразвуковых маркеров хромосомных аномалий), вводятся в компьютерную программу, которая с помощью специального статистического анализа оценивает риск хромосомных нарушений у плода. Если биохимический скрининг только начинается, рекомендуется использовать медианы, предоставляемые производителем тест-систем. Однако по мере накопления собственных результатов необходимо проверять и корректировать установленные медианы. В настоящее время в РФ потребителям предлагаются три зарубежные (ЛАЙФ САЙКЛ, АСТРАЙЯ и ПРИСКА) и три отечественные (ПРОГНОЗ, ИСИДА, ПРЕСКРИН) системы расчета риска рождения детей с синдромом Дауна. В программном обеспечении предусмотрен расчет риска по результатам исследования биохимических маркеров в I и/или во II триместре беременности (кроме АСТРАЙИ, которая не учитывает значения АФП и ХГЧ при расчете риска, поскольку биохимический скрининг во II триместре сильно увеличивает группу ложноположительных результатов). Все алгоритмы основаны на расчете соотношения шансов для каждого биохимического и ультразвукового маркера и вычисления индивидуального риска с учетом возраста и анамнеза беременной. По мере накопления собственных результатов лаборатории необходимо проводить контроль медиан измеряемых маркеров и корректировать их в случае отклонения более чем на 10% в любую сторону от заложенных в программу значений.
В этом отношении выделяется программа АСТРАЙЯ, разработчики которой предусмотрели контроль соблюдения стандартов УЗИ и постоянный аудит измерений, проводимых каждым специалистом ультразвуковой диагностики (УЗД). При соблюдении стандартов (когда распределение величины ТВП укладывается в допустимые пределы качества) медианы биохимических маркеров оказываются стабильными в течение нескольких лет и корректировка медиан (при использовании современных биохимических анализаторов) не требуется. Однако необходимо их постоянно контролировать по результатам аудита данных лучшего специалиста УЗД, у которого 50% значений ТВП лежит выше медианы (или близко к этому критерию). При экспертном уровне УЗИ и учете дополнительных ультразвуковых маркеров так называемая "серая" зона риска максимально сужается. При экспертной оценке ТВП и НК с учетом скоростей кровотока в венозном протоке и трикуспидальном клапане группа беременных с риском 1:101–1:300 снижается в 3,4 раза, а группа с риском 1:101–1:1000 - в 2,5 раза по сравнению с размером соответствующих групп в городской базе РПС Санкт-Петербурга (неопубликованные данные).
11.1.1.4. Типы пренатального биохимического скрининга
Зарубежные авторы используют различные сроки проведения биохимического скрининга и различные сочетания маркеров в проспективных исследованиях. Наиболее удачными и показавшими достаточную чувствительность к наличию трисомии 21 у плода оказались следующие комбинации сывороточных маркеров, применяющиеся в разных странах (табл. 11-2). Чувствительность квадро-теста достигает 80% при 3% ЛПР, последовательного и интегрального скрининга - 85–90% при 5% ЛПР, а комбинированного (с экспертным УЗИ) в 9–13 нед - 85–95% при 1,5% ЛПР. При условии смещения центра тяжести пренатальных обследований в ранние сроки комбинированный скрининг становится оптимальным вариантом массового обследования беременных. Как уже упоминалось, перед началом массового скрининга специалисты медико-генетической службы должны рассчитать, какое число беременных с повышенным риском ХА будет направляться на прием к генетику и далее на инвазивную пренатальную диагностику (ИПД); где и кто будет осуществлять инвазивные процедуры по забору плодного материала; заключить соответствующие договоры с иногородними центрами, осуществляющими ИПД (в случае отсутствия собственного центра), определить технические возможности (оснащенность и тип оборудования, укомплектованность штатами) цитогенетической и молекулярной лаборатории по анализу плодного материала. По опыту проведения комбинированного скрининга, на инвазивную диагностику соглашается более 50% беременных группы высокого риска, среди них выявляется 1 случай трисомии 21 на 19 инвазивных вмешательств [8, 30].
Название | Проводимые исследования |
---|---|
Двойной тест |
Расчет риска рождения ребенка с синдромом Дауна на основании определения во II триместре беременности уровней АФП и ХГЧ (или свободной β-субъединицы ХГЧ) |
Тройной тест |
Расчет риска рождения ребенка с синдромом Дауна на основании определения во II триместре беременности уровней АФП, ХГЧ (или свободной β-субъединицы ХГЧ) и НЭ |
Квадро-тест |
Расчет риска рождения ребенка с синдромом Дауна на основании определения во II триместре беременности уровней АФП, ХГЧ (или свободной β-субъединицы ХГЧ), НЭ и ингибина А |
Интегральный тест (результат расчета риска сообщается только после завершения всех исследований) |
Объединение исследований, проведенных в разные сроки, для получения единого результата. Если нет дополнительных разъяснений, то подразумевается определение ТВП и РАРР-А в I триместре и уровня маркеров для квадро-теста, определенных во II триместре |
Сывороточный интегральный тест |
Вариант предыдущего теста без учета ТВП |
Последовательный скрининг с суммарным расчетом риска |
Проведение скрининга в I триместре. Если результаты положительные - предлагается провести инвазивную пренатальную диагностику. Если результат отрицательный - маркеры I триместра используются для расчета суммарного риска вместе с биохимическими маркерами II триместра |
Контингентный скрининг |
Результаты I триместра позволяют разделить всех обследованных на три группы:
|
Примечание. При расчете риска всюду учитывают возраст беременной и дополнительные факторы.
АФП - α-фетопротеин; НЭ - неконъюгированный эстриол; ТВП - толщина воротникового пространства; ХГЧ - хорионический гонадотропин человека.
Появление современных ультразвуковых аппаратов и биохимических анализаторов, серьезно повысивших эффективность выявления синдрома Дауна в ранние сроки, позволило приложить все усилия для раннего формирования группы высокого риска ХА у плода. Осуществление Территориальной программы РПС в России показало существенный рост эффективности профилактики ХА у плода. К 2019 г. более 80% ставших на учет беременных участвовали в раннем пренатальном скрининге, группа высокого риска ХА составила около 2% при пороге отсечки 1:100. Эффективность обнаружения частых ХА повысилась до 84%, а выявление ХА при подтверждающей диагностике достигло 30% по сравнению с 5–6% в 2000–2009 гг. В стране организована система унифицированной междисциплинарной подготовки организаторов здравоохранения, акушеров-гинекологов, генетиков и специалистов УЗД на базе РМАПО МЗ РФ [1]. Опыт проведения массового скрининга в нашей стране показывает, что четкая организация скрининга ведет к существенному повышению эффективности профилактики ХА и пороков развития плода (см. рис. 11-3). Если женщина становится на учет по беременности при сроке 8,5–11 нед, измерять ТВП еще рано, но можно сразу взять образец крови на исследование PAPP-A и свободного β-ХГЧ; если срок составляет от 11 нед 4 дней до 13 нед, то взятие крови осуществляется одновременно с экспертным УЗИ или в другой день, но не позднее 13 нед и 6 дней. После экспертного УЗИ в 11–14 нед и предоставления его результатов (уточнение срока, определение КТР, измерение ТВП и дополнительных ультразвуковых маркеров ХА) с помощью программного обеспечения производится полный расчет индивидуального комбинированного риска рождения ребенка с частыми ХА и заносится в базу данных скрининга. При очень низком риске (менее 1:1000) рекомендуется УЗИ в стандартные сроки (19–21 нед беременности). При "пограничном" ("промежуточном") риске (от 1:101 до 1:1000) и отсутствии ультразвуковых маркеров рекомендуется, по желанию женщины, НИПТ и плановое УЗИ экспертного уровня во II триместре. Опыт показывает, что обследование женщины в разных центрах снижает эффективность выявления пограничных случаев, оптимальным является наблюдение в одном экспертном кабинете антенатальной охраны плода.
Беременных с высоким риском по результатам РПС не рекомендуется направлять на повторный биохимический скрининг и/или ждать экспертного УЗИ II триместра, так как это приводит к потере времени и к более позднему сроку прерывания беременности при подтверждении патологии плода.
11.1.1.5. Биохимический скрининг при многоплодной беременности
В последние годы увеличивается частота многоплодной беременности. Этот процесс, с одной стороны, может быть связан с большим числом центров ВРТ, а с другой - с увеличением среднего возраста беременных. В I триместре беременности при монохориальной двойне риск хромосомной патологии у плода рассчитывается так же, как и при одноплодной беременности, для каждого плода отдельно в зависимости от величин КТР и ТВП. Индивидуальным значением риска для данной беременной считается среднее значение рисков для каждого из плодов. Для дихориальной двойни частота ложноположительных результатов составит 10% (5% для каждого плода) [23]. При двойне комбинированный скрининг позволяет выявить 85–90% плодов с трисомией 21. Вероятность синдрома Дауна у двух плодов одновременно крайне мала. В Санкт-Петербурге первый случай за 25 лет наблюдался в 2012 г. У беременной 38 лет с монохориальной двойней (беременность наступила в результате применения ВРТ) родилось два ребенка с синдромом Дауна. При анализе этого случая выяснилось, что полностью не соблюдался алгоритм пренатального обследования. Первое УЗИ у пациентки было выполнено при сроке 10 нед 2 дня, биохимический скрининг не был проведен, следующее УЗИ выполнено в 17 нед, при УЗИ в 32–34 нед при госпитализации в НИИ АГиР им. Д.О. Отта было выявлено укорочение трубчатых костей у обоих плодов.
При многоплодной беременности рекомендуется проводить комбинированный скрининг I триместра экспертного уровня, с возможностью быстро осуществить ИПД для уточнения кариотипа плодов и в случае необходимости провести редукцию плода с хромосомной патологией в ранние сроки беременности.
11.1.1.6. Пренатальный скрининг при беременности, наступившей после применения вспомогательных репродуктивных технологий
Пренатальный биохимический скрининг при беременности, наступившей в результате применения ВРТ, имеет некоторые особенности: поскольку уровень АФП и НЭ снижается, в то время как содержание ХГЧ увеличено, то с учетом повышения среднего возраста группа риска среди беременных после ЭКО во II триместре составляет обычно до 30%; не до конца решена проблема определения истинного срока беременности после ЭКО, поэтому при расчете риска необходимо ориентироваться на размеры плода при первом скрининговом УЗИ; в ранние сроки беременности (I триместр) не наблюдается повышение уровня ХГЧ и его свободной β-субъединицы; низкий уровень PAPP-A может уже в ранние сроки быть связан с нарастанием в дальнейшем осложнений беременности после ЭКО (вторичное явление, отражающее общее нарушение обмена веществ у группы беременных после применения ВРТ, характерное для случаев длительного бесплодия). В настоящее время для такой полиморфной по составу группы женщин невозможно установить специальные медианы, слишком разнообразен подход и методы стимуляции при ВРТ, однако (как уже указывалось выше) в программах АСТРАЙЯ и ЛАЙФ САЙКЛ необходимо вносить даты взятия яйцеклетки и переноса эмбриона для корректировки возрастного риска и срока беременности. С 1998 по 2012 г. в Санкт-Петербурге зарегистрировано 16 случаев трисомии по хромосоме 21 после проведения ЭКО: 10 детей с синдромом Дауна родились (среди них - один больной из двойни, один - из тройни, один ребенок у суррогатной матери 22 лет, вынашивавшей ребенка для пациентки 32 лет); пренатально выявлены 6 плодов с синдромом Дауна (один случай после подсадки донорской яйцеклетки, в двух случаях - один больной из двойни). Опыт показывает, что в 9–13 нед беременности (в отличие от II триместра) сывороточные маркеры у беременных после ЭКО не отличаются от нормы. При беременности, наступившей после применения ВРТ, рекомендуется проводить пренатальный скрининг только в I триместре с обязательным измерением ТВП, экспертной оценкой дополнительных ультразвуковых маркеров и полным расчетом риска. Согласно данным зарубежной литературы, частота рождения детей с трисомией 21 не зависит от процедуры ЭКО и соответствует популяционной. Частные центры не публикуют отчеты о своей деятельности, поэтому пока данных о частоте ХА после ЭКО в России нет. Однако в связи с проведением государственной программы есть надежда на оценку и публикацию отечественных результатов частоты ХА среди беременных после ЭКО.
11.1.1.7. Лабораторные стандарты пренатального биохимического скрининга
При проведении биохимического скрининга важно соблюдать правила общепринятого международного стандарта [34]. Согласно этим правилам биохимический скрининг беременных может проводить лаборатория, имеющая соответствующую лицензию и работающая на унифицированных качественных тест-системах, для которых разработаны собственные (региональные) нормативы; осуществляющая исследование не менее 3000–5000 образцов в год (скрининговый поток); если в лаборатории обследуется менее 1000 беременных в год, необходим контроль качества со стороны экспертной лаборатории; участвующая в системе внешнего контроля качества клинических лабораторных исследований; результаты которой выдаются в стандартной форме расчета индивидуального риска рождения ребенка с синдромом Дауна при настоящей беременности. Крайне важно соблюдать сроки выдачи ответов. В связи с распоряжениями Минздрава России о прерывании беременности до 22 нед, в случае выявления повышенного риска ХА необходимо оперативно осуществлять связь с ЛПУ, направившим пациентку на скрининг. Организаторы здравоохранения на местах должны обеспечить перевод всех скрининговых мероприятий в I триместр, о чем уже много лет ходатайствуют руководители медико-генетической службы. В Санкт-Петербурге принят алгоритм, в котором для скрининга в I и II триместрах срок доставки образца из женской консультации в лабораторию не превышает 3–5 дней, а срок выдачи отрицательного результата - 10 дней с момента забора крови (положительный результат сообщается в женскую консультацию непосредственно после проведения расчета). При соблюдении рекомендуемых сроков инвазивная пренатальная диагностика (хорионбиопсия, плацентобиопсия или амниоцентез) осуществляется до 20 нед беременности, что позволяет соблюсти необходимые сроки прерывания беременности в случае обнаружения хромосомных болезней у плода. Если при проведении первого УЗИ установлен срок беременности 8 нед 4 дня - 10 нед 6 дней, измерение ТВП не является неинформативным, но взятие крови для биохимического исследования уровня PAPP-A и свободной β-субъединицы ХГЧ может быть осуществлено. При следующем визите для измерения ТВП (оптимальный срок исследования - 12 нед) уточненный срок беременности и величина ТВП сообщаются в центр биохимического скрининга для расчета комбинированного риска рождения ребенка с синдромом Дауна. Подобная рекомендация связана с тем, что чувствительность исследования PAPP-A для выявления синдрома Дауна в ранние сроки выше, чем в 13 нед. Ранее уже предлагался контингентный биохимический скрининг, позволяющий кроме группы высокого риска дополнительно обследовать и беременных, попавших в так называемую "серую зону" [25]. Большинство беременных (по нашим данным, около 85%), полностью обследованных в I триместре и имеющих риск менее 1:1000, могут быть сразу направлены на ультразвуковой скрининг в 19–21 нед. Беременным с риском рождения ребенка с хромосомной патологией более 1:100 рекомендуется инвазивная пренатальная диагностика. Пациенткам с пограничными показателями риска (от 1:101 до 1:1000) следует провести дополнительные скрининговые исследования, они показаны примерно 12% беременных. Критериями отбора могут быть определение дополнительных ультразвуковых маркеров в ранние сроки беременности (аплазия/гипоплазия носовых костей плода, реверсный кровоток в венозном протоке, трикуспидальная регургитация и т.д.) или НИПТ. Контингентный скрининг позволяет повысить эффективность формирования группы беременных высокого риска хромосомных аномалий у плода и уменьшить частоту ложноположительных результатов (см. рис. 11-4)
11.1.2. Ранний пренатальный скрининг (комбинированный скрининг I триместра)
Ежегодный аудит РПС, проводящийся по поручению Минздрава России с 2014 г., показывает еще неравномерное достижение стандартов (табл. 11-3). Высокая эффективность проведения РПС в ряде регионов России позволяет с уверенностью говорить о возможности дальнейшего повышения качества пренатального обследования беременных в остальных регионах и необходимости усиления стандартизации скрининга, прежде всего ультразвукового.
Параметр | Целевое значение |
---|---|
Процент охвата ранним пренатальным скринингом, % |
>80 |
Процент охвата биохимическим скринингом |
Стремится к 100% |
Средняя загрузка врача ультразвуковой диагностики, чел./год |
>700 |
Процент измерений толщины воротникового пространства более медианы, % |
40–60 |
Оценка носовой кости |
Стремится к 100% |
Процент патологии носовой кости, % |
1,2–2,6 |
Учет частоты сердечных сокращений |
Стремится к 100% |
Пять маркерных врожденных пороков развития |
Учитываются |
Группа риска, % |
1–2 |
Процент инвазивной пренатальной диагностики в группе высокого риска |
Стремится к 75% |
Процент выявления трисомии 21 из всей хромосомной патологии, % |
50±5 |
Чувствительность по трисомии 21, % |
>85 |
В настоящее время опыт разных стран показывает, что ни ультразвукового, ни биохимического скрининга в отдельности недостаточно для эффективной профилактики хромосомных болезней и ПРП. Стандартизация и сочетание указанных методов позволяют существенно повысить эффективность ПД и уменьшить группу беременных высокого риска врожденной и наследственной патологии у плода. В табл. 11-4 приведены отклонения сывороточных маркеров и ТВП плода при различных ХА у жительниц Санкт-Петербурга. Необходимо иметь в виду, что алгоритм расчета риска различается в разных программах, что влияет на величину отклонений в единицах МоМ (табл. 11-5, 11-6). Анализировать и сравнивать маркеры следует с учетом применяемой программы расчета риска.
Диагноз | Свободный β-хорионический гонадотропин человека, МоМ | Плазменный ассоциированный с беременностью белок А, МоМ | Толщина воротникового пространства, мм | Число случаев |
---|---|---|---|---|
Трисомия 21 |
2,57 |
0,5 |
3,4 |
40 |
Трисомия 18 |
0,17 |
0,198 |
2,5 |
5 |
Трисомия 13 |
0,46 |
0,66 |
4,6 |
2 |
Моносомия Х |
1,71 |
0,26 |
8,3 |
2 |
Триплоидия, мать |
0,23 |
0,07 |
1,4 |
4 |
Триплоидия, отец |
12,9 |
1,08 |
2,5 |
1 |
Срок беременности, нед | Плазменный ассоциированный с беременностью белок А, МоМ | Свободный β-хорионический гонадотропин человека, МоМ | Число случаев |
---|---|---|---|
11 |
0,4 |
1,8 |
61 |
12 |
0,5 |
2,1 |
161 |
13 |
0,5 |
2,1 |
139 |
14 |
0,5 |
1,1 |
12 |
Медиана |
0,5 |
2,0 |
n = 373 |
Ультразвуковой маркер хромосомной аномалии | Эффективность выявления синдрома Дауна, % |
---|---|
Увеличение толщины воротникового пространства более 95-го процентиля (53 из 67) |
79 |
Гипоплазия/отсутствие носовой кости (38 из 67) |
57 |
Трикуспидальная регургитация (19 из 67) |
28 |
Скорость кровотока в венозном протоке (13 из 67) |
19 |
Все четыре ультразвуковых маркера (6 из 67) |
9 |
Безусловным достижением ПД в I триместре явилась разработка высокотехнологичных методов биохимического скрининга, которые позволяют быстро и точно определить содержание PAPP-A и свободного β-ХГЧ. Это позволило организовать специальные клиники OSCAR (One Step Clinic for Assessment of Risk), "клиники одного дня", позволяющие за один визит оценить риск хромосомных болезней у плода. После проведения экспертного УЗИ, биохимического анализа крови и расчета комбинированного риска проводится медико-генетическое консультирование. При наличии высокого риска хромосомных болезней и согласия беременной инвазивное вмешательство с целью получения плодного материала можно осуществить в тот же день. С учетом высокого качества обследования, большой пропускной способности и эффективности, несомненного удобства для беременных, организация подобных клиник является серьезным государственным шагом на пути профилактики хромосомных болезней. Подобный алгоритм возник благодаря появлению высокотехнологичных биохимических анализаторов и ультразвуковых аппаратов. Измерение биохимических параметров осуществляется за 20–30 мин. Это позволяет рассчитать индивидуальный риск сразу же после получения результатов УЗИ, проведенного высококвалифицированным специалистом. Риск рассчитывается с помощью специализированной программы АСТРАЙЯ, разработанной на основе опыта и при участии основателя ультразвукового скрининга в I триместре К. Николаидеса [24]. Для оценки состояния плода используются не только отклонения ТВП, но и дополнительные ультразвуковые маркеры (визуализация носовых костей, оценка кровотока в венозном протоке и в трикуспидальном клапане). Подобная комбинация ультразвуковых маркеров позволяет существенно снизить риск и уменьшить группу беременных высокого риска почти в три раза. В программе также предусмотрена возможность создания одного или нескольких рабочих мест для врачей ультразвуковой диагностики, образующих с биохимическим анализатором единую сеть, что позволяет специалисту по пренатальной диагностике сразу провести оценку индивидуального комбинированного риска пациентки и квалифицированную консультацию в случае положительного результата скрининга. Высокая точность измерений как биохимических, так и ультразвуковых параметров в комплексе с квалификацией специалиста УЗД позволяет снизить размер группы высокого риска до 1,5–3% и соответственно уменьшить число необходимых инвазивных процедур до 1–2,5% (необходимо помнить, что размер группы риска и ЛПР зависит от среднего возраста обследованных беременных). Критерием квалификации специалистов УЗИ служит получение и ежегодное подтверждение права на собственный код в Международном фонде медицины плода (FMF) после представления корректных изображений с определением соответствующих ультразвуковых маркеров. Необходимо отметить, что с 2020 г. экспертная оценка ультразвуковых изображений для подтверждения квалификации специалистов УЗД из России осуществляется группой из 10 ведущих отечественных экспертов. С порядком сертификации можно ознакомиться на сайте Ассоциации специалистов медицины плода [2].
В программе АСТРАЙЯ осуществляется полное архивирование всех исследований и изображений, удобный мониторинг качества биохимических и ультразвуковых измерений. Стандартизация УЗИ позволяет более 6 лет не корректировать медианы PAPP-A и свободного β-ХГЧ. Становится понятным, что основная погрешность при биохимическом скрининге возникает за счет неточности определения срока беременности. Свести к минимуму влияние этой погрешности можно двумя путями - либо постоянным контролем и коррекцией медиан биохимических маркеров, либо жестким соблюдением стандартов измерения копчико-теменного размера плода и ТВП. Известно, что неопытные специалисты склонны к занижению не только размеров ТВП, но и в целом КТР плода [8, 24, 26]. Отсутствие опыта у специалиста УЗД приводит к существенным отклонениям в измерении ТВП (при отклонении датчика всего на 15° от корректного положения величина ТВП может меняться на 0,5 мм). Считается, что стабильность измерения ТВП появляется только после 100 самостоятельных определений, поэтому необходимо постоянно осуществлять измерения в I триместре и проводить оценку качества получаемых данных на достаточной выборке пациентов. Таким образом, в настоящее время пренатальный скрининг в режиме "клиники одного дня" позволяет в ранние сроки беременности максимально точно оценить риск хромосомных болезней у плода.
11.1.3. Неинвазивный пренатальный тест
Стремительный прогресс молекулярной биологии, биотехнологии и генетики позволил улучшить возможности оценки состояния плода, в том числе за счет интенсивного внедрения технологии НИПТ в пренатальную диагностику.
НИПТ - это современное, безопасное и высокоточное исследование генетического материала плодного происхождения в крови беременной с целью исключения хромосомных и/или генных заболеваний у плода. Международному медицинскому сообществу понадобилось несколько лет для адаптации к массовому коммерческому использованию НИПТ при недостаточном научном обосновании. В мировой практике известны разные схемы применения метода неинвазивного скрининга по крови матери. С 2016 г. в ряде стран (Швейцария, Швеция, Франция и Испания) рекомендовано применять НИПТ после комбинированного скрининга (КСI) для группы пограничного риска в диапазонах 1:95–1:1000, 1:51–1:1000, 1:50–1:1000 и 1:50–1:250 соответственно. Некоторые страны с 2017 г. предоставили возможность беременным выбирать между инвазивной и неинвазивной диагностикой с условием обязательного подтверждения положительных результатов в группе высокого риска после КСI (Норвегия с риском выше, чем 1:250, Англия - 1:150, Дания - 1:300). В Дании руководство не видело необходимости в НИПТ, поскольку КСI показывает превосходные результаты, но беременные стали требовать введения этой технологии. Все указанные страны собираются провести анализ применения новых алгоритмов через 2–3 года, однако уже наблюдается рост числа поздних диагностик и поздних прерываний беременности по медицинским показаниям. При НИПТ по различным причинам возможны ложноположительные и ложноотрицательные результаты, поэтому данный тест не является абсолютно точным методом. В настоящее время оптимальным признан контингентный скрининг (см. рис. 11-4), когда НИПТ рекомендуется беременным из группы промежуточного риска (1:101–1:1000) [8, 16].
11.1.3.1. Фетальная фракция
Фетальная фракция (ФФ) - доля ДНК плода среди всей внеклеточной ДНК (вкДНК) материнской крови, является обязательным критерием качества НИПТ. Необходимо подчеркнуть, что фетальная ДНК в крови беременной появляется в крови матери с 4 нед беременности преимущественно из клеток цитотрофобласта. С 9–10 нед беременности уровень ФФ достаточен для проведения анализа с целью исключения частых ХА. В грамотном заключении по результатам НИПТ обязательно должен быть указан уровень ФФ. Его можно определять разными методами: с помощью ПЦР в реальном времени, при сравнении паттернов метилирования и при биоинформатическом анализе. По некоторым данным в 1–6% случаев при первичном проведении НИПТ не удается получить результат ввиду низкого содержания ФФ.
Содержание ФФ в крови беременной при нормальной беременности зависит от срока: обнаруживается с 4 нед; прирост составляет 1,2% в неделю до 10 нед; от 0,083 до 0,32% в неделю с 10 до 20 нед и достигает максимума за 8 нед до родов. Уровень варьирует при изменении проницаемости плацентарного барьера и активности клеток трофобласта, возрастает при многоплодии.
Патология беременности и плода влияет на содержание ФФ при:
-
изменении интенсивности апоптоза клеток трофобласта (в случае аномального кариотипа плода);
-
ожирении (причина точно не установлена); ФФ не обнаруживается в 0–4,2% при ИМТ - в 18,5–24,9%; а при ИМТ ≥40 - в 5,4–70,1% случаев;
-
онкологической патологии у матери (доклиническая стадия; источником ДНК являются опухолевые клетки).
В случае отсутствия результата при первом взятии крови, рекомендуется повторная сдача крови на исследование. Отсутствие результата при повторном получении образца в более поздние сроки может быть связано с индивидуальными физиологическими особенностями организма беременной и/или плода, однако если беременная имеет высокий риск ХА, необходимо настоятельно рекомендовать ей инвазивную диагностику, поскольку именно в этой группе повышен риск трисомии 18 и 13 у плода.
11.1.3.2. Варианты неинвазивного исследования внеклеточной ДНК для оценки риска хромосомной патологии плода
В настоящее время существует два основных подхода к НИПТ:
-
1) полногеномное тестирование, которое позволяет выявить анеуплоидию по всем хромосомам, а также исключить некоторые микроделеционные синдромы;
-
2) таргетное тестирование, которое позволяет выявить частые анеуплоидии и соответствующие им синдромы: трисомию по хромосоме 21 (синдром Дауна), 18 (синдром Эдвардса), 13 (синдром Патау), моносомию Х (синдром Шерешевского–Тернера), синдром Клайнфельтера и некоторые другие. Помимо этого, к таргетному НИПТ относится исследование вкДНК на три основные трисомии и только на синдром Дауна. Следует отметить, что последний вариант НИПТ позволяет определить не более 65% всех аномальных плодов, что не только демонстрирует его неэффективность с диагностической точки зрения, но и вводит пациентку в заблуждение, заведомо искажая суть скрининга ХА плода [16].
Необходимо подчеркнуть, что каждая технология имеет свои особенности. Примеры наиболее популярных вариантов НИПТ на территории РФ представлены в табл. 11-7.
Пример текста | НЕВАТЕСТ (НИИ АГиР им. Д.О. Отта, ООО "НИПТ", РФ) | Panorama (Natera, USA) | VeraGENE (NIPD Genetics, Cyprus) | Harmony (Arisona/Roche, USA) | Vanadis (PerkinElmer, USA) |
---|---|---|---|---|---|
Метод |
NGS (WGS) |
NGS (SNP) |
NGS (targeted enrichment technology) |
Chromosomal microarrays |
Microplate-based technology (rolling circle replication) |
Платформа |
Ion Torrent |
Illumina |
Illumina |
Affymetrix |
Vanadis diagnostics |
Срок выполнения |
7–10 дней |
7–9 дней |
4–7 дней (до дней в РФ) |
7–10 дней |
2–3 дня |
Возможности |
1–22, X, Y |
13, 18, 21, X, Y, микроделеции, триплоидия |
13, 18, 21, X, Y, микроделеции, моногенные заболевания |
13, 18, 21, X, Y, по запросу - 22q11.2 |
13, 18, 21, по запросу - X, Y |
Необходимый биологический материал |
Кровь матери |
Кровь матери |
Кровь матери и буккальный эпителий отца |
Кровь матери |
Кровь матери |
Фетальная фракция |
4% |
4% |
4% |
4% |
– |
Точность для трисомии по хромосомам 21, 18, 13 |
>99% |
>99% |
>99% |
>99% |
>99% |
Проводится в РФ |
Да |
Да |
Нет |
Нет |
Нет |
Стоимость неинвазивного пренатального тестирования в РФ |
Средняя |
Средняя |
Высокая |
Средняя |
Нет данных |
Суррогатное материнство и донорство ооцитов |
Да |
Нет |
Да |
Да |
Да |
Многоплодная беременность |
Нет |
Да (включая зиготность, пол каждого плода, "исчезающего близнеца") |
Да (включая "исчезающего близнеца") |
Да (но без микроделеций и анеуплоидии половых хромосом) |
Да |
11.1.3.3. Показания к неинвазивному пренатальному тесту и ограничения метода для оценки риска хромосомных аномалий плода
Неинвазивное определение риска ХА плода возможно с 9–10 нед беременности по желанию супружеской пары при обеспокоенности состоянием будущего ребенка и отсутствии противопоказаний.
Кроме этого данное исследование рекомендуется при:
-
промежуточном (пограничном) риске по результатам комбинированного скрининга I триместра (от 1:101 до 1:500 или 1:1000);
-
отказе беременной с высоким риском (более 1:100) от проведения инвазивной пренатальной диагностики или наличии текущих противопоказаний к ней;
-
пропущенном или неполном комбинированном скрининге I триместра.
Следует подчеркнуть, что НИПТ, как и любой лабораторный метод, имеет свои ограничения, которые могут привести к сложности интерпретации результатов теста. Перед назначением теста и по его результатам требуется консультация врача-генетика.
Противопоказания к проведению НИПТ можно разделить на две группы: абсолютные и относительные. При абсолютных противопоказаниях проведение НИПТ не рекомендуется .
К абсолютным противопоказаниям относятся:
-
замершая беременность в течение 3 мес перед прохождением исследования;
-
сбалансированные структурные перестройки в кариотипе супругов;
-
радио- или иммунотерапия у беременной (в том числе лечение гемопоэтическими стволовыми клетками);
-
синдром "исчезнувшего близнеца" (беременность двойней с последующей внутриутробной потерей одного из плодов);
При относительных противопоказаниях выполнение НИПТ возможно при соблюдении определенных правил.
Относительными противопоказаниями к проведению НИПТ являются:
-
лечение низкомолекулярными гепаринами - Фраксипарином♠ , Клексаном♠ и др. (для некоторых технологий необходима отмена препаратов гепаринов на 1–2 дня или взятие крови для НИПТ перед их следующим введением);
-
лечение антиретровирусными препаратами (необходимо взятие крови перед следующим приемом антиретровирусного препарата);
Серьезные сложности при интерпретации результатов НИПТ возникают при кровнородственном браке, ложном отцовстве, мозаицизме у беременной.
11.1.3.4. Неинвазивное тестирование на моногенные заболевания
На сегодняшний день кроме риска ХА возможно рассчитать риск моногенного заболевания плода с помощью неинвазивного метода исследования. В табл. 11-8 представлены варианты НИПТ, предлагаемые на территории РФ. НИПТ на моногенные заболевания подразумевает несколько вариантов исследования:
-
определение носительства частых мутаций в генах социально-значимых наследственных болезней у матери (при обнаружении - диагностика этого гена у супруга) и направление на проведение ИПД;
-
определение высокого риска наличия мутации у плода (исследование "трио" - анализ ФФ и образцов биологического материала супругов) и направление на подтверждающую ИПД.
Тест | Компания и/или страна | Технология/цель/материал | Заболевания |
---|---|---|---|
НИПС |
Россия |
Таргетное секвенирование, носительство у беременной частных мутаций; цельная кровь и плазма беременной |
18 моногенных заболеваний |
VERAgene |
NIPD Genetics, Кипр |
Target Capture Sequences (захват фрагментов вкДНК, без CNV и повторяющихся элементов ДНК); носительство частых мутаций; цельная кровь и плазма беременной, цельная кровь будущего отца |
Более 2000 генных вариантов, 100 моногенных заболеваний |
PreSeek |
Baylor Genetics, США |
Таргетное обогащение, секвенирование; наличие у плода мутаций; цельная кровь и плазма беременной, цельная кровь будущего отца |
30 генов скелетных, сердечно-сосудистых и неврологических заболеваний |
Vistara |
Natera, США |
Собственная версия теста, аналогичного предыдущему |
25 моногенных заболеваний, 30 генов |
Примечание : вкДНК - внеклеточная дезоксирибонуклеиновая кислота; НИПС - неинвазивный пренатальный скрининг.
11.1.3.5. Контингентный пренатальный скрининг хромосомной патологии
Существует два подхода к применению НИПТ крови матери для скрининга ХА - вместо комбинированного скрининга I триместра ("первой линией") и в сочетании с ним. Опыт применения НИПТ в качестве "первой линии" в Бельгии показал (кроме существенных материальных затрат), что увеличилось число отказов от УЗИ в I триместре и, соответственно, число пропусков ПРП; часть лабораторий предлагает более дорогой полногеномный тест с расширенным спектром заболеваний, что приводит к увеличению группы высокого риска и к росту как ложноположительных результатов , так и числа инвазивных пренатальных диагностик для исключения дополнительной патологии (опыт Голландии) [16].
Остро ощущается нехватка квалифицированных генетиков для массового пре- и посттестового консультирования. Кроме того, часть беременных воспринимает НИПТ как диагностику "всех болезней" и отказывается даже от УЗИ, а часть - как диагностику пола плода - с этической точки зрения такой скрининг противоречит положениям ВОЗ о недопустимости отбора по половому признаку. Стратегия применения НИПТ в сочетании с РПС сохраняет преимущества последнего: корректно установленный срок беременности, раннее выявление основных особенностей развития плода и определение группы с высоким риском осложнений беременности, в которой возможна их эффективная профилактика [8, 16, 26].
На рис. 11-4 представлена современная схема контингентной модели пренатального скрининга, который совмещает достижения РПС и НИПТ и заслуживает поэтапного внедрения в службу ПД РФ. Пилотные исследования позволят четко определить нижнюю границу промежуточного риска. Необходимо особо выделить, что высокий риск по НИПТ в связи с наличием ложноположительных результатов (из 89 случаев высокого риска трисомии 21 по НИПТ не подтвердилось 4 (4,5%), по трисомии 18 - не подтвердилось 2 из 11, а по трисомии 13 - 2 из 5 [16]) не является достаточным поводом для прерывания беременности, а диагноз должен быть подтвержден с помощью стандартных методов ИПД и исследования образцов плодного происхождения [8, 16, 26].

В заключение необходимо отметить, что согласно Конвенции о правах человека и биомедицине (г. Овьедо, 4 апреля 1997 г.) пол плода должен сообщаться только после 12 нед беременности, за исключением случаев аномалий половых хромосом и сцепленных с полом заболеваний.
11.1.4. Прямые методы пренатальной диагностики
Прямые методы, направленные на исследование самого плода, могут быть неинвазивными и инвазивными. Основным и наиболее эффективным прямым неинвазивным методом является исследование плода с помощью эхографии, или ультразвуковое исследование. Совершенствование ультразвуковой техники, повышение ее разрешающей способности позволяет уже в конце I триместра заподозрить наличие хромосомной патологии у 80% плодов с аномальным кариотипом, а во II триместре - до 80–98% плодов с анатомическими пороками. УЗИ, безусловно, является наиболее эффективным современным неинвазивным методом ПД. Другие неинвазивные прямые методы (рентгенография, МРТ, электрокардиография) имеют весьма ограниченное применение.
Следует напомнить, что многие видимые отклонения в развитии плода (ультразвуковые маркеры), в том числе и ПРП, позволяют только заподозрить у плода наличие хромосомных или, реже, генных болезней. Такая диагностика возможна только путем специальных лабораторных исследований плодного материала. Для его получения разработаны и широко используются в ПД различные инвазивные методы. Главными из них являются хорионбиопсия и плацентобиопсия - получение ворсин хориона или плаценты (I и II триместры беременности соответственно), амниоцентез - получение образцов амниотической жидкости (II триместр) и кордоцентез - пункция пуповины с целью взятия крови плода (II–III триместры). Выбор инвазивного метода определяется сроком беременности, показаниями к его проведению, инструментальной и методической оснащенностью центра ПД, а также квалификацией оперирующего акушера-гинеколога. Перечисленные методы были давно апробированы и существенно модифицированы в лаборатории пренатальной диагностики врожденных и наследственных заболеваний человека НИИ АГиР им. Д.О. Отта [26].
11.1.4.1. Ультразвуковое исследование плода
Основным прямым неинвазивным методом обследования состояния плода является УЗИ. Значение этого метода в связи с его высокой эффективностью выявления врожденных пороков, безвредностью для плода и матери трудно переоценить. В этой области накоплен огромный мировой опыт, суммированный в многочисленных руководствах [24, 28, 31]. УЗИ позволяет выявить 80–98% плодов с анатомическими пороками и в настоящее время широко используется в нашей стране для скрининга патологии беременности [24, 31]. Метод особенно информативен на сроках 11–14 и 19–21 нед беременности.
11.1.4.2. Стратегия ультразвуковой диагностики
Ультразвуковое исследование, выполненное в адекватные сроки и в соответствии с утвержденными протоколами, позволяет уже в конце I триместра заподозрить наличие хромосомной патологии у 80% плодов с аномальным кариотипом и выявить 80–98% плодов с анатомическими пороками во II триместре. В настоящее время метод широко используется для скрининга патологии беременности и ПД. Безопасность УЗИ обеспечивается принципом ALARA (As Low As Reasonably Achievable). Эффективность УЗИ во многом зависит от разрешающей способности ультразвукового аппарата, опыта специалиста и уровня обследования. В настоящее время основными регламентирующими документами проведения УЗИ в акушерстве являются приказ Минздрава России № 572 от 01.11.2012 (в ред. от 12.01.2016), № 1130н от 20.10.2020 и методические рекомендации Международного общества ультразвука в акушерстве и гинекологии (ISUOG) [38].
Ультразвуковые исследования в акушерстве могут быть скрининговыми (предлагаются всем беременным независимо от риска) и выборочными (проводятся по показаниям у беременных с повышенным риском той или иной патологии у плода, например эхокардиография плода).
Согласно приказу № 1130н от 20.10.2020 "Об утверждении порядка оказания медицинской помощи по профилю "акушерство и гинекология" ультразвуковой скрининг проводится при сроках беременности 11–13 6/7 нед, 19–20 6/7 нед, ультразвуковой скрининг в III триместре назначается по показаниям. Для каждого этапа скрининга определены цели, задачи и объем исследований, предусмотрены организационные мероприятия при выявлении ПРП и других отклонений от нормального развития плода.
Основными задачами УЗИ в I триместре являются: визуализация беременности в матке, оценка числа плодов, жизнедеятельности плода, при многоплодной беременности - определение хориальности и амниальности, биометрия плода, точное определение копчико-теменного размера (КТР) плода с целью уточнения срока беременности (это особенно важно для последующей интерпретации результатов биохимического скрининга), оценка анатомии плода для исключения грубых аномалий развития, ультразвуковых маркеров хромосомной патологии (ТВП, визуализация носовых костей, оценка кровотока в венозном протоке и трикуспидальном клапане), расположение и особенности хориона, а также количество околоплодных вод (рис. 11-5). Кроме того, в настоящее время с целью расчета риска акушерских осложнений (преэклампсии, задержки роста плода и преждевременных родов) обязательными являются допплерометрия маточных артерий с оценкой пульсационного индекса (ПИ) и цервикометрия.


Основным ультразвуковым маркером ХА в I триместре беременности является толщина воротникового пространства - подкожное скопление жидкости между кожей и мягкими тканями позади шейного отдела позвоночника плода, впервые описанное в 1985 г. у плода с трисомией 21, а в 1992 г. рекомендованное К. Николаидесом к использованию в качестве ультразвукового маркера хромосомной патологии [24].
Необходимо помнить, что изолированное увеличение ТВП в настоящее время не является показанием к проведению ИПД. Показанием являются высокие значения индивидуального комбинированного риска. Однако при выраженном увеличении ТВП (более 3,5 мм), формировании кистозной гигромы шеи плода, врачом-генетиком может сразу быть рекомендовано проведение кариотипирования плода.
Следует учитывать, что увеличение ТВП у плода может быть ассоциировано с широким спектром генетической патологии. И поэтому в последнее время принят следующий алгоритм обследования при обнаружении увеличенной ТВП (рис. 11-6). В качестве дополнительных исследований плодного материала может быть использован так называемый хромосомный микроматричный анализ - матричная сравнительная геномная гибридизация (aCGH).

При проведении ультразвукового скрининга I триместра экспертная оценка дополнительных ультразвуковых маркеров, таких как визуализация носовых костей, кровоток в венозном протоке и трикуспидальном клапане, может в 2,5–4 раза уменьшить число ложноположительных результатов комбинированного скрининга.
Необходимо отметить, что выявление пяти особенностей развития плода (ультразвуковых маркеров ХА 2-го типа) и обязательное внесение их в протокол расчета риска дважды - в качестве ультразвукового маркера и ПРП - существенно сказывается на риске ХА у плода. К ним относятся голопрозэнцефалия, диафрагмальная грыжа, омфалоцеле, атриовентрикулярный канал и мегацистис.
Основными задачами УЗИ во II триместре являются: определение числа плодов, оценка жизнедеятельности плода, фетометрия и соответствие гестационному возрасту, оценка анатомии плода с целью исключения аномалий развития, оценка ультразвуковых маркеров хромосомной патологии, расположение и структура плаценты, количество околоплодных вод и цервикометрия.
Необходимо отметить, что при проведении ультразвукового скрининга II триместра выявление изолированных так называемых "мягких" ультразвуковых маркеров ХА, таких как гиперэхогенный фокус в левом желудочке сердца ("гольфный мяч"), гиперэхогенный кишечник, кисты сосудистых сплетений, пиелоэктазия, не является показанием к проведению инвазивных вмешательств. Стратегия генетического УЗИ во II триместре основана на математическом расчете риска ХА. Как и в первом триместре, индивидуальный риск рассчитывается путем умножения величины базового (возрастного) риска на отношение правдоподобия изолированного маркера. Отношение правдоподобия показывает, во сколько раз полученное значение маркера ближе к нормальному распределению (тогда отношение правдоподобия <1), чем к распределению при патологии плода (тогда отношение правдоподобия >1 и риск увеличится). При выявлении "мягких" эхографических маркеров в программе АСТРАЙЯ производят перерасчет с учетом данных раннего пренатального скрининга и направляют на ИПД в случае высокого риска.
В настоящее время многие специалисты УЗД в акушерстве уже применяют "новые" ультразвуковые маркеры ХА во II триместре беременности. Среди них наибольшего внимания заслуживают перечисленные ниже.
-
Правая аберрантная подключичная артерия. Частота в популяции составляет 1,4% (1,2–1,8%, частота при трисомии 21 около 25% (20–37%).
-
Толщина преназальных тканей (ТПТ). При нормальном кариотипе ТПТ в 16–24 нед в среднем составляет 2,4–4,6 мм. При трисомии 21 в 73% случаев ТПТ превышает 95-й процентиль нормативных значений.
-
Соотношение ТПТ/НК. Оно не зависит от срока беременности и составляет в среднем в норме 0,57, при синдроме Дауна - 1,51.
-
Оценка вилочковой железы и тимо-торакального отношения. При трисомии 21 и трисомии 18 отмечаются гипоплазия вилочковой железы и уменьшение тимо-торакального отношения (в норме 0,44).
УЗИ плода в III триместре (30–34 нед беременности) в настоящее время не является обязательным, проводится по показаниям. Это исследование направлено на оценку темпов роста плода и соответствие гестационному возрасту, исключение аномалий развития с поздним проявлением, оценку расположения и степени зрелости плаценты, количества околоплодных вод, а также функциональную оценку состояния плода для выработки оптимальной тактики и стратегии родов.
Необходимо помнить, что в III триместре помимо ПРП с поздним проявлением (чаще всего ВПС, аномалии МВС) могут быть впервые выявлены и ультразвуковые маркеры хромосомной патологии плода (гипоплазия носовой кости, мезобрахифалангия, уменьшение длины трубчатых костей и т.д.). Следует проводить оценку всех структур и органов при проведении УЗИ плода в любые сроки беременности.
Некоторые беременные не проходят обследование в I триместре. Для этой группы беременных основным становится УЗИ плода во II триместре беременности (скрининг). При взятии на учет такой пациентки, не дожидаясь срока 19 нед (УЗИ II), целесообразно назначить НИПТ для определения риска хромосомной патологии у плода.
При выявлении высокого риска хромосомных нарушений плода по данным комбинированного скрининга I триместра, НИПТ, выявлении аномалий развития плода и/или ультразвуковых маркеров хромосомной патологии при УЗИ в I и II триместрах беременности необходимо направить пациентку на консультацию к врачу-генетику для определения дальнейшей тактики обследования и необходимости проведения инвазивной пренатальной диагностики.
11.1.5. Методы инвазивной пренатальной диагностики
Под инвазивными методами ПД следует понимать внутриматочные вмешательства под ультразвуковым контролем с целью получения плодного материала для последующего лабораторного анализа (цитогенетический, молекулярно-цитогенетический, молекулярно-генетический) (рис. 11-7).

Зародыш человека доступен для исследований, а значит и для диагностики, практически на любой стадии развития (см. рис. 11-7). Естественно, арсенал методов и их диагностические возможности могут быть различными. Выбор инвазивного метода определяется сроком беременности, показаниями к его проведению, инструментальной и методической оснащенностью центра ПД, а также квалификацией оперирующего акушера-гинеколога. Основным осложнением проведения внутриматочных вмешательств является прерывание беременности (табл. 11-9).
Организация | Осложнения | Хорионбиопсия/плацентобиопсия | Амниоцентез | Кордоцентез |
---|---|---|---|---|
Международное общество ультразвуковой диагностики в акушерстве и гинекологии (The International Society of Ultrasound in Obstetrics and Gynecology, ISUOG) |
Прерывание беременности, % |
0,21–0,22 |
0,11–0,56 |
1–2 |
НИИ акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта |
0,3 |
0,1 |
0,5 |
11.1.5.1. Группы риска
Согласно классическим представлениям [8] группы риска по наследственной и врожденной патологии у плода следующие:
-
женщины, имеющие не менее двух самопроизвольных абортов на ранних сроках беременности;
-
женщины, имеющие в семье ребенка или плод от предыдущей беременности с болезнью Дауна, с другими хромосомными болезнями, с множественными врожденными пороками, с семейным носительством хромосомных перестроек;
-
женщины с моногенными заболеваниями, ранее диагностированными в семье или у ближайших родственников;
-
женщины, применявшие перед и на ранних сроках беременности ряд фармакологических препаратов (цитостатики и другие противоопухолевые препараты);
-
женщины с перенесенными вирусными инфекциями (гепатит, краснуха, токсоплазмоз и др.);
-
женщины из семьи, где было облучение кого-то из супругов до зачатия.
В настоящее время группы риска для инвазивной ПД формируются главным образом по результатам программ ультразвукового и биохимического скрининга и (см. разделы 11.1.1.3 и 11.1.2.1), НИПТ, а также на основании медико-генетического консультирования [8, 26]. При этом возраст женщины как отдельное показание в настоящее время не учитывается.
Стоит также отметить, что выявление изолированных ультразвуковых маркеров ХА при проведении ультразвукового скрининга I триместра (увеличение ТВП ≥2,5 мм, отсутствие визуализации носовых костей и т.д.) при низком комбинированном риске не является показанием к проведению инвазивной диагностики. В то же время существуют так называемые абсолютные показания к проведению инвазивной пренатальной диагностики, когда лечащий врач обязательно должен направить беременную на консультацию к врачу-генетику для решения вопроса о дальнейшей тактике генетического обследования плода.
Показания к проведению инвазивной пренатальной диагностики:
-
высокий риск ХА по данным комбинированного скрининга или НИПТ;
-
наличие ультразвуковых маркеров ХА или аномалий развития плода;
-
рождение детей с ХА, искусственное или самопроизвольное прерывание беременности в связи с наличием хромосомных заболеваний;
-
наличие в семье наследственного заболевания с установленной причиной (например, муковисцидоза, фенилкетонурии, гемофилии А и В, миопатии Дюшенна, миотонической дистрофии, адреногенитального синдрома, спинальной амиотрофии Верднига–Гоффмана, хореи Гентингтона и др.);
-
носительство сбалансированных хромосомных перестроек в семье.
11.2. Пренатальная диагностика хромосомных болезней
Основная доля инвазивной ПД с целью исключения хромосомных болезней приходится на женщин групп риска, сформированных по результатам комбинированного скрининга. В связи с внедрением комбинированного скрининга в I триместре беременности и исключением возраста женщины из показаний к инвазивной ПД численность других групп риска неуклонно снижается. Вместе с тем, как показывает более чем 30-летний опыт НИИ АГиР им. Д.О. Отта, анализ кариотипа плода должен сопровождать любое инвазивное внутриматочное вмешательство, проводимое и по другим показаниям (ПД моногенных болезней, лечение гемолитической болезни у плода и др.), так как геномные мутации возникают de novo и любая беременность может завершиться рождением ребенка с хромосомной болезнью [26, 32].
11.2.1. Общие положения пренатальной диагностики хромосомных болезней
В настоящее время проблема диагностики хромосомных аномалий на любом сроке беременности практически решена. При исследовании образцов плодного материала, полученных инвазивными методами, используются различные лабораторно-генетические подходы, которые можно подразделить на три группы: цитогенетические, молекулярно-цитогенетические (FISH) и молекулярно-генетические (количественная флюоресцентная ПЦР, мультиплексная лигазная реакция с последующей амплификацией - МЛПА, матричная сравнительная геномная гибридизация - мСГГ, иначе хромосомный микроматричный анализ). Каждая из этих групп включает методы, обладающие разной чувствительностью к выявлению численных и структурных аномалий кариотипа. Основой для цитогенетического анализа служат препараты метафазных хромосом, для FISH - препараты метафазных хромосом и интерфазных ядер, для молекулярно-генетического анализа - образцы ДНК.
Кариотипирование, то есть анализ числа и структуры метафазных хромосом, возможно только цитогенетическими методами, с помощью дифференциальной окраски, позволяющей идентифицировать каждую хромосому набора. При цитогенетическом анализе диагностируются все типы численных аномалий кариотипа (анеуплоидия, полиплоидия) и их форма (полная и/или мозаичная), а при соответствующем уровне разрешения дифференциальной окраски могут быть выявлены все виды хромосомных перестроек. Для снижения трудоемкости кариотипирования разработаны автоматические системы анализа изображений с соответствующим программным обеспечением. Все остальные методы (FISH с локус-специфичными и/или цельнохромосомными ДНК-зондами, а также все полногеномные и таргетные молекулярные методы) позволяют выявить или уточнить дисбаланс по отдельным хромосомам или участкам хромосом, но не позволяют подсчитать число хромосом и охарактеризовать структуру выявленного дисбаланса.
Выбор метода определяется его разрешающей способностью и конкретной целью исследования (либо общий анализ кариотипа, либо анализ численных аномалий отдельных хромосом, либо идентификация структурных перестроек хромосом, либо выявление микрохромосомных аномалий, либо установление природы маркерных хромосом). Европейским обществом цитогенетиков рекомендованы общие правила проведения ПД хромосомных болезней (показания к применению разных цитогенетических и молекулярных методов, особенности анализа, требования к заключению по результатам и проч.) [17, 26, 36, 37, 43].
Клинические показания к проведению цитогенетической пренатальной диагностики (кариотипирование) (образцы амниотической жидкости, ворсинчатого хориона, плаценты, пуповинной крови плода):
-
высокий риск хромосомных заболеваний у будущего ребенка по результатам комбинированного пренатального скрининга I триместра беременности (комплексный расчет на основании базового риска с учетом возраста, срока беременности и анамнеза беременной, данных УЗИ плода и уровня сывороточных материнских маркеров);
-
высокий риск хромосомных заболеваний по данным ультразвукового исследования плода во II триместре беременности;
-
подозрение на мозаицизм у плода по результатам первого пренатального исследования;
Особенности цитогенетических методов анализа хромосом из клеток различного плодного происхождения подробно рассмотрены нами ранее [7, 32] и представлены в главе "Цитогенетические методы" руководства "Медицинские лабораторные технологии" [20].
С методами неизотопной гибридизации in situ (FISH) с хромосом- и локус-специфичными ДНК-зондами, спектрального кариотипирования (SKY) и сравнительной геномной гибридизации (CGH) можно ознакомиться в серии работ [13, 17, 28, 29], а также в главе "Цитогенетические методы" руководства "Медицинские лабораторные технологии" [20] и в 3-м издании нашего дополненного руководства по ПД [8].
О молекулярных методах см. главу 25 руководства "Медицинские лабораторные технологии" [20, 21].
Некоторые практические аспекты применения цитогенетических и молекулярных методов рассмотрены в следующих подразделах настоящей главы.
11.2.2. Цитогенетические методы (кариотипирование)
В зависимости от срока беременности и задач исследования материалом для хромосомного анализа могут быть клетки амниотической жидкости (КАЖ), хориона, плаценты и лимфоцитов пуповинной крови плода.
11.2.2.1. Клетки амниотической жидкости
КАЖ представлены несколькими типами клеток, имеющих различное происхождение (собственно амниоциты и эпителиальные клетки плода - эпидермиса, пищеварительного тракта, мочеполовых и дыхательных путей, слизистой оболочки ротовой полости). Количественный и качественный состав КАЖ, а также концентрация жизнеспособных клеток в зависимости от срока беременности существенно варьируют. Для кариотипирования плода используют культуры клеток, полученных при амниоцентезе. Принципиально возможно получение КАЖ начиная с 12-й недели беременности, однако оптимальным для амниоцентеза и цитогенетического анализа является срок 15–18 нед. Кариотипирование с использованием культур КАЖ занимает 2–3 нед от момента получения образца амниотической жидкости. Сократить время культивирования возможно за счет использования специальных питательных сред, а также с помощью метода изоляции единичных делящихся клеток из монослойных культур [7]. Эти методы позволяют не только сократить период культивирования, но и снизить риск диагностических ошибок, обусловленных как псевдомозаицизмом, так и контаминацией образца материнскими клетками. Наиболее распространенные методы культивирования КАЖ описаны в соответствующих методических руководствах [18, 21, 31].
11.2.2.2. Клетки ворсин хориона и плаценты
Клетки ворсинчатого хориона (плаценты), доступные для традиционного цитогенетического анализа с 10-й до 20-ю неделю беременности, имеют различное экстраэмбриональное происхождение: клетки цитотрофобластического эпителия (производные трофобласта, дифференцируются на стадии морулы) и клетки мезенхимальной стромы ворсин (производные эпибласта, дифференцируются на стадии бластоцисты) [45]. Для приготовления препаратов хромосом из образцов хориона или плаценты используют два принципиально различных подхода.
-
Прямые методы основаны на непосредственной фиксации спонтанных митозов в цитотрофобласте ("direct", или собственно прямой метод) или после кратковременной органной культуры ворсин (инкубирования в культуральной среде с питательными добавками в течение 24–48 ч) ("semi-direct", или полупрямой метод). Однако, как показали специальные исследования, клетки цитотрофобласта в условиях органной культуры проходят не более двух последовательных делений, поэтому инкубирование ворсин существенно не увеличивает митотический индекс. К типичным недостаткам прямых методов относятся не только низкое количество и качество метафазных пластинок, но и малая пригодность хромосом для стандартной дифференциальной окраски красителем Гимзы (GTG). Нами разработаны собственные модификации прямого метода - метод "стряхивания–отпечатывания" и ускоренный прямой метод, которые позволяют получать препараты из хориона/плаценты, удовлетворяющие всем критериям кариотипирования. В сочетании с флюоресцентными методами дифференциальной окраски хромосом результативность этих методов превышает 99% [7].
-
Длительное культивирование фибробластоподобных клеток мезенхимы (непрямой метод). Основные принципы культивирования клеток хориона/плаценты соответствуют правилам работы с перевиваемыми клеточными культурами. Существует множество модификаций культивирования ворсин хориона. Подробнее ознакомиться с ними можно в соответствующей литературе [13, 22, 44]. Следует отметить, что культуры клеток хориона характеризуются теми же недостатками, что и культуры амниоцитов (длительность, культуральные неудачи, риск ошибок вследствие контаминации образца материнскими клетками, псевдомозаицизм и др.). Для цитогенетического анализа по клеткам хориона или плаценты в настоящее время рекомендуются одновременно оба (прямой и непрямой) способа получения хромосомных препаратов из одного образца, а в случае недостаточного количества материала предпочтительнее использовать культивирование. Считается, однако, что прогностическая значимость результатов кариотипирования при использовании клеток любых плодных оболочек, учитывая их внезародышевое происхождение и раннюю дифференцировку, оказывается сниженной по сравнению с анализом лимфоцитов пуповинной крови плода, имеющих исключительно эмбриональное происхождение.
11.2.2.3. Лимфоциты пуповинной крови
Лимфоциты пуповинной крови, имеющие исключительно плодное происхождение, дают наиболее адекватное представление о хромосомном статусе плода. Кордоцентез, осуществляемый с 20-й недели беременности, предпочтительнее амниоцентеза для уточнения кариотипа плода при обнаружении хромосомного мозаицизма в плаценте. Кариотипирование плода при наличии пороков развития, особенно в поздние сроки беременности, позволяет разрешить вопрос о тактике ведения беременности, родов и неонатального периода. При использовании пуповинной крови применяют стандартную методику приготовления препаратов хромосом из лимфоцитов, стимулированных к делению с помощью митогенов (например, фитогемагглютинина - ФГА).
11.2.3. Принципы цитогенетического анализа в пренатальной диагностике
В этом разделе суммированы основные международные стандарты качества цитогенетических исследований в пренатальной диагностике. Подробнее с ними можно ознакомиться в публикациях [18, 34] и в интернет-версиях рекомендаций [27, 34, 40]. Для препаратов из культур клеток достаточным считается наличие 20–50 метафазных пластинок на предметное стекло. Качество "прямых" препаратов из цитотрофобласта хориона или плаценты удовлетворительно при наличии на стекле более 10 метафаз, пригодных для подсчета и анализа структуры хромосом. Для стандартного кариотипирования качество дифференциальной окраски должно соответствовать уровню разрешения более 300 (оптимально 550) сегментов на гаплоидный набор. Анализ известных микроделеций/микродупликаций рекомендуется проводить с помощью FISH или регионспецифичных молекулярных методов (например, количественная флюоресцентная полимеразная цепная реакция - КФ-ПЦР, МЛПА), других микроперестроек - с помощью полногеномной мСГГ.
Оптимальным для кариотипирования по клеткам ворсин хориона является срок 3–7 дней, клеток амниотической жидкости - 10–16 дней, лимфоцитов пуповинной крови - 4–7 дней. Увеличение времени анализа допускается в случаях возникновения технических, либо диагностических проблем. Диагностическим проблемам и способам их решения посвящен следующий раздел этой главы. Максимально допустимая доля невыполненных цитогенетических исследований в пренатальной диагностике независимо от типа образца и метода приготовления препаратов хромосом составляет 2% [17, 27]. Отметим только, что сложные случаи требуют не только применения дополнительных методик для уточнения первичного цитогенетического заключения, но и кариотипирования родителей, что задерживает постановку цитогенетического диагноза, как минимум, на неделю. Число проанализированных пластинок определяется целью исследования, однако минимальное их число должно быть не менее 5. При стандартном кариотипировании заключение базируется на идентификации и анализе структуры всех хромосом на 2–3 метафазных пластинках, а общее число пластинок для подсчета числа хромосом должно составлять не менее 11. Мозаичная форма геномных мутаций устанавливается при наличии не менее двух клеток с однотипным изменением кариотипа. Объем дополнительных исследований для выяснения уровня межклеточного мозаицизма связан как с хромосомной специфичностью, так и с методом приготовления препаратов (анализ суспензии клеток или отдельных колоний). В случае обнаружения единичных клеток с хромосомной аномалией на препаратах, приготовленных прямым методом из нативных образцов или краткосрочных органных культур хориона, рекомендуется исследовать все метафазные пластинки (на всех полученных препаратах). При этом вероятность подтверждения на амниоцитах или лимфоцитах пуповинной крови мозаицизма, обнаруженного в трофобласте, зависит от типа ХА. Следует отметить также, что при выполнении любых исследований часть случаев мозаицизма, особенно низкоуровневого, может быть пропущена или ошибочно интерпретирована.
Обязательным условием любого цитогенетического исследования является выполнение анализа двумя специалистами независимо друг от друга.
11.2.4. Молекулярно-цитогенетические и молекулярные методы пренатальной диагностики хромосомных болезней
В настоящее время в ПД хромосомных болезней широко применяются методы флюоресцентной гибридизации in situ (FISH) c различными вариантами ДНК-зондов, а также молекулярные методы, позволяющие выявлять несбалансированные структурные перестройки (мСГГ) и оценить количество специфичных для каждой хромосомы маркерных последовательностей ДНК (методы КФ-ПЦР, МЛПА).
11.2.4.1. Метод FISH
Согласно рекомендациям Европейского общества цитогенетиков [27, 34] и Российского общества медицинских генетиков [17], FISH на метафазных хромосомах и интерфазных ядрах с использованием ДНК-зондов на одну или несколько последовательностей-мишеней (хромосом или сегментов) может дать надежные результаты при самых разных клинических ситуациях:
-
при подозрениях на микроделеционный синдром или повышенный риск микроделеционного синдрома по данным анамнеза;
-
при клинических признаках, позволяющих предположить мозаичную форму определенного хромосомного синдрома;
-
при подозрении на хромосомную аномалию, возникшем при стандартном цитогенетическом исследовании.
Этот метод используют для уточнения характера перестроек, если это имеет диагностическое или прогностическое значение, а также при обнаружении явных хромосомных аномалий при нетипичной клинической картине. Для подтверждения очевидных хромосомных аномалий, выявленных при цитогенетическом исследовании, использовать FISH не рекомендуется.
В зависимости от задач исследования могут использоваться ДНК-зонды на хромосомные участки (центромеры, теломеры, локусы, сегменты), плечи и целые хромосомы. Анализ может быть проведен на метафазных хромосомах и интерфазных ядрах.
FISH на метафазных хромосомах показана для идентификации маркерных хромосом и дополнительного материала неизвестного происхождения на аберрантной хромосоме или при подозрении на делецию хромосомного сегмента; уточнении хромосомных перестроек и точек разрыва, а также при анализе мозаицизма.
FISH на интерфазных ядрах возможна при анализе численных и структурных аномалий кариотипа; определении хромосомного пола и уточнении хромосомного мозаицизма. Использование FISH на интерфазных ядрах допустимо для пренатального скрининга анеуплоидий (трисомии по хромосомам 13, 18, 21, моносомии Х) в случаях высокого риска указанной патологии по результатам раннего пренатального скрининга и/или биохимического скрининга во II триместре беременности [17].
Некоторые общие правила FISH-анализа
Следует помнить, что сигналы каждого из ДНК-зондов могут варьировать как между препаратами (в зависимости от срока хранения и качества метафазных пластинок), так и на одном стекле. В случае подозрения на делецию или перестройку сигнал на нормальной хромосоме является лучшим показателем эффективности гибридизации, а контрольный зонд обеспечивает внутренний контроль результативности FISH-метода.
Результаты FISH-исследования более точны в сравнении с кариотипированием при анализе структурных перестроек. Вместе с тем при подозрении на делецию или другую перестройку результат должен быть подтвержден с использованием еще одного зонда. При подозрении на микродупликацию результаты FISH желательно подтвердить другими методами (например, молекулярными методами). Особого внимания требует интерпретация результатов FISH при локализации точек разрывов. В этих случаях необходимо сопоставление с результатами, полученными при дифференциальном окрашивании хромосом.
Все новые партии ДНК-зондов должны быть проверены перед использованием их для диагностики. Для этого проводится тестирование на специфичность мишени (проверка гибридизации зонда в нужном положении как на нормальных, так и на аберрантных хромосомах) и аналитическую чувствительность и специфичность: проводится оценка доли мишеней, демонстрирующих сигнал (чувствительность), и доли сигналов в исследуемом сайте с последующим сравнением с другими хромосомными регионами (специфичность). Чувствительность и специфичность зонда должны быть высокими во избежание ошибочного диагноза.
Число проанализированных клеток (ядер и метафаз) должно быть достаточным для вывода о наличии/отсутствии мозаицизма.
Особенности интерфазной FISH
Следует отметить, что с помощью FISH на интерфазных ядрах можно выявить лишь определенные хромосомные аномалии (копийность отдельных локусов отдельных хромосом, соответствующих использованным ДНК-зондам), что недостаточно для однозначного окончательного заключения о кариотипе. И поэтому, если в дополнение к FISH-анализу не проведен анализ дифференциально окрашенных метафазных хромосом, заключение о кариотипе может оказаться ошибочным. Окончательное заключение, без цитогенетического анализа метафазных хромосом, может быть принято только при наличии ультразвуковых маркеров, соответствующих выявленной ХА [13, 14]. Однако и в этих случаях следует помнить, что результат FISH-анализа по интерфазным ядрам не идентичен заключению о кариотипе плода.
Наиболее серьезные проблемы могут возникнуть при анализе интерфазных ядер на препаратах из хориона и плаценты, так как анеуплоидия (моносомии и трисомии) по разным хромосомам, а также тетраплоидия являются характерной для инвазирующего типа цитотрофобласта. Показано также, что частота гипердиплоидных клеток увеличивается со сроком гестации [44].
В стандартах Европейского цитогенетического общества использование интерфазной FISH рекомендуется в качестве дополнительного теста для оценки уровня мозаицизма или химеризма в клеточных линиях с аномалиями, предварительно установленными при стандартном хромосомном анализе.
11.2.4.2. Метод количественной флюоресцентной полимеразной цепной реакции
Метод внедрен в практику ПД более 15 лет назад и благодаря своей эффективности, специфичности и возможности автоматизации применяется в ПД для скрининга наиболее частых хромосомных болезней (трисомии 21, 13, 18, триплоидия, нарушение числа Х- и Y-хромосом).
Метод основан на количественном определении высокополиморфных коротких тандемных повторов, локализованных в разных участках каждой хромосомы набора. Наличие нескольких таких хромосомспецифичных STR-маркеров позволяет маркировать гомологичные хромосомы и проводить анализ их числа с помощью количественной ПЦР. С помощью КФ-ПЦР можно проводить анализ анеуплоидии на образцах ДНК из любых биологических материалов (амниоцитов, ворсин хориона или плаценты, пуповинной крови).
Особенности выделения ДНК из разных биологических образцов, проведения мультиплексной ПЦР с флюоресцентно-меченными праймерами и их характеристики, а также интерпретации результатов представлены в рекомендациях Ассоциации клинической цитогенетики и молекулярной генетики [18, 27, 32], а также Европейского цитогенетического общества [25, 27]. Наиболее важные положения, способствующие эффективной диагностике анеуплоидии с помощью КФ-ПЦР сводятся к следующим.
При выборе STR-маркеров рекомендуется отдавать предпочтение три/тетра/пента/гексануклеотидным повторам, локализованным в разных участках хромосомы, число таких локусов должно быть не менее четырех на каждую исследуемую хромосому.
Если скрининг анеуплоидий ограничен количественной характеристикой аутосомных маркеров, то для подсчета хромосом 13, 18 и 21 достаточно, если не менее двух маркеров на хромосому оказываются информативными (то есть разноаллельными). Диаллельный генотип с соразмерными пиками по каждому маркеру свидетельствует о наличии двух гомологичных хромосом, триаллельный генотип с соотношением пиков 1:1:1 или 2:1 - о трисомии.
Отклонения от соотношений по отдельному пику на одной хромосоме (преимущественная амплификация одного из аллелей) могут быть обусловлены несколькими причинами: могут быть частью либо клинически значимого хромосомного дисбаланса или CNV, либо свидетельствовать о соматической мутации или о полиморфизме сайта для праймера. В случае отклонений по хромосомспецифичной группе маркеров не исключается мозаицизм.
При одинаковых аллелях (гомозиготное состояние) маркера определить число хромосом не представляется возможным.
Более сложной является интерпретация результатов подсчета числа половых хромосом, так как полученная информация позволяет судить лишь о наличии X- и Y-специфичных последовательностей, что явно недостаточно для определения статуса половых хромосом. В группу хромосомспецифичных маркеров рекомендуется включать последовательность гена амелогенина, гетерозиготность по которой (AMELX/AMELY) указывает на наличие обеих половых хромосом и позволяет ориентировочно определить число хромосом Х по отношению к Y (в норме 1:1 при наборе XY).
Однако при совпадении аллелей по всем Х-специфичным маркерам невозможно отличить гемизиготность (одна Х-хромосома) от гомозиготности (двух и более Х-хромосом) как в присутствии, так и в отсутствие Y-специфичных маркеров. И поэтому рекомендуется вместе с Х-специфичными STR-маркерами обязательно использовать маркер TAF9L, локализованный также на хромосоме 3, благодаря которому возможно определение числа Х-хромосом по отношению к аутосоме 3. В связи с этим напомним, что кроме ожидаемых двух (XX или XY) возможны любые нарушения числа и структуры в системе половых хромосом [например, полные формы моносомии Х, XXX, XXY, XYY, мозаицизм по хромосомам X и Y в сочетании с моносомией X, XX или XY, полные и мозаичные формы частичной анеуплоидии при der(X) или der(Y)]. Очевидно, что многие из этих случаев могут быть пропущены или ошибочно интерпретированы при анализе числа половых хромосом. Вместе с тем метод КФ-ПЦР считается очень эффективным для скрининга моносомии Х. Однако моносомия Х должна быть подтверждена другими методами (кариотипирование, FISH на интерфазных ядрах, мСГГ).
Важно подчеркнуть также, что с помощью КФ-ПЦР можно обнаружить (заподозрить) мозаицизм по анализируемым локусам хромосом при размере минорного клона анеуплоидных клеток не менее 20%.
В результате опыта, накопленного при проведении пренатальной диагностики наиболее часто встречаемых трисомий 13, 18, 21 и половых хромосом в 2500 образцов ДНК плода из амниотической жидкости, в НИИ АГиР им. Д.О. Отта разработан оптимальный алгоритм проведения анализа методом КФ-ПЦР (рис. 11-8).

После получения плодного материала и экспресс-выделения ДНК из амниоцитов или ворсин хориона, которое занимает 25 мин, проводится мультиплексная ПЦР с флюоресцентно-меченными праймерами (3 ч) и затем капиллярный электрофорез на автоматическом секвенаторе (1 ч). Если в результате проведенного анализа в образце ДНК выявлено нормальное соотношение размеров пиков для всех проанализированных STR-маркеров (не менее двух информативных маркеров для каждой исследуемой хромосомы), то определение считается информативным. В случае выявления трисомии по одной из хромосом проводится повторное выделение ДНК из образца и повторный анализ. При подтверждении полученных ранее данных анализ считается завершенным. При неинформативности маркеров по одной из хромосом проводится исследование с использованием дополнительных маркеров. В тех случаях, когда при проведении анализа выявлен только один "трисомный" маркер, тогда как по другим маркерам этой же хромосомы соотношение высот пиков составляет 1:1, необходимо провести анализ ДНК родителей для установления происхождения субмикроскопической дупликации (подробнее см. [20, 21]).
Таким образом, метод КФ-ПЦР является быстрым скрининговым методом определения трисомий 13, 18, 21 и моносомии Х. Однако применение этого метода в ПД должно рационально сочетаться с использованием других методов хромосомного анализа, прежде всего со стандартным кариотипированием, особенно при наличии у плода ультразвуковых маркеров хромосомной патологии.
11.2.4.3. Метод мультиплексной лигазной реакции с последующей амплификацией
Мультиплексная лигазная реакция с последующей амплификацией (MЛПA) позволяет проводить одновременный анализ до 40–50 специфических последовательностей ДНК из разных областей генома. Метод, изначально использовавшийся для детекции мутаций при моногенных болезнях, оказался пригодным и для анализа наиболее частых анеуплоидий. В настоящее время разработаны тест-системы, содержащие специфические пробы для диагностики численных аномалий хромосом 13, 18, 21, X и Y. Ограничения к применению метода MЛПA аналогичны как ограничениям метода КФ-ПЦР, так и метода FISH на интерфазных ядрах.
11.2.4.4. Метод сравнительной геномной гибридизации
Большие перспективы для ПД открывает метод сравнительной геномной гибридизации - CGH, который позволяет сканировать весь геном человека с помощью микроматриц, четко улавливать любой хромосомный дисбаланс, в том числе субмикроскопические нарушения. Недостатками этого метода на сегодняшний день являются сравнительно высокая стоимость наборов микроматриц и сложности интерпретации полученных результатов в случае выявления в геноме плода микронарушений, отсутствующих у родителей. Наличие в сети Интернет соответствующего информационного банка данных в значительной мере помогает в решении этих проблем.
Метод основан на конкурентной полногеномной гибридизации двух образцов ДНК, одного - выделенного из ткани с заведомо нормальным кариотипом, а второго - из образца исследуемой ткани. После амплификации и рестрикции полученные фрагменты ДНК контрольного и исследуемого образцов метят разными флюорохромами и проводят конкурентную гибридизацию непосредственно на цитогенетических препаратах метафазных хромосом (вариант стандартной CGH). В более усовершенствованном варианте (arrayCGH) проводится гибридизация исследуемой ДНК на микроматрицах с полногеномным набором фрагментов нормальной ДНК (бактериальные клоны размером около 5000 п.о., так называемые ВАС-клоны) или с иммобилизованными на микроматрицах короткими (20–25 п.о.) синтезированными ДНК-зондами, соответствующими маркерным SNP-фрагментам ДНК. В некоторых специальных вариантах CGH матрицами служат фрагменты геномной ДНК, фиксированные на поверхности специальных микросфер (BACs-on-Beads, или BoBs). В современной диагностике предпочтение отдается методу микроматричной CGH, который позволяет проводить общий или выборочный анализ нарушений кариотипа.
При общегеномном исследовании можно выявить числовые и несбалансированные структурные аномалии любой хромосомы, а также определить изменения числа копий участка ДНК (CNV), часто ассоциированных с патологией. Выборочный анализ нацелен на выявление анеуплоидий по половым хромосомам и аутосомам 21, 13, 18, а также микроделеций, приводящих к наиболее частым синдромам (Ди Джорджи, Вильямса, Прадера–Вилли, Ангельмана, Смита–Мажениса, Вольфа–Хиршхорна, "кошачьего крика", Лангера–Гидеона и Миллера–Дикера). Метод CGH не позволяет обнаружить сбалансированные перестройки хромосом, полиплоидию и мозаицизм низкого уровня.
В рекомендациях Европейского общества цитогенетиков [34] отмечается, что метод CGH может быть использован в сочетании с другими методами (кариотипирование, FISH), после их проведения или как первичный. При претестовом консультировании родители должны быть предупреждены, что полученные с его помощью результаты могут оказаться неинформативными или неопределенными. Выявленные с помощью этого метода сведения о CNV не рекомендуется выносить в заключение, но обязательно фиксировать в лабораторном журнале, так как они могут оказаться полезными в дальнейшем.
Основными показаниями к ПД с использованием метода мСГГ в настоящее время являются:
При назначении мСГГ рекомендуется определить соответствие разрешающей способности используемой платформы для решения конкретной задачи. Так, при пороках и задержке развития для рутинного анализа в ПД рекомендуется разрешение 400–600 т.п.о., в постнатальной диагностике - 200–400 т.п.о. Полногеномные платформы с более высоким уровнем разрешения (от однонуклеотидных до 200 т.п.о.) для выявления хромосомного дисбаланса в ПД не рекомендуются, так как полученная информация, в том числе о CNV, может оказаться избыточной и вызвать затруднения при медико-генетическом консультировании.
В заключение следует подчеркнуть, что перед внедрением молекулярных методов для диагностики хромосомных болезней персонал должен пройти обучение именно на тех типах образцов, которые будут использоваться в дальнейшей работе. Особое внимание следует уделять проверке всех новых партий реактивов. В лаборатории должны быть разработаны стандарты для классификации наблюдений и интерпретации результатов. Формулировка результатов традиционного кариотипирования, исследований с помощью FISH и матричной CGH должна строго соответствовать нормам и правилам Международной системы по цитогенетической номенклатуре [40]. Подробнее с возможностями, ограничениями, особенностями методов диагностики хромосомных болезней, проблемами интерпретации результатов можно ознакомиться на сайтах цитогенетических обществ:
-
http://www.eurogentest.org/web/info/public/unit1/guidelines/cytogenetics/index.xhtml;
-
http://e-c-a.eu/files/downloads/E.C.A._General_Guidelines_Version%202.0.pdf;
-
http://www.eurogentest.org/laboratories/info/public/unit1/cytogenetics.xhtml;
-
http://www.cytogenetics.org.uk/prof_standards/acc_prenatal_bp_dec2009_1.00.pdf.
11.2.5. Диагностические проблемы кариотипирования плода
Трудности при ПД могут представлять как геномные, так и хромосомные мутации, некорректная интерпретация которых может привести к диагностическим ошибкам. Выявленные изменения кариотипа имеют различную диагностическую и прогностическую значимость, многие из них требуют проведения дополнительных уточняющих диагностических мероприятий.
11.2.5.1. Контаминация материнскими клетками
Образцы эмбрионального материала могут быть контаминированы клетками материнского происхождения. При длительном культивировании образцов КАЖ и хориона (плаценты) материнские клетки могут пролиферировать и приводить к диагностическим ошибкам. Риск ошибок, обусловленных контаминацией, составляет 0,16% при культивировании КАЖ и выше (до 0,4%) при культивировании клеток ворсин хориона. Избежать контаминации возможно лишь при сокращении времени культивирования или использовании "прямого" метода приготовления препаратов. Образцы пуповинной крови могут быть контаминированы околоплодными водами и материнской кровью. КАЖ, которые не способны к пролиферации в суспензионной культуре, а также незначительный объем амниотической жидкости в образце пуповинной крови не влияют на процесс культивирования лимфоцитов. Однако по мере снижения концентрации клеток крови и увеличения объема амниотической жидкости в полученном образце возрастает риск неудачного культивирования. Источником серьезных диагностических ошибок может быть примесь материнской крови. Для контроля чистоты образца могут быть применены разнообразные методы анализа клеток крови и гемоглобинов. Наиболее удобной и надежной методикой является проба на устойчивость фетального гемоглобина к щелочной денатурации - Apt-тест [7]. Контаминацию возможно выявить также с помощью КФ-ПЦР, для чего необходим анализ профилей ДНК из биологических образцов от плода и матери.
11.2.5.2. Псевдомозаицизм в культурах клеток
Под псевдомозаицизмом понимают наличие клеток с однотипной хромосомной аномалией, возникших в результате спорадического нерасхождения хромосом в одной клетке и ее способности к клонообразованию в условиях in vitro . Псевдомозаицизм может быть ограничен одним участком колонии или затрагивать все метафазные пластинки в одной или нескольких колониях. Различить эти типы псевдомозаицизма от мозаицизма возможно только при фиксации культуры in situ . При анализе препаратов, полученных из суспензии, отличить псевдомозаицизм от мозаицизма практически невозможно. Частота псевдомозаицизма по суммарным данным различных лабораторий варьирует в пределах 0,6–1,0%.
11.2.5.3. Мозаицизм, ограниченный плацентой
Особое внимание, которое уделяется хромосомному мозаицизму в ПД, связано с тем, что в отличие от полных форм хромосомного дисбаланса многие мозаичные трисомии оказываются совместимыми с развитием и живорождением. При этом тяжесть клинических проявлений, в том числе и в пренатальном периоде, не обнаруживает прямой корреляции с представительностью аномальной клеточной линии в тканях, доступных для исследования. Несоответствие (дискордантность) хромосомного набора в клетках хориона и собственно эмбриона является источником диагностических ошибок в 1–2% ПД. Ограниченный плацентой мозаицизм (ОПМ) возникает в результате аномальной сегрегации хромосом на ранних стадиях эмбрионального развития и их преимущественной локализацией либо в тканях плаценты, либо в тканях плода. В зависимости от распределения аномальных клеток различают 6 типов ОПМ. Чаще отмечаются случаи локализации аномальных клеток только в плаценте (типы ОПМ I, II, III), в 0,49% - в клетках плода (типы IV, V, VI). При этом генерализованный мозаицизм (то есть наличие аномальных клеточных линий как в тканях плода, так и в оболочках) подтверждается в 10% случаев ОПМ. Подробно проблема ОПМ рассмотрена нами в монографиях [7, 8].
Алгоритм диагностики ОПМ представлен на рис. 11-9. На первом этапе необходимо провести анализ долгосрочных культур клеток хориона. На втором - анализ хромосомного набора в клетках плода, для чего производится амниоцентез или - предпочтительнее - кордоцентез. Следует особо подчеркнуть, что при характерных для цитотрофобласта трисомиях 3, 7 и тетраплоидии, а также характерной для мезенхимальной стромы трисомии 2, при отсутствии аномальных ультразвуковых данных проведение кордоцентеза только с целью кариотипирования нецелесообразно, так как во всех случаях в лимфоцитах плода будет установлен нормальный кариотип. При наличии пороков развития анализ КАЖ и лимфоцитов пуповинной крови и в этих случаях может помочь в постановке цитогенетического диагноза. После анализа кариотипа в КАЖ и/или лимфоцитах плода может быть сформулирован заключительный диагноз. Однако полученная информация не дает представления о наличии или отсутствии аномальных клонов в других тканях плода, что может быть отражено в тексте заключения. В случае полной формы анеуплоидии в плаценте, особенно по хромосомам, для которых известны "болезни импринтинга", целесообразно тестирование молекулярными методами однородительской дисомии (ОРД) (см. раздел 11.2.4.4). В связи с проблемами диагностики типов ОПМ, а также отсутствием четких прогностических критериев в настоящее время не существует алгоритмов ведения беременности при плацентарном мозаицизме. В зависимости от локализации аномального клона рекомендации могут быть различны. В случае истинного (генерализованного) мозаицизма рекомендуется прерывание беременности. При нормальном кариотипе у плода и любом типе плацентарного мозаицизма рекомендуется пролонгирование беременности и УЗИ с допплерометрией в динамике.

11.2.5.4. Однородительская дисомия и ее диагностика
Однородительская дисомия (англ. uniparental disomy, UPD) возникает при наследовании двух гомологичных хромосом только от одного родителя. Частота ОРД у плода оценивается примерно 8:10 000 развивающихся беременностей. Однородительская дисомия у плода должна быть заподозрена во всех случаях ОПМ. Особого внимания заслуживают трисомии по хромосомам, содержащим кластеры импринтированных генов (хромосомы 6, 7, 11, 14, 15, 16, 20). Верификация ОРД у плода при мозаичном статусе трисомии по хромосомам 2, 4 и 5 в плаценте не столь целесообразна, так как ее негативное влияние на развитие плода не доказано. ОРД можно также заподозрить и в случаях отсутствия гетероморфизма (то есть морфологической идентичности) гомологов по районам гетерохроматина или ядрышковых организаторов. Уместно отметить, что ни подтвердить, ни исключить ОРД цитогенетическими методами невозможно. Для тестирования ОРД используются молекулярно-генетические методы, рекомендуемые для пренатальных исследований [23]. Диагностика ОРД в этих случаях основана на сравнительном анализе образцов ДНК из крови родителей и плода, что предполагает проведение кордоцентеза. Последовательность диагностических мероприятий для верификации ОРД у плода при плацентарном мозаицизме представлена на рис. 11-10. Рекомендации по дальнейшему ведению беременности могут быть различными - пролонгирование беременности под ультразвуковым наблюдением при исключении ОРД или прерывание беременности в случае подтверждения ОРД у плода.

11.2.5.5. Структурные перестройки хромосом
Если показанием к кариотипированию плода является носительство структурной перестройки одним из родителей, то при выборе способа инвазивного вмешательства необходимо учитывать особенности хромосомной аберрации. Разрешающая способность цитогенетического анализа на "прямых" препаратах хориона достаточна для точной идентификации перестроек, существенно изменяющих морфологию хромосом. При реципрокных транслокациях, в образовании которых принимают участие равноценные по размеру и сходные по рисунку дифференциальной исчерченности участки хромосом, предпочтительнее проводить диагностику по лимфоцитам пуповинной крови. Аналогичных рекомендаций следует придерживаться и в случаях инверсий. Наибольшие трудности во всех случаях представляют небольшие по размеру перестройки, особенно если они локализованы в теломерных сегментах хромосом. Практически во всех случаях семейного носительства перестроек целесообразно проводить сравнительный анализ хромосом плода и родителей, используя комплекс методов дифференциального окрашивания и FISH. Хромосомные аберрации, не унаследованные от кого-либо из родителей при подтвержденном отцовстве, пренатально встречаются относительно редко (0,06–0,20% всех исследований). При обнаружении хромосомной перестройки, возникшей de novo , невозможно полностью исключить несбалансированность хромосомного набора и, тем более, определить наличие генных мутаций в точках разрывов. В этой ситуации риск рождения ребенка с какими-либо аномалиями развития оценивается в 10%.
Стандартная схема диагностики структурных перестроек, в том числе при отсутствии информации о кариотипе родителей на момент проведения анализа, предполагает ряд диагностических мероприятий (рис. 11-11). При обнаружении структурной перестройки (или подозрении на ее наличие) необходимо уточнить ее происхождение, то есть провести кариотипирование родителей. В любом случае необходимо определить сбалансированность аберрации, для чего предпринять попытки уточнения точек разрывов методом FISH с использованием локус-специфичных ДНК-зондов. При установлении родительской принадлежности сбалансированной хромосомной аберрации рекомендуется пролонгирование беременности с ультразвуковым контролем в динамике. Если установлена морфологически сбалансированная аберрация de novo , необходимо проинформировать беременную о высоком риске отклонений в развитии плода, а также психических и физических нарушений у ребенка после рождения. Рекомендации по ведению беременности в этом случае целесообразно вырабатывать на пренатальном консилиуме с привлечением неонатологов и педиатров. В случае несбалансированного кариотипа, обусловленного перестройкой de novo или унаследованного от родителей вследствие сегрегации аберрантных хромосом, рекомендуется прерывание беременности. Следует подчеркнуть, что кариотипирование родителей при обнаружении любой хромосомной перестройки у плода является обязательным, так как имеет принципиальное значение не только для диагностики при настоящей беременности, но и для прогноза здоровья будущих детей. Зачастую носители структурных перестроек выявляются именно в таких ситуациях. Желательно во всех случаях неясного цитогенетического диагноза проводить кариотипирование биологических родителей. Необходимо дифференцировать от структурных аномалий также полиморфные участки хромосом:

Следует подчеркнуть, что сведения о нормальных вариантах хромосом (то есть о размерах, положении и яркости гетерохроматиновых и спутничных районов) должны быть исключены из цитогенетического заключения, так как могут вызвать непонимание их сути у неспециалистов и пациентов. Упоминания о нормальных хромосомных вариантах с соответствующими комментариями уместны только для доноров и реципиентов при трансплантации КМ. В остальных случаях они остаются зарегистрированными только в лабораторных журналах. Носители хромосомных мутаций (реципрокных и робертсоновских транслокаций, изохромосом, маркерных хромосом) относятся также к группе повышенного риска по сегментной ОРД у плода. При робертсоновских транслокациях с участием 14-й и 15-й хромосом риск ОРД составляет 0,65%, если аберрантная хромосома образована негомологичными хромосомами, и 66% - если она представлена транслокацией между гомологами или изохромосомой. В случаях обнаружения при пренатальном кариотипировании таких структурных перестроек, наследуемых или возникших de novo , рекомендуется тестирование ОРД, поэтому в этих группах целесообразно заранее предусмотреть получение пуповинной крови одновременно для цитогенетической и молекулярной диагностики во избежание повторных инвазивных манипуляций.
11.2.5.6. Сверхчисленные маркерные хромосомы
Малые сверхчисленные маркерные хромосомы (мСМХ) - морфологически и генетически гетерогенная группа дополнительных структурно аномальных хромосом неизвестного происхождения, по размеру сопоставимых или мельче хромосомы 20 в той же метафазной пластинке. Условно мСМХ подразделяются на группы: по происхождению (возникшие de novo и наследуемые), по форме геномной мутации (мозаичные и немозаичные), по морфологии (спутничные, то есть содержащие короткие плечи акроцентрических хромосом, и без спутников). В зависимости от генетического материала в составе мСМХ их наличие может сопровождаться пороками или задержкой развития плода, иметь серьезные клинические проявления сразу после рождения, затрагивать только репродуктивную или ментальную функцию либо фенотипически никак не проявляться. И поэтому определение природы маркерных хромосом, даже если они относятся к семейным формам, имеет принципиальное значение в ПД, так как может повлиять на тактику ведения и исход беременности. мСМХ в пренатальном периоде выявляются с частотой около 1:1000 [35, 39].
4,4% беременностей с мСМХ у плода завершается мертворождением или спонтанным абортом, а в группе плодов с пороками развития, при которых продолжение беременности нецелесообразно, частота мСМХ составляет 0,2% [39].
Примечания.
-
Стандартный алгоритм идентификации мСМХ включает различные методические приемы и позволяет охарактеризовать 92% мСМХ [39] (рис. 11-12).

-
В случае кариотипа 45,X/46,X,+mar рекомендуется FISH с центромерными пробами к Х- и Y-хромосомам. Если мСМХ является дериватом Х, то необходимо определить наличие района Х-инактивации с помощью коммерческой пробы к локусу XIST (при отсутствии XIST прогноз неблагоприятен). Если мСМХ является дериватом Y, то неблагоприятен прогноз в отношении развития гонадобластомы у пациенток с этим синдромом. При кариотипе 47,XX,+mar или 47,XY,+mar в регулярном или мозаичном варианте выполняется этап 2.
-
Кариотипирование родителей по лимфоцитам периферической крови для выяснения происхождения мСМХ. На этом этапе проводится цитогенетическая характеристика мСМХ: определение наличия и оценка размера гетерохроматиновой области (с помощью вариантов С-окраски), принадлежность мСМХ к акроцентрической или неакроцентрической хромосоме (с помощью ЯОР-окраски). На метафазах определяется форма анеуплоидии (регулярная или мозаичная) и уровень мозаицизма (см. этап 3). Для сокращения времени характеристика мСМХ и анализ кариотипа родителей выполняются параллельно. Если мСМХ возникла de novo или родительское происхождение установить не удается (например, отец недоступен или есть сомнения в отцовстве), см. этап 4.
-
При наследовании, если мСМХ представлена в той же форме, что и у родителя, прогноз более благоприятен (уровень мозаицизма, отсутствие вторичных перестроек и т.д.). Если унаследован дериват акроцентрической хромосомы, содержащей только блок прицентромерного ГХ и короткие плечи с ЯОР, то прямого влияния на фенотип наличие мСМХ не окажет. В этих редких случаях унаследованных мСМХ дальнейшая идентификация не требуется, и при медико-генетическом консультировании может быть рекомендовано пролонгирование беременности. При подозрении на наличие в мСМХ эухроматина требуется детализация генетического дисбаланса. Предпочтение следует отдавать идентификации мСМХ с помощью FISH, в том числе у родителя-носителя (см. этап 4).
-
Если размером и формой мСМХ похожа на хромосому 20, с помощью соответствующих центромерных и/или цельнохромосомных зондов следует исключить самые частые и клинически значимые "синдромальные" invdup(15), i(18p) и i(12p). Если происхождение мСМХ установлено, можно переходить к этапу 10. Если мСМХ не идентифицирована, следует проверить принадлежность мСМХ к хромосомам 13, 9, 5 и 20; при отрицательном результате см. этап 5.
-
Происхождение мСМХ с Ag-позитивными ЯОР определяется с помощью коммерческих зондов к центромерам акроцентриков (13/21, 14/22 и 15), затем - с помощью цельнохромосомных зондов. При тестировании на хромосому 15 возможно использовать локус-специфичные зонды, маркирующие помимо короткого плеча район q12-q13. Важно отметить, что локус-специфичные коммерческие ДНК-зонды, предназначенные для диагностики del(22q11.2), не пригодны для идентификации dup(22q11), поскольку дистальная граница критического района для синдрома "кошачьего глаза" локализована проксимальнее района, критического для синдрома Ди Джорджи. Если определить удалось - см. этап 10, если не удалось - см. этап 6. Обнаружение центрических моносателлитных мСМХ в регулярной форме позволяет заподозрить комплексное происхождение мСМХ и проводить целенаправленную идентификацию дериватных хромосом - продуктов родительских реципрокных транслокаций и сегрегации 3:1.
-
Если дериват акроцентрика Ag-негативный, тестируются последовательно хромосомы 14/22, 15 и 13/21. Для наиболее частых производных неакроцентриков последовательно с помощью коммерческих зондов тестируют хромосомы 8, 1, 9 и 16. Если происхождение установлено - см. этап 10, если не удалось - см. этап 7.
-
Для определения неоцентромерной активности в мСМХ применяют коммерческие панцентромерные зонды. Отсутствие сигнала, специфичного для прицентромерного района какой-либо из 24 хромосом (22 аутосомы, Х, Y), может указывать на наличие у мСМХ неоцентромеры. Поскольку МХ с неоцентромерой всегда указывают на неблагоприятный клинический прогноз, этот этап крайне желателен. При наличии альфа-сателлитной ДНК - см. этап 8, при отсутствии (примерно 3% случаев) - см. этап 9.
-
мСМХ с альфа-сателлитной ДНК могут быть дериватами одиннадцати разных хромосом. Если материла для анализа достаточно, следует последовательно уточнять хромосомы 19 (wcp) и центромерными зондами - хромосомы 2, 3, Х, 17, 7, 4, 6, 11, 10, Y. Затем - этап 10.
-
Для характеристики мСМХ с неоцентромерой выполнить FISH с цельнохромосомными зондами в следующей последовательности: 15, 8, 13, 3, 1 и 12. Приблизительно в 75% случаев принадлежность МХ будет установлена, затем - этап 10.
-
В 5–10% случаев мСМХ de novo описана ОРД, поэтому рекомендуется тестирование ОРД.
Для идентификации эухроматинового материала в мСМХ, если она представлена в регулярной или мозаичной форме с высокой долей аномальных клеток, возможно также применение полногеномной мСГГ. В результате этого анализа могут быть точнее охарактеризованы границы дисбаланса по последовательностям, представленным в мСМХ. В ряде случаев мСМХ может содержать эухроматиновый материал, доступный для выявления методом ВоВs. При этом методе информация о молекулярном составе мСМХ носит крайне ограниченный характер, однако будет способствовать оптимизации усилий по дальнейшей характеристике мСМХ и принятию решения о тактике ведения беременности.
11.3. Пренатальная диагностика генных болезней
11.3.1. Общие представления
На долю генных (моногенных) нарушений приходится в общей сложности до 5% всей врожденной патологии. Это так называемый генетический груз популяции. Из них на собственно моногенные болезни приходится около 1%; 3–3,5% составляют заболевания с выраженной наследственной предрасположенностью (СД, атеросклероз, ишемия сердца, многие онкологические заболевания). Для ПД, в первую очередь, представляют интерес генные болезни, приводящие к тяжелой патологии, в отношении которых пока отсутствуют или все еще малодоступны методы лекарственной терапии. Из более 6 тыс. нозологических форм, известных на сегодняшний день, доля заболеваний, безусловно заслуживающих ПД, составляет не более 1%, причем и в этой группе удельный вес различных нозологических форм существенно варьирует [6]. Более половины случаев моногенной патологии, требующих ПД, составляют такие сравнительно частые и тяжелые болезни, как муковисцидоз, миодистрофия Дюшенна, синдром ломкой (фрагильной) Х-хромосомы, гемофилия А, фенилкетонурия, поликистоз почек, атаксия Фридрейха, синдром Верднига–Гоффмана, синдром Шарко–Мари–Тус. ПД именно этих моногенных заболеваний является особенно актуальной [8, 10]. Впервые молекулярная (ДНК) диагностика в России осуществлена в Санкт-Петербурге в 1987 г. у женщины высокого риска рождения ребенка с муковисцидозом, а в 1989 г. - с гемофилией А [8, 26]. К настоящему времени только в нашей лаборатории проведено свыше 1500 ПД моногенных болезней, которые позволили предотвратить рождение 326 больных с такой патологией, как муковисцидоз, фенилкетонурия, гемофилии А и В, миодистрофия Дюшенна, синдром ломкой Х-хромосомы, спинальная мышечная атрофия (СМА), миотоническая дистрофия, хорея Гентингтона, адреногенитальный синдром и др. [8, 19]. В настоящее время в стране функционируют десятки центров, в которых проводится ПД многих моногенных болезней. Помимо НИИ АГиР им. Д.О. Отта, пренатальная диагностика активно проводится в Медико-генетическом научном центре РАМН (г. Москва), Научном центре акушерства, гинекологии и перинатологии им. акад. В.Н. Кулакова МЗ РФ (г. Москва), НИИ медицинской генетики Томского НИМЦ РАН (г. Томск), в Институте биохимии и генетики УФИЦ РАН (г. Уфа). Во многих межрегиональных и в некоторых региональных медико-генетических центрах налажена пренатальная диагностика муковисцидоза, фенилкетонурии, миодистрофии Дюшенна. Вместе с тем следует отметить, что малочисленность группы беременных высокого риска рождения ребенка с моногенной болезнью по сравнению с группой высокого риска хромосомной патологии (их соотношение по нашим многолетним наблюдениям составляет 5 и 95% соответственно), дефицит специалистов по молекулярной генетике, высокая стоимость необходимых реактивов и оборудования убедительно доказывают целесообразность большей концентрации ПД моногенных болезней в крупных федеральных МГЦ РФ и, возможно, большей специализации таких центров по отдельным нозологическим формам. Информацию о генетических центрах страны, где проводится ДНК-диагностика, спектре диагностируемых моногенных болезней и условиях транспортировки материала можно узнать в сети Интернет на сайтах соответствующих центров. Тем не менее, нам представляется полезным ознакомить врачей центров ПД с основными алгоритмами, этапами и трудностями ПД генных болезней.
11.3.2. Основные принципы пренатальной диагностики генных болезней
Принимая во внимание высокую точность молекулярных методов, их большую чувствительность и, к сожалению, достаточно высокую себестоимость, необходимо помнить, что эффективность ДНК-диагностики у плода в значительной мере зависит от соблюдения следующих основных условий.
-
Точность основного клинического диагноза у пробанда и в семье высокого риска моногенной патологии.
-
Своевременное обследование семьи высокого риска и больного молекулярными методами.
-
Проведение скринирующих программ методами ДНК-диагностики. Ниже приведена краткая характеристика каждого из этих положений.
11.3.2.1. Точность клинического диагноза
Молекулярная диагностика проводится на уровне индивидуальных генов, точнее, на уровне фрагментов ДНК самих генов или близлежащих последовательностей ДНК. Необходимым условием проведения молекулярной диагностики является точный клинический диагноз. К сожалению, несовершенство лабораторных методов, недостаточный опыт клиницистов и медицинских генетиков, консультирующих семьи высокого риска, нередко ведут к тому, что на диагностику попадают женщины, у которых пренатальная диагностика ДНК-методами невозможна.
11.3.2.2. Своевременность обследования семьи высокого риска
Одно и то же моногенное заболевание может быть результатом самых разных мутаций одного и того же гена. Идентификация таких мутаций в каждой семье - необходимое условие успешной ПД. Особенно важно, чтобы идентификация мутаций и молекулярное маркирование мутантных хромосом (см. раздел 11.3.4) были проведены при наличии в семье больного ребенка. И поэтому исследование образцов ДНК членов семьи высокого риска должно проводиться до наступления следующей беременности. При этом особую диагностическую ценность представляют препараты ДНК самого больного. В случае отсутствия в семье больного ребенка и невозможности точно идентифицировать мутации у родителей провести ПД молекулярными методами невозможно. Своевременное направление семей или образцов крови семей высокого риска в соответствующие центры ДНК-диагностики для выяснения информативности семьи, то есть ее пригодности для ДНК-диагностики - важная функция врачей, проводящих медико-генетическое консультирование.
11.3.2.3. Правильность оценки риска рождения больного ребенка
Правильность постановки клинического диагноза предполагает и правильность оценки риска рождения больного ребенка. Известно, что для аутосомно-рецессивных заболеваний риск составляет 25%, для аутосомно-доминантных - 50%, для болезней, сцепленных с полом, - 50% у мальчиков и близок к нулю у девочек [9]. Особую сложность для оценки риска представляют болезни "экспансии", наследование которых нередко существенно отклоняется от законов Менделя. К числу таких болезней относятся синдром фрагильной Х-хромосомы, миотоническая дистрофия, хорея Гентингтона, ряд нейродегенеративных заболеваний [15]. При оценке риска особого внимания заслуживают заболевания, для которых велика вероятность гонадного мозаицизма (то есть мутантные клетки присутствуют только в некоторых клеточных клонах гонад и не определяются в соматических клетках), как, например, при миодистрофии Дюшенна или гемофилии А. Следует также учитывать, что для ряда нозологических форм (например, гемофилии А, миодистрофии Дюшенна) необычно высока частота спонтанных мутаций соответствующих генов (фактора VIII свертывания крови и дистрофина соответственно). В таких семьях особенно важно до решения вопроса о ПД исследовать вопрос гетерозиготного носительства мутации соответствующих генов у матери.
11.3.2.4. Выбор оптимального срока пренатальной диагностики
Решающим преимуществом молекулярной диагностики является ее универсальность, возможность использования для анализа любых содержащих ДНК клеток организма или тканей. Анализ может быть проведен на любой стадии онтогенеза, начиная со стадии зиготы. Реально уже сегодня ряд моногенных болезней (муковисцидоз, фенилкетонурия, миодистрофия Дюшенна, гемофилии А и В) можно диагностировать в доимплантационном периоде. Материалом для диагностики являются полярные тельца или отдельные бластомеры дробящейся яйцеклетки, полученные микрургическим путем от доимплантационных зародышей - продуктов экстракорпорального оплодотворения [5, 8]. Из-за высокой себестоимости и отсутствия специалистов-эмбриологов и цитогенетиков высокой квалификации такая диагностика проводится лишь в отдельных клиниках РФ (см. раздел 11.4.1). Оптимальным сроком для проведения ПД молекулярными методами считается I триместр. Однако для установления диагноза у плода необходимо провести детальный анализ ДНК членов семьи еще до наступления беременности. Нередко ДНК-диагностику проводят и во II триместре, особенно в случае частично информативных семей, когда существует возможность дополнить ДНК-диагностику соответствующими биохимическими (при муковисцидозе) или серологическими (при гемофилии А) тестами.
11.3.2.5. Получение материала для пренатальной диагностики моногенных болезней
В отличие от биохимических методов исследования ДНК-диагностика возможна на любых клетках плода и его провизорных органов. Такие клетки могут быть получены при помощи стандартных инвазивных методов (см. раздел 11.1.3). ДНК выделяют из биоптатов хориона (плаценты), клеток амниотической жидкости или лимфоцитов пуповинной крови плода. При необходимости для молекулярного анализа можно использовать соскоб клеток с цитологических препаратов, ранее использованных для кариотипирования зародыша. Обследование семей высокого риска и даже больных в случае некоторых генных болезней (муковисцидоз, фенилкетонурия) проводят с использованием ДНК, выделенной из пятен крови, нанесенных на фильтровальную бумагу. Это значительно облегчает транспортировку и хранение образцов из удаленных от диагностических центров районов. Однако для других генных болезней (гемофилия А, миодистрофия Дюшенна, миотоническая дистрофия и др.) ДНК-диагностика возможна только при работе с высокомолекулярной ДНК, выделенной из 5–10 мл периферической крови.
11.3.2.6. Рекомендации по результатам молекулярной диагностики
В результате ДНК-диагностики диагноз может быть подтвержден или отвергнут. В последнем случае плод может быть гетерозиготным носителем мутантного гена (в случае наиболее частых аутосомно-рецессивных болезней) или вообще не являться носителем искомой мутации. В любом случае женщина (семья) должна быть в максимально сжатые сроки осведомлена о результатах диагностики с оценкой степени риска рождения больного ребенка, гетерозиготного носителя мутации, или об отсутствии мутаций, приводящих к заболеванию в данной семье, у будущего ребенка. В случае высокого риска рождения больного ребенка женщине может быть рекомендовано прерывание беременности, однако окончательное решение о сохранении или прерывании беременности всегда остается прерогативой самой пациентки. В случае прерывания беременности при наличии соответствующих условий настоятельно рекомендуется верификация диагноза молекулярными или другими доступными методами. Проблема выбора может возникать и в случае гетерозиготного носительства (например, мутантных генов гемофилии А, миодистрофии Дюшенна или синдрома ломкой Х-хромосомы).
11.3.2.7. Проведение скринирующих программ методами ДНК-диагностики
Возможность выявлять гомозиготных и гетерозиготных носителей моногенных болезней уже на ранних стадиях постнатального развития может иметь большое практическое значение в плане рациональной профилактики этих заболеваний. Однако реально такие программы применимы только к тем моногенным болезням, для которых можно идентифицировать не менее 90% всех мутантных хромосом, то есть хромосом, несущих мутантные гены. Подобные программы уже разработаны и успешно используются в ряде развитых стран Европы и Америки для выявления досимптоматических больных и бессимптомных гетерозиготных носителей серповидно-клеточной анемии и муковисцидоза, СМА, синдрома ломкой Х-хромосомы. В Санкт-Петербурге в течение 2022 г. осуществлен первый в РФ пилотный проект общегородского скрининга новорожденных на СМА. Обследовано более 35 тыс. новорожденных и обнаружено четверо досимптомных носителей гомозиготной мутации, вызывающей данное заболевание. Выявление детей на досимптомной стадии заболевания позволяет провести своевременную патогенетическую терапию СМА с максимальной эффективностью [20]. Преконцепционный скрининг супругов на носительство скрытых мутаций частых аутосомно-рецессивных заболеваний становится все более популярным и представляет собой новое перспективное направление профилактики рождения детей с тяжелыми и неизлечимыми заболеваниями. В настоящее время в США проходят клинические испытания микрочипы, рассчитанные на молекулярную диагностику более 500 различных мутаций частых заболеваний. Масштабное преконцепционное тестирование 40 тыс. женщин Тайваня на носительство мутаций в гене SMN1 позволило предупредить рождение более 20 детей, больных спинальной амиотрофией Верднига–Гоффмана [8].
11.3.3. Основные виды пренатальной диагностики генных болезней
Отличительной чертой молекулярной диагностики является ее универсальность. Это означает, что диагностика может проводиться на любой стадии онтогенеза, в том числе до рождения, и материалом для ДНК-анализа могут быть любые клетки и ткани плода. В настоящее время в ПД, равно как и во всякой другой диагностике генных болезней, существуют два основных подхода - прямая диагностика, основанная на непосредственной идентификации мутаций в определенном гене, и косвенная (непрямая) диагностика, в основе которой лежит маркирование мутантного гена (иногда называемое маркированием хромосомы, несущей мутантный ген) с помощью молекулярных маркеров. Рассмотрим кратко эти подходы.
11.3.3.1. Прямая диагностика
Основу прямой диагностики составляет идентификация мутаций в самом гене. Преимущества метода - высокая (приближающаяся к 100%) точность диагностики, возможность ПД, анализа информативности (пригодности для молекулярной диагностики) семьи и выявления гетерозиготных носителей при отсутствии больного ребенка. Прямой метод сложно применять при отсутствии мажорных мутаций гена, поскольку в этом случае требуется детальное молекулярное сканирование первичной структуры гена с целью обнаружения мутаций. Более подробно алгоритмы молекулярной диагностики различных моногенных болезней приведены в томе 2 "Руководства по клинической лабораторной диагностике" и в специальной литературе [4, 8, 21].
11.3.3.2. Косвенная диагностика
Непрямой (косвенный) подход в молекулярной диагностике является исторически более ранним и более универсальным. Он основан на анализе внутри- и внегенных полиморфных сайтов. Непременным условием проведения косвенной ДНК-диагностики является наличие в семье больного ребенка или возможность исследования его ДНК (сохранившихся пятен крови или гистологических препаратов в случае его гибели) для установления информативности семьи. Установление информативности предусматривает выявление такого полиморфного сайта, который может быть использован в качестве молекулярного маркера как мутантного, так и нормального аллеля. При этом в случае аутосомно-рецессивных болезней родители больного будут определяться как гетерозиготы по данному полиморфизму, а больной будет гомозиготен по одному из маркерных аллелей. Именно гетерозиготность по молекулярному полиморфизму определяет информативность той или иной семьи высокого риска рождения ребенка с генной патологией. В зависимости от типа полиморфизма (подробнее см. главу 25 [21]) гетерозиготность и, соответственно, информативность семьи варьирует от 50 до 90%. Распределение маркерных аллелей на гомологичных хромосомах больного и его родителей позволяет считать семью полностью информативной для ДНК-диагностики, частично информативной или неинформативной (рис. 11-13).

Принципиально важно проанализировать в семье высокого риска такое количество полиморфных сайтов одного гена, чтобы точно определить, с каким конкретным аллелем наследуется мутантный ген, и, таким образом, определить в данной семье полную информативность для последующей ПД. Решающее преимущество косвенного метода - возможность ДНК-диагностики без точной идентификации мутаций в самом гене даже при отсутствии данных о точной идентификации и клонировании самого мутантного гена. Существенными недостатками являются невозможность диагностики при отсутствии больного ребенка (нельзя точно определить, с каким полиморфным аллелем сцеплен мутантный ген) и вероятность ошибки диагноза, обусловленная переносом полиморфного сайта на "здоровый" аллель вследствие кроссинговера.
11.3.4. Точность молекулярной диагностики, возможные источники ошибок
При использовании молекулярных методов ошибки диагностики возможны вследствие контаминации плодного образца или недостаточной разрешающей способности используемых методов ДНК-диагностики. Учитывая крайне высокую чувствительность метода ПЦР, избежать загрязнения образцов плодных тканей материнскими клетками можно только путем тщательного отбора ворсинок хориона или плаценты под бинокулярной лупой с последующим отмыванием 0,9% раствором натрия хлорида. Особенно важно не допустить попадания материнской крови при заборе пуповинной крови плода путем кордоцентеза. Высокий уровень акушера-оператора и использование качественных реакций на выявление примеси материнской крови позволяют избежать этого осложнения. Риск подобных диагностических ошибок может быть значительно уменьшен путем работы в стерильных условиях. Достоверность молекулярной диагностики прямым методом, то есть путем идентификации мутаций в самом гене, очень высока и приближается к абсолютной. Однако с учетом всего многообразия возможных изменений в геноме при созревании гамет (кроссинговер) и на начальных стадиях эмбриогенеза (мутагенный эффект) более оправданной является точность диагностики около 99,9%. Значительно сложнее оценка результатов молекулярной диагностики косвенным методом. В случае учета внутригенных полиморфизмов точность непрямой диагностики достаточно высока, так как вероятность внутригенного кроссинговера, как правило, не превышает 0,1% для большинства известных генов. Исключение могут составлять только сравнительно крупные гены, такие как ген дистрофина, гемофилии А, нейрофиброматоза и некоторые другие. Так, в случае дистрофина ошибка диагноза может достигать 2%, что соответствует высокой частоте внутригенного кроссинговера (около 2%) в этом гигантском гене (2,2 млн п.о.). Важно также учитывать степень родства больного и пробанда, у которого проводится ПД. Величина возможной ошибки возрастает, если маркерный аллель определяется не у сибса плода, а у других его родственников. Особенно осторожно следует оценивать результаты непрямой диагностики с использованием внегенных полиморфных локусов. Считается, что с уверенностью проводить ПД в этих случаях можно только при одновременном тестировании нескольких полиморфных сайтов, фланкирующих мутантный ген. Обычно для молекулярной диагностики используют маркеры, частота рекомбинации которых с мутантными аллелями гена не превышает десятых или сотых долей процента. Характеристики полиморфизма ДНК, последовательности праймеров для ПЦР, величины погрешности непрямых методов для различных заболеваний, диагностируемых пренатально, приведены в специальной литературе [4, 15, 21].
11.4. Новые направления пренатальной диагностики
Несмотря на то что основные методические и организационные проблемы ПД успешно решены, данный раздел медицинской генетики продолжает активно развиваться и совершенствоваться. Неуклонно увеличивается арсенал новых методов и подходов, существенно расширяющих диагностические возможности, повышающие точность диагностики, делающих ее все более безопасной, рентабельной и эффективной. К перспективным направлениям ПД, некоторые из которых уже начинают использоваться в единичных центрах, а другие находятся на разных стадиях внедрения, относятся:
11.4.1. Преимплантационное генетическое тестирование
Преимплантационное генетическое тестирование (ПГТ) является методом селекции эмбрионов in vitro с целью профилактики рождения ребенка с наследственными заболеваниями и служит альтернативой инвазивной пренатальной диагностике и селективному прерыванию беременности на ранних сроках в семьях с высоким риском рождения ребенка с наследственной патологией (рис. 11-14). ПГТ появилось в 90-х годах прошлого века благодаря быстрому развитию методов вспомогательной репродукции и приемлемых для анализа генома единичных клеток методов молекулярной цитогенетики (различные варианты FISH) и молекулярной генетики (варианты ПЦР).
Материалом для ПГТ являются полярные тельца, отдельные бластомеры эмбриона трех суток культивирования или клетки трофоэктодермы эмбриона на стадии бластоцисты. В зависимости от используемого материала ПГТ можно подразделить на преконцепционную (анализ полярных телец) и, собственно, доимплантационную (анализ бластомеров или клеток трофоэктодермы). Диагностика на полярных тельцах позволяет отбирать для оплодотворения ооциты, не несущие генные и геномные мутации. Основная проблема - большая вероятность неточного прогноза о генотипе ооцита при тестировании только первого полярного тельца, в котором высока возможность (50%) кроссинговера. Уточнить наличие мутации можно только после завершения второго деления мейоза, то есть по второму полярному тельцу, которое образуется уже после оплодотворения яйцеклетки. Вторая проблема обусловлена особенностями применения молекулярно-генетических методов для исследования ДНК единичной клетки. На результаты ПЦР могут повлиять различные факторы, в частности контаминация образца или условия проведения реакции. Проблема цитогенетического анализа полярных телец заключается в невозможности применения традиционных методов анализа метафазных хромосом. Для этих целей обычно используют метод гибридизации in situ с мечеными ДНК-зондами, специфичными к участкам отдельных хромосом. На сегодня метод FISH позволяет рутинно определить число хромосом - 8, 9, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 21, 22, Х и Y, в зависимости от задач исследования [41].
Разработаны и апробированы методы приготовления хромосом из полярных телец человека, пригодных для стандартного цитогенетического анализа. Предложенные модификации позволяют провести хромосомный анализ первых полярных телец с эффективностью 94,1%. Таким образом, возможности для преконцепционной диагностики наследственных болезней уже реально существуют, однако ее применение пока весьма ограничено. Сложности работы с единичными клетками, необходимость наличия первоклассного современного оборудования и высококвалифицированных специалистов существенно лимитируют широкое внедрение этой прогрессивной технологии. Диагностика с использованием изолированных бластомеров позволяет получить точную информацию о генотипе эмбриона. В основном биопсия 1–2 бластомеров осуществляется на стадии 8–10 клеток. Поскольку на ранних стадиях дробления все бластомеры тотипотентны (то есть взаимозаменяемы), удаление нескольких клеток не сказывается на дальнейшем развитии эмбриона [41, 42]. Методически анализ единичных бластомеров от дробящихся зародышей не отличается от анализа полярных телец. Выбор метода молекулярной диагностики определяется спецификой исследуемой мутации и включает как метод ПЦР, так и более сложные методы ДНК-диагностики.
В последние годы чаще применяется анализ клеток трофоэктодермы бластоцисты, поскольку значительно снижается вероятность отбора мозаичных клеток, повышается чувствительность и специфичность применяемых методов по сравнению с биопсией полярных телец ооцита или отдельных бластомеров эмбриона [46].
В 2016 г. Международное общество по преимплантационной пренатальной диагностике (Preimplantation Genetic Diagnosis International Society, PGDIS) приняло номенклатуру, согласно которой ПГТ подразделяют на три типа: ПГТ-А (преимплантационное генетическое тестирование на анеуплоидию (ПГТ-А), преимплантационное генетическое тестирование на моногенные заболевания (ПГТ-М) и преимплантационное генетическое тестирование структурных перестроек (ПГТ-СП) [42].
11.4.1.1. Преимплантационный генетический тест на анеуплодии
ПГТ-А может осуществляться только при использовании вспомогательных репродуктивных технологий и увеличивает шансы на наступление беременности и рождение ребенка с исключенной частой.
Хромосомные аномалии. Высокая частота хромосомного мозаицизма характерна для ранних стадий эмбриогенеза человека. Подавляющее большинство клиник сообщают, что мозаичные эмбрионы составляют от 5 до 10% (см. например, сайты https://doi.org/10.1002/pd.4759; https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2016.01.016; https://doi.org/10.1093/humupd/dmy036).
ПГТ у пациенток старше 40 лет осложняется отсутствием нормальных эмбрионов, вследствие чего вероятен выбор в пользу подсадки мозаичного варианта.
В 2019 г. в официальном заявлении PGDIS (Preimplantation Genetic Diagnosis International Society) рекомендована следующая стратегия для клиник при переносе мозаичных эмбрионов [41].
-
Пациент должен быть предупрежден, что генетический тест на основе анализа одной или нескольких клеток, взятых при биопсии эмбриона, не может быть точным на 100% вследствие технических и биологических факторов, в том числе мозаицизма.
-
В информированное согласие следует включить пункты о возможности переноса мозаичных эмбрионов и любых потенциальных рисков в случае имплантации эмбриона. Пациентам должны быть разъяснены возможные риски и определена тактика ведения и обследования беременности.
-
Перенос эуплоидных эмбрионов должен быть приоритетен перед мозаичным.
-
В случае рассмотрения переноса мозаичного эмбриона, следует обсуждать с пациентами следующие варианты:
-
а) инициирование следующего протокола ЭКО для увеличения вероятности выявления эуплоидного эмбриона для переноса;
-
б) перенос эмбриона с меньшим уровнем мозаицизма после соответствующего консультирования (однако низкий уровень мозаицизма по результатам ПГТ не говорит однозначно об уровне мозаицизма эмбриона в целом).
-
11.4.1.2. Преимплантационный генетический тест на структурные перестройки
Данный вид преимплантационного генетического тестирования нацелен на выявление конкретной перестройки хромосом у эмбриона в случае выявления у одного из супругов структурной перестройки хромосом. До настоящего времени основным методом ПГТ-СП являлась флюоресцентная гибридизация in situ (FISH). Сегодня чаще всего применяются методы NGS или aCGH в зависимости от возможностей лаборатории. Однако эти методы имеют ряд принципиальных ограничений и не всегда отражают полную картину исследования хромосомного набора эмбриона [11, 25].
11.4.1.3. Преимплантационное генетическое тестирование на моногенные заболевания
Выбор метода ПГТ-М определяется спецификой исследуемой мутации и включает как метод ПЦР, так и более сложные молекулярно-генетические методы (рис. 11-14). Они позволяют проводить диагностику всех наиболее распространенных моногенных болезней - аутосомно-рецессивных (муковисцидоз, β-талассемия, спинальная амиотрофия Верднига–Гоффмана, болезнь Тея–Сакса), аутосомно-доминантных (миотоническая дистрофия, синдром Марфана, хорея Гентингтона), Х-сцепленных (миодистрофия Дюшенна и синдром ломкой X-хромосомы) и анализировать весь комплекс генов главного локуса гистосовместимости.

Таким образом, в ведущих центрах ВРТ в России уже проводится ПГТ. Оно весьма дорогостоящее, требует подготовленных специалистов, оборудования и реактивов. ПГТ представляет собой передовой край науки о репродукции человека, которую необходимо всемерно поддерживать и развивать [5].
11.4.2. Генетическая карта репродуктивного здоровья
Как отмечалось ранее (см. раздел 11.3.2), молекулярный скрининг носительства мутаций частых тяжелых наследственных болезней у супругов становится все более действенным подходом в профилактике рождения детей с такой патологией. Возможность серьезно уменьшить частоту рождения тяжело больных детей путем преконцепционного тестирования родителей, прежде всего женщин, на носительство мутаций наследственных болезней и раннего формирования группы семей высокого риска с последующей ПД в настоящее время привлекает пристальное внимание как наиболее эффективный способ профилактики наследственной патологии. Быстрый прогресс технологий секвенирования индивидуальных геномов, создания объемных баз данных ДНК подтверждает правоту сформулированной нами еще в 1997 г. концепции "генетического паспорта" [3, 8]. Одним из вариантов такого генетического паспорта является омиксная карта репродуктивного здоровья семьи, которая представляет собой базу данных семьи, точнее набор результатов генетических тестов. Последний вариант омиксной карты репродуктивного здоровья семьи, разработанный в нашей лаборатории, приведен на рис. 11-15.

Составление генетической карты репродуктивного здоровья начинается с медико-генетического консультирования женщины или, предпочтительно, обоих супругов, при котором, помимо проведения генеалогического анализа, обсуждается преконцепционная профилактика ПРП и наследственных болезней. Целесообразно осуществить кариотипирование обоих супругов с целью идентификации сбалансированных хромосомных перестроек, которые могут быть причиной хромосомных болезней у потомства. Важно провести тестирование в отношении возможного носительства наиболее частых мутаций, приводящих к таким распространенным болезням, как муковисцидоз, адреногенитальный синдром, СМА (болезнь Верднига–Гоффмана), гемофилия А и В, фенилкетонурия и др. Значительный раздел генетической карты репродуктивного здоровья касается результатов тестирования полиморфных вариантов генов, ассоциированных с осложнениями, возникающими при беременности, такими как привычное невынашивание, СД, гестозы, или с состояниями, препятствующими ее наступлению (эндометриоз). Следует определить полиморфизм генов, ассоциированных с дефектами заращения нервной трубки, с нерасхождением хромосом в мейозе, а также определяющих чувствительность женщины к цитомегаловирусу, ее предрасположенность к тромбофилии и варикозной болезни, остеопорозу. Такая карта представляет собой ценность для объективного медико-генетического консультирования, для акушеров-гинекологов, наблюдающих за ходом беременности, для специалистов по ПД. Широкое внедрение в медицинскую практику генетического паспорта (генетической карты репродуктивного здоровья), дополненного рекомендациями врачей, может иметь серьезное значение в профилактике различных осложнений беременности со стороны матери и плода, в выработке оптимального алгоритма ПД.
Список литературы
-
Анализ результатов раннего пренатального скрининга в Российской Федерации АУДИТ-2019. Информационно-справочные материалы [Электронный ресурс]: письмо МЗ РФ № 15-4/2963-07 от 11.10.2019. URL: https://www.medgen-journal.ru/jour/article/view/36?locale=ru_RU.
-
Ассоциация специалистов медицины плода «Национальное общество пренатальной медицины» [Электронный ресурс]. URL: https://fma-russia.ru/.
-
Баранов В.С., Баранова Е.В., Иващенко Т.Э., Асеев М.В. Геном человека и гены «предрасположенности» (Введение в предиктивную медицину). СПб.: Интермедика, 2000. 447 с.
-
Баранов В.С., Иващенко Т.Э. Мутации. Классификация, номенклатура, механизмы возникновения, методы диагностики // Геномика — медицине. М.: Академкнига, 2005. С. 40–73.
-
Баранов В.С., Коган И.Ю., Кузнецова Т.В. Прогресс генетики эмбрионального развития человека и вспомогательные репродуктивные технологии // Генетика. 2019. Т. 55, № 10. С. 1109–1121.
-
Баранов В.С., Кузнецова Т.В. Генетика развития человека // Наследственные болезни. Национальное руководство / под ред. Н.П. Бочкова, Е.К. Гинтера, В.П. Пузырева. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. С. 83–125.
-
Баранов В.С., Кузнецова Т.В. Цитогенетика эмбрионального развития человека: научно-практические аспекты. СПб.: Изд-во Н-Л, 2007. 640 с.
-
Баранов В.С., Кузнецова Т.В., Кащеева Т.К., Иващенко Т.Э. Пренатальная диагностика наследственных болезней. Состояние и перспективы. 3-е изд., перераб. и доп. СПб.: Эко-Вектор, 2020. 503 c.
-
Бочков Н.П., Пузырев В.П., Смирнихина С.А. Клиническая генетика. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2011. 544 с.
-
Гинтер Е.К. Моногенное наследование признаков у человека // Наследственные болезни. Национальное руководство / под ред. Н.П. Бочкова, Е.К. Гинтера, В.П. Пузырева. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. С. 126–147.
-
Глинкина Ж.И., Кулакова Е.В., Дмитриева Н.В. и др. Преимплантационное тестирование эмбрионов методом высокопроизводительного секвенирования у супружеских пар с транслокациями в кариотипе // Доктор.Ру. 2020. Т. 19, № 1. С. 25–29.
-
Жученко Л.А., Голошубов П.А., Андреева Е.Н. и др. Анализ результатов раннего пренатального скрининга, выполняющегося по национальному приоритетному проекту «Здоровье» в субъектах Российской Федерации, результаты российского мультицентрового исследования «Аудит-2014» // Медицинская генетика. 2014. Т. 13, № 6. С. 3–54.
-
Золотухина Т.В., Кухаренко В.И. Методы пренатальной цитогенетической диагностики // Итоги науки и техники. 1990. Т. 7. С. 67–118.
-
Золотухина Т.В., Шилова Н.В., Юдина Е.В. Пренатальная диагностика // Наследственные болезни. Национальное руководство / под ред. Н.П. Бочкова, Е.К. Гинтера, В.П. Пузырева. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. С. 798–833.
-
Иллариошкин С.Н. Заболевания, обусловленные экспансией тандемных микросателлитных повторов // Наследственные болезни. Национальное руководство / под ред. Н.П. Бочкова, Е.К. Гинтера, В.П. Пузырева. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. С. 511–537.
-
Калашникова Е.А., Глотов А.С., Андреева Е.Н. и др. Современное значение неинвазивного пренатального исследования внеклеточной ДНК плода в крови матери и перспективы его применения в системе массового скрининга беременных в Российской Федерации // Журнал акушерства и женских болезней. 2021. Т. 70, № 1. С. 19–50.
-
Кузнецова Т.В., Шилова Н.В., Творогова М.Г. и др. Практические рекомендации по обеспечению качества и надежности цитогенетических исследований / Рекомендации Российского общества медицинских генетиков для цитогенетических и молекулярно-цитогенетических исследований конститутивных хромосомных аномалий // Медицинская генетика. 2019. Т. 18, № 5. С. 3–27.
-
Лебедев И.Н. Методы цитогенетической диагностики хромосомных болезней // Наследственные болезни. Национальное руководство / под ред. Н.П. Бочкова, Е.К. Гинтера, В.П. Пузырева. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. С. 453–478.
-
Маретина М.А., Киселев А.В., Ильина А.В. и др. Современные тенденции в диагностике, скрининге и лечении спинальной мышечной атрофии // Вестник Российской академии медицинских наук. 2022. Т. 77, № 2. С. 87–96. doi: 10.15690/vramn1768
-
Медицинские лабораторные технологии: руководство по клинической лабораторной диагностике: в 2 т. / под ред. А.И. Карпищенко. 3-е изд., перераб. и доп. Т. 2. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. 792 с.
-
Методы молекулярной диагностики генных болезней // Медицинские лабораторные технологии: руководство по клинической лабораторной диагностике: в 2 т. / под ред. А.И. Карпищенко. 3-е изд., перераб. и доп. Т. 2. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. С. 658–686.
-
Назаренко С.А., Васильева Е.О. Тест-система внешнего контроля качества цитогенетических исследований в учреждениях медико-генетической службы: пособие для врачей. Томск: Печатная мануфактура, 2003. 34 с.
-
Назаренко С.А., Саженова Е.А. Однородительские дисомии и болезни геномного импринтинга. Томск: Печатная мануфактура, 2004. 37 с.
-
Николаидес К. Ультразвуковое исследование в 11–13 недель беременности. СПб.: Петрополис, 2007. 144 с.
-
О направлении клинических рекомендаций (протокола лечения) «Женское бесплодие (современные подходы к диагностике и лечению)» с Клиническими рекомендациями (протоколом лечения) «Женское бесплодие (современные подходы к диагностике и лечению)» [Электронный ресурс]: письмо Минздрава РФ от 05.03.2019 № 15-4/И/2-1913, утв. Российским обществом акушеров-гинекологов 28.12.2018, Российской ассоциацией репродукции человека 21.12.2018. URL: https://ppt.ru/docs/pismo/minzdrav/n-15-4-i-2-1913-214237.
-
Основы пренатальной диагностики / под ред. Е.В. Юдиной, М.В. Медведева. М.: Реальное время, 2002. 184 с.
-
Рекомендации по обеспечению качества и надежности цитогенетических исследований. Европейские стандарты для цитогенетических исследований конституциональных и приобретенных хромосомных аномалий // Медицинская генетика. 2008. Т. 7, № 3. С. 13–33.
-
Ромеро Р., Пилу Д., Дженти Ф. и др. Пренатальная диагностика врожденных пороков развития плода. М.: Медицина, 1994. С. 58–123.
-
Рубцов Н.Б. Методы работы с хромосомами млекопитающих: учебное пособие. Новосибирск: Изд-во Новосиб. гос. ун-та, 2006. 152 с.
-
Рубцов Н.Б., Карамышева Т.В., Гайнер Т.А. Современные методы молекулярно-цитогенетического анализа и диагностика хромосомной патологии // Геномика медицине. М.: Академкнига, 2005. С. 219–244.
-
Снайдерс Р.Дж.М., Николаидес К.Х. Ультразвуковые маркеры хромосомных дефектов плода: пер. с англ. М.: ТОО «ВИДАР», 1991. 191 с.
-
Цитогенетические методы // Медицинские лабораторные технологии. Справочник / под ред. А.И. Карпищенко. СПб.: Интермедика, 1999. Т. 2. С. 550–578.
-
Экстракорпоральное оплодотворение / под ред. И.Ю. Когана М.: ГЭОТАР-Медиа, 2021. 368 с.
-
ECA General Guidelines and Quality Assurance for Cytogenetics guideline [Electronic resource]. URL: https://www.eurogentest.org/laboratories/info/public/unit1/cytogenetics.xhtml.
-
Gardner R.J., Amor D.J. Gardner and Sutherland’s Chromosome Abnormalities and Genetic Counseling. 5th ed. Oxford University Press, 2018. 728 p.
-
Hastings R., Howell R., Bricarelly F. et al. Specific Constitutional Cytogenetic Guidelines // E.C.A. 2012. N 30. P. 11–19.
-
Hastings R., Howell R., Bricarelly F.D. et al. General Guidelines and Quality Assurance for Cytogenetics // E.C.A. 2012. N 29. P. 11–25.
-
ISUOG Practice Guidelines: ultrasound assessment of fetal biometry and Growth // Ultrasound Obstet Gynecol. 2019. Vol. 53. P. 715–723.
-
Liehr T. Small Supernumerary Marker Chromosomes (SSMC). A Guide for Human Geneticists and Clinicians. Berlin: Springer Heidelberg, 2012. 220 p.
-
McGowan-Jordan J., Hastings R.J., Moore S. (еds.). ISCN 2020. An International System of Human Cytogenomic Nomenclature (2020) // Cytogenet Genome Res. 2020. Vol. 160, N 7–8. P. 341–503.
-
Preimplantation Genetic diagnosis / ed. J. Harper. Cambridge: University Press, 2009. 294 р.
-
Preimplantation Genetic Diagnosis International Society (PGDIS) [Electronic resource]. URL: http://doi/10.1016/j.rbmo.2019.06.012.
-
Silva M., de Leeuw N., Mann K. et al. European guidelines for constitutional cytogenomic analysis // Eur. J. Hum. Genet. 2019. Vol. 27, N 1. P. 1–16.
-
Verma R.S., Babu A. Human Chromosomes: Manual of Basic Techniques. N.-Y.: Pergamon Press. Inc., 1989. 240 p.
-
Weier J.F., Ferlatte C., Weier H.U. Somatic Genomic Variations in Extra-Embryonic Tissues // Current Genomics. 2010. Vol. 11, N 6. Р. 402–408. URL: http://doi/10.2174/138920210793175994.
-
Zakharova E.E., Zaletova V.V., Krivokharchenko A.S. Biopsy of human morula-stage embryos: outcome of 215 IVF/ICSI cycles with PGS // PLOS ONE. 2014. Vol. 9, N 9. Р. 106–130. URL: http://doi/10.1371/journal.pone.0106433.
Глава 12. Диагностика наследственных болезней
Наследственные болезни - болезни, обусловленные повреждением наследственного аппарата (генома) клетки. Повреждения могут затрагивать весь геном, отдельные хромосомы и вызывать хромосомные болезни или ограничены индивидуальными генами, и быть причиной генных болезней. Достаточно приблизительная оценка частоты таких нарушений в популяции, точнее у новорожденных, дает представление о величине генетического груза. По мнению академика Н.П. Бочкова [8], величина генетического груза в отечественной популяции равна около 5–5,5%, из которых 1% составляют генные болезни, 0,5% - хромосомные, а 3–3,5% приходится на болезни с выраженной наследственной предрасположенностью. Повреждения генома разной степени встречаются примерно у 1,5% всех новорожденных и вносят существенный вклад в показатели перинатальной патологии, ранней инвалидизации и смертности.
12.1. Хромосомные болезни
Хромосомные болезни (ХБ, хромосомные синдромы) - группа заболеваний, вызванных численными или структурными аномалиями кариотипа. ХБ - частая форма патологии. При безвыборочном популяционном анализе встречается с частотой 2,5–5,0 на 1000 новорожденных. Частота ХБ среди мертворожденных и детей, умерших в возрасте до года, на порядок выше и составляет 22 на 1000. Удельный вес ХБ среди плодов с множественными врожденными пороками развития варьирует в пределах 28,4–44% [33]. Многие ХБ у человека несовместимы даже с ранними этапами эмбриогенеза. Элиминация эмбрионов с ХБ во время имплантации (7–14-й дни развития) клинически регистрируется как задержка или выпадение менструального цикла, вскоре после имплантации - как неразвивающаяся беременность или ранний выкидыш. Самая высокая частота ХА (до 70%) зарегистрирована в материале ранних (до 6–7-й недели беременности) спонтанных абортусов и так называемых пустых плодных мешков (blighted ova - зародышевые пузыри, не содержащие частей собственно эмбриона). К 12-й неделе частота ХА снижается до 35–45%. По мере внутриутробного развития меняется не только частота, но и спектр ХА. Лишь сравнительно немногие варианты аномалий кариотипа совместимы с постнатальным развитием и приводят к ХБ. В основу классификации ХБ положен тип ХА и характер дисбаланса хромосомного материала. Исходя из этих принципов, ХБ подразделяют на три группы:
Численные аномалии кариотипа (полиплоидия и анеуплоидия) возникают de novo в процессе гаметогенеза, при оплодотворении или в раннем эмбриогенезе. Различные структурные перестройки хромосом (хромосомные аберрации) либо наследуются от родителей, либо возникают de novo .
12.1.1. Хромосомные болезни, обусловленные нарушениями плоидности
В постнатальном периоде нарушения плоидности представлены только триплоидией. Истинная гаплоидия (n =23) у человека встречается лишь в отдельных бластомерах на доимплантационных стадиях развития, тетраплоидия (4n =92) как конституциональная форма кариотипа описана только в клетках эмбрионов до стадии бластоцисты и в материале спонтанных абортов. Одним из вариантов гаплоидии является партеногенетическое развитие, то есть развитие, контролируемое только одним родительским геномом - материнским (гиногенез) или отцовским (андрогенез). Случаи спонтанного гиногенеза у человека крайне редки [12]. Андрогенез, впервые обнаруженный в конце 1970-х гг., достаточно часто выявляется при анализе клеток опухолей, получивших название "пузырный занос" (hydatidiform mole). Эуплоидный набор хромосом (2n = 46) злокачественно перерожденных ворсинок при пузырном заносе зачастую лишен материнского генома и содержит исключительно отцовские хромосомы.
Триплоидия - наличие лишнего гаплоидного набора (n = 23), при котором каждая хромосома представлена в трех экземплярах (3n = 69). Триплоидия может возникать как вследствие дигинии (наличия лишнего материнского гаплоидного набора, образующегося при неотделении 2-го полярного тельца во втором делении мейоза), так и вследствие диандрии (в случае оплодотворения нормальной яйцеклетки двумя сперматозоидами или спермием с диплоидным числом хромосом). Развитие гиногенетических триплоидов (два материнских + один отцовский наборы хромосом) в целом происходит лучше, чем андрогенетических (один материнский + два отцовских набора хромосом). Они чаще достигают плодного периода и способны к живорождению. При этом кариотип 69,XYY летален, в то время как триплоидии 69,XXX и 69,XXY вполне совместимы с внутриутробным развитием и живорождением. Дети с синдромом триплоидии рождаются с резко выраженной пренатальной гипоплазией (средняя масса тела около 2000 г) и имеют множественные пороки развития. Подробно с патологией развития при триплоидии можно ознакомиться в соответствующих справочных руководствах [18, 33]. Отметим только, что возникновение триплоидии не связано с возрастом родителей, а подавляющее большинство триплоидов (>90%) элиминируется в I триместре беременности.
12.1.2. Хромосомные болезни, обусловленные нарушением числа хромосом
Анеуплоидия (отклонение числа хромосом в кариотипе, не кратное диплоидному) возникает вследствие ошибок сегрегации хромосом в 1-м или во 2-м делениях мейоза в процессе оогенеза и сперматогенеза. Реже анеуплоидия может быть результатом нерасхождения (утраты) отдельных хромосом после оплодотворения - во время первых делений дробления. В некоторых случаях причиной анеуплоидии является последовательное (мейотическое, затем постзиготическое) нерасхождение. Обычно в нерасхождении принимает участие одна хромосома. Если аномальной сегрегации подвергаются хромосомы из нескольких пар, возникают множественные анеуплоидии. Изменение числа хромосом при анеуплоидии может происходить как в сторону увеличения (гипердиплоидия), так и в сторону уменьшения (гиподиплоидия). Анеуплоидия представлена следующими видами:
-
трисомия (2n + 1 = 47) - наличие дополнительной гомологичной хромосомы; известны случаи множественных трисомий, которые обусловлены сочетанием трисомий по двум и более разным хромосомам (2n + 1 + 1 = 48 или 2n + 1 + 1 + 1 = 49); полисомия - увеличение числа в пределах одной пары гомологичных хромосом; крайне редкая для аутосом, полисомия характерна для системы половых хромосом (например, трисомия Х-хромосом - 47,ХХХ, тетрасомия - 48,ХХХХ, пентасомия - 49,ХХХХХ; дисомия Y-хромосомы - 47,XYY);
-
моносомия (2n – 1 = 45) - отсутствие одной из гомологичных хромосом;
-
нуллисомия (2n – 2 = 44) - отсутствие обеих гомологичных хромосом.
Моносомия и нуллисомия по любой аутосоме, а также нуллисомия Х-хромосом (кариотип 45,Y) являются клеточными деталями, поэтому их обнаружение на метафазных пластинках обычно обусловлено погрешностями в приготовлении препаратов.
Простая трисомия является наиболее часто встречающейся формой аномалии кариотипа у человека. Вместе с тем подавляющее большинство трисомиков по различным аутосомам человека погибает в период активного органогенеза (14–72-й дни развития) и абортируется в I триместре беременности. Пониженной жизнеспособностью обладают эмбрионы и плоды с моносомией Х, и 99% из них элиминируются на разных сроках внутриутробного развития. Совместимы с живорождением трисомии по аутосомам 7, 8, 9, 13, 14, 18, 21, 22, трисомии и полисомии по половым хромосомам (47,ХХХ; 47,XXY; 47,XYY; 48,ХХХХ; 48,XXXY; 49,XXXXX; 49,XXXXY). В клиническом плане наибольшее значение имеют моносомия Х (синдром Тернера, частота 1:3000 новорожденных), аутосомные трисомии 13 (синдром Патау, частота 1:5000 новорожденных), 18 (синдром Эдвардса - частота 1:3000 новорожденных) и 21 (синдром Дауна - частота 1:650 новорожденных), а также все трисомии гоносом (частота 1:800 новорожденных). Трисомии гоносом типа трипло-Х (47,ХХХ) или дипло-Y (47,XYY) не сопровождаются четко очерченной клинической симптоматикой и, как правило, выявляются случайно.
Известны случаи сочетания моносомии (исключительно моносомии Х) с трисомией (или трисомиями) по аутосоме (или аутосомам), при этом общее число хромосом в наборе может соответствовать диплоидному (2n – 1 + 1 = 46), реже - гипердиплоидному (2n – 1 + 1 + 1 = 47).
Спектры клинических проявлений ХБ, обусловленных анеуплоидиями по различным хромосомам, весьма многообразны и подробно изложены в соответствующих монографиях и руководствах по медицинской генетике и тератологии [1, 3, 14, 18, 21, 26, 33].
12.1.3. Хромосомный мозаицизм
Хромосомный мозаицизм - наличие в организме нескольких клеточных клонов с различным кариотипом. Описан для многих аутосом, половых X- и Y-хромосом и даже для целых хромосомных наборов (2n/3n). Различающиеся по кариотипу клетки организма, возникшего из одной зиготы, могут быть представлены во всех тканях и органах (истинный, или генерализованный, мозаицизм), или в какой-либо одной ткани или органе (ограниченный мозаицизм). ХМ возникает либо на первых делениях дробления, либо при формировании зародышевых листков на стадии бластоцисты - гаструлы. В этом случае ХМ ограничен клетками какого-то одного зародышевого листка (органный и тканевой мозаицизм). Сосуществование различающихся по кариотипу клеток характерно также и для химеры - организма, возникшего при слиянии двух и более зигот. Многие случаи межтканевого ХМ остаются нераспознанными при стандартном постнатальном и пренатальном кариотипировании в связи с тем, что анализу подвергается обычно какой-либо один тип ткани (стимулированные лимфоциты периферической и пуповинной крови, амниоциты, хорион). Кроме того, мозаики с малочисленным аномальным клоном могут не иметь выраженных фенотипических отклонений. Для прогноза потомства особенно важен и недоступен для диагностики так называемый гонадный мозаицизм, то есть присутствие аномального клеточного клона только в гонадах. Подозрение на гонадный мозаицизм возникает при рождении у супругов с нормальным кариотипом в соматических клетках двух и более детей с однотипной хромосомной аномалией. В мозаичной форме могут быть представлены не только численные аномалии кариотипа, но и хромосомные аберрации.
12.1.4. Однородительская дисомия
Однородительская дисомия (Uniparental disomy, UPD) - недавно описанный у человека новый тип хромосомных аномалий. В этом случае кариотип представлен нормальным диплоидным числом хромосом, однако одна пара гомологов представлена хромосомами только одного из родителей (только материнскими - upd mat или только отцовскими - upd pat). При этом возможно наличие обоих гомологов от одного родителя (гетеродисомия), либо удвоенной оказывается одна из гомологичных хромосом (изодисомия). ОРД возникает вследствие сочетания, по меньшей мере, двух независимых друг от друга событий аномальной сегрегации хромосом.
Предполагается три возможных механизма:
-
1) комплементация гамет (сочетание нуллисомной и дисомной гамет, возникших в результате нерасхождения хромосом и в оогенезе, и в сперматогенезе);
-
2) нерасхождение хромосом в мейозе, а затем в одном митотическом делении после оплодотворения;
-
3) оба нерасхождения происходят во время постзиготических митотических делений.
Аналогично возникает ОРД и в случаях аберраций хромосом, таких как изохромосомы или робертсоновские транслокации. Крайним вариантом ОРД является однородительская диплоидия, то есть утрата целого хромосомного набора отцовского или материнского происхождения. Андрогения (отсутствие материнского и удвоенный отцовский хромосомный набор) возникает в результате оплодотворения безъядерной яйцеклетки диплоидным спермием или вследствие дупликации генома гаплоидного спермия. При андрогении собственно эмбрион и амнион не формируются, однако отмечается активное разрастание ворсинок хориона, гиперплазия трофобласта c отеком стромы и отсутствием капилляров. При дальнейшем развитии такого продукта зачатия, получившего название "полный пузырный занос", его клетки зачастую озлокачествляются, давая начало быстро метастазирующей опухоли - хорионэпителиоме. Гиногения (удвоен материнский, отсутствует отцовский набор хромосом) - продукт партеногенетического развития овулировавшей неоплодотворенной яйцеклетки. Гиногения ведет к дезорганизации плодного яйца, хаотичному росту эмбриональных тканей, образованию тератомы при недоразвитии или отсутствии оболочек плода. Как правило, однородительская дисомия выявляется при обследовании пациентов с наследственными болезнями, для которых установлен эффект импринтинга, под которым понимают эпигенетические структурно-функциональные изменения, которые происходят в родительских хромосомах во время гаметогенеза и приводят к стойким различиям в экспрессии гомологичных генов. Список хромосом, по которым известны случаи однородительской дисомии, достаточно велик, хотя в нем представлены не все хромосомы набора - 25 из 47. При этом эффект импринтинга четко установлен лишь для 5 пар хромосом (хромосомы 7, 10, 11, 14, 15), предполагается для хромосом 2 и 16. Его отсутствие при однородительской дисомии показано для 14 других пар хромосом. Наиболее изученными "болезнями импринтинга" являются синдромы Прадера–Вилли [upd(15)mat] и Ангельмана [upd(15)pat], синдром Беквита–Видемана [upd(11)pat] и синдром Сильвера–Рассела [upd(7)mat]. Кроме того, известны случаи диабета у новорожденных при upd(6)pat, а также различное проявление upd(14) - при материнской дисомии отмечается преждевременное половое созревание, при отцовской - карликовость. Описано также несколько случаев upd(7)pat/mat у пациентов с муковисцидозом - одним из наиболее распространенных моногенных заболеваний.
12.1.5. Хромосомные болезни, обусловленные нарушением структуры хромосом
Клинически и этиологически ХБ, обусловленные нарушением структуры хромосом, представляют собой очень пеструю группу ХБ (синдромов). В их основе лежит дисбаланс по отдельным участкам хромосом, вовлеченных в перестройку (частичные трисомии или частичные моносомии). Перестройка может затрагивать одну, две хромосомы и более. К внутрихромосомным перестройкам относятся делеции, дупликации, инверсии, кольцевые и изохромосомы; к межхромосомным - транслокации и инсерции. Протяженность участка, вызывающего дисбаланс, может варьировать от сегмента или его части (сегментные и микрохромосомные дупликации и делеции) до целого плеча хромосомы (робертсоновские транслокации, или центрические слияния, изохромосомы). К утрате или к избытку хромосомного фрагмента закономерно приводят нарушения мейоза - спаривания, рекомбинации (кроссинговера) и сегрегации гомологов у носителей сбалансированной хромосомной перестройки. Реже частичные трисомии и моносомии являются результатом хромосомных мутаций, возникающих de novo в гаметогенезе и раннем эмбриогенезе. Подавляющее большинство перестроек (делеций, дупликаций, инверсий, инсерций и реципрокных транслокаций) характеризуются уникальностью точек разрыва и повторяемостью в пределах одной родословной. В качестве исключения из этого правила можно привести относительно частые спорадические случаи делеций и дупликаций, которые по характерной симптоматике выделены в отдельные синдромы. Это делеционные синдромы: короткого плеча хромосомы 4 (синдром Вольфа–Хиршхорна); короткого плеча хромосомы 5 (синдром "кошачьего крика"); короткого плеча хромосомы 9, иногда в форме изохромосомы 9 по длинному плечу (синдром Альфи); длинного плеча хромосомы 13 (синдром Орбели); короткого и длинного плеч 18-й хромосомы (синдромы 18p– и 18q– соответственно); длинного плеча хромосомы 21 (синдром 21q–); длинного плеча 22-й хромосомы (синдром 22q–). Делеции 13q, 21q и 22q часто приводят к образованию кольцевых хромосом, поэтому их иногда обозначают синдромами кольцевых хромосом 13, 21 и 22 . К разряду "синдромальных" относятся и дупликации короткого плеча хромосомы 9 (синдром 9р+) и длинного плеча 14-й хромосомы (синдром 14q+). Фенотипические проявления синдромов частичных трисомий более полиморфны, чем синдромов полных трисомий. Отчасти это связано с вариабельностью размеров триплицированного фрагмента и уникальностью точек разрыва, а также с тем, что частичная трисомия по одному транслоцированному участку хромосомы может сочетаться с частичной моносомией по другому фрагменту. Подробно с клиническими проявлениями часто встречающихся синдромов можно ознакомиться в соответствующих руководствах и монографиях по медицинской генетике [1, 18, 22, 23, 33].
12.1.6. Синдромы, обусловленные микроструктурными аномалиями хромосом
С помощью методов анализа хромосом с высоким уровнем разрешения (>800 сегментов на гаплоидный геном), а позже - молекулярно-цитогенетических методов (FISH, aCGH) удалось установить, что обширная группа синдромов обусловлена субмикроскопическими (до 5 млн п.о.) делециями или дупликациями участков хромосом. Одним из механизмов формирования микроструктурных перестроек является неаллельная рекомбинация и неравный кроссинговер между кластерами дуплицированных блоков (до 100 тыс. п.о.) низкокопийных повторов ДНК, локализованных преимущественно в прицентромерных и субтеломерных участках некоторых хромосом (7, 11, 15, 17, 22 и Х). Пока неясно, связано ли развитие большинства синдромов с дозой конкретного гена или нескольких генов, локализованных в участке, затронутом микроперестройкой. И поэтому их предложено называть смежными генными синдромами. Типичным примером является синдром Прадера–Вилли, обусловленный делецией 4 млн п.о. (12 импринтированных генов) в районе q11–q13 на хромосоме 15 отцовского происхождения. Другие частые микроделеционные синдромы - Ангельмана (del15q11-q13mat), Сотоса (del5q35), Вильямса–Бойрена (del7q11.23), Лангера–Гидеона (del8q24.11–24.13), Смита–Мажениса (del17p11.2), Миллера–Дикера (del17р13.3), Ди Джорджи (del22.p11.2), опухоль Вильмса (del11.p13), нейрофиброматоз тип 1 (del17.p11); микродупликационные синдромы - Потоки–Лупски (dup17p11.2), Видемана–Беквита (dup11p15.5) и дупликации 17р13.3. Микроделеции и микродупликации одного и того же хромосомного участка могут приводить к разным синдромам, имеющим сходные клинические проявления: например, синдромы Потоки–Лупски и Смита–Мажениса (дупликация и делеция 17p11.2 соответственно) и синдромы дупликации 17р13.3 и Миллера–Дикера (делеция) (подробнее см. [21]).
В отдельную группу выделяются синдромы, связанные с микроделециями в субтеломерных участках хромосом. Такие субтеломерные микроделеции известны практически для короткого и длинного плеча практически каждой хромосомы. Общими чертами этих синдромов являются умственная отсталость разной степени выраженности и множественные врожденные пороки развития, однако могут отмечаться и специфические клинические признаки, обусловленные утратой генов, локализованных в конкретных участках хромосом [21].
12.1.7. Синдромы хромосомной нестабильности
Под нестабильностью хромосом обычно понимают увеличение спонтанной и/или индуцированной частоты хромосомных аберраций, сестринских хроматидных обменов (СХО) и аномальной сегрегации хромосом в соматических клетках. Всего известно около 15 моногенных нозологических форм, сопровождающихся повышенной ломкостью хромосом. Наиболее изученными являются синдром Робертса (преждевременное расхождение центромер), анемия Фанкони (повышенная частота сестринских хроматидных обменов), синдром Луи–Барр (повышенный уровень спонтанных хромосомных аберраций и транслокаций с вовлечением хромосом 7 и 14). Известны также заболевания, ассоциированные с нестабильностью хромосом вследствие их нерасхождения в соматических клетках в процессе эмбриогенеза. Наиболее известные из них - синдром Ротмунда–Томсона (мозаичная форма трисомии 8 в соматических клетках) и синдром мозаичной смешанной анеуплоидии с микроцефалией (MVAS, OMIM 257300). Предполагается, что мутации в генах, ответственных за возникновение этих болезней, являются митотическими, то есть затрагивают только соматические клетки. Не исключено, однако, что аналогичное действие они проявляют в мейотических делениях и в первых делениях дробления зиготы. По крайней мере, мутации в генах при синдромах Робертса, Ротмунда–Томсона, MVAS, как и при синдроме Эппл–Пиль (OMIM 243605), мозаичной анеуплоидии с преждевременным разделением хроматид (OMIM 176430), относят к мутациям, возникающим в герминативных клетках.
12.1.8. Основные принципы анализа хромосом
Обнаружение корреляций целого ряда заболеваний и врожденных дефектов в развитии человека с изменениями в его хромосомном наборе (кариотипе) стимулировало в середине 1950-х гг. развитие новой области генетики - цитогенетики человека и ее подразделов - клинической цитогенетики, онкоцитогенетики, пренатальной цитогенетики. Основной задачей клинической цитогенетики является анализ кариотипа у пациентов с различными (изолированными и множественными) врожденными пороками развития. Задачи онкоцитогенетики касаются исследования корреляций онкологического процесса с хромосомными аномалиями в опухолевых клетках. В задачи пренатальной цитогенетики входят диагностика хромосомных болезней и изучение функциональной активности отдельных хромосом и их сегментов в период внутриутробного развития человека.
12.1.8.1. Основные подходы к анализу кариотипа
По мере развития методов цитогенетического анализа их арсенал неуклонно увеличивался, и в настоящее время возможно изучение всего хромосомного набора или отдельных хромосом в клетках практически любых тканей и органов, на любой стадии клеточного цикла, в митозе и мейозе. В зависимости от целей исследования различают прямые и непрямые методы исследования хромосом. Прямые методы подразумевают приготовление препаратов из свежеполученного материала после специальных обработок. Эти методы применяются при исследовании тканей, обладающих высокой митотической активностью (костный мозг, клетки лимфатических узлов, ткани эмбриона на ранних стадиях развития, хорион/плацента на любом сроке беременности) и при исследовании мейотических хромосом. Непрямые методы включают получение препаратов хромосом из любой ткани после стимулирования пролиферации клеток в культуральных условиях в течение времени - от нескольких часов (кратковременные органные культуры) до нескольких лет (перевиваемые клеточные культуры). В зависимости от стадии клеточного цикла проводят исследования: отдельных хромосом или их участков в интерфазных ядрах (Х- и Y-половой хроматин в ядрах буккального эпителия как ориентировочный тест при диагностике численных нарушений в системе половых хромосом, анализ гетероплоидии методом гибридизации in situ в интерфазных ядрах любых клеток, включая бластомеры дробящихся зародышей); профазных хромосом (анализ на стадии пахитены в сперматогенезе); прометафазных митотических хромосом (анализ на высоком уровне разрешения); метафазных хромосом (традиционный анализ ФГА-стимулированных лимфоцитов и реже - клеток КМ, фибробластов кожи и др.); стадий анафазы - телофазы (для регистрации специфического воздействия различных агентов на хромосомы путем оценки частоты клеток с мостами и фрагментами).
12.1.8.2. Основные этапы анализа хромосом
Существует множество модификаций прямого и непрямого методов приготовления хромосомных препаратов. Однако при всем их разнообразии основные этапы получения метафазных пластинок, пригодных для анализа, остаются неизменными:
-
1) использование колхицина или других агентов - ингибиторов образования веретена, останавливающих клеточный цикл на стадии метафазы;
-
2) гипотоническая обработка - вызывает набухание клетки, разрушение межхромосомных связей, что способствует отделению хромосом друг от друга;
-
3) фиксация - сохраняет структуру хромосом и удаляет остатки цитоплазмы;
Исключением можно считать приготовление препаратов мейотических хромосом (сперматоциты I на стадии пахитены и ооциты II на стадии метафазы), которые не требуют применения колхицина. Первые два этапа полностью могут быть исключены при анализе интерфазных ядер. Применение всех этапов обработки материала существенно улучшает качество препаратов метафазных хромосом. Концентрации реагентов, температурные и временные режимы, способы нанесения материала на препарат и окраски хромосом могут варьировать. Наличие многочисленных вариантов и модификаций цитогенетических методов объясняется особенностями исследуемого материала, целями исследования и устоявшимися лабораторными традициями. Подробно методы приготовления и анализа хромосомных препаратов изложены в руководствах [4, 16, 20, 24, 31, 32, 45].
12.1.8.3. Краткая характеристика методов анализа хромосомных препаратов
В зависимости от задач исследования препараты хромосом можно анализировать одним из следующих способов.
-
Анализ с помощью фазового контраста. Позволяет оценить митотический индекс и качество метафазных пластинок на препарате.
-
Сплошное (рутинное) окрашивание хромосом. Применяется для анализа численных аномалий кариотипа и при специальных исследованиях хромосомных аберраций (хромосомных и хроматидных разрывов, мостов и фрагментов).
-
Дифференциальное окрашивание хромосом. Для идентификации хромосом и анализа их морфофункциональных особенностей используются различные методы дифференциальной окраски. Разнообразные способы предобработки препаратов позволяют выявлять как линейную неоднородность всех хромосом, то есть их G/R-блочную организацию, так и избирательно окрашивать отдельные хромосомные районы. Многочисленные методы, позволяющие выявить линейную гетерогенность хромосомы, условно можно подразделить на три группы - избирательное связывание красителя (флюорохрома) с определенными нуклеотидами молекулы ДНК; различные предобработки хромосомных препаратов перед окраской неспецифическим красителем (обычно красителем Гимзы); исследования, основанные на асинхронности репликации отдельных участков хромосом. Особую группу представляют методы избирательной окраски, использующиеся для специфического выявления отдельных участков хромосом (прицентромерного гетерохроматина, ядрышковых организаторов).
-
Для обозначения методов дифференциальной окраски применяется трехбуквенная система, подразумевающая способ получения и визуализации определенного типа сегментации. В зависимости от красителей анализ (общий и селективный анализ кариотипа или индивидуальных хромосом) проводится либо в проходящем свете, либо - после окрашивания флюорохромами - в отраженном свете с помощью люминесцентного микроскопа. Основные типы окраски, наиболее широко используемые в цитогенетической практике: GTG, СBG, RHG, QFQ, QFH/ AcD, RBA, FPG, Ag-NOR, DA/DAPI.
-
Флюоресцентная гибридизация in situ (FISH). Метод основан на использовании хромосомспецифических ДНК-зондов, их гибридизации на хромосомных препаратах и детекции сигнала с помощью микроскопа. В практическом плане суть цитогенетических методов при всем разнообразии их отдельных этапов сводится к микроскопическому анализу хромосомного набора (кариотипа) и выявлению геномных и хромосомных мутаций. Основным подходом к решению этой задачи является кариотипирование, то есть определение числа и анализ структуры митотических хромосом с использованием метода дифференциальной окраски, позволяющего идентифицировать все хромосомы набора. Остальные методы хромосомного анализа дополняют кариотипирование и используются для решения специальных задач.
-
12.1.8.4. Основные принципы цитогенетического анализа
При кариотипировании следует руководствоваться критериями и правилами, принятыми в отечественной и международной клинической и пренатальной цитогенетике. Результатом цитогенетического анализа является цитогенетический диагноз в виде формулы с указанием числа хромосом, набора половых хромосом (и хромосомных аберраций, если они выявлены), который должен быть сформулирован в соответствии с рекомендациями Международной системы цитогенетической номенклатуры хромосом [40]. Цитогенетическую формулу необходимо сопровождать развернутым заключением, в котором интерпретируется цитогенетический диагноз, а также поясняются указанные в формуле особенности хромосомного набора. Программы контроля качества цитогенетических исследований в учреждениях медико-генетической службы включают состав и квалификацию персонала, оборудование и реактивы, а также ряд параметров, касающихся непосредственного выполнения хромосомного анализа [19]. С международной цитогенетической номенклатурой, основными правилами кариотипирования и стандартами цитогенетических исследований можно ознакомиться в публикациях [4, 7, 19, 26–29, 38–40] и на сайтах европейских обществ цитогенетиков.
12.1.9. Показания к проведению цитогенетического исследования и исследования методом FISH
Проведение цитогенетического обследования необходимо во всех случаях, когда состояние или заболевание пациента позволяет заподозрить хромосомную аномалию. Результаты цитогенетического анализа позволяют уточнить клинический диагноз в соответствии с МКБ-10. Показания к пренатальной диагностике ХБ представлены в главе 11.
Основные показания к проведению кариотипирования:
-
нарушения репродуктивной функции неясного генеза у мужчин и женщин:
-
привычное невынашивание (две и более неразвивающихся беременностей или спонтанных абортов в I триместре); учитывая высокую частоту (50–70%) хромосомных аномалий у спонтанных выкидышей ранних сроков, целесообразно проводить также цитогенетическое исследование постабортного материала;
-
бесплодие при исключении гинекологической патологии у женщин;
-
аномальная спермограмма у мужчин (олигоспермия и азооспермия);
-
нарушения полового развития (гипогонадизм, нарушения половой дифференцировки);
-
-
подозрение на хромосомную болезнь по клинической симптоматике.
Специальные показания к проведению цитогенетического анализа:
Показания к проведению метафазного и интерфазного FISH-тестирования:
12.1.10. Молекулярно-цитогенетические и молекулярные методы анализа хромосомных аномалий
В настоящее время все более широкое применение в цитогенетике находят методы, основанные на гибридизации хромосом с различными вариантами ДНК-зондов или количественном определении специфичных для каждой хромосомы маркерных последовательностей ДНК. Благодаря применению молекулярно-генетических методов все более условной становится грань между методами микроскопического анализа хромосом и исследованием их тонкой структуры с помощью молекулярных методов или комбинированного молекулярно-цитогенетического подхода (рис. 12-1). Данные подходы включают флюоресцентную гибридизацию in situ (FISH), сравнительную геномную гибридизацию на ДНК-микрочипах или матрицах (aCGH, мСГГ), МЛПА, количественную ПЦР в реальном времени, секвенирование нового поколения (NGS). Основные принципы применения указанных методов, рекомендованные Европейским обществом цитогенетиков [19, 44], изложены в главе 11.

Важно подчеркнуть, что FISH и молекулярные методы не исключают необходимость кариотипирования. В зависимости от клинического диагноза, указанного в направлении врача-генетика, цитогенетические и молекулярные методы могут применяться в различных сочетаниях и последовательности. Чаще при подозрении на хромосомную аномалию цитогенетический анализ (кариотипирование) является первичным. В других случаях исследование метафазных хромосом требуется для уточнения результата, полученного FISH или каким-либо другим молекулярным методом.
Например, для характеристики межклеточного мозаицизма (по результатам кариотипирования) наиболее подходящим методом является FISH с помощью ДНК-зонда к локусу конкретной хромосомы, что позволяет увеличить размер анализируемой выборки за счет интерфазных ядер. Интерфазная FISH с локус-специфичным зондом оказывается информативной для подтверждения некоторых известных синдромов, в том числе при необходимости исследования более одного типа ткани (например, синдром Паллистера–Киллиана, трисомия 8, который характеризуется выраженной межтканевой вариабельностью). Вместе с тем в отсутствие результатов анализа кариотипа, при интерпретации результатов интерфазных FISH необходимо проявлять осторожность, так как они могут ввести в заблуждение (например, при аномалиях der(21;21), перестройках половых хромосом). Метафазная FISH с цельнохромосомным или район-специфичным ДНК-зондом помогает идентифицировать хромосомную перестройку, вновь выявленную при кариотипировании или обследовании с помощью мСГГ, а также проверить наличие установленной ранее семейной аномалии. Если в качестве первичного используется метод мСГГ, то для описания хромосомного дисбаланса необходимым и зачастую достаточным оказывается цитогенетический анализ метафазных хромосом, то есть кариотипирование. В большинстве случаев результаты комплексного цитогеномного анализа используются для корректного описания формулы кариотипа в соответствии с правилами ISCN [40, 41].
Определение метода, наиболее адекватного для подтверждения клинического диагноза, с учетом показаний к применению и различной разрешающей способности методов анализа кариотипа и конкретных хромосомных аномалий - главная задача врача-генетика.
12.2. Генные болезни
Причиной генных (молекулярные, менделирующие, моногенные) болезней являются мутации - изменения в структуре ДНК самих генов или в их регуляторных областях, приводящие к нарушениям их функции (экспрессии) и, как следствие, к появлению аномальных продуктов генов (белков) или к полной блокаде их синтеза. Согласно данным Национального центра биотехнологической информации США (http://www.ncbi.nim.nih.gov/omim) на май 2021 г., в геноме человека уже известно 25 846 генов (общее число генов в геноме человека оценивается величиной 22–27 тыс.), из них 24 395 аутосомных генов, 1317 генов, локализованных на Х-хромосоме, 63 - на Y-хромосоме и 71 - в митохондриальных генах. К настоящему времени на хромосомах человека уже картировано свыше 14 тыс. генов и идентифицировано около 4400 генов, мутации которых ведут к различным генным болезням. Более половины из них клонированы, то есть выделены в чистом виде и детально охарактеризованы методами анализа ДНК. Для каждого из этих генов описаны многочисленные мутации [11], собственно, и являющиеся молекулярной основой генных болезней, многочисленные полиморфные сайты как внутригенной локализации, так и лежащие в непосредственной близости от самого гена. Наличие идентифицируемых мутаций, в особенности мажорных, то есть встречающихся особенно часто в определенных популяциях, и полиморфных сайтов, легко узнаваемых стандартными молекулярными методами анализа (полимеразная цепная реакция, эндонуклеазная рестрикция, электрофорез, блот-гибридизация и др. - см. раздел 12.2.5.1), открывает широкие возможности для ранней, в том числе и пренатальной, а также для досимптоматической диагностики таких заболеваний (см. раздел 12.2.4).
12.2.1. Типы наследования генных болезней
Генные болезни передаются по следующим типам наследования: аутосомно-доминантный, аутосомно-рецессивный и Х-сцепленный (преимущественно рецессивный) [42]. Последние, однако, нередко ведут себя как доминантные у особей мужского пола, где они оказываются в гемизиготном состоянии - наличие только одной копии мутантного гена на Х-хромосоме и отсутствие гомологичного аллеля на Y-хромосоме. То же самое относится и к немногочисленным генам Y-хромосомы - передача признака по мужской линии (голандрический тип наследования). Весьма многочисленная группа "митохондриальных" заболеваний наследуется исключительно по материнской линии, так как митохондрии передаются зародышу только через цитоплазму ооцита. Важнейшим и простым диагностическим методом определения типа наследования генных болезней является генеалогический метод, то есть исследование родословной [11]. Составление родословной пробанда (лица, обращающегося за медико-генетической консультацией), символы и принципы составления родословной приведены на рис. 12-2 и 112-3. Для болезней с аутосомно-доминантным типом наследования характерно проявление мутантного гена (то есть генная болезнь) в гетерозиготном состоянии [42]. Вероятность наследования аутосомно-доминантной генной болезни составляет 50%.


На рис. 12-4 представлена родословная семьи, отдельные представители которой страдают аутосомно-доминантным заболеванием - хореей Гентингтона. Мутации гена Гентингтона относятся к динамическому типу, а само заболевание - к группе болезней экспансии, молекулярные особенности которых рассмотрены ниже. Отметим только, что биохимическую основу многих доминантных мутаций составляет появление белков с новыми, несвойственными им функциями или потенцирование (усиление) уже существующих функций (gain-of-function). При аутосомно-рецессивном типе наследования генная болезнь прослеживается по родословной родственников больного по горизонтали, так как мутантный ген может проявить себя, только будучи в гомозиготном состоянии. Мальчики и девочки болеют одинаково часто, вероятность появления больного ребенка в семье фенотипически здоровых гетерозиготных носителей B/b (B - здоровый ген, а b - мутантный аллель) составляет 25% (рис. 12-5). На рис. 12-6 представлена родословная семьи высокого риска болезни Вильсона–Коновалова (гепатолентикулярная дегенерация). Из 10 братьев и сестер трое оказались больными. Точкой отмечены гетерозиготные носители патологического гена. Интересно, что в данной семье больные дети рождались и от брака больной (гомозиготы b/b) с ее дальним родственником (гетерозигота B/b), то есть в данном случае имел место родственный брак. Многие наиболее частые тяжелые генные болезни, такие как муковисцидоз, фенилкетонурия, поликистоз почек (рецессивная форма), адреногенитальный синдром и другие генные болезни, наследуются именно по такому типу. Их биохимическую основу, как правило, составляет полная или частичная утрата функции специфического мутантного белка (loss-of-function). Наследственные болезни, сцепленные с Х-хромосомой, при наличии доминантной мутации, прослеживаются в родословной по вертикали с материнской или отцовской линии. При наличии заболевания у отца болеть будут все его дочери, но не сыновья; если больна мать, то независимо от пола больными будут половина всех детей. При наличии рецессивных мутаций в Х-хромосоме женщины являются только носителями (кондукторами) патологического гена. Болеют только мальчики. Вероятность передачи заболевания составляет 50%.



На рис. 12-7 представлена родословная беременной М., двоюродный брат которой умер от миодистрофии Дюшенна; у первого сына также имеется манифестная форма миодистрофии Дюшенна, плоду мужского пола поставлен диагноз миодистрофии Дюшенна ДНК-методами, и беременность была прервана. Такой тип наследования характерен также для таких распространенных болезней, как гемофилии А и В и отчасти синдром ломкой Х-хромосомы. В последнем случае в связи с наличием "динамического" типа мутаций наследование носит более сложный характер и может проявляться не только у мальчиков, у которых оно протекает особенно тяжело, но и у девочек, у которых болезнь может быть выражена в разной степени, то есть имеет различную пенетрантность. В случае "митохондриальных" болезней (мутации в митохондриальных генах) передача потомству происходит только по материнской линии и не зависит от пола ребенка. Больной отец не является трансмиттером заболеваний, таких как атрофия зрительного нерва Лебера, митохондриальная энцефалопатия, миоклональная эпилепсия и многие другие. Варьирование доли нормальных и "мутантных" митохондрий в различных органах и тканях, в том числе в гонадах (так называемая гетероплазмия митохондриальных мутаций), приводит к значительной клинической вариабельности митохондриальных болезней и существенно затрудняет их прогноз для потомства.

12.2.2. Генетическая гетерогенность моногенных заболеваний
Хорошо известно, что клиническая картина (молекулярные, менделирующие, моногенные) болезней одного и того же наследственного заболевания может быть различной у разных больных с той же нозологической формой и даже у членов одной и той же семьи [7–9]. Как правило, в основе такой клинической гетерогенности лежит гетерогенность генетическая, причем последняя может быть обусловлена, по крайней мере, тремя различными факторами: различными мутациями одного и того же гена, мутациями разных генов и наличием генов-модификаторов.
12.2.2.1. Различные мутации одного гена
Наиболее обстоятельно этот вопрос изучен в отношении гена CFTR , мутации которого приводят к тяжелому наследственному заболеванию - муковисцидозу (OMIM 219700). Продукт гена CFTR - мембранный белок, регулирующий трансмембранный транспорт ионов хлора в эпителиальных клетках. Заболевание характеризуется нарушением функций всех экзокринных желез, в особенности легких, поджелудочной железы и кишечника. В настоящее время в гене CFTR идентифицировано более 1000 различных мутаций, для многих из которых подробно изучен повреждающий эффект. Согласно существующим данным, первичный повреждающий эффект мутаций в гене CFTR на молекулярном уровне может реализоваться в фенотипе в результате нарушения следующих основных процессов: полный блок синтеза белка за счет нонсенсмутаций (G542X), мутаций сдвига рамки считывания (3905insT), мутаций сплайсинга (621GT); нарушения процессинга (созревания) белка - гликозилирование, фосфорилирование (delF508, S549T, A559T, N1303K); нарушения функции самого белка CFTR (G551D; G551S, G1244E, S1255P, G1349D); ограничения трансмембранного переноса ионов хлора (R117H, R334W, R347P). В случае мутаций 1-го и 2-го типов, которые фактически приводят к отсутствию нормального белка CFTR в апикальной мембране эпителиальных клеток, тяжесть клинических проявлений заболевания особенно велика, причем всегда отмечается поражение поджелудочной железы. При мутациях 3-го и 4-го типов белковый продукт всегда достигает апикальной мембраны и в той или иной мере сохраняет способность к проводимости ионов хлора. У пациентов с этим типом мутаций клиническая картина, как правило, весьма разнообразна, и нередко отсутствуют признаки поражения поджелудочной железы. Последнее особенно характерно для всех мутаций, затрагивающих мембранную часть муковисцидозного белка. Поскольку муковисцидоз является аутосомно-рецессивным заболеванием, у пациентов, несущих в компаунде разные типы мутаций (1 и 3; 2 и 4 или прочие комбинации), как правило, наблюдается умеренная форма муковисцидоза без признаков поражения поджелудочной железы. Любопытно, что при определенных сочетаниях мутаций в гене CFTR основным, а зачастую единственным фенотипическим проявлением является нарушение сперматогенеза - синдром CBAVD (congenital bilateral absence of vas deference). При этом азооспермия у таких пациентов обычно сочетается с двусторонним недоразвитием семявыносящих протоков. Обычно у таких больных при молекулярном анализе обнаруживается какая-то серьезная мутация гена CFTR в сочетании со сравнительно слабыми полудоминантными мутациями с частичной пенетрантностью, такими как 5Т аллель политимидинового тракта 8-го интрона, М470V, R117H и др. Существующие представления о взаимосвязи генотипа и фенотипа при муковисцидозе получили развитие в обширном, обобщающем популяционном исследовании, проведенном во Франции. В 15 различных диагностических лабораториях в общей сложности проанализировано 7420 мутантных аллелей, при этом выявляемость мутаций составила 93,6%. Всего было зарегистрировано 310 различных мутаций гена CFTR . Из 800 больных с синдромом CBAVD у 47,6% пациентов зарегистрировано 153 различных мутации. Установлено, что у 87,7% больных с тяжелой формой муковисцидоза в геноме присутствуют либо две серьезные (тип 1 или 2) мутации, либо одна серьезная и одна средняя (типы 1/2/3). Для больных с CBAVD в 87,9% были характерны два варианта генотипов: сочетание одной серьезной и одной средней мутации либо серьезной и легкой (вариабельной) мутации (тип 4) и у остальных (12,1%) были две средних или сочетание средней и легкой (вариабельной).
Таким образом, клинические проявления мутаций гена CFTR могут быть весьма гетерогенны и существенно зависят от природы самой мутации, точнее от того, как она проявляется в белковом продукте и в какой мере влияет на его функциональную активность. Естественно, закономерности, выявленные в отношении гена CFTR , вполне справедливы и для всех других генов. Примеры такого варианта генетической гетерогенности хорошо известны для большинства наследственных болезней. Подробно они исследованы в отношении генов дистрофина (миодистрофия Дюшенна), фенилаланингидроксилазы (фенилкетонурия) и многих других. Так, мутации в одном и том же гене дистрофина, в зависимости от того, как они влияют на синтез этого присарколемного белка, могут либо приводить к тяжелым формам миодистрофии Дюшенна, либо к более мягким и вяло текущим формам миодистрофии Беккера. Известны, например, некоторые формы гемофилии А, характеризующиеся тяжелыми клиническими проявлениями в детском возрасте (геморрагический синдром и снижение содержания фактора IX свертывания крови в кровотоке до мутации в том же гене, вызывающие полную или частичную супрессию мутантного аллеля.
12.2.2.2. Мутации разных генов
Другим проявлением клинической гетерогенности, противоположной по конечному результату, рассмотренному выше, может быть появление тождественного или весьма близкого по клинической картине заболевания в случае поражения разных генов. Это означает, что один и тот же биохимический фенотип может быть результатом мутаций в разных генах. Так, болезнь Альцгеймера (старческое слабоумие), связанная с отложением специфического амилоидного белка в мозге, может быть результатом мутаций в гене амилоида (Ad) либо в так называемых пресинелиновых генах PS1 и PS2 .
Время манифестации заболевания и тяжесть его течения в значительной мере зависят от наличия или отсутствия у пациента аллеля ε4 гена АРОЕ . Талассемические синдромы вызываются различными мутациями в α- или β-глобиновых генах. Невральная амиотрофия Шарко–Мари–Тус вызывается мутациями четырех генов разных хромосом; синдром Элерса–Данлоса - мутациями по крайней мере 7 различных коллагеновых генов как аутосомной, так и Х-сцепленной локализации и т.д. В ряде случаев детальный клинический осмотр и лабораторные анализы позволяют уточнить, с каким именно геном связано заболевание. Однако зачастую дифференциальная диагностика возможна только на основании последовательного молекулярного анализа каждого из генов-кандидатов, что, безусловно, представляет достаточно трудоемкую задачу.
12.2.2.3. Влияние генов-модификаторов
При анализе генотип–фенотип необходимо учитывать не только прямой эффект первичной генной мутации на биохимические и клинические манифестации болезни, но и действие дополнительных генетических факторов, модифицирующих биохимические проявления мутантного аллеля. Косвенные или прямые свидетельства наличия генов-модификаторов имеются практически для всех моногенных болезней. Более того, в свете современной геномики оправдано утверждение некоторых авторов и о том, что как таковые моногенные болезни просто не существуют в силу того, что экспрессия любого гена и, соответственно, действие любого генного продукта зависит и находится во взаимодействии с другими генами и их продуктами. Именно от этих дополнительных модификаторов в значительной мере зависят такие решающие показатели генной активности, как широко известные в генетике понятия пенетрантности и экспрессивности. Влияние генов-модификаторов на тяжесть течения заболевания наиболее детально исследовано при муковисцидозе. В модельных экспериментах на мышах с искусственно полученной мутацией гена CFTR было установлено, что в зависимости от линии мышей тяжесть заболевания и, прежде всего, симптомы кишечной непроходимости у таких мышей существенно варьировали. Установлено также, что локус, определяющий эти различия, находится на 7-й хромосоме, которая соответствует длинному плечу хромосомы 19 у человека. По-видимому, именно в этом районе (19q13) и находится ген (гены), существенно модифицирующий проявление мутаций в гене CFTR . До настоящего времени этот ген не идентифицирован, хотя его активные поиски продолжаются [2].
Наши исследования свидетельствуют также о наличии четкой ассоциации некоторых аллелей генов DQA1 локуса HLA с тяжестью муковисцидоза и хронических респираторных заболеваний легких. Достаточно подробно изучена корреляция клинических проявлений муковисцидоза в зависимости от состояния генов системы детоксикации. Известно, что основные проявления муковисцидоза - тяжелые хронические обтурационные пневмонии, нередко приводящие к смерти. Гены детоксикации отвечают за синтез белков, метаболизирующих и выводящих из организма все ксенобиотики, промышленные и сельскохозяйственные токсичные вещества. Мутации генов детоксикации, как известно, нередко предрасполагают к различным заболеваниям легких: хроническому обтурационному бронхиту, раку легких, эмфиземе, бронхиальной астме и др. Логично было предполагать, что аллельные варианты генов детоксикации могут влиять и на клинические проявления мутаций в гене CFTR при муковисцидозе. Действительно, наши исследования показали, что больные со смешанной формой и тяжелым течением муковисцидоза достоверно чаще являются гомозиготами по так называемому "нулевому" аллелю гена глутатионтрансферазы М1 (GSTM1 0/0) - фермента фазы 2 детоксикации и достоверно чаще характеризуются наличием медленного аллеля S гена фазы 1 детоксикации - микросомальной эпоксидгидролазы (mEPXH ). Достоверное преобладание гомозигот S/S гена mEPXH наблюдается и у больных с хроническими респираторными заболеваниями. Учитывая достаточно четкую корреляцию легочной патологии с медленным аллелем гена mEPXH и нулевым аллелем гена GSTM1 , есть основание считать, что у больных с муковицидозом, имеющих такой генотип (mEPXH S/S и GSTM1 0/0), нарушения со стороны легких могут возникать особенно часто и протекать особенно неблагоприятно. Кажется вполне логичным уже на этом этапе наших знаний генотипировать всех больных с муковисцидозом не только на наличие мутаций в самом гене CFTR , но и на носительство неблагоприятных аллелей генов mEPXH (S/S) и GSTM1 (0/0) с целью более объективного прогноза течения заболевания и выработки более рациональной тактики лечения.
12.2.3. Принципы классификации генов наследственных болезней
К настоящему времени на хромосомах человека картировано свыше 14 тыс. генов. Мутации многих из них приводят к различным наследственным заболеваниям. Количество моногенных заболеваний, для которых известна локализация контролирующего гена, приближается к 2 тысячам за счет существования групп болезней, клинически сильно отличающихся друг от друга, но обусловленных мутациями в одном и том же гене. Более половины картированных генов клонированы и охарактеризованы методами молекулярного анализа. Для каждого из этих генов описаны мутантные варианты, причем количество идентифицированных аллелей в разных генах может колебаться от одного до нескольких сотен. Для ряда онкогенов и антионкогенов, а также для генов наиболее частых тяжелых моногенных болезней созданы специальные банки данных, многие из которых доступны в системе Интернет. Данные о спектрах мутаций индивидуальных генов имеют существенное значение как для прямой пренатальной диагностики соответствующих наследственных заболеваний, так и для понимания молекулярных основ их генетической гетерогенности. Особое значение имеет выяснение наиболее частых мажорных мутаций, типичных для каждого заболевания, так как, ориентируясь именно на такие мутации, подбирается оптимальный алгоритм ДНК-диагностики наследственных болезней. В этой связи уместно обратить внимание на особенности мутационных повреждений структурных генов. Как уже указывалось, несмотря на наличие общих закономерностей мутационных процессов, спектры мутационных повреждений каждого гена уникальны. Причины этой уникальности кроются в особенностях первичной структуры ДНК каждого гена.
Таковыми являются:
-
обогащенность гена CG-нуклеотидами, предрасполагающая к точечным мутациям типа трансцизии (замены) цитозина на тимин в процессе метилирования–деметилирования ДНК;
-
присутствие внутри гена ДНК-последовательностей, гомологичных внегенным участкам, что может приводить к нарушениям процессов рекомбинации в мейозе и т.д.;
-
инсерции мобильных элементов генома (Alu последовательности, Line, Sine);
-
динамические мутации, связанные с механизмом экспоненциального роста числа смысловых (транскрибируемых) или нетранскрибируемых триплетных повторов.
Как известно, классификации моногенных наследственных болезней обычно строятся, исходя из типов их наследования или из клинических характеристик, то есть по органно-системному принципу [9, 10]. Однако классификация по клиническим параметрам далеко не всегда может быть проведена однозначно. Во-первых, большое число моногенных наследственных заболеваний имеет синдромальный характер, и зачастую не удается выделить группу ведущих клинических симптомов. Во-вторых, многие болезни отличаются высоким уровнем фенотипической гетерогенности, связанной со спецификой мутационных повреждений, плейотропным (множественным) проявлением действия генов, с особенностями аллельных вариантов генов-модификаторов, различиями окружающих условий и/или в генетическом фоне. Кроме того, многие болезни, вызванные мутациями в разных генах, могут протекать сходным образом. Именно поэтому трудно провести дифференциальную диагностику подобных заболеваний, основываясь только на клинических симптомах. Более объективная классификация моногенных наследственных болезней может быть создана на основании данных о первичном биохимическом дефекте, связанном с мутациями. Ранее нами была уже предпринята попытка классификации моногенных заболеваний, исходя из первичного дефекта продукта гена [13]. Однако в последние годы появились многочисленные данные о новых генах и новых моногенных болезнях. При этом для многих из них дефектный белковый продукт еще не идентифицирован, а в других случаях сведения о таком продукте не раскрывают сути молекулярного патогенеза наследственного заболевания.
Исходя из особенностей мутационных спектров и методов ДНК-диагностики, достаточно условно наследственные болезни можно подразделить на следующие основные группы:
-
болезни, вызванные точечными мутациями, достаточно равномерно распределенными по всей первичной последовательности гена;
-
болезни, имеющие характерные мажорные мутации, принципиально важные для ДНК-диагностики;
-
болезни, обусловленные преимущественно протяженными делециями;
-
болезни, связанные с конверсией генов и наличием псевдогенов;
-
болезни экспансии, в основе которых лежат динамические мутации.
При этом следует учитывать, что мутационные спектры всех изученных генов включают практически все основные типы генных мутаций, однакопреобладающим и, соответственно, диагностически значимым является преимущественно только один тип мутаций.
12.2.4. Моногенные болезни с преимущественно точечными мутациями
Патологические варианты на уровне замен нуклеотидов, делеций, дупликаций, инсерций одного или нескольких нуклеотидов - наиболее обширная группа мутационных повреждений, широко представленная практически во всех изученных генах наследственных болезней. Анализ мутационных спектров показывает определенную специфичность, а во многих случаях и уникальность расположения таких точечных мутаций по длине гена. В некоторых случаях они довольно равномерно распределены по всей первичной последовательности гена, в других - обнаруживают определенную кластерность, то есть группируются преимущественно в одном или нескольких экзонах. При этом отдельные варианты нередко становятся доминирующими по частоте, приобретая особенное диагностическое значение. К заболеваниям первой группы можно отнести гемофилии А и В, семейный рак молочной железы и яичников, врожденный поликистоз почек, Х-сцепленную гидроцефалию, синдром Смит–Лемли–Опитца, синдром Альпорта. Для молекулярной диагностики этих болезней применяют любые ДНК-методы детекции неизвестных мутаций. Чаще других используется комбинация методов типа SSCP-анализ отдельных экзонов с последующим прямым секвенированием фрагментов ДНК, подозрительных на наличие мутаций. Типичными моногенными болезнями второй группы являются фенилкетонурия, муковисцидоз, ахондроплазия, рецессивная форма глухоты, болезнь Ретта. Проблемы и оптимальные алгоритмы диагностики этих и других моногенных заболеваний подробно изложены в соответствующих сводках, обзорах и монографиях [5, 6, 11–13]. Кратко рассмотрим наиболее типичные из них, диагностируемые в России, а также некоторые новые заболевания, информация о мутационных спектрах которых появилась в последнее время.
12.2.4.1. Болезни без выраженных мажорных мутаций
Гемофилия А (ОMIM 306700) - сцепленное с полом заболевание, вызванное мутациями в гене фактора VIII свертывания крови. Ген F8C - один из наиболее крупных генов человека; содержит 26 экзонов размером от 69 до 3106 нуклеотидов. В необычно протяженном (32,4 тыс. п.о.) интроне 22 гена F8C локализовано еще два других структурных гена неизвестной функции - F8А и F8В , которые экспрессируются во всех тканях. Половина всех больных с гемофилией A не имеют фактора VIII, 5% - имеют нормальное количество нефункционирующего белка. В остальных случаях активность белка сохранена, но его количество резко снижено. Изолированные случаи гемофилии A составляют 30%, семейные варианты - 70%. Показано, что мутации в гене F8C возникают в сперматогенезе в 3–5 раз чаще, чем в оогенезе. Это означает, что в 80–86% спорадических случаев матери являются носителями мутаций, возникших в зародышевых клетках их отцов. Около 14% матерей, не являющихся носителями мутации, могут быть соматическими или гонадными мозаиками. Вероятность повторного рождения больного ребенка у них также повышена. Подавляющее большинство мутаций, приводящих к гемофилии А, являются точечными. Почти 35% из них локализованы в CpG-динуклеотидах, причем свыше 90% представляют собой C-T- или G-A-трансцизии. Характерным для этих мутаций гена F8C является практически полное отсутствие "горячих" точек: каждая семья высокого риска по гемофилии А имеет свою собственную мутацию. Исключение составляют только протяженные инверсии интрона 22, захватывающие экзоны 1–22 и полностью блокирующие функцию гена. Такие инверсии регистрируются почти у 45% семей с тяжелой формой гемофилии А. Причиной инверсий в этой области гена является гомологичная рекомбинация между идентичными последовательностями гена F8А , расположенного в интроне 22 гена F8C , и другими копиями этого же гена, находящимися на расстоянии 500 тыс. п.о. от 5’-конца гена F8С . Доля других патологических вариантов, идентифицированных у больных гемофилией А (делеции, дупликации, инверсии), не превышает 15%. Любопытно отметить, что известны случаи, когда болезнь была следствием инсерционного мутагенеза, вызванного включением в структуру гена F8C протяженных транспозоноподобных элементов типа LINE. Для молекулярной диагностики гемофилии А обычно используют косвенные методы. С помощью ПЦР анализируют полиморфные динуклеотидные СА-повторы экзона 13, Hind III полиморфизм в интроне 19, HbaI полиморфизм в интроне 22 и внегенный полиморфизм локуса DXS52 (St14/ TaqI). Прямая диагностика протяженных инверсий в гене F8 осуществляется методом саузерн-блота, с рестрикцией геномной ДНК эндонуклеазами Bcl1, Dra1, Nco1 и последующей гибридизацией с ДНК-зондом р482.6.
Гемофилия B (OMIM 306900) - сцепленное с полом заболевание, вызванное наследственным дефектом фактора IX - важного компонента средней фазы внутреннего каскада свертывания крови. Белок (фактор IX) относится к гликопротеинам, состоит из 415 аминокислотных остатков, объединенных в 8 доменов, и синтезируется в виде молекулы-предшественника клетками печени. Его роль в свертывании крови связана с активацией фактора X посредством взаимодействий с ионами кальция, фосфолипидами мембраны и фактором VIII. Ген характеризуется сравнительно небольшими размерами (около 34000 п.о.), кодирует мРНК размером 1383 п.о. Ген клонирован и полностью секвенирован. Для гена F9 характерна высокая частота спонтанных мутаций - 4,1 × 106 за поколение. Так же как и при гемофилии A, мутации значительно чаще возникают в сперматогенезе, чем в оогенезе. К 1994 г. в гене F9 идентифицировано около 400 патологических вариантов. Подавляющее большинство из них - замены нуклеотидов, приводящие к заменам аминокислот или к образованию стоп-кодонов. Характерно практически полное отсутствие выраженных мажорных мутаций и доминирующих областей повышенной частоты мутирования. Показано также, что частота G-A- или C-T-транзиций в CpG-cайтах в 24 раза выше, чем в других местах гена F9 . В 40% случаев при тяжелых, ингибиторных формах гемофилии у пациентов обнаруживаются делеции различной протяженности. В одном случае заболевание гемофилией В произошло в результате инсерции в экзон 5 гена F9 Alu-элемента. Описано 13 точечных мутаций в промоторной области гена F9 . Интересно, что одна из мутаций в промоторной области, характеризующаяся тяжелыми клиническими проявлениями заболевания в детском возрасте, приводит к существенному улучшению многих клинических показателей при наступлении половозрелости. ДНК-диагностика гемофилии В проводится как косвенными, так и прямыми методами.
Косвенная диагностика основана на анализе методом ПЦР внутригенных полиморфных сайтов: Taq1 (в положении 11109–11113); инсерционного полиморфизма в интроне А (рестриктазы Hinf1 и Dde1); Taq1 в интроне F в положении 72. Метод ПДРФ-анализа информативен примерно у 60–70% семей с гемофилией В.
Прямая диагностика гемофилии В включает амплификацию геномных фрагментов гена F9 с последующей детекцией изменений в последовательностях ПЦР-продуктов методом (mismatch detection) обнаружения ошибок и прямое секвенирование фрагментов для определения точной молекулярной природы мутаций.
Семейный рак молочной железы и рак яичников. Рак молочной железы (РМЖ) диагностируется чуть ли не у каждой 10-й женщины Европы! Приблизительно 5–8% всех случаев РМЖ являются наследственными, и около 10% всех диагностированных РМЖ обнаруживает семейный характер наследования. Картированы и идентифицированы два гена-онкосупрессора BRCA-1 (OMIM 113705) (локус 17q) и BRCA-2 (OMIM 6001850) (13q), мутации в которых и являются причиной семейного РМЖ и яичников. Популяционная частота мутаций в гене BRCA-1 составляет 1 на 800 женщин, причем 85% таких женщин в возрасте до 70 лет имеют РМЖ. Большие размеры гена BRCA-1 значительно затрудняют поиск мутаций в его кодирующих частях. Ген состоит из 24 экзонов, его белковый продукт имеет 1683 аминокислоты. Ген BRCA-2 имеет 27 экзонов, а его белок - 3418 аминокислотных остатков. Сложность ДНК-диагностики заключается в том, что практически каждая семья высокого риска имеет свою собственную мутацию, что делает затруднительным скрининг мутаций в этих генах на популяционном уровне. В настоящее время в гене BRCA-1 уже обнаружено более 300 различных мутаций и примерно 150 мутаций найдено в гене BRCA-2 . Cпектры мутационных повреждений этих генов различны в разных популяциях. Так, только у евреев ашкенази (большинство евреев Европы и Северной Америки) были обнаружены две мажорные (доминирующие по частоте) мутации: делеция двух нуклеотидов в экзоне 2 в гене BRCA-1 (185delAG) и делеция одного нуклеотида 6174delT в гене BRCA-2 . По крайней мере 16% женщин ашкенази с РМЖ и 39% таких женщин с РМЖ и раком яичников в возрасте до 50 лет имеют эту мутацию, что делает оправданным ее генетический скрининг в этой этнической группе. Примерно 8% еврейских женщин в возрасте до 40 лет обнаруживают также мутацию 6174delT в гене BRCA-2 . Среди женщин Великобритании с ранним РМЖ (до 35 лет) только у 3% найдены мутации BRCA-1 , и еще в меньшей доле случаев (1%) - мутации в гене BRCA-2 . Комбинированный скрининг мутаций 185delAG (BRCA-1 ) и 6174delT (BRCA-2 ) в сочетании с прямым секвенированием или с новым методом детекции мутации по аномальному белковому продукту гена (proteintruncationtest) резко увеличивают возможности предиктивного тестирования РМЖ. Уже предлагается тест прямого секвенирования всех кодирующих последовательностей BRCA-1 и BRCA-2 в течение нескольких недель. Весьма перспективным для этих целей представляется использование и метода чипов, позволяющего оперативно, в течение нескольких минут, провести тестирование всех известных мутаций этих генов.
Множественные эндокринные неоплазии тип 1 (МЭНТ1) (OMIM 131100) - аутосомно-доминантный семейный рак, характеризуется гиперплазией паратиреоидных желез в сочетании с различными нейроэндокринными опухолями, включая аденомы гипофиза, опухоли островков поджелудочной железы, и эндокринных клеток двенадцатиперстной кишки. Опухоли коры надпочечников, липомы, эпендиомы и адренокортикоидные опухоли часто ассоциированы с множественными эндокринными неоплазиями типа 1. Ген MEN1 , мутации в котором ответственны за возникновение МЭНТ1, является геном-супрессором и картирован на коротком плече 11-й хромосомы (11р13). Его белковый продукт состоит из 610 аминокислотных остатков и преимущественно локализуется в ядрах клеток различных тканей. К настоящему времени в гене идентифицировано более 100 различных мутаций. Мутации довольно равномерно распределены в кодирующих последовательностях гена. Их следствием является аберрантный белковый продукт, неспособный выполнять опухолево-супрессивные функции. Большинство семей высокого риска МЭНТ1 имеют свой уникальный вариант мутации в гене MEN1 . Так же как и в случае других раков, точный диагноз и активное выявление субъектов высокого риска заболевания возможны только после точной идентификации природы мутации в гене MEN1 . Разработка метода чипов, метода детекции мутаций по аберрантному белковому продукту и, наконец, прямое секвенирование кДНК (кодирующей белок части гена) являются эффективными способами идентификации природы патологических вариантов гена MEN1 в таких семьях.
Аутосомно-доминантный поликистоз почек (OMIM 173900) - одно из наиболее частых моногенных заболеваний (частота 1 на 1000). Заболевание развивается к 60 годам. К этому возрасту 50% пациентов обнаруживает выраженный поликистоз почек, быстро прогрессирующую почечную недостаточность, единственным лечением которой является трансплантация почек. Кисты возникают не только в почках, но и в других паренхиматозных органах (печень, поджелудочная железа). Подавляющее большинство случаев (87%) связано с мутациями в гене PKD1 (16р13.3), который кодирует связанный с мембраной белок - гликопротеин - полицистин 1. Мутации (нонсенс, мелкие делеции, инсерции) равномерно распределены по всей кодирующей части гена. В каждой семье высокого риска обычно определяется своя мутация. Примерно 13% врожденного поликистоза связано с геном PKD2 (4q21–22), белок полицистин 2. Полицистин 2 функционально и пространственно тесно связан с полицистином 1, образуя рецепторно-мембранный комплекс, регулирующий клеточную адгезию и транспорт ионов Са2+ . При мутациях в гене PKD2 заболевание протекает более благоприятно: почечная недостаточность развивается только к 65–70 годам.
Синдром Смита–Лемли–Опитца (OMIM 270400) - аутосомно-рецессивное заболевание (частота 1 на 15–40 тыс.), связанное с нарушением синтеза холестерина. Этот синдром характеризуется следующими признаками: лицевой дисморфизм, задержка умственного развития, микроцефалия, волчья пасть, синдактилия, нарушения дифференцировки пола. Первичный биохимический эффект - нарушение синтеза холестерина из дегидрохолестерина вследствие мутаций в гене DHCR , контролирующем синтез фермента 7-стероредуктазы. Дефицит холестерина в эмбриогенезе ведет к нарушению целостности мембран и дефициту стероидных гормонов, что, в конечном счете, и объясняет основные нарушения морфогенеза. Ген DHCR (11q13) имеет 14 тыс. п.о., состоит из 8 экзонов и 7 интронов. Из 73 различных мутаций, известных в этом гене, 65 - это миссенс-мутации, преимущественно кластерированные в 3 доменах белка. Частота мутаций варьирует в разных популяциях, причем в некоторых из них (Великобритания, Польша) выявлены мажорные мутации.
Синдром Альпорта Х-сцепленная форма (OMIM 301050) - генетически гетерогенное заболевание. Х-сцепленная рецессивная форма составляет до 95% случаев. Заболевание характеризуется прогрессирующей патологией гломерулярного аппарата почек. Нарушение структуры базальной мембраны клубочков при данной патологии сочетается с нарушениями слуха и зрения. Возникновение Х-сцепленной рецессивной формы синдрома Альпорта связывают с мутациями в гене COL4A5, который кодирует альфа-5 цепь коллагена, картирован на Х-хромосоме (Xq22) и состоит из 51 экзона. В настоящий момент известно более 250 мутаций, которые равномерно распределены по всему гену.
Семейный аденоматозно-полипозный рак толстого кишечника (OMIM 175100) - аутосомно-доминантное заболевание с высоким (до 90%) уровнем пенетрантности, его частота в европейских странах составляет около 1 на 15 тыс. Данная патология характеризуется появлением уже в детском возрасте от 100 до 1000 аденоматозных узлов (полипов) в ободочном отделе толстой и прямой кишки. В возрасте до 50 лет почти в 10% случаев происходит озлокачествление полипов. Причиной семейного аденоматозно-полипозного рака толстого кишечника являются мутации в гене-супрессоре опухолевого роста АРС (5q21–22). Ген АРС клонирован и определена его нуклеотидная последовательность. Мутации этого гена достаточно разнообразны и включают точечные мутации, делеции и инсерции. Идентификация мутаций в гене АРС означает не только однозначное подтверждение диагноза у пациента, но и возможность выявления среди детей и родственников больного лиц высокого риска САП. В настоящее время в этом гене уже идентифицировано более 300 различных мутаций, из которых большая часть (около 60%) находится в экзоне 15. Амплификация этого экзона, дополненная эффективными современными методами детекции мутаций, позволяет с высокой эффективностью обнаружить мутацию и в дальнейшем использовать ее в качестве маркера при обследовании близких родственников пациента. Дети, у которых обнаружена мутация гена АРС , могут быть включены в программу регулярной колоноскопии, а дети без мутации могут быть полностью исключены из дальнейшего обследования. Снятие комплекса психической неопределенности - одно из решающих преимуществ досимптоматического тестирования при САП. Любопытно, что у евреев ашкенази 6–7% всех мутаций гена АРС приходится на мутацию I130K, что делает оправданным скрининг данной мутации у представителей этой этнической группы.
12.2.4.2. Болезни с мажорными мутациями
Моногенных болезней с наличием четко определяемых, доминирующих по частоте мажорных мутаций, важных для ДНК-диагностики, сравнительно немного. Наиболее типичные среди них - муковисцидоз, фенилкетонурия, ахондроплазия, рецессивная форма глухоты, болезнь Ретта.
Муковисцидоз (МВ), или кистозный фиброз поджелудочной железы (OMIM 219700), - самое распространенное моногенное наследственное заболевание у представителей белой расы. Белковый продукт гена - трансмембранный регуляторный белок муковисцидоза (cystic fibrosis transmembrane regulator, CFTR) является хлорным каналом в апикальных мембранах эпителиальных клеток, через который осуществляется активный транспорт ионов хлора. К началу 2001 г. в гене CFTR идентифицированы более 900 точечных мутаций, несколько делеций и дупликаций. Наиболее распространенной для больных МВ Западной Европы и Северной Америки является мутация delF508, приводящая к отсутствию фенилаланина в 508-м положении белка CFTR . В этих странах частота delF508 находится в пределах 70–85%. В Европе частота мутации обнаруживает определенный градиент распространения с севера на юг и с запада на восток, достигая 85% в Дании, она уменьшается до 50% в Италии и до 20–30% в Турции. В европейской части России она составляет около 50–59% всех мутантных (CF) хромосом. У евреев ашкенази доминирующей по частоте является мутация W1282X (33%). В 1998 г. была обнаружена, подвергнута детальному популяционному анализу и в 2000 г. описана новая мутация, мажорная для славянских народов Европы [37]. Мутация - СFdel21kb - представляет собой протяженную делецию 21 тыс. п.о. с потерей 2-го и 3-го экзонов гена CFTR . Ее частота в России среди больных муковисцидозом находится в пределах 3–4%. В настоящее время в России доступны идентификации по наличию известных мутаций около 65–70% хромосом больных муковисцидозом. Согласно нашим данным, частота мажорных (диагностически значимых) мутаций у МВ пациентов России следующая: delF508 - 50%, CFTRdel21kb - 4%, 394delTT - 2%, 2143delT - 4%, 2184insA - 3%, W1282X - 2% G542X - 2%, N1303K - 2%, 3737delA - 4%, и молекулярная диагностика муковисцидоза прямыми методами возможна примерно в 55–60% семей высокого риска МВ. Нами разработан метод мультиплексного ПЦР-анализа, позволяющий в одной реакции идентифицировать такие мажорные мутации, как delF508, CFTR del21kb, 2184insA, 2143delT, 394delTT и, помимо этого, еще 11 ранее описанных мутаций [2]. В случае непрямой диагностики используются полиморфные сайты локусов ДНК, расположенные в непосредственной близости (IRP, D7S8, D7S23, MET) или внутри самого гена CFTR - мини-сателлитные последовательности в интронах 6, 8, 17b гена CFTR .
Фенилкетонурия (ФКУ) (OMIM 261600) - одно из наиболее частых аутосомно-рецессивных заболеваний, обусловленных наследственным дефектом фенилаланингидроксилазы, приводящим при отсутствии своевременной терапии к тяжелой умственной отсталости. В России частота заболевания колеблется в пределах 1:8000–10 000 новорожденных. Гидроксилирование фенилаланина является достаточно сложным процессом, в котором участвуют, по крайней мере, три фермента. Фенилаланингидроксилаза (РАН), гомополимерный фермент, состоящий из субъединиц с молекулярной массой 52 кДа, продуцируется клетками печени и регулирует превращение L-фенилаланина в L-тирозин. Его дефицит приводит к накоплению фенилаланина в сыворотке крови. Гиперфенилаланинемия может возникать также при дефиците дигидроптеридинредуктазы и при дефектах синтеза биоптерина. Однако эти заболевания, хотя и сопровождаются снижением активности РАН, значительно отличаются от классической ФКУ и не корригируются диетой, лишенной фенилаланина. Ген PAH был идентифицирован в 1985 г. на длинном плече 12-й хромосомы в области q22–24.1. Он транскрибируется в гепатоцитах с образованием мРНК размером 2,4 кb. К настоящему времени выявлено более 500 различных мутаций в гене PAH (http://www.pahdb.mcgill.ca/cgi-bin/pahdb/mutation_statistics-1.cgi). Наиболее распространенным типом мутаций являются однонуклеотидные замены - миссенс-мутации (60%), второе место по частоте занимают различные делеции (13,5%), кроме них в гене PAH встречаются мутации в сайтах сплайсинга (11%), нонсенс-мутации (5%), а также инсерции (1,5%) и нуклеотидные замены, не приводящие к замене аминокислоты (5,5%). Крупных структурных перестроек в гене PAH выявлено не было. Отмечен неравномерный характер внутригенной локализации мутаций. Так, наибольшее число миссенс-мутаций встречается в центральной части гена: в экзоне 7, кодирующим участок связывания белка с кофактором, где расположено 5 CpG-дуплетов, а также в экзонах 9 и 12. Преимущественный район локализации делеций - экзоны 1, 2 и 3 [6, 11]. Наиболее частой мутацией в гене PAH является мутация R408W, которая, по нашим данным, встречается с частотой 54%. В медицинской практике используется как прямая диагностика мутаций в гене PAH , так и косвенная - с использованием различных полиморфных маркеров. При анализе семьи, в которой отсутствуют легко идентифицируемые прямыми методами мутации, молекулярная (пренатальная) диагностика может быть проведена с помощью внутригенных полиморфных сайтов рестрикции или тетра- (STR) и 30 (VNTR) нуклеотидных повторов. Особенно удобным оказалось использование для косвенной диагностики STR и VNTR повторов, так как каждый из них включает большое количество аллельных вариантов, что позволяет повысить процент семей, информативных для пренатальной диагностики ФКУ.
12.2.4.3. Болезни с преимущественно структурными мутациями генов
Миодистрофия Дюшенна–Беккера (OMIM 310200) - сцепленная с полом мышечная дистрофия. Частота заболевания составляет 1 на 3500–5000 новорожденных мальчиков. Выделяют две клинические формы заболевания: тяжелую - миодистрофию Дюшенна (МДД) и гораздо более мягкую - миодистрофию Беккера (МДБ). Ген миодистрофии Дюшенна–Беккера - самый крупный из известных генов человека, картирован на коротком плече Х-хромосомы в области Хр21. Ген МДД/Б кодирует белок дистрофин, входящий в состав сарколеммы мышечного волокна. При МДД дистрофин либо полностью отсутствует, либо деградирует вскоре после синтеза. При МДБ, как правило, дистрофин присутствует, хотя и в измененном, чаще всего укороченном варианте. В 60% случаев в гене дистрофина у больных мальчиков обнаруживаются протяженные делеции, захватывающие от одного до нескольких соседних экзонов. Делеции обычно локализованы в двух "горячих" районах - в области 5’-конца гена (экзоны 6–19) и в 3’-конце (экзоны 40–53). При этом 30% делеций встречается в проксимальной части гена и 70% - в дистальной [6, 13]. В оставшихся 40% случаев у пациентов с МДД обнаруживают дупликации (10%) и точечные мутации (30%). Разработаны эффективные методы диагностики делеций в гене дистрофина, основанные на мультиплексной ПЦР. Одновременное тестирование 18 экзонов промоторной части гена позволяет выявить до 98% всех крупных делеций гена. При отсутствии идентифицируемой делеции применяют косвенный метод ДНК-диагностики с использованием внутригенных полиморфных сайтов pERT87-8/Taq1, pERT87-15/BamH1, 124/Pst1, 16intron/Taq1 и аллельных вариантов динуклеотидных СА-повторов в интронах 49 и 50-STR-49, STR-50, однако при этом точность диагностики снижается с 99 до 94%. На основе собственных данных нами разработан оптимальный алгоритм ПД миодистрофии Дюшенна (рис. 12-8).

Относительно новый метод МЛПА позволяет проводить детекцию делеций и дупликаций в гене дистрофина одновременно в 79 экзонах и в промоторной области. Выявление точечных мутаций в гене дистрофина является сложной задачей, так как подразумевает секвенирование протяженных участков гена.
Адреногенитальный синдром (врожденная дисфункция коры надпочечников - ВДКН) (OMIM 201910) связан с нарушениями секреции кортикостероидов вследствие врожденного дефекта ферментов, ответственных за их биосинтез. В 95% случаев ВДКН является результатом дефицита фермента 21-гидроксилазы (цитохром Р-450с21). По своим клиническим проявлениям данное заболевание весьма разнообразно. Известны две классические формы ВДКН: сольтеряющая (СТФ) и простая вирильная (ПФ), и одна неклассическая форма (НФ). Частота "классических" форм составляет 1:10 тыс. новорожденных, "неклассической" - около 1% в популяции. Наиболее тяжелой является сольтеряющая форма, которая проявляется в нарушениях солевого обмена, гипонатриемией и гиперкалиемией, что, в свою очередь, обусловлено нарушением способности почек к реабсорбции ионов натрия. В основе этого лежит полная утрата ферментативной активности 21-гидроксилазы, что, при отсутствии адекватного лечения, может приводить к летальному исходу. При простой вирильной форме в организме не синтезируется достаточное количество кортизола. При этом накопившиеся предшественники кортизола: 17-гидроксипрогестерон, прегненолон, 17-гидроксипрегненолон и прогестерон в сетчатом слое коры надпочечников конвертируются в надпочечниковые андрогены, поэтому ПФ характеризуется прогрессирующей вирилизацией и ускоренным соматическим развитием. Пониженная концентрация кортизола в крови стимулирует синтез кортиколиберина гипоталамусом, что, в свою очередь, ведет к повышенной секреции АКТГ и, как следствие, к гиперплазии коры надпочечников. Третья, неклассическая форма, наиболее легкая по сравнению с остальными, проявляется, главным образом, в подростковом возрасте, в период полового созревания. У пациентов наряду с различными клиническими проявлениями наблюдается умеренное повышение в сыворотке крови уровня 17-гидроксипрогестерона. Нарушения в работе фермента 21-гидроксилазы возникают в результате различных патологических повреждений в гене CYP21А2 , кодирующем данный фермент. Ген 21-гидроксилазы картирован на коротком плече хромосомы 6 (участок 6р21.3).
Сложность молекулярной диагностики при ВДКН заключается в том, что в данном локусе на самом деле находится не один, а два тандемно расположенных гена - функционально активный ген CYP21А2 и его неактивная копия (псевдоген) - СУР21А1Р . Последний неактивен из-за присутствия в его последовательности нескольких "тяжелых" патологических вариантов (делеция в 3-м экзоне, инсерция со сдвигом рамки считывания в 7-м экзоне и нонсенсмутация - в 8-м экзоне). Наличие рядом с кодирующим геном гомологичной ДНК-последовательности псевдогена зачастую ведет к нарушениям спаривания хромосом в мейозе и, как следствие этого, к конверсии генов (перемещение фрагмента активного гена на псевдоген), либо к делеции части смыслового гена. Делеция гена наряду с нарушением сплайсинга во 2-м интроне являются наиболее частыми патологическими вариантами в гене CYP21А2 , особенно при сольтеряющей и простой вирильной формах ВДКН. Многими зарубежными и отечественными авторами показано, что для каждой клинической формы ВДКН характерен свой спектр диагностически значимых вариантов (табл. 12-1).
dbSNP | GRch38.p12 | Белок | Остаточная активность фермента, %* | Форма ВДКН |
---|---|---|---|---|
rs9378251 |
chr6:32038514 |
Pro31Leu |
30–60 |
НФ |
rs6467 |
chr6:32039081 |
Нарушения сплайсинга |
<2 |
СТФ/ПФ |
rs387906510 |
chr6:32039133–32039140 |
Gly111fs |
0 |
СТФ |
rs6475 |
chr6: 32039426 |
Ile173Asn |
3–7 |
ПФ |
rs1554299737 |
chr6: 32039807 |
Ile237Asn |
0 |
СТФ |
rs12530380 |
chr6:32039810 |
Val238Glu |
||
rs6476 |
chr6: 32039816 |
Met240Lys |
||
rs6471 |
chr6:32040110 |
Val282Leu |
20–50 |
НФ |
rs267606756 |
chr6:32040182 |
Leu308fs |
0 |
СТФ |
rs7755898 |
chr6:32040421 |
Gln319* |
0 |
СТФ |
rs7769409 |
chr6: 32040535 |
Arg357Trp |
2 |
СТФ/ПФ |
rs6445 |
chr6: 3204100 |
Pro454Ser |
20–50 |
НФ |
Примечание : ВДКН - врожденная дисфункция коры надпочечников; НФ - неклассическая форма врожденной гипертрофии коры надпочечников (ВГКН); ПФ - простая вирильная форма ВГКН; СТФ - сольтеряющая форма ВГКН.
*По A. Rodríguez [43].
На сегодняшний день в мире описано более 200 мутаций в гене CYP21A2 . Конколино и Костелла выделили 233 патогенных вариантов, приводящих к заболеванию [36]. Однако существует ряд наиболее часто встречающихся патогенных вариантов, которые представляют около 75% всех аллелей при ВДКН (см. табл. 12-1). Кроме того, известно, что патогенные варианты в экзоне 6 гена CYP21A2 : Ile237Asn, Val238Glu и Met240Lys наследуются обычно кластером [30].
Оптимальной схемой обследования пациентов с ВДКН является следующая: на первом этапе проводится выделение гена методом применения генспецифичных олигонуклеотидов. На втором - детектируются варианты, встречающиеся с наибольшей частотой в конкретной популяции. Необходимо также проводить исследование гена на возможность наличия сопутствующих делеционно-дупликационных событий, возникающих в результате рекомбинации. Такой алгоритм применим и при проведении пренатальной диагностики в семьях высокого риска ВДКН. Важно отметить, что исследование ДНК плода не должно ограничиваться детекцией только тех мутаций, которые были идентифицированы у родителей пробанда. Необходимо иметь представление о гене целиком, чтобы по возможности исключить возникновение мутаций de novo . В заключение следует отметить, что пренатальная диагностика ВДКН возможна и биохимическим методом, путем анализа уровня 17-гидроксипрогестерона в амниотической жидкости или в сыворотке крови плода. Этот метод имеет ряд ограничений, основным из которых является отсутствие стандартизированных норм уровня 17-гидроксипрогестерона в околоплодной жидкости и сыворотке крови плода на разных сроках развития. Более того, в случае стертых форм заболевания, а также и при тяжелых формах этот показатель не полностью отражает реальную картину заболевания.
Спинальная мышечная атрофия (СМА) - аутосомно-рецессивное заболевание, характеризуется поражением моторных нейронов передних рогов спинного мозга, в результате чего развиваются симметричные параличи конечностей и мышц туловища. Это второе после муковисцидоза наиболее частое летальное моногенное заболевание. В европейских популяциях данная патология встречается с частотой 1 на 6–10 тыс. новорожденных. По тяжести клинических проявлений СМА подразделяют на три типа: тип I - острая форма (болезнь Верднига–Гоффмана) (OMIM 253300), проявляется в первые 6 мес жизни и приводит к смерти уже в первые два года жизни; тип II - средняя (промежуточная) форма (OMIM 253400) с летальным исходом после 2 лет; тип III - хроническая форма (болезнь Кугельберга–Веландера) (OMIM 253550) с проявлением первых симптомов прогрессирующей слабости после 1,5 лет. Все формы заболевания представляют собой мутантные варианты одного гена - SMN1 (survival motor neurons) (5q13), размером всего 20 тыс. п.о. Ген SMN1 состоит из 8 экзонов, его мРНК содержит 1700 п.о. и кодирует белок, состоящий из 294 аминокислотных остатков с молекулярной массой 32 кДа. Ген SMN1 дуплицирован. Его копия - SMN2 (вариант псевдогена) располагается несколько ближе к центромере и отличается от гена SMN1 по восьми нуклеотидам: пять из них находятся в интронах, три - в 6-м, 7-м и 8-м экзонах. Замена цитозина на тимин в гене SMN2 в позиции +6 в 7 экзоне не изменяет аминокислотной последовательности, однако нарушает сплайсинг прематричной РНК Различия гена и псевдогена можно выявить методом SSCP-анализа (single-strand conformation polymorphism) и расщеплением продуктов ПЦР эндонуклеазами рестрикции. У 95% пациентов с СМА основным типом мутаций являются делеции в гене SMN1 . Ген SMN1 экспрессирует полноразмерный транскрипт, с которого считывается функционально активный белок. В случае гена SMN2 только 10% транскриптов производят полноразмерный белок, в 90% случаев 7 экзон не включается в мРНК в результате нарушения сплайсинга, что приводит к образованию укороченного нестабильного белка. Способность гена SMN2 производить небольшое количество полноразмерных транскриптов делает его основным геном-модификатором СМА. Показано, что число копий гена SMN2 коррелирует с тяжестью СМА. Большинство пациентов со СМА I типа имеют одну или две копии гена SMN2 , пациенты со СМА II типа имеют три копии гена SMN2 и у большинства пациентов со СМА III типа обнаруживается три или четыре копии гена SMN2 . Сравнительный анализ частот гомозигот по делеции гена SMN1 среди пациентов с СМА показывает, что высокий уровень делеций в этом гене характерен для больных СМА Северо-Западного региона России, так же как и для пациентов со СМА Евразии. Ряд зарубежных авторов продемонстрировал, что 30% случаев мутаций в гене SMN1 является результатом конверсионных преобразований, то есть возникают еще в мейозе.
Конверсионные преобразования достаточно трудно идентифицировать, и нередко при образовании таких химерных генов результаты исследований интерпретируются как делеции, хотя фактически они являются продуктом конверсии (внутригенных перемещений фрагментов ДНК). Наличие мажорной мутации (делеции 7–8-го экзонов гена SMN1 ) позволяет проводить прямую молекулярную ДНК-диагностику у большинства больных СМА. Основная сложность в проведении подобного исследования заключается в существовании высокогомологичной копии гена SMN1 - гена SMN2 . Замена в экзоне 7 гена SMN2 цитозина на тимин, а в экзоне 8 гуанина на аденин является основой методики, позволяющей отличить ген SMN1 от гена SMN2 . С этой целью проводят стандартную ПЦР с последующим исследованием конформации однонитевых фрагментов (SSCP), либо рестрикционным анализом экзонов 7 и 8, что позволяет различить гены SMN1 и SMN2, несмотря на их высокую гомологию. Разработка дополнительных методов молекулярной диагностики СМА была продиктована важностью точного определения числа копий генов SMN1 и SMN2 , а также необходимостью выявления пациентов и носителей с компаундными мутациями и генными конверсиями. Метод ПЦР в реальном времени для определения числа копий генов SMN1 и SMN2 был впервые применен в 2002 г. Метод основан на детекции сигнала флюоресценции в ходе реакции, что позволяет наблюдать процесс накопления продукта во время ПЦР, а не после окончания реакции. Сигнал флюоресценции в ходе ПЦР возрастает пропорционально количеству продукта амплификации. Это позволяет количественно оценивать исходное содержание ДНК-мишени в исследуемом образце. На основе собственных данных предложен алгоритм диагностики СМА с учетом количества копий гена SMN2 .
Алгоритм включает следующие этапы:
-
1) ПЦР-SSCP и ПЦР-ПДРФ анализ продуктов экзонов 7 и 8 генов SMN1 и SMN2 ;
-
а) выявление гомозигот по делеции экзонов 7 и 8 гена SMN1 . Если больной не является гомозиготой по данному типу делеции (но имеет делецию экзона 7 гена SMN1 ), то его образец ДНК анализируется на наличие конверсии методом ПЦР-ПДРФ;
-
б) выявление гетерозигот по делеции экзонов 7 и 8 гена SMN1 . Если один из родителей не является гетерозиготой по этой делеции, то проводится количественный анализ числа копий гена SMN1 методом ПЦР в реальном времени для исключения случаев мутаций de novo ;
-
Предсказание типа СМА проводится методом ПЦР в реальном времени путем определения числа копий гена SMN2 . В настоящий момент данная схема диагностики применяется не только для верификации диагноза СМА, но и при пренатальной диагностике данной патологии. При необходимости возможна косвенная диагностика - ПЦР-анализ микросателлитных маркеров AG1-CA (С272) и C212.
Болезнь Шарко–Мари–Тус - моторно-сенсорная невропатия периферической нервной системы, связанная с прогрессивной дегенерацией периферических нервов, атрофией и слабостью дистальных мышц конечностей. Заболевание генетически гетерогенно (СМТ1–СМТ4). Тип СМТ1А (0MIM 118220) - ген картирован в локусе 17р.11.2, не идентифицирован, но у 70,7% больных отмечается тандемная дупликация длиной до 1,5 т.п.о., захватывающая ген РМР22 , ответственный за синтез периферического миелинового белка 22. Размеры дуплицированных фрагментов могут варьировать. С целью диагностики проводят гель-электрофорез в пульсирующем поле и анализируют размеры необычных рестрикционных фрагментов, образующихся на границах, вовлеченных в перестройку участков ДНК.
Болезнь Гоше (OMIM 230900) - самая частая лизосомная аутосомно-рецессивная болезнь накопления, к которой приводят мутации в гене глюкоцереброзидазы (лизосомной гидролазы) - GBA . Он расположен в локусе 1q21, рядом располагается псевдоген - psGBA . Описано три клинических типа: хроническая ненейролитическая форма, острая нейролитическая форма и хроническая или подострая нейролитическая форма. Отмечается корреляция клинического фенотипа и тяжести мутаций. Мутации нулевого типа, приводящие к отсутствию белка, летальны до рождения, при тяжелых мутациях синтезируется аберрантный короткоживущий продукт, при умеренных мутациях - белок нормальной стабильности, но низкой энзиматической активности. Наряду с многочисленными (115) точечными мутациями найдено много сложных мутаций типа дупликаций, делеций и конверсий, возникающих в результате ошибок спаривания и обменов в мейозе между геном и псевдогеном.
12.2.4.4. Болезни экспансии, обусловленные динамическими мутациями
Впервые этот тип мутаций был обнаружен в 1991 г. при молекулярном анализе ДНК пациентов с синдромом Х-сцепленной умственной отсталости [синдром ломкой (фрагильной) Х-хромосомы, синдром Мартина–Белл]. Оказалось, что причиной заболевания является увеличение числа триплетных CGG-повторов в 5’-нетранслируемой части гена FMR1 . "Экспансия" повторов сопровождается метилированием промоторной области и, как следствие, нарушением работы гена FMR1 . В дальнейшем были описаны другие наследственные заболевания, которые вызваны таким же типом мутаций, получивших название "динамические". За этой группой заболеваний исторически закрепилось название болезней "экспансии", поскольку их молекулярную основу составляет рост числа коротких нуклеотидных повторов, приводящих к нарушению функции гена или к появлению необычного белкового продукта, обладающего токсическим действием. В течение последующих нескольких лет был описан целый ряд других заболеваний, обусловленных динамическими мутациями. В настоящее время таких болезней насчитывается уже около 20, и, по всей вероятности, их число будет возрастать.
Любопытно, что динамические мутации пока описаны только для человека и не обнаружены у других млекопитающих, включая человекообразных обезьян и мышей, хотя в соответствующих локусах ортологичных генов у них обнаружены аналогичные тандемные повторы, которые, однако, никогда не подвергаются экспансии [15]. Таким образом, человек пока является единственным видом млекопитающих, у которого встречается этот тип мутаций. По-видимому, в силу пока не совсем понятных причин именно хромосомам человека свойственны такие мутации. Установлено, что динамические мутации далеко не всегда связаны с каким-то заболеванием, однако они нередко ассоциированы с ломкими сайтами различных хромосом (FraXF, Fra16A, Fra16B, Fra11). Список заболеваний, обусловленных динамическим типом мутаций, приведен в табл. 12-2. Пятнадцать из шестнадцати болезней вызваны нарастанием числа участков из трех нуклеотидов (триплетные повторы) [29].
Заболевание |
Ген, локус |
Повторяющийся элемент |
Количество повторов |
||
---|---|---|---|---|---|
в норме |
премутация |
при болезни |
|||
Синдром Мартина–Белл (ломкой Х-хромосомы, FRAXA) |
FMR1 , Xq27.3 |
(CCG)n |
5–54 |
55–230 |
>230 (до 3000) |
Синдром ломкой Х-хромосомы тип 2 (FRAXE) |
FMR2 , Xq28 |
(CCG)n |
6–35 |
До ~200 |
>200 |
Миотоническая дистрофия |
DMPK , 19q13.3 |
(CТG)n |
5–37 |
42–150 |
>150 (до 3000) |
Хорея Гентингтона |
IT-15 , 4p16.3 |
(CAG)n |
9–34 |
25–39 |
36–100 |
Спинобульбарная мышечная атрофия (болезнь Кеннеди) |
AR , Xq13 |
(CAG)n |
12–33 |
Неизвестно |
40–62 |
Дентато-рубро-паллидолюисовая атаксия |
В37 , 12p.12 |
(CAG)n |
7–34 |
То же |
49–75 |
Спиноцеребеллярная атаксия, тип 1 |
SCA1 , 6p22 |
(CAG)n |
25–36 |
–"– |
43–81 |
Спиноцеребеллярная атаксия, тип 2 |
SCA2 , 12q23 |
(CAG)n |
15–29 |
–"– |
35–59 |
Спиноцеребеллярная атаксия, тип 3 (болезнь Мачадо–Джозефа) |
MJD , 14q23.3 |
(CAG)n |
13–36 |
–"– |
68–79 |
Спиноцеребеллярная атаксия, тип 6 |
CACNL1A4 , 19p13 |
(CAG)n |
4–17 |
–"– |
21–30 |
Спиноцеребеллярная атаксия, тип 7 |
SCA7 , 3p12 |
(CAG)n |
7–17 |
–"– |
38–130 |
Спиноцеребеллярная атаксия, тип 8 |
SCA8 , 13q21 |
(CTG)n |
16–37 |
<92 |
107–600 |
Спиноцеребеллярная атаксия, тип 12 |
PPP2R2B , 5q31–q33 |
(CAG)n |
– |
Неизвестно |
66–93 |
Аутосомно-доминантная спастическая параплегия |
SPG4 , 2p21–p24 |
(CAG)n |
– |
То же |
>60 |
Атаксия Фридрейха |
FRDA , 9q13 |
(CAA)n |
6–22 |
40–60 |
200–900 |
Миоклонус-эпилепсия Унферрихта–Лундборга |
СSTB , 21q22.3 |
(12C/G)n |
2–3 |
12–17 |
>60 |
Подавляющее большинство из них (12) связано с экспансией CAG-повтора, 2 - с экспансией CGG (FRAXA, FRAXE) и 1 - с САА (атаксия Фридрейха). Повторы могут располагаться в промоторной области гена (гены FMR1 , FMR2 ), в его транскрибируемой, но нетранслируемой части (ген DMPK ), входить в состав последовательности экзонов (все гены нейродегенеративных заболеваний), присутствовать внутри интрона (FRDA ). В зависимости от фенотипического проявления все динамические мутации подразделяются на мутации с эффектом "минус", то есть приводящие к нарушению работы гена (FRAXA , FRAXE , миотоническая дистрофия, атаксия Фридрейха, миоклонусная эпилепсия) и мутации с эффектом "плюс", обусловленным появлением необычных белковых продуктов, обладающих токсическим действием и вызывающих повреждения подкорковых структур мозга (все остальные болезни). Естественно, что механизм действия мутантных аллелей при разных болезнях экспансии имеет свои особенности. Так, установлено, что в первом случае основу патологического процесса могут составлять:
В генезе патологического эффекта "плюс" мутаций основную роль играют белковые продукты соответствующих генов с необычно длинными полиглутаминовыми трактами (триплет CAG кодирует глютаминовую кислоту). Обладая иными физико-химическими характеристиками, такие белки приобретают и необычные биохимические свойства, в чем-то сходные с белками прионных болезней. Накапливаясь в нервных клетках, они начинают оказывать токсическое действие и вызывают направленную гибель нервных клеток в строго специфических, как правило, подкорковых отделах мозга [14].
Несмотря на разный состав и протяженность повторов, все болезни экспансии обладают рядом общих свойств.
-
Повторяющиеся группы нуклеотидов всегда присутствуют в норме в соответствующих генах и полиморфны по числу копий.
-
Практически для всех болезней экспансии характерен доминантный тип наследования.
-
Заболевание начинается только по достижению какого-то определенного числа копий, при этом пороговые значения этой величины, отделяющие норму от патологии, варьируют для разных генов.
-
Существует прямая корреляция между числом повторов и тяжестью заболевания.
-
Мутантные аллели с увеличенным числом повторов проявляют как митотическую, так и мейотическую нестабильность, которая составляет молекулярную основу феномена "антиципации" - нарастание тяжести клинических проявлений заболевания в последующих поколениях.
-
Нарастание числа повторов и, соответственно, феномен антиципации может проявляться по-разному в зависимости от того, передается мутантный аллель по мужской или по женской линии. Так, при многих нейродегенеративных заболеваниях, обусловленных динамическими мутациями, тяжесть заболевания особенно быстро нарастает при передаче мутантного аллеля со сперматозоидом; в случае миотонической дистрофии, напротив - при передаче через яйцеклетку.
-
Митотическая нестабильность, обычно проявляющаяся уже на самых ранних стадиях эмбриогенеза и приводящая к тканевому мозаицизму, особенно характерна для заболеваний со значительной экспансией повторов, таких как синдром ломкой Х-хромосомы (FRAXA ) и миотоническая дистрофия. Характерным для тканевого мозаицизма является наличие в разных тканях индивидуума или даже в пределах одной ткани мутантных аллелей с разным числом повторов. Прямые наблюдения показывают наличие соматического мозаицизма при миотонической дистрофии у плодов 13–16 нед внутриутробного развития, причем длина повторов в разных тканях остается нестабильной в течение всей жизни.
-
Для многих болезней экспансии доказано существование четкого сцепления мутантного аллеля с определенной хромосомой, то есть определенным гаплотипом, что, по-видимому, свидетельствует в пользу наличия эффекта "основателя" при возникновении и сохранении в популяции такой мутации.
Для каждой болезни "экспансии" разработан свой вариант диагностики, основанный на ПЦР-анализе. Амплификация области триплетных повторов и электрофоретический анализ синтезированных продуктов позволяют определить число повторов, то есть провести генотипирование аллелей. Вместе с тем при числе повторов более 200 копий амплификация с помощью ПЦР обычно не достигается. В этих случаях размеры участка повторов определяют методом блот-гибридизации с соответствующими ДНК-зондами, например, используют зонды StB12.3, Ох1.9 или Ох0.55 в случае синдрома FRAXA; зонд cDNA25 - в случае миотонической дистрофии. Недавно отечественными авторами был предложен достаточно простой и надежный метод диагностики синдрома ломкой Х-хромосомы. Метод позволяет четко дискриминировать образцы ДНК с метилированным (инактивированным) промотором гена FMR1 и неметилированным (функционально активным) и, таким образом, проводить дифференциальную молекулярную диагностику этого синдрома среди других форм умственной отсталости.
12.2.5. ДНК-диагностика моногенных болезней в России
Первая ДНК-диагностика в России была проведена в 1989 г. и касалась сразу двух заболеваний: муковисцидоза и гемофилии А. В течение последующих лет была налажена ДНК-диагностика и для таких частых наследственных болезней, как миодистрофия Дюшенна, фенилкетонурия, синдром ломкой Х-хромосомы, миотоническая дистрофия, хорея Гентингтона, адреногенитальный синдром и некоторые другие. На сегодняшний день в стране диагностируется более 300 различных моногенных болезней и наследственных синдромов. Только в Центре молекулярной генетики МГНЦ РАН (г. Москва) возможна диагностика более 200 наследственных болезней. Обширен репертуар диагностируемых болезней в НИИ медицинской генетики Томского НИМЦ РАН (г. Томск), в Научном центре УФИЦ РАН (г. Уфа). Принимая во внимание, что мутации, ведущие к наследственным болезням, уже известны почти для 4400 генов [11], и разработано множество технологий для их идентификации, включая секвенирование ДНК, очевидно, что в настоящее время теоретически доступна диагностика всех уже известных моногенных наследственных болезней, для которых идентифицированы поврежденные гены. Узким местом в медицинской генетике становятся не методы детекции мутаций и даже не идентификация причинных генов, а отсутствие точной клинической диагностики и формирования четко клинически очерченных нозологических форм. Появившаяся в последнее время технология секвенирования всей кодирующей части генома - экзома - делает возможной идентификацию патологических вариантов даже в случае редких наследственных заболеваний с неизвестным кандидатным геном. Наиболее полная сводка всех наследственных заболеваний, для которых известны патологические варианты гена, представлена на сайте Национального центра биотехнологической информации США (http://www.ncbi.nim.nih.gov/omim). Исчерпывающий обзор состояния диагностики, профилактики и лечения наследственных болезней в РФ приведен в Национальном руководстве "Наследственные болезни", изданном в 2012 г. под редакцией академика РАМН, директора Научного Центра медицинской генетики Е.К. Гинтера [11].
Отметим, что в настоящее время в России возможна диагностика практически всех основных, то есть наиболее тяжелых и частых наследственных болезней. Более того, принципиально возможна, а в некоторых случаях и проводится, диагностика некоторых редких заболеваний, для которых уже известен патологический ген и ясна молекулярная стратегия диагностики. Для семьи, планирующей пренатальное обследование, важно понимать необходимость раннего (желательно до наступления беременности) обращения в центр молекулярной диагностики. Требуется определенное время не только на установление патологических вариантов гена у супругов, но и на изготовление тест-системы для уникального варианта гена. Обычно на такую работу уходит не менее 10–14 дней. Кроме потери времени разработка тест-системы сопряжена и со значительными материальными затратами. Факторами, лимитирующими ДНК-диагностику в России, являются отсутствие Федерального регистра наследственных болезней, низкий уровень клинической (медико-генетической) диагностики генных болезней, недостаточная подготовка врачей-специалистов в области медицинской и клинической генетики, неосведомленность врачей и населения о реальных возможностях ДНК-диагностики в России. Естественным лимитирующим фактором дальнейшего успешного развития молекулярной диагностики в стране остается отсутствие адекватного целевого финансирования. Предшествующие успехи в этом направлении в значительной мере обязаны государственной научной программе "Геном человека", начатой в 1991 г. по инициативе академика А.А. Баева. Именно в рамках этой научной программы и благодаря ее финансовой поддержке удалось в сравнительно короткий срок разработать и внедрить в практическую медицину России методы ДНК-диагностики. Наметившаяся в последние годы тенденция к повсеместному внедрению ДНК-технологий в работу всех диагностических лабораторий и центров сопряжена не только с огромными финансовыми затратами, но чревата многочисленными диагностическими ошибками, вызванными нехваткой квалифицированных специалистов по ДНК-диагностике и отсутствием должного опыта молекулярной диагностики в связи с редкостью многих наследственных заболеваний. В настоящее время более рентабельным и эффективным представляется организация специализированных федеральных центров, способных обеспечивать все виды ДНК-диагностики определенного мегаполиса, регионов и территорий.
12.2.6. Методы молекулярной диагностики генных болезней
К настоящему времени на хромосомах человека картировано около 2 тыс. генов, мутации которых приводят к различным наследственным заболеваниям. Решающим преимуществом молекулярной диагностики является то, что объектом исследования является непосредственно молекула ДНК больного. Отсюда следует, что диагностику можно проводить не только на тех тканях, где "работает" (экспрессируется) соответствующий ген, но практически на любых клетках организма, из которых можно выделить ДНК. Для поиска и идентификации мутаций (полиморфизма ДНК) в настоящее время разработаны и широко применяются различные методы, общее число которых приближается к ста. Базовые (классические) методы идентификации мутаций, заложившие основу молекулярной диагностики наследственных болезней, включают метод блот-гибридизации по Саузерну, предложенный еще в 1975 г., и метод ПЦР, автор которого Карри Муллис в 1993 г. был удостоен Нобелевской премии. Метод ПЦР позволяет избирательно амплифицировать (синтезировать) in vitro относительно небольшие участки ДНК, длиной от нескольких десятков до нескольких тысяч пар нуклеотидов, используя в качестве матрицы любые образцы ДНК, содержащие исследуемую последовательность. Оба метода подробно рассмотрены в руководстве "Медицинские лабораторные технологии" (т. 2, гл. 25) [25].
Возможность получения миллионов копий фрагментов ДНК с одинаковой первичной последовательностью нуклеотидов существенно облегчает поиск мутаций, что делает ПЦР одним из наиболее распространенных методов молекулярной диагностики. Дальнейшее развитие молекулярной диагностики в скором времени привело к созданию целого арсенала методов, направленных на идентификацию мутаций в предполагаемом или уже установленном патологическом гене. Большинство этих методов в качестве основного или составляющего элемента включают различные модификации ПЦР. Подробно с разрешающей способностью этих методов и их особенностями можно ознакомиться в соответствующих руководствах и монографиях [13, 17, 18, 25]. Наиболее универсальным методом является секвенирование (прочтение нуклеотидной последовательности) всего гена, его фрагментов либо даже целого генома. Для поиска генов редких заболеваний в настоящее время все шире применяется секвенирование экзома - кодирующей белок части генома. Кроме этого, применяется в практике так называемый клинический экзом - целевая панель для определения мутаций более 4 тыс. генов, связанных с наследственными заболеваниями. Для наиболее частых наследственных болезней (муковисцидоз, фенилкетонурия, миодистрофия Дюшенна, серповидно-клеточная анемия и др.) созданы коммерческие наборы, выявляющие в автоматическом режиме сразу несколько диагностически наиболее важных мутаций. Методы детекции известных мутаций подробно рассмотрены в специальных методических рекомендациях и руководствах [2, 6, 16, 25].
12.2.7. Часто применяемые методы детекции мутаций
Наиболее удобными и экономичными для массового автоматического и полуавтоматического исследования частых мутаций и аллельного полиморфизма являются следующие методы:
Мультиплексная лигазная реакция с последующей амплификацией является вариантом мультиплексной ПЦР. В результате реакции MЛПA возможно получить до 45 исследуемых уникальных фрагментов ДНК длиной от 64 до 500 п.о., которые могут быть разделены с помощью капиллярного электрофореза. В отличие от стандартной мультиплексной ПЦР, метод MЛПA подразумевает использование только одной пары праймеров для всех зондов, что упрощает оптимизацию условий ПЦР. Метод МЛПА достаточно прост в использовании и требует наличия термоциклера и секвенатора с функцией фрагментного анализа. Реакцию МЛПА можно разделить на пять основных этапов: денатурация ДНК и гибридизация зондов, реакция лигирования, амплификация, разделение продуктов амплификации методом капиллярного электрофореза и анализ данных. На первом этапе денатурированную ДНК инкубируют в течение ночи со смесью зондов. Зонды для МЛПА состоят из двух отдельных олигонуклеотидов, каждый из которых содержит последовательность, комплементарную прямому и обратному праймеру (один из праймеров содержит флюоресцентную метку). Происходит гибридизация зондов, непосредственно примыкающих к последовательности-мишени. Когда два зонда отжигаются на последовательности-мишени, они сшиваются во время реакции лигирования. Лигированные зонды становятся матрицами для последующей реакции ПЦР. Количество продуктов амплификации лигированных зондов пропорционально количеству последовательности-мишени в образце. Продукты амплификации разделяют с помощью капиллярного электрофореза. Нелигированные зонды содержат только одну последовательность, комплементарную прямому или обратному праймерам. Как следствие, они не амплифицируются в геометрической прогрессии в ходе ПЦР и не будут генерировать сигнал.
Важной инновацией молекулярной биологии стала технология биологических микрочипов . Эта технология позволяет использовать сравнительно небольшие количества исходного материала, проводить реакцию в микрообъемах, одновременно осуществлять многопараметрический анализ множества генов одного и того же объекта. Ее чувствительность сопоставима со стандартными амплификационными методами ДНК-диагностики и в некоторых случаях превосходит их.
В зависимости от природы иммобилизованных зондов различают четыре основных типа биочипов:
Принципы работы, разрешающая способность различных видов чипов рассмотрены в соответствующих главах руководства "Медицинские лабораторные технологии" [25]. Дальнейшее развитие чиповая ДНК-диагностика получила в таких прогрессивных методах, как полногеномный скрининг ассоциаций (Genome Wide Association Studies, GWAS) [6] и метод сравнительной геномной гибридизации на чипах (матрицах) (array Comparative Genome Hybridization, aCGH). aCGH позволяет с высоким разрешением осуществлять диагностику большого числа генетических синдромов, связанных с нарушением генома человека (перестройки размером до 5 млн п.о.), называемые микроделециями или микродупликациями. Эта технология оказалась полезной в ряде клинических ситуаций, включая пренатальную диагностику при пороках развития плода, послеродовую диагностику умственной отсталости, задержки развития и синдромов с пороками развития. Данная технология обеспечивает надежные результаты за короткий период. При общегеномном исследовании можно выявить числовые и несбалансированные структурные аномалии любой хромосомы, а также определить наличие изменений числа повторов ДНК, нередко ассоциированных с патологией плода. Выборочный анализ нацелен на обнаружение анеуплоидии по половым хромосомам и аутосомам 21, 13, 18, а также микроделеций, приводящих к наиболее частым синдромам (Ди Джорджи, Вильямса, Прадера–Вилли, Ангельмана, Смита–Мажениса, Вольфа–Хиршхорна, "кошачьего крика", Лангера–Гидеона и Миллера–Дикера). Метод мСГГ не позволяет обнаружить сбалансированные перестройки хромосом, полиплоидию и мозаицизм низкого уровня [6].
Современные подходы к масс-спектрометрии позволяют проводить максимально точную детекцию исследуемых локусов ДНК без использования каких-либо флюоресцентных красителей и зондов. Масс-спектрометрия в сочетании с ПЦР по конечной точке обеспечивает возможность проводить реакции с высокой степенью мультиплексирования и универсальными условиями термоциклирования, обеспечивая точный, быстрый и экономически выгодный анализ. Уже выпускается высокочувствительный анализатор на основе системы MALDI-TOF, сочетающий современное программное обеспечение для анализа данных и интерпретации результатов, точность и производительность. Прибор способен работать с разными приложениями: для анализа SNP, обнаружения делеций и/или инсерций, вариаций числа повторов (CNV), для анализа уровня метилирования ДНК, при этом для исследования требуется не более 10 нг ДНК.
Метод секвенирования ДНК нового (следующего/второго) поколения (Next Generation Sequencing, NGS). Секвенированием называется "чтение" генетического кода всего клеточного генома. Секвенирование по Сэнгеру является "золотым стандартом" выявления любых мутаций на уровне всего генома и отдельных генов. Стремительное развитие технологии секвенирования ДНК привело к снижению времени секвенирования всего генома до нескольких дней. Подробно применение методов полногеномного и экзомного секвенирования описано в наших монографиях [6, 34]. Благодаря этому патологии (мутации) на любом уровне организации генома стали доступными для детального исследования. Второе немаловажное обстоятельство заключается в том, что достижения генетики (геномики) человека решительно проникают во все разделы клинической медицины, что диктует необходимость для врача любого профиля быть знакомым с новейшими достижениями и существующими возможностями этой науки. Только в таких условиях лечащий врач сможет не только грамотно назначать необходимое цитогенетическое или молекулярно-генетическое обследование, но и адекватно интерпретировать полученные результаты. Наконец, следует помнить, что повсеместное развертывание медико-генетических центров и центров пренатальной диагностики, приобретение каждым таким центром дорогостоящего оборудования при отсутствии адекватных специалистов и врачей-лаборантов с опытом молекулярно-генетических исследований таит в себе определенную угрозу повышенного риска диагностических ошибок. Более рациональной была бы организация диагностики ряда наследственных заболеваний, особенно редких, а также определенных видов диагностики (например, доимплантационной) в специализированных центрах, например центрах сравнительной геномной гибридизации, молекулярной диагностики хромосомных болезней у плода, доимплантационной диагностики, неинвазивной диагностики и др. Только при постоянном использовании определенного метода молекулярно-генетическая диагностика может стать рутинной, а ее результаты - надежными.
Вариабельность генома проявляется на различных уровнях его организации. При этом могут происходить изменения одиночных нуклеотидов, микроскопические или крупные аберрации. Текущие молекулярно-генетические и цитогенетические подходы для диагностики наследственного заболевания плода позволяют исключить на этапе беременности большое число патологий. Однако алгоритм применения тех или иных методов начинается с клинической оценки, за которой следует диагностическое тестирование, которое обычно включает последовательное тестирование одного или нескольких генов-кандидатов или панелей генов-кандидатов или исключение микроперестроек в геноме плода. Важно помнить, что присутствие у плода редкого заболевания не является поводом для отказа в обследовании. Ключевым этапом в пренатальной диагностике является наличие доказательной базы значимости найденного нарушения. Для принятия решений о тактике генетического обследования плода и оценки значимости выявленного нарушения требуется тщательное сопоставление с клиническими данными и медико-генетическое консультирование.
Список литературы
-
Аномалии развития: иллюстрированное пособие для врачей. СПб.: Фолиант, 2007. 336 с.
-
Баранов В.С., Иващенко Т.Э. Мутации. Классификация, номенклатура, механизмы возникновения, методы диагностики // Геномика — медицине. М.: Академкнига, 2005. С. 40–73.
-
Баранов В.С., Кузнецова Т.В. Генетика развития человека // Наследственные болезни. Национальное руководство / под ред. Н.П. Бочкова, Е.К. Гинтера, В.П. Пузырева. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. С. 83–125.
-
Баранов В.С., Кузнецова Т.В., Баранов А.Н., Швед Н.Ю. Пренатальная диагностика хромосомных болезней у плода: метод. рекомендации. СПб.: МЗ МП РФ, 1995. 21 с.
-
Баранов В.С., Кузнецова Т.В., Кащеева Т.К., Иващенко Т.Э. Пренатальная диагностика наследственных и врожденных болезней. 2-е изд., перераб. и доп. СПб.: Эко-Вектор, 2017. 471 с.
-
Баранов В.С., Кузнецова Т.В., Кащеева Т.К., Иващенко Т.Э. Пренатальная диагностика наследственных и врожденных болезней. 3-е изд., перераб. и доп. СПб.: Эко-Вектор, 2020. 503 с.
-
Бочков Н.П. Генетические технологии в педиатрии // Педиатрия. 1995. № 4. С. 21–26.
-
Бочков Н.П. Клиническая генетика. М.: Медицина, 1997. 287 с.
-
Бочков Н.П., Пузырев В.П., Смирнихина С.А. Клиническая генетика: учебник / под ред. Н.П. Бочкова. 4-е изд., доп. и перераб. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2011. 592 с.
-
Ворсанова С.Г., Юров Ю.Б., Чернышов В.Н. Хромосомные синдромы и аномалии. Классификация и номенклатура. Ростов н/Д: Изд-во РГМУ, 1999. 192 с.
-
Гинтер Е.К. Моногенное наследование признаков у человека // Наследственные болезни. Национальное руководство / под ред. Н.П. Бочкова, Е.К. Гинтера, В.П. Пузырева. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. С. 126–147.
-
Горбунова В.Н. Молекулярные основы медицинской генетики. СПб.: Интермедика, 1999. 213 с.
-
Горбунова В.Н., Баранов В.С. Введение в молекулярную диагностику и генотерапию наследственных заболеваний. СПб.: СпецЛит, 1997. 287 с.
-
Давиденков Е.Ф. Хромосомные болезни человека / под ред. Е.Ф. Давиденкова. Л.: Медицина, 1965. 180 с.
-
Дыбан А.П., Баранов В.С. Цитогенетика эмбрионального развития млекопитающих. М.: Наука, 1978. 216 с.
-
Захаров А.Ф., Бенюш В.А., Кулешов Н.П. и др. Хромосомы человека: атлас. М.: Медицина, 1982. 263 с.
-
Иллариошкин С.Н. Заболевания, обусловленные экспансией тандемных микросателлитных повторов // Наследственные болезни. Национальное руководство / под ред. Н.П. Бочкова, Е.К. Гинтера, В.П. Пузырева. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. С. 511–537.
-
Козлова С.Н., Демикова Н.С. Наследственные синдромы и медико-генетическое консультирование: атлас-справочник. 3-е изд. М.: Т-во научных изданий КМК; Авторская академия, 2007. 448 с.
-
Кузнецова Т.В., Логинова Ю.А., Чиряева О.Г. и др. Цитогенетические методы // Медицинские лабораторные технологии: руководство по клинической лабораторной диагностике: в 2 т. / под ред. А.И Карпищенко. 3-е изд., перераб. и доп. Т. 2. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. С. 623–657.
-
Кузнецова Т.В., Шилова Н.В., Творогова М.Г. и др. Практические рекомендации по обеспечению качества и надежности цитогенетических исследований / Рекомендации Российского общества медицинских генетиков для цитогенетических и молекулярно-цитогенетических исследований конститутивных хромосомных аномалий // Медицинская генетика. 2019. Т. 18, № 5. С. 3–27.
-
Лебедев И.Н. Методы цитогенетической диагностики хромосомных болезней // Наследственные болезни. Национальное руководство / под ред. Н.П. Бочкова, Е.К. Гинтера, В.П. Пузырева. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. С. 453–478.
-
Лебедев И.Н. Хромосомные болезни // Наследственные болезни. Национальное руководство / под ред. Н.П. Бочкова, Е.К. Гинтера, В.П. Пузырева. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. С. 453–478.
-
Макгрегор Г., Варли Дж. Методы работы с хромосомами животных: пер. с англ. М.: Мир, 1986. 272 с.
-
Медицинские лабораторные технологии: руководство по клинической лабораторной диагностике: в 2 т. / под ред. А. И. Карпищенко. 3-е изд., перераб. и доп. Т. 2. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. 792 с.
-
Назаренко С.А., Васильева Е.О. Тест-система внешнего контроля качества цитогенетических исследований в учреждениях медико-генетической службы: пособие для врачей. Томск: Печатная мануфактура, 2003. 34 с.
-
Назаренко С.А., Яковлева Ю.С. Цитогенетика человека и хромосомные болезни. Томск: SST, 2001. 83 с.
-
Основы цитогенетики человека / под ред. А.А. Прокофьевой-Бельговской. М.: Медицина, 1969. 544 с.
-
Пузырев В.П., Степанов В.А. Патологическая анатомия генома человека. Новосибирск: Наука, 1997. 223 с.
-
Рахимкулова А.А., Ахметова В.Л., Малиевский О.А., Хуснутдинова Э.К. Врожденная дисфункция коры надпочечников: поиск мутаций в гене CYP21A2 // Вестник Башкирского университета. 2013. Т. 18, № 4. С. 1039–1041.
-
Рубцов Н.Б. Методы работы с хромосомами млекопитающих: учебное пособие. Новосибирск: Новосиб. гос. ун-т, 2006. 152 с.
-
Рубцов Н.Б., Карамышева Т.В., Гайнер Т.А. Современные методы молекулярно-цитогенетического анализа и диагностика хромосомной патологии // Геномика — медицине. М.: Академкнига, 2005. С. 219–244.
-
Тератология человека / под ред. Г.И. Лазюк. М.: Медицина, 1991. 315 с.
-
Эволюция предиктивной медицины / под ред. В.С. Баранова. СПб.: Эко-Вектор, 2021. 359 с.
-
Baumgartner-Parzer S., Witsch-Baumgartner M., Hoeppner W. EMQN best practice guidelines for molecular genetic testing and reporting of 21-hydroxylase deficiency // Eur. J. Hum. Genet. 2020. Vol. 28, N 10. P. 1341–1367.
-
Concolino P., Costella A. Congenital adrenal hyperplasia (CAH) due to 21-hydroxylase deficiency: a comprehensive focus on 233 pathogenic variants of CYP21A2 gene // Mol. Diagn. Ther. 2018. Vol. 22, N 3. P. 261–280. URL: https://doi.org/10.1007/S40291-018-0319-Y.
-
Dörk T., Macek M.Jr., Mekus F. et al. Characterization of a novel 21-kb deletion, CFTRdele2,3(21 kb), in the CFTR gene: A cystic fibrosis mutation of Slavic origin common in Central and East Europe // Hum. Genet. 2000. Vol. 106. P. 259–268.
-
Gardner R.J., Amor D.J. Gardner and Sutherland’s Chromosome Abnormalities and Genetic Counseling (5 ed.). Oxford University Press, 2018. 634 p.
-
Hastings R., Howell R., Bricarelly F. et al. Specific Constitutional Cytogenetic Guidelines // E.C.A. 2012. N 30. P. 11–19.
-
Hastings R., Howell R., Bricarelly F.D. et al. General Guidelines and Quality Assurance for Cytogenetics // E.C.A. 2012, N 29. P. 11–25.
-
McGowan-Jordan J., Hastings R.J., Moore S. (еds.). ISCN 2020. An International System of Human Cytogenomic Nomenclature (2020) // Cytogenet Genome Res. 2020. Vol. 160, N 7–8. P. 341–503.
-
McKusick V.A. Mendelian inheritance in man: a catalog of human genes and genetic disorders. 11th еd. Baltimore: Johns Hopkins University Press, 1994.
-
Rodríguez A., Ezquieta B., Labarta J.I. et al. En representación del grupo de Hiperplasia Suprarrenal Congénita de la Sociedad Española de Endocrinología Pediátrica. Recomendaciones para el diagnóstico y tratamiento de pacientes con formas clásicas de hiperplasia suprarrenal congénita por déficit de 21-hidroxilasa [Recommendations for the diagnosis and treatment of classic forms of 21-hydroxylase-deficient congenital adrenal hyperplasia] // An Pediatr. (Barc.). 2017. Vol. 87, N 2. P. 116. e1–116.e10. Spanish. URL: https://doi.org/10.1016/j.anpedi.2016.12.002.
-
Silva M., de Leeuw N., Mann K. et al. European guidelines for constitutional cytogenomic analysis // Eur. J. Hum. Genet. 2019. Vol. 27, N 1. P. 1–16.
-
Verma R.S., Babu A. Human chromosomes: Manual of basic techniques. New-York: Pergamon Press, 1989. 240 р.
Глава 13. Урогенитальные инфекции
Под названием "урогенитальные инфекции" объединены заболевания слизистых оболочек мочеиспускательного канала, цервикального канала и влагалища. Урогенитальные инфекции, значительную часть которых составляют инфекции, передаваемые половым путем (ИППП), являются серьезной медицинской и социальной проблемой во всех странах мира. Урогенитальные инфекции нередко осложняются вовлечением в воспалительный процесс верхних отделов генитального и мочевыделительного трактов, а также прямой кишки, что может приводить к нарушению репродуктивной функции, гнойно-септическим состояниям, неблагоприятным исходам беременности.
Диагностика урогенитальных заболеваний включает в качестве важного звена лабораторную диагностику, так как при сходных клинических проявлениях этиология урогенитальных инфекций различна, и к тому же большая их часть протекает бессимптомно и обнаруживается случайно. В представленной главе обобщены данные современной научной и методической отечественной и международной литературы, посвященной вопросам лабораторной диагностики наиболее распространенных урогенитальных инфекций: бактериального вагиноза, аэробного вагинита, урогенитального кандидоза, трихомониаза, урогенитальной хламидийной инфекции, гонореи, микоплазменных инфекций, генитального герпеса и папилломавирусной инфекции. Вопросы диагностики урогенитальных инфекций предваряются описанием нормальной микрофлоры урогенитального тракта, с наибольшим акцентом на микрофлоре влагалища, ключевой функцией которой является защита репродуктивных органов женщины от инфекций, в том числе при беременности.
13.1. Нормальная микрофлора урогенитального тракта
Многие микроорганизмы, попадающие на слизистые оболочки урогенитального тракта, изгоняются током слизи, мочи, активностью мукоцилиарного эпителия, то есть являются транзиторными. Лишь те микробные виды, которые способны прикрепиться к клеткам эпителия и в этих условиях размножиться, составляют в своей совокупности нормальную микрофлору. Если прикрепление и размножение микроорганизмов не сопровождается воспалительной реакцией, то такой процесс называют колонизацией, и напротив, если при этом происходит повреждение тканей и возникает местное воспаление - это инфекционный процесс.
Первая линия защиты от возбудителей урогенитальных инфекций осуществляется путем сложного взаимодействия между компонентами мукозного врожденного иммунитета, формируемого слизистыми оболочками влагалища и цервикального канала, и нормальной микрофлорой влагалища. Эпителиальные клетки влагалища и цервикального канала выполняют функции физического барьера для патогенных микроорганизмов и продуцируют слизь, обладающую антимикробными свойствами. Цервиковагинальная слизь содержит целый ряд антимикробных факторов, секретируемых эпителиальными и иммунными клетками слизистых оболочек. Среди них следует отметить рецепторы, распознающие консервативные структуры микроорганизмов и вирусов и активирующие клеточный иммунный ответ. Критическую роль во врожденном иммунном ответе играют также антимикробные пептиды - катионные белки, обладающие как иммуномодулирующим, так и прямым антимикробным действием. Кроме того, цервиковагинальная слизь богата молекулами, которые связывают лиганды бактерий и препятствуют тем самым их адгезии к клеткам эпителия. В слизи также содержатся продуцируемые нейтрофилами белки лактоферрин и лизоцим, обладающие антимикробным действием [84].
Основным компонентом нормальной микрофлоры влагалища у большинства женщин репродуктивного возраста являются лактобациллы - грамположительные факультативно анаэробные или микроаэрофильные (реже - облигатно анаэробные) бактерии семейства Lactobacillaceae , при этом два вида лактобацилл - Lactobacillus crispatus и L. iners - существенно превалируют над остальными видами [59]. Важнейшим механизмом антимикробной защиты является продукция лактобациллами молочной кислоты путем ферментации гликогена, накапливаемого в эпителиальных клетках под влиянием эстрогенов. Молекулярные механизмы протективной функции вагинальных лактобацилл в значительной степени неизвестны. Эпидемиологические данные говорят о сниженном протективном потенциале L. iners [80, 81]. Различия между L. iners и другими видами Lactobacillus часто относят на счет неспособности вида продуцировать перекись водорода. Однако результаты недавних исследований ставят под сомнение антимикробные свойства перекиси водорода in vivo и подчеркивают ключевую роль молочной кислоты [73], которая при этом не сводится только к понижению рН влагалища, а заключается также в модуляции защитных функций слизистых оболочек [31]. Молочная кислота существует в форме двух изомеров - D(–) и L(+), обе формы обнаружены во влагалище и, по-видимому, обладают разным протективным потенциалом. Соотношение D(–)/L(+) различается для разных видов лактобацилл. L. crispatus продуцирует в 4 раза больше D(–) формы, чем L(+) формы, L. jensenii - в 9 раз, тогда как L. iners производит почти исключительно L(+) форму [31].
С применением технологий высокопроизводительного секвенирования ДНК было показано, что у здоровых женщин репродуктивного возраста можно выделить пять основных типов микробиоценоза (табл. 13-1) [59]. Четыре типа характеризуются доминированием одного из четырех основных видов лактобацилл - L. crispatus, L. iners, L. gasseri или L. jensenii . Микрофлора пятой группы представлена факультативно или облигатно анаэробными бактериями. Такой "нелактобациллярный" тип микробиоценоза выявляется приблизительно у 20–30% женщин, при этом доля такого типа микробиоценоза составляет около 10% среди женщин европейской, 20% - азиатской и 40% - афроамериканской и латиноамериканской этнических/расовых групп [59].
Доминирующие бактерии | Частота, % | рН влагалища |
---|---|---|
L. crispatus |
26,2 |
4,0±0,3 |
L. iners |
34,1 |
4,4±0,6 |
L. gasseri |
6,3 |
5,0±0,7 |
L. jensenii |
5,3 |
4,7±0,4 |
Факультативно и облигатно анаэробные бактерии |
27 |
5,3±0,6 |
Микрофлора влагалища претерпевает значительные структурные изменения на протяжении жизни женщины, которые напрямую связаны с уровнем эстрогенов. При наступлении менопаузы уровень эстрогена начинает снижаться. Это приводит к атрофии эпителия влагалища и редукции цервиковагинального секрета. У большинства женщин в постменопаузе происходит замещение лактобациллярной микрофлоры влагалища спектром облигатных анаэробов и кишечных бактерий [42].
Отдельного внимания заслуживает вопрос об изменениях микрофлоры влагалища, связанных с беременностью и родами. В целом микрофлора влагалища у здоровых беременных стабильна на протяжении всей беременности и отличается меньшим разнообразием (с подавляющим доминированием L. crispatus и L. iners ), чем у здоровых небеременных женщин [22]. Факторами, способствующими стабильности микрофлоры влагалища при беременности, могут быть отсутствие циклических гормональных флуктуаций, отсутствие менструальных кровотечений, а также снижение сексуальной активности [82]. Важным фактором, влияющим на изменение микрофлоры влагалища, являются роды. У большинства женщин роды провоцируют резкое, значительное и длительное (до 1 года) изменение микрофлоры влагалища с лактобациллярной до преимущественно анаэробной. Так, средневзвешенный показатель доли L. crispatus в микрофлоре влагалища уменьшается после родов в 25 раз, L. iners - в 6 раз, тогда как показатели анаэробных микроорганизмов (Prevotella spp., Dialister spp., Peptoniphilus spp., Porphyromonas spp., Mobiluncus Anaerococcus spp.) увеличиваются в 2–6 раз [22].
Нормальная микрофлора урогенитального тракта (в первую очередь мочеиспускательного канала) мужчин отличается значительно меньшим разнообразием и более низким содержанием бактерий [50]. Основными бактериальными видами, обнаруживаемыми в мочеиспускательном канале мужчин без уретрита, являются Staphylococcus spp., Streptococcus spp., Corynebacterium spp. [35, 58]. В ряде работ показано, что микрофлора мочеиспускательного канала и кожи полового члена партнеров женщин с бактериальным вагинозом содержит бактерии, ассоциированные с этим заболеванием [30, 50, 86].
13.2. Бактериальный вагиноз
13.2.1. Этиология, эпидемиология, клинические проявления
Бактериальный вагиноз (БВ) является самым распространенным нарушением экосистемы влагалища у женщин репродуктивного возраста. БВ относится к группе заболеваний, ассоциированных с патологическими выделениями из половых путей женщин, так называемым синдромом вагинальных выделений, в число которых также входят аэробный вагинит, кандидозный вульвовагинит и трихомониаз [5, 60, 66].
БВ - полимикробный клинический синдром, для которого характерно замещение физиологической лактобациллярной микрофлоры влагалища спектром других микроорганизмов, главным образом, анаэробных. Распространенность заболевания варьирует в исключительно широких пределах (7–68%) в зависимости от региона, этнической/расовой принадлежности, а также обследуемой популяции [46].
Основное проявление БВ - специфические выделения. Выделения образуются в результате разложения нормального муцинового геля влагалища, которое осуществляют ферменты ассоциированных с БВ бактерий. Специфический ("рыбный") запах выделениям придают амины - продукты жизнедеятельности некоторых анаэробных микроорганизмов. Нелетучие соли этих соединений при щелочном значении рН превращаются в летучие амины, и "рыбный" запах становится ощутимым или усиливается. Признаки вульвовагинита для БВ не характерны. Очень многие женщины с БВ не имеют симптомов. БВ связан с сексуальной активностью, хотя, строго говоря, не относится к инфекциям, передаваемым половым путем (ИППП). БВ значительно ассоциирован с воспалительными заболеваниями органов малого таза (ВЗОМТ), ИППП, а также с целым рядом осложнений беременности, включая ранний и поздний выкидыши, преждевременные роды, преждевременный разрыв плодных оболочек, низкую массу тела новорожденного, амнионит, хориоамнионит, послеродовый эндометрит [16, 23, 75]. Для БВ характерны высокие показатели рецидивирования (около 60% в течение 12 мес после лечения) [14].
Точная этиология БВ до сих пор не ясна. При БВ выявляется целый ряд бактерий, таких как Gardnerella vaginalis, Atopobium vaginae, Prevotella spp., Porphyromonas spp., Bacteroides spp., Peptostreptococcus spp., Mobiluncus spp., Mycoplasma hominis, Megasphaera spp., Leptotrichia spp., Dialister spp., бактерии, ассоциированные с бактериальным вагинозом (bacterial vaginosis associated bacteria) BVAB1, BVAB2, BVAB3 [66]. Современные данные свидетельствуют о важной роли G. vaginalis в формировании бактериальной биопленки и перехода от нормальной вагинальной микрофлоры к БВ [40].
13.2.2. Диагностика
Диагностика БВ, как и других вагинальных инфекций, вызываемых условно-патогенными микроорганизмами, а именно аэробного вагинита и кандидозного вульвовагинита, проводится при наличии клинических проявлений [5, 17, 66, 71].
Для клинической диагностики БВ применяется метод Амселя [8], который предполагает использование четырех критериев:
-
1) наличие специфических вагинальных выделений (однородных, серовато-белых, жидких, c неприятным запахом);
-
2) pH отделяемого влагалища выше 4,5 (используют индикаторные полоски со шкалой или специальные индикаторные перчатки);
-
3) положительный аминный тест (каплю отделяемого влагалища помещают на предметное стекло, затем к ней добавляют каплю 10% раствора KOH; появляющийся при этом запах оценивают немедленно после добавления щелочи, поскольку он быстро рассеивается);
-
4) выявление "ключевых" клеток (отслоившихся клеток эпителия влагалища, поверхность которых покрыта бактериями, за счет чего они имеют "зернистый" вид) при микроскопическом исследовании нативного препарата.
Если положительными являются как минимум три критерия, устанавливается диагноз БВ. К преимуществам метода Амселя относится возможность диагностировать БВ во время приема врача и сразу назначить терапию. Недостатками являются субъективность и отсутствие возможности для микроскопии нативного препарата у большинства врачей.
Микроскопическое исследование препарата отделяемого влагалища, окрашенного по Граму, является предпочтительным методом лабораторной диагностики БВ [66]. В течение многих лет микроскопическая диагностика БВ осуществляется с использованием метода Нуджента [54]. Метод основан на определении трех бактериальных морфотипов при микроскопическом исследовании окрашенных по Граму препаратов: крупные грамположительные палочки (морфотип лактобациллы), небольшие грамотрицательные или грамвариабельные кокки и коккобациллы (морфотип Gardnerella ) и грамотрицательные или грамвариабельные изогнутые палочки (морфотип Mobiluncus ) (табл. 13-2). В зависимости от суммы баллов образцы расценивают как нормоценоз (число баллов от 0 до 3), промежуточный вариант микробиоценоза (число баллов от 4 до 6) и БВ (число баллов от 7 до 10). Преимуществами метода Нуджента являются относительно высокая чувствительность и специфичность, высокая степень стандартизации, что обеспечивает высокую воспроизводимость. К недостаткам относятся трудоемкость и существование "промежуточного" варианта микробиоценоза.
Баллы | Морфотип Lactobacillus (грамположительные палочки) | Морфотип Gardnerella (грамположительные и грамотрицательные кокки и коккобациллы) | Морфотип Mobiluncus (грамположительные и грамотрицательные изогнутые палочки) |
---|---|---|---|
0 |
>30 |
0 |
0 |
1 |
5–30 |
<1 |
1–5 |
2 |
1–4 |
1–4 |
>5 |
3 |
<1 |
5–30 |
– |
4 |
0 |
>30 |
– |
Согласно недавно опубликованным рекомендациям IUSTI/WHO (2018), предпочтительным методом микроскопической диагностики БВ следует считать другой метод - метод Хэй–Айсон [43], так как он более легок и быстр в исполнении, а также позволяет определить микрофлору, не связанную с БВ. Метод Хэй–Айсон использует пять градаций для описания микрофлоры:
Уровни 0, I и IV обнаруживаются у женщин без БВ. Уровень II - промежуточный, не имеет соответствия в критериях Амселя. Уровень III соответствует диагнозу БВ по критериям Амселя.
Культуральный метод для диагностики БВ практически не используется. Связано это как с трудностями культивирования анаэробных микроорганизмов, так и с тем, что ассоциированные с БВ микроорганизмы, как правило, представляют собой компоненты нормальной микрофлоры влагалища.
В последние годы для диагностики БВ разрабатываются тесты на основе методов амплификации нуклеиновых кислот (МАНК), направленные на выявление клинически значимых количеств бактерий, ассоциированных с БВ. Высокие чувствительность и специфичность (>90%) показаны для отечественного теста АмплиСенс Флороценоз/Бактериальный вагиноз (ФБУН ЦНИИ эпидемиологии) на основе ПЦР в реальном времени, принцип которого заключается в определении соотношения концентраций лактобацилл, G. vaginalis и A. vaginae [61]. Еще один отечественный тест на основе ПЦР в реальном времени, тест Фемофлор (ДНК-технология), предназначенный для количественной оценки микрофлоры влагалища, способен выявлять, наряду с другими дисбиозами влагалища, так называемый анаэробный дисбиоз - состояние, которое может быть приравнено к БВ [52].
13.3. Аэробный (неспецифический) вагинит
13.3.1. Этиология, эпидемиология, клинические проявления
Аэробный, или неспецифический, вагинит (АВ) - относительно недавно описанная нозологическая форма. АВ характеризуется как инфекционно-воспалительное заболевание влагалища, ассоциированное с условно-патогенными аэробными бактериями [27, 28]. При АВ наблюдается уменьшение количества лактобацилл, приводящее к снижению концентрации молочной кислоты и, соответственно, повышение рН среды влагалища, и их замещение комменсальной кишечной микрофлорой. Чаще всего при АВ выявляются Streptococcus spp. (до 59% случаев), Staphylococcus aureus (до 42%), коагулазаотрицательные стафилококки (до 37%), Escherichia coli (до 23%) [74].
Распространенность АВ среди женщин репродуктивного возраста, по данным разных авторов, варьирует от 5 до 25% [21, 33, 74]. Среди женщин с признаками вагинита частота АВ может превышать 50% [44]. У женщин с нормально протекающей беременностью АВ выявляют в 3–10% случаев [24, 38, 85]. АВ не относится к инфекциям, передаваемым половым путем, однако есть связь между возникновением заболевания и наличием большого числа половых партнеров, их частой сменой [21].
Клиническая картина АВ сходна с клинической картиной трихомониаза: обильные желтые или зеленовато-желтые выделения, жжение и зуд во влагалище и в области преддверия влагалища, диспареуния. При гинекологическом осмотре отмечаются отечность, гиперемия, петехиальные высыпания, поверхностные эрозии слизистой оболочки шейки матки, стенок и преддверия влагалища. Тяжелая форма АВ имеет большое сходство с десквамативным воспалительным вагинитом - клиническим синдромом, характеризуемым диффузным экссудативным воспалением, слущиванием парабазальных эпителиальных клеток, обильными гнойными выделениями, повышенным значением рН среды влагалища. Так же, как и при трихомониазе, рН влагалищных выделений повышен. Однако в отличие от трихомониаза, при котором аминовый тест часто положителен, при АВ он дает отрицательный результат [25, 34]. У многих женщин микроскопические признаки АВ наблюдаются в отсутствие симптомов заболевания, однако частота таких бессимптомных форм АВ неизвестна.
Патогенез АВ изучен недостаточно, и его предполагаемую роль в развитии осложнений беременности еще предстоит оценить. При АВ наблюдается повышенная продукция провоспалительных цитокинов - ИЛ-6 и ИЛ-8, обнаружение которых ассоциировано с неблагоприятными исходами беременности, такими как хориоамнионит, преждевременный разрыв плодных оболочек, преждевременные роды. Полагают, что большинство случаев гнойно-септических заболеваний матери, плода и новорожденного связано с бактериями, типичными для АВ, в то время как ассоциированные с БВ бактерии чаще выявляются в амниотической полости у женщин с преждевременными родами и преждевременным разрывом плодных оболочек [26].
13.3.2. Диагностика
Основной метод лабораторной диагностики АВ - микроскопическое исследование нативного препарата отделяемого влагалища, которое позволяет оценить соотношение бактериальных морфотипов, определить (по наличию лейкоцитов) воспалительную реакцию, а также выявить (по наличию парабазальных клеток) слущивание парабазального эпителия, характерное для тяжелой формы АВ [5, 25, 66]. Предпочтение должно отдаваться исследованию нативного препарата, а не окрашенного, так как при приготовлении (а также хранении и транспортировке) окрашенного препарата может происходить частичное разрушение лактобациллярной микрофлоры, адекватная оценка которой является первым шагом микроскопического анализа на АВ [25, 29]. Критерии диагностики АВ при микроскопии нативного препарата с использованием фазово-контрастного микроскопа (увеличение 400×) представлены в табл. 13-3 [27]. При микроскопической диагностике АВ учитывают соотношение лактобациллярной и нелактобациллярной микрофлоры, количество лейкоцитов и их соотношение с количеством эпителиальных клеток, лизосомальную активность лейкоцитов (токсичные лейкоциты выглядят округлыми и раздутыми, с лизосомами внутри), отношение количества парабазальных эпителиоцитов к количеству эпителиоцитов поверхностных и средних слоев. Суммирование баллов по каждой позиции дает общий счет от 0 до 10. Число баллов <3 рассматривают как отсутствие АВ, 3 или 4 - как легкую форму АВ, 5 или 6 - как умеренную форму, АВ >6 - как тяжелую форму АВ (соответствует десквамативному воспалительному вагиниту).
Баллы | Лактобациллярная микрофлора | Лейкоциты | Токсичные лейкоциты | Другая микрофлора | Парабазальные эпителиоциты |
---|---|---|---|---|---|
0 |
Лактобациллы существенно превалируют над другой микрофлорой |
≤10 в поле зрения |
Отсутствуют или встречаются очень редко |
Отсутствует или присутствует в незначительном количестве |
Отсутствуют или <1% |
1 |
Количество лактобацилл значительно снижено на фоне значительного увеличения другой микрофлоры |
>10 в поле зрения, но ≤10 на одну эпителиальную клетку |
≤50% всех лейкоцитов |
Маленькие колиформные бациллы |
≤10% всех эпителиоцитов |
2 |
Лактобациллы отсутствуют или присутствуют в незначительном количестве на фоне избыточного роста другой микрофлоры |
>10 на одну эпителиальную клетку |
>50% всех лейкоцитов |
Кокки или цепочки кокков |
>10% всех эпителиоцитов |
Хотя у большинства женщин с АВ культуральное исследование на аэробные бактерии, такие как Streptococcus agalactiae, S. aureus, E. coli , дает положительный результат, культуральный метод не рекомендуется для диагностики АВ, так как положительный результат далеко не всегда свидетельствует об АВ. Однако культуральный метод с определением антимикробной чувствительности может быть полезным в лечении [66].
Как и в случае с БВ, в последние годы предлагаются тесты на основе МАНК , которые хорошо коррелируют с умеренной и тяжелой формами АВ, определенными микроскопическим методом [62]. Однако чувствительность и специфичность этих тестов необходимо оценить в крупных клинических исследованиях.
13.4. Урогенитальный кандидоз
13.4.1. Этиология, эпидемиология, клинические проявления
Кандидозное поражение слизистых оболочек мочеполовых органов является широко распространенным заболеванием и может возникать у людей обоего пола, но наиболее часто наблюдается у женщин репродуктивного возраста. Кандидозный вульвовагинит (КВВ) - самая распространенная форма поражения слизистых оболочек мочеполовых органов дрожжеподобными грибами рода Candida. КВВ обусловлен чрезмерным ростом видов Candida , таких как C. albicans, C. glabrata, С. tropicalis, C. parapsilosis, C. krusei , при этом до 90% случаев вызываются C. albicans , тогда как остальные виды встречаются гораздо реже [37].
Подсчитано, что приблизительно 10–15% женщин без вульвовагинальных симптомов колонизированы Candida , 70–75% женщин хотя бы один раз в жизни имеют эпизод КВВ, у 50% женщин с первичным инфицированием имеет место второй эпизод КВВ, а у 5–10% всех женщин развивается рецидивирующий КВВ (не менее четырех эпизодов в год) [44]. К числу факторов риска КВВ относятся антибиотикотерапия, беременность, эндогенная или экзогенная иммуносупрессия (включая сахарный диабет и иммуносупрессивную терапию). У некоторых женщин симптомы могут возникать даже при низком количестве Candida , и считается, что это может быть связано с аллергической или воспалительной реакцией на дрожжи [66].
Клинически КВВ проявляется ясно различимыми признаками, хотя существуют атипичные формы заболевания, особенно при рецидивирующем течении. Типичная картина КВВ включает интенсивный зуд во влагалище, белые творожистые выделения, дизурию, диспареунию. Есть данные, что КВВ ассоциирован с неблагоприятными перинатальными исходами, и в исследованиях последних лет было показано снижение риска преждевременных родов у женщин, получавших лечение КВВ во время беременности [45]. Урогенитальный кандидоз не относится к ИППП, однако у половых партнеров женщин с КВВ может возникать кандидозный баланопостит [6].
13.4.2. Диагностика
Микроскопический метод является методом выбора для диагностики КВВ. Для микроскопического исследования используют неокрашенные нативные препараты с добавлением 10% раствора гидроксида калия (КОН), а также препараты, окрашенные метиленовым синим и по Граму [5, 6, 17, 66].
В вагинальных образцах дрожжеподобные грибы, которые размножаются бесполым путем, формируют почки (зачатки). Во влагалище дрожжеподобные грибы размножаются бесполым путем, образуя почки (бластоконидии). Если почки продолжают формироваться, удлиняться и не отделяются одна от другой, они формируют псевдомицелий (псевдогифы). Они выглядят как волокно, имеющее различную протяженность. Псевдомицелий имеет равную толщину по всей протяженности. В том месте, где формируются ответвления псевдомицелия, может наблюдаться некоторое его утолщение. Нити псевдомицелия могут закручиваться и переплетаться. При обилии клеток эпителия, которые не дают возможности изучить детали микроскопической картины, под покровное стекло наносят 10% раствор КОН. Происходит "просветление" препарата и элементы гриба хорошо визуализируются. При окраске препаратов метиленовым синим или по Граму при увеличении микроскопа ×1000 хорошо виден псевдомицелий и дрожжевые клетки [3].
Культуральное исследование показано при отрицательном результате микроскопического исследования при наличии клинических проявлений заболевания, при хроническом рецидивирующем течении КВВ с целью определения тактики лечения, для видовой идентификации дрожжеподобных грибов (особенно для выявления видов, не относящихся к C. albicans ). Необходимость видовой идентификации возбудителя в практическом отношении обусловлена устойчивостью некоторых видов Саndidа к антимикотическим препаратам. В случаях неудачи проведенной терапии культуральное исследование может использоваться с целью определения чувствительности выделенных Candida spp. к антимикотическим препаратам. Для подтверждения диагноза рецидивирующего КВВ необходимо выделение микроорганизма в культуре с идентификацией редких видов, особенно C. glabrata и других видов Candidia , не относящиеся к виду C. albicans (C. non-albicans) , так как традиционные схемы терапии не так эффективны в отношении этих видов, по сравнению с C. albicans [37].
МАНК могут быть использованы для видовой идентификации грибов рода Candida , необходимость в которой в практическом отношении обусловлена устойчивостью некоторых видов Саndidа к антимикотическим препаратам. Имеют ограничения из-за возможного присутствия дрожжеподобных грибов в норме [6].
13.5. Урогенитальный трихомониаз
13.5.1. Этиология, эпидемиология, клинические проявления
Возбудителем трихомониаза является анаэробное жгутиковое простейшее Trichomonas vaginalis . Относится к классу Parabasalia , порядку Trichomonadida , семейству Trichomonadidae .
Урогенитальный трихомониаз - самая распространенная ИППП в мире. В 2016 г. в мире было выявлено 156 млн новых случаев трихомониаза среди лиц 15–49 лет [53]. В Российской Федерации, по последним официальным данным, в 2018 г. заболеваемость трихомониазом составила 42,8 случая на 100 тыс. населения [4]. Классификация трихомониаза по МКБ-10 представлена ниже.
А59 Трихомониаз.
А59.0 Урогенитальный трихомониаз.
А59.8 Трихомониаз других локализаций.
А59.9 Трихомониаз неуточненный.
Распространенность трихомониаза значительно выше у женщин, чем у мужчин, и, в отличие от других ИППП, которые имеют более высокую распространенность среди лиц более молодого возраста, трихомониаз чаще диагностируют у женщин старшего возраста [17]. Трихомонадная инфекция как у женщин, так и у мужчин часто ассоциирована с другими ИППП и ВИЧ-инфекцией; многие женщины с трихомониазом имеют БВ [17].
У женщин трихомонады могут вызывать вагинит, цервицит, уретрит, но также встречается бессимптомное течение (табл. 13-4) [72]. Острый трихомонадный вагинит сопровождается дизурией, раздражением стенок влагалища, появлением жидких пенящихся выделений желто-зеленого цвета с неприятным запахом. Трихомониаз ассоциирован с ВЗОМТ и неблагоприятными исходами беременности - преждевременными родами, преждевременным разрывом плодных оболочек и низкой массой тела плода [70]. Хотя у мужчин трихомонадная инфекция часто протекает бессимптомно, она может являться причиной уретрита, простатита, эпидидимита [17].
Таблица 13.4. Клинические проявления инфекций, вызываемых T. vaginalis
Пациенты | Клинические проявления неосложненной инфекции | Осложнения |
---|---|---|
Женщины |
|
|
Мужчины |
|
|
13.5.2. Лабораторная диагностика
Показаниями к обследованию на трихомонады у женщин являются выделения из влагалища, зуд, диспареуния, бесплодие, перинатальные потери в анамнезе, предгравидарное обследование, у мужчин - симптомы уретрита (табл. 13-5). Диагностику урогенитального трихомониаза рекомендовано также проводить при предстоящих оперативных (инвазивных) манипуляциях на половых органах и органах малого таза, а также половым партнерам лиц с ИППП [6, 17, 66].
Пациенты | Показания |
---|---|
Женщины |
|
Мужчины |
|
Другие показания |
|
Типы клинического материала для исследования на трихомониаз в зависимости от используемого метода приведены в табл. 13-6 [6, 17, 66]. Процедуры их получения, условия транспортировки и хранения представлены в приложении.
Анатомический сайт/материал | Микроскопия | Культуральный метод | Методы амплификации нуклеиновых кислот |
---|---|---|---|
Влагалище |
+ |
+ |
+ |
Цервикальный канал |
– |
– |
+ |
Мочеиспускательный канал |
+ |
+ |
+ |
Моча |
– |
– |
+ |
В настоящее время предпочтительным подходом к лабораторной диагностике трихомониаза, как у женщин, так и у мужчин, являются методы амплификации нуклеиновых кислот (МАНК) [17, 66]. По сравнению с другими методами диагностики трихомониаза (микроскопическим и культуральным) МАНК обладают более высокой чувствительностью и специфичностью [65]. Полагают, что МАНК особенно эффективны для диагностики трихомониаза у мужчин, в связи со значительно более низкой, по сравнению с диагностикой у женщин, чувствительностью микроскопического и культурального методов. В настоящее время предлагается целый ряд коммерческих тестов для выявления нуклеиновых кислот T. vaginalis . Все внедряемые в рутинную диагностику тесты должны быть должным образом валидированы. Тесты на основе ПЦР для диагностики трихомониаза, разработанные российскими производителями, в целом, имеют высокую чувствительность и специфичность [67].
Микроскопическое исследование нативного препарата может использоваться для диагностики трихомониаза у женщин с клиническими проявлениями. T. vaginalis распознают по характерным толчкообразным движениям, которые часто приводят к смещению соседних клеток. Необходимым условием является проведение исследования немедленно (в течение 10 мин) после получения биологического материала, так как трихомонады теряют подвижность [47]. Прямое микроскопическое исследование нативных препаратов не рекомендуется для обследования мужчин, поскольку в отделяемом мочеиспускательного канала часто содержится небольшое число микроорганизмов, и чувствительность метода при таких условиях недостаточна. Размер трихомонад близок к размеру лимфоцитов (от 10 до 20 мкм) или небольших нейтрофилов. Когда трихомонады неподвижны, их трудно отличить от ядер клеток влагалищного эпителия.
Микроскопическое исследование окрашенных препаратов (по Граму, Гимзе или метиленовым синим) имеет ряд недостатков, по сравнению с микроскопическим исследованием нативного препарата. Эти методики менее чувствительны, более трудоемки, требуют наличия опытного специалиста, проводящего микроскопическое исследование, и поэтому не рекомендуются для диагностики урогенитального трихомониаза [6].
Культуральное исследование превосходит по чувствительности микроскопический метод, но метод отличается большей трудоемкостью и длительностью выполнения (2–7 дней) по сравнению с МАНК, что ограничивает его применение [6, 17, 66].
13.6. Урогенитальная хламидийная инфекция
13.6.1. Этиология, эпидемиология, клинические проявления
Урогенитальная хламидийная инфекция во многих странах является самой распространенной ИППП. Chlamydia trachomatis относится к семейству Chlamydiaceae , разделенному на два рода: Chlamydia и Chlamydophila . Род Chlamydia , кроме C. trachomatis , включает виды C. suis и C. muridarum . В состав рода Chlamydophila входят C. pecorum, C. pneumoniae, C. psittaci, C. abortus, C. caviae и C. felis .
C. trachomatis - облигатный паразит, единственным хозяином которого является человек. Этот микроорганизм ответственен за широкий спектр заболеваний: трахому (серотипы A-C), венерическую лимфогранулему (серотипы L1–L3), инфекции мочеполового тракта (серотипы D-K). Жизненный цикл хламидий состоит из чередования двух функционально и морфологически различающихся форм - инфекционных внеклеточных элементарных телец и репродуктивных внутриклеточных ретикулярных телец.
По оценке ВОЗ, в 2016 г. в мире было выявлено 127,2 млн новых случаев среди населения в возрасте от 15 до 49 лет [53]. В Российской Федерации заболеваемость хламидийной инфекцией в 2014 г. составила 46,9 случая на 100 тыс. населения [6].
Распространенность хламидийной инфекции несколько выше среди женщин, чем среди мужчин. Очень часто хламидийная инфекция протекает без симптомов, особенно у женщин, поэтому рекомендуется ежегодный скрининг всех сексуально активных лиц моложе 25 лет, а также скрининг женщин старше 25 лет при наличии факторов риска [17]. Было показано, что скрининг на хламидийную инфекцию способствует снижению как заболеваемости хламидийной инфекцией у женщин, так и показателей ВЗОМТ [64]. Классификация урогенитальной хламидийной инфекции по МКБ-10 представлена ниже.
A55 Хламидийная лимфогранулема (венерическая).
A56 Другие хламидийные болезни, передающиеся половым путем.
A56.0 Хламидийные инфекции нижних отделов мочеполового тракта.
A56.1 Хламидийные инфекции органов малого таза и других мочеполовых органов.
A56.2 Хламидийная инфекция мочеполового тракта неуточненная.
A56.3 Хламидийная инфекция аноректальной области.
A56.4 Хламидийный фарингит.
A56.8 Хламидийные инфекции, передаваемые половым путем, другой локализации.
У мужчин заболевание, как правило, проявляется острым уретритом, у женщин - цервицитом и/или уретритом. При урогенитальной хламидийной инфекции могут также наблюдаться клинические проявления в виде проктита и фарингита, что наиболее часто отмечается у мужчин, имеющих половую связь с мужчинами [48]. Нередко отмечается бессимптомное течение заболевания (у мужчин более чем в 50% случаев, у женщин - в 70–95%) [48], что может приводить к позднему обращению пациентов к врачу и развитию серьезных осложнений со стороны репродуктивной системы: у женщин - к ВЗОМТ, эктопической беременности, трубному бесплодию, у мужчин - к эпидидимиту. Вне зависимости от пола пациента урогенитальная хламидийная инфекция может приводить к развитию реактивных артритов, в случаях орогенитального контакта - к развитию фарингита, а при проникающем анальном контакте - проктита. Попадание выделений из полового тракта в глаза может приводить к возникновению конъюнктивита у взрослых. Урогенитальная хламидийная инфекция, развившаяся во время беременности и не пролеченная, может приводить к развитию конъюнктивита или пневмонии у новорожденного [48]. Клинические проявления урогенитальной хламидийной инфекции суммированы в табл. 13-7.
Пациенты | Клинические проявления неосложненной хламидийной инфекции | Осложнения |
---|---|---|
Женщины |
|
|
Мужчины |
|
|
Новорожденные дети |
|
13.6.2. Лабораторная диагностика
Основные показания к обследованию на урогенитальную хламидийную инфекцию представлены в табл. 13-8 [48, 64].
Пациенты | Показания |
---|---|
Женщины |
|
Мужчины |
|
Новорожденные дети |
|
Другие показания |
|
Типы клинического материала для исследования на хламидийную инфекцию в зависимости от используемого метода приведены в табл. 13-9 [64, 79]. Процедуры их получения, условия транспортировки и хранения представлены в разделе 13.10.
Анатомический сайт/материал | Методы амплификации нуклеиновых кислот | Прямая иммунофлюоресценция | Культуральный метод |
---|---|---|---|
Цервикальный канал |
+ |
+ |
+ |
Мочеиспускательный канал |
+ |
+ |
+ |
Влагалище |
+ |
– |
– |
Моча |
+ |
– |
– |
Прямая кишка |
+ |
+ |
+ |
Эякулят |
+ |
– |
– |
Секрет предстательной железы |
+ |
– |
– |
Конъюнктива |
+ |
+ |
+ |
Задняя стенка глотки |
+ |
– |
+ |
МАНК в настоящее время являются основным подходом к диагностике хламидийной инфекции ввиду их высокой чувствительности, специфичности и быстроты исполнения [6, 17, 48]. Для выявления нуклеиновых кислот C. trachomatis предложен целый ряд коммерческих тестов на основе ПЦР, амплификации со смещением нити ДНК (strand displacement amplification, SDA), транскрипционно-опосредованной амплификации (transcription mediated amplification, TMA), амплификации, основанной на последовательности нуклеиновых кислот (nucleic acid sequence based amplification, NASBA). Наиболее широко используется метод ПЦР. Многие тесты предназначены для одновременного выявления C. trachomatis и N. gonorrhoeae . Все внедряемые в рутинную диагностику тесты должны быть должным образом валидированы. Большинство тестов на основе МАНК, производимых и используемых в России для диагностики хламидийной инфекции, имеют высокую чувствительность и специфичность [69]. Согласно международным рекомендациям по ведению пациентов с хламидийной инфекцией, рекомендуемыми типами клинического материала для анализа с применением МАНК являются образцы мочи у мужчин и вагинальные образцы у женщин (в том числе полученные самой женщиной) [48]. Если женщине проводят клиническое обследование, для анализа может быть использован цервикальный образец. Из-за недостаточно высокой чувствительности моча у женщин должна использоваться, только если другие образцы недоступны [48].
Иммунологические методы можно разделить на методы выявления антигенов и методы выявления антител. Антигены C. trachomatis в клиническом материале определяют либо с использованием метода прямой иммунофлюоресценции (ПИФ), либо методом ИФА. Специфичность этих методов значительно возросла с появлением высокоспецифичных моноклональных антител. Однако чувствительность этих методов значительно ниже по сравнению с МАНК, в связи с чем они не рекомендуются для рутинной диагностики. Тем не менее метод ПИФ может использоваться для диагностики острой хламидийной инфекции в тех случаях, когда МАНК недоступны [48].
Методы серологической диагностики основаны на определении специфических антител к C. trachomatis в сыворотке крови, а также в других биологических жидкостях. В настоящее время наиболее часто используют метод ИФА. Серологическое обследование не рекомендуется для скрининга или диагностики острой неосложненной хламидийной инфекции. Однако когда МАНК недоступны, обнаружение специфических антител к C. trachomatis может использоваться для диагностики инвазивных хламидийных инфекций, таких как лимфогранулема или неонатальная пневмония [48]. Определение антител к хламидиям может быть использовано в случаях осложненной хламидийной инфекции (реактивный артрит, ВЗОМТ, трубное бесплодие, эктопическая беременность) [48].
Культуральный метод (выявление C. trachomatis в культуре клеток) в настоящее время не рекомендуется для рутинной диагностики по причине трудоемкости, длительности, низкой степени стандартизованности и пропускной способности, невозможности использования неинвазивных материалов (мочи, вагинального отделяемого).
13.7. Гонорея
13.7.1. Этиология, эпидемиология, клинические проявления
Гонорея остается одной из самых значимых ИППП во всем мире. В 2016 г. в мире было выявлено 86,9 млн новых случаев гонореи среди людей в возрасте от 15 до 49 лет [53]. В РФ, согласно последним данным официальной статистики, в 2018 г. показатель заболеваемости гонореей составил 8,7 случая на 100 тыс. населения [4].
Возбудителем гонореи является грамотрицательный диплококк Neisseria gonorrhoeae , входящий в состав рода Neisseria семейства Neisseriaceae . N. gonorrhoeae является облигатным патогеном, единственным хозяином которого является человек.
У мужчин гонококковая инфекция в большинстве случаев вызывает симптомы, побуждающие их обратиться к врачу достаточно быстро после инфицирования, что позволяет предотвратить неблагоприятные последствия, тогда как женщины очень часто не имеют никаких симптомов и не обращаются к врачу до развития осложнения (например, ВЗОМТ). Хотя тотальный скрининг на гонорею не рекомендуется, скрининг молодых женщин (<25 лет) при наличии факторов риска рассматривается как важный элемент контроля этого заболевания [17].
Классификация инфекций, вызываемых N. gonorrhoeae , по МКБ-10 представлена ниже.
А54.0 Гонококковая инфекция нижних отделов мочеполового тракта без абсцедирования парауретральных и придаточных желез.
А54.1 Гонококковая инфекция нижних отделов мочеполового тракта с абсцедированием парауретральных и придаточных желез.
А54.2 Гонококковый пельвиоперитонит и другая гонококковая инфекция мочеполовых органов.
А54.3 Гонококковая инфекция глаз.
А54.4 Гонококковая инфекция костно-мышечной системы.
А54.5 Гонококковый фарингит.
А54.6 Гонококковая инфекция аноректальной области.
А54.8 Другие гонококковые инфекции.
Наиболее частой формой гонококковой инфекции у женщин является цервицит, также встречаются уретрит и бартолинит. К основным осложнениям гонококковой инфекции у женщин относятся ВЗОМТ, абсцесс бартолиниевых желез, эктопическая беременность, бесплодие. У мужчин гонорея чаще всего проявляется уретритом; к числу осложнений относятся эпидидимит, простатит. Бессимптомная гонококковая инфекция встречается достаточно часто - до 10% случаев у мужчин, и до 50% - у женщин. Бессимптомное носительство с экстрагенитальной локализацией процесса, например, в прямой кишке или глотке, достаточно часто встречается у мужчин, имеющих половые контакты с мужчинами, но может быть выявлено и у гетеросексуальных мужчин [78]. Клинические проявления гонококковой инфекции представлены в табл. 13-10.
Пациенты | Клинические проявления неосложненной гонококковой инфекции | Осложнения |
---|---|---|
Женщины |
|
|
Мужчины |
|
|
Новорожденные |
|
13.7.2. Лабораторная диагностика
Основные показания к обследованию на гонококковую инфекцию представлены в табл. 13-11 [6, 78].
Пациенты | Показания |
---|---|
Женщины |
|
Мужчины |
|
Новорожденные |
|
Другие показания |
|
Типы клинического материала для исследования на гонококковую инфекцию в зависимости от используемого метода приведены в табл. 13-12 [78]. Процедуры их получения, условия транспортировки и хранения представлены в разделе 13.10.
Анатомический сайт/материал | Микроскопический метод | Культуральный метод | Методы амплификации нуклеиновых кислот |
---|---|---|---|
Цервикальный канал |
+ |
+ |
+ |
Мочеиспускательный канал |
+ |
+ |
+ |
Моча |
– |
– |
+ |
Влагалище |
– |
+ |
+ |
Прямая кишка |
– |
+ |
+ |
Конъюнктива |
– |
+ |
+ |
Ротоглотка |
– |
+ |
+ |
Кровь (при диссеминированной гонококковой инфекции) |
– |
+ |
+ |
МАНК в настоящее время являются предпочтительным подходом к диагностике гонореи. Преимущества МАНК перед традиционными методами (микроскопическим и культуральным) включают: возможность использовать неинвазивные клинические материалы, такие как моча или отделяемое влагалища, отсутствие жестких требований к хранению и транспортировке материала, необходимых для сохранения жизнеспособности возбудителя, высокую чувствительность и специфичность у большинства современных тестов, быстрота исполнения, высокий уровень стандартизации и автоматизации, возможность одновременной детекции других патогенов, в первую очередь, C. trachomatis [39, 79]. Ввиду высокой степени гомологии нуклеотидных последовательностей и частого генетического обмена между гонококками и другими видами рода Neisseria , а также высокого уровня генетического полиморфизма разных штаммов N. gonorrhoeae при использовании МАНК могут наблюдаться как ложноположительные, так и ложноотрицательные результаты [79]. В связи с этим валидация всех внедряемых тестов и осуществление внешней оценки качества приобретает большое значение. Российскими производителями предлагается ряд тестов на основе ПЦР для диагностики гонореи. Их диагностические характеристики в целом не уступают характеристикам международных тестов [68]. К недостаткам МАНК раньше относили отсутствие разрешения их использования для анализа экстрагенитальных образцов, а именно, ректальных и фарингеальных (по причине присутствия комменсальных нейссерий в данных локализациях), однако в 2019 г. несколько международных тестов получили одобрение для использования в диагностике гонореи экстрагенитальной локализации [79].
Микроскопическое исследование препаратов, окрашенных метиленовым синим и по Граму, может использоваться для установления предварительного диагноза гонореи у мужчин с клиническими проявлениями [6, 17, 78]. К преимуществам метода относятся быстрота получения результата, простые условия транспортировки, простота выполнения анализа, низкая стоимость, возможность оценки степени выраженности воспалительного процесса. Метод не должен использоваться для исследования проб, полученных из цервикального канала, а также прямой кишки и ротоглотки, ввиду очень низкой чувствительности и специфичности для данных локализаций.
При проведении микроскопического исследования последовательно оцениваются препараты, окрашенные метиленовым синим и по Граму. Окраска метиленовым синим позволяет сделать заключение о наличии воспаления и выявлении морфотипа бактерий. При окраске по Граму возможно выявление грамотрицательных диплококков.
Культуральное исследование до широкого внедрения МАНК рассматривалось как "золотой стандарт" диагностики гонореи. Во многих регионах культуральный метод до сих пор остается основным методом диагностики, так как он относительно недорогой и, при соблюдении всех условий культивирования, высокочувствительный и высокоспецифичный метод. Культуральное исследование рекомендуется также для контроля излеченности при неудачах терапии, при ВЗОМТ и для диагностики в случаях сексуального насилия [39].
Первичная идентификация гонококков проводится путем визуальной оценки вида колоний, окраски материала из подозрительных колоний по Граму, проведении оксидазного теста. Окончательная видовая идентификация проводится при выделении оксидазоположительных грамотрицательных диплококков, для окончательной диагностики N. gonorrhoeae . Для подтверждающей идентификации нейссерий используются реакция окисления сахаров и другие биохимические реакции, иммунологические тесты (прямая иммунофлюоресценция, коагглютинация), МАНК, масс-спектрометрия. Подтверждающая идентификация необходима для дифференциации N. gonorrhoeae и других видов нейссерий, таких как N. meningitidis, N. lactamica, N. cinerea, N. subflava , а также бактерий других родов, которые иногда могут расти даже на селективных культуральных средах [79].
В последние десятилетия во всем мире увеличилась резистентность N. gonorrhoeae к большинству антибиотиков. Существуют географические различия в резистентности гонококков, и поэтому стратегия лечения должна исходить из данных национального и местного мониторинга антибиотикорезистентности N. gonorrhoeae . Необходимо постоянное проведение эпидемиологических исследований референтными лабораториями для получения точной региональной и национальной информации по антибиотикорезистентности гонококков. Определение чувствительности N. gonorrhoeae к антибактериальным препаратам проводится одним из нескольких методов: диско-диффузионным, методом серийных разведений в агаре, с использованием Е-теста.
13.8. Заболевания, ассоциированные с генитальными микоплазмами
13.8.1. Этиология, эпидемиология, клинические проявления
К группе генитальных микоплазм, колонизирующих слизистые оболочки мочеполовых органов человека, относят четыре вида - Mycoplasma genitalium, Mycoplasma hominis, Ureaplasma parvum и Ureaplasma urealyticum. M. genitalium , согласно современным представлениям, является патогеном, передаваемым половым путем. M. hominis и оба вида уреаплазм относятся к условно-патогенным микроорганизмам, так как они выявляются как при некоторых заболеваниях, так и у здоровых мужчин и женщин.
M. genitalium - это инфекционный агент, передаваемый половым путем и способный индуцировать ряд заболеваний репродуктивного тракта как у мужчин, так и у женщин. Распространенность M. genitalium в общей популяции составляет 1,2% у мужчин, достигая пика 2,1% в возрасте 24–35 лет и 1,3% у женщин, достигая пика в 2,4% в возрасте 16–19 лет [68]. У мужчин с негонококковым уретритом M. genitalium выявляется в 15–25% случаев, являясь второй наиболее частой причиной после C. trachomatis [45].
M. genitalium вызывает уретрит у мужчин, а также уретрит и цервицит у женщин [45, 76]. В недавнем метаанализе, посвященном роли M. genitalium в заболеваниях репродуктивного тракта женщин, была подтверждена значительная ассоциация микроорганизма с повышенным риском развития цервицита (в 1,7 раза) и ВЗОМТ (в 2,1 раза) [49]. Кроме того, было показано, что инфекция, вызванная M. genitalium , значительно ассоциирована с повышенным риском преждевременных родов (в 1,9 раза), самопроизвольного аборта (в 1,8 раза). Бесплодие также чаще диагностировали у женщин, инфицированныхM. genitalium , чем у женщин, не имеющих данного микроорганизма, однако различия не достигли статистической значимости.
Распространенность условно-патогенных генитальных микоплазм, а именно M. hominis, U. urealyticum и U. parvum , среди небеременных сексуально активных женщин, определенная с использованием молекулярных методов, варьирует в пределах 3,1–15%, 5,2–20% и 20–89%, соответственно [41]. Распространенность M. hominis и U. urealyticum среди мужчин оценивается в 2–4% и 5–15%, соответственно, для U. parvum показатели точно не известны [41].
В недавнем анализе литературы относительно связи M. hominis, U. urealyticum и U. parvum с заболеваниями репродуктивного тракта, проведенном международной группой экспертов, подтверждена ассоциация U. urealyticum с негонококковым уретритом у мужчин, при этом установлено, риск развития уретрита выше у мужчин с более высоким содержанием этих бактерий в мочеиспускательном канале [41]. Доказательств связи M. hominis иU. parvum с уретритом и мужским фактором бесплодия не выявлено. Убедительной доказательной базы в пользу ассоциации M. hominis, U. urealyticum и U. parvum с вульвовагинитом, уретритом, цервицитом, бесплодием, ВЗОМТ у женщин также не установлено. Отмечено, что в ранних исследованиях, установивших связь M. hominis с БВ, не учитывался фактор присутствия ключевых бактерий, ассоциированных с БВ [41].
13.8.2. Лабораторная диагностика
Основные показания к обследованию на инфекции, вызванные M. genitalium , представлены в табл. 13-13 [78]. Процедуры их получения, условия транспортировки и хранения представлены в разделе 13.10.
Пациенты | Показания |
---|---|
Женщины |
|
Мужчины |
|
У мужчин предпочтительным типом клинического материала для исследования на M. genitalium является первая порция свободно выпущенной мочи. У женщин чувствительность детекции значительно повышается при использовании двух и более образцов; если используется один тип клинического материала, предпочтительным типом проб является материал из влагалища [45].
МАНК в настоящее время являются единственным методом лабораторной диагностики инфекций, вызываемых M. genitalium [45]. Поскольку M. genitalium - исключительно требовательный к условиям культивирования микроорганизм, культуральный метод является очень трудоемким и длительным и в рутинной диагностике не применяется.
В связи с тем, что M. hominis и Ureaplasma spp. выявляются у значительного числа здоровых людей, и их этиологическая роль в развитии урогенитальных инфекций не доказана, международными экспертами ставится под сомнение целесообразность их выявления и применения антимикробной терапии для их эрадикации [41]. В то же время, по мнению российских экспертов, при отягощенном акушерском анамнезе целесообразно проведение диагностических и лечебных мероприятий, направленных на выявление и эрадикацию потенциальных возбудителей ВЗОМТ. Представленные ниже принципы диагностики и терапии основаны на рекомендациях Российского общества дерматовенерологов и косметологов [6].
Показанием к обследованию на Ureaplasma spp. и M. hominis является наличие клинико-лабораторных признаков воспалительного процесса в области урогенитального тракта и репродуктивной системы, дисбиотических нарушений вагинальной микробиоты при отсутствии патогенных возбудителей.
При отсутствии клинических проявлений обследованию подлежат:
У мужчин материалом для исследования являются мазок из мочеиспускательного канала и первая порция мочи. У женщин исследуют отделяемое мочеиспускательного канала, влагалища, цервикального канала, первую порцию мочи.
Верификация диагноза заболеваний, ассоциированных с Ureaplasma spp. и M. hominis , базируется на результатах лабораторных исследований с помощью одного из методов:
-
молекулярно-биологических, направленных на обнаружение специфических фрагментов ДНК и/или РНК Ureaplasma spp. и M. hominis, с использованием тест-систем, разрешенных к медицинскому применению в Российской Федерации;
-
культурального исследования с выделением и идентификацией Ureaplasma spp. и M. hominis .
Культуральное исследование для выделения уреаплазм и M. hominis следует проводить с использованием селективных жидких и плотных питательных сред. Целесообразность применения методики количественного определения, как и клиническое значение полученных результатов, убедительно не доказаны.
Микроскопическое исследование клинического материала из мочеиспускательного канала, влагалища и цервикального канала является обязательным и проводится с целью:
Диагностическими критериями, подтверждающими наличие уретрита у мужчин, являются:
Диагностическим критерием, подтверждающим наличие уретрита у женщин, является обнаружение 10 и более полиморфноядерных лейкоцитов в поле зрения в отделяемом мочеиспускательного канала при просмотре более 5 полей зрения при увеличении светового микроскопа 1000×. Диагностическим критерием, подтверждающим наличие вагинита, является отношение полиморфноядерных лейкоцитов к клеткам плоского эпителия более чем 1:1.
Диагностическим критерием, подтверждающим наличие цервицита, является обнаружение 10 и более полиморфноядерных лейкоцитов в поле зрения в отделяемом цервикального канала при просмотре более 5 полей зрения при увеличении светового микроскопа 1000×, и наличие слизисто-гнойных выделений из цервикального канала. Диагноз может быть установлен при одновременном наличии клинических и лабораторных признаков.
Другие методы лабораторных исследований, такие как ПИФ, ИФА для обнаружения антител к Ureaplasma spp. и M. hominis , недопустимо использовать для диагностики заболеваний, вызванных Ureaplasma spp. и M. hominis .
13.9. Генитальный герпес
13.9.1. Этиология, эпидемиология, клинические проявления, классификация
Генитальный герпес - наиболее распространенное эрозивно-язвенное заболевание половых органов, вызываемое вирусом простого герпеса (ВПГ, Herpes simplex virus ) и передающееся преимущественно половым путем. Около 80% взрослого населения имеют антитела к ВПГ [12].
Герпетическая инфекция у человека может быть обусловлена вирусами герпеса 1-го и 2-го типов (ВПГ-1 и ВПГ-2). Как правило, поражения, вызванные ВПГ-1, локализуются в орофарингеальной области, вокруг рта, на губах и подбородке, изредка встречается поражение глаз. Заражение происходит обычно в детстве при прямом контакте с инфицированным человеком. Высыпания, вызванные ВПГ-2, обычно локализуются на слизистой оболочке и коже полового члена и половых губ, а также коже перигенитальной зоны. Заражение происходит в более поздние сроки и связано с сексуальной активностью. Распространенность ВПГ-2 повышается, начиная с подросткового возраста. Хотя генитальный герпес вызывается как ВПГ-1, так и ВПГ-2, частота выявления ВПГ-2 при генитальном герпесе значительно выше [18].
Сероэпидемиологические исследования указывают на повсеместное распространение генитальной герпетической инфекции. По оценкам ВОЗ, во всем мире вирусом ВПГ-1 инфицированы около 3,7 млрд человек в возрасте до 50 лет (67% населения), и вирусом ВПГ-2 инфицированы около 417 млн человек (11%) [2]. У большинства из них инфекция остается нераспознанной вследствие частых субклинических форм.
Для герпетической инфекции, вызванной любым типом ВПГ, характерен переход первичной инфекции в латентную форму с периодическими рецидивами. Вирус в межрецидивный период сохраняется в нервных клетках спинальных ганглиев. Реактивация вируса сопровождается его экскрецией из первичных очагов на коже и слизистых оболочках с клиническими проявлениями заболевания или без них. Бессимптомное вирусовыделение имеет большое значение в эпидемиологии генитального герпеса: до 70% случаев передачи генитального ВПГ происходит при бессимптомном характере болезни при наличии вируса у больного [2].
Классификация заболеваний, вызываемых ВПГ, по МКБ-10 представлена ниже.
А60 Аногенитальная герпетическая вирусная инфекция.
А60.0 Герпетические инфекции половых органов и мочеполового тракта.
А60.1 Герпетические инфекции кожных покровов перианальной области и прямой кишки.
А60.2 Аногенитальная герпетическая инфекция неуточненная.
Первичная герпетическая инфекция, то есть первый контакт ВПГ-серонегативного человека с ВПГ-1 или ВПГ-2, часто протекает тяжело и длительно. У детей после инфицирования ВПГ обычно развивается стоматит и/или фарингит. Проявления первичной инфекции разрешаются самопроизвольно. У людей, которые в детстве не инфицировались ВПГ-1, в более позднем возрасте могут возникнуть высыпания на половых органах, обусловленные инфицированием ВПГ-2. Как и при заражении ВПГ-1, проявления первичной инфекции ВПГ-2 разрешаются самопроизвольно, но возможно возникновение рецидивов в результате реактивации латентной инфекции, локализующейся в крестцовых ганглиях. Если человек, в организме которого имеются антитела к ВПГ-1, инфицируется ВПГ-2, поражение половых органов может иметь стертую клиническую картину.
Манифестная (типичная) форма генитального герпеса включает гиперемию и отечность кожного покрова и слизистых оболочек в области поражения: у мужчин - в области полового члена, мошонки, лобка, промежности, перианальной области; у женщин - в области вульвы, клитора, влагалища, шейки матки, лобка, промежности, перианальной области. Характерны единичные или множественные везикулезные элементы полициклической фестончатой формы с прозрачным содержимым, нередко билатеральные, на гиперемированном основании, локализующиеся в области поражения. После вскрытия везикулезных элементов образуются поверхностные, покрытые сероватым налетом эрозии размером 2–4 мм соответственно числу бывших пузырьков или сплошная эрозия с гладким дном и неподрытыми краями, окруженными ярко-красным ободком. При присоединении вторичной инфекции отмечается появление гнойного экссудата. Имеет место увеличение и болезненность паховых лимфатических узлов [6]. Рецидивирующая герпетическая инфекция связана с реактивацией вируса. Рецидивы заболевания могут возникать с различной частотой, от одного раза в год до нескольких раз в месяц [36]. Клинические проявления генитального герпеса суммированы в табл. 13-14.
Пациенты | Клинические проявления | Осложнения |
---|---|---|
Женщины |
|
|
Мужчины |
|
У беременных клинические проявления генитальной герпесвирусной инфекции такие же, как и у небеременных, лишь в некоторых случаях может встречаться более тяжелое течение заболевания. При возникновении герпетической инфекции во время беременности, особенно первичной, существует риск передачи вируса плоду и возникновения герпетического заболевания у новорожденного. Передача инфекции плоду может происходить внутриутробно, интранатально и постнатально. Внутриутробная передача встречается с частотой 5%, интранатальная - 85%, постнатальная - 10% [7]. Внутриутробная герпесвирусная инфекция встречается редко (1 случай на 200 тыс. родов), однако является наиболее серьезной формой заболевания у новорожденных. Проявления включают поражения кожи (пузырьки или эрозии), глаз (хориоретинит с или без кератоконъюнктивита) и мозга (энцефалит, обычно в сочетании с микроцефалией или гидроанэнцефалией). Описаны также случаи задержки внутриутробного развития плода и смерти плода, связанные с внутриутробным инфицированием вирусом герпеса. Самый частый путь передачи ВПГ - интранатальный. Передача вируса во время родов зависит от ряда факторов, основными из которых являются наличие у матери клинических проявлений инфекции в области гениталий и уровень специфических антител, а также длительность безводного промежутка. Риск передачи инфекции значительно выше, если у матери имеет место первичный эпизод. В целом, риск передачи вируса от инфицированной матери ребенку высок (30–50%) среди женщин с первичным генитальным герпесом, приобретенным на поздних сроках беременности, и низок (<1%) среди женщин с рецидивирующим герпесом или с первичным герпесом, приобретенным в первой половине беременности [7, 77].
13.9.2. Лабораторная диагностика
Дифференциальная диагностика генитального герпеса и других инфекционных и неинфекционных заболеваний, сопровождающихся изъязвлениями половых органов, основанная на клинической картине, затруднена. И поэтому всегда следует стремиться к лабораторному подтверждению диагноза. Дифференциальная диагностика проводится с заболеваниями, сопровождающимися эрозивно-язвенными высыпаниями на половых органах (сифилисом, мягким шанкром, паховой гранулемой, трихомонадным баланопоститом, плазмоклеточным баланитом Зуна, болезнью Крона, болезнью Бехчета), а также некоторыми дерматозами (чесоткой, фиксированной эритемой, эритроплазией Кейра, контактным дерматитом, стрептококковым импетиго, шанкриформной пиодермией) [6]. Основные показания к обследованию на герпетическую инфекцию представлены в табл. 13-15 [6, 17, 56, 78].
Пациенты | Показания |
---|---|
Женщины |
|
Мужчины |
|
Новорожденные |
|
Другие показания |
|
Типы клинического материала для диагностики герпетической инфекции в зависимости от используемого метода представлены в табл. 13-16 [78]. Процедуры их получения, условия транспортировки и хранения представлены в приложении.
Анатомический сайт/материал | Прямая иммунофлюоресценция | Методы амплификации нуклеиновых кислот | Культуральный метод | Серологические методы |
---|---|---|---|---|
Содержимое везикул, мазки-отпечатки, соскобы эпителиальных клеток |
+ |
+ |
+ |
– |
Цереброспинальная жидкость |
– |
+ |
– |
– |
Кровь |
– |
– |
– |
+ |
Методы диагностики герпетической инфекции делятся на методы прямого выявления вируса герпеса (МАНК, культуральный, иммунологический - выявление антигенов) и методы выявления антител к вирусу, или серологические. Методы прямого выявления вируса применяются для исследования материала из герпетических поражений. В случаях бессимптомного носительства использование методов прямого выявления вируса герпеса не рекомендуется, так как выявить вирус в отсутствие поражений не удается. При первичной инфекции рекомендуется определение типа вируса, что может быть полезным в определенных клинических ситуациях.
МАНК в настоящее время являются предпочтительным подходом к диагностике генитального герпеса [6, 17, 78]. Показано, что выявление вирусной ДНК методом ПЦР повышает частоту обнаружения вируса на 11–71% по сравнению с культуральным исследованием [56]. Кроме того, МАНК, в отличие от культурального метода, обладают быстротой исполнения и высоким уровнем стандартизации и автоматизации, и применение МАНК позволяет упростить условия транспортировки образцов.
Культуральное (вирусологическое) исследование - выделение вируса в культуре клеток - позволяет доказать активность инфекции при наличии клинических проявлений и определить его чувствительность к противовирусным препаратам. Наиболее часто используют следующие клеточные культуры, чувствительные к различным вирусам: человеческие фибробласты, например MRC-5, клеточная линия Vero, клетки почечной ткани кролика и детенышей хомяка. Характерное цитопатическое действие ВПГ на клеточную культуру обычно проявляется спустя 24–72 ч, однако иногда может затягиваться на срок до 5–7 дней. Ввиду того, что другие вирусы могут вызывать схожий с герпетическим цитопатический эффект, необходимо его подтверждение с использованием специфических антител, меченных флюоресцеином или иммунопероксидазой [78].
Методы выявления антигенов (ПИФ или ИФА), а также микроскопические методы с окраской по Тцанку или Папаниколау в настоящее время не рекомендуются для рутинной диагностики и могут использоваться только в регионах с очень ограниченными ресурсами [56].
Серологические методы исследования не рекомендуются для рутинного скрининга бессимптомных пациентов. Тестирование с целью определения типоспецифических IgG к ВПГ показано в следующих группах [56].
Пациенты с первичным эпизодом генитального герпеса (иногда ведение пациента зависит от того, первичная это инфекция или рецидивирующая). При появлении генитальных герпетических поражений отсутствие IgG к тому типу герпеса, который выявлен в поражениях, говорит о первичном эпизоде. Рекомендуется подтвердить сероконверсию тестированием последующих образцов крови от пациента. Прогноз заболевания зависит от того, вызван генитальный герпес ВПГ-1 или ВПГ-2. До 50% первых эпизодов генитального герпеса обусловлены ВПГ-1, однако рецидивы и субклиническое размножение вируса намного реже встречаются при инфицировании ВПГ-1, чем ВПГ-2 [32].
Пациенты с рецидивирующим герпесом или атипичными проявлениями герпеса, когда прямые методы выявления вируса дают отрицательные результаты. Выявление IgG к ВПГ-2 говорит, как правило, о генитальном герпесе. Обнаружение IgG к ВПГ-1 может говорить как о генитальном, так и лабиальном герпесе. При консультировании пациентов с отрицательным тестом на IgG к ВПГ-2 и с положительным тестом на IgG к ВПГ-1 следует помнить, что ВПГ-1 редко является причиной рецидивирующего генитального герпеса [32].
Половые партнеры пациентов с генитальным герпесом, когда возникает озабоченность по поводу риска трансмиссии. Серодискордантные пары должны быть проконсультированы относительно мер профилактики.
Беременные, чьи половые партнеры имеют историю генитального герпеса. Женщины, не имеющие иммунитета к тому типу вируса, который обнаружен у партнера, должны быть проконсультированы относительно мер профилактики [15].
В диагностике необходимо использовать только типоспецифические тесты, которые направлены на определение IgG против антигенно уникальных гликопротеинов ВПГ gG1 (ВПГ-1) и gG2 (ВПГ-2). Их чувствительность и специфичность превышают 98 и 97%, соответственно [35]. Выявление специфических IgM в настоящее время не рекомендуется для рутинной диагностики.
13.10. Папилломавирусная инфекция
13.10.1. Классификация вирусов папилломы человека
Вирус папилломы человека (ВПЧ) - ДНК-содержащий вирус из семейства Papovaviridae , характерная особенность которого заключается в способности вызывать пролиферацию эпителия кожи и/или слизистых оболочек. Современная классификация папилломавирусов основана на различиях в последовательности ДНК гена L1 . Нуклеотидная гомология ниже 60% разделяет вирусы по родам, от 60 до 70% - по видам, от 70 до 90% - по типам, от 90 до 98% - по подтипам, выше 98% - по вариантам. Согласно этой классификации, все известные типы ВПЧ составляют пять родов (альфа, бета, гамма, мю и ню). На сегодняшний день идентифицировано более 170 различных типов ВПЧ, способных поражать плоские эпителиальные клетки кожи и слизистых оболочек рта, конъюнктивы, пищевода, бронхов, прямой кишки, половых органов [11, 20].
По способности к опухолевой трансформации инфицированного эпителия типы ВПЧ, которые поражают аногенитальную область, условно разделены на группы высокого и низкого онкогенного риска. Так, ВПЧ 16, 18, 31, 33, 35, 39, 45, 51, 52, 56, 58, 59 и 68 типов могут приводить к раку шейки матки , тогда как ВПЧ 6 и 11 типов часто являются причиной аногенитальных бородавок , иногда их обнаруживают при дисплазиях легкой и средней степеней тяжести, и они крайне редко связаны с опухолями шейки матки [13].
13.10.2. Рак шейки матки
13.10.2.1. Эпидемиология
Рак шейки матки (РШМ) по заболеваемости и смертности занимает четвертое место среди злокачественных опухолей у женщин. В 2018 г. в мире было зарегистрировано 570 тыс. новых случаев РШМ и 311 тыс. случаев смерти от РШМ [1, 15].
РШМ является существенной проблемой для здравоохранения Российской Федерации. Так, в 2016 г. средний показатель заболеваемости РШМ составил 15,4 на 100 тыс. женщин (от 4,6 до 48,6 в различных регионах страны). В 2016 г. от РШМ в России умерло 6,6 тыс. женщин [83].
13.10.2.2. Тестирование на вирус папилломы человека в скрининге рака шейки матки
Подтверждение этиологической роли ВПЧ в развитии РШМ привело к разработке новых стратегий профилактики этого заболевания, а именно, вакцинации против онкогенных типов ВПЧ (первичная профилактика) и внедрения тестирования на ВПЧ в программы скрининга РШМ (вторичная профилактика).
Прогрессия субклинических форм папилломавирусной инфекции до стадии рака, как правило, занимает долгое время (10–20 лет). Инвазивному раку предшествуют цервикальные интраэпителиальные неоплазии (cervical intraepithelial lesions, CIN), которые по степени тяжести принято разделять на легкую (CIN grade 1, CIN1), умеренную (CIN grade 2, CIN2) и тяжелую дисплазии (CIN grade 3, CIN3). CIN2 и выше считают поражениями высокой степени тяжести (их часто обозначают как CIN2+). К мерам вторичной профилактики РШМ относятся выявление и лечение этих поражений.
В качестве скрининговых методов ВОЗ рекомендует цитологический метод, визуальный метод с использованием уксусной кислоты и тест на онкогенные типы ВПЧ. Сравнение характеристик скрининговых методов приводится в табл. 13-17 [10, 83].
Метод | Описание | Преимущества | Ограничения |
---|---|---|---|
Традиционное цитологическое исследование по Папаниколау |
Взятие образца клеток из шейки матки на предметное стекло и их оценка цитотехнологом в лаборатории |
|
|
Жидкостная цитология |
Взятие образца клеток из шейки матки в жидкую среду и их оценка цитотехнологом в лаборатории |
|
|
Визуальный метод |
Осмотр шейки матки после нанесения 3–5% уксусной кислоты для проявления клеточных изменений |
|
|
Тест на онкогенные типы ВПЧ |
Молекулярно-биологическое исследование на ДНК/РНК онкогенных типов ВПЧ |
|
|
Примечание : ВПЧ - вирус папилломы человека; ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота; РНК - рибонуклеиновая кислота; РШМ - рак шейки матки.
Цитологический метод на протяжении последних десятилетий составляет основу скрининга РШМ, однако в последние годы тест на онкогенные типы ВПЧ активно внедряется в скрининговые программы. Чувствительность цитологического исследования для выявления предраковых состояний и рака может варьировать в пределах 60–95% [63]. Для оценки цитологических препаратов в настоящее время чаще всего используется терминологическая система Бетесды [51].
Визуальный метод заключается в том, что атипически измененный эпителий, проявляющийся как ацетобелое пятно после аппликации раствора уксусной кислоты, можно увидеть невооруженным глазом. Чувствительность метода сопоставима с чувствительностью цитологического метода - 80–83% (при специфичности 64–87%) [63].
Тест на онкогенные типы ВПЧ обладает более высокой чувствительностью для выявления CIN2+, чем цитологическое исследование. Метаанализы последних исследований, проведенных с целью сравнения диагностических характеристик цитологического исследования и тестирования на ВПЧ при использовании в первичном скрининге, показывают, что чувствительность ВПЧ-теста для выявления CIN2+ составляет в среднем 89,7% и значительно (на 25%) превышает чувствительность цитологического теста. Специфичность ВПЧ-теста составляет в среднем 88,2% и лишь немного (на 6%) уступает специфичности цитологического метода. Высокая чувствительность теста на ВПЧ для выявления CIN2+ обусловливает высокую прогностическую значимость отрицательных результатов [9].
Относительно невысокие показатели специфичности и прогностической значимости положительных результатов обусловлены тем, что у большинства женщин ВПЧ-инфекция носит транзиторный характер. Однако среди женщин старше 30 лет показатель спонтанной элиминации вируса значительно ниже, чем среди подростков и молодых женщин, а следовательно, возрастает прогностическая ценность ВПЧ-теста. На этом основании использование теста на ВПЧ в первичном скрининге рекомендуется только для женщин старше 30 лет [83].
Международными экспертными организациями формулированы следующие рекомендации по применению теста на ВПЧ в скрининге РШМ:
-
в первичном скрининге у женщин старше 30 лет в сочетании с цитологическим исследованием или в качестве самостоятельного теста (особенно в тех странах, где плохо организованы программы цитологического скрининга);
-
при ведении пациенток с неопределенными результатами цитологического исследования;
-
для мониторинга терапии цервикальных поражений высокой степени (CIN2+).
Рекомендации международных экспертов по первичному скринингу РШМ суммированы в табл. 13-18 [19].
Возраст | Рекомендации |
---|---|
<21 |
Скрининг не нужен |
21–29 |
Цитология каждые 3 года, тест на ВПЧ не применяется |
30–65 |
Цитология каждые 3 года, или Тест на ВПЧ каждые 5 лет, или Цитология + тест на ВПЧ каждые 5 лет |
>65 |
Скрининг прекращается (если он осуществлялся регулярно в предыдущие годы) |
Женщины после гистерэктомии в отсутствие тяжелой дисплазии в анамнезе |
Скрининг прекращается |
Примечание : ВПЧ - вирус папилломы человека.
13.10.2.3. Требования к тестам для выявления и типирования вируса папилломы человека
Диагностика папилломавирусной инфекции основывается преимущественно на анализе нуклеиновых кислот ВПЧ. В настоящее время во всем мире предлагается более 250 тестов для выявления и генотипирования ВПЧ [57]. Очевидно, что в скрининговых программах можно использовать только стандартизованные тесты, прошедшие широкую клиническую апробацию и удовлетворяющие определенным требованиям чувствительности, специфичности, воспроизводимости [9].
-
ВПЧ-тест должен выявлять по меньшей мере 13 типов высокого риска, а именно, 16, 18, 31, 33, 35, 39, 45, 51, 52, 56, 58, 59, 68, которые ответственны за более чем 95% случаев рака шейки матки. Скрининговый ВПЧ-тест не должен включать типы низкого риска, также нежелательно включение типов неопределенного онкогенного риска, таких как 53, 73, 82 и некоторых других, так как это может, при незначительном увеличении чувствительности, привести к снижению специфичности.
-
Крайне желательно, чтобы скрининговый ВПЧ-тест имел внутренний контроль, позволяющий оценить адекватность взятого образца, качество пробоподготовки и анализа.
-
Валидация теста на ВПЧ должна быть проведена в сравнении с референтным ВПЧ-тестом (в настоящее время в качестве такого теста предлагается использовать Hybrid Capture 2 HPV DNA Test) на образцах, полученных от женщин из скрининговой популяции.
13.10.3. Аногенитальные бородавки
13.10.3.1. Эпидемиология
Аногенитальные кондиломы/бородавки - вирусное заболевание, обусловленное типами ВПЧ низкого онкогенного риска, главным образом, 6 и 11, которые встречаются более чем в 90% случаев. Характеризуется появлением экзофитных и эндофитных разрастаний на коже и слизистых оболочках наружных половых органов, мочеиспускательного канала, влагалища, шейки матки, перианальной области, которые развиваются в течение нескольких недель после инфицирования ВПЧ, хотя в значительном числе случаев от инфицирования до появления новообразований может пройти несколько лет. Показатель трансмиссии между половыми партнерами составляет около 75% [55].
В РФ заболеваемость аногенитальными бородавками в 2011 г. составила 29,4 на 100 тыс. населения. Наиболее уязвимой является возрастная группа от 18 до 29 лет, среди которой регистрируются высокие интенсивные показатели заболеваемости аногенитальными бородавками, составляющие в общей структуре ИППП 55–65% [6].
13.10.3.2. Диагностика
Диагноз устанавливается на основании клинических проявлений [6, 17, 55]. Для улучшения визуализации аногенитальных бородавок проводится проба с 3–5% раствором уксусной кислоты, после обработки которым образования некоторое время сохраняют серовато-белую окраску, а сосудистый рисунок усиливается. Для верификации диагноза, особенно в случаях нетипичных клинических проявлений или отсутствия ответа на стандартную терапию, а также при подозрении на онкологическую патологию, могут использоваться МАНК для выявления генотипа ВПЧ или гистологическое исследование биопсийного материала [6, 55].
13.11. Взятие, транспортировка и хранение образцов клинического материала для микробиологических исследований
Общие требования к получению, транспортировке и хранению клинических материалов
Исследование клинического материала на наличие возбудителей инфекционных заболеваний следует проводить до начала лечения антибактериальными препаратами или, как минимум, через 2–3 дня (местная терапия) и 2–3 нед (системная терапия) после окончания лечения.
Клинический материал можно получать с помощью пластиковой бактериологической петли, ложечки Фолькмана или ватного/дакронового тампона. Предпочтение во всех случаях следует отдавать дакроновым тампонам.
Часто во время обследования пациента необходимо брать несколько клинических образцов для различных лабораторных исследований. Как правило, для микроскопического исследования материал берется в первую очередь (или сразу же после взятия отделяемого мочеиспускательного/цервикального канала для культурального исследования на гонококки).
Для микроскопического исследования и исследования методом прямой иммунофлюоресценции материал наносят тонким слоем на одну сторону предметного стекла и высушивают при комнатной температуре. Препараты должны быть доставлены в лабораторию до конца дня при температуре окружающей среды.
Для приготовления нативного препарата отделяемого влагалища капля отделяемого переносится бактериологической петлей на предметное стекло, где смешивается с равным количеством теплого 0,9% раствора натрия хлорида и накрывается покровным стеклом. Препараты должны быть доставлены в лабораторию в течение 10 мин при температуре не ниже 20–37 °C.
Для культуральных и молекулярно-биологических исследований необходимо использовать соответствующие транспортные среды, полученные в лаборатории, в которой будут проводиться исследования. Допускается использовать стандартные коммерческие среды, но перед этим необходимо проконсультироваться со специалистами лаборатории. Необходимо правильно хранить транспортные среды (в холодильнике). Перед взятием материала среду прогревают до комнатной температуры (примерно 30 мин). Клинический материал в транспортных средах доставляют в лабораторию по возможности быстрее, в течение 3–4 ч, при необходимости допускается хранить материал до конца дня (при 2–8 °C). Транспортировку материала рекомендуется осуществлять в сумке-холодильнике; однако допускается транспортировать материал при температуре окружающей среды. Если материал для культуральной диагностики гонореи и трихомониаза берется сразу в питательную среду, образцы следует доставить в лабораторию в течение 3–4 ч при температуре не ниже 18 °C, в противном случае вероятность выделения гонококков и трихомонад резко снижается.
Биологические жидкости/секреты (кроме крови) собирают в соответствующие контейнеры и доставляют в лабораторию по возможности быстрее, в течение 3–4 ч, при необходимости допускается хранить материал до конца дня (при 2–8 °C). Транспортировку материала рекомендуется осуществлять в сумке-холодильнике.
Венозную кровь для серологических исследований собирают в количестве 8–10 мл в сухую пробирку или пробирку с активатором свертывания крови. Кровь для прямого выявления возбудителей собирают в количестве 8–10 мл в пробирку с антикоагулянтом (ЭДТА или цитратом натрия; Гепарин♠ не рекомендуется). Кровь доставляют в лабораторию в течение 3–4 ч. Транспортировку крови необходимо осуществлять в специальном закрытом контейнере.
Необходимо аккуратно маркировать пробирки с материалом с указанием идентификационных данных пациента и клинического материала. В направлении на исследование необходимо указать идентификационные данные пациента, пол, возраст, тип материала/анатомическую область.
Процедуры взятия образцов клинического материала
Цервикальный канал. Перед взятием материала необходимо тщательно очистить наружное отверстие цервикального канала от слизи и вагинальных выделений с помощью ватного тампона. Зонд необходимо ввести в цервикальный канал на глубину 1,5–2 см и, осторожно вращая его, собрать материал. При извлечении зонда необходимо исключить его касание со стенками влагалища. При наличии эрозий цервикального канала нужно обработать их стерильным 0,9% раствором натрия хлорида; материал следует брать на границе здоровой и измененной ткани. У девочек препубертатного возраста материал из цервикального канала не берется; взятие материала производят со слизистой оболочки преддверия влагалища, а в отдельных случаях - из заднего свода влагалища через гименальные кольца.
Мочеиспускательный канал (женщины). Перед взятием материала рекомендуется воздержаться от мочеиспускания в течение как минимум 2 ч. При наличии большого количества выделений наружное отверстие мочеиспускательного канала необходимо обработать тампоном, смоченным стерильным 0,9% раствором натрия хлорида. Зонд необходимо ввести в мочеиспускательный канал на глубину 1,5–2 см и, осторожно вращая его, собрать материал. У девочек препубертатного возраста материал из мочеиспускательного канала не берется; взятие материала производят со слизистой оболочки преддверия влагалища, а в отдельных случаях - из заднего свода влагалища через гименальные кольца.
Мочеиспускательный канал (мужчины). Перед взятием материала рекомендуется воздержаться от мочеиспускания в течение как минимум 2 ч. Наружное отверстие мочеиспускательного канала необходимо обработать тампоном, смоченным стерильным 0,9% раствором натрия хлорида. При наличии гнойных выделений материал рекомендуется брать через 15–20 мин после мочеиспускания; при отсутствии выделений необходимо провести массаж мочеиспускательного канала с помощью зонда для взятия материала. Зонд необходимо ввести в мочеиспускательный канал на глубину 1,5–2 см и, осторожно вращая его, собрать материал. У мальчиков препубертатного возраста брать материал из мочеиспускательного канала не рекомендуется, у них исследуют экссудат, который собирают из наружного отверстия мочеиспускательного канала.
Влагалище. Накануне обследования не рекомендуется проводить спринцевание. Материал должен быть взят до проведения мануального исследования. Отделяемое влагалища собирают с помощью зонда из заднего и боковых сводов влагалища. У девочек препубертатного возраста взятие материала производят со слизистой оболочки преддверия влагалища, а в отдельных случаях - из заднего свода влагалища через гименальные кольца.
Моча. Перед взятием материала рекомендуется воздержаться от мочеиспускания в течение как минимум 2 ч. Первую порцию свободно выпущенной мочи (10–15 мл) необходимо собрать в стерильный контейнер. Нельзя касаться внутренней поверхности контейнера и крышки руками. Необходимо плотно закрыть контейнер крышкой (во избежание вытекания материала).
Прямая кишка. Перед взятием материала проводится тщательный туалет с мылом и водой области вокруг анального отверстия для снижения риска контаминации пробы. Тампон нужно ввести на глубину 2–3 см в канал и собрать материал со всех стенок прямой кишки круговыми движениями в течение 10 с.
Задняя стенка глотки. Материал не следует брать при воспаленном надгортаннике, так как может возникнуть обструкция дыхательных путей. Мазок берут натощак или через 2–3 ч после еды и питья. Перед манипуляциями не надо полоскать рот. Аккуратно прижимают язык шпателем, тампоном проводят по задней стенке глотки выше нижнего края мягкого нёба, а также по поверхности миндалин, не касаясь губ, щек и языка. При наличии гнойных наложений материал желательно брать на границе здоровых и пораженных тканей (так как именно там находится наибольшее количество микробов).
Конъюнктива нижнего века. При наличии обильного гнойного отделяемого его убирают стерильным ватным тампоном, смоченным 0,9% раствором натрия хлорида. Материал берут с внутренней поверхности нижнего века движением к внутреннему углу глазной щели. При взятии материала необходимо придерживать веко руками, чтобы при моргании ресницы не касались зонда.
Секрет предстательной железы. Перед взятием секрета предстательной железы головку полового члена нужно обработать стерильным ватным тампоном, смоченным 0,9% раствором натрия хлорида. Секрет берется после предварительного массажа предстательной железы через прямую кишку. Из кавернозной части выдавливается секрет и с помощью зонда переносится в пробирку с транспортной средой.
Эрозии/язвы кожи и слизистых оболочек. До взятия материала поверхность дефекта должна быть очищена тампоном, смоченным 0,9% раствором натрия хлорида. Дефект слегка массируют путем сдавливания пальцами под основание до появления на его поверхности серозного отделяемого. Капля отделяемого переносится бактериологической петлей на предметное стекло, где смешивается с равным количеством 0,9% раствора натрия хлорида и накрывается покровным стеклом. При подозрении на герпесвирусную инфекцию специальным дакроновым тампоном берется содержимое пузырьков и/или отделяемое эрозивно-язвенной поверхности проявлений на коже и слизистых оболочках. При герпетической инфекции взятие материала необходимо осуществлять в период выделения вируса: при первичном инфицировании оно продолжается около 12 дней, при рецидивах - около 5 дней.
Биопсийный материал. Кусочек ткани объемом примерно 2 мм3 нужно поместить в пробирку с транспортной средой.
Список литературы
-
Аксель Е., Виноградова Н. Статистика злокачественных новообразований женских репродуктивных органов // Онкогинекология. 2018. С. 64–78.
-
Всемирная организация здравоохранения. Вирус простого герпеса. Информационный бюллетень. 2017 [Электронный ресурс]. URL: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/herpes-simplex-virus.
-
Домейка М., Савичева А.М., Соколовский Е.В. и др. Руководство по лабораторной диагностике инфекций урогенитального тракта. СПб.: Н-Л, 2012.
-
Заболеваемость населения социально-значимыми болезнями. Росстат [Электронный ресурс]. URL: http://www.gks.ru/wps/wcm/connect/rosstat_main/rosstat/ru/statistics/population/healthcare.
-
Прилепская В.Н., Кира Е.Ф., Аполихина И.А. и др. Российское общество акушеров-гинекологов. Клинические рекомендации по диагностике и лечению заболеваний, сопровождающихся патологическими выделениями из половых путей женщин. М., 2019. 57 с.
-
Российское общество дерматовенерологов и косметологов. Федеральные клинические рекомендации. Дерматовенерология. Болезни кожи. Инфекции, передаваемые половым путем. М.: Деловой экспресс, 2016. 768 с.
-
Савичева А.М., Соколовский Е.В., Тапильская Н.И. и др. Инфекционно-воспалительные заболевания в акушерстве и гинекологии. Руководство для врачей. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2016.
-
Amsel R., Totten P.A., Spiegel C.A. et al. Nonspecific vaginitis. Diagnostic criteria and microbial and epidemiologic associations // Amer. J. Med. 1983. Vol. 74. Р. 14–22.
-
Arbyn M., Sasieni P., Meijer C.J.L.M. et al. Clinical applications of HPV testing: A summary of meta-analyses // Vaccine. 2006. Vol. 24, Suppl. 3. Р. 78–89.
-
Arbyn M., Snijders P.J.F., Meijer C.J.L.M. et al. Which high-risk HPV assays fulfil criteria for use in primary cervical cancer screening? // Clinical Microbiology and Infection. 2015. Vol. 21, N 9. Р. 817–826.
-
Ashley R.L. Performance and use of HSV type-specific serology test kits // Herpes: the journal of the IHMF. 2002. Vol. 9. Р. 38–45.
-
Bechtel M.A., Trout W. Sexually transmitted diseases // Clin. Obstet. Gynecol. 2015. Vol. 58. Р. 172–184.
-
Bernard H.-U. The clinical importance of the nomenclature, evolution and taxonomy of human papillomaviruses // Journal of clinical virology: the official publication of the Pan American Society for Clinical Virology. 2005. Vol. 32, Suppl. 1. Р. S1–6.
-
Bradshaw C.S., Morton A.N., Hocking J. et al. High Recurrence Rates of Bacterial Vaginosis over the Course of 12 Months after Oral Metronidazole Therapy and Factors Associated with Recurrence // The Journal of Infectious Diseases. 2006. Vol. 193. Р. 1478–1486.
-
Bray F., Ferlay J., Soerjomataram I. et al. Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries // CA: A Cancer Journal for Clinicians. 2018. Vol. 68. Р. 394–424.
-
Brotman R.M., Klebanoff M.A., Nansel T.R. et al. Bacterial Vaginosis Assessed by Gram Stain and Diminished Colonization Resistance to Incident Gonococcal, Chlamydial, and Trichomonal Genital Infection // J. Infect. Dis. 2010. Vol. 202. Р. 1907–1915.
-
CDC. Sexually transmitted diseases treatment. 2015. https://www.cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/rr6403a1.htm.
-
Cowan F.M., Johnson A.M., Ashley R. et al. Antibody to herpes simplex virus type 2 as serological marker of sexual lifestyle in populations // BMJ. 1994. Vol. 309. Р. 1325.
-
Curry S.J., Krist A.H., Owens D.K. et al. Screening for cervical cancer us preventive services task force recom mendation statement // JAMA. 2018. Vol. 320. Р. 674–686.
-
De Villiers E.M. Cross-roads in the classification of papillomaviruses // Virology. 2013. Vol. 445. Р. 2–10.
-
Dermendjiev T., Pehlivanov B., Hadjieva K., Stanev S. Epidemiological, clinical and microbio- logical findings in women with aerobic vaginitis // Akush Ginekol (Sofiia). 2015. Vol. 54. Р. 4–8.
-
DiGiulio D.B., Callahan B.J., McMurdie P.J. et al. Temporal and spatial variation of the human microbiota during pregnancy // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2015. Vol. 112. Р. 11060–11065.
-
Donati L., Di Vico A., Nucci M. et al. Vaginal microbial flora and outcome of pregnancy // Arch. Gynecol. Obstet. 2010. Vol. 281. Р. 589–600.
-
Donders G.G., van Calsteren K., Bellen G. et al. Predictive value for preterm birth of abnormal vaginal flora, bacterial vaginosis and aerobic vaginitis during the first trimester of pregnancy // BJOG Int. J. Obstet. Gynaecol. 2009. Vol. 116. Р. 1315–1324.
-
Donders G.G.G. Definition and classification of abnormal vaginal flora. Best Practice and Research // Clinical Obstetrics and Gynaecology. 2007. Vol. 21. Р. 355–373.
-
Donders G.G.G., Bellen G., Rezeberga D. Aerobic vaginitis in pregnancy // BJOG: An International Journal of Obstetrics and Gynaecology. Vol. 2011. Р. 1163–1170. https://doi.org/10.1111/j.1471-0528.2011.03020.x.
-
Donders G.G.G., Vereecken A., Bosmans E. et al. Aerobic vaginitis: Abnormal vaginal flora entity that is distinct from bacterial vaginosis // International Congress Series. 2002. Vol. 1279. Р. 118–129.
-
Donders G.G.G., Vereecken A., Bosmans E. et al. Definition of a type of abnormal vaginal flora that is distinct from bacterial vaginosis: Aerobic vaginitis // BJOG: Int. J. Obstet. Gynaecol. 2002. Vol. 109, N 1. Р. 34–43.
-
Donders G.G.G., Vereecken A., Dekeersmaecker A. et al. Wet mount microscopy reflects functional vaginal lactobacillary flora better than gram stain // Journal of Clinical Pathology. 2000. Vol. 53. Р. 308–314.
-
Dong Q., Nelson D.E., Toh E. et al. The microbial communities in male first catch urine are highly similar to those in paired urethral swab specimens // PLoS ONE. 2011. Vol. 6. Р. 1–5.
-
Edwards V., Smith S., McComb E. et al. The Cervicovaginal Microbiota-Host Interaction Modulates Chlamydia trachomatis Infection // MBio. 2019. Vol. 10. e01548–19.
-
Engelberg R., Carrell D., Krantz E. et al. Natural history of genital herpes simplex virus type 1 infection // Sexually Transmitted Diseases. 2003. Vol. 30, N 2. Р. 174–177.
-
Fan A., Yue Y., Geng N. et al. Aerobic vaginitis and mixed infections: Comparison of clinical and laboratory findings // Arch. Gynecol. Obstet. 2013. Vol. 287. Р. 329–335.
-
Frobenius W., Bogdan C. Diagnostic value of vaginal discharge, wet mount and vaginal pH — An update on the basics of gynecologic infectiology // Geburtshilfe und Frauenheilkunde. 2015. Vol. 75. Р. 355–366.
-
Frølund M., Wikström A., Lidbrink P. et al. The bacterial microbiota in first-void urine from men with and without idiopathic urethritis // PLoS ONE. 2018. Vol. 13. Р. 1–19.
-
Garland S.M., Steben M. Genital herpes // Best Practice and Research: Clinical Obstetrics and Gynaecology. 2014. Vol. 28. Р. 1098–1110.
-
Gonçalves B., Ferreira C., Alves C.T. et al. Vulvovaginal candidiasis: Epidemiology, microbiology and risk factors // Crit. Rev. Microbiol. Taylor and Francis Ltd, 2016. Р. 905–927.
-
Gondo F., Da Silva M.G., Polettini J. et al. Vaginal flora alterations and clinical symptoms in low-risk pregnant women // Gynecol. Obstet. Investigation. 2011. Vol. 71. Р. 158–162.
-
Graver M.A., Wade J.J. The role of acidification in the inhibition of Neisseria gonorrhoeae by vaginal lactobacilli during anaerobic growth // Ann. Clin. Microbiol. Antimicrob. 2011. Vol. 10. Р. 1–5.
-
Hardy L., Cerca N., Jespers V. et al. Bacterial biofilms in the vagina // Research in Microbiology. 2017. Vol. 168. Р. 865–874.
-
Horner P., Donders G., Cusini M. et al. Should we be testing for urogenital Mycoplasma hominis, Ureaplasma parvum and Ureaplasma urealyticum in men and women? — a position statement from the European STI Guidelines Editorial Board // Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology. 2018. Vol. 32. Р. 1845–1851.
-
Hummelen R., Macklaim J.M., Bisanz J.E. et al. Vaginal microbiome and epithelial gene array in post-menopausal women with moderate to severe dryness // PLoS ONE. 2011. Vol. 6.
-
Ison C.A., Hay P.E. Validation of a simplified grading of Gram stained vaginal smears for use in genitourinary medicine clinics // Sexually Transmitted Infections. 2002. Vol. 78. Р. 413–415.
-
Jahic M., Mulavdic M., Nurkic J. et al. Clinical characteristics of aerobic vaginitis and its association to vaginal candidiasis, trichomonas vaginitis and bacterial vaginosis // Med. arch. (Sarajevo, Bosnia and Herzegovina). 2013. Vol. 67. Р. 428–430.
-
Jensen J.S., Cusini M., Gomberg M. et al. 2016 European guideline on Mycoplasma genitalium infections // Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology. Blackwell Publishing Ltd, 2016. Р. 1650–1656.
-
Kenyon C., Colebunders R., Crucitti T. The global epidemiology of bacterial vaginosis: A systematic review. American Journal of Obstetrics and Gynecology // Am. J. Obstet. Gynecol. 2013. Р. 505–523.
-
Kingston M.A., Bansal D., Carlin E.M. “Shelf life” of Trichomonas vaginalis // Int. J. STD and AIDS. 2003. Vol. 14. Р. 28–29.
-
Lanjouw E., Ouburg S., De Vries H.J. et al. European guideline on the management of Chlamydia trachomatis infections // Int. J. STD and AIDS. 2015. Vol. 27. Р. 333–348.
-
Lis R., Rowhani-Rahbar A., Manhart L.E. Mycoplasma genitalium Infection and Female Reproductive Tract Disease: A Meta-analysis // Clinical Infectious Diseases. 2015. Vol. 61. Р. 418–426.
-
Mändar R. Microbiota of male genital tract : Impact on the health of man and his partner // Pharmacological Research. 2013. Vol. 69. Р. 32–41.
-
Nayar R., Wilbur D.C. The Pap test and Bethesda 2014 // Cancer Cytopathology. 2015. Vol. 123. Р. 271–281.
-
Nazarova V.V., Shipitsyna E.V., Gerasimova E.N., Savicheva A.M. Criteria for diagnosis of bacterial vaginosis using the test Femoflor-16 // J. Оbstet. Woman Disease. 2017. Vol. 66. Р. 57–67.
-
Newman L., Rowley J., Hoorn S. et al. Global Estimates of the Prevalence and Incidence of Four Curable Sexually Transmitted Infections in 2012 Based on Systematic Review and Global Reporting // PLoS ONE. 2015. Vol. 10. Р. 1–17.
-
Nugent R.P., Krohn M.A., Hillier S.L. Reliability of diagnosing bacterial vaginosis is improved by a standardized method of gram stain interpretation // J. Clin. Microbiol. 1991. Vol. 29. Р. 297–301.
-
O’Mahony C., Gomberg M., Skerlev M. et al. Position statement for the diagnosis and management of anogenital warts // Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology. 2019. Vol. 33. Р. 1006–1019.
-
Patel R., Kennedy O.J., Clarke E. et al. European guidelines for the management of genital herpes Short title: Management of genital herpes // Int. J. STD AIDS [Internet]. 2017. Vol. 28, N 14. Р. 1366–1379.
-
Poljak M., Valenčak A.O., Domjanič G.G. et al. Commercially available molecular tests for human papillomaviruses: a global overview // Clinical Microbiology and Infection. 2020. Vol. 26, N 9. Р. 1144–1150.
-
Rakhmatulina M.R., Boldyreva M.N., Lipova E.V. et al. Evaluation of the composition of the microbiota of the urethra in men with sexually transmitted infections // Urologiia. 2019. Р. 31–37.
-
Ravel J., Gajer P., Abdo Z. et al. Vaginal microbiome of reproductive-age women // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2011. Vol. 108. Р. 4680–4687.
-
Roberts C.L., Algert C.S., Rickard K.L., Morris J.M. Treatment of vaginal candidiasis for the prevention of preterm birth: A systematic review and meta-analysis // Systematic Reviews. 2015. Vol. 4. Р. 31.
-
Rumyantseva T., Shipitsyna E., Guschin A., Unemo М. Evaluation and subsequent optimizations of the quantitative AmpliSens Florocenosis/Bacterial vaginosis-FRT multiplex real-time PCR assay for diagnosis of bacterial vaginosis // APMIS. 2016. Vol. 124. Р. 1099–1108.
-
Rumyantseva T.A., Bellen G., Savochkina Y.A. et al. Diagnosis of aerobic vaginitis by quantitative real-time PCR // Arch. Gynecol. Obstet. 2016. Vol. 294. Р. 109–114.
-
Sankaranarayanan R., Gaffikin L., Jacob M. et al. A critical assessment of screening methods for cervical neoplasia // Int. J. Gynecol. Obstet. 2005. Vol. 89, Suppl. 2. Р. 4–12.
-
Scholes D., Stergachis A., Heidrich F.E. et al. Prevention of pelvic inflammatory disease by screening for cervical chlamydial infection // N. Engl. J. Med. 1996. Vol. 334. Р. 1362–1366.
-
Schwebke J.R., Hobbs M.M., Taylor S.N. et al. Molecular testing for Trichomonas vaginalis in women: Results from a prospective U.S. clinical trial // J. Clin. Microbiol. 2011. Vol. 49. Р. 4106–4111.
-
Sherrard J., Wilson J., Donders G. et al. European (IUSTI/WHO) International Union against sexually transmitted infections (IUSTI) World Health Organisation (WHO) guideline on the management of vaginal discharge // International Journal of STD and AIDS. 2018. Vol. 29. Р. 1258–1272.
-
Shipitsyna E., Zolotoverkhaya E., Chen C.Y. et al. Evaluation of polymerase chain reaction assays for the diagnosis of Trichomonas vaginalis infection in Russia // J. Eur. Acad. Dermatol. Venereol. 2013. Vol. 27. Р. e217–223.
-
Shipitsyna E., Zolotoverkhaya E., Hjelmevoll S.O. et al. Evaluation of six nucleic acid amplification tests used for diagnosis of Neisseria gonorrhoeae in Russia compared with an international strictly validated real-time porA pseudogene polymerase chain reaction // J. Eur. Acad. Dermatol. Venereol. 2009. Vol. 23. Р. 1246–1253.
-
Shipitsyna E., Zolotoverkhaya E., Krysanova A. et al. First evaluation of six nucleic acid amplification tests widely used in the diagnosis of Chlamydia trachomatis in Russia // J. Eur. Acad. Dermatol. Venereol. 2009. Vol. 23. Р. 268–276.
-
Silver B.J., Guy R.J., Kaldor J.M. et al. Trichomonas vaginalis as a cause of perinatal morbidity: A systematic review and Meta-analysis // Sex Transm. Dis. 2014. Vol. 41. Р. 369–376.
-
Sobel J.D. Vulvovaginal candidosis // Lancet. 2007. Р. 1961–1971.
-
Swygard H., Seña A.C., Hobbs M.M., Cohen M.S. Trichomoniasis: Clinical manifestations, diagnosis and management // Sex. Transm. Infect. 2004. Р. 91–95.
-
Tachedjian G., O’Hanlon D.E., Ravel J. The implausible “in vivo” role of hydrogen peroxide as an antimicrobial factor produced by vaginal microbiota // Microbiome. 2018. Vol. 6. Р. 29.
-
Tansarli G.S., Kostaras E.K., Athanasiou S., Falagas M.E. Prevalence and treatment of aerobic vaginitis among non-pregnant women: Evaluation of the evidence for an underestimated clinical entity // Europ. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 2013. Vol. 32. Р. 977–984.
-
Taylor B.D., Darville T., Haggerty C.L. Does bacterial vaginosis cause pelvic inflammatory disease? Sexually Transmitted Diseases // Sex Transm. Dis. 2013. Р. 117–122.
-
Taylor-Robinson D., Jensen J.S. Mycoplasma genitalium: From chrysalis to multicolored butterfly // Clinical Microbiology Reviews. 2011. Vol. 24. Р. 498–514.
-
Tita A.T.N., Grobman W.A., Rouse D.J. Antenatal herpes serologic screening: An appraisal of the evidence // Obstet. Gynecol. 2006. Vol. 108. Р. 1247–1253.
-
Unemo M., Ballard R., Ison C. et al. Laboratory diagnosis of sexually transmitted infections, including human immunodeficiency virus. World Health Organization, 2013. 244 р.
-
Unemo M., Seifert H.S., Hook E.W. et al. Gonorrhoea // Nature Reviews Disease Primers. 2019. Vol. 5, N 7. https://www.nature.com/articles/s41572-019-0128-6.
-
Van der Veer C., Bruisten S.M., Van Der Helm J.J. et al. The cervicovaginal microbiota in women notified for chlamydia trachomatis infection: A case-control study at the sexually transmitted infection outpatient clinic in Amsterdam, The Netherlands // Clin. Infect. Dis. 2017. Vol. 64. Р. 24–31.
-
Van Houdt R., Ma B., Bruisten S. et al. Lactobacillus iners-dominated vaginal microbiota is associated with increased susceptibility to Chlamydia trachomatis infection in Dutch women, a case control study // Sex Transm. Infect. 2018. Vol. 94. Р. 117–123.
-
Walther-António M.R.S., Jeraldo P. et al. Pregnancy’s stronghold on the vaginal microbiome // PLoS ONE. 2014. Vol. 9.
-
WHO. Comprehensive Cervical Cancer Control. WHO Library Cataloguing-in-Publication Data. 2014. Р. 364.
-
Wira C.R., Patel M.V., Ghosh M. et al. Innate Immunity in the Human Female Reproductive Tract: Endocrine Regulation of Endogenous Antimicrobial Protection Against HIV and Other Sexually Transmitted Infections // Am. J. Reprod. Immunol. 2011. Vol. 65, N 3. Р. 196–211.
-
Zodzika J., Rezeberga D., Jermakova I. et al. Factors related to elevated vaginal pH in the first trimester of pregnancy // Acta Obstetricia et Gynecologica Scandinavica. 2011. Vol. 90. Р. 41–46.
-
Zozaya M., Ferris M.J., Siren J.D. et al. Bacterial communities in penile skin, male urethra, and vaginas of heterosexual couples with and without bacterial vaginosis // Microbiome. 2016. Vol. 4. Р. 16.
Глава 14. ВИЧ-инфекция
История диагностики ВИЧ-инфекции началась в июне 1981 г., когда специалисты Центра по контролю за болезнями (Атланта, США) обратили особое внимание на информацию о пяти пациентах с пневмоцистной пневмонией и кандидозом, которые, как выяснилось позднее, были первыми выявленными больными новым, до того времени неизвестным заболеванием - ВИЧ-инфекцией/СПИДом. Несмотря на беспрецедентно большой объем научных исследований, выполненных по проблеме ВИЧ-инфекции, это заболевание быстро приобрело характер пандемии, охватившей все страны и континенты.
До настоящего времени диагностика ВИЧ-инфекции зачастую представляет определенную трудность, обусловленную длительным бессимптомным периодом заболевания. Учитывая, что СПИД считают болезнью со стопроцентной летальностью, а также настороженную общественную ориентацию к ВИЧ-инфицированным, установление такого серьезного диагноза налагает особую ответственность на врачей за психоэмоциональное состояние, социальную адаптацию, а порой и за жизнь больного (инфицированного).
Основной задачей лабораторной диагностики ВИЧ-инфекции является как можно раннее ее выявление в целях:
Недостаточное знание этиологии, патогенеза и клинического течения заболевания затрудняет интерпретацию результатов клинико-лабораторных исследований. Лабораторная диагностика ВИЧ-инфекции до настоящего времени представляет в некоторых случаях серьезную проблему. Некоторыми причинами этого являются специфическая динамика маркеров ВИЧ-инфекции в крови и высокая генетическая изменчивость вируса.
14.1. Этиология
Возбудитель ВИЧ-инфекции - вирус иммунодефицита человека. ВИЧ поражает клетки иммунной системы, что клинически проявляется развитием лимфаденопатии, инфекционных (паразитарных) осложнений, возникновением некоторых злокачественных новообразований, а также клетки нервной системы, что опосредует формирование энцефало- или миелопатии [4]. Заболевание было впервые описано и получило название по ведущему синдрому - синдрому приобретенного иммунодефицита (СПИД). Позднее стало известно, что СПИД является конечной фазой клинического течения ВИЧ-инфекции.
Источником ВИЧ-инфекции является человек. Вирусные частицы обнаружены во многих биологических жидкостях инфицированных - в крови, сперме, цереброспинальной жидкости, грудном молоке, влагалищном и цервикальном секрете. Это обусловливает несколько путей передачи ВИЧ-инфекции. ВИЧ может передаваться при половых контактах, переливании крови и ее препаратов, использовании контаминированного медицинского инструментария, от матери к ребенку во время беременности и родов, а также при кормлении грудью [3].
ВИЧ относится к семейству ретровирусов и подсемейству лентивирусов (рис. 14-1). Члены семейства ретровирусов характеризуются особенностью - содержанием геномной РНК и фермента обратной транскриптазы (ревертазы). Для того чтобы геном ретровируса соединился с геномом клетки, вначале с помощью обратной транскриптазы происходит синтез ДНК по матрице вирусной РНК. Затем ДНК провируса встраивается в геном клетки-хозяина.

14.1.1. История открытия вируса иммунодефицита человека
ВИЧ был открыт почти одновременно в 1983 г. независимо друг от друга двумя исследователями - Р. Галло (Национальный институт рака, США) и Л. Монтанье (Институт Пастера, Франция).
Р. Галло в 1980 г. открыл первый ретровирус человека. Вирус поражал Т-клетки крови, вызывая лейкоз, и получил соответствующее название - человеческий Т-клеточный вирус лейкемии, Human T-cell Leukemia Virus (HTLV). Следующим в лаборатории Р. Галло был выделен ретровирус HTLV-II, который вызывает хронический волосатоклеточный Т-лейкоз.
Новое инфекционное заболевание СПИД, не известное до 1981 г., сопровождалось истощением пула Т-лимфоцитов, что и позволило Р. Галло предположить возможную связь данной болезни с неизвестным Т-лимфотропным вирусом. Исследования, в результате которых был выделен HTLV-III, подтвердили гипотетические предположения ученого.
В лаборатории Л. Монтанье новый вирус был выделен от больного с синдромом лимфаденопатии и назван вирусом, ассоциированным с лимфаденопатией, Lymphadenopathy-associated Virus (LAV). После того как было установлено, что HTLV-III и LAV являются одним и тем же вирусом, был утвержден единый термин - "вирус иммунодефицита человека", ВИЧ (Human Immunodeficiency Virus, HIV) [4].
14.1.2. Строение вируса иммунодефицита человека
Строение ВИЧ включает две основные структуры - оболочку и нуклеоид/нуклеокапсид (сердцевинную часть) (рис. 14-2). Липопротеиновая оболочка вируса представляет собой фрагмент мембраны (наружной или эндоплазматического ретикулума) клетки-хозяина, в которой был собран вирион. Оболочка несет в себе гликопротеин gp160 [18], состоящий из эпимембранной (наружной) части, обозначаемой gp120, и трансмембранной части - gp41. Трансмембранный протеин gp41, расположенный непосредственно в оболочке вируса, соединяется дисульфидными связями с несколькими (от 3 до 6) молекулами gp120. Некоторое количество гликопротеина gp120 произвольно отделяется от вириона и попадает в кровь и ткани организма в виде растворимой субстанции.

Внутри под оболочкой находится матриксный каркас, состоящий из белка р17/18[19].
Нуклеоид ВИЧ имеет характерную для ретровирусов форму палочковидной или конической капсулы. Стенка нуклеоида состоит из белка р24/25. Сердцевина вириона содержит две одноцепочечные молекулы РНК, с которыми связаны нуклеопротеины p7 и p9, а также комплекс ферментов: обратную транскриптазу (ревертазу) - p66, интегразу (эдонуклеазу) - p32, рибонуклеазу H (РНКазу Н) - p15 и протеазу - p11.
Сотрудникам Л. Монтанье (Институт Пастера, Франция) в 1986 г. удалось выделить вариант вируса иммунодефицита человека от двух африканцев с заболеванием, подобным СПИД. Вирус не распознавался антителами к ВИЧ, поэтому был обозначен как ВИЧ-2. Уже через два года заболевание, вызываемое ВИЧ-2, было выявлено на других континентах. Оно характеризуется большей длительностью бессимптомного периода по сравнению с инфекцией ВИЧ-1.
Строение ВИЧ-2 идентично строению ВИЧ-1. Однако большая часть структурных белков различается по молекулярной массе и антигенной характеристике. Так, например, поверхностный эпимембранный и трансмембранный гликопротеины имеют иную молекулярную массу, чем gp120 и gp41, и обозначаются gp105/125 (в работах некоторых авторов эпимембранный гликопротеин gp105 обозначается как gp125) и gp36 соответственно. К рецепторным белкам клеток-мишеней gp105 имеет такое же выраженное сродство, как и gp120. Нуклеокапсид ВИЧ-2 состоит из белка р26, а матриксный каркас - из протеина р16.
14.1.3. Геном вируса иммунодефицита человека
Геном ВИЧ-1 представлен тремя крупными структурными и семью небольшими регуляторными генами (рис. 14-3) [4]. Гены с обеих сторон полинуклеотидной цепи ограничены так называемыми длинными концевыми повторами - long terminal repeat (LTR). Длинные концевые повторы представляют собой участки ДНК, которые содержат ряд важных регуляторных фрагментов. К ним относятся места связывания факторов, влияющих на процесс транскрипции, участок (сайт), с которого начинается транскрипция информационной РНК с ДНК провируса, и нуклеотидные последовательности, необходимые для запуска (промотер), усиления (энхансер) и торможения (элемент негативной регуляции) транскрипции. Таким образом, LTR выполняет ключевые регуляторные функции, обеспечивая и контролируя начало и темп репликации вируса.

Структурные гены кодируют белки, которые непосредственно входят в структуру вириона или являются ферментами. К ним относятся гены, обозначаемые env, gag и pol .
Ген env (от англ. envelope - оболочка) кодирует трансляцию белка молекулярной массой 160 кДа, который является предшественником гликопротеинов оболочки вируса - gp41 и gp120.
Ген gag (от англ. group specific antigens - группоспецифичные антигены) кодирует синтез белка р55, являющегося предшественником четырех внутренних белков вируса - р24 (нуклеокапсид), р17 (матриксный каркас), p7 и p6. Протеин p7 связан с геномной РНК вируса. Он необходим при сборке вириона для заключения РНК в нуклеокапсид. Белок p6 обеспечивает высвобождение дочерних вирионов из клетки-хозяина.
Ген pol (от англ. polymerase - полимераза) кодирует синтез протеазы (р52/53), которая расщепляет белок-предшественник р55 (gag ), и еще три других фермента - обратной транскриптазы (ревертазы) (р64/66/68), РНКазы Н (р15), которая отделяет молекулу РНК из комплекса комплементарных цепей РНК + ДНК, образующегося в процессе обратной транскрипции, и интегразы (р31/32), которая обеспечивает интеграцию ДНК провируса в геном клетки-хозяина. Все четыре фермента, как указывалось выше, сосредоточены в нуклеокапсиде вириона.
Ниже приведены краткие сведения о регуляторных генах ВИЧ-1, продукты которых регулируют или обеспечивают процессы, связанные с репликативным циклом вируса в клетке.
Ген tat (от англ. transactivator of transcription - трансактиватор транскрипции), состоящий из двух пространственно разделенных участков, ответственен за активацию транскрипции генов провируса. Этот ген получил название трансактиватора, поскольку воздействует на гены, расположенные не в непосредственной близости от него. Ген tat кодирует синтез так называемого трансактивирующего фактора - белка с молекулярной массой около 14 кДа, обнаруживаемого в ядре и в цитоплазме пораженных ВИЧ клеток. Данный белок необходим для полноценного биосинтеза вирусной РНК, способен повышать синтез вирусных белков более чем в 1000 раз как на этапах транскрипции, так и трансляции. Ген tat действует не только на гены провируса, но и на гены человека, являясь фактором роста для клеток саркомы Капоши.
Увеличение синтеза вирусных белков, возникающее в результате действия продуктов гена tat , стимулирует продукцию самого трансактивирующего фактора, что, в свою очередь, по механизму положительной обратной связи приводит к еще более интенсивной продукции вирусных белков и сборке новых вирионов.
Ген rev (от англ. regulator of virus - регулятор вируса), кодирует синтез белка с молекулярной массой около 19 кДа, который локализуется в ядрах инфицированных клеток. Присутствие белка ускоряет процесс транспорта информационной РНК вируса из ядра в цитоплазму.
Ген nef (от англ. negative regulatory factor - негативный регуляторный фактор) кодирует синтез белка с молекулярной массой 24–25/27 кДа, который имеет сродство к участку длинного концевого повтора - негативному регуляторному элементу (negative regulatory element, NRE). Nef - это мультифункциональный белок, отвечающий за целый ряд патогенных эффектов ВИЧ-инфекции. Nef является решающим фактором патогенеза и прогрессирования заболевания. Взаимодействие белка Nef и NRE приводит к подавлению транскрипции мРНК, и, как следствие, к снижению синтеза вирусных белков. Кроме того, белок Nef оптимизирует внутриклеточную среду для репликации вируса, облегчения высвобождения вирусных частиц и повышения инфекционности вирионов ВИЧ, а также снижает уровни экспрессии различных молекул клеточной поверхности, в частности CD4 и антигенов HLA I класса, что препятствует действию цитотоксических Т-клеток и презентации антигена [22].
Белок молекулярной массы 23 кДа - продукта гена vif (от англ. viral infectivity factor - фактор инфекционной способности вируса) Ген vif обеспечивает внутриклеточный транспорт вирусных компонентов. При дефиците белка Vif нарушается морфогенез вируса и затрудняется выход вируса из клетки, хотя передача вируса из клетки в клетку, минуя внеклеточное пространство, не исключается. Кроме того, экспрессия гена vif подавляет механизмы внутриклеточной противовирусной защиты (в частности белок APOBEC3G).
Регуляторный ген vpr (от англ. virus protein R - вирусный белок R) кодирует синтез белка с молекулярной массой 15 кДа. Данный протеин обеспечивает активирующую функцию длинного концевого повтора (LTR), входит в состав дочерних вирионов и осуществляет активацию транскрипции с геномной РНК после внедрения вируса в клетку.
Значение регуляторного гена vpt (от англ. virus protein Т - вирусный белок Т) не установлено.
Регуляторный ген vpu (от англ. virus protein U - вирусный белок U) кодирует синтез белка молекулярной массой 16 кДа. Данный протеин играет роль в сборке вирионов и отделении их от клетки-хозяина. В частности белок Vpu разрушает рецепторы CD4 на поверхности инфицированных клеток, таким образом, избегая интерференции CD4 во время высвобождения вириона.
Существование генных механизмов как активации (гены tat, rev ), так и торможения (ген nef ) репликативного процесса ВИЧ обеспечивает состояние функционального равновесия, при котором провирус может находиться в неактивной форме.
Геном ВИЧ-2 сходен по строению с геномом ВИЧ-1 (рис. 14-4). Различие геномов состоит в том, что у ВИЧ-2 нет регуляторного гена vpu , но имеется отсутствующий у ВИЧ-1 регуляторный ген vpx , расположенный в геноме провируса аналогично гену vpu . Гомология нуклеотидных последовательностей генов ВИЧ первого и второго типа равна приблизительно 50%.

14.1.4. Изменчивость вируса иммунодефицита человека
Важной особенностью пандемии ВИЧ является ее исключительное глобальное генетическое разнообразие [12, 14]. Изменчивость ВИЧ связана с неточностью работы обратной транскриптазы во время синтеза ДНК провируса. Наибольшей вариабельностью отличается участок молекулы gp120, образующий петлеобразный домен (так называемая V3-петля из 35 аминокислот). 80–95% противовирусных антител специфичны именно к этому участку. По различиям в нуклеотидных последовательностях гена env и соответственно в аминокислотных последовательностях gp120 варианты ВИЧ-1 делятся на четыре группы: М (от англ. major - основной), O (от англ. outline), N (от англ. non M and non O) и P (по следующей букве алфавита). Группы ВИЧ-1 возникли в результате независимой межвидовой передачи вирусов иммунодефицита обезьян: SIVcpz (SIVs), выделенного от шимпанзе, и SIVgor, обнаруженного у горилл [19]. Хотя все эти варианты вызывают похожее заболевание у людей, они имеют специфические филогенетические, вирусологические и эпидемиологические характеристики.
Основная группа М на сегодня доминирует в мире [4]. Она, в свою очередь, подразделяется на девять субтипов (A, B, C, D, F, G, H, J и К), которые в свою очередь имеют, по крайней мере, шесть суб-субтипов (А1-А4, F1 и F2) [15]. Варианты ВИЧ этой группы встречаются почти во всех странах.
Во всех регионах мира обнаруживаются рекомбинантные варианты, возникающие в результате рекомбинации между двумя или более различными субтипами. Рекомбинанты имеют две разновидности: циркулирующие рекомбинантные формы (CRF) и уникальные рекомбинантные формы (URF). CRF представляют собой штаммы, размножающиеся в популяции, а в отношении URF нет доказательств их дальнейшей передачи [15].
Частота выделения субтипов ВИЧ у инфицированных в мире в целом, в Восточной Европе и в Центральной Азии предсталена на рис. 14-5.

Доминирующим в мире является субтип C, в регионах Восточная Европа и Центральная Азия, в котором находится и Российская Федерация, - субтип А. В Африке - колыбели ВИЧ - выявлены все субтипы. В Северной Америке и Западной Европе превалирует субтип В, в Юго-Восточной Азии - субтип Е, в Индии - субтип С. Примечательно, что рекомбинанты составляют почти четверть от всех выделяемых типов. При этом в период 1990–1999 гг. доля рекомбинантов была почти в 2,5 раза меньше - 9,3%.
ВИЧ-2 является менее инфекционным возбудителем и, как правило, встречается в отдельных районах Западной Африки. ВИЧ-2 также имеет несколько субтипов.
Глобальное генетическое разнообразие ВИЧ-1 является немаловажным препятствием на пути разработки вакцины против ВИЧ. Кроме того, оно отражается на формировании лекарственной устойчивости вируса и эффективности антиретровирусного лечения [31], а также влияет на результаты лабораторных диагностических исследований, в частности определения вирусной нагрузки [29].
Наиболее значительные генетические отличия от представителей основной группы имеет группа штаммов О [4]. Случаи инфицирования штаммами ВИЧ-O имеют место на территории Западной Африки, их число пока невелико. Вместе с тем ряд ведущих фирм-производителей иммуноферментных тест-систем для определения антител к ВИЧ включают в состав наборов и антигены ВИЧ-O, так как распространение данного субтипа вируса за пределы Африки вполне вероятно.
14.2. Патогенез
После заражения ВИЧ проникает в лимфоидные клетки Лангерганса, которые локализуются в слизистых оболочках, затем инфицируются макрофаги и CD4+ -лимфоциты, с которыми вирус распространяется по всему организму. При инъекционной передаче ВИЧ поражает клетки-мишени непосредственно в кровяном русле. Таковыми для ВИЧ являются Т-лимфоциты, дендритные лимфоциты и их незрелые предшественники клетки Лангерганса, моноциты/макрофаги, эозинофилы, мегакариоциты, тимоциты, некоторые клоны В-лимфоцитов, клетки нервной системы - нейроны, микроглиальные клетки/макрофаги. Все эти клетки объединяет наличие на их мембране рецептора CD4 [20], к которому имеет большое сродство вирусный эпимембранный гликопротеин gp120 (ВИЧ-1) и gp105 (ВИЧ-2) [4]. Вместе с тем следует заметить, что существует ряд клеток, которые, не имея рецептора CD4, селективно сорбируют, транспортируют на мембране или проводят через себя ВИЧ. К такому типу клеток относятся М-клетки слизистой оболочки прямой кишки, граничащие с лимфоидной тканью стенки кишки, и сперматозоиды.
Из перечисленных клеток-мишеней, несущих на мембране CD4, важнейшими в патогенетическом плане, являются Т-лимфоциты, выполняющие функцию хелперов/индукторов и эффекторов, их количество является наибольшим среди клеток, несущих рецептор CD4, в системе крови человека (табл. 14-1).
Типы клеток | Содержание в крови, % (референтные значения)* |
---|---|
Т-лимфоциты:
|
7,5–14,7 2,7–10,0 |
Дендритные лимфоциты |
1 |
Моноциты/макрофаги |
3–11 |
Эозинофилы |
0,5–5 |
В-лимфоциты (некоторые клоны) |
1,8–8,5 |
*От числа ядросодержащих клеток крови.
**В основном несут на мембране рецептор CD8.
По тропизму изоляты ВИЧ делят на моноцитотропные и лимфоцитотропные. Первые преобладают на начальных стадиях болезни, вторые - в период разгара.
Процесс взаимодействия ВИЧ с клеткой-мишенью включает ряд последовательных стадий. Про^^ никновению вируса внутрь клетки предшествует взаимодействие оболочечных белков вируса с молекулами, экспрессированными на мембране клетки. Необходимым условием фиксации ВИЧ на клеточной мембране и последующего проникновения его в клетку является не только наличие рецептора CD4, с которым соединяется белок gp120 (ВИЧ-1) или gp105 (ВИЧ-2), но и корецептора. Для макрофаготропной разновидности ВИЧ таковым является хемокиновый рецептор ССR5, для лимфоцитотропной - CXCR4. Хемокиновый рецептор обеспечивает конформационное изменение трансмембранного белка gp41 (ВИЧ-1) и gp36 (ВИЧ-2), необходимое для слияния вируса с клеточной мембраной. Некоторые варианты ВИЧ могут использовать оба корецептора [4].
У 2% населения хемокиновый рецептор ССR5 вследствие генетических мутаций на макрофагах отсутствует, что обусловливает невосприимчивость таких людей к ВИЧ-инфекции [13].
На следующей стадии оболочка зафиксированного на клеточной мембране вириона сливается с клеточной мембраной, сердцевина освобождается от оболочки (стадия "раздевания") и проникает в клетку. При этом вполне возможно, что вирусная оболочка становится частью наружной мембраны клетки-хозяина. Проникшая в цитоплазму свободная сердцевина вируса раскрывается. Далее с помощью обратной транскриптазы по матрице вирусной геномной РНК осуществляется синтез ДНК, для чего используются азотистые основания из цитоплазмы. Молекулы вирусной ДНК приобретают кольцевидную форму (циклизация) и проникают из цитоплазмы в ядро, где встраиваются в состав генома клетки-хозяина (интеграция).
Таким образом, процесс инфицирования вирусом иммунодефицита человека клетки-мишени можно разделить на следующие стадии:
-
1) связывание вириона с поверхностью клетки; рецепция вируса;
-
2) слияние мембран вируса и клетки; проникновение вируса внутрь клетки;
-
6) активация процесса транскрипции с ДНК провируса, трансляция белков вируса;
-
7) активная репликация вируса, то есть продукция всех компонентов вируса и формирование из них зрелых дочерних вирионов;
-
8) высвобождение вирионов и отдельных белков ВИЧ из клетки-хозяина во внешнюю среду и беспрепятственное заражение других клеток; цитопатогенные эффекты ВИЧ.
Ведущим звеном в патогенезе ВИЧ-инфекции является поражение Т-хелперов [4], которое обусловлено:
На Т-хелперы ВИЧ оказывает прямой цитопатогенный эффект. Истощение пула Т-хелперов приводит к тому, что они не могут полноценно обеспечивать функцию и взаимодействие других иммунокомпетентных клеток. Однако и на ранних этапах течения ВИЧ-инфекции, когда еще нет выраженного снижения содержания CD4+ -клеток, а доля инфицированных CD4+ -лимфоцитов не превышает 0,01% их числа, основное значение в развитии дисбаланса иммунного ответа, формировании иммунодефицита принадлежит нарушениям регуляторных функций Т-хелперов/индукторов. Причиной указанных нарушений является блокада рецептора CD4.
Распознавание Т-хелперами антигенов на поверхности антигенпрезентирующих клеток (например, макрофагов) происходит с обязательным участием двух структур - рецептора CD4, который взаимодействует с главным комплексом гистосовместимости II класса (ГКГС II) макрофага, и рецептора для антигена. Связывание только молекулы CD4 каким-либо лигандом (например, aнти-CD4-aнтителом или вирусным белком gp120) в отсутствие последующего контакта рецептора с антигеном является для клетки "отрицательным сигналом". При этом происходит быстрая и существенная элиминация молекул CD4 с поверхности клетки. В результате такой лимфоцит не может нормально взаимодействовать с белками главного комплекса гистосовместимости II класса, находящегося на антигенпрезентирующих клетках, что является необходимым условием для формирования нормального иммунного ответа.
Взаимодействие поверхностного гликопротеина gp120 с мембраной CD4+ -клеток может не только вызывать негативные сигналы, но и приводит к программированной клеточной гибели - апоптозу зрелых CD4+-лимфоцитов или гематопоэтических CD34+ -клеток-предшественников даже при отсутствии инфицирования клеток ВИЧ.
G.Furlini и соавт. (1994) установили, что спустя три часа после воздействия ВИЧ-1 (или очищенного рекомбинантного белка gp120) на CD4+ -клетки in vitro наблюдается пик увеличения синтеза и ядерной транслокации белков теплового шока семейства БТШ-70 [2]. Эти данные свидетельствуют о способности gp120 запускать каскад процессов, используя сигнальную активность мембран. Одним из таких внутриклеточных процессов является активация системы белков теплового шока, что в свою очередь указывает на нахождение клетки в неблагоприятных условиях и формирование клеточной стресс-реакции.
Таким образом, не только полноценные вирусы, прямо инфицирующие Т-лимфоциты-хелперы, но и отдельный растворимый вирусный белок gp120 вызывает иммуносупрессию путем связывания молекулы CD4. Особенно значительный иммуносупрессорный эффект оказывает агрегированный (например, специфическими антителами) белок gp120.
Гомология аминокислотных последовательностей молекул вирусного белка gp120 и рецепторных структур клеток (HLA класса II и CD4) обусловливает появление перекрестно реагирующих антител (аутоантител), которые нарушают кооперативные взаимодействия иммунокомпетентных клеток. Аутоиммунная реакция формируется и в отношении иммуноглобулинов, под структуру которых мимикрирует gp120.
Нарушение функции Т-хелперов влечет за собой снижение цитотоксической активности T-cyпpeccopoв, на которые ВИЧ также оказывает цитопатогенное действие, что, в свою очередь, обусловливает появление оппортунистических инфекций и СПИД-индикаторных опухолей.
С развитием выраженной виремии количество инфицированных клеток в крови и интенсивность их гибели возрастает. От момента инфицирования до терминальной стадии СПИД содержание CD4+ -клеток уменьшается более чем в 20 раз.
В моноцитах/макрофагах, в отличие от Т-лимфоцитов, ВИЧ реплицируется с умеренной интенсивностью, вирионы оформляются в округлые частицы еще в цитоплазме клетки и, выходя из нее, не оказывают цитонекротического действия. Однако моноциты/макрофаги, инфицированные ВИЧ, хотя и не подвергаются быстро наступающему цитолизу при массовом высвобождении дочерних вирионов, как Т-лимфоциты, но претерпевают значительные ультраструктурные преобразования. Указанные изменения, видимо, являются причиной пониженной бактерицидной (фунгицидной) активности и способности к хемотаксису моноцитов и макрофагов, а также ослабления взаимодействия их рецепторов с Fc-фрагментами иммуноглобулинов.
В-лимфоциты, учитывая отсутствие или невысокую плотность СD4-рецепторов на их цитоплазматической мембране, должны повреждаться в меньшей степени. Косвенным подтверждением этого, казалось бы, служит тот факт, что суммарная концентрация иммуноглобулинов IgG и IgA сыворотки в условиях ВИЧ-инфекции оказывается повышенной. Однако у больных отмечается характерная диспропорция уровней подклассов иммуноглобулинов IgG. Так, показано, что содержание IgG1 и IgG3 y таких пациентов увеличено, тогда как концентрация IgG2 и IgG4 существенно уменьшена. Прогрессирующее снижение уровня IgG2 может объяснить возрастающую восприимчивость больных ВИЧ-инфекцией к патогенному действию таких микроорганизмов, как Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae и Staphylococcus aureus .
В-лимфоциты на фоне активной секреции антител характеризуются слабой реакцией на митогены и на неоантигены. Таким образом, несмотря на гипергаммаглобулинемию, функциональное состояние В-системы иммунитета у больных ВИЧ-инфекцией сходно с состоянием, развивающимся на фоне выраженной гипогаммаглобулинемии [4].
Функционирование В-лимфоцитов контролируется Т-лимфоцитами. И поэтому, вероятно, дисфункции В-системы в целом могут быть вторичными по отношению к дисфункции Т-хелперов и Т-супрессоров. Кроме того, ВИЧ способен прямо инфицировать В-лимфоциты и вызывать их разрушение. Опыт показывает, что содержание В-лимфоцитов в периферической крови больных в стадии СПИД может быть в три с лишним раза ниже нормы.
Вторым объектом воздействия ВИЧ после иммунной системы является ЦНС. ВИЧ инфицирует нейроны, астроциты, микроглиальные клетки (макрофаги), эндотелий кровеносных сосудов, фибробластоподобные клетки мозга. Однако прямого цитопатогенного эффекта вируса на указанные клетки не отмечено. Поражение ЦНС, проявляющееся деменцией и другими неврологическими нарушениями при ВИЧ-инфекции, скорее связано с нейротоксическим действием gp120 и появлением аутоантител против антигенов мозговой ткани [4].
Таким образом, прогрессированию течения ВИЧ-инфекции предшествует активация репликативного процесса вируса иммунодефицита человека. Клинические проявления заболевания обусловлены непосредственным патогенным эффектом вируса и его белков на клетки-мишени, истощением пула CD4+-клеток крови, а также нарушением кооперативных связей и функций иммунокомпетентных клеток, что приводит к формированию иммунодефицита.
14.3. Клинико-лабораторная диагностика ВИЧ-инфекции
Клинико-лабораторная диагностика ВИЧ-инфекции имеет три направления:
-
1) установление факта инфицированности ВИЧ, диагноза ВИЧ-инфекции;
-
2) определение стадии клинического течения болезни и выявление вторичных заболеваний;
-
3) прогноз прогрессии клинического течения заболевания, лабораторный контроль эффективности проводимого лечения, выявления и определения степени побочных действий антиретровирусных препаратов.
14.3.1. Установление инфицированности ВИЧ, диагноза ВИЧ-инфекции
Для определения ВИЧ-инфицированности используют следующие специфические маркеры: антитела к ВИЧ, антигены ВИЧ, РНК ВИЧ и ДНК провируса.
Антитела к ВИЧ определяются методом ИФА, иммунохемилюминесцентного анализа (ИХЛА) и иммуноблотинга (Western blot). Антигены (белки) ВИЧ определяются методами ИФА и ИХЛА. В настоящее время для лабораторной диагностики ВИЧ-инфекции рекомендовано применение комбинированных тест-систем, с помощью которых можно одновременно определять антитела к ВИЧ-1,2 и антиген p25/24, что позволяет выявлять ВИЧ-инфекцию как до, так и после сероконверсии [5, 20, 27].
С помощью молекулярно-генетических методов можно определять РНК ВИЧ и ДНК провируса. Чувствительность ПЦР - обнаружение вирусных генов в одной из пяти тысяч клеток. Имеются данные, свидетельствующие, что определение РНК ВИЧ следует включить в алгоритм диагностики острой ВИЧ-инфекции [26].
При первичной инфекции наблюдается следующая динамика маркеров ВИЧ в крови инфицированных. В первый месяц в результате активации репликативного процесса наблюдается резкое увеличение вирусной нагрузки (содержание РНК ВИЧ в плазме крови), происходящее на фоне падения уровня CD4+ -лимфоцитов в крови (рис. 14-6). Затем, вследствие диссеминации вируса и массового инфицирования клеток-мишеней в крови и лимфатических узлах, становится возможным определение провирусной ДНК. Первостепенную диагностическую ценность имеет факт выявления ДНК провируса, интегрированную в геном клетки-мишени.

Вирусная нагрузка отражает интенсивность репликативного процесса в инфицированных клетках. В период первичной инфекции уровень вирусной нагрузки различен при инфицировании разными субтипами ВИЧ, однако динамика его изменений примерно одинакова. Так, при инфицировании субтипом В, например, если в первый месяц после заражения значение вирусной нагрузки составляет 700 копий/мл, то во 2-й месяц происходит снижение до 600, в 3-й - до 100, в 4-й - до 50 копий/мл. Такая динамика наблюдается на фоне нарастания содержания в крови специфических антител к ВИЧ. Содержание провирусной ДНК в мононуклеарах крови ВИЧ-инфицированных характеризуется относительным постоянством в течение первых 6 мес с незначительными флюктуациями у некоторых субтипов. Таким образом, РНК- и ДНК-нагрузки не являются тождественными.
В стадии инкубации в течение некоторого времени не происходит образования специфических антител к ВИЧ в количестве, достаточном для определения существующими лабораторными методами. До регистрации антител в течение очень короткого времени наблюдается появление в крови белка Nef и структурного белка р24. Антиген р24 может быть выявлен в крови методом иммуноферментного анализа уже через 1–2 нед после заражения и определяться до 8-й недели, затем его содержание резко снижается. В дальнейшем в клиническом течении ВИЧ-инфекции отмечается второй подъем содержания в крови белка р24. Он приходится на период формирования СПИД.
Исчезновение в крови свободных (не связанных антителами) сердцевинных белков p24 и появление специфических антител к белкам ВИЧ знаменуют наступление сероконверсии (рис. 14-7).

Виремия и антигенемия вызывают образование специфических антител класса IgM (анти-р24, aнти-gp41, aнти-gp120, aнти-gp160). Свободные антитела классов IgM и IgG к белку р24 могут появиться, начиная со 2-й недели, их содержание повышается в течение 2–4 нед, достигая определенного уровня, на котором сохраняется в течение месяцев (IgM) и лет (IgG) (рис. 14-8).

Существенно облегчает диагностику ВИЧ-инфекции появление полной сероконверсии, когда в периферической крови выявляется высокий уровень специфических антител класса IgG к структурным белкам ВИЧ р24, gp41, gp120, gp160. Антитела к ВИЧ появляются у 90–95% инфицированных в течение 3 мес после заражения, у 5–9% - в период от 3 до 6 мес от момента заражения и у 0,5–1% - в более поздние сроки.
При обследовании больных ВИЧ-инфекцией (ВИЧ-инфицированных) с использованием метода иммуноблотинга после наступления сероконверсии во всех случаях выявляются антитела к gp160 и p24/25, к другим белкам антитела обнаруживают в 38,8–93,3% случаев (табл. 14-2) [3].
Антитела к белкам ВИЧ | Частота выявления, % | Антитела к белкам ВИЧ | Частота выявления, % |
---|---|---|---|
gp160 |
100,0 |
gp41 |
84,4 |
gp120 |
91,1 |
p31/34 |
84,4 |
p65/68 |
93,3 |
p24/25 |
100,0 |
p52/55 |
93,0 |
p17/18 |
80,0 |
p51 |
92,8 |
p15 |
38,8 |
Примечание : ВИЧ - вирус иммунодефицита человека.
Трудности с выявлением антител у больных ВИЧ-инфекцией могут возникнуть в периоды массивной виремии и антигенемии, когда имеющиеся специфические антитела в крови связаны с вирусными частицами, и репликативный процесс опережает наработку новых противовирусных антител. Такая ситуация может возникать и исчезать в течение инфекционного процесса [3].
У пациентов с исходно ослабленной иммунной системой виремия и антигенемия появляются раньше и сохраняются на высоком уровне до исхода заболевания. У таких больных отмечается низкое содержание свободных антител к ВИЧ, обусловленное двумя причинами - недостаточной продукцией антител В-лимфоцитами и связыванием антител вирионами и растворимыми белками ВИЧ.
Наиболее часто снижение содержания антител к ВИЧ по указанным причинам происходит в терминальной стадии, когда антитела к ВИЧ в сыворотке крови могут не улавливаться ни с помощью методов иммуноферментного анализа, ни метода иммуноблотинга.
Кроме появления специфических антител к ВИЧ, иммунный ответ в первые 4 мес характеризуется снижением содержания в крови инфицированного CD4+ - и увеличением CD8+ -клеток. Далее содержание клеток, несущих рецепторы CD4 и CD8, стабилизируется и остается неизменным в течение некоторого времени. Увеличение содержания CD8+ -лимфоцитов является защитной реакцией, так как клеточнозависимая цитотоксичность реализуется CD8+ -лимфоцитами, которые направлены на уничтожение ВИЧ-инфицированных клеток. Вначале цитотоксические лимфоциты реагируют на регуляторный белок Nef вируса, что играет важную роль в снижении вирусной (РНК) нагрузки в плазме крови ВИЧ-инфицированного в первые месяцы. Затем формируется ответ цитотоксических лимфоцитов и к другим, в том числе структурным, белкам ВИЧ, в результате чего через 12 мес после заражения цитотоксический эффект значительно возрастает.
14.3.2. Схемы лабораторной диагностики ВИЧ-инфекции
С учетом приведенной динамики специфических маркеров ВИЧ-инфекции на практике целесообразно придерживаться следующих схем лабораторной диагностики у взрослых (рис. 14-9, 14-10).


На схемах отражены два этапа первичной лабораторной диагностики ВИЧ-инфекции: скрининговый и экспертный.
На первом этапе (см. рис. 14-9) у обследуемых проводится определение антител к ВИЧ-1,2 и антигена ВИЧ-1 p24.
Необходимость второго этапа лабораторной диагностики обусловлена тем, что применяемый на этом этапе подтверждающий тест иммуноблотинга позволяет определить конкретный спектр специфических антител к отдельным белкам ВИЧ. Выявляемые антитела имеют разное диагностическое значение. Кроме того, немаловажными являются экономические соображения. Так, например, соотношение стоимости реагентов для проведения скринингового ИФА-теста и экспертного исследования методом иммуноблотинга составляет 1:200.
Первичный положительный результат, полученный на скрининговом этапе, необходимо дважды перепроверить в той же тест-системе. При получении минимум двух положительных результатов из трех постановок образец крови считается первично положительным и направляется в референс-лабораторию на экспертное исследование.
В референс-лаборатории (см. рис. 14-10) образец исследуется в ИФА или ИХЛА в тест-системе, отличающейся от скрининговой производителем, составом антигенов, антител или форматом теста. При получении отрицательного результата сыворотка повторно исследуется в третьей тест-системе, отличающейся от первой и второй перечисленными параметрами [5]. Подразумевается, что должны быть применены тест-системы, предназначенные только для определения антител к ВИЧ и только для определения p24 и имеющие наибольшую специфичность. В случае воспроизведения отрицательного результата выдается заключение об отсутствии в образце антител к ВИЧ и антигена вируса p24.
При получении хотя бы одного положительного результата в тест-системах ИФА (ИХЛА) образец подлежит исследованию в иммунном или линейном блоте. Главным компонентом обеих тест-систем является твердая фаза, изготавливаемая из пористого материала - нитроцеллюлозы, хорошо сорбирующей белки и пептиды. В иммунном блоте на нее наносятся белки ВИЧ, разделенные с помощью электрофореза. Линейный блот изготавливается нанесением на нитроцеллюлозную мембрану рекомбинантных белков ВИЧ в определенном порядке и в виде линейных зон.
На первом этапе исследуемый образец инкубируется с блотом в буферном растворе. При наличии специфических антител к ВИЧ они связываются с зонами, содержащими определенные белки ВИЧ. На втором этапе после промывки твердой фазы она инкубируется с раствором конъюгата - препарата антител к иммуноглобулинам человека, конъюгированных с ферментом. После очередной промывки на конечном этапе конструкция "белок ВИЧ - антитело к ВИЧ - конъюгат" проявляется добавлением в систему субстрата, специфичного для фермента конъюгата. В результате ферментативной реакции на твердой фазе в зонах, где антитела образца связались с антигенами ВИЧ, образуются темные полосы.
Вирусные антигены ВИЧ распределяются на нитроцеллюлозной мембране сверху вниз по уменьшению молекулярной массы:
В зависимости от локализации в вирионе белки ВИЧ подразделяются на несколько групп (табл. 14-3).
Группы белков | ВИЧ-1 | ВИЧ-2 |
---|---|---|
Белки оболочки вируса |
gp160, gp120, gp41 |
gp140, gp 105, gp36 |
Белки матриксного каркаса |
p17 |
p16 |
Белки сердцевины вируса |
p55, p24, p18 |
p56, p34, p26, p16 |
Ферменты вируса |
p66, p51, p34 |
p68 |
Примечание : ВИЧ - вирус иммунодефицита человека.
При проведении экспертной диагностики необходимо пользоваться номенклатурой генов и генных продуктов ВИЧ, предложенной в 1990 г. группой экспертов ВОЗ (табл. 14-4). Специфичность полос, полученных на иммуноблоте, то есть насколько их положение соответствует локализации белков ВИЧ, следует оценивать очень внимательно и тщательно, сравнивая их с результатами исследований контрольных сывороток (положительной и отрицательной), которые проводятся параллельно с исследованием опытных проб, и используя образец иммуноблота с обозначением белков ВИЧ (прилагается фирмой-производителем к тест-системе).
Структурные гены ВИЧ |
Продукты генов |
Описание |
|
---|---|---|---|
ВИЧ-1 |
ВИЧ-2 |
||
env |
gp160 |
gp140 |
Предшественник |
gp120 |
gp105 |
Наружный гликопротеин |
|
gp41 |
gp36 |
Трансмембранный гликопротеин |
|
gag |
p55 |
p56 |
Предшественник |
p40 |
p34 |
Предшественник |
|
p24 |
p26 |
Белок нуклеокапсида |
|
p17 |
p16 |
Матриксный белок |
|
pol |
p66 |
p68 |
Ревертаза |
p52 |
p53 |
Ревертаза |
|
p32 |
p34 |
Эндонуклеаза |
Примечание : ВИЧ - вирус иммунодефицита человека.
В зависимости от спектра антител к антигенам ВИЧ, обнаруженных в иммунном (линейном) блоте, результаты исследования могут быть положительными, неопределенными или отрицательными.
Интерпретацию полученных результатов необходимо проводить согласно прилагаемой к тест-системе инструкции и действующим в РФ нормативным критериям. Как правило, критерием позитивности по данным ВОЗ и ряда других организаций, занимающихся проблемами диагностики ВИЧ-инфекции, является обязательное наличие антител к белкам (предшественнику, наружному или трансмембранному), кодируемым геном env , и возможное присутствие антител к продуктам двух других структурных генов ВИЧ - gag и pol (табл. 14-5 - 14-7).
Результат | ВИЧ-1 | ВИЧ-2 |
---|---|---|
Положительный |
Две полосы env (предшественник, наружный gp или трансмембранный gp) +/– полосы pol +/– полосы gag |
Две полосы env (предшественник, наружный gp или трансмембранный gp) +/– полосы pol +/– полосы gag |
Отрицательный |
Отсутствие ВИЧ-1 специфических полос |
Отсутствие ВИЧ-2 специфических полос |
Неопределенный |
Другие профили, не рассматриваемые как позитивные или негативные |
Другие профили, не рассматриваемые как позитивные или негативные |
Примечание : ВИЧ - вирус иммунодефицита человека.
Интерпретация |
Критерии |
|
---|---|---|
ВОЗ, 1991 |
CRSS, 1988 |
|
Положительный |
2 ENV ± GAG – POL |
1 ENV + (1 GAG или 1 POL) |
1 ENV ± GAG ± POL |
GAG – POL |
|
GAG – POL |
GAG |
|
Неопределенный |
GAG |
POL |
POL |
ENV |
|
Отрицательный |
Полосы отсутствуют. Нет специфических полос |
Полосы отсутствуют. Нет специфических полос |
Примечание : ВОЗ - Всемирная организация здравоохранения; CRSS - Консорциум по стандартизации исследования ретровирусов.
Организации | Критерии |
---|---|
CDC |
Любые два белка: p24, gp41, gp160/120 |
American Red Cross |
Сочетания продуктов трех генов: gag, pol, env |
Consortium for Retrovirus Serology Standardization |
p24 или p31 в сочетании с gp41 или gp160/120 |
По рекомендациям Российского научно-методического центра по профилактике и борьбе со СПИД положительным считается результат при наличии антител хотя бы к одному из белков gp41, gp120, gp160 в сочетании с антителами к другим специфическим белкам ВИЧ-1 или без них [3]. Настоящие рекомендации составлены на основании опыта работы с образцами сыворотки крови детей из внутрибольничных очагов, у которых часто определялись антитела только к одному из белков оболочки вируса (env).
По СП 3.1.5.2826-10 "Профилактика ВИЧ-инфекции" критерием позитивности результата иммунного блота является обнаружение антител как минимум к двум из трех гликопротеинов ВИЧ (env).
В случае получения неопределенного результата экспертами ВОЗ были предложены рекомендации для окончательного выяснения результатов иммуноблотинга (табл. 14-8).
Наличие полос, соответствующих белкам ВИЧ | Интерпретация результата, дальнейшие действия |
---|---|
ВИЧ-1 |
|
Только р17 |
Может классифицироваться как отрицательный, дополнительных определений не требует |
1 полоса env при наличии или отсутствии gag /pol |
Следует провести повторное тестирование того же образца, но с использованием другой серии реагентов |
Только р24 и gp160 |
Столь необычная картина может иметь место в начале сероконверсии. Следует провести немедленное повторное исследование образца. В случае получения того же профиля, необходимо через 2 нед после взятия первой пробы взять второй образец для тестирования в иммуноблотинге |
Другие профили |
Эти профили (gag и/или pol без env ) могут свидетельствовать о сероконверсии или неспецифических реакциях |
ВИЧ-2 |
|
Только р16 |
Может классифицироваться как отрицательный, дополнительных определений не требует |
1 полоса env при наличии или отсутствии gag /pol |
Следует провести повторное тестирование того же образца, но с использованием другой серии реагентов |
Только р24 и gp140 |
Этот необычный профиль может иметь место в начале сероконверсии. Следует провести немедленное повторное исследование образца. В случае получения того же профиля, через 2 нед после взятия первой пробы необходимо взять второй образец для тестирования в иммуноблотинге |
Другие профили |
Эти профили (gag и/или pol без env ) могут свидетельствовать о сероконверсии или неспецифических реакциях |
Примечание : ВИЧ - вирус иммунодефицита человека.
Выделение ВИЧ в культуре клеток является истиной в последней инстанции. Однако метод сложен, дорог и выполняется только в специально оборудованных научно-исследовательских лабораториях.
По критериям СП 3.1.5.2826-10 "Профилактика ВИЧ-инфекции" неопределенными (сомнительными) считаются результаты иммунного (линейного) блота при обнаружении антител к одному гликопротеиду ВИЧ-1 и/или к каким-либо другим белкам ВИЧ-1, когда картина спектра специфических антител не отвечает критериям позитивности. Положительные реакции только с белками gag и/или pol могут иметь место в случае ранней фазы сероконверсии, а также указывать на инфекцию, вызванную ВИЧ-2, или неспецифическую реакцию. И поэтому при получении неопределенного результата c наличием антител к белку сердцевины р24/25 (gag ) необходимо провести исследование для диагностики ВИЧ-2.
Совершенствование технологии производства иммуноферментных тест-систем позволило достичь высокой чувствительности - до 99,99%, в то время как чувствительность метода иммуноблотинга составляет около 97%. Вследствие этого отрицательный результат в иммуноблотинге при положительных результатах в ИФА может указывать на начальный период сероконверсии, характеризующийся низким уровнем специфических антител.
При получении отрицательного и сомнительного результата в иммунном или линейном блоте рекомендуется исследовать биологический образец в тест-системе для определения только антигена ВИЧ-1 р24/25 или провести молекулярно-генетическое исследование на наличие ДНК/РНК ВИЧ. Если получен отрицательный результат определения антигена р24/25 необходимо повторить комплекс экспертных исследований через 2 нед [5].
Содержание СD4+ -клеток в крови является неспецифическим показателем, однако в спорных случаях (ИФА "+", иммуноблот "–", наличие клинических признаков ВИЧ-инфекции/СПИДа) оно может быть использовано в качестве ориентира для принятия экспертного решения.
При выявлении антигена ВИЧ-1 р25/24 или ДНК/РНК ВИЧ пациент направляется в специализированную медицинскую организацию для установления диагноза ВИЧ-инфекции [5].
Отрицательный результат определения ДНК/РНК ВИЧ в крови является основанием для назначения исследования антител к ВИЧ и антигена ВИЧ через 3 мес. Получение вновь неопределенных результатов иммунного (линейного) блота, ИФА (ИХЛА) в сочетании с отсутствием у пациента ДНК/РНК ВИЧ, факторов риска заражения и клинических симптомов ВИЧ-инфекции позволяет расценить эти результаты как ложноположительные [5].
Ложноположительные результаты, обусловленные содержанием в крови пациентов антител к аллоантигенам гистосовместимости, входящим в состав оболочки ВИЧ, проявляются на иммуноблоте в виде полос на уровне gp41 и gp31. Причины других неспецифических реакций (например, к р24, часто встречающихся у людей с аутоиммунными процессами) пока не выяснены.
Положительный результат (результаты) исследования методом ИФА (ИХЛА), в итоге не подтвержденный экспертными методами, интерпретируется как наличие в крови обследуемого антител перекрестного реагирования. Под перекрестным реагированием подразумевают связывание антителами неспецифических участков на белках или пептидах ВИЧ, используемых в качестве антигенной основы в той тест-системе, в которой получен положительный результат.
В случае, когда диагноз ВИЧ-инфекции поставлен на основании клинических данных и/или выявления ДНК/РНК ВИЧ, следует провести повторное исследование на наличие антител к ВИЧ в иммунном (линейном) блоте через 6 мес, а при получении пациентом антиретровирусной терапии - через 12 мес [5].
Основная часть первично обследованных серопозитивных в ИФА пациентов относится к фазе персистирующей генерализованной лимфаденопатии (ПГЛ) или к бессимптомной фазе. И поэтому на иммуноблоте (нитроцеллюлозной полоске, на которой иммобилизованы белки ВИЧ) определяется, как правило, следующая комбинация антител к ВИЧ-1: антитела к оболочечным белкам gp160, gp120 [21] и gp41, кодируемым геном env , в сочетании с антителами к сердцевинным белкам р24 (белок нуклеокапсида, кодируемый геном gag ) и р31/34 (эндонуклеаза, кодируемая геном pol ).
Окончательный диагноз ВИЧ-инфекции устанавливается только на основании всех клинических, эпидемиологических и лабораторных данных. Сообщить пациенту диагноз инфицированности ВИЧ имеет право только лечащий врач.
Лабораторная диагностика ВИЧ-инфекции у детей, рожденных от ВИЧ-инфицированных матерей, имеет свои особенности [4]. С момента рождения в течение длительного времени (до 15 мес) в крови таких детей могут циркулировать материнские антитела к ВИЧ. Через плацентарный барьер проникают только иммуноглобулины класса IgG, поэтому выявление у ребенка специфических к ВИЧ иммуноглобулинов классов IgM и IgA позволяет подтвердить инфицированность, но отрицательный результат не может свидетельствовать об отсутствии ВИЧ. У детей в возрасте до 1 мес репликации ВИЧ еще нет и единственным методом верификации является ПЦР. Определение антигена р24 у детей старше 1 мес также является подтверждающим методом.
Отсутствие антител к ВИЧ у новорожденных не означает, что вирус не проник через плацентарный барьер. В.В. Покровским и соавт. (2000) рекомендовано лабораторно-диагностическое обследование и наблюдение детей ВИЧ-инфицированных матерей в течение 36 мес от рождения [3].
Результаты лабораторных исследований на маркеры ВИЧ-инфекции требуют осторожной интерпретации и должны рассматриваться только в совокупности с данными эпидемиологического и клинического обследований. С другой стороны, следует заметить, что, несмотря на высокую чувствительность современных методов, отрицательные результаты исследований не могут полностью исключить наличие ВИЧ-инфекции. И поэтому отрицательный результат исследования, например, методом иммуноблотинга, может быть сформулирован только как отсутствие специфических антител к ВИЧ-1 и ВИЧ-2.
14.3.3. Показания к обследованию на ВИЧ-инфекцию
Первичному обследованию на ВИЧ-инфекцию, кроме добровольно обратившихся в анонимные консультативно-диагностические кабинеты, подлежат определенные группы людей по показаниям, перечисленным в нижеприведенном перечне. Он утвержден Приказом Минздравмедпрома РФ от 30 октября 1995 г. № 295 "О введении в действие Правил проведения обязательного медицинского освидетельствования на ВИЧ и перечня работников отдельных профессий, производств, предприятий, учреждений и организаций, которые проходят обязательное медицинское освидетельствование на ВИЧ".
Перечень показаний к обследованию на ВИЧ/СПИД в целях улучшения качества диагностики ВИЧ-инфекции
-
Больные по клиническим показаниям:
-
имеющие увеличение лимфатических узлов двух или более групп свыше 1 мес;
-
с затяжными и рецидивирующими пневмониями или пневмониями, не поддающимися обычной терапии;
-
с затяжными и рецидивирующими гнойно-бактериальными, паразитарными заболеваниями, сепсисом;
-
с хроническими воспалительными заболеваниями женской репродуктивной системы неясной этиологии.
-
Беременные - в случае забора абортной или плацентарной крови для дальнейшего использования в качестве сырья для производства иммунобиологических препаратов.
Примечание: в соответствии с Федеральным законом "О предупреждении распространения в Российской Федерации заболевания, вызываемого вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ-инфекции)" (от 30 марта 1995 г.) [1] принудительное обследование на ВИЧ запрещается. Отметку о согласии больного на обследование на ВИЧ необходимо делать в истории болезни или медицинской книжке.
Обязательному медицинскому освидетельствованию на выявление ВИЧ-инфекции подлежат:
При организации обследования на ВИЧ-инфекцию доноров следует учитывать, что ложноотрицательные результаты исследований влекут за собой инфицирование реципиентов, причем в этом случае человек получает на много большую дозу вируса, чем при половом или инъекционном (у наркоманов) путях передачи инфекции. Вероятность заражения людей ВИЧ при переливании препаратов крови, пересадке органов и других манипуляциях должна быть минимизирована не только исследованием маркеров ВИЧ-инфекции, но и архивацией образцов крови от каждой донации. Получение в ИФА тест-системе положительного результата, не подтвержденного экспертными методами, тем не менее, является противопоказанием к донорству.
Для более полного исключения инфицированности донора кроме обязательного определения антител к ВИЧ и антигена р24 представляется целесообразным и перспективным проведение молекулярно-генетических исследований (поиск РНК и/или ДНК ВИЧ).
14.3.4. Диагностика ВИЧ-инфекции у серонегативных больных
Качество тест-систем, применяемых в лабораторной диагностике ВИЧ-инфекции, с каждым годом улучшается, повышается их чувствительность. Однако высокая изменчивость ВИЧ может привести к появлению новых типов, антитела к которым могут быть не распознаны существующими тест-системами. Кроме того, известны случаи атипичного гуморального ответа иммунной системы организма-хозяина на вирус. A.M. Spivak и соавт. (2010) представили ретроспективный анализ результатов клинических, вирусологических и иммунологических исследований 25 пациентов, у которых имелись клинические доказательства ВИЧ-инфекции, но при этом в крови отсутствовали специфические антитела к ВИЧ [28].
В таких случаях необходимо использовать рекомендации ВОЗ, согласно которым клиническая диагностика ВИЧ-инфекции у взрослых и детей возможна при наличии одного из 12 СПИД-индикаторных заболеваний:
-
4) цитомегаловирусное поражение какого-либо органа (за исключением и помимо печени, селезенки и лимфатических узлов у больного старше 1 мес);
-
5) инфекция, обусловленная вирусом простого герпеса, персистирующая более 1 мес у больного старше 1 мес;
-
8) лимфоцитарная интерстициальная пневмония у ребенка до 13 лет;
-
9) диссеминированная инфекция, вызванная бактериями группы Micobacterium avium intracellulare или M. Kansassii ;
Наличие одного из этих заболеваний позволяет диагностировать ВИЧ-инфекцию при отсутствии возможности проведения лабораторного исследования крови на наличие антител к ВИЧ или даже при получении серонегативного результата.
14.3.5. Клинико-лабораторная диагностика стадий клинического течения ВИЧ-инфекции
Поражение клеток-мишеней в результате активации репликативного процесса ВИЧ, нарушение кооперативных взаимодействий иммунокомпетентных клеток крови, негативное действие вирусных белков на клетки, не инфицированные ВИЧ, вызывают ряд патологических изменений в организме человека, которые находят отражение в клинических проявлениях.
Различными авторами предложены классификации ВИЧ-инфекции, в основе которых лежит разделение на стадии клинического течения. Так, симпозиумом врачей, проходившим в военном институте Walter Reed (WR) в США в 1986 г., предложена упрощенная классификация, которая включает в себя кроме клинических данных три лабораторных иммунологических показателя. Это - наличие специфических антител к ВИЧ или вирусных антигенов, концентрация Т4(СD4+ )-клеток в крови и кожный тест гиперчувствительности замедленного типа (табл. 14-9). В настоящее время эта классификация не применяется.
Стадия |
Симптомы |
|||||
---|---|---|---|---|---|---|
антитела к ВИЧ и/или антигены ВИЧ |
Т4/мкл |
гиперчувствительность замедленного типа |
лимфаденопатия |
кандидозный стоматит |
оппортунистические инфекции |
|
WR0 |
– |
>400 |
Норма |
– |
– |
– |
WR1 |
+ |
>400 |
Норма |
– |
– |
– |
WR2 |
+ |
>400 |
Норма |
+ |
– |
– |
WR3 |
+ |
<400 |
Норма |
+/– |
– |
– |
WR4 |
+ |
<400 |
Снижена |
+/– |
– |
– |
WR5 |
+ |
<400 |
Нет |
+/– |
+/– |
– |
WR6 |
+ |
<400 |
Нет |
+/– |
+/– |
+ |
Наиболее распространены за рубежом классификации, разработанные экспертами ВОЗ в 1990 г. (дополнена и обновлена в 2002 г.) и Центром контроля болезней (CDC) в Атланте (США) в 1993 г. В последней, помимо клинических признаков, использованы уровни содержания в крови CD4+ -клеток.
Указанные клинические классификации ВИЧ-инфекции представляют интерес в связи с конкретизацией нозологической формы оппортунистических заболеваний в зависимости от стадии патологического процесса. В то же время они не в полной мере учитывают динамику развития болезни (в том числе переход одной ее фазы в другую).
В 2008 г. CDC пересмотрел классификацию стадий ВИЧ-инфекции с целью упрощения систематизации для ее использования при проведении эпидемиологического надзора, но не для установления клинического диагноза. К трем ранее выделенным стадиям ВИЧ-инфекции была добавлена четвертая (ВИЧ-инфекция, неустановленная стадия).
В Российской Федерации используют классификацию академика В.И. Покровского, разработанную им в 1989 г. и дополненную и обновленную в 2001 г. Данная классификация отличается большей клинической направленностью и рекомендована к практике Минздравом России.
Каждая стадия классификации В.И. Покровского характеризуется не только определенной клинической картиной, но и динамикой ряда лабораторных показателей, значения которых присущи конкретному этапу развития клинического течения ВИЧ-инфекции и позволяют определить выраженность иммунодефицитного состояния.
Стадия 1 - "стадия инкубации" - период от момента заражения до появления реакции организма в виде клинических проявлений острой инфекции и/или выработки антител. Продолжительность ее обычно составляет от 3 нед до 3 мес, но в единичных случаях может затягиваться и до года. В этот период идет активное размножение ВИЧ, однако клинических проявлений заболевания нет, и антитела к ВИЧ еще не выявляются. Следовательно, диагноз ВИЧ-инфекции на данной стадии традиционным лабораторным методом установить нельзя. Его можно лишь заподозрить на основании эпидемиологических данных и подтвердить при лабораторном исследовании обнаружением в сыворотке пациента вируса иммунодефицита человека, его антигенов, нуклеиновых кислот.
Стадия 2 - "стадия первичных проявлений", связана с проявлением первичного ответа организма на внедрение и репликацию ВИЧ в виде клинических проявлений и/или выработки антител. Стадия первичных проявлений ВИЧ-инфекции может иметь нескольких вариантов течения.
Стадия 2А - "бессимптомная", характеризуется отсутствием каких-либо клинических проявления ВИЧ-инфекции; ответ организма на внедрение ВИЧ проявляется лишь выработкой антител;
Стадия 2Б - "острая инфекция без вторичных заболеваний", проявляется разнообразной клинической симптоматикой.
Наиболее часто регистрируются лихорадка, высыпания на коже и слизистых (уртикарные, папулезные, петехиальные), увеличение лимфатических узлов, фарингит. Могут отмечаться увеличение печени, селезенки, диарея. Иногда развивается асептический менингит, проявляющийся менингеальным синдромом. В этом случае при люмбальной пункции обычно получают неизмененный ликвор, вытекающий под повышенным давлением, изредка в нем отмечается небольшой лимфоцитоз. Подобная клиническая симптоматика может отмечаться при многих инфекционных болезнях, особенно при так называемых детских инфекциях. Иногда такой вариант течения называют мононуклеозоподобный или краснухоподобный синдром.
В крови больных в этот период могут обнаруживаться широкоплазменные лимфоциты - мононуклеары, что еще больше усиливает сходство такого варианта течения ВИЧ-инфекции с инфекционным мононуклеозом. Яркая мононуклеозоподобная или краснухоподобная симптоматика отмечается у 15–30% больных. У остальных имеют место один-два из вышеперечисленных симптомов в любых сочетаниях. У отдельных больных могут отмечаться поражения аутоиммуной природы. При таком течении стадии первичных проявлений часто отмечается транзиторное снижение уровня СD4-лимфоцитов.
Стадия 2В - "острая инфекция с вторичными заболеваниями", характеризуется значительным снижением уровня CD4+ -лимфоцитов. В результате на фоне иммунодефицита появляются вторичные заболевания различной этиологии (кандидозы, герпетическая инфекция и т.д.). Их проявления, как правило, слабо выражены, кратковременны, хорошо поддаются терапии, но могут быть тяжелыми (кандидозный эзофагит, пневмоцистная пневмония); в редких случаях возможен даже смертельный исход.
В целом стадия первичных проявлений, протекающая в форме острой инфекции (2Б и 2В), регистрируется у 50–90% больных ВИЧ-инфекцией. Начало стадии первичных проявлений, протекающей в форме острой инфекции, как правило, отмечается в первые 3 мес после заражения. Она может опережать сероконверсию, то есть появление антител к ВИЧ. И поэтому при первых клинических симптомах в сыворотке больного антител к белкам и гликопротеидам ВИЧ можно не обнаружить.
Продолжительность клинических проявлений во второй стадии может варьировать от нескольких дней до нескольких месяцев, однако обычно они регистрируются в течение 2–3 нед. Клиническая симптоматика стадии первичных проявлений ВИЧ-инфекции может рецидивировать.
В целом продолжительность стадии первичных проявлений ВИЧ-инфекции составляет один год с момента появления симптомов острой инфекции или сероконверсии. В прогностическом плане бессимптомное течение стадии первичных проявлений ВИЧ-инфекции является более благоприятным. Чем тяжелее и дольше (более 14 дней) протекала эта стадия, тем больше вероятность быстрого прогрессирования ВИЧ-инфекции.
Стадия первичных проявлений ВИЧ-инфекции у подавляющего большинства больных переходит в субклиническую, но у некоторых пациентов она может сразу переходить в стадию вторичных заболеваний.
Стадия 3 - "субклиническая стадия" характеризуется медленным нарастанием иммунодефицита, что связано с компенсацией иммунного ответа за счет модификации и избыточного воспроизводства CD4+ -клеток. Скорость размножения ВИЧ в этот период, по сравнению со стадией первичных проявлений, замедляется.
Основное клиническое проявление субклинической стадии - ПГЛ. Для нее характерно увеличение не менее двух лимфатических узлов, не менее чем в двух не связанных между собой группах (не считая паховых), у взрослых до размера в диаметре более 1 см, у детей - более 0,5 см, сохраняющихся в течение не менее 3 мес. При осмотре обычно лимфатические узлы эластичные, безболезненные, не спаяны с окружающей тканью, кожа над ними не изменена.
Увеличение лимфатических узлов в этой стадии может и не соответствовать критериям ПГЛ или вообще не регистрироваться. С другой стороны, такие изменения со стороны лимфатических узлов могут отмечаться и на более поздних стадиях ВИЧ-инфекции, в отдельных случаях они имеют место на протяжении всего заболевания, но в субклинической стадии увеличенные лимфатические узлы являются единственным клиническим проявлением.
Длительность субклинической стадии составляет от 2–3 до 20 лет и более, но в среднем она продолжается 6–7 лет. Скорость снижение уровня CD4+ -лимфоцитов в этот период в среднем составляет 0,05–0,07×109 /л в год.
Стадия 4 - "стадия вторичных заболеваний", связана с истощением популяции СD4-клеток за счет продолжающейся репликации ВИЧ. В результате на фоне значительного иммунодефицита развиваются инфекционные и/или онкологические вторичные заболевания. Их наличие обусловливает клиническую картину стадии вторичных заболеваний.
В зависимости от тяжести вторичных заболеваний выделяют стадии 4А, 4Б, 4В.
Стадия 4А обычно развивается через 6–10 лет с момента заражения. Для нее характерны бактериальные, грибковые и вирусные поражения слизистых оболочек и кожных покровов, воспалительные заболевания верхних дыхательных путей. Обычно стадия 4А развивается у пациентов с уровнем CD4+ -лимфоцитов 0,5–0,35×109 /л (у здоровых лиц число CD4+ -лимфоцитов колеблется в пределах 0,6–1,9×109 /л).
Стадия 4Б чаще возникает через 7–10 лет с момента заражения. Кожные поражения в этот период носят более глубокий характер и склонны к затяжному течению. Начинают развиваться поражения внутренних органов. Могут отмечаться потеря массы тела, лихорадка, локализованная саркома Капоши, поражение периферической нервной системы. Обычно стадия 4Б развивается у пациентов с уровнем CD4+-лимфоцитов 0,35–0,2×109 /л.
Стадия 4В преимущественно выявляется через 10–12 лет с момента заражения. Она характеризуется развитием тяжелых, угрожающих жизни вторичных заболеваний, их генерализованным характером, поражением ЦНС. Обычно стадия 4В имеет место при уровне CD4+ -лимфоцитов менее 0,2×109 /л.
Несмотря на то что переход ВИЧ-инфекции в стадию вторичных заболеваний является проявлением истощения защитных резервов организма зараженного человека, этот процесс имеет обратимый характер (по крайней мере, на какое-то время). Спонтанно или вследствие проводимой терапии клинические проявления вторичных заболеваний могут исчезать. И поэтому в стадии вторичных заболеваний выделяют фазы прогрессирования (в отсутствии антиретровирусной терапии или на фоне антиретровирусной терапии) и ремиссии (спонтанной, после ранее проводимой антиретровирусной терапии или на фоне антиретровирусной терапии).
Стадия 5 - "терминальная стадия", проявляется необратимым течением вторичных заболеваний. Даже адекватно проводимая противоретровирусная терапия и лечение вторичных заболеваний оказываются неэффективными. В результате больной погибает в течение нескольких месяцев. На этой стадии число CD4+ -клеток, как правило, ниже 0,05×109 /л.
Приложение к Инструкции по заполнению годовой формы государственного федерального статистического наблюдения № 61 "Сведения о контингентах больных ВИЧ-инфекцией", утвержденной Приказом Минздравсоцразвития России от 17.03.2006 № 166, содержит следующую классификацию стадий ВИЧ-инфекции.
-
Стадия первичных проявлений. Варианты течения: бессимптомное, острая инфекция без вторичных заболеваний, острая инфекция со вторичными заболеваниями.
-
Стадия вторичных заболеваний. Варианты течения:
-
снижение массы тела менее чем на 10%, грибковые, вирусные, бактериальные поражения кожи и слизистых оболочек, повторные фарингиты, синуситы, опоясывающий лишай; фазы: прогрессирование в отсутствие антиретровирусной терапии, на фоне антиретровирусной терапии; ремиссия (спонтанная, после антиретровирусной терапии, на фоне антиретровирусной терапии);
-
снижение массы тела более чем на 10%, необъяснимая диарея или лихорадка более месяца, повторные стойкие вирусные, бактериальные, грибковые, протозойные поражения внутренних органов, локализованная саркома Капоши, повторный или диссеминированный опоясывающий лишай; фазы: прогрессирование в отсутствие антиретровирусной терапии, на фоне антиретровирусной терапии; ремиссия (спонтанная, после антиретровирусной терапии, на фоне антиретровирусной терапии);
-
кахексия, генерализованные вирусные, бактериальные, микобактериальные, грибковые, протозойные, паразитарные заболевания, в том числе: кандидоз пищевода, бронхов, трахеи, легких, пневмоцистная пневмония, злокачественные опухоли, поражения ЦНС; фазы: прогрессирование в отсутствие антиретровирусной терапии, на фоне антиретровирусной терапии; ремиссия (спонтанная, после антиретровирусной терапии, на фоне антиретровирусной терапии).
-
При использовании любой классификации необходимо учитывать, что клиническое течение ВИЧ-инфекции отличается большим разнообразием. Сведения о сроках наступления и длительности отдельных стадий заболевания носят ориентировочный характер, равно и не является обязательным в каждом случае последовательное проявление всех стадий заболевания. Описаны варианты стремительной прогрессии ВИЧ-инфекции с переходом от первой стадии сразу в терминальную.
После установления диагноза "ВИЧ-инфекция" больному по мере возникновения тех или иных клинических проявлений заболевания проводят следующие виды лабораторного обследования:
Степень виремии оценивают по уровню вирусной нагрузки в плазме крови, определяемого молекулярно-генетическими методами.
Оценка степени иммунодефицитного состояния важна для постановки диагноза ВИЧ-инфекции, определения стадии заболевания, а также позволяет следить за динамикой развития болезни и эффектом проводимой терапии. С этой целью ранее определялся ряд иммунологических показателей, снижение которых и составляет понятие иммунодефицита. В настоящее время используется в основном содержание CD4+ -лимфоцитов в крови [11]. Например, уменьшение абсолютного содержания CD4+ -лимфоцитов в крови ниже 250 в 1 мкл у взрослых даже при отсутствии клинических симптомов является показанием для назначения лекарственной профилактики оппортунистических инфекций, в первую очередь пневмонии, вызываемой Pneumocystis carinii . Снижение концентрации СD4+ -клеток ниже 50 в 1 мкл рассматривается как признак терминальной стадии и показание для отмены дорогостоящей антиретровирусной терапии в связи с ее неэффективностью.
От значений уровня CD4+ -клеток и содержания РНК ВИЧ в плазме зависит начало антиретровирусной терапии и профилактической антибиотикотерапии для предупреждения оппортунистических инфекций, а также и периодичность планового обследования больных ВИЧ-инфекцией [34].
У детей имеется ряд особенностей в картине иммунной системы при ВИЧ-инфекции. Так, даже в стадии СПИД реакция Т-лимфоцитов крови на митогены in vitro (РБТЛ) сохраняется нормальной, а уровень иммуноглобулинов может быть как повышенным, так и пониженным. Возрастные особенности нормальных и пониженных значений содержания CD4+ -клеток в периферической крови приведены в табл. 14-10.
Состояние иммунитета |
Содержание CD4+ -клеток, абс. и % |
||
---|---|---|---|
0–11 мес |
1–5 лет |
6–12 лет |
|
Нет супрессии |
>1500 в 1 мкл >25% |
>1000 в 1 мкл >25% |
>500 в 1 мкл >25% |
Средняя супрессия |
750–1499 в 1 мкл 15–24% |
500–999 в 1 мкл 15–24% |
200–499 в 1 мкл 15–24% |
Тяжелая супрессия |
<750 в 1 мкл <15% |
<500 в 1 мкл <15% |
<200 в 1 мкл <15% |
14.3.6. Лабораторная диагностика оппортунистических инфекций и инвазий
Ослабление иммунных барьеров организма, вызванное действием ВИЧ, ведет к формированию иммунодефицитного состояния, которое помимо изменения ряда лабораторных показателей проявляется клинически возникновением оппортунистических инфекций и инвазий.
Лабораторную верификацию оппортунистических инфекций и инвазий проводят принятыми методами [2].
Наиболее распространены при ВИЧ-инфекции следующие вторичные инфекционные (паразитарные) заболевания:
Лабораторную верификацию злокачественных новообразований проводят гистологическими и цитологическими методами.
14.3.7. Изменения неспецифических показателей при ВИЧ-инфекции
При ВИЧ-инфекции могут наблюдаться следующие изменения клинических и биохимических лабораторных показателей крови:
Анемия является наиболее распространенным осложнением ВИЧ-инфекции и ассоциируется с ускорением прогрессирования и наступлением смерти от этого заболевания [17]. Тромбоцитопения, анемия, нейтропения могут быть выявлены уже в латентном периоде ВИЧ-инфекции. При этом наиболее частым и единственным проявлением гематологических изменений как в стадии СПИДа, так и при асимптомном течении инфекции, бывает тромбоцитопения, которая является следствием ускоренного разрушения периферических тромбоцитов и снижения продукции тромбоцитов в инфицированных ВИЧ мегакариоцитах. ВИЧ-связанная тромбоцитопения реагирует на антиретровирусную терапию [12].
Гемограмма при острой ВИЧ-инфекции характеризуется в первые дни лимфоцитопенией, которая сменяется через 2–3 нед лимфоцитозом за счет притока CD8-лимфоцитов. Возможны умеренная тромбоцитопения, умеренное повышение активности трансаминаз, умеренное увеличение СОЭ и уровня С-реактивного белка [6]. Повышенные уровни маркеров воспаления (CРБ, ИЛ-6), коагуляции (D-димер) и тканевого фиброза (гиалуроновая кислота), выявленные до АРТ у больных ВИЧ-инфекцией, связаны с более высоким риском развития СПИДа или летального исхода [8]. Значительное снижение содержания холестерина ЛПВП выявлено у больных ВИЧ-инфекцией вне зависимости от проведения АРТ [7].
Со стороны субпопуляционных изменений лимфоцитов крови в первые 7–9 дней острой ВИЧ-инфекции отмечается уменьшение содержания как CD4+ , так и CD8+ -клеток. Снижение количества CD4+ -лимфоцитов может быть значительным. К концу 2-й недели абсолютное содержание CD8+ -лимфоцитов возрастает и происходит инверсия соотношения CD4+ /CD8+ (снижение значения индекса дифференцировки лимфоцитов). Аналогичные изменения могут наблюдаться и при других вирусных инфекциях, таких как острая цитомегаловирусная инфекция и мононуклеоз [4, 32].
Частота и степень указанных нарушений возрастают по мере прогрессирования заболевания, их сочетание чаще выявляется в стадии СПИД. На поздних стадиях, особенно у детей, наблюдается развитие тяжелой анемии, при которой необходимо назначение трансфузионной терапии. Тромбоцитопения, сопровождающаяся развитием геморрагических проявлений, также может требовать специальной коррекции (рис. 14-11, 14-12).


Изменения активности трансаминаз (АЛТ, АСТ), ЩФ, ГГТФ могут указывать на присутствие сопутствующих инфекций (таких как вирусные гепатиты) или, в стадии вторичных заболеваний, на развитие оппортунистических инфекций в печени (например, вызванных микобактериями).
Повышение уровня фракции γ-глобулинов в крови возникает в фазе персистирующей генерализованной лимфаденопатии. В более поздних стадиях наблюдается тенденция к нормализации.
Определение креатинина и электролитов проводят при возникновении почечной патологии, причинами которой являются нарушения водно-электролитного обмена, возникающие вследствие потери воды при поносе и рвоте, и нефротоксичность лекарственных препаратов.
СОЭ, как и при многих других заболеваниях, является показателем остроты и тяжести течения инфекции.
14.3.8. Прогнозирование прогрессии клинического течения ВИЧ-инфекции
Прогнозирование клинического течения ВИЧ-инфекции необходимо для своевременного назначения этиотропной терапии, принятия мер, направленных на снижение интенсивности патологического процесса.
В среднем от момента инфицирования до терминальной стадии ВИЧ-инфекция, имея перемежающий характер, длится 10–15 лет. При этом продолжительность жизни больных четко коррелирует с уровнем виремии. В одних случаях заболевание переходит в стадию СПИД в течение месяцев, в других - спустя многие годы. Выделяют три типа течения заболевания (рис. 14-13):

Вариабельность сроков формирования иммунодефицита обусловила поиск лабораторных показателей, изменения которых при ВИЧ-инфекции происходят параллельно с прогрессией клинических проявлений заболевания или опережают ее. В случае успешно проводимого лечения отрицательная динамика таких показателей претерпевает обратное развитие, которое свидетельствует о правильности назначенной терапии.
К наиболее распространенным и доступным показателям прогрессирования ВИЧ-инфекции относится уменьшение абсолютного и относительного содержания СD4+ -лимфоцитов периферической крови больных.
Прогрессия ВИЧ-инфекции сопровождается снижением CD4-клеток примерно на 30–100 в 1 мкл в год (в зависимости от вирусной нагрузки), что делает организм человека более уязвимым для инфекций и злокачественных новообразований. При уменьшении содержания CD4+ -клеток на 93% в течение первого года болезни переход в стадию СПИД происходит в 35 раз чаще, чем у больных с более стабильным уровнем этих клеток [33]. Пациенты с содержанием в крови CD4+ -лимфоцитов более 500 в 1 мкл, как правило, имеют относительно нормальную функцию иммунной системы и низкий риск развития оппортунистических инфекций [34].
Большинство специалистов считают, что определение содержания CD4+ -лимфоцитов необходимо провести сразу после первичной диагностики ВИЧ-инфекции и выполнять далее каждые 3–6 мес.
Один раз в 3 мес при следующих ситуациях:
Один раз в 6 мес при следующих ситуациях:
При этом следует руководствоваться правилом проведения повторного подтверждающего исследования в случае получения резкого или неожиданного изменения уровня лимфоцитов CD4, как снижения, так и увеличения.
Необходимо учитывать, что низкий уровень CD4+ -клеток связан с различными условиями и может наблюдаться при многих вирусных и бактериальных инфекциях, паразитарных инвазиях, сепсисе, туберкулезе, кокцидиоидомикозе, ожогах, травмах, внутривенном введении чужеродных белков, недостаточном питании, чрезмерных тренировках, беременности, психологическом стрессе. При указанных состояниях возможно снижение содержания CD4+ -клеток меньше уровня 200 в 1 мкл, который достаточен для диагностики СПИД у ВИЧ-инфицированных [34].
При обследовании детей в возрасте до 2 лет следует учитывать, что в этот период происходит физиологическое снижение содержания СD4+ -клеток.
Характерно, что степень тяжести иммунодефицита, определяемая в основном содержанием СD4+ -клеток, соответствует появлению определенных вторичных инфекционных заболеваний (рис. 14-14). Снижение концентрации СD4+ -лимфоцитов у взрослых до 200–250 в 1 мкл, у детей 1–2-го года жизни - до 1500 в 1 мкл, у детей 3-летнего возраста - до 500 в 1 мкл, а также относительного содержания CD4+ -клеток до 20% (от количества всех Т-лимфоцитов) свидетельствуют о приближении СПИД. Снижение уровня СD4+ -клеток до 0,2–0,05×109 /л является для врача сигналом, что у больного в ближайшее время может развиться пневмоцистная пневмония, диссеминированная и хроническая инфекция простого герпеса, токсоплазмоз, криптококкоз, диссеминированный гистоплазмоз или кокцидиоидомикоз, хронический криптоспоридиоз, микроспоридиоз, кандидозный эзофагит. Пациент, у которого концентрация СD4+ -клеток снизилась до 50 в 1 мкл, считается инкурабельным во всех отношениях.

В "условиях ограниченных ресурсов" C. Obirikorang и соавт. (2012) доказали возможность использования общего количества лимфоцитов (TLC) в качестве суррогатного маркера клеток CD4. TLC = 1200 в 1 мкл соответствовало содержанию CD4+ -лимфоцитов <200 в 1 мкл, TLC = 1500 в 1 мкл - диапазону CD4+ -лимфоцитов 200–499 в 1 мкл, а TLC = 1900 в 1 мкл - благополучному уровню CD4+ -лимфоцитов ≥500 в 1 мкл [21].
Поражение и гибель клеток-мишеней - следствие активации репродукции вируса. И поэтому вирусная нагрузка (содержание РНК ВИЧ) в плазме является более ранним прогностическим показателем, чем количество СD4+ -клеток в крови.
Желательно, чтобы количественное измерение РНК ВИЧ в плазме было выполнено при первичной диагностике ВИЧ и, если лечение не проводится, осуществлялось каждые 3–4 мес (табл. 14-11). Эти интервалы, как и между исследованиями CD4+ -клеток, также являются усредненными и изменяются индивидуально в зависимости от изменения клинического течения ВИЧ-инфекции. Уровень вирусной нагрузки (содержание РНК-копий ВИЧ в 1 мл плазмы крови) определяют количественным молекулярно-генетическим методом.
Клинические показания | Информация | Использование |
---|---|---|
Каждые 3–4 мес у пациентов, не получающих лечения |
Изменение вирусной нагрузки |
Решение о начале терапии |
Через 2–8 нед после начала антиретровирусной терапии |
Начальная оценка эффективности препаратов |
Решение о продолжении или изменении терапии |
Через 3–4 мес после начала терапии |
Оценка максимального эффекта терапии |
Решение о продолжении или изменении терапии |
Каждые 3–4 мес после начала терапии |
Оценка продолжительности эффекта терапии |
Решение о продолжении или изменении терапии |
Изменение состояния пациента или достоверное снижение содержания СD4-клеток |
Связь изменения состояния с уровнем вирусной нагрузки в плазме |
Решение о продолжении, начале или изменении терапии |
При назначении исследования необходимо помнить, что вирусную нагрузку нельзя измерять ранее 4 нед после острых инфекций (бактериальная пневмония, туберкулез, инфекция вирусом простого герпеса, пневмоцистная пневмония и др.), обострения хронического заболевания и иммунизация, которые могут вызвать повышение вирусной нагрузки в плазме в течение 2–4 нед.
У 100% больных ВИЧ-инфекцией выявлена тесная корреляция между увеличением вирусной нагрузки и последующей прогрессией клинической картины заболевания. Так, вирусная нагрузка более 100 тыс. копий/мл предшествует быстрому переходу болезни в терминальную стадию с летальным исходом [4]. В свою очередь, эффективное действие лекарственных препаратов сопровождается снижением вирусной нагрузки.
В завершение начального периода инфекции у разных индивидуумов в плазме определяется различная вирусная нагрузка. Высокий уровень вирусной нагрузки является прогностически неблагоприятным признаком, свидетельствующим о скором развитии СПИД. Существенное снижение уровня вирусной нагрузки наблюдается у больных, у которых латентная стадия длится максимально долго.
Изучение влияние вирусной нагрузки в плазме на уровень CD4+ -клеток показало, что высокий уровень вирусной нагрузки в период между 120 и 365 днем после инфицирования коррелирует с ускоренным снижением CD4+ -клеток. Значение вирусной нагрузки до 120 дня не коррелирует с формированием иммунодефицита [23]. При использовании обоих показателей - вирусной нагрузки в плазме и содержания в крови CD4+ -клеток - можно наиболее точно прогнозировать прогрессирование заболевания.
Кроме показателей вирусной нагрузки и CD4+ -клеток, которые являются "золотым стандартом" контроля прогрессии ВИЧ-инфекции, был предложен ряд лабораторных показателей, позволяющих с той или иной вероятностью прогнозировать приближение манифестных стадий ВИЧ-инфекции. Эти показатели делятся на специфические и неспецифические. К специфическим относится уменьшение в крови уровня антител к структурным белкам ВИЧ р24, gp41, p17 и р66 и появление антигенемии p24. Совместное использование уровня лимфоцитов CD4+ -клеток и антигенемии p24 улучшает эффективность прогнозирования прогрессии к СПИДу.
Уменьшение уровня антител к белку р24 и/или p17 при сохранении уровня антител к gp41 и gp120 сопровождается появлением антигена р24 и возрастанием вирусной нагрузки в крови, что свидетельствует о формировании СПИДа и приближении терминальной стадии [30]. Антигенемия р24, как правило, регистрируется в стадии вторичных заболеваний, может быть впервые обнаружена при умеренном истощении CD4+ -клеток, связана с более быстрым снижением их популяции и в сочетании с уровнем CD4+ -лимфоцитов полезна для выявления пациентов с более высоким риском прогрессирования заболевания [4]. Концентрация антигена возрастает по мере ухудшения состояния больного.
Существует ряд прогностических неспецифических иммунологических признаков, указывающих на прогрессирование ВИЧ-инфекции. К применению в практике рекомендуются следующие.
-
β2 -Микроглобулин - компонент главного комплекса гистосовместимости I класса (ГКГС I), присутствующего на цитоплазматической мембране всех клеток, обладающих ядром. Этот белок в повышенных количествах появляется в сыворотке крови при активации или усиленном распаде лимфоцитов. Развитие клинической картины СПИД сопровождается увеличением концентрации β2 -микроглобулина до 3 мг/мл, в терминальной стадии - свыше 5 мг/мл. При этом повышение концентрации β2 -микроглобулина можно зарегистрировать раньше, чем сдвиги в содержании CD4+ - и CD8+ -лимфоцитов, иммуноглобулинов, тромбоцитов и эритроцитов у ВИЧ-инфицированных людей. Концентрация β2 -микроглобулина у серонегативных пациентов составляет 1,22±0,28 мг/л, у серопозитивных ВИЧ-инфицированных в бессимптомной фазе - 1,98±0,4 мг/л. В отличие от методов определения CD4+ -клеток, которые требуют специальных процедур обработки образцов и проведения самого исследования, содержание β2 -микроглобулина может быть определено в сыворотке или плазме с помощью ИФА, доступного во многих лабораториях.
-
Концентрация растворимого рецептора для ИЛ-2 в сыворотке крови в норме составляет 158±19 ед/мл. У наркоманов, серонегативных по антителам к ВИЧ, эта концентрация возрастает до 368±35 ед/мл, у серопозитивных больных в бессимптомной фазе - до 609±85 ед/мл, у серопозитивных с персистирующей генерализованной лимфаденопатией - до 745±79 ед/мл. Быстрой прогрессии к СПИД предшествует повышение концентрации растворимого рецептора для ИЛ-2 до 2200 ед/мл.
-
Неоптерин является биохимическим маркером клеточного иммунитета. Он продуцируется человеческими моноцитами/макрофагами и дендритными клетками из гуанозинтрифосфата при стимуляции гамма-интерфероном, который выделяется активированными лимфоцитами. Прогностической значимостью прогрессирования инфекции ВИЧ обладает повышение содержания неоптерина в сыворотке крови и моче [9]. Измерения концентраций неоптерина также полезны для мониторинга антиретровирусной терапии пациентов, инфицированных ВИЧ [18].
-
Бактериальный липополисахарид (ЛПС). Развитие ВИЧ-инфекции сопровождается острой виремией и быстрым истощением CD4+ -Т-клеток в слизистой лимфоидной ткани (MALT), особенно в кишечнике. ВИЧ-индуцированное иммунное нарушение кишечного барьера, происходящее вскоре после сероконверсии, выражается в транслокации микробных продуктов через слизистую оболочку кишечника в кровь. Липополисахарид является компонентом клеточной стенки грамотрицательных бактерий. Высокие уровни ЛПС и бактериальной ДНК в крови сохраняются в течение ВИЧ-инфекции и отражают степень микробной транслокации у ВИЧ-инфицированных пациентов. Обнаружена связь степени микробной транслокации (уровня ЛПС) с прогрессией ВИЧ-инфекции. Несмотря на удовлетворительное снижение вирусной нагрузки при комбинированной антиретровирусной терапии, у некоторых пациентов клеточный иммунитет не восстанавливается. Существуют предположения о возможной роли микробной транслокации в истощении CD4+ -T-клеток.
Долгосрочная комбинированная антиретровирусная терапия в целом снижает концентрацию ЛПС, но редко до уровня контрольной группы. Это явление, вероятно, связано с неполным восстановлением барьера слизистой оболочки кишечника. Только при достижении максимальной вирусной супрессии (то есть вирусной нагрузки <2,5 копий/мл) обнаруживаются уровни ЛПС, сопоставимые с таковыми у здоровых доноров.
Некоторые исследования свидетельствуют о возможном использовании определения ЛПС в качестве прогностического маркера истощения CD4+ -Т-клеток и прогрессии ВИЧ-инфекции [35].
Прогностическое значение имеют не столько результаты однократно выполненных лабораторных исследований, сколько динамика показателей, которая неодинакова у различных больных. Для объективного прогнозирования клинического течения заболевания целесообразно периодическое выполнение наиболее доступных и информативных лабораторных тестов.
Необходимо отметить, что перечисленные изменения специфических и неспецифических показателей отмечаются только у определенной части больных ВИЧ-инфекцией.
14.3.9. Лабораторный контроль эффективности терапии и побочных действий
Эффективность терапии проверяют через 2–8 нед после начала лечения. Если вирус чувствителен к применяемым препаратам, то в течение уже первого мес происходит снижение уровня РНК ВИЧ в плазме. Исследование на 2–8-й неделе позволяет оценить начальную эффективность терапии по величине снижения вирусной нагрузки (~ 1,0 log).
В процессе лечения исследование вирусной нагрузки необходимо повторять каждые 3–4 мес для оценки эффективности терапии. К 16–20-й неделе вирусная нагрузка должна уменьшиться еще в большей степени и быть ниже 500 копий/мл. Быстрота снижения и исчезновения вирусной нагрузки зависит от исходных (до начала лечения) уровней ее самой и содержания CD4+ -клеток, наличия оппортунистических инфекций. Большое значение имеет также правильность выбора и соблюдение режима предшествующей терапии, что позволяет предотвратить формирование резистентных штаммов ВИЧ.
После 6 мес оптимальной терапии вирусная нагрузка должна отсутствовать, то есть быть ниже 50 копий/мл. Снижение вирусной нагрузки только до 50–500 копий/мл свидетельствует о том, что антиретровирусная терапия не в полной мере эффективна. В том случае, когда вирусная нагрузка остается через 16–20 нед лечения, необходимо повторить измерение для подтверждения результата, а затем лечащий врач вносит изменения в режим лечения.
Под влиянием лечения снижение вирусной нагрузки в плазме происходит параллельно увеличению содержания CD4+ -клеток. Высокоактивная антиретровирусная терапия, как правило, приводит к повышению концентрации CD4+ -клеток на 100–200 кл./мкл и более. Изменения CD4+ - и CD8+ –клеток периферической крови ВИЧ-инфицированных в динамике инфекционного процесса и в результате антиретровирусной терапии представлены в табл. 14-12.
Фенотип | Характер изменений |
---|---|
CD4+ -клетки |
|
CD8+ -клетки |
|
В результате проведения эффективной антивирусной терапии наряду с повышением уровня CD4+ -клеток у больных в периферической крови наблюдается повышение функциональной активности нейтрофилов и повышение показателей активности классического пути комплемента при одновременном снижении альтернативного, уменьшение уровня циркулирующих иммунных комплексов.
Практика показывает, что через 18 мес можно достичь полной элиминации ВИЧ из плазмы, однако РНК ВИЧ продолжает определяться в мононуклеарах периферической крови и клетках лимфатических узлов (табл. 14-13).
Исследуемый образец |
Месяцы лечения |
||
---|---|---|---|
6-й |
12-й |
18-й |
|
РНК ВИЧ |
|||
Плазма |
70,4 |
96,3 |
100,0 |
Мононуклеары периферической крови |
59,0 |
65,2 |
92,0 |
Клетки лимфатических узлов |
– |
– |
36,4 |
ДНК провируса |
|||
Мононуклеары периферической крови |
0 |
4,5 |
15,4 |
Клетки лимфатических узлов |
– |
– |
0 |
Примечание : ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота; РНК - рибонуклеиновая кислота.
На фоне полного устранения вирусной нагрузки в плазме на 18-й месяц противовирусной терапии определяются остатки (8% от исходного уровня) РНК ВИЧ в мононуклеарах периферической крови и 63,6% начального количества в клетках лимфатических узлов. Противовирусная терапия не изменяет содержание ДНК провируса в клетках лимфатических узлов и только на 15,4% снижает ее уровень в мононуклеарах периферической крови. Это означает, что репликация остановлена, но вирус не уничтожен.
Прием антиретровирусных препаратов может сопровождаться рядом побочных эффектов. Развитие некоторых из них может послужить основанием для отмены препарата и назначения другого, менее токсичного. В связи с этим перед началом лечения кроме определения вирусной нагрузки и CD4+ -клеток пациенту необходимо провести следующие лабораторные исследования:
Исходные значения и результаты мониторинга указанных показателей послужат для своевременного выявления побочных эффектов антиретровирусных препаратов. Так, например, одним из побочных эффектов антивирусной терапии зидовудином является миопатия, которая сопровождается значительным повышением активности КК в сыворотке крови. Прием зидовудина должен сопровождаться периодическим измерением активности КК в крови с целью контроля возможного развития миопатии.
При решении вопроса о начале антиретровирусной терапии на более поздних стадиях заболевания необходимо проводить дополнительное клинико-лабораторное обследование больных ВИЧ-инфекцией, которое должно включать тесты для выявления оппортунистических инфекций, если они до этого не были проведены. Определение маркеров вирусных гепатитов С и В позволяет уточнить этиологию нарушения функций печени.
При проведении антиретровирусной терапии с профилактической целью (например, после случайного ранения медицинского персонала загрязненным медицинским инструментом) необходимо иметь в виду, что зидовудин обладает способностью увеличивать в 2–3 раза (по сравнению с исходным уровнем) содержание CD4+ -клеток. Данные получены при наблюдении за людьми, которые не были инфицированы или у которых инфекция не развилась благодаря превентивным мерам.
14.3.10. Исследование резистентности ВИЧ к антиретровирусным препаратам
ВИЧ в результате мутаций может приобрести лекарственную устойчивость. Это обычно происходит, когда сам антивирусный препарат или его уровень в организме недостаточно эффективны и не препятствуют вирусу продолжать репликацию и мутировать [10]. Все большее число людей становится инфицировано ВИЧ, устойчивым к одному или более препаратов.
Практика показала, что использование результатов теста лекарственной устойчивости ВИЧ помогают принимать решения о коррекции назначенного лечения, добиваться более существенного сокращения вирусной нагрузки. Для проведения теста резистентности уровень вирусной нагрузки должен быть не менее 1000 копий/мл. Три вида тестов используются для оценки лекарственной устойчивости ВИЧ: генотипический, фенотипический методы и виртуальный фенотип.
Генотипический метод позволяет обнаружить резистентность, связанную с мутациями в определенных генах, кодирующих обратную транскриптазу и/или протеазу. Исследование длится 1–2 нед. Интерпретация результатов исследования проводится на основании изучения мутаций, связанных с резистентностью к препаратам. Например, мутация K103N придает устойчивость к современным ненуклеозидным ингибиторам обратной транскриптазы.
Фенотипический метод заключается в культивирование ВИЧ в среде с добавлением антивирусного средства, чтобы определить концентрацию препарата, при которой подавляется репликация вируса. Исследование длится 2–3 нед. Результаты исследования представляются двумя значениями концентрации препарата, при которых подавляется репликация ВИЧ на 50% (IC50) и на 90% (IC90). Фенотипический метод обеспечивает непосредственное определение резистентности ВИЧ, но является более сложным, трудоемким и дорогостоящим. Из-за более короткой продолжительности выполнения исследования и дешевизны генотипический метод имеет определенные преимущества.
Виртуальный фенотип - это новый подход к оценке вирусного фенотипа использованием большой базы данных, содержащей сведения о более чем 18 тыс. пар генотипических и фенотипических характеристик. Для этого необходимо определить генотип исследуемого вируса, выделенного от пациента. Затем в базе данных находят подобный генотип и соответствующая фенотипическая информация используется для оценки резистентности. Предварительные исследования показывают, что метод виртуального фенотипа позволяет прогнозировать результаты терапии примерно так же, как истинный фенотипический тест [16].
Применение методов определения резистентности вируса перед началом лечения пациентов с хронической ВИЧ-инфекцией обычно не рекомендуется из-за редкого выявления резистентных вирусов у пациентов, которые до этого не получали антиретровирусную терапию. Это связано с тем, что первичное инфицирование осуществляется небольшим количеством вируса. В процессе массивной репликации на фоне отсутствия воздействия антиретровирусных препаратов вирус теряет резистентность, если таковая имелась. Исследование резистентности ВИЧ должно проводиться преимущественно в тех случаях, когда начатое лечение сопровождается ростом или сохранением высокого уровня вирусной нагрузки.
Не рекомендуется определение резистентности вируса и после отмены препаратов, так как мутации, обусловливающие резистентность вирусов, в отсутствие действия препаратов могут сохраняться лишь у небольшой части популяции ВИЧ. Обычные исследования могут не выявить небольшое количество резистентных вирусов.
Исследование резистентности при вирусной нагрузке ниже 1000 копий/мл РНК ВИЧ не может быть выполнено из-за малого количества РНК.
Недостатками методов изучения резистентности ВИЧ являются отсутствие системы контроля качества исследований, высокая стоимость, низкая чувствительность при исследовании образцов с небольшим количеством вирусов. Если резистентные вирусы имеются, но их количество менее 10–20% всей популяции, они могут быть не обнаружены этими методами. Особенно это важно в тех случаях, когда изучается чувствительность к препаратам, которые пациент получал в прошлом, и к которым, возможно, развилась резистентность. В этом случае данные об отсутствии резистентности должны интерпретироваться с осторожностью.
14.3.11. Лекарственный мониторинг препаратов антиретровирусной терапии
Лекарственный мониторинг используется, чтобы индивидуализировать анти-ВИЧ терапию путем измерения количества препарата в крови конкретного больного [25]. Это важно, поскольку у разных людей процессы абсорбции, распределения и элиминации препаратов происходят с различной скоростью. По этой причине концентрация препарата в крови может значительно варьировать среди больных, принимающих одинаковы дозы одного и того же лекарства. Наилучшими являются условия, когда самая низкая концентрация препарата в крови между его приемами (Смин) остается эффективной, чтобы подавлять репликацию ВИЧ, но при этом самая высокая концентрация (пиковый уровень, или Смакс) не должна вызывать непереносимых побочных эффектов.
Результаты некоторых исследований показали, что использование лекарственного мониторинга в антиретровирусной терапии повышает вероятность успешного подавления репликации ВИЧ. Тем не менее лекарственный мониторинг уровня не подходит, как оказалось, для всех анти-ВИЧ препаратов, остается спорным и до сих пор не используется широко в США [24].
Категория в зависимости от уровня CD4+ -клеток | Клиническая категория А - бессимптомное течение или острая стадия ВИЧ-инфекции | Клиническая категория В - симптоматическое течение, не соответствующее стадиям А и С | Клиническая категория С - заболевание, включенное в диагностические критерии СПИДа |
---|---|---|---|
1. ≥500 мкл–1 |
А1 |
B1 |
C1 |
2. 200–499 мкл–1 |
A2 |
B2 |
C2 |
3. <200 мкл–1 |
А3 |
B3 |
C3 |
Стадия | Заболевание, включенное в диагностические критерии СПИДа * | Содержание в крови лимфоцитов CD4 |
---|---|---|
1 |
Нет |
>500 мкл–1 или 29% |
2 |
Нет |
200–499 мкл–1 или 14–28% |
3 (СПИД) |
Заболевание, включенное в диагностические критерии СПИДа, подтвержденное медицинскими документами |
<200 мкл–1 или <14% |
Неустановленная |
Нет данных |
Нет данных |
Клиническая классификация стадий ВИЧ-инфекции у взрослых и подростков, разработанная экспертами ВОЗ (2002)
I клиническая стадия
I уровень функциональных возможностей: бессимптомное течение, нормальный уровень повседневной активности.
II клиническая стадия
И/или II уровень функциональных возможностей: клинические проявления, нормальный уровень повседневной активности.
III клиническая стадия
И/или III уровень функциональных возможностей: в течение последнего месяца пациент проводил в постели менее 50% дневного времени.
IV клиническая стадия
-
Цитомегаловирусная инфекция с поражением любых органов, кроме печени, селезенки и лимфатических узлов (например, ретинит).
-
Инфекции, вызванные вирусом простого герпеса, с поражением внутренних органов или хроническим (более 1 мес) поражением кожи и слизистых оболочек.
-
Диссеминированная инфекция, вызванная атипичными микобактериями.
И/или IV уровень функциональных возможностей: в течение последнего месяца пациент проводил в постели более 50% дневного времени.
Примечание : приемлем и как окончательный, и как предварительный диагноз заболеваний.
*ВИЧ-кахексия: потеря массы более 10% от исходной и либо хроническая (более 1 мес) диарея неясной этиологии, либо хроническая слабость в сочетании с длительной (более 1 мес) лихорадкой неясной этиологии.
**ВИЧ-энцефалопатия: тяжелые когнитивные и/или двигательные расстройства, которые нарушают повседневную активность и прогрессируют в течение недель или месяцев в отсутствие других причин кроме ВИЧ-инфекции.
Клиническая категория А:
Клиническая категория В:
Клиническая категория С:
Список литературы
-
Арсланова В.А., Бабин В.Н., Батуро А.П. Руководство по медицинской микробиологии. Книга III. Т. 1. Оппортунистические инфекции: возбудители и этиологическая диагностика / под ред. А.С. Лабинской. М.: БИНОМ, 2013. 752 с.
-
ВИЧ-инфекция и СПИД: Национальное руководство / под ред. В.В. Покровского. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. 608 с.
-
Лекции по ВИЧ-инфекции / под ред. В.В. Покровского. 2-е изд., перераб. и доп. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2018. 848 с.
-
О предупреждении распространения в Российской Федерации заболевания, вызываемого вирусом иммунодефицита человека [Электронный ресурс]: Федеральный закон от 30.03.1995 № 38-ФЗ. Доступ из справочно-правовой системы «Гарант».
-
Профилактика ВИЧ-инфекции [Электронный ресурс]: Санитарно-эпидемиологические правила СП 3.1.5. 2826-10 (с изменениями на 21 июля 2016 года). Доступ из справочно-правовой системы «Гарант».
-
Хоффман К., Рокштро Ю.К. Лечение ВИЧ-инфекции. М.: Р. Валент, 2012. 736 с.
-
Borato D.C., Parabocz G.C., Ribas S.R. et al. Changes of metabolic and inflammatory markers in HIV infection: glucose, lipids, serum Hs-CRP and myeloperoxidase // Metabolism. 2012. Vol. 61, N 10. P. 1353–1360.
-
Boulware D.R., Hullsiek K.H., Puronen C.E. et al. Higher levels of CRP, D-dimer, IL-6, and hyaluronic acid before initiation of antiretroviral therapy (ART) are associated with increased risk of AIDS or death // J. Infect. Dis. 2011. Vol. 20311. P. 1637–1646.
-
Chan P., Patel P., Hellmuth J. et al. Distribution of human immunodeficiency virus (HIV) ribonucleic acid in cerebrospinal fluid and blood is linked to CD4/CD8 ratio during acute HIV // J. Infect. Dis. 2018. Vol. 218, N 6. Р. 937–945.
-
Clutter D.S., Jordan M.R., Bertagnolio S., Shafer R.W. HIV-1 drug resistance and resistance testing // Infect. Genet. Evol. 2016. Vol. 46. P. 292–307.
-
Ford N., Meintjes G., Vitoria M. et al. The evolving role of CD4 cell counts in HIV care // Current Opinion in HIV & AIDS 2017. Vol. 12, N 2. P. 123–128.
-
Franchini M., Veneri D., Lippi G. Thrombocytopenia and infections // Expert Rev. Hematol. 2017. Vol. 10, N 1. P. 99–106.
-
Galvani A.P., Novembre J. The evolutionary history of the CCR5-Delta32 HIV-resistance mutation // Microbes Infect. 2005. N 2. P. 302–309.
-
Hemelaar J. The origin and diversity of the HIV-1 pandemic // Trends Mol. Med. 2012. Vol. 18. P. 182–192.
-
Hemelaar J., Elangovan R., Yun J. et al. Global and regional molecular epidemiology of HIV-1, 1990–2015: a systematic review, global survey, and trend analysis; WHO-UNAIDS Network for HIV Isolation Characterisation // Lancet Infect. Dis. 2019. Vol. 19, N 2. P. 143–155.
-
Jiamsakul A., Kantor R., Li P.C. et al. Comparison of predicted susceptibility between genotype and virtual phenotype HIV drug resistance interpretation systems among treatment-naive HIV-infected patients in Asia: TASER-M cohort analysis // BMC Res. Notes. 2012. N 5. P. 582.
-
Manaye Y., Asrat A., Mengesha E.W. Time to development of anemia and predictors among HIV-infected patients initiating ART at Felege Hiwot referral hospital, Northwest Ethiopia: A retrospective follow-up study // Biomed. Res. Int. 2020. Vol. 2020, N 790. Р. 1241.
-
Michalak Ł., Bulska M., Strząbała K., Szcześniak P. Neopterin as a marker of cellular immunological response // Postepy Hig. Med. Dosw. (Online). 2017. Vol. 71, N 1. P. 727–736.
-
Mourez T., Simon F., Plantier J.C. Non-M variants of human immunodeficiency virus type 1 // Clin. Microbiol. Rev. 2013. Vol. 26, N 3. P. 448–461.
-
Mühlbacher A., Schennach H., van Helden J. et al. Performance evaluation of a new fourth-generation HIV combination antigen-antibody assay // Med. Microbiol. Immunol. 2013. Vol. 202, N 1. P. 77–86.
-
Obirikorang C., Quaye L., Acheampong I. Total lymphocyte count as a surrogate marker for CD4 count in resource-limited settings // BMC Infect. Dis. 2012. Vol. 12. P. 128.
-
Pereira E.A., da Silva L.L. HIV-1 nef: taking control of protein trafficking // Traffic. 2016. N 9. P. 976–996.
-
Pinto A.N., Grey P., Shaik A. et al. Early treatment of primary HIV infection is associated with decreased mortality // AIDS Res. Hum. Retroviruses. 2018. Vol. 34, N 11. Р. 936–941.
-
Pretorius E., Klinker H., Rosenkranz B. The role of therapeutic drug monitoring in the management of patients with human immunodeficiency virus infection // Ther. Drug. Monit. 2011. Vol. 33. P. 265–274.
-
Punyawudho B., Singkham N., Thammajaruk N. et al. Therapeutic drug monitoring of antiretroviral drugs in HIV-infected patients // Expert. Rev. Clin. Pharmacol. 2016. Vol. 12. P. 1583–1595.
-
Sarınoğlu R.C., Sağlık İ., Mutlu D. et al. Evaluation of Enzyme immunoassay (EIA), immunoblot and HIV RNA polymerase chain reaction test results in the diagnosis of human immunodeficiency virus (HIV) infection // Miсrobiyol. Bul. 2019. Vol. 53, N 4. P. 401–407.
-
Song E.Y., Hur M., Roh E.Y. et al. Performances of four fourth-generation human immunodeficiency virus-1 screening assays // J. Med. Virol. 2012. Vol. 84, N 12. P. 1884–1888.
-
Spivak A.M., Sydnor E.R., Blankson J.N., Gallant J.E. Seronegative HIV-1 infection: a review of the literature // AIDS. 2010. Vol. 24, N 10. P. 1407–1414.
-
Stone M., Bainbridge J., Sanchez A.M. et al. Comparison of detection limits of fourth- and fifth-generation combination HIV antigen-antibody, p24 antigen, and viral load assays on diverse HIV isolates // J. Clin. Microbiol. 2018. Vol. 56, N 8. pii: e02045–17.
-
Tang S., Zhao J., Wang A. et al. Characterization of immune responses to capsid protein p24 of human immunodeficiency virus type 1 and implications for detection // Clin. Vaccine Immunol. 2010. Vol. 17. P. 1244–1251.
-
TenoRes Study Group. Global epidemiology of drug resistance after failure of WHO recommended first-line regimens for adult HIV-1 infection: a multicentre retrospective cohort study // Lancet Infect. Dis. 2016. Vol. 16. P. 565–575.
-
Tiberio P.J., Ogbuagu O.E. CD8 T-cell lymphocytosis and associated clinical syndromes in HIV-infected patients // AIDS Rev. 2015. Vol. 17, N 4. P. 202–211.
-
Trickey A., May M.T., Schommers P. et al. CD4: CD8 ratio and CD8 count as prognostic markers for mortality in human immunodeficiency virus-infected patients on antiretroviral therapy: the antiretroviral therapy cohort collaboration (ART-CC) // Clin. Infect. Dis. 2017. Vol. 65, N 6. P. 959–966.
-
Vajpayee M., Mohan T. Current practices in laboratory monitoring of HIV infection // Indian J. Med. Res. 2011. Vol. 134, N 6. P. 801–822.
-
Vassallo M., Mercié P., Cottalorda J. et al. The role of lipopolysaccharide as a marker of immune activation in HIV-1 infected patients: a systematic literature review // Virol. J. 2012. Vol. 9. P. 174.
Глава 15. Пневмонии
Проблема диагностики и лечения пневмоний, как внебольничных (ВП), так и другой этиологии, остается актуальной для отечественной и мировой медицины. Ежегодно в РФ регистрируется, по неполным данным, более 1,5 млн случаев данного заболевания, причем в последние годы отмечается тенденция к росту числа случаев тяжелых форм и, как следствие, летальности. Многие авторы считают, что представленные в официальных отчетных формах показатели заболеваемости ВП ниже реальных в 2–4 раза. Учет заболеваемости ВП в России целенаправленно ведется с 2012 г.
Среднемноголетний показатель заболеваемости населения ВП в России (2012–2018 гг.) составлял 375,2 на 100 тыс. населения. В 2018 г. он увеличился до 491,7 на 100 тыс. населения (на 16% выше по сравнению с 2017 г.) [60]. В 2019 г. заболеваемость ВП составила 518,9 на 100 тыс. населения при среднемноголетней заболеваемости 401,7 (2014–2018 гг.). В 2019 г. зарегистрировано 5484 случая смерти от ВП, что составило 3,73 на 100 тыс. населения (из них у детей до 17 лет - 83 случая, 0,28 на 100 тыс. населения). В структуре инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи, на протяжении последних четырех лет доминируют внутрибольничные пневмонии (в 2012–2015 гг. первое место принадлежало послеоперационным инфекциям) [61].
Болезни Х класса МКБ-10 занимают лидирующее положение в структуре общей заболеваемости среди всех слоев населения. В организованных коллективах уровень заболеваемости болезнями Х класса особенно высок ввиду актуальности аэрозольного механизма передачи возбудителей. При этом ВП являются наиболее значимой патологией Х класса по совокупности критериев.
Эксперты ВОЗ приводят совокупные данные о заболеваемости пневмонией населения разных стран. Пневмония регистрируется ежегодно от 2 до 15 случаев на 1000 человек и является причиной смертности до 15% детей в пятилетнем возрасте, а в совокупности у всего населения - до 30 случаев на 100 тыс. человек ежегодно.
В 2016 г. в России зарегистрировано 467 040 заболевших ВП, в 2017 г. - 439 515, в 2018 г. - 721 926 человек. При этом большинство авторов предполагают, что данные о заболеваемости ВП занижены в 3,2–3,4 раза. В 2018 г., в структуре заболеваемости ВП населения, на долю детей России пришлось 37,5% всех случаев пневмоний. Их было 270 453 из 721 тыс. заболевших, а за первые 9 мес 2019 г. было зарегистрировано 527 810 случаев ВП у детей и взрослых, что на 4% больше аналогичного периода 2018 г.
В России за первую половину 2018 г. показатель смертности от болезней органов дыхания превысил 45 случаев на 100 тыс. населения, а от пневмонии - 19 случаев на 100 тыс. населения, или 42,2% всех умерших от болезней органов дыхания. Суммарно, по мнению многих авторов, число пациентов с ВП превышает 1,5 млн человек в год.
Помимо высокого уровня заболеваемости, социальная значимость пневмоний обусловлена и наличием большого количества летальных исходов. Наиболее уязвимыми являются новорожденные и дети до 2 лет, а также лица старше 65 лет [36, 42, 43]. В ежегодных государственных докладах отмечается, что смертность составляет до 25–30 тыс. человек в год. В 2018 г. от пневмонии умерло 24 954 человек.
Летальность при ВП у лиц старше 18 лет в многолетней динамике не доходит до 5%. В условиях эпидемии гриппа отмечается сильная корреляционная связь заболеваемости гриппом и ВП с увеличением частоты летальных случаев.
Пневмонии часто регистрируют в детских коллективах - яслях, детских садах, детских домах и интернатах. Кроме того, высокая заболеваемость отмечается среди людей, проживающих в домах престарелых и общежитиях, а также в коллективах закрытого типа - тюрьмы, колонии, поселения и другие, в том числе среди личного состава воинских подразделений.
Этиологическими агентами ВП могут быть более 100 возбудителей, относящихся к различным видам, родам, семействам и царствам (бактерии, вирусы, грибы, простейшие). К уже известным агентам-возбудителям пневмоний в 2019 г. добавился новый - SARS-COV-2, возбудитель новой коронавирусной инфекции, зачастую заканчивающейся развитием пневмоний (см. главу 23).
ВОЗ признала пневмококковую инфекцию одной из самых опасных и в то же время вакциноуправляемых инфекций. До внедрения универсальной вакцинации от пневмококковой инфекции (ПИ) ежегодно умирало до 1,6 млн человек, дети умирали чаще взрослых более чем в 2,3 раза.
Наиболее распространенными возбудителями у детей считается S. pneumoniae , вирусы гриппа, РС-вирус, аденовирусы. По официальным данным, опубликованным в Государственном докладе "О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2017 году", более 90% вспышек ВП в 2017 г. были в организованных коллективах - общеобразовательных организациях, где чаще обнаруживался возбудитель M. pneumoniae - в 76,9%.
В клинических рекомендациях 2018 г., разработанных коллективом авторов Российского респираторного общества, представлены данные о факторах риска и вероятной связи с возбудителями, вызывающими ВП. Часто выделяют H. influenzae, S. pneumoniae, M. catarrhalis, K. pneumoniae , Legionella spp., P. aeruginosa, S. aureus , энтеробактерии, анаэробы, С. psittaci , С. burnetii . В организованных коллективах, в которых высока вероятность вспышечной заболеваемости, чаще всего обнаруживаются аденовирусы, S. pneumoniae, M. pneumoniae, C. pneumoniae , вирусы гриппа.
Известно, что инфекционному процессу при ВП предшествуют острые респираторные инфекции верхних и нижних дыхательных путей. Данные, полученные многими исследователями, подтверждают актуальность вирусных пневмоний, которые обусловлены распространением вируса гриппа A/H1N1/pdm2009. Установлено, что он способен первично поражать легочную ткань с быстрым развитием дыхательной недостаточности в условиях присоединения других микроорганизмов.
Строение полисахаридной капсулы определяет различие серотипов S. pneumoniae. В настоящее время известно более 96 серотипов, при этом большая частота встречаемости инвазивной пневмококковой инфекции (иПИ) приходится на серотипы 6В, 14 и 23F. В настоящее время иПИ классифицируются на основе обнаружения нуклеиновых кислот S. pneumoniae в исходно стерильных средах организма человека.
S. pneumoniae являются ответственными за развитие основных инвазивных и неинвазивных заболеваний, при этом ВП определяются наиболее значимыми в развитии осложнений совокупного населения разных стран. ВП, связанные с ПИ, лидируют среди причин смертности от инфекционных заболеваний. Известно, что выделяют и клинически выраженные ПИ на фоне носительства, но частота встречаемости таких форм не превышает 5%. Малоинвазивными считаются серотипы 3, 6A, 6B, 9N, 19A, 19F, 23F. Они вызывают более тяжелые инфекции. А высоко инвазивными являются 1, 4, 5, 7F и 8 серотипы, при них инфекции протекают легко.
Согласно исследованиям последних лет по серотипированию определено, что из 96 серотипов S. pneumoniae до 90% инфекций вызывает 25 наиболее распространенных серотипов. Кроме того, распространенность серотипов пневмококка в различных регионах мира отличается по составу, а также во времени. По данным ряда авторов, иПИ распространены в пределах от 9,9 до 102 случаев на 100 тыс. населения, а летальность, обусловленная иПИ, достигает 50%.
Пневмококк обнаруживается чаще в 2 раза при бронхиальной астме, в 4 раза при ХОБЛ, в 5 раз при легочном фиброзе, в 2–7 раз при саркоидозе и бронхоэктазах. Кроме того, чаще пневмококк выявляется у людей старшего возраста, получающих лечение глюкокортикоидами. У них летальный исход отмечается в 3–5 раз чаще, чем у людей молодого возраста.
Кроме того, большинство исследователей считает, что этиология ВП обусловлена микрофлорой, которая колонизирует слизистые оболочки верхних отделов дыхательных путей. В работах последних 10 лет по изучению этиологии ВП в организованных коллективах многими авторами также показана их полиэтиологичность, где с большей частотой пневмонии тяжелого течения встречаются у иммунокомпрометированных лиц.
В последние годы как в мире, так и в РФ отмечается устойчивый рост антибиотикорезистентности S. pneumoniae . В 2015 г. в мире было зарегистрировано 294 тыс. случаев смерти от пневмококка у детей в возрасте 5 лет. При этом большинство детей умерли от пневмонии, возбудителем которой был пневмококк - 81%. В период с 2000 по 2015 гг., по мере внедрения универсальных программ иммунизации, глобальная смертность от ПИ снизилась на 51%.
В исследованиях, проведенных в 2010–2014 гг., при изучении образцов материала от 235 пациентов с диагнозом "пневмококковый менингит" удалось установить серогруппу или серотип возбудителя в 178 пробах: 3-й серотип - в 16%, 6 (AB) - в 14%, 19 (AF) - в 12%, 23 (AF) - в 7%, 18 (АВС), 14, 15 (AF) - по 6%, 7 (AF), 11 (AD) - по 5% и 9 (AVNL) - в 3%, что соответствовало составу конъюгированных вакцин. Серотип 5 обнаружен не был.
Таким образом, актуальность проблемы ВП обусловлена стабильно высокой заболеваемостью, имеющей тенденцию к увеличению в последние годы. Больные ВП составляют значительный процент в поликлиниках, терапевтических и пульмонологических стационарах, особенно в период эпидемий гриппа и вспышек острых респираторных заболеваний. Заболеваемость ВП в России составляет 14–15‰ [5, 6, 12, 28, 37], а по данным зарубежных эпидемиологических исследований у взрослых колеблется от 1–11,6‰ у молодых людей и до 25–44‰ в старших возрастных группах. В течение года общее число взрослых больных ВП в пяти европейских странах (Франция, Италия, Испания, Германия и Великобритания) превышает 3 млн человек [51, 59, 60]. В США ежегодно регистрируют более 5 млн случаев ВП, из которых более 1,2 млн нуждаются в госпитализации [44]. Для сравнения в России ежегодно общее число больных превышает 1,5 млн человек. У отдельных категорий населения показатель заболеваемости оказывается существенно выше общероссийских данных. Так, заболеваемость ВП среди военнослужащих, проходивших службу по призыву в период 2009–2011 гг., составила около 55‰ [12, 16, 21, 35, 39–41].
В настоящее время во всем мире ВП занимают четвертое место в структуре причин смерти после сердечно-сосудистой патологии, онкологических заболеваний, цереброваскулярной патологии, а среди инфекционных болезней - первое место [11, 45].
Благодаря наличию современных методов диагностики и разнообразных современных антибактериальных средств летальность от ВП за 5 лет (2005–2010) снижается, но проявляет отчетливую тенденцию к повышению в период эпидемий ОРВИ на фоне появления новых вирусных этиологических агентов [11, 13, 34].
В России летальность при ВП оказывается наименьшей (1–3%) у людей молодого и среднего возраста без сопутствующих заболеваний, а в возрастной группе больных старше 60 лет с серьезной сопутствующей патологией (ХОБЛ, СД, онкологическая патология, алкоголизм и др.) достигает 15–30%, а при ВП, осложненных сепсисом (бактериемией), достигает 50% и выше. Согласно данным МЗ и СР Российской Федерации в 2006 г. среди людей трудоспособного возраста старше 18 лет от ВП умерло 38 970 человек (смертность составила 27,3 на 100 тыс. населения) [5, 10, 24, 34, 35]. В США летальность при ВП составляет 1–5% [44, 48].
Большое значение придается госпитальной (нозокомиальной) пневмонии (ГП). Она составляет приблизительно 10–15% от всех госпитальных инфекций. Смертность при ГП составляет от 30 до 80%. Этиологическим агентом для такой пневмонии являются в подавляющем большинстве случаев полирезистентные и мультирезистентные штаммы бактерий. При этом особую проблему составляют грамотрицательные бактерии, вырабатывающие беталактамазы расширенного спектра действия и металлобеталактамазы, а также метициллинрезистентные стафилококки. Это связано как со специальными методами их выявления, так и со сложностью этиологического лечения пневмоний, вызванных такими штаммами [2, 23, 38, 39, 57].
Продолжительность временной нетрудоспособности больных ВП составляет в среднем 25,6 дня и может колебаться в пределах 12,8–45 дней [31, 33, 34, 39].
Большой проблемой в пульмонологии по-прежнему является развитие у 25–30% больных ВП затяжного течения воспалительного процесса [32], что приводит к значительному увеличению трудопотерь и возрастанию социально-экономической значимости данного заболевания. Ведущей причиной развития затяжного течения ВП считается изменение иммунобиологической реактивности организма, требующее разработки новых схем комплексного патогенетического лечения с применением иммунокорригирующих средств [33].
Следует отметить, что параллельно с ростом общей заболеваемости ВП увеличивается число людей, у которых пневмония возникает по несколько раз в течение года. Такие ВП именуются повторными. Их особенностью является нетяжелое и затяжное течение с формированием в последующем в ряде случаев хронической бронхолегочной патологии [42].
15.1. Факторы риска развития пневмоний
В возникновении ВП значительную роль играют предрасполагающие факторы, или факторы риска, ведущие к повреждению одного или нескольких защитных механизмов [21, 45]. Чаще всего ВП возникают в холодное время года, то есть заболеваемость носит сезонный характер, однако следует отметить, что болезнь может возникнуть в любое время года [20, 27, 37]. Одним из наиболее частых провоцирующих факторов является переохлаждение [21, 39, 44].
Большое значение в возникновении ВП придается вирусам, особенно в период эпидемий гриппа, чаще всего это вирусы гриппа А, В, С, парагриппа, аденовирусы и респираторно-синцитиальные вирусы [7, 27, 35, 60]. Они выступают в роли агрессивного повреждающего фактора, нарушающего преимущественно местную неспецифическую иммунологическую резистентность организма.
Возраст старше 60 лет является еще одним важным фактором риска, что, прежде всего, связано с угнетением кашлевого рефлекса, нарушением мукоцилиарного клиренса, изменением микробной микрофлоры. Кроме того, в этом возрасте фактором риска является наличие ХОБЛ, патологии сердечно-сосудистой системы, почек, желудочно-кишечного тракта [10, 24, 34].
Другим важным фактором является курение: выкуривание до 15–20 сигарет в день ведет к нарушению мукоцилиарного клиренса, повышению хемотаксиса макрофагов и нейтрофилов, их активации, разрушению эластической ткани, снижению эффективности механической защиты [38–40].
К группе людей с повышенным риском заболевания ВП относятся лица, часто болеющие острыми инфекциями верхних дыхательных путей (более 3 раз в год), ранее неоднократно болевшие острым бронхитом, синуситом или хотя бы один раз перенесшие пневмонию. Лица, имеющие хроническую патологию верхних дыхательных путей (тонзиллиты, синуситы, отиты и др.), лица с пониженным или недостаточным питанием, а также с гнойничковыми заболеваниями кожи и подкожной клетчатки.
К возникновению ВП предрасполагают нарушения сознания, алкогольная интоксикация, мозговая травма, эпилептические припадки, наркоз, передозировка снотворных и наркотических средств. Во всех этих случаях может произойти аспирация содержимого ротоглотки и желудочно-кишечного тракта, несущего большое количество различной аэробной и анаэробной микрофлоры [44, 51, 60].
Пневмония может также развиться в послеоперационном периоде и прежде всего после оперативных вмешательств на органах грудной клетки и брюшной полости; при этом возникает нозокомиальная пневмония, частота которой составляет от 20 до 50%, а летальность - от 19,2 до 80% [50].
Следует подчеркнуть, что одним из типичных для нашей страны факторов риска летального исхода при ВП является позднее обращение пациентов за медицинской помощью и, соответственно, поздняя госпитализация в стационар.
15.2. Определение
В современный период наиболее полным определением считается определение, охватывающее эпидемиологические и клинические характеристики данного заболевания. Под пневмонией понимают группу острых инфекционных болезней, отличающихся этиологически, патогенетически и морфологически, протекающих с лихорадочной реакцией и интоксикацией и характеризующихся очаговыми поражениями легких с внутриальвеолярной экссудацией, которые могут быть обнаружены при различных обследованиях (физикальном или рентгенологическом). Внебольничные пневмонии - это одно из самых часто встречающихся инфекционных заболеваний человека, находящееся в одном ряду с ведущими причинами летальности от респираторной патологии, обусловленное чаще всего - S. pnеumоniае.
Внебольничная пневмония - заболевание, возникшее во внебольничных условиях (то есть вне стационара или позднее 4 нед после выписки из него, или диагностированное в первые 48 ч от момента госпитализации, или развившееся у пациента, не находившегося в домах сестринского ухода/отделениях длительного медицинского наблюдения более 14 сут), сопровождающееся симптомами инфекции нижних дыхательных путей (лихорадкой, кашлем, выделением мокроты, возможно гнойной, болью в грудной клетке, одышкой) и рентгенологическими признаками "свежих" очагово-инфильтративных изменений в легких при отсутствии очевидной диагностической альтернативы.
15.3. Классификация пневмоний
МКБ-10 как единый документ для учета заболеваемости взята за основу в практике здравоохранения на всей территории РФ в 1999 г. в соответствии с приказом Минздрава России от 27.05.1997 № 170. При этом с получением новых достоверных данных одни коды МКБ-10 исключают и включают другие. В 2015 г. исключены из рубрики "Вирусная пневмония, не классифицированная в других рубриках" (J12) рубрика "Пневмония аспирационная: без других указаний" и включена в рубрику J69.0 "Пневмонит, вызванный твердыми веществами и жидкостями", класса Х; рубрика "Пневмония при анестезии: во время родов и родоразрешении" включена в рубрику O74.0 "Осложнения, связанные с проведением анестезии во время родов и родоразрешения", а рубрики "во время беременности" - в рубрику O29.0, "в послеродовом периоде" - в рубрику O89.0 класса XV "Беременность, роды и послеродовой период". Пневмония из рубрики "новорожденного" перенесена в рубрику P24.9 - "Неонатальная аспирация мекония" класса XVI "Отдельные состояния, возникающие в перинатальном периоде", из рубрики "при вдыхании твердых и жидких веществ" отнесены в рубрику J69 "Пневмонит, вызванный твердыми веществами и жидкостями" класса Х. Пневмония из рубрики "при гриппе" перенесена в разные рубрики класса Х: J09 "Грипп, вызванный выявленным вирусом зоонозного или пандемического гриппа", J10.0 "Грипп, вызванный идентифицированным вирусом сезонного гриппа", J11.0 "Грипп, вирус не идентифицирован". Рубрика пневмония "интерстициальная БДУ" перенесена в рубрику J84.9 "Другие интерстициальные легочные болезни", а "жировая" - в рубрику J69.1 "Пневмонит, вызванный твердыми веществами и жидкостями" класса Х. Рубрика пневмония "вирусная врожденная" в рубрику P23.0 "Врожденная пневмония" класса XVI "Отдельные состояния, возникающие в перинатальном периоде".
Правки вносились с появлением новых достоверных данных на протяжении всего существования классификации, принятой в 1884 г. еще в Париже на заседании Международного статистического конгресса на основе предложенной Уильямом Фарром схемы. Она включала эпидемические болезни, органические болезни, болезни, классифицируемые по анатомическим особенностям, болезни развития, болезни, возникшие в результате насильственных действий. Последние правки рубрик (по состоянию на 2020 г.) внесены ВОЗ в январе 2016 г. Кроме того, внесение изменений (более 1,5 тыс.) в другие рубрики за последние десятилетия предопределили пересмотр и утверждение классификации (МКБ-11) в мае 2019 г. на 72-й сессии Всемирной ассамблеи здравоохранения. Она вступила в силу в январе 2022 г.
В настоящее время наиболее значимой для практического здравоохранения является классификация пневмоний по следующим рубрикам: J12 "Пневмония вирусная, не классифицированная в других рубриках"; J13 "Пневмония, вызванная S. pneumoniae "; J14 "Пневмония, вызванная Haemophilus influenzae "; J15 "Бактериальная пневмония, не классифицированная в других рубриках"; J16 "Пневмония, вызванная другими инфекционными возбудителями, не классифицированная в других рубриках"; J17 "Пневмония при болезнях, классифицированных в других рубриках"; J18 "Пневмония без уточнения возбудителя".
Действительно, это подразделение пневмоний по этиологическому принципу является важным и позволяет лечащим врачам рационально проводить этиотропную терапию, а для эпидемиологов - при определении противоэпидемических мероприятий для работы в очагах и, при возможности, проведения профилактических - до возникновения очага.
Кроме классификации пневмоний по этиологическому принципу, их подразделяют на основе клинико-эпидемиологических данных. Клинический диагноз "внутрибольничная пневмония" (нозокомиальная или госпитальная), ставят пациентам, которые находятся на лечении в медицинской организации более 48 ч. Они связаны с оказанием медицинской помощи. Этот же диагноз ставят пациентам, получавшим лечение в домах престарелых и других организациях в предшествующие 3 мес. Вероятность развития тяжелого клинического течения с угрозой летальных исходов связывают с продолжающимся развитием резистентности микроорганизмов к антимикробным препаратам.
Впервые классификацию острых пневмоний, которая получила всеобщее признание и широко применялась в практическом здравоохранении, предложил в 1962 г. на XV Всесоюзном съезде терапевтов Н.С. Молчанов.
Однако с течением времени выяснились некоторые недостатки этой классификации, так как в ней не отражены все этиологические моменты, ведущие патогенетические аспекты развития ВП, а также степень тяжести и объем поражения легких. В последующие годы ученики и последователи Н.С. Молчанова совершенствовали и дополняли эту классификацию (табл. 15-1, 15-2) [18, 36].
По этиологии | По клинико-морфологическим признакам | По течению |
---|---|---|
|
|
|
По этиологии | По патогенезу | По клинико-морфологическим характеристикам | По локализации и протяженности | По тяжести | По течению |
---|---|---|---|---|---|
|
|
|
|
|
|
Данной классификацией на протяжении многих лет пользовались отечественные терапевты и пульмонологи. Однако нельзя не отметить, что по мере интеграции российской пульмонологии в Европейское респираторное общество (ERS) возникла необходимость применения в России МКБ-10 (1992). В данной классификации ВП четко обособлены от других очаговых воспалительных заболеваний легких неинфекционного происхождения. Из рубрики "пневмония" в этой классификации исключены заболевания, вызываемые физическими или химическими факторами, а также имеющие аллергическое или сосудистое происхождение. Следует отметить, что поскольку ВП - острое инфекционное заболевание, определение "острая" перед диагнозом "пневмония" излишне. Диагноз "хроническая пневмония" представляется патогенетически не обоснованным и устаревшим. Согласно МКБ-10 воспаления легких, вызываемые высококонтагиозными инфекционными агентами (чума, корь, краснуха, брюшной тиф, грипп и т.д.), рассматриваются в рамках соответствующего инфекционного заболевания и исключены из рубрики собственно ВП. Важным также представляется разграничение респираторных вирусных инфекций и бактериальной пневмонии.
Классификация пневмонии в соответствии с Международной классификацией болезней, травм и причин смерти 10-го пересмотра (1992)
J13 Пневмония, вызванная Streptococcus pneumoniae
J14 Пневмония, вызванная Haemophilus influenzae
J15 Бактериальная пневмония, не классифицированная в других рубриках (исключены: пневмония, вызванная Chlamydia spp. - J16.0, и "болезнь легионеров" - А48.1)
J15.0 Пневмония, вызванная Klebsiella pneumoniae
J15.1 Пневмония, вызванная Pseudomonas spp.
J15.2 Пневмония, вызванная Staphylococcus spp.
J15.3 Пневмония, вызванная стрептококками группы В
J15.4 Пневмония, вызванная другими стрептококками
J15.5 Пневмония, вызванная Escherichia coli
J15.6 Пневмония, вызванная другими аэробными грамотрицательными бактериями
J15.7 Пневмония, вызванная Mycoplasma pneumoniae
J15.8 Другие бактериальные пневмонии
J15.9 Бактериальная пневмония неуточненной этиологии
J16 Пневмония, вызванная возбудителями, не классифицированными в других рубриках (исключены: орнитоз - А70, пневмоцистная пневмония - В59)
J16.0 Пневмония, вызванная Chlamydia spp.
J16.8 Пневмония, вызванная другими установленными возбудителями
J17* Пневмония при заболеваниях, классифицированных в других рубриках
J17.0* Пневмoния при заболеваниях бактериальной природы, классифицированных в других рубриках (пневмония при: актиномикозе - А42.0, сибирской язве - А22.1, гонорее - А54.8, нокардиозе - А43.0, сальмонеллезе - А022.2, туляремии - А721.2, брюшном тифе - А031, коклюше - А37)
J17.1* Пневмония при вирусных заболеваниях, классифицированных в других рубриках (пневмония при: цитомегаловирусной болезни - В25.0, кори - В05.2, краснухе - В06.8, ветряной оспе - В01.2)
J17,2* Пневмония при микозах
J17.3* Пневмония при паразитозах
J17.8* Пневмония при заболеваниях, классифицированных в других рубриках (пневмония при: орнитозе - А70, ку-лихорадке - А78, острой ревматической лихорадке - 100, спирохитозе - А69.8)
J18 Пневмония без уточнения возбудителя
*Указаны пневмонии при заболеваниях, классифицированных в других рубриках, не входящие в рубрику "Пневмония".В настоящее время наибольшее распространение получила классификация, учитывающая условия, в которых развилось заболевание, при этом также предлагается учитывать особенности инфицирования легочной ткани и состояние иммунологической реактивности организма пациента (табл. 15-3). Подобный подход позволяет со значительной долей вероятности предсказать этиологию заболевания [5, 16, 35].
Внебольничная пневмония | Нозокомиальная пневмония | Пневмония, связанная с оказанием медицинской помощи |
---|---|---|
|
|
|
Данная классификация отражает место возникновения заболевания, существенные особенности (эпидемиологические, клинические), а главное - определенный спектр возбудителей, течение и программы лечения больных с различными ВП. В то же время следует отметить, что в настоящее время европейские эксперты предлагают отказаться от использования термина "пневмония, связанная с оказанием медицинской помощи", поскольку в ходе контролируемых исследований не получено убедительных доказательств отличия спектра возбудителей данной группы пневмоний и профиля их антибиотикорезистентности от таковых при ВП.
15.4. Патогенез
Механизм легочной защиты - сложная и многоступенчатая система, которая включает следующие компоненты: механические барьеры, факторы гуморального иммунитета, фагоциты, клеточный иммунитет. Эпителиальная выстилка, волоски полости носа механически фильтруют вдыхаемый воздух от частиц размером более 10 мкм. Мукоцилиарный клиренс, острые углы ветвлений крупных бронхов позволяют избежать проникновения частиц размерами от 5 до 10 мкм. Деятельность ресничного эпителия трахеобронхиального дерева обеспечивает непрерывную эвакуацию слизи, которая адсорбирует на себе примеси проходящего потока воздуха. Кашлевой и чихательный рефлекс посредством экспираторных усилий удаляет скопившийся секрет из воздухоносных путей. Гуморальный иммунитет респираторного тракта представлен секреторными IgA, альвеолярными IgM и IgG, которые присутствуют в транссудате из крови. Фагоцитирующие клетки включают в себя полиморфно-ядерные нейтрофилы, альвеолярные, интерстициальные и внутрисосудистые макрофаги, дендритные клетки дыхательных путей. Альвеолярные макрофаги первыми "встречают" патогены, выступая в роли антигенпредставляющих и опсонинпродуцирующих клеток. Респираторные дендритные клетки после вирусного воздействия подвергаются созреванию, активации и ранней миграции в регионарные лимфатические узлы. Они выступают в качестве антигенпредставляющих клеток, участвуют в активации и дифференциации CD8+ Т-лимфоцитов. Клеточный иммунитет является наиболее важным защитным механизмом в борьбе против внутриклеточных вирусных патогенов. Это звено иммунитета участвует в производстве антител, обеспечивает цитотоксическую активность и продукцию цитокинов. Одним из важных факторов противовирусной защиты выступает система интерферона. Продукция интерферонов вызывает подавление репродукции вирусов, активирует систему естественных киллеров.
Механизм вирусного повреждения бронхолегочных структур различен. Некоторые пневмотропные вирусы (аденовирусы, РС-вирусы, SARS-коронавирусы, метапневмовирусы) оказывают прямое цитопатическое действие, вызывая некроз альвеолоцитов и эпителия бронхов.
В основе поражения различных органов и систем при тяжелом гриппе ведущую роль играет тропность вирусов к эндотелию сосудов, в результате чего развиваются нарушения тонуса, эластичности и проницаемости сосудистой стенки, прежде всего капилляров и, как результат, циркуляторные расстройства. Повышение проницаемости сосудистой стенки приводит к возникновению геморрагического синдрома (носовые кровотечения, кровохарканья, а при тяжелом течении - кровоизлияния в вещество и оболочки головного мозга, в альвеолы, что проявляется синдромом инфекционно-токсической энцефалопатии и геморрагическим токсическим отеком легких). Отек интерстиция легкого приводит к нарушению диффузии кислорода через аэрогематический барьер в кровь, что приводит к гипоксемии. Выраженная гипоксемия неизбежно приводит к тканевой гипоксии и нарушению функции органов и тканей вплоть до их недостаточности: энцефалопатия (до комы), гепатопатия вплоть до острой печеночной недостаточности, нефропатия вплоть до почечной недостаточности, миопатия, в том числе миокардиопатия вплоть до сердечной недостаточности. Особенно чувствительны к гипоксии органы кроветворения, что проявляется угнетением лейкопоэза (лейкопения, нейтропения), компенсаторным выбросом в кровь незрелых форм (палочкоядерный сдвиг формулы влево), анемией, тромбоцитопенией.
Повреждение эпителиальной выстилки дыхательных путей происходит вследствие не только прямого цитопатического действия пневмотропных вирусов, но и уничтожения инфицированных клеток в ходе активации противовирусных механизмов иммунной защиты. Вирусные патогены, атакуя дыхательные пути, стимулируют выработку различных гуморальных провоспалительных факторов, в том числе гистамина, лейкотриенов С4, вирусспецифических иммуноглобулинов, брадикинина, ИЛ-1, -6, -8, фактора некроза опухолей альфа и так далее, которые участвуют в реализации альтернативной фазы воспалительной реакции в легочной ткани и системного воспалительного ответа.
Причинами развития воспалительной реакции могут быть как снижение эффективности защитных механизмов макроорганизма, так и массивность дозы микроорганизмов и степень их вирулентности.
Имеется четыре патогенетических механизма, с разной частотой обусловливающих развитие ВП:
-
1) аспирация секрета ротоглотки - основной путь инфицирования респираторных отделов легких, ведущий к развитию ВП;
-
3) гематогенное распространение микроорганизмов из внелегочного очага инфекции (эндокардит с поражением трикуспидального клапана, септический тромбофлебит);
-
4) непосредственное распространение инфекции из соседних пораженных органов (например, при абсцессе печени) или в результате инфицирования при проникающих ранениях грудной клетки.
Пневмококки, как и другие условно-патогенные бактерии, являются обычными обитателями полости рта и верхних дыхательных путей. Проникновению их в дистальные отделы респираторного тракта препятствуют защитные структуры организма. При нарушении динамического равновесия между макро- и микроорганизмами на фоне переохлаждения (расстройства микроциркуляции и нарушение мукоцилиарного клиренса), острой респираторно-вирусной инфекции (угнетение местных защитных факторов), очаговой инфекции, переутомления, гиповитаминоза, стрессовых ситуаций, десинхронозов и других факторов, снижающих резистентность организма, создаются благоприятные условия для развития ВП [11, 33].
Таким образом, причиной развития первичной ВП выступает воздействие на организм одного или нескольких факторов, проявляющихся в нарушениях иммунитета и системы неспецифической резистентности. Персистирующая микрофлора аспирируется при дыхании в нижележащие дистальные отделы респираторного тракта, так называемый бронхогенный путь проникновения возбудителя. Гематогенный и лимфогенный пути инфицирования встречаются довольно редко и только при вторичных пневмониях. Попадая в респираторную зону, бактерии, не встречая противодействия, интенсивно репродуцируются и активизируются. Выделяемые пневмококками ферменты (гемолизины, гиалуронидаза и лейкоцидин) приводят к резкому повышению сосудистой проницаемости и началу альвеолярной экссудации. На данном этапе инфекция распространяется от альвеолы к альвеоле через поры Кона, а также через каналы Ламберта, соединяющие бронхиолы с близлежащими альвеолами смежных ацинусов. Этот процесс образно сравнивают с "растеканием масляного пятна по бумаге". Ограничивают миграцию микроорганизмов лишь плотные листки висцеральной плевры, поэтому воспалительный процесс при сливной крупноочаговой ВП ограничивается обычно одной долей, часто сопровождаясь перифокальной реакцией плевры сначала в виде отложения фибрина (появление болевого синдрома), а затем появления небольшого количества жидкости. Как правило, это приводит к развитию пара- или метапневмонического плеврита.
Экссудативный процесс в альвеолах претерпевает несколько фаз, характеризующихся последовательным поступлением в просвет плазмы и отложением фибрина, выходом эритроцитов и лейкоцитов. Патологоанатомы называют их стадиями прилива, красного и серого опеченения. Период повышения сосудистой проницаемости сопровождается попаданием в артериальную кровь возбудителей и их токсинов. Таким образом, начальный период заболевания характеризуется транзиторной бактериемией артериального русла, при которой происходит естественная санация крови в капиллярной сети, что исключает возможность гематогенного реинфицирования легких. Однако именно это обстоятельство и вызывает клинические признаки интоксикации и обусловливает изменения лабораторных показателей воспаления. Такая гиперергическая реакция наблюдается, главным образом, при долевой и субтотальной пневмонии в виде гемодинамических нарушений, обусловленных анафилактоидным ответом сенсибилизированного к пневмококку организма [11, 33, 39, 40].
В случае когда распространение возбудителей происходит преимущественно перибронхиально, а дальнейшая трансальвеолярная миграция блокирована мобилизованными защитными резервами либо в результате своевременно начатого лечения, пневмонический процесс локализуется в виде очагов диаметром 1–2 см, иногда с тенденцией к слиянию. Однако зона инфильтрации в таких случаях обычно не превышает одного-двух сегментов, а участок раздражения плевры соответствует площади проекции этих сегментов. Реакция организма в таких случаях характеризуется как нормо- или гипоэргическая (очаговая пневмония) [36].
Klebsiella pneumoniae (палочка Фридлендера) образует слизеподобный очаг, что придает мокроте соответствующий характер. Множественные тромбозы мелких сосудов часто являются причиной инфарктоподобных некрозов. Пневмонические очаги, вызванные Н. influenzae , морфологически очень сходны с пневмококковыми поражениями. Стрептококки, стафилококки, синегнойная палочка образуют экзотоксины, разрушающие легочную ткань, образуя очаги некроза, которые, сливаясь, создают разных размеров деструкцию, формирование абсцесса, который нередко осложняется пневмотораксом. Синегнойная палочка (Pseudomonas aeruginosa ) вызывает в легких прогрессирующие очаги воспаления, чаще лобулярные, которые на разрезе представляют собой очажки некроза, окруженные зоной полнокровия, стаза, кровоизлияний. Синегнойная палочка обладает способностью выживать и размножаться в альвеолярных макрофагах, вызывая их гибель [18].
После того как экссудация идет на убыль, наступает фаза снижения сосудистой проницаемости вплоть до существенного уменьшения интенсивности капиллярного кровообращения не только в зоне инфильтрации, но и перифокально, в прилегающих к очагу участках легочной ткани, что отчетливо подтверждается при перфузионной сцинтиграфии легких. Данный период характеризуется прогрессивным уменьшением признаков интоксикации и соответствует началу разрешения пневмонического процесса.
Вместе с тем наблюдаются изменения со стороны бронхов пораженного участка легких. Воспалительный отек слизистой оболочки, скопление густой вязкой мокроты приводят к значительному нарушению дренажной функции дыхательных путей. По данным эндоскопических исследований, у половины больных ВП проксимальные отделы бронхов, дренирующих пораженные сегменты, частично или полностью обтурированы слизистыми пробками. Это обстоятельство может стать ведущим фактором, препятствующим разрешению пневмонического процесса в респираторной зоне, так как в условиях сниженных кровообращения и лимфооттока основным путем эвакуации экссудата из альвеол является ретроградный - трансбронхиальный. Тем не менее постепенная нормализация всех указанных механизмов постепенно приводит к исчезновению пневмонической инфильтрации и восстановлению дренажной функции. Обычное (неосложненное) течение ВП при адекватном лечении приводит, как правило, к полному выздоровлению без формирования морфологических или функциональных дефектов. У ослабленных лиц нарушение дренажа бронхиального дерева в условиях сниженного иммунитета нередко приводит к деструктивным осложнениям, вызываемым активизацией сопутствующей микрофлоры, в первую очередь стафилококков, обладающих мощной системой протеаз. Разрушение структурных элементов легочной ткани влечет за собой образование абсцессов, пневмоторакса, пиопневмоторакса, а также способствует возникновению внелегочных осложнений.
В случае неблагоприятного течения ВП часто завершается формированием участка пневмосклероза, плевральных спаек. Отмечено также, что ВП может явиться предрасполагающим фактором к развитию в последующем хронического бронхита и бронхиальной астмы.
Относительно вторичных ВП известно, что спектр микробных возбудителей при них весьма широкий, а основными предрасполагающими факторами являются недостаточность кровообращения, инфаркты, инсульты, тромбоэмболии ветвей легочных артерий, ранения, травмы, оперативные вмешательства, отравления, злокачественные новообразования, инородные тела в дыхательных путях, различные инфекционные заболевания, ожоги, болезни крови, нарушения иммунитета (лучевая болезнь, ВИЧ-инфекция, ятрогенная иммуносупрессия) и т.д. В данных случаях пневмонии являются осложнением указанных состояний. Особенности их диагностики и лечения рассматриваются при изучении соответствующих нозологических форм.
Как правило, все вышесказанное относительно вторичных воспалений легких правомочно и в отношении нозокомиальных (госпитальных) пневмоний. Можно только еще раз подчеркнуть, что ГП развивается при взаимодействии достаточного количества вирулентных микроорганизмов с макроорганизмом, у которого нарушены механизмы защиты [2, 23, 50].
Проникновение инфекционного агента в нормально стерильные отделы респираторного тракта при микроаспирации ротоглоточного секрета отмечается у 45% здоровых людей. У больных людей аспирация возможна при нарушении сознания, вызванном болезнью или медикаментами, угнетающими сознание, при наличии болезней желудка и пищевода, при постановке назогастрального зонда или интубации трахеи. Возможна и массивная аспирация при рвоте, тогда инфицирование произойдет как за счет орофарингеальной, так и желудочно-кишечной микрофлоры. Аппараты ИВЛ, различные катетеры, приборы и инструменты тоже рассматриваются как источники вирулентной микрофлоры [2, 23].
Наиболее значимые факторы риска ГП: тяжесть исходного заболевания, длительная госпитализация, длительное нахождение в отделении интенсивной терапии, пожилой возраст, антибактериальная терапия, эндотрахеальная интубация, трахеостомия, антацидная терапия, курение, хирургические вмешательства, уремия. Для пациентов, находящихся на ИВЛ, добавляются другие факторы риска: длительность ИВЛ, хронические легочные заболевания, подавление сознания при заболеваниях или в результате приема лекарств, торакальные или абдоминальные операции, назогастральный зонд, бронхоскопия и др.
15.5. Этиология
Этиологический подход в постановке диагноза "пневмония" крайне важен. Этиология непосредственно связана с нормальной микрофлорой, колонизирующей верхние отделы дыхательных путей. Из многочисленных микроорганизмов повышенной вирулентностью, ведущей к развитию воспалительных реакций в легочной ткани, обладает пневмококк (Streptococcus pneumoniae ) - 30–50% случаев заболевания. Достаточно часто у больных выявляется смешанная микрофлора (часто встречаются миксты с различными вирусами, микоплазменной или хламидийной инфекцией).
Практическому врачу почти всегда приходится назначать пациенту антибактериальную терапию в первые дни болезни при отсутствии верификации возбудителя, а почти в половине случаев отсутствуют перспективы на получение микробиологических данных о возбудителе в последующем [10]. И поэтому первым общедоступным и обязательным этапом является установление предположительного этиологического диагноза по клиническим и эпидемиологическим данным с учетом этиологической структуры современных ВП (см. табл. 15-1) [11, 48, 59].
Большое значение для диагностики ВП при поступлении больного в стационар имеет окрашивание мазка мокроты по Граму в приемном отделении, которое позволяет выявить грамположительные и грамотрицательные возбудители, внутриклеточную и внеклеточную локализацию микроорганизмов [10]. Сопоставление данных бактериоскопии с клинико-рентгенологическими особенностями позволяет поставить ранний клинико-бактериологический диагноз у 86% всех больных ВП и у 90% больных пневмококковой ВП. При постановке окончательного диагноза важны бактериологическое исследование мокроты (посев на среды) и определение чувствительности к антибиотикам, выявление возбудителей количественным методом в диагностически значимых титрах (106 микробных клеток и более в 1 мл мокроты).
Успешность проведения микробиологических исследований определяется своевременным получением полноценного материала из очага воспаления, чувствительностью и специфичностью методов индикации, выделения и идентификации различных видов микроорганизмов и критериями оценки их этиологической значимости. Крайне затрудняет определение этиологии инфекционного процесса отсутствие мокроты (особенно в ранние сроки заболевания). Трудность ее получения у детей, контаминация бронхиального содержимого микрофлорой верхних дыхательных путей и ротовой полости, высокий уровень носительства S. pneumoniae и H. influenzae (колеблющийся от 6 до 80% в различных возрастных группах и коллективах населения), применение антибактериальных препаратов на догоспитальном этапе. Последние обстоятельства резко снижают или полностью исключают возможность определить бактериологическими методами этиологию заболевания.
В России и за рубежом наряду с исследованием мокроты широко проводят исследования аспирата и смыва, полученного при фибробронхоскопии, материалов, полученных при транстрахеальной аспирации, посевов крови, определение антител к антигенам различных возбудителей в сыворотке крови [16, 35, 44, 61].
Деление пневмоний на внебольничные и внутрибольничные (госпитальные) оправдано, прежде всего, различиями их этиологической структуры.
15.6. Внебольничные пневмонии
В возникновении ВП на протяжении последних 20 лет в странах Европы и России ведущая роль принадлежит Streptococcus pneumoniae , Haemophilus influenzae , свое стабильное место занимает Staphylococcus aureus [29, 44, 59, 61]. В ряде случаев возникновение ВП обусловлено Moraxella catarrhalis , а также (6–8% случаев) атипичными возбудителями: Mycoplasma pneumoniae, Legionella pneu- mophilla иChlamydia pneumoniae [64] (табл. 15-4).
Возбудитель |
Частота обнаружения, источник |
|||
---|---|---|---|---|
1989 г., % [7] |
1995 г., % [22] |
1999 г., % [33] |
2010 г., % [83] |
|
Streptococcus pneumoniae |
70–96 |
30–70 |
>37 |
35 |
Haemophilus influenzae |
0,5–1 |
7,5–24 |
5–18 |
9 |
Staphylococcus aureus |
0,5–5 |
4–5 |
<5 |
<5 |
Klebsiella pneumoniae |
3–8 |
5–6 |
<5 |
Н. д. |
Moraxella catarrhalis |
Н. д. |
Н. д. |
1–2 |
3,5 |
Legionella pneumophila |
1,4–15 |
4,5–13 |
2–10 |
8 |
Mycoplasma pneumoniae |
0,5–15 |
11; при эпидемических вспышках до 30–40 |
10–20 |
7,5 |
Chlamydia pneumoniae |
Н. д. |
10 |
2–8 |
7 |
Вирусы |
Н. д. |
Н. д. |
Н. д. |
6–7 |
Возбудитель не обнаружен |
Н. д. |
50 |
30 |
50 |
Примечание : Н. д. - нет данных.
Из таблицы видно, что за последнее десятилетие не произошло существенных изменений в этиологической структуре ВП. Практически не изменилась роль пневмококковой инфекции и гемофильной палочки. Более точно определена значимость атипичных возбудителей ВП: Chlamydia pneumoniae, Mycoplasma pneumoniae иLegionella pneumophila. Впервые статистически обозначено значение вирусной инфекции в этиологии ВП. Действительно, исследования последних лет показывают все возрастающую роль вирусов (в том числе и в ассоциации с бактериями). Увеличение случаев регистрации в последнем десятилетии пневмоний, ассоциированных с вирусами, по всей видимости, связано как с улучшением методов диагностики, так и с увеличением доли пациентов с ослабленным иммунитетом.
По предложению А.Г. Чучалина (2010) [6] в настоящее время выделяют:
-
1) первичную вирусную (гриппозную) пневмонию, диагностируемую на 2–3-й день от начала заболевания;
-
2) вторичную бактериальную (развивается в конце 1-й - начале 2-й недели с момента заболевания ОРВИ (гриппом) и носит, как правило, бактериальный характер, предшествующая вирусная инфекция выступает здесь "проводником" для бактерий);
-
3) смешанную вирусно-бактериальную пневмонию, при которой в мокроте обнаруживают как вирусы, так и бактерии.
Наиболее часто вирусные пневмонии вызывают аденовирусы, респираторно-синцитиальный вирус (РСВ) у неиммунных лиц или у лиц с иммунодефицитными состояниями (ИДС), вирусы гриппа, парагриппа (особенно 2-го типа), SARS-коронавирусы, метапневмовирус. Эпидемиологическое значение имеют эпидемические штаммы вирусов гриппа А и В, вызывающие ежегодные эпидемии. Аденовирусы 3, 4, 7 и 21-го серотипов вызывают спорадические случаи пневмонии у взрослых. Они также могут вызывать вспышки ОРИ в организованных (в том числе воинских) коллективах, особенно в период их формирования. РСВ поражает преимущественно детей, однако ему подвержены и неиммунные молодые люди или лица с иммунодефицитом [16, 29, 52, 59].
Частота обнаружения ряда других, не упомянутых здесь вероятных этиологических агентов, зависит от специфических местных эпидемиологических факторов.
15.7. Госпитальные пневмонии
Возбудителями ГП могут быть различные микроорганизмы; кроме того, ГП может быть полимикробной. Наиболее частыми возбудителями являются аэробные грамотрицательные микроорганизмы, такие как P. aeruginosa, E. coli, K. pneumoniae и Acinetobacter spp. На долю возбудителя семейства Enterobacteriacea - Klebsiella pneumoniae - приходится от 9,8 до 12,6% случаев ГП, при этом смертность составляет от 40 до 71% [11]. Удельный вес E. coli составляет от 17,3 до 32,3%, Proteus vulgaris - от 8,2 до 24%. Pseudomonas aeruginosa ответствен за развитие нозокомиальной пневмонии в 17% случаев, летальность достигает 80% [2, 54].
Несколько реже возбудителями ГП оказываются грамположительные бактерии, включая резистентных к метициллину S. aureus (MRSA). Частота выделения полирезистентных возбудителей ГП, таких как S. maltophilia иB. cepacia , варьирует в зависимости от стационара, популяции пациентов, типа ОРИТ, что подтверждает необходимость локального мониторинга микрофлоры.
ГП, вызванная анаэробами, может быть следствием аспирации, однако это очень редко бывает у пациентов с интубацией трахеи. Полимикробная ГП чаще возникает у взрослых пациентов, переживших ОРДС. Роль L. pneumophila в этиологии ГП более высока у пациентов с иммунодефицитными состояниями, в частности после трансплантации органов или лечения онкологических заболеваний.
Роль вирусов гриппа, респираторно-синцитиального вируса, цитомегаловируса и вируса простого герпеса в этиологии ГП чрезвычайно низка. Пневмония, вызванная грибами, у пациентов без иммунодефицитов практически не встречается. Выделение некоторых микроорганизмов из мокроты или трахеального аспирата у пациентов без иммунных нарушений в большей степени свидетельствует о колонизации, чем об их этиологической значимости (Streptococcus viridans, Enterococcus spp., коагулазонегативные стафилококки, Neisseria spp., грибы) [2].
Актуальность проблемы смешанных инфекций в последние годы определяется прежде всего тем, что на их долю приходится до 30–50% случаев заболевания, монокультура имеет место в 40,5–50% случаев [27].
Этиологию пневмоний более чем в 50% случаев вообще не удается установить из-за неправильно собранного материала, предшествующего лечения антибиотиками (до взятия материала) либо из-за отсутствия методической базы. Трудно найти лабораторию, которая имеет возможность диагностировать более 100 возбудителей (бактерий, вирусов, микоплазм, грибов, паразитов), вызывающих пневмонии; кроме того, их спектр продолжает расширяться [27, 29].
15.8. Клинические симптомы и синдромы, варианты течения и диагностика пневмоний
15.8.1. Клиническая диагностика
Клиническая картина ВП в типичных случаях характеризуется сочетанием лихорадки, симптомов интоксикации и поражения бронхолегочной системы (жалобы на кашель, одышку, боли в груди, усиливающиеся при дыхании и кашле), выраженность которых зависит от свойств возбудителя, массивности поражения легочной ткани и состояния макроорганизма. Кроме этого, больные, переносящие пневмонию, часто жалуются на немотивированную слабость, утомляемость, головокружение, сильное потоотделение по ночам. Температура тела при ВП может повышаться от субфебрильной (до 38 °C) до чрезмерно высокой (40–41 °C).
Кашель является характерным признаком пневмонии. Как правило, кашель вначале сухой, иногда просто частое подкашливание. В последующем появляется кашель с трудноотделяемой мокротой слизисто-гнойного характера. В зависимости от объема поражения и возбудителя мокрота может приобретать "ржавый" характер.
Выраженность одышки зависит от тяжести пневмонии (объема поражения легочной ткани). При поражении доли легкого и больше отмечается учащение частоты дыхания (до 30–40 в минуту) с раздувающимися при дыхании крыльями носа. Нередко одышка сочетается с ощущением "заложенности в груди".
Боль в грудной клетке обусловлена вовлечением в патологический процесс плевры и нижних межреберных нервов. Боль появляется внезапно, усиливается при кашле и дыхании, интенсивная. При очаговой пневмонии боль обычно отсутствует.
Классическими объективными признаками ВП являются голосовое дрожание при пальпации, укорочение (притупление) перкуторного тона над пораженным участком легкого, локально выслушиваемое бронхиальное дыхание, фокус звучных мелкопузырчатых хрипов или крепитации, появление бронхофонии. Притупление перкуторного звука всегда четко определяется при долевой и не всегда выражено при очаговой пневмонии.
При пневмонии отмечается изменение везикулярного дыхания, обусловленное пропитыванием стенок альвеол воспалительным инфильтратом. В начальной стадии и фазе разрешения пневмонии везикулярное дыхание ослаблено, при долевой пневмонии в фазе выраженного уплотнения легочной ткани везикулярное дыхание не прослушивается.
Обширный участок плотной легочной ткани способствует проведению бронхиального дыхания, которое выслушивается над данным участком воспаления. Также при долевой пневмонии в фазе значительного уплотнения легочной ткани (на 2–4-й день болезни) определяется бронхофония - усиление голоса больного, выслушиваемого через грудную клетку. По мере разрешения пневмонии патологическое бронхиальное дыхание и бронхофония достаточно быстро исчезают.
Крепитация выслушивается над очагом воспаления только во время вдоха и не слышна во время выдоха. Для оптимального выявления крепитации необходимо предложить больному дышать глубоко. Появление и исчезновение крепитации, ее громкость и обширность зоны выслушивания обусловлены протяженностью и стадией пневмонического очага. В начале пневмонии (в первые дни) прослушивается crepitation indux . Она негромкая, выслушивается на ограниченном участке и как будто доносится издалека. Crepitation redux - громкая, звучная. Выслушивается на более обширном участке и как бы непосредственно под ухом. Наряду с крепитацией при пневмонии над очагом поражения чаще всего прослушиваются звучные мелкопузырчатые влажные хрипы.
Примерно у 20% больных ВП объективные признаки могут отличаться от типичных или отсутствовать вовсе.
Указанные признаки могут отсутствовать в начале заболевания, что требует ежедневного наблюдения за пациентом с респираторно-вирусной инфекцией путем целенаправленного выявления симптомов пневмонии (уточнение жалоб, перкуссия и аускультация легких) вплоть до его выздоровления. На фоне острой респираторной инфекции развитие ВП можно подозревать в следующих случаях:
Анализируя клинические проявления ВП и суммируя названные симптомы, можно выделить наиболее общие для данной патологии синдромы:
-
синдром интоксикации и общевоспалительных изменений : общая слабость, недомогание, озноб, повышение температуры тела, головные и мышечные боли, повышенная потливость, одышка при обычных физических нагрузках, сердцебиение, изменения в анализах крови (лейкоцитоз со сдвигом формулы влево, увеличение СОЭ, повышение уровня фибриногена, сиаловой кислоты, появление С-реактивного белка, диспротеинемия);
-
синдром бронхита : кашель со слизистой, слизисто-гнойной мокротой, реже - сухой; жесткое дыхание, локальные сухие хрипы в области поражения легких и/или влажные звучные мелко- или среднепузырчатые хрипы;
-
синдром уплотнения (поражения) легочной ткани : притупление перкуторного звука, бронхиальное дыхание, бронхофония, влажные звучные мелко- или среднепузырчатые хрипы, крепитация и классические рентгенологические изменения;
-
синдром раздражения плевры : боли в грудной клетке при дыхании и кашле, а в случае вовлечения в процесс диафрагмальной плевры - боли в брюшной полости, имитирующие при нижнедолевой пневмонии картину "острого живота";
-
синдром плеврального выпота : нарастающая одышка, "тупой" перкуторный звук, резкое ослабление везикулярного дыхания на пораженной стороне, характерные рентгенологические и ультразвуковые признаки наличия жидкости в плевральной полости;
-
синдром ателектаза : уменьшение или полное прекращение отхождения мокроты, ослабление дыхания на отдельном участке, внезапное исчезновение выслушивавшихся ранее в конкретной точке хрипов, характерная рентгенологическая картина.
Первые три синдрома являются определяющими в диагностике воспаления легких, три последующих подтверждают диагноз ВП еще в большей степени. Пневмококковая ВП проявляется обычно в двух классических вариантах: долевая плевропневмония и очаговая бронхопневмония.
Долевая плевропневмония характеризуется острым, почти внезапным началом, быстрым повышением температуры до фебрильной, потрясающим ознобом, резкими болями в грудной клетке (иногда и в области живота), кашлем с коричневатой ("ржавой") мокротой. При осмотре можно заметить асимметричный румянец на щеках, герпес на губах, подбородке, отставание одной из половин грудной клетки при дыхании, заметное учащение дыхания, цианоз. Температура тела высокая постоянная. Исследование легких в начальной фазе - перкуторный звук притуплен на обширном участке над очагом поражения, выслушивается жесткое дыхание с удлиненным выдохом, крепитация (crepitatio indux ), иногда на ограниченном участке - мелкопузырчатые влажные хрипы, реже - шум трения плевры. В фазе уплотнения легочной ткани - резкое усиление голосового дрожания, при перкуссии - "тупой" звук, часто выслушивается бронхиальное дыхание, крепитация исчезает, появляется бронхофония. Через несколько дней дыхание вновь приобретает жесткий характер, появляются влажные звучные мелкопузырчатые хрипы. Постепенно, по мере разрешения процесса , количество хрипов уменьшается, вновь может выслушиваться крепитация (crepitatio redux ), жесткое дыхание сменяется везикулярным, бронхофония исчезает. Наибольшую угрозу жизни больного представляют острая дыхательная недостаточность, инфекционно-токсический шок и сердечно-сосудистая недостаточность. В настоящее время наблюдается некоторое уменьшение частоты развития долевых и преобладание очаговых форм ВП.
Очаговая бронхопневмония возникает обычно на фоне острой респираторно-вирусной инфекции, вызывающей локальный (как правило, в пределах 1–2 сегментов) бронхит, сопровождающийся образованием небольших очагов пневмонической, в том числе перибронхиальной инфильтрации с тенденцией к слиянию между собой. Клиническая картина характеризуется теми же синдромами, но их симптоматика гораздо менее выражена. Температура тела редко превышает 40 °C, лихорадка весьма непродолжительна. Более всего больных беспокоят общая слабость, повышенная утомляемость, избыточная потливость, одышка при умеренных физических нагрузках. Кашель обычно сухой или с небольшим количеством слизистой или слизисто-гнойной мокроты. Боли в грудной клетке встречаются менее чем в половине случаев и ограничиваются небольшим участком в проекции пораженного сегмента. При осмотре отмечается бледность кожных покровов больного. Перкуторный звук над легкими обычно не притуплен из-за малых размеров участка инфильтрации. На фоне жесткого дыхания выслушиваются влажные звучные мелко- и среднепузырчатые хрипы, гораздо реже - крепитация и шум трения плевры. Могут выслушиваться сухие хрипы над небольшим участком, соответствующим зоне поражения. Протекают очаговые ВП, как правило, в нетяжелой форме, однако чаще отмечается затяжное течение (сохранение пневмонической инфильтрации более 4 нед). Легочные и внелегочные осложнения при очаговой ВП отмечаются реже, чем при лобарной или субтотальной.
Оценка степени тяжести и критерии внебольничных пневмоний тяжелого течения
Важным обстоятельством, обеспечивающим ведение пациента с ВП, является оценка тяжести заболевания и риска летального исхода - факторов, определяющих место лечения, объем диагностических исследований и тактику проводимой терапии.
Тяжесть ВП определяется выраженностью лихорадки, симптомов интоксикации, степени и объема поражения легочной ткани. Наиболее грозными признаками тяжелого течения ВП служат быстрое прогрессирование острой дыхательной недостаточности (ОДН) и развитие многодолевого поражения легких. Основными клиническими ориентирами для диагностики тяжелой ВП являются снижение насыщения гемоглобина артериальной крови кислородом (SрO2 <90%), тахипноэ свыше 30 дыханий в минуту, гипотензия. Маркерами серьезного прогноза у больных ВП также являются некоторые лабораторные признаки: тромбоцитопения и повышение в плазме крови активности ферментов ЛДГ, креатинкиназы и уровня креатинина. Для оценки тяжести заболевания экспертами были разработаны соответствующие клинические и лабораторные критерии, представленные ниже. Наличие хотя бы одного из нижеперечисленных критериев дает основание расценивать пневмонию как заболевание тяжелого течения.
В современных порядках и стандартах оказания пульмонологической помощи в Российской Федерации допускается лечение пациентов с внебольничной пневмонией (в зависимости от тяжести заболевания) в амбулаторных (на дому) или госпитальных условиях (в терапевтическом отделении стационара или в ОРИТ) [6, 16, 35, 60].
При решении вопроса о месте лечения пациентов с ВП различной степени тяжести течения в национальных рекомендациях по лечению ВП предлагается использовать ряд международных прогностических шкал определения тяжести заболевания. Легкое течение ВП в соответствии с существующими порядками и стандартами в Министерстве здравоохранения предполагает организацию наблюдения за пациентом и его лечение в амбулаторных условиях.
Тяжелое течение ВП предусматривает стационарное лечение в терапевтическом (лучше специализированном пульмонологическом) отделении больницы (госпиталя) или в отделении реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ) [6, 16, 21, 35, 59, 60].
Наиболее доступной для использования в практическом здравоохранении является прогностическая шкала ВП CURB-65 (спутанность сознания, уровень азота мочевины, частота дыхания, низкое артериальное давление, возраст старше 65 лет):
Каждому признаку соответствует 1 балл.
В соответствии с полученными данными при суммарной оценке пациента по шкале CURB-65, составляющей 0–1 балл (летальность 1,5%), возможно лечение пациентов в амбулаторных условиях. При наличии 2 баллов (летальность 9,2%) - лечение в условиях терапевтических отделений общего профиля. Наличие более 3 факторов риска (>3 баллов, летальность 22%) - неотложная госпитализация в отделение реанимации и интенсивной терапии [84, 85].
15.8.2. Инструментальная диагностика
Самым важным и обязательным диагностическим исследованием при подозрении на развитие ВП является рентгенография грудной клетки. Диагностика ВП практически всегда предполагает обнаружение очагово-инфильтративных изменений в легких в сочетании с соответствующей клинической картиной развития инфекции нижних дыхательных путей (табл. 15-5).
Клинические критерии | Лабораторные показатели |
---|---|
|
|
Примечание : АД - артериальное давление.
Оценка макроструктуры легочной ткани при ВП - один из решающих аспектов постановки диагноза, планирования метода лечения [19, 39, 40]. Рентгенография в двух проекциях грудной клетки является скрининговым методом в документации острого воспаления легочной ткани. Анализ рентгенограмм служит основой для последующего формирования диагностического алгоритма - томо(зоно)графии, спиральной компьютерной томографии (СКТ), рентгеноскопии, ультразвукового исследования.
С помощью рентгенографии легких производится оценка не только наличия пневмонической инфильтрации, но и оценка динамики изменений в легочной ткани на фоне проводимой терапии. Рентгенологический признак пневмонии - инфильтративное, одно- или двустороннее затенение легочной ткани, которое может быть очаговым, сливным, сегментарным (полисегментарным), долевым (обычно гомогенным) или тотальным - при развитии тяжелых пневмоний. Обязательным является проведение рентгенологического исследования в двух (трех) проекциях - передней и боковых.
Необходимо обратить внимание, что в ряде случаев причиной клинико-рентгенологической диссоциации оказывается и ложноотрицательный результат рентгенографии органов грудной клетки у больных пневмонией. Это может быть обусловлено обезвоживанием, в том числе и при тяжелых пневмониях, глубокой нейтропенией (как факт невозможности развития локальной острой воспалительной реакции в легочной ткани), ранними стадиями заболевания, а также инфекцией Pneumocystis carini у ВИЧ-инфицированных больных.
Выявленные изменения на рентгенограмме (распространенность инфильтрации, наличие или отсутствие плеврального выпота, полости деструкции) соответствуют степени тяжести заболевания и могут служить ориентиром в выборе антибактериальной терапии, а также необходимости проведения дополнительных углубленных исследований - компьютерной томографии (КТ) легких, так как рентгенография органов грудной клетки не всегда обладает абсолютной чувствительностью.
Показаниями к проведению КТ являются:
-
у пациента с очевидной клинической симптоматикой пневмонии изменения в легких на рентгенограмме (флюорограмме) отсутствуют;
-
при рентгенологическом исследовании больного с предполагаемой пневмонией выявлены нетипичные для данного заболевания изменения (обтурационный ателектаз, инфаркт легкого на почве тромбоэмболии легочной артерии, абсцесс легкого и др.);
-
рецидивирующая пневмония, при которой инфильтративные изменения возникают в той же доле (сегменте), что и в предыдущем эпизоде заболевания;
-
затяжная пневмония, при которой длительность существования инфильтративных изменений в легочной ткани превышает 4 нед.
Из других методов лучевой диагностики широко используется рентгеноскопия органов дыхания для определения жидкости в плевральной полости, проведения дыхательных проб, динамического прицельного исследования патологических изменений.
Применение рентгеноскопии эффективно дополняется внедрением в клиническую практику метода УЗИ плевральных полостей. С помощью него определяют даже небольшое количество жидкости в плевральной полости - от 10 мл [30]. Легкое, как известно, в норме не проводит ультразвук. Жидкость, воспалительный экссудат в альвеолярной ткани, другие процессы в легком при их пристеночной локализации создают акустическое окно, что делает возможным получение дополнительной информации о макроструктурных изменениях органа. Исследование проводят на аппаратах, работающих в режиме реального времени, конвексным, секторным датчиком c частотой 3,5 мГц из различных доступов - межреберного, транспеченочного и т.д. Для более детального изучения костальной плевры используют высокочастотный датчик 5–7 мГц. Сонографический контроль динамики развития плеврального выпота выявляет ранние признаки нагноения (появление пузырьков газа), развивающейся эмпиемы, осумкования, наличие гидропневмоторакса. Эхография может оказать помощь в распознавании медиастинального выпота. Дальнейшее накопление фактического материала позволит более точно определить роль и место УЗИ в уточненной диагностике ВП.
К дополнительным инструментальным методам диагностики относится фибробронхоскопия.
Фибробронхоскопия с количественной оценкой микробной обсемененности полученного материала, посев на микробную микрофлору и чувствительность к антибактериальным препаратам, цитологическое исследование промывных вод бронхов ("защищенная" браш-биопсия, бронхоальвеолярный лаваж), а также другие методы инвазивной диагностики (транстрахеальная аспирация, трансторакальная биопсия и др.) применяются при подозрении на туберкулез легких при отсутствии продуктивного кашля, для диагностики "обструктивной пневмонии" на почве бронхогенной карциномы, аспирированного инородного тела бронха и т.д. При нахождении пациента на ИВЛ фибробронхоскопия должна осуществляться через интубационную или трахеостомическую трубку с обязательным взятием всех анализов, описанных выше.
При диагностировании плеврального выпота, в том числе по данным УЗИ плевральной полости и возможности безопасного проведения плевральной пункции (визуализация на латерограмме свободно смещаемой жидкости с толщиной слоя >1,0 см), показан торакоцентез с последующим исследованием плевральной жидкости (окрашивание мазков по Граму и на кислотоустойчивость; посев на аэробы, анаэробы, микобактерии; подсчет лейкоцитов с лейкоцитарной формулой; определение рH, активности ЛДГ, содержания белка и пр.).
Необходимым исследованием при развитии у пациента тяжелой пневмонии является проведение пульсоксиметрии, с помощью которой неинвазивно мониторируется насыщение артериальной крови кислородом, что имеет большое значение в диагностике начинающейся (прогрессирующей) дыхательной недостаточности. SрO2 <90% является признаком острой дыхательной недостаточности, что требует ведения пациента в условиях ОРИТ.
Важным также является применение современных методов функциональной диагностики, таких как спирография и электрокардиография . Спирография чаще всего выявляет нарушения по рестриктивному типу (обширная пневмоническая инфильтрация, выпот в плевральной полости, болевой синдром, ограничивающий экскурсии грудной клетки). Иногда отмечаются и обструктивные нарушения, свидетельствующие о нарушении бронхиальной проходимости. При электрокардиографии обычно отмечается тахикардия, снижение зубцов Т во многих отведениях, реже экстрасистолия и признаки перегрузки малого круга кровообращения (появление высокого зубца Р в отведениях II и III).
15.8.3. Лабораторная диагностика и дополнительные методы исследования
Для определения активности воспалительных изменений в легких, своевременной диагностики осложнений ВП в клинической практике широко применяются лабораторные методы диагностики.
Лабораторные методы исследований в диагностическом процессе должны рассматриваться в совокупности с выраженностью клинических признаков заболевания и данными рентгенологической картины легких.
Клинический анализ крови является стандартным диагностическим исследованием. Лейкоцитоз более 10–12×109 /л указывает на высокую вероятность бактериальной инфекции, а лейкопения ниже 3×109 /л или лейкоцитоз выше 25×109 /л являются неблагоприятными прогностическими признаками заболевания.
При вялотекущем процессе типичные общепринятые маркеры воспаления (СОЭ, лейкоцитоз, изменения качественного состава лейкоцитов) не превышают нормальные значения. Вследствие этого возникает необходимость использования других лабораторных исследований, расширяющих возможности диагностики.
Биохимические анализы крови не дают какой-либо специфической информации, но обнаруживаемые отклонения могут указывать на поражение ряда органов. Для подтверждения диагноза ВП применяют исследования активности ферментов. Выраженность воспаления коррелирует с гиперферментемией.
В настоящее время по сравнению с другими биохимическими показателями изменения в изоферментном спектре ЛДГ сыворотки крови считаются наиболее специфичным и чувствительным тестом активности воспалительного процесса в легочной ткани, превосходящим по значимости другие используемые лабораторные тесты. Увеличение активности ЛДГ3 связано с ее выходом в кровяное русло из пораженной легочной ткани, и обнаруживается у 83% больных ВП. Повышенное содержание в крови сиаловых кислот отмечается только у 57% больных, а СРБ - у 50%. Концентрация фибриногена повышена у 62% обследованных. Протеинограмма изменена у 65% пациентов (в основном за счет увеличения α2 -фракции и уменьшения альбумин-глобулинового коэффициента).
Установлено, что при ВП отмечается уменьшение содержания изоформ ЛДГ1–2 по сравнению с нормой. Этот факт объясняется артериальной гипоксемией. При остро развивающейся гипоксемии и нарастании дыхательной и сердечной недостаточности установлено повышение активности ЛДГ4–5 , что имеет прогностическое значение.
Исследование белковых фракций крови имеет относительное значение. Изменения содержания таких показателей, как содержание α2 -глобулинов, СРБ, отмечаются при многих заболеваниях и не являются специфичными для ВП.
Тем не менее у больных ВП в сыворотке крови определяется снижение концентрации общего белка и альбуминов, вместе с этим α1,2 -глобулиновые фракции имеют устойчивую тенденцию к повышению. В процессе лечения процентное содержание α2 -глобулинов снижается, но остается несколько повышенным даже в периоде реконвалесценции. Осложненные формы ВП часто сопровождаются гипер-β-глобулинемией.
Чувствительным цитохимическим тестом, указывающим на выраженность воспалительного процесса в легких, является определение активности ЩФ. В норме активность соответствует 0–II степени, а фосфатазный индекс - от 8 до 55. У больных ВП активность ЩФ достигает III–IV–V степени при фосфатазном индексе 90–420 и зависит от остроты и распространенности процесса. Доказано, что активность ЩФ нейтрофильных лейкоцитов является более чувствительным диагностическим тестом, чем лейкоцитоз, палочкоядерный сдвиг лейкоцитарной формулы, СОЭ, СРБ, изменения содержания сиаловых кислот и белковых фракций плазмы крови.
Важное место в патогенезе ВП отводится метаболизму соединительной ткани. Основной причиной его нарушений является повышение активности эластазы. Гиперактивация фермента приводит к увеличению содержания в плазме крови гликозаминогликанов, оксипролина, что является высокоинформативным и чувствительным индикатором активности воспалительного процесса в легких. Изменения имеют стойкий характер, нормализация их происходит на 60–120-е сутки в зависимости от тяжести заболевания.
При острой неосложненной ВП изменения гемокоагуляции имеют, как правило, временный характер. Затяжные и осложненные формы заболевания сопровождаются значительными изменениями в свертывающей и антисвертывающей системах крови, зависящих от фазы и тяжести заболевания.
Для первой фазы характерно укорочение показателей толерантности плазмы к гепарину и повышение тромбопластической активности. Вторая фаза сопровождается снижением тромбопластического индекса; в третью фазу отмечена высокая концентрация фибриногена (выше 3,5–4,0 г/л), ускорение образования кровяного сгустка с повышенной плотностью и эластичностью.
Антисвертывающая система угнетена, что проявляется выраженными нарушениями процессов фибринолиза, укорочением гепаринового времени, снижением содержания свободного гепарина в крови.
Активация фибринолиза и уменьшение содержания фибриногена - благоприятный прогностический признак, указывающий на стихание воспалительного процесса в легких.
Из микроэлементов плазмы крови диагностическую значимость имеет снижение концентрации железа при повышении уровня ионов меди. Доказана прямая связь с тяжестью процесса, коррелирующая со степенью гипоксемии.
Для уточнения иммунологического статуса больных ВП используется ряд тестов, характеризующих клеточный и гуморальный иммунитет, а также состояние звеньев неспецифической реактивности организма. Тем не менее интерпретация результатов иммунологических исследований должна быть осторожной, поскольку результаты часто определяются не только функциональным состоянием лимфоцитов, но и рядом других факторов (прием лекарственных препаратов, ингибирующего действия сыворотки, точности воспроизведения методик исследования, качества используемых реактивов). По этим причинам данные, полученные разными авторами, часто носят противоречивый характер.
Исследование иммунологического статуса при неосложненных формах ВП не дает возможности определить значимые в диагностическом плане параметры. Тем не менее при затяжной форме заболевания характерно длительное (до 29–43-го дня болезни) повышение титра IgA и IgG, белков острой фазы (α1 -кислого гликопротеина, гаптоглобина, церулоплазмина, α1 -антитрипсина, компонентов комплемента С3, С3с, С3-активатора, С4), пониженное содержание α2 -макроглобулина, а также гипореактивность клеточного иммунитета.
Показатели реакции бластной трансформации лимфоцитов с фитогемагглютинином (ФГА) были снижены у 70% больных. Даже при положительной динамике лечения значения указанного теста часто остаются ниже нормы, что указывает на серьезные нарушения в иммунологической реактивности клеточного звена иммунитета.
Фагоцитарная активность клеток макрофагально-фагоцитарного ряда является важнейшим звеном неспецифической резистентности организма.
Результаты исследования показателей фагоцитоза нейтрофильных лейкоцитов крови при ВП, по данным ряда авторов, противоречивы. Однако при затяжных формах заболевания прослеживается отчетливая тенденция к усилению поглотительной способности фагоцитов при снижении показателей, характеризующих активность внутриклеточного разрушения фагоцитированных микроорганизмов. Изучение параметров фагоцитарной реакции позволяет сделать вывод, что их изменения в период формирования затяжной ВП могут быть, по-видимому, одним из звеньев патогенеза перехода острого процесса в затяжной. Для облегчения расшифровки данных иммунограммы и выявления прогностически неблагоприятных сдвигов, значимых в генезе замедленного рассасывания, предлагается диагностическая таблица (табл. 15-6) с наиболее важными показателями иммунограммы.
Клеточный иммунитет | Диагностический коэффициент | Гуморальный иммунитет | Диагностический коэффициент |
---|---|---|---|
Лимфоциты:
|
+9 +0,4 –6 |
IgM:
|
–2,8 +1,5 +5,9 |
Т-лимфоциты:
|
+1,5 –0,8 –2 |
IgA:
|
+2,3 –3,6 0 |
В-лимфоциты:
|
+0,4 –1,8 –2,6 |
IgA:
|
+2,6 –1,1 –1,8 +3,6 |
Фагоцитарная активность нейтрофилов |
|||
Нейтрофилы:
|
–3 0 +7,8 |
Активные нейтрофилы, в 1 л крови:
|
–3 +4,0 +9 |
Фагоцитарный индекс:
|
–0,4 6 +6 |
Индекс завершенности фагоцитоза, ед.:
|
+4,8 +0,4 –4,3 +1,8 |
Примечание : ЦИК - циркулирующие иммунные комплексы; Ig - иммуноглобулины.
При работе с ней следует иметь в виду, что положительные значения диагностического коэффициента (ДК) любого из приведенных параметров иммунограммы указывают на его неблагоприятное прогностическое значение. Отрицательное значение ДК , наоборот, свидетельствует о прогностически благоприятной динамике иммунологических показателей. Здесь рекомендуется не суммировать диагностические коэффициенты, а оценивать каждый параметр отдельно. Полный набор тестов также необязателен.
Можно выделить следующие возможности практического использования этой диагностической таблицы.
-
Выявление изменений иммунограммы, отражающих снижение иммунной защиты в первой декаде болезни и значимых в генезе последующего затяжного течения: лимфопения (0,7×109 /л), уменьшение числа Т-лимфоцитов (0,4×109 /л и ниже), иммуноглобулинов классов G (120 МЕ/мл и ниже) и А (110 МЕ/мл и ниже), снижение переваривающей функции гранулоцитов ниже 50% от максимальной (индекс завершенности фагоцитоза 1–2 ед.).
-
Выявление изменений иммунологических показателей, сопутствующих затяжному течению, но отражающих повышенный иммунный ответ: нейтрофилез (более 9×109 /л), увеличение числа активных нейтрофилов (более 3,4×109 /л), поглотительной функции нейтрофилов (фагоцитарный индекс более 6 ед.), переваривающей их функции (индекс завершенности фагоцитоза 20,0), увеличение количества IgM (выше 160 МЕ /мл), ЦИК (более 50 ед.).
-
Обнаружение изменений иммунограммы, прогностически благоприятных для нормальной скорости рассасывания: отсутствие выраженной депрессии Т-лимфоцитарного звена, близкое к норме число активных нейтрофилов, оптимальные значения концентрации иммуноглобулинов и переваривающей функции гранулоцитов.
Таким образом, лабораторные методы исследований при ВП дают представление об остроте процесса и его резистентности, но ни один из них не является специфическим или исчерпывающим. Только результаты комплексного обследования, сопоставление результатов с клиническими проявлениями заболевания могут дать информацию о переходе заболевания в затяжную форму или формировании гнойных осложнений.
15.8.4. Микробиологическая диагностика пневмоний
Объективную информацию о роли того или иного микроорганизма в инфекционном процессе в легких, за редким исключением, можно получить только на основании использования комплекса современных микробиологических методов и соответствующих диагностических критериев (рис. 15-1).

Вместе с тем далеко не все методы и тесты доступны в настоящее время практическим лабораториям и могут быть использованы в повседневной диагностической работе. Для выявления различных по своей природе микроорганизмов необходимы специальные методы. Некоторые из этих методов и тестов еще недостаточно совершенны, не обладают необходимой чувствительностью и специфичностью, находятся в состоянии разработки или апробации (табл. 15-7). Интерпретация результатов нередко сопряжена с определенной степенью субъективизма и поэтому требует опытного персонала.
Этиологический агент | Методы ускоренной диагностики | Культуральный метод | Иммунологический метод и др. |
---|---|---|---|
Аэробные бактерии и факультативные анаэробы: S. pneumoniae, Н. influenzae, Moraxella catarrhalis ; грамотрицательные палочки, S. aureus и др., облигатные анаэробы |
Микроскопия окрашенного по Граму мазка. Коагглютинация и другие методы иммуноиндикации антигенов (мокрота; неконтаминированный материал, моча, сыворотка) |
Мокрота, неконтаминированный материал, бронхоскопический материал |
Серодиагностика: РНИФ |
Legionella spp. |
Методы иммуноиндикации антигенов в моче (для L. pneumophila 1 серогруппы), ПЦР (неконтаминированный материал), прямой МФА |
Мокрота, индуцированная мокрота, неконтаминированный материал, бронхоскопический материал |
Серодиагностика: РНИФ, РПГА (4-кратная, сероконверсия до 1: 128) |
Mycoplasma pneumoniae |
ПЦР, ДНК-зонды |
Мокрота, назофарингеальные мазки (используется редко, требует специальных методов культивирования) |
ИФА, РСК |
Chlamydia pneumoniae |
ПЦР |
Мокрота, назофарингеальные мазки (используется редко, требует специальных методов культивирования) |
Микроиммунофлюоресценция |
Chlamydia psittaci |
– |
Не производится в нережимных лабораториях |
РСК |
Nocardia spp. |
Микроскопия мазка, окрашенного по Граму и карболовым фуксином |
Мокрота, неконтаминированный материал, бронхоскопический материал |
– |
Coxiella burnetii |
– |
– |
РСК |
Mycobacteria spp. |
Микроскопия мазка, окрашенного флюорохромом или карболовым фуксином, ПЦР |
Мокрота, индуцированная мокрота, неконтаминированный материал, бронхоскопический материал |
_ |
Патогенные грибы (H. capsulatum, С. immitis, В. dermatitidis, С. neoformans ) |
Фазовоконтрастная микроскопия с КОН, иммуноиндикации антигенов в сыворотке |
Мокрота, индуцированная мокрота, неконтаминированный материал, бронхоскопический материал |
ИФА, РСК |
Оппортунистические грибы (Candida spp., Aspergillus Zigomycetes ) |
Микроскопия мазка мокроты, окрашенного по Граму, и/или мазка, окрашенного по Гомори–Грокотт |
Неконтаминированный материал или биопсийный материал |
Гистологическое исследование; серодиагностика |
Pneumocystis carinii |
Микроскопия мазка, окрашенного по Романовскому–Гимзе, прямой МФА |
Индуцированная мокрота, бронхоскопический материал |
– |
Вирусы (гриппа, аденовирусы, респираторно-синцитиальные вирусы, парагриппа, герпеса, цитомегаловирус, хантавирус и др.) |
Прямой МФА и другие методы иммуноиндикации антигенов, ПЦР |
Назофарингеальный мазок, смыв, изоляция вируса |
Серодиагностика: РСК, РТГА, МФА |
Примечание : ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота; ИФА - иммуноферментный анализ; МФА - метод флюоресцирующих антител; ПЦР - полимеразная цепная реакция; РНИФ - реакция непрямой иммунофлюоресценции; РПГА - реакция прямой гемагглютинации; РСК - реакция связывания комплемента; РТГА - реакция торможения гемагглютинации.
"Золотым стандартом" микробиологической диагностики по-прежнему считается своевременное обнаружение S. pneumoniae в различных биологических средах организма. Тем не менее при бактериологических исследованиях в 30–50% случаев S. pneumoniae у пациентов обнаружить не удается. Известно, что необходимая оперативность получения результатов исследования ограничивается низкой скоростью микробиологических методик исследования. Эти проблемы привели к разработкам новых методов и способов - полимеразная цепная реакция и иммунохроматографический метод для выявления антигенов S. pneumoniae в цереброспинальной жидкости (ЦСЖ) и моче. Молекулярно-генетические методы диагностики (мультилокусное сиквенс-типирование - Multiloсus sequenсe tуping - MLST ) позволяют типировать выделенные пневмококки. А вместе с методами классической иммунологической диагностики характеризуют динамику популяционных изменений в структуре циркулирующих серотипов. По данным базы PubMLST, на сегодняшний день в мире загружено большинство изолятов пневмококка - более 47 тыс. Такая база данных позволяет в онлайн режиме получить информацию, в том числе о количестве изученных и загруженных в базу информации об изолятах S.pneumoniae в разных странах. Например, в России имеется информация о 533 изолятах пневмококка, а в США представлена информация о 6 676 циркулирующих среди населения изолятах.
Изучение результатов MLST серотипирования пневмококка позволяет выявить генетические разнообразия популяций пневмококка. В настоящее время получено подтверждение горизонтального генетического обмена, при котором возможно приобретение генов, не характерных для некоторых генетических линий. Это называется "переключением серотипов". Интересным фактом является установление переключения серотипа 19А на серотип 15В.
В основе классического серотипирования пневмококков лежит принцип взаимодействия антител с поверхностными структурами клеток S. pneumoniae - капсульными полисахаридами. Полисахариды имеют разное строение, что и обусловливает штаммовую принадлежность к конкретному серотипу. "ПЦР - серотипирование" основано на детекции генов локуса cps . Разные серотипы имеют различное строение этого генетического кластера.
Знание этиологии ВП важно как для прогностических, так и для терапевтических целей. Однако этиологическая диагностика ВП предъявляет высокие требования к работе лечащего врача и микробиолога. Типичным для клинической практики представляется процесс определения стратегии и тактики лечения в зависимости от диагностических данных и тяжести течения заболевания (амбулаторно или в стационаре) (рис. 15-2).

Уверенность в точности установленного этиологического диагноза зависит от природы предполагаемого патогена, использованных методов и диагностических критериев [47].
Точный этиологический диагноз считается установленным при:
-
выделении, на фоне соответствующего клинического синдрома, вероятного этиологического агента (S. pneumoniae, H. influenzae и др.) из неконтаминированного материала (кровь, плевральная жидкость, транстрахеальный аспират, трансторакальный аспират);
-
выделении из отделяемого респираторного тракта патогена, который в норме не колонизирует слизистую оболочку верхних дыхательных путей (например, Legionella spp., P. carinii, M. tuberculosis , патогенные грибы и некоторые паразиты);
-
повторной изоляции на фоне соответствующего клинического синдрома прочих микроорганизмов (например, S. viridans ) из крови при одновременном обнаружении их в отделяемом респираторного тракта в диагностической концентрации (106 кл./мл) и выявлении сероконверсии в парных сыворотках;
-
выделении вероятного этиологического агента из отделяемого респираторного тракта (мокрота, бронхоскопический аспират, бронхоальвеолярный лаваж, браш-катетер) в диагностической концентрации (105 кл./мл и выше) и выявлении сероконверсии в парных сыворотках;
-
определении на фоне соответствующего клинического синдрома четырехкратного и более нарастания титра антител к вероятному этиологическому агенту небактериальной природы (например, M. рneumoniae, С. pneumoniae , вирусы).
Вероятный этиологический диагноз возможен при:
-
выделении на фоне соответствующего клинического синдрома вероятного этиологического агента из отделяемого респираторного тракта в диагностической концентрации (105 кл./мл и выше);
-
выявлении антигенов вероятного этиологического агента из отделяемого респираторного тракта методами иммуноиндикации и преобладании его в мазках, окрашенных по Граму.
15.9. Подготовка больного к исследованию. Получение и предварительная обработка клинического материала
Обычная микрофлора респираторного тракта : слизистая оболочка верхних дыхательных путей (выше уровня гортани) является местом обитания очень богатой по количественному и качественному составу микрофлоры, которая может насчитывать до 200 различных видов микроорганизмов. Тип микроорганизмов и их концентрация варьируют в различных частях верхних дыхательных путей и ротовой полости, например, слюна содержит, как правило, 106 –108 бактерий/мл, иногда 109 бактерий/мл, при этом на каждую аэробную бактерию приходится от 5 до 10 анаэробов. Постоянно встречающимися и численно доминирующими являются Streptococcus spp., Veillonella spp., Neisseria spp. (табл. 15-8). Грамотрицательные микроорганизмы (колиформы, псевдомонады) не являются нормальными составляющими орофарингеальной микрофлоры, однако частота носительства и концентрация их значительно повышаются у госпитализированных больных с различными заболеваниями, страдающих СД, алкоголизмом, психическими заболеваниями, и коррелирует с тяжестью основного заболевания. Нередко грамотрицательная микрофлора выявляется на фоне применения антибиотиков.
Микроорганизм |
Частота изоляции |
Этиологическая значимость |
Микроорганизм |
Частота изоляции |
Этиологическая значимость |
|
---|---|---|---|---|---|---|
Acinetobacter spp. |
B |
2 |
Вирус гриппа |
В |
3 |
|
Actinomyces spp. |
A |
2 |
Kingella spp. |
C |
2 |
|
Аденовирусы |
В |
3 |
Lactobacillus spp. |
B |
1 |
|
Aspergillus spp. |
B |
2 |
Legionella spp. |
B |
2 |
|
Bacillus anthracis |
C |
3 |
Micrococcus spp. |
A |
1 |
|
Bacillus spp. |
B |
1 |
Moraxella spp. |
B |
1 |
|
Bacteroides spp. |
A |
2 |
Mycobacterium tuberculosis |
B |
3 |
|
Bordetella pertussis |
B |
3 |
Mycobacterium spp. |
B |
2 |
|
Borrelia spp. |
B |
1 |
Mycoplasma spp. |
B |
3 |
|
Branhamella (Moraxella) catarrhalis |
B |
2 |
Neisseria spp. |
A |
1 |
|
Brucella spp. |
C |
3 |
Nocardia spp. |
B |
2 |
|
Campylobacter spp. |
B |
1 |
Вирусы парагриппа |
В |
2 |
|
Candida spp. |
B |
2 |
Peptostreptococcus spp. |
A |
2 |
|
Chlamydia spp. |
B |
3 |
Pneumocystis carinii |
B |
2 |
|
Clostridium spp. |
B |
2 |
Pseudomonas spp. |
B |
2 |
|
Corynebacterium spp. |
B |
1 |
RS-вирус |
B |
3 |
|
Coxiella burnetii |
C |
3 |
Риновирусы |
В |
2 |
|
Цитомегаловирус |
В |
2 |
Staphylococcus spp. |
A |
2 |
|
Eikenella corrodens |
B |
2 |
Streptococcus pneumoniae |
B |
2 |
|
Enterobacteriaceae |
B |
2 |
Streptococcus spp. |
A |
2 |
|
Enterococcus spp. |
C |
1 |
Streptococcus pyogenes |
B |
2 |
|
Flavobacterium spp. |
C |
2 |
Treponema spp. |
B |
2 |
|
Fusobacterium spp. |
A |
2 |
Veillonella spp. |
A |
1 |
|
Haemophilus spp. |
A |
2 |
Vibrio spp. |
B |
1 |
Примечание : А - часто встречающиеся в клинических образцах; В - периодически встречающиеся в клинических образцах; С - редко встречающиеся в клинических образцах; 1 - обычно не связана с заболеванием; 2 - иногда связана с заболеванием; 3 - всегда связана с заболеванием.
Слизистая оболочка трахеи и бронхов в норме считается стерильной, однако при хронических легочных заболеваниях и неоплазмах вероятность колонизации бактериальной микрофлорой повышается, возрастает ее концентрация, видовой состав включает штаммы потенциальных патогенов, таких как S. pnemoniae и H. influenzae .
Правильный и своевременный этиологический диагноз ВП возможен только при условии рабочего взаимодействия и сотрудничества между лечащим врачом и клиническим микробиологом. Конечный результат исследования зависит от полноценности (репрезентативности) клинического биологического материала, соблюдения правил отбора, хранения и его транспортировки.
Исследованию может подвергаться как контаминированный, так и неконтаминированный материал, полученный с помощью инвазивных методов. К контаминированным видам материала относят мокроту, бронхиальные смывы, аспираты, полученные при бронхоскопии и через эндотрахеальную трубку, образцы, взятые с помощью браш-катетеров, при бронхоальвеолярном лаваже. Неконтаминированные виды материала включают транстрахеальные аспираты, трансторакальные аспираты, плевральную жидкость, кровь, аспираты из метастатических очагов инфекции, открытую легочную биопсию.
15.9.1. Мокрота
Важность получения соответствующего по качеству образца мокроты трудно переоценить. Медицинский персонал клиники и сам больной должны хорошо знать требования, предъявляемые к сбору и доставке мокроты. Доставка в лабораторию неадекватного материала приводит к задержке в постановке этиологического диагноза, большим тратам времени и средств.
Перед сбором мокроты больному рекомендуется обильно прополоскать рот теплой водой или почистить зубы. Затем он должен лечь на здоровый бок и откашливать мокроту из глубоких отделов легких в специальный стерильный контейнер или баночку с завинчивающейся крышкой. Мокрота, происходящая из нижнего респираторного тракта, как правило, вязкая, слизистого или слизисто-гнойного характера. Необходимо избегать внесения в контейнер отделяемого из носоглотки, а также слюны. По окончании сбора мокроты больной должен сообщить об этом персоналу. Сбор материала необходимо осуществлять до начала парентерального введения антибиотиков, если, конечно, позволяет состояние больного, либо в первые часы, но не позднее утра следующего дня после поступления в стационар и начала антибактериальной терапии.
Мокрота является одним из самых доступных и часто используемых видов материала. Однако примерно треть больных не может выделить мокроту в достаточном количестве (1–2 мл). В таких случаях иногда целесообразно применять индукцию мокроты с помощью аэрозоля, содержащего 10% глицерина и 15% натрия хлорида. Как правило, этот метод используется для выявления P. carinii и M. tuberculosis [49].
При доставке материала в лабораторию для поддержания жизнеспособности таких чувствительных к внешним неблагоприятным факторам микроорганизмов, как S. pneumoniae, H. influenzae и ряда других этиологических агентов, необходимо избегать действия на образец высоких температур, высушивания, высоких концентраций солей, длительной транспортировки. Сроки доставки не должны превышать 2 ч при комнатной температуре. При предполагаемой задержке материал необходимо содержать при 4 °C. Замораживание при –70 °C является оптимальным способом длительного хранения.
В лаборатории до начала исследования очень важно оценить репрезентативность материала, иными словами степень его пригодности для микробиологического исследования с целью выявления потенциальных патогенов (Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae и др.). Это достигается путем визуального осмотра и цитологического скрининга. Из образцов мокроты готовят тонкие мазки и окрашивают их по Граму. Микроскопируют мазки под малым увеличением, в 10 полях зрения подсчитывают количество лейкоцитов (полиморфонуклеары, альвеолярные макрофаги) и эпителиальных клеток (плоский буккальный эпителий). Образец мокроты считается качественным (пурулентным и адекватным для культурального исследования), если число лейкоцитов более 25 клеток в поле зрения, а число эпителиальных клеток менее 10. На основании данного критерия принимают решение о целесообразности дальнейшего исследования образца. Цитологический скрининг не применяют в тех случаях, когда целью исследования является выявление так называемых специфических патогенов: Legionella, Mycobacteria tuberculosis, Mycoplasma pneumoniae, Pneumocystis carinii , патогенные грибы и большинство вирусов. Присутствие этих микроорганизмов почти всегда свидетельствует о наличии инфекционного процесса в респираторном тракте [47, 52].
Для преодоления проблемы контаминации и, таким образом, получения объективных данных о вероятном этиологическом агенте доставленный в лабораторию материал подлежит обязательной гомогенизации и дальнейшему количественному исследованию. Гомогенизацию мокроты можно проводить механическим, химическим методами или их комбинацией. Для механической гомогенизации применяют лабораторные гомогенизаторы различных моделей. Гомогенизацию химическим методом, как правило, осуществляют с использованием свежеприготовленного 0,5% раствора N-ацетил-L-цистеина, который добавляют в пробирку с исследуемой мокротой с таким расчетом, чтобы получить 10% (объем/объем) рабочую суспензию. Можно использовать растворы и других известных активных муколитиков.
Материал, используемый в реакциях иммуноиндикации антигенов. Гомогенат мокроты в разведении 10–1 (рабочая суспензия) центрифугируют при 3000 об./мин в течение 30 мин. Супернатант прогревают в водяной бане при 65 °C в течение 5 мин для предотвращения неспецифических взаимодействий, затем используют в реакциях ко-, латекс-агглютинации и др.
Кровь. Венозную кровь в объеме 20 мл рекомендуется использовать для культурального исследования с целью выявления транзиторной бактериемии и, таким образом, для постановки точного этиологического диагноза. Культивирование меньших объемов ведет к снижению вероятности обнаружения возбудителя. У детей считается достаточным взятие 5 мл крови. Кроме того, около 5–10 мл крови берут для постановки серологического диагноза. Кровь, предназначенную для выявления гемокультуры, асептично в соотношении 1:10 переливают из шприца во флаконы с сердечно-мозговым бульоном, предварительно регенерированным на кипящей водяной бане.
15.9.2. Биологические свойства ведущих этиологических агентов
S. pneumoniae. Пневмококк как представитель рода Streptococcus семейства Streptococcaceae имеет ряд характерных для других стрептококков свойств. Это грамположительный диплококк, обычно ланцетовидный в биосубстрате и на качественных питательных средах, имеющий выраженную полисахаридную капсулу. Морфология клетки пневмококка может варьировать от типичных до одиночных крупных, либо бациллярных клеток разных размеров.
Растет при температуре 25–41 °C, оптимум - 37 °C. Факультативный анаэроб со сложными пищевыми потребностями, однако 10–20% штаммов требуют анаэробных условий при первичной изоляции, особенно при изоляции из крови. Для полноценного роста пневмококку необходимы высокомолекулярные пептоны, комплекс витаминов, пурины, пиримидины, холин. Все это обеспечивают сердечно-мозговые питательные среды, которые являются наилучшими для культивирования пневмококка. Оптимум pH среды составляет 7,8. Пневмококки нуждаются в экзогенной каталазе, поэтому обязательным компонентом среды должна быть кровь, которая обогащает среду питательными веществами, обеспечивает буферное действие, поддерживает соответствующий кислородный баланс, а железо гемоглобина оказывает действие подобное каталазе. Рост пневмококка стимулируют также глюкоза в низких концентрациях (не более 0,1%), повышенное парциальное давление CO2 (5–10%).
Пневмококку свойствен спонтанный аутолиз. Лизис клеток происходит в результате внутриклеточного освобождения N-ацетилмурамил-l-аланинамидазы. Так, например, бульонная культура лизируется в течение 48 ч. Желчь и другие поверхностно-активные вещества являются ускорителями естественного аутолитического процесса.
На плотных питательных средах пневмококк образует небольшие, диаметром 1–2 мм колонии с α-гемолизом, часто сходные со стрептококковыми (приподнятый край и центр - "блюдце"), но более прозрачные и влажные. Мукоидные колонии образуют серотипы 3 и 37. Атипичные штаммы растут в виде шероховатых колоний (R-форма). В анаэробных условиях вокруг колоний некоторых штаммов может наблюдаться бета-гемолиз. При росте на жидких питательных средах пневмококк образует диффузное помутнение.
Биохимическая активность характеризуется ферментацией ряда сахаров с образованием молочной кислоты; медленно ферментируются спирты и пентозы. Отличительным свойством пневмококка является ферментация инулина.
В антигенном отношении пневмококк неоднороден. Известно 4 типа пневмококковых антигенов: капсульный полисахаридный антиген, С-полисахаридный антиген, М- и R-протеиновые антигены. Капсульный полисахарид является типоспецифическим антигеном. Он обладает антифагоцитарной активностью (фактор вирулентности) и обусловливает выработку протективных антител. На основании различий в капсульных антигенах пневмококки разделяются на 84 сероварианта. Атипичные штаммы не продуцируют капсульный полисахарид. С-полисахарид входит в состав клеточной стенки и обусловливает видоспецифичность клеток (общий для всех пневмококков). М-протеиновый антиген - это типоспецифический белок, аналогичный М-белку стрептококков, однако он не имеет антифагоцитарных свойств. R-протеиновый антиген был изолирован из шероховатых штаммов пневмококка.
S. pneumoniae чувствителен к ряду антибактериальных препаратов, включая пенициллин и другие β-лактамные антибиотики, эритромицин, тетрациклин, сульфаниламиды, хлорамфеникол. Препаратом выбора является пенициллин, однако в последние два десятилетия появились умеренно-устойчивые к пенициллину штаммы пневмококка (МИК 0,12–1 мкг/мл), выявлены также высокорезистентные штаммы (МИК >2 мкг/мл).
H. influenzae. Бактерии рода Haemophilus представляют собой мелкие грамотрицательные, факультативно-анаэробные палочки, нуждающиеся в качестве факторов роста в гемине или других порфиринах (Х-фактор) и/или никотинамидадениндинуклеотиде - НАД (V-фактор). Большинство видов гемофильных бактерий для культивирования требуют высококачественных питательных сред.
H. influenzae - мелкая грамотрицательная палочка. Состав среды и возраст культуры в значительной степени определяют морфологию бактериальных клеток. При оптимальных условиях культивирования молодые культуры (18–24 ч) почти всех штаммов - коккобациллярные.
Некоторые штаммы H. influenzae имеют полисахаридную капсулу, которую иногда трудно выявить методом окрашивания. Лучше всего капсульные штаммы определять по так называемому феномену ирридизации колоний или с помощью типовых сывороток, методом "набухания капсулы" или в реакции коагглютинации.
H. influenzae имеет 6 сероваров (a, b, c, d, e, f), которые определяются на основании различий капсульного полисахаридного антигена (в лабораторных условиях с высокой частотой теряет капсульный антиген), и 8 биоваров.
Наилучшими для роста H. influenzae являются питательные среды, содержащие протеазные пептоны, триптиказные пептоны и триптиказосоевые пептоны (то есть сердечно-мозговой агар, триптиказный агар, триптиказосоевый агар, триптозный агар). Для обеспечения питательной среды факторами роста в ее состав необходимо вводить кровь (эритроциты являются источником факторов X и V) и/или инкорпорировать в среду отдельно гемин и НАД. Для внесения НАД извне на кровяной агар, как правило, накладывают диски бумажные, пропитанные 1% раствором НАД, либо делают высев культуры S. aureus . В этих случаях вокруг дисков или макроколоний стафилококка наблюдается феномен сателлитного роста. Следует иметь в виду, что в обычном кровяном или шоколадном агаре, которые готовят с использованием крови животных или человека (за исключением лошадиной и кроличьей), происходит разрушение фактора V ферментом НАД-азой, присутствующей в строме эритроцитов. Эритроциты лошади или кролика этого фермента не имеют.
Таким образом, в практических лабораториях, не имеющих возможности использовать для изоляции S. pneumoniae и H. influenzae дорогостоящий, коммерческий сердечно-мозговой бульон (Brain-Heart Infusion) или агар, целесообразно применять питательную среду на основе эритритагара.
Эритритагар:
При отсутствии лошадиной крови можно использовать кровь или эритроцитарную массу человека, кровь других видов животных, обогатив среду дополнительным количеством дрожжевого экстракта или НАД.
15.10. Методы ускоренной диагностики
Микроскопический метод. Мазки, приготовленные из мокроты и окрашенные по Граму, после цитологического скрининга тщательно просматривают под масляной иммерсией (900–1000) с целью выявления преобладания того или иного морфотипа бактерий, соответствующего пневмококкам, стафилококкам, видам Haemophilus, Moraxella , грамотрицательных палочек (табл. 15-9).
Микроскопическая картина | Возможный возбудитель |
---|---|
Грам (+) ланцетовидные диплококки |
Пневмококк |
Гроздья грам (+) кокков |
Стафилококк |
Грам (–) мелкие коккобациллы |
Гемофильная палочка |
Грам (–) крупные палочки |
Энтеробактерии, синегнойная палочка |
Грам (–) диплококки |
Моракселла, нейсерии |
В мазках, приготовленных из пурулентного материала, микроскопируемых под масляной иммерсией, присутствие в поле зрения 10 и более бактериальных клеток соответствует росту на плотных питательных средах более 105 КОЕ/мл. Данная корреляция принята в качестве диагностического критерия. И поэтому мазки, в которых обнаруживается преобладание искомых бактерий, либо их присутствие в количестве 10 и более в поле зрения, рассматривают как положительные.
Чувствительность и специфичность микроскопического исследования составляют у больных пневмококковыми ВП 62 и 85% соответственно [34, 46]. Присутствие пневмококков в мазке позволяет установить только вероятный этиологический диагноз, поскольку пневмококки могут быть частью резидентной орофарингеальной микрофлоры у здоровых или больных хроническим бронхитом. Чувствительность и специфичность при ВП другой этиологии менее изучена. Частота правильно интерпретированных мазков колеблется в пределах 36–62%. Проблема заключается в частых ложноположительных результатах, когда имеющие сходную морфологию стрептококки идентифицируются как пневмококки, а также в трудности распознавания в мазке H. influenzae . При нозокомиальных пневмониях диагностическая точность мазка может снижаться вследствие колонизации слизистой орофаринкса грамотрицательными палочками и стафилококком. Высокая пурулентность мокроты и отсутствие бактерий в мазке позволяют предположить наличие атипичной ВП, вызванной Mycoplasma, Legionella, Chlamydia , вирусами. Диагностическая точность окрашенного по Граму мазка, однако, напрямую связана с опытом специалиста.
Реакция набухания капсулы по Найфельду . Наиболее ценным и в то же время простым и экспрессным методом диагностики пневмококковой ВП является реакция набухания капсулы по Найфельду (Quellung test). Для постановки теста готовят мазок с добавлением капли поливалентной пневмококковой сыворотки (омни-сыворотка) и капли метиленовой сини, после чего накрывают покровным стеклом и микроскопируют. В положительных случаях наблюдается quellung-эффект: капсула вокруг клеток пневмококка значительно увеличивается в размерах и становится четко видимой. Этот феномен позволяет легко выявлять и дифференцировать пневмококки от других стрептококков [46].
Иммунологический метод . Иммуноиндикация антигенов (АГ). Более чем за 80 лет изучения подходов к обнаружению АГ вероятного этиологического агента в мокроте и других биосубстратах (моча, сыворотка крови) был предложен целый ряд методов. Это встречный иммуноэлектрофорез (ВИЭФ), ко- и латекс-агглютинация, иммунофлюоресценция (МФА), иммуноферментный анализ (ИФА). Эти методы оказываются особенно полезными, когда потенциальный патоген невозможно уже выделить культуральным методом на фоне проведения антибактериальной терапии.
Наиболее часто эти методы используют для выявления капсульного полисахаридного АГ пневмококка. Согласно большинству оценок чувствительность ВИЭФ при исследовании гнойной мокроты достигает 60–80% у больных пневмококковой ВП. Другие методы обладают большей чувствительностью по выявлению пневмококкового антигена в биологических жидкостях за исключением мочи, однако уступают ему в специфичности при исследовании мокроты. В настоящее время ВИЭФ используют значительно реже. Иммуноферментный анализ оказался наиболее чувствительным для выявления капсульного АГ в сыворотке, антигенемия обнаруживается в 75% случаев пневмококковых ВП. Позволяющим в известной мере повысить чувствительность и специфичность иммунологических тестов явилось использование антител против С-полисахарида как видоспецифического компонента клеточной стенки S. pneumoniae.
Прямой вариант иммуноферментного анализа, ко- и латекс-агглютинация оказались предпочтительными для диагностики легионеллеза. Исследование мочи с помощью этих тестов позволяет выявить АГ Legionella pneumophila серогруппы 1 с частотой приблизительно 70% [60]. Прямой метод флюоресцирующих антител (МФА) также широко используют в ранней диагностике легионеллеза и по чувствительности не уступает культуральному методу (70%), однако требует многочисленных флюоресцирующих реагентов, вследствие большого числа серогрупп Legionella spp., и опытного персонала. Положительный результат в тесте на легионеллезные АГ в моче и культурального исследования является достаточным основанием для постановки точного этиологического диагноза.
Для ускоренной диагностики ВП, вызванных P. carinii , особенно у больных с иммунодефицитом, в последнее время используют прямой метод флюоресцирующих антител с моноклональными антителами. При исследовании мокроты его чувствительность составляет 92%.
Существует достаточно широкий набор коммерчески доступных иммунологических тестов для выявления антигенов ряда респираторных вирусов, преимущественно методом ИФА, чувствительность которых более 80%.
Практический интерес представляет также методика, позволяющая выявлять этиологический агент в контаминированном материале из нижнего респираторного тракта независимо от его жизнеспособности, с помощью флюоресцирующих антител [56]. Суть феномена, лежащего в основе методики, заключается в стимуляции иммунной системы антигенами этиологического агента, находящегося в легких, и последующем взаимодействии их со специфическими антителами. Обработка мазка, приготовленного из контаминированного материала, антиглобулином, меченным флуоресцин изотиоцианатом (ФИТЦ), и просмотр его в люминесцентном микроскопе позволяют обнаружить именно инвазивные бактериальные клетки, которые были покрыты антителами, тогда как контаминанты не выявляются. Преимущество данной методики состоит в возможности выявлять этиологический агент на фоне антибактериальной терапии или при исследовании некачественных образцов мокроты, когда концентрация патогена оказывается ниже диагностического уровня. Однако не исключается получение ложноотрицательных результатов в ранние сроки заболевания, когда нет достаточного времени для адекватного иммунного ответа.
Молекулярно-биологические методы. ДНК-зонды и амплификация. Молекулярно-биологические методы обеспечивают более высокую чувствительность и специфичность при выявлении генетических маркеров патогена в биосубстрате респираторного тракта. В настоящее время известно несколько диагностических тест-систем геноиндикации возбудителя, другие находятся в состоянии разработки. Тесты с использованием ДНК-зондов для диагностики Legionella, Mycoplasma, Chlamydia инфекций, несмотря на высокую чувствительность и специфичность (90%), достаточно сложны в исполнении. Тесты с использованием полимеразной цепной реакции (ПЦР) являются наиболее перспективными для выявления Legionella, Chlamydia, Mycoplasma, M. tuberculosis , ряда других специфических патогенов, которые редко колонизируют слизистую оболочку респираторного тракта здоровых людей [55, 58]. Показано, что при использовании фарингеальных мазков с помощью ПЦР данные возбудители можно выявлять с чувствительностью 90% и специфичностью 100% [47]. Пока остается не использованной в широкой практике ПЦР для индикации генома S. pneumoniae . В ближайшем будущем, когда молекулярно-биологические методы станут доступными не только исследовательским и специализированным лабораториям, они смогут существенно упростить этиологическую диагностику и, таким образом, будут способствовать своевременному проведению этиотропной терапии пневмоний.
Культуральный метод. Традиционно патогенные микроорганизмы выделяют из патологического материала на соответствующих питательных средах и затем проводят их идентификацию. На выполнение анализа классическим культуральным методом, как правило, затрачивается значительное время, которое определяется скоростью роста бактерий. Следует также иметь в виду, что культуральное исследование мокроты или другого контаминированного материала не может обеспечить достаточно высокую чувствительность, а выделение потенциального патогена не всегда равнозначно доказательству его этиологической роли. Например, у больных пневмококковой ВП с бактериемией пневмококк изолируется из мокроты только в 40–50% случаев, и, как правило, частота его выделения не превышает 25–30% среди всех больных [47].
Основными проблемами при исследовании культуральным методом контаминированного материала являются предшествующая антибактериальная терапия, некачественный (нерепрезентативный) материал, задержки при доставке его в лабораторию и трудности с интерпретацией результатов вследствие высокой контаминации микрофлорой верхнего респираторного тракта. Таким образом, с одной стороны, в случае выделения потенциальных патогенов могут иметь место ложноположительные результаты, и с другой стороны, когда нормальная (контаминантная) микрофлора и ряд других факторов препятствуют росту потенциального патогена, наблюдаются ложноотрицательные результаты, что особенно характерно для таких сложно культивируемых микроорганизмов, как S. pneumoniae и H. influenzae.
Для повышения точности культурального исследования мокроту и другой контаминированный материал подвергают обязательной гомогенизации и последующему количественному посеву на ряд питательных сред. Во многих случаях количественный посев осуществляют классическим методом Коха, то есть из рабочей суспензии (10–1 ) делают ряд последовательных десятикратных разведений, как правило, до 10–6 в объеме 5 мл. Посев инокулума объемом 0,1 мл производят из разведений 10–3 , 10–5 , 10–6 в чашки со свежеприготовленным и подсушенным кровяным агаром с лошадиной кровью. Данная среда используется для выделения бактерий со сложными пищевыми потребностями, таких как S. pneumoniae, H. influenzae, Moraxella и ряда других. Для изоляции S. aureus , грамотрицательных палочек и грибов делается высев из разведения 10–1 на набор соответствующих селективных сред (желточно-солевой агар, Эндо, Сабуро) [22].
Данный метод посева является весьма трудоемким. Более экономичным во всех отношениях и не менее точным является количественный анализ микрофлоры с применением калиброванных петель [1]. Для выявления сателлитного роста H. influenzae и других гемофильных бактерий на чашки с кровяным агаром необходимо накладывать диски, импрегнированные 1% раствором НАД. Для изоляции гемофильных бактерий можно использовать и среды с гретой кровью (шоколадный агар), однако это менее предпочтительно. Инкубацию первичного посева необходимо производить при 35–37 °C в присутствии избыточного парциального давления СО2 в течение 18–24 ч.
Идентификация выделенной микрофлоры производится в соответствии с общепринятыми методиками. На этапе изолированных колоний (второй день исследования), при наличии определенного опыта можно получить чистую бульонную культуру S. pneumoniae и гемофильных бактерий и использовать ее для постановки теста чувствительности к антибиотикам. Это позволяет получить информацию о чувствительности ведущих патогенов уже на третий день от начала исследования, параллельно с их окончательной идентификацией.
Мокрота и другой контаминированный материал никогда не исследуются на анаэробную микрофлору. Для выделения анаэробов необходимо использовать неконтаминированный материал, полученный инвазивными методами.
Изоляция таких патогенов, как Legionella spp., осуществляется на специальных питательных средах. И бактериологическое исследование на легионеллез производится только по показаниям.
Таким образом, культуральный метод диагностики ВП, несмотря на сложность, трудоемкость, продолжительность и не всегда высокую информативность, как и прежде, остается основным методом, позволяющим установить не только этиологию ВП, но и важнейшую характеристику возбудителя - чувствительность к антибиотикам. Благодаря культуральному исследованию достигается конечная цель - обоснованность стратегии лечения больного.
Биологический метод. Наиболее высокая частота изоляции пневмококка достигается при использовании биологического метода. Исследуемый материал в количестве 0,5 мл вводят внутрибрюшинно белым мышам. Через 1–5 дней мышь, погибшую от сепсиса, вскрывают, из сердца берут кровь и засевают ее на адекватные питательные среды (кровяной агар). Несмотря на высокую эффективность, применение биологического метода ограничено вследствие его трудоемкости и неэкономичности.
Серологический метод. В большинстве случаев при использовании контаминированного материала в микробиологической диагностике ВП возникает необходимость в получении надежного подтверждения этиологической роли выделенного потенциального патогена либо в доказательстве наличия полимикробного инфекционного процесса. Серологический метод, выявляющий нарастание титра специфических антител в ответ на антигенную стимуляцию системного иммунитета, предоставляет возможность получения объективного, косвенного доказательства причастности к инфекции выделенного патогена или неизвестного этиологического агента. Серологический метод нередко оказывается единственным практически доступным методом установления этиологической роли некоторых возбудителей (M. pneumoniae, C. pneumoniae , вирусы), культивирование которых отличается сложностью и длительностью. Однако задержка результата на 7 и более дней, связанная с получением и оценкой парных сывороток, позволяет оценить необходимую информацию лишь ретроспективно. Это ограничивает клиническую значимость серологического метода.
Наиболее распространенными тестами определения антител к ведущим бактериальным агентам являются непрямой иммунофлюоресцентный метод и непрямой иммуноферментный метод [22]. В иммуноферментных тест-системах в качестве АГ используются С-полисахарид и капсульные АГ наиболее распространенных типов пневмококка, пневмолизин, клетки неинкапсулированных H. influenzae и M. catarrhalis .
В нашей стране на практике чаще применяется непрямой иммунофлюоресцентный метод, который предусматривает использование в качестве АГ выделенного от больного аутоштамма. При отрицательных результатах культурального метода или в случае выделения атипичных штаммов пневмококка в реакции непрямой иммунофлюоресценции используются гетерологические штаммы S. pneumoniae ведущих серотипов, наиболее распространенных в данном регионе. Когда не удается выявить 4-кратную сероконверсию, диагностически значимым считают титр антипневмококковых антител 1:640, в отношении гемофильных бактерий - 1:320, для других бактерий (Moraxella, Acinetobacter ) - 1:32–1:64 [22].
Не забыта и широко используется в серодиагностике С. pneumoniae реакция связывания комплемента (РСК), диагностическим критерием рассматривают титр IgG 1:64. Методом последнего поколения является реакция микроиммунофлюоресценции (МИФ), которая считается положительной при титрах IgM 1:16 и IgG 1:512. Необходимо иметь в виду, что IgM-антитела появляются только на 3-й неделе, а IgG - спустя 7–8 нед [47].
Для M. pneumoniae при отсутствии четырехкратного нарастания титра антител в парных сыворотках диагностически надежным считается титр антител 1:128 в РСК. В отношении холодовых агглютининов высказываются различные мнения, недостатком теста агглютинации эритроцитов человека при 4 °C является его низкая специфичность, однако диагноз микоплазменной инфекции можно поставить "у постели больного" с вероятностью до 60%, при этом титр агглютининов достигает 1:32 и выше [47].
Серологические тесты на Legionella в острую фазу заболевания обычно оказываются отрицательными либо показывают низкие титры антител. Достаточно надежным критерием считается титр 1:256 (РНИФ, ИФА) и титр IgM 1:64 при использовании МИФ [53].
Выявление антител к вирусным, риккетсиозным возбудителям, как правило, осуществляется стандартными методиками РСК, РПГА, РТГА и РН, которые по-прежнему остаются в арсенале микробиологических лабораторий.
Таким образом, в идеале следует исследовать сыворотку крови у больного ВП в острую фазу, часть ее сохранять и в случае сомнительного этиологического диагноза получать вторую сыворотку и исследовать парные сыворотки с помощью серологических тестов.
15.11. Оценка степени тяжести воспалительного процесса в легких
Несомненно, что для обеспечения выбора правильной лечебной тактики врачу необходимо, наряду с решением вопросов о наиболее вероятной этиологической природе ВП, четкое представление о степени тяжести переносимого заболевания.
Существует ряд причин, отрицательно влияющих на течение и исходы острых неспецифических инфекционных процессов в легочной ткани.
Первой из них является не всегда правильная, основанная на субъективном впечатлении и личном опыте врача оценка состояния больного при поступлении и в ходе лечения. Это затрудняет раннее и достаточно интенсивное использование оптимального комплекса лечебных мер и своевременное изменение лечебной тактики в случае малой эффективности первоначально назначенной терапии или же при неблагоприятных изменениях в течении болезни. Использование для оценки состояния больного многочисленных лабораторных показателей также не всегда просто из-за сложности суммирования и сопоставления большого числа иногда противоречащих друг другу величин. Трудность оценки состояния больного усугубляется тем обстоятельством, что при современной инфекции, зачастую вызываемой условно-патогенной микрофлорой, часто наблюдается выраженное несоответствие между относительно удовлетворительным самочувствием, благополучным внешним видом больного и истинной тяжестью патологического процесса. Данное несоответствие может увеличиваться еще в большей степени благодаря использованию современных средств коррекции гомеостаза (интенсивная кислородная и инфузионная терапия и др.). Вследствие этих же обстоятельств могут не сразу стать заметными и неблагоприятные изменения в течении заболевания. С рассматриваемой точки зрения большое значение имеют методы объективной количественной оценки общего состояния больного [14].
Для максимальной объективизации оценки степени тяжести воспалительного процесса в легких и соответственно тяжести больного предложено проводить сопоставление двух независимо определяемых интегральных показателей: клинического (клинико-рентгенологического) и биохимического индексов тяжести (в баллах). Интегральная оценка представляет собой частное от деления суммы баллов по каждому показателю на их количество () [4]. Показатели клинико-рентгенологического интегрального индекса тяжести ВП представлены в табл. 15-10. Показатели интегральной биохимической оценки тяжести воспаления представлены в табл. 15-11.
Клинический симптом (показатель) |
Норма |
Выраженность изменений |
||
---|---|---|---|---|
легкие (1 балл) |
средние (2 балла) |
тяжелые (3 балла) |
||
Озноб |
Нет |
Познабливание |
Сильный озноб |
Потрясающий озноб |
Температура, °C |
До 36,9 |
37,0–38,0 |
38,1–39,0 |
>39,0 |
Пульс |
До 70 |
70–80 |
81–90 |
91 и более |
Потливость |
Нет |
Умеренная |
Выраженная |
Профузная |
Слабость |
Нет |
Умеренная |
Выраженная |
Адинамия |
Кашель |
Нет |
Сухой |
Влажный |
Постоянный влажный |
Характер мокроты |
Нет |
Слизистая |
Гнойная |
Гнойно-геморрагическая |
Боли в грудной клетке |
Нет |
Нет или умеренные |
Выраженные |
Очень выраженные |
Частота дыхания |
До 18 |
20–24 |
25–30 |
>30 |
Голосовое дрожание |
Нет |
Нет или слабое |
Умеренное |
Сильное |
Перкуторный звук |
Ясный |
Притупление |
Значительное притупление |
Тупость |
Дыхание |
Везикулярное |
Ослабленное, жесткое |
Жесткое, бронхиальное |
Не выслушивается |
Хрипы |
Нет |
Сухие |
Влажные |
Влажные; крепитирующие, шум трения плевры |
Артериальное давление |
110–140/60–90 мм рт.ст. |
Норма или небольшое снижение |
Значительное снижение, повышение |
Коллапс (криз) |
Рентгенография легких |
Воздушные, без очаговых изменений |
Мелкоочаговая; перибронхиальная инфильтрация |
Инфильтрация 1–2 сегментов или полость с уровнем |
Инфильтрация более двух сегментов, целой доли и более; деструкция более двух сегментов |
СОЭ |
2–15 |
16–25 |
26–35 |
>36 |
Лейкоцитоз, ×109 /л |
4,0–8,0 |
8,0–10,0 |
10,0–12,0 |
>12,0 |
Палочкоядерные нейтрофилы, % |
0–6 |
6–12 |
12–20 |
>20 |
Показатель |
Пределы нормальных колебаний |
Изменения |
||
---|---|---|---|---|
умеренные (1 балл) |
выраженные (2 балла) |
резкие (3 балла) |
||
Общий белок, г/л |
65–85 |
64–60 |
59–55 |
<50 |
Альбумин (А), % |
56,0–64,0 |
55,9–46,0 |
45,9–40,0 |
<40 |
Глобулины (Г), %:
|
4,4–6,3 6,0–8,0 8,1–12,0 15,2–18,3 |
6,4–7,3 8,1–10,0 12,4–13,9 18,4–21,1 |
7,4–8,3 10,1–12,0 14,0–15,5 22,2–23,8 |
>8,3 >12,0 >15,5 >23,8 |
Коэффициент А/Г |
1,2–1,8 |
0,9 |
0,8–0,6 |
<0,6 |
Отношение |
6,1–3,9 |
3,8–2,8 |
2,7–2,0 |
<2,0 |
С-реактивный белок |
Отсутствует |
+ и ++ |
+++ |
++++ |
Сиаловые кислоты, усл. ед. |
112–163 |
163–205 |
206–250 |
>250 |
Фибриноген, г/л |
2,0–4,0 |
4,0–5,0 |
5,0–6,0 |
>6,0 |
Примечание: , {plus}{plus}, {plus}{plus}, ++++ -обозначение количественного содержания.
Изменения каждого индекса (клинического и биохимического), соответствующие нетяжелым формам ВП, находились в пределах от 1,5 до 2,5 баллов; а тяжелым формам ВП - в пределах от 2,6–3,5 баллов. Крайне тяжелые пневмонии с непредсказуемым (возможно, летальным) исходом имеют индекс более 3,5 баллов [14].
15.12. Особенности клинической картины и диагностика пневмоний в зависимости от этиологии
Существенное значение в правильной диагностике и назначении адекватной этиопатогенетической терапии имеет знание клинических особенностей этиологически различных ВП. Ниже приведены некоторые дифференциально-диагностические признаки наиболее часто встречающихся ВП и направления дополнительного диагностического поиска, целью которого является верификация возбудителя [11, 15, 16, 18, 33, 35, 36]. Следует еще раз подчеркнуть, что ранняя правильная расшифровка этиологического агента ВП напрямую влияет на выбор необходимых антибактериальных средств и, соответственно, на качество лечения и сроки выздоровления.
Пневмококковая пневмония в виде долевой плевропневмонии и очаговой бронхопневмонии описана выше.
Стрептококковая пневмония в настоящее время встречается редко, возможно, в связи с тем, что гемолитический стрептококк сохраняет высокую чувствительность к антибиотикам пенициллинового ряда. Начинается остро, протекает относительно тяжело. Вначале поражается один сегмент, чаще в нижней доле легкого, затем процесс быстро распространяется. Характеризуется высокой лихорадкой с большими суточными размахами, повторными ознобами и потом. Появляются колющие боли в боку на стороне поражения, в мокроте могут быть прожилки крови. Типичным является осложнение экссудативным плевритом, который развивается у 50–70% больных. Признаки его выявляются уже на 2–3-й день болезни. Типичен также лейкоцитоз (до 20–30×109 /л) с выраженным сдвигом лейкоцитарной формулы влево. Основой для дифференциальной диагностики стрептококковой ВП являются относительно тяжелое течение, раннее осложнение экссудативным плевритом, высокий лейкоцитоз, наличие гемолитического стрептококка в мокроте в большом количестве. Иногда удается выделить гемолитический стрептококк из крови (у 10–15% больных).
Стафилококковые пневмонии при их полисегментарном или долевом распространении по клиническим проявлениям близки к клинической картине крупноочаговой пневмококковой ВП с выраженной интоксикацией. Этот вариант ВП встречается в пределах 5% случаев, чаще в период эпидемии гриппа или другого ОРВИ. Стафилококковые ВП характеризуются наклонностью к образованию деструкции легочной ткани (буллы и полости абсцессов с уровнем жидкости), гнойного плеврита, перикардита и являются результатом неадекватной антибактериальной терапии вирусного заболевания, особенно гриппа. При гематогенной ВП характерно множество небольших очагов абсцедирования. Преобладают признаки общего (септического) заболевания.
Пневмония, вызванная клебсиеллой (палочкой Фридлендера), нередко обнаруживается у пожилых людей, ослабленных хроническими заболеваниями, хроническим алкоголизмом. Начало заболевания мало отличается от клинической картины долевой ВП: острое начало, высокая лихорадка, одышка, плевральные боли. Однако, в отличие от пневмококковой ВП, на этом фоне сразу появляется кашель с мокротой желатинообразного характера с примесью крови. Пневмоническая инфильтрация, как правило, локализуется в верхних отделах легких и физикально проявляется всеми симптомами (усиление голосового дрожания, изменение перкуторного тона, жесткое с бронхиальным оттенком дыхание, влажные звучные хрипы). Заболевание характеризуется длительным течением, наклонностью к абсцедированию и образованию эмпиемы плевры. Несмотря на достижения антибактериальной терапии, летальность при этой форме ВП остается высокой.
Коли-пневмония. За последнее десятилетие несколько участились ВП, вызванные кишечной палочкой. Заболевание наиболее часто встречается у пожилых людей, имеющих хронические заболевания. Предрасполагающими факторами являются бронхолегочная патология, СД, хроническая почечная и сердечная патология, новообразования. Начало заболевания напоминает фридлендеровскую ВП: острое начало, озноб, высокая лихорадка, одышка, возможно появление плевральной боли. Однако в отличие от долевой ВП, вызванной клебсиеллой, мокрота у этих больных сразу носит гнойный характер. Редким является кровохарканье. Пациенты обычно возбуждены, нередко отмечается помутнение сознания.
Легионеллез. Среди болезней, вызванных легионеллами, чаще всего наблюдаются атипичные ВП. В США на легионеллез приходится от 0,5 до 1,5% всех ВП. Заболевание может протекать в виде спорадических случаев и в виде вспышек (эпидемические заболевания принято относить к болезни легионеров, спорадические - к легионеллезу или легионелла-пневмонии). О легионеллезе необходимо думать при развитии тяжелой ВП в необычный сезон (конец лета) у мужчин среднего или пожилого возраста при наличии предрасполагающих факторов (курение, применение иммунодепрессантов, алкоголизм, СД и др.). Из клинических проявлений диагностическое значение имеют высокая лихорадка, отсутствие предшествующего поражения верхних дыхательных путей (ринита, фарингита, ларингита), диарея, нарушение функций ЦНС, печени, гематурия, отрицательные результаты обычных бактериологических исследований мокроты, а также отсутствие заметного терапевтического эффекта от антибиотиков (пенициллинов), которые назначают для лечения больных ВП. Для подтверждения диагноза чаще всего используют серологические методы (реакция микроагглютинации, метод непрямой иммунофлюоресценции). В сыворотке крови обнаруживают специфические антитела с титрами 1:128 и больше. Исследуют парные сыворотки, взятые с интервалом в 10–15 дней.
Хламидийная пневмония. Вызывается Chlamydia pneumoniae. Для отличия от других хламидиозов предложено называть это заболевание пневмохламидиозом. Дифференциальная диагностика спорадических случаев представляет значительные трудности. Из особенностей течения можно отметить выраженную интоксикацию, обширность поражения, сочетание в ряде случаев с фарингитом и увеличением шейных лимфатических узлов. Однако эти признаки встречаются и при ВП другой этиологии. Положительная РСК с хламидийным антигеном (ее следует выполнить как можно раньше) помогает дифференциальной диагностике, так как в этом случае (ввиду неспецифичности реакции) необходимо дифференцировать орнитоз и пневмохламидиоз. Орнитоз протекает тяжелее (температура обычно выше 39 °C), с более выраженной интоксикацией, однако без поражения верхних дыхательных путей. При пневмохламидиозе признаки ВП появляются сразу, а при орнитозе через 2–3 дня после начала болезни. При орнитозе часто отмечается увеличение печени и селезенки, что не характерно для пневмохламидиоза. Орнитоз протекает на фоне лейкопении, пневмохламидиоз сопровождается выраженным лейкоцитозом. Следует также помнить о возможности появления бронхообструктивного синдрома, характерного для пневмохламидиоза с тенденцией к переходу в хроническую форму.
При эпидемических вспышках пневмохламидиоза диагностика облегчается после этиологической расшифровки первых случаев ВП, тем более что вспышки продолжаются в течение нескольких месяцев.
Микоплазменная пневмония , обусловленная Mycoplasma pneumoniae , составляет от 5 до 15% всех ВП. В опытах на добровольцах установлено, что заражение микоплазмой чаще приводит к развитию бессимптомной инфекции или к синдрому острого воспаления дыхательных путей, реже развивается первичная микоплазменная ВП.
Первичные микоплазменные ВП развиваются в первые 3 дня болезни. При этих формах, как и при микоплазменном ОРЗ, также отмечаются воспалительные изменения слизистой оболочки верхних отделов респираторного тракта (ринофарингит, ларингит, трахеобронхит), но процесс одновременно захватывает и легочную ткань. На микоплазменную ВП в дальнейшем может наслоиться вторичная бактериальная инфекция, то есть ВП становится микоплазменно-бактериальной. Таким образом, ВП при микоплазмозе как осложнение и как первичное заболевание имеют много общего. Физикальные и рентгенологические данные не позволяют их дифференцировать между собой и от других ВП. При лабораторном подтверждении микоплазмоза ранние ВП можно считать преимущественно микоплазменными, а появившиеся на 5–7-й день от начала болезни и позднее - бактериальными.
Клиническая симптоматика не дает возможности провести дифференциальную диагностику этих ВП. О возможности микоплазменных ВП следует думать во время эпидемической вспышки ОРЗ во вновь сформированном коллективе. Из лабораторных методов наиболее эффективным является обнаружение микоплазм в мокроте с помощью иммунофлюоресцентного метода, позволяющего установить этиологию с первых дней болезни. Серологическое исследование (РСК с микоплазменным антигеном) пригодно лишь для ретроспективной диагностики. Учитывая большую частоту (до 80%) противомикоплазменных антител у здоровых лиц, диагностическим следует считать лишь нарастание титров антител в 4 и более раз при исследовании парных сывороток.
15.13. Специфическая профилактика внебольничных пневмоний
Вопросы профилактика ПИ как вакциноуправляемой инфекции сохраняется как в РФ, так и за рубежом. При этом значимая роль пневмококка при пневмониях отмечается экспертами ВОЗ и отечественными учеными.
Национальные цели и стратегические задачи развития РФ на период до 2024 г. определены Указом Президента РФ в 2018 г., где в один ряд с приоритетными национальными программами ставятся профилактические мероприятия как основное и наиболее эффективное направление в сфере охраны здоровья граждан страны. К таковым относится и вакцинация населения. Наибольшую эффективность вакцинации наблюдают в закрытых коллективах, где удается снизить заболеваемость в несколько раз.
Первые попытки создания и применения вакцин от ПИ были в 1911 г. когда проводили вакцинацию у работников по добыче золота в Южной Африке, а ее применение позволило снизить заболеваемость и смертность.
Фрагменты полисахаридной капсулы пневмококка для создания вакцин начали использовать уже в 1927 г. В эксперименте на животных такая вакцина показала значимый иммунный ответ против ПИ. Последующее изучение антигенов капсулы пневмококка дало возможность создать вакцины на основе его серотипов. В итоге были разработаны 4- и 6-валентные вакцины. Их выпускали до 1950 г. Затем были разработаны и 23-валентные полисахаридные вакцины. Позднее были получены конъюгированные полисахаридные вакцины против 7, 10 и 13 серотипов пневмококка, создающие более прочный и продолжительный иммунитет и в отличие от неконъюгированных вакцин. Совершенствование иммунного ответа в сторону более долговременного стало очередным этапом в разработке вакцин, стимулирующих Т-зависимый ответ на внедрение антигенов. Этот эффект наблюдали после использования в препарате конъюгации антигенов с белком-носителем, в качестве которого использовали нетоксичный вариант дифтерийного токсина - CRM 197. Специалисты ВОЗ, имея подтверждение о безопасности и эффективности пневмококковых вакцин, рекомендовали их включать во все национальные программы иммунизации населения. Известно, что антитела вырабатываются, начиная с первой недели вакцинации, а через 2–3 нед уровни антител увеличиваются в несколько раз более чем у 80% вакцинируемых. При этом иммунитет может сохраняться до 10 лет.
Ведущий фактор риска развития ВП - это полисахаридная капсула, которая является фактором патогенности пневмококка и осуществляет адгезию возбудителя к слизистой оболочке носоглотки. Капсула угнетает фагоцитоз, облегчает защиту пневмококка от антител и комплемента. Это приводит к снижению иммунорезистентности и развитию заболевания.
Серотипы S. pneumoniae распространены в человеческой популяции неодинаково. Носительство пневмококков является основным звеном в развитии ПИ. Считается, что назофарингеальная колонизация пневмококками в организованных коллективах достигает высоких показателей - от 35 до 70%. Снижение уровня носительства пневмококков в общей популяции людей способствует снижению частоты развития ПИ в разных возрастных группах. Носительство пневмококка является и одним из основных этапов развития острого среднего отита, при котором чаще всего определяются серотипы 3, 6А, 6В, 9V, 19А, 19F и 23F.
Доказано, что значимо противостоять угрозе распространения пневмококка возможно лишь рутинной иммунизацией, обеспечивающей максимальный охват циркулирующих в популяции штаммов.
Более выраженная капсула пневмококков обеспечивает большую устойчивость к бактерицидным факторам макроорганизма, но большая ее толщина препятствует инвазии через слизистую оболочку. И поэтому низкая иммуногенность и предрасположенность к длительному носительству отмечается у серотипа 3. При ВП, при которых обнаружен серотип 3, чаще отмечается тяжелое течение и выше летальность. Тяжелые ПИ вызывают серотипы 1, 4, 5, 7F и 18С. Эти серотипы способны лишь непродолжительно колонизировать слизистые оболочки, но обладают наибольшей предвоспалительной активностью и реже - антибиотикоустойчивостью.
У детей - серотипы 6B, 9V, 14, 19F, 23F, 6A и 19A могут вызывать как инвазивные, так и неинвазивные ПИ. Серотип 14 выделяется во всех регионах. В период 1990–2012 гг. чаще обнаруживали серотипы 1, 19А, 3, 14 и 7F, ответственные за осложненные формы пневмонии. Серотипы 1 и 19А обнаруживают чаще при развитии эмпиемы плевры, в плевральном выпоте. Серотипы 1 и 5 выделяются чаще при изучении вспышек ПИ.
Патогенность S. pneumoniae зависит от серотипа. Это определяет выбор серотипового состава в используемых вакцинах. Установлено влияние серотипа S. pneumoniae не только на развитие форм ПИ, но и на исход заболевания и влияние на качество жизни после перенесенной болезни. Кроме того, осложнения перенесенного заболевания чаще связывали при серотипе 6А, 22F и 33F у детей в возрасте до 5 лет и серотипом 31 у взрослых пациентов. И поэтому требуется проведение изучения всех серотипов S. pneumoniae , рассматриваемых как самостоятельные возбудители, с учетом возрастной структуры.
Интерес вызывает и вытеснение из циркуляции вакцинных серотипов пневмококка. При этом регистрируется рост заболеваемости ВП, при которых обнаруживаются серотипы, не входящие в состав вакцин, - эффект замещения циркулирующих серотипов - реплейсинг (от англ. replacing - замещать). Доказано, что заболеваемость ПИ, при которых обнаруживаются вакцинные серотипы, снижается как у взрослых, так и среди детей. Это наблюдается в странах с высокой долей охвата населения вакцинацией. После применения ПКВ7 стали чаще встречаться "невакцинные" серотипы, в первую очередь 19A, 7F, 3 и 1.
В результате иммунизации населения ПКВ13 носительство серотипа 19А снизилось. В многоцентровом исследовании циркуляции серотипов пневмококка в России чаще определяли у взрослых серотип 3 в 20,7%, а серотип 23F - в 17,2%. Доля серотипов 19F и 19А - по 13,8% .
В настоящее время при ВП чаще выделяются серотипы 24F, 22F, 8 и 15A в странах, применяющих ПКВ13, а в странах использующих ПКВ10 - чаще серотипы 19A и 3. Серотип 19А отмечали как основную причину при развитии иПИ в странах, применяющих ПКВ7, и в странах с низким охватом вакцинации населения. У данного серотипа отмечали высокую устойчивость к АМП. Важно отметить, что серотип 19F обнаруживают и при носительстве и при инвазивных и неинвазивных инфекциях, в том числе в странах с длительным периодом вакцинации. Применение ПКВ10 позволяет увеличить опсонофагоцитарную активность в отличие от ПКВ7 в 2 раза.
Популяционный эффект наблюдался в странах с высоким охватом вакцинацией и в странах, выполняющих рекомендации по оптимальному охвату. В странах, где нет системного подхода к вакцинации, популяционный эффект отмечается, но позже. Вероятно, эффект замещения обусловлен не только охватом вакцинацией, но и сроками иммунизации.
Специалистами ВОЗ признана и активно проводится работа по увеличению охвата населения вакцинацией, которая является единственным способом значимо повлиять на заболеваемость и смертность населения от ПИ, а кроме того и уменьшить циркуляцию резистентных к антибактериальным препаратам (АБП) пневмококков.
В настоящее время специфическая профилактика ПИ у взрослых предусматривает использование вакцин двух типов. Это полисахаридная неконъюгированная 23-валентная и полисахаридная конъюгированная 13-валентная. С 2011 г. к применению в России разрешена ПКВ13. Она содержит в своем составе до 90% (13) серотипов пневмококка, часто вызывающих угрожающие жизни патологии (бактериемии, сепсис, менингиты, инвазивные пневмонии, острые средние отиты и др.). Она является полисахаридной, как и вакцины ППВ23, но в отличие от них полисахариды индивидуально конъюгированы с дифтерийным белком - носителем СRM197 - адсорбированы на фосфате алюминия. Формирует T-зависимый и более прочный антипневмококковый иммунитет. Кроме того, она способствует формированию коллективного иммунитета, препятствующего циркуляции пневмококков в организованных коллективах. Исходя из таких преимуществ, рекомендации к применению конъюгированных вакцин детям с раннего возраста и взрослым многими авторами признаются обоснованными. Кроме того, защита населения в России от ПИ регламентируется законодательно (№ 157-ФЗ от 17.09.1998, приказ МЗ РФ № 125н от 21.03.2014).
Список литературы
-
Акользин В.В. Применение калиброванных петель в количественном анализе микрофлоры // Клиническая и лабораторная диагностика. 1992. № 1–2. С. 44–46.
-
Белобородов В.Б. Новые российские национальные рекомендации по нозокомиальной пневмонии // Болезни и антибиотики. М.: РМАПО, 2009. № 2. 15 с.
-
Биличенко Т.Н., Чучалин А.Г., Сон И.М. Основные итоги развития специализированной медицинской помощи больным пульмонологического профиля на территории Российской Федерации за период 2004–2010 гг. // Пульмонология. 2012. № 3. С. 5–17.
-
Биохимические методы исследования при неспецифических заболеваниях легких: метод. рекомендации / Министерство здравоохранения СССР. Гл. упр. лечеб.-профилакт. помощи, ВНИИ пульмонологии МЗ СССР; сост.: Н.В. Сыромятникова и др. Л., 1984. 20 с.
-
Внебольничная пневмония у взрослых: практические рекомендации // iDOCTOR. 2013. № 1. С. 48–53.
-
Внебольничная пневмония у взрослых: практические рекомендации по диагностике, лечению и профилактике: пособие для врачей / РРО МАКМАХ; сост.: А.Г. Чучалин и др. М., 2010. 82 с.
-
Говорин А.В., Горбунов В.В., Лукьянов С.А., Романова Е.Н. Прогностическое значение некоторых клинических и лабораторных показателей у больных пневмонией во время пандемии гриппа типа А (Н1N1) // Пульмонология. 2011. № 1. С. 41–45.
-
Государственный доклад Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека в 2019 году. М.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2020. 300 с. URL: https://www.rospotrebnadzor.ru/documents.
-
Государственный доклад Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека в 2020 году. М.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2021. 256 с. URL: https://www.rospotrebnadzor.ru/documents.
-
Дворецкий А.И. Пневмонии. Диагностика, лечение, геронтологические аспекты // Русский медицинский журнал. 1996. Т. 4, № 11. С. 684–694.
-
Замотаев И.П. Острые пневмонии // Болезни органов дыхания / под ред. Н.Г. Палеева. М.: Медицина, 1989. Т. 2 С. 17–102.
-
Ивашкин В.Т., Алексеев Г.К., Алексеев В.Г. и др. Анализ заболеваемости военнослужащих острой пневмонией и направления работы по ее профилактике и лечению // Военно-медицинский журнал. 1989. № 9. С. 22–27.
-
Игнатова Г.Л., Антонов В.Н. Эффективность вакцинопрофилактики пневмококковой инфекции у пациентов с ХОБЛ с различными индексами коморбидности // Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2017. Т. 16, № 5. С. 22–27.
-
Использование количественного метода для оценки тяжести и эффективности лечения больных острыми пневмониями и инфекционными деструкциями легких. Основы антибактериальной, противовирусной и иммунотерапии: методические рекомендации / Министерство здравоохранения СССР. Четвертое гл. упр. при Минздраве РСФСР, отдел вычислительной математики АН СССР; сост.: Н.В. Путов и др. Л., 1986. 47 с.
-
Казанцев В.А. Дифференциальная диагностика пневмоний в зависимости от этиологии // Новые Санкт-Петербургские врачебные ведомости. 2000. № 3. С. 13–25.
-
Клинико-организационный алгоритм ведения больных с внебольничной пневмонией (полная версия): методические рекомендации / под ред. А.Г. Чучалина. 2-е изд., перераб. и доп. М., 2012. 65 с.
-
Козлов Р.С. Пневмококки: прошлое, настоящее и будущее: монография. Смоленск: МакМАХ, 2005. 127 с.
-
Коровина О.В. Пневмонии // Новые Санкт-Петербургские врачебные ведомости. 1998. № 3. С. 15–22.
-
Котляров П.М. Методы медицинской визуализации в диагностике острой пневмонии // Пульмонология. 1997. Приложение. С. 44–49.
-
Кузьменков А.Ю., Трушин И.В., Авраменко А.А. и др. AMRmap: Интернет-платформа мониторинга антибиотикорезистентности // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2017. Т. 19, № 2. С. 84–92.
-
Кучмин А.Н., Акимкин В.Г., Синопальников А.И. и др. Диагностика, лечение и профилактика внебольничной пневмонии у военнослужащих МО РФ: методические указания / под ред. А.Б. Белевитина. М.: ГВКГ им. Н.Н. Бурденко, 2009. 66 с.
-
Микробиологические и иммунологические методы диагностики инфекционного процесса при неспецифических заболеваниях легких: методические рекомендации / Министерство здравоохранения СССР, ВНИИ пульмонологии МЗ СССР; сост.: Л.А. Вишнякова и др. Л., 1990. 27 с.
-
Новиков Ю.К. Госпитальные пневмонии // Русский медицинский журнал. 2000. Т. 8, № 12. С. 501–504.
-
Ноников В.Е., Зубков М.Н., Гугицидзе Е.Н. Этиология острой пневмонии у лиц пожилого и старческого возраста // Терапевтический архив. 1990. Т. 62, № 3. С. 30–34.
-
О проведении профилактических прививок отдельным группам граждан против пневмококковой инфекции в городе Москве по эпидемическим показаниям [Электронный ресурс]: постановление Главного государственного санитарного врача по городу Москве от 29.07.2016 № 8. Доступ из справочно-правовой системы «Гарант».
-
О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2017 году: Государственный доклад. М.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2018. 268 с.
-
Покровский В.И., Прозоровский С.В., Малеев В.В. и др. Этиологическая диагностика и этиотропная терапия острых пневмоний. М.: Медицина, 1995. 272 с.
-
Рациональная антибиотикотерапия пневмоний: методические рекомендации / ГВМУ МО РФ; сост.: А.И. Синопальников; под ред. А.Л. Ракова. М., 1996. 14 с.
-
Рачина С.А., Козлов Р.С., Шаль Е.П. и др. Структура бактериальных возбудителей внебольничной пневмонии в многопрофильных стационарах Смоленска // Пульмонология. 2011. № 1. С. 5–18.
-
Репник В.И. Ультразвуковое исследование в диагностике заболеваний легких и плевры // Медицинская визуализация. 1996. № 1. С. 39–48.
-
Северева Е.А. Вопросы ранней диагностики острых пневмоний // Терапевтический архив. 1979. Т. 51, № 1. С. 85–90.
-
Сильвестров В.П. Клиника и лечение затяжной пневмонии. Л.: Медицина, 1986. 288 с.
-
Сильвестров В.П., Федотов П.И. Пневмония. М.: Медицина, 1987. 247 с.
-
Синопальников А.И. Внебольничная пневмония у пожилых // Аллергология и пульмонология. 2011. № 1. С. 14–20.
-
Синопальников А.И., Романовских А.Г. Внебольничные инфекции нижних дыхательных путей у взрослых: диагностика и антимикробная химиотерапия (по материалам согласительных рекомендаций Европейского респираторного общества и Европейского общества по клинической микробиологии и инфекционным заболеваниям, 2011 г.) // Аллергология и пульмонология. 2012. № 3. С. 42–54.
-
Федосеев Г.Б., Коровина О.В. Острые пневмонии: руководство по пульмонологии / под ред. Н.В. Путова. М.: Медицина, 1984. С. 146–169.
-
Чучалин А.Г. Пневмония — актуальная проблема медицины // Терапевтический архив. 1995. Т. 67, № 3. С. 3–7.
-
Чучалин А.Г. Пневмония: актуальная проблема современной медицины // Materia Medica. 1995. № 4 (8). С. 5–10.
-
Чучалин А.Г., Синопальников А.И., Страчунский Л.С. Пневмония. М.: ООО Медицинское информационное агентство, 2006. 464 с.
-
Чучалин А.Г., Синопальников А.И., Чернеховская Н.Е. Пневмония. М.: Экономика и информатика, 2002. 480 с.
-
Яковлев В.Н., Алексеев В.Г. Неотложные состояния при острой пневмонии // Клиническая медицина. 1989. Т. 67, № 1. С. 132–136.
-
Яковлев Г.М., Казанцев В.А. Клинико-иммунологические особенности и профилактика повторных острых пневмоний // Военно-медицинский журнал. 1987. № 11. С. 38–39.
-
Яцышина С.Б., Спичак Т.В., Ким С.С. и др. Выявление респираторных вирусов и атипичных бактерий у больных пневмонией и здоровых детей за десятилетний период наблюдения // Педиатрия. 2016. Т. 95, № 2. С. 43–50.
-
American Thoracic Society. Guidelines for the Initial Management of Adults with Community-Acquired Pneumonia. Diagnosis Assesment of Severity and Initial Antimicrobial Therapy // Amer. Rev. of Resp. Dis. 1993. Vol. 148, N 5. P. 1418–1426.
-
Bariffi F., Sanduzzi A., Ponticiella A. Epidemiology of lower respiratory tract infections // J. of Chemoth. 1995. Vol. 7, N 4. P. 263–276.
-
Bartlett J.G. Diagnosis of bacterial infections of the lung // Clinics in Chest Medicine. 1987. Vol. 8, N 1. Р. 119–134.
-
Bartlett J.G., Breiman R.F., Mandell L.A., File T.M. Community-acquired pneumonia in adults: Guidelines for Management // Clinical Infectious Diseases. 1998. N 26. Р. 811–838.
-
Garibaldi R.A. Epidemiology of community-acquired respiratory tract infections in adults // Amer. J. Med. 1985. Vol. 78, Suppl. 6B. P. 32–37.
-
Isenberg H.D., Washington J.A. (II) Specimen Collection and Handling. Washington: American Society for Microbiology, 1991. P. 15–28.
-
Iwamoto К., Ichiyama S., Shimokata К., Nakashima N. Postoperative pneumonia in elderly patients: incidence and mortality in comparison with younger patients // Intern. Med. 1993. N 32. Р. 274–277.
-
Jokinen C., Heiskanen L., Juvonen H. et al. Incidence of community-acquired pneumonia in the population of four municipalities in eastern Finland // Am. J. Epid. 1993. Vol. 137, N 9. P. 977–988.
-
Latham-Sadler B.A., Morell V.W. Viral and atypical pneumonias // Primary Care; Clinics in Office Practice. 1996. Vol. 23, N 4. Р. 837–848.
-
Lieberman D. Atypical pathogens in community-acquired pneumonia // Clinics in Chest Medicine. 1999. Vol. 20, N 3. Р. 489–497.
-
Pomilla P.V., Brown R.B. Outpatient treatment of community-acquired pneumonia in adults // Arch. of Inter. Med. 1994. Vol. 54, N 16. Р. 1793–1802.
-
Ramsey K.M., de Shazo R.D. Clamydia pneumoniae: New diagnostic tools for detection of common pathogen // Chest. 1996. Vol. 110, N 3. Р. 593–594.
-
Sala-Mateus C., Puig de la Bellacasa J., Torres A. et al. Bacterias recubiertas de anticuerpos en el esputo de pacientes con neumonia neumococcica // Enferm. infecc. y microbiol. clin. 1989. Vol. 7, N 1. Р. 36–39.
-
Sheld W.M., Mandell G.L. Nosocomial pneumonia: pathogenesis and recent advances in diagnosis and therapy // Rev. Int. Dis. 1991. Vol. 13, Suppl. l9. P. 743–751.
-
Sopena N., Sabria-Leal M., Pedro-Botet M.L. et al. Comparative study of the clinical presentation of Legionella pneumonia and other community-acquired pneumonias // Chest. 1998. Vol. 113, N 5. Р. 1195–1200.
-
Welte T., Torres A., Nathwani D. Clinical and economic burden of community-acquired pneumonia among adults in Europe // Thorax. 2012. Vol. 67. Р. 71–79. URL: https://doi.org/10.1136/thx.2009.129502.
-
Woodhead M., Blasi F., Ewig S. et al. Guidelines for the management of adult lower respiratory tract infections // Eur. Respir. J. 2005. Vol. 26, N 3. Р. 1138–1180.
-
Woodhead M., Lim W., Baudouin S. et al. BTS guidelines for the management of community acquired pneumonia in adults: update 2009 // Thorax. 2009. Vol. 64, Suppl. III. III1–III55. URL: https://doi.org/10.1136/thx.2009.121434.
Глава 16. Туберкулез
Туберкулез - заболевание инфекционного генеза, вызываемое микобактериями из группы Mycobacterium tuberculosis complex , характеризуется поражением различных органов и тканей, появлением в пораженных органах мелких бугорков со склонностью к так называемому "творожистому" некрозу. Туберкулез остается основной проблемой здравоохранения во всем мире как вторая по частоте причина смерти от инфекций. Ранняя и достоверная диагностика туберкулеза чрезвычайно важна для выбора правильного лечения и предупреждения распространения заболевания.
В настоящее время классическая диагностика туберкулеза легких в ряде случаев становится затрудненной. Еще более проблематичной является диагностика внелегочного туберкулеза, при проведении которой на фоне широкого полиморфизма клинических проявлений приходится сталкиваться со следующими трудностями:
-
малая частота обнаружения возбудителя в исследуемом материале;
-
неэффективность использования рентгенологических и гистологических методов на начальных стадиях заболевания;
-
наличие локализаций и форм туберкулеза, при которых проведение бактериологических, рентгенологических и гистологических исследований неэффективно (собственно туберкулез глаз, туберкулезно-аллергические поражения глаз, туберкулезно-аллергические синовиты).
У больных ВИЧ-инфекцией туберкулезные поражения выявляются во много раз чаще, чем у всего населения, однако клинические и рентгенологические характеристики туберкулеза на фоне ВИЧ-инфекции часто атипичны. При этом туберкулез является основной причиной смерти у людей, живущих с ВИЧ [70].
Наиболее важными в диагностике легочного туберкулеза являются рентгенологические методы. Вместе с тем в распознавании этого сложного вида инфекционной патологии помогают клиницистам и лабораторные методы исследований. В первую очередь это относится к классическим бактериологическим методам этиологической диагностики - бактериоскопия и посев материала на элективные среды. Весьма информативен молекулярно-генетический метод выявления ДНК возбудителя туберкулеза в биологических материалах - ПЦР в режиме реального времени.
Разработаны и применяются лабораторные тесты определения стимулированного γ-интерферона и количества Т-лимфоцитов, продуцирующих γ-интерферон в ответ на антигены микобактерии туберкулеза (МБТ).
16.1. Этиология
В группу микобактерий туберкулезного комплекса (МБТК) входит собственно подвид Mycobacterium tuberculosis , а также подвиды М. bovis , М. africanum , М. caprae , М. pinnipedi , М. microti и М. canettii . Однако в основном туберкулез у человека вызывается микобактериями туберкулеза (Mycobacteruim tuberculosis ) и значительно реже - микобактериями бычьего типа (Mycobacteruim bovis ). Резервуаром M. tuberculosis является человек, M. bovis - животные. Возможна передача микобактерий бычьего типа от человека человеку.
МБТ имеют форму тонких прямых или слегка изогнутых неспорообразующих палочек. Тела палочек гомогенные или зернистые с невыпукло закругленными концами длиной 1–10 мкм, шириной 0,2–0,6 мкм. МБТ являются облигатными аэробами, факультативными внутриклеточными паразитами. Размножаются сравнительно медленно - одно деление за 12–20 ч. На плотных питательных средах (in vitro ) рост МБТ наблюдается в виде морщинистого или суховатого чешуйчатого налета.
Под действием различных факторов происходят значительные изменения как морфологических и тинкториальных, так и антигенных, вирулентных и других свойств МБТ [19]. Благодаря такой изменчивости возбудитель выживает в организме человека и длительно, иногда на протяжении всей жизни, персистирует в нем.
16.2. Отдельные патогенетические особенности туберкулеза
Патогенез туберкулеза очень сложен и недостаточно изучен, и пока нет общего мнения о полной картине развития заболевания. Остановимся на отдельных патогенетических особенностях туберкулезного процесса, которые необходимо учитывать при проведении лабораторной диагностики этого заболевания.
По данным ВОЗ, МБТ латентно инфицированы примерно 1/3 населения Земли [75]. По данным других источников, инфицированность населения МБТ к 25-летнему возрасту достигает 73–97%, но у подавляющего большинства заболевание не развивается, во всяком случае, его клинически выраженные формы. Сдерживание развития активного процесса обеспечивается формированием инфекционного иммунитета [20]. В силу ряда причин происходит снижение иммунного контроля, что приводит к реактивации инфекционного процесса [49].
Попадают МБТ в организм человека в основном с вдыхаемым воздухом, а кроме того через поврежденную кожу, слизистые оболочки, алиментарным путем. Внутриутробное заражение возможно через плаценту. Дополнительное инфицирование желудочно-кишечного тракта происходит при проглатывании мокроты, содержащей МБТ. МБТ могут поражать все органы и системы организма, при этом происходит образование специфических гранулем. Наиболее частой локализацией туберкулезного процесса являются легкие, но диагностика внелегочного туберкулеза представляет наибольшие трудности.
Основными клетками-мишенями для возбудителя туберкулеза являются альвеолярные макрофаги. M. tuberculosis также могут инфицировать нефагоцитирующие клетки альвеолярного пространства, включая M-клетки, альвеолярные эндотелиальные клетки, а также эпителиальные клетки типа 1 и типа 2 (пневмоциты) [26]. Клетки врожденного иммунитета связывают патоген-ассоциированные молекулярные паттерныM. tuberculosis Toll-подобными рецепторами (TLR) и нуклеотид-связывающими рецепторами олигомеризационного домена (NOD-подобными рецепторами). В результате такого распознавания развивается местная воспалительная реакция, сопровождающаяся увеличением числа макрофагов и дендритных клеток в инфицированных тканях легких и легочных лимфатических узлах.
Инфицированные макрофаги осуществляют свои бактерицидные функции, опосредованные продукцией активных форм кислорода или промежуточных соединений азота, а также экспрессией малых ГТФаз, которые регулируют эндосомный транспорт. Дендритные клетки фагоцитируют бактерии в ткани легких, мигрируют в дренирующие лимфатические узлы и инициируют иммунный ответ Т-лимфоцитов [19]. Клеточный иммунитет имеет большое значение в подавлении инфекции M. tuberculosis . Активация и CD4+ , и CD8+ -Т-клеток наблюдается при активной форме туберкулеза [53].
Т-клетки мигрируют в легочную ткань и продуцируют интерферон-γ в ответ на микобактериальные антигены, презентированные макрофагами. В свою очередь, интерферон-γ стимулирует формирование фаголизосом в макрофагах и продукцию этими клетками активных промежуточных соединений азота и кислорода для уничтожения внутриклеточных бактерий. В организме инфицированных лиц происходит и продукция В-клетками специфических антител против M. tuberculosis , вторичная по отношению к клеточному иммунному ответу, но вместе с тем являющаяся важным фактором иммунитета в системе защиты организма от туберкулеза. Однако все эти механизмы у восприимчивых индивидуумов не защищают от развития инфекции. В частности относительное содержание клеток, продуцирующих интерферон-γ, среди Th17 и Tfh при инфекционном процессе, вызванном M. tuberculosis , ниже, чем у здоровых людей. Эти нарушения касаются клеток центральной памяти, контролирующих периферические органы иммунной системы, и клеток эффекторной памяти, способных мигрировать в очаг проникновения МБТ [6].
При наличии предрасполагающих факторов фагоцитоз в макрофагах остается незавершенным. Происходит это в результате воздействия фермента, нарушающего слияние фагосомы с лизосомой. При первичном инфицировании легких в течение первой недели до 50% макрофагов содержат МБТ, при этом каждая клетка в свою очередь становится источником бацилловыделения. В результате незавершенного фагоцитоза не только сохраняется жизнеспособность патогена, но и происходит размножение M. tuberculosis внутри макрофагов. Кроме того, иммунная система не получает информации об его антигенных свойствах, так как макрофаг является антигенпрезентирующей клеткой - подготавливает антигены патогена и представляет их другим клеткам иммунной системы. При вторичном инфицировании в условиях сформированного иммунитета большинство бактерий разрушается, и только 3% макрофагов содержат МБТ. С макрофагами микобактерии попадают в регионарные лимфатические узлы. Из лимфатических узлов легких микобактерии через грудной проток попадают в кровь и с кровью распространяются по всему организму.
Специфичной для туберкулеза местной морфологической реакцией (очагом продуктивного воспаления) является туберкулезная гранулема (от лат. tuberculum - бугорок). В центре очага находится участок творожистого некроза (казеоза), вокруг которого расположены гигантские (многоядерные) клетки Пирогова–Лангханса и эпителиоидные клетки. Кроме того, в гранулеме имеются лимфоидные и плазматические клетки, на ее периферии - фибробласты.
В легких и других обсемененных органах и тканях может произойти заживление пораженных участков, часто сопровождающееся кальцинацией, хорошо видной на рентгенограммах. Однако такие участки в течение всей жизни инфицированного остаются потенциальным источником реактивации туберкулезного процесса. Обратный процесс - диссеминация может привести к милиарному туберкулезу или туберкулезному менингиту с высоким риском тяжелого течения и летального исхода, особенно у новорожденных и детей младшего возраста.
При нормальной реакции иммунной системы на МБТ через 4–8 нед после инфицирования или вакцинации БЦЖ (бацилла Кальметта–Герена) формируется нестерильный клеточный иммунитет, опосредованный Т-лимфоцитами. Его наличие можно проверить постановкой туберкулиновых проб, в ответ на которые в инфицированном организме развивается реакция гиперчувствительности замедленного типа, являющаяся, по сути, аллергической реакцией.
В результате первичного заражения M. tuberculosis у инфицированных развивается первичный туберкулез , который в начальной фазе характеризуется неразвитой иммунной реакцией, параспецифическими и обширными перифокальными реакциями, тропностью к генерализации процесса (диссеминации), позднее, при формировании иммунитета, - вероятным самоизлечением.
Вторичный туберкулез развивается в результате повторного заражения M. tuberculosis и/или реактивации старых очагов, формируется локально, в пределах органа (чаще - легкого), и проявляется в виде очага или инфильтрата (в результате распада ткани - каверны).
Патогенетические особенности туберкулезного процесса и характеристики M. tuberculosis определяют направления и перечень лабораторно-диагностических исследований при туберкулезе.
16.3. Методы лабораторной диагностики туберкулеза
История лабораторной диагностики туберкулеза берет начало с середины XIX в., когда выдающимся хирургом Н.И. Пироговым в 1852 г. было выполнено первое гистологическое исследование специфической гранулемы. Он описал гигантские клетки, содержащиеся в туберкулезном бугорке (многоядерные клетки Пирогова–Лангханса). Этиологическую лабораторную диагностику туберкулеза впервые осуществил немецкий бактериолог Роберт Кох в 1882 г., открывший возбудитель этого заболевания.
В настоящее время для лабораторной диагностики туберкулеза применяют целый ряд методов, так как по причине изменчивости возбудителя и патогенетических особенностей инфекционного процесса во многих случаях невозможно получить однозначное лабораторное заключение в результате применения только одного-двух методов.
Все методы лабораторной диагностики туберкулеза можно разделить на специфические (этиологические) и неспецифические.
16.3.1. Специфические методы лабораторной диагностики туберкулеза
В свою очередь, специфические методы по видам исследований можно разделить на несколько методологических групп. Бактериологические и молекулярно-генетические методы являются основным инструментом в лабораторной диагностике туберкулеза, они позволяют определять в организме больного присутствие возбудителя туберкулеза [18]. Если бактериовыделение не удается выявить, а клинически исключить туберкулез не представляется возможным, могут быть использованы цитогистологические методы, с помощью которых можно обнаружить специфические туберкулезные изменения (элементы гранулемы).
Лабораторным основанием для диагностики туберкулеза является бактериологическое обнаружение M. tuberculosis либо выявление ДНК МБТК или гистологическое выявление специфических туберкулезных изменений (гранулемы).
С помощью иммунологических методов можно определить не только антигены МБТ, но и оценить реакцию иммунной системы на инфекцию, что в комплексе с результатами других исследований является важной диагностической информацией.
16.3.1.1. Бактериологические методы
Бактериоскопия. Стандартной методикой является окраска препарата карболфуксином по Цилю–Нельсену (Ziehl–Neelsen) с последующей микроскопией при 1000-кратном увеличении. Эта методика должна выполняться в условиях клинических лабораторий, начиная с уровня поликлиник, и входит она в поликлинический и клинический минимум обследования пациента, страдающего кашлем с мокротой, - 3-кратное микроскопическое исследование мокроты на кислотоустойчивые микобактерии (КУМ). Бактериоскопия мокроты должна проводиться и больным хроническими заболеваниями органов дыхания и мочевыводящей системы, а также работникам неблагополучных по туберкулезу животноводческих хозяйств.
При обнаружении в мазке в одном поле зрения 5 и более кислотоустойчивых микобактерий вероятность получения положительного результата посева материала на питательные среды значительно возрастает. Отсутствие в мазке КУМ не исключает выявления ДНК МБТК в том же образце биологического материала.
Метод люминесцентной микроскопии основан на способности липидов МБТ связывать люминесцентные красители, которые светятся под воздействием коротких синих и ультрафиолетовых лучей. Большая контрастность микроскопической картины дает возможность проводить исследования при малых увеличениях, что, значительно расширяя поле зрения, позволяет выявить единичные микобактерии и, таким образом, делает метод особенно ценным при исследовании олигобациллярного материала. Этот метод позволяет увеличить выявляемость МБТ по сравнению с возможностями обычной световой бактериоскопии [47].
Метод микроскопического исследования кислотоустойчивых микобактерий с окраской по Цилю–Нельсену или люминесцентными красителями имеет несколько преимуществ - позволяет быстро получить результаты, прост в выполнении, характеризуется низкой себестоимостью. Однако данным методом может быть получен положительный результат при анализе образца, содержащего не менее 105 кл./мл, поэтому он обладает низкой чувствительностью, но его клиническая специфичность превышает 95% [20]. Методы предварительной обработки образцов, такие как концентрация, седиментация, позволяют повысить чувствительность метода микроскопии мазка.
Необходимо иметь в виду, что кислотоустойчивость является свойством не только МБТК, но и всех прочих микобактерий, а также различную степень кислотоустойчивой окраски можно наблюдать и у других микроорганизмов, таких как Rhodococcus, Nocardia, Legionella , а также цисты Cryptosporidium и Isospora . В связи с этим обнаружение КУМ в материале требует идентификации возбудителя другими методами этиологической диагностики.
Посев на питательные среды. Выделение культуры M. tuberculosis в клинических образцах - значительно более чувствительный метод диагностики, чем микроскопия мазка, но получить ответ о наличии туберкулезной инфекции можно лишь через несколько недель.
Посев мокроты выполняют на классические элективные твердые среды (Левенштайна–Йенсена и др.). При этом рост первых колоний отмечают только через 4–8 нед. До появления молекулярных тестов на лекарственную устойчивость выделение M. tuberculosis и использование культуры являлось необходимым условием для последующего фенотипического анализа лекарственной чувствительности. В результате время анализа удваивается.
В настоящее время имеются автоматизированные системы для выявления возбудителей инфекционных заболеваний, в том числе и возбудителей туберкулеза. Так, например, автоматизированная система BACTEC (Becton, Dickinson and Company, США), в которой применяются высокоселективные жидкие среды, позволяет обнаружить рост микобактерий в течение 1–2 нед с помощью детекции продукции микобактериями двуокиси углерода или потребления ими кислорода.
Биологический метод. До появления молекулярно-генетических методов биологический метод считался наиболее чувствительным. Однако в случаях, когда в исследуемом материале содержатся микобактерии, высоко устойчивые к препаратам изоникотиновой кислоты, не всегда удавалось получить развитие генерализованного туберкулеза, так как такие микобактерии иногда оказывались невирулентными или маловирулентными для морских свинок.
Современные культуральные и молекулярно-генетические методы являются более информативными, поэтому биологические пробы с заражением морских свинок на практике не используют.
16.3.1.2. Молекулярно-генетические методы
Применение молекулярно-генетических методов для определения ДНК МБТК в клинических образцах позволяет в короткие сроки осуществлять диагностику туберкулеза. Быстрота определения имеет особое значение в случаях идентификации патогенов, отличающихся замедленным ростом. Кроме того, молекулярно-генетические методы имеют неоспоримое превосходство над культуральными в случаях, когда в образце содержатся нежизнеспособные и/или некультивируемые микобактерии.
Анализ молекулярной гибридизации с ДНК-зондами. ДНК-зонды представляют собой последовательности нуклеиновых кислот, комплементарные специфическим участкам ДНК МБТК.
Технология HAIN. Данная технология называется по имени фирмы Hain Lifescience GmbH (ФРГ), которая производит анализаторы и тест-системы с использованием ДНК-зондов, применяемых в бактериологии для идентификации M. tuberculosis в выделенной культуре, а также для определения нетуберкулезных микобактерий.
Технология ДНК-стрипов. В этой разновидности молекулярно-генетических исследований ДНК-зонды иммобилизованы на стрипе.
Метод полимеразной цепной реакции. Этот метод является наиболее широко применяемым из семейства молекулярно-генетических исследований. Метод ПЦР основан на ферментативной амплификации участков генома M. tuberculosis и дальнейшей детекции и идентификации полученных ампликонов. Поскольку проводится избирательная амплификация фрагментов ДНК, строго специфичных только для МБТК, то значение специфичности ПЦР-анализа может составлять до 100%. Порог обнаружения ДНК M. tuberculosis методом ПЦР составляет 100–200 КОЕ/мл.
В ПЦР-диагностике туберкулеза для исследований используют практически любые биологические жидкости и биоптаты тканей, включая парафиновые блоки гистологических препаратов тканей. При невозможности получения удовлетворительных образцов мокроты у пациентов с подозрением на туберкулез легких методом ПЦР удается обнаружить МБТ в смывах из глотки и ротовой полости.
ПЦР-анализ образцов мокроты от пациентов с симптомами легочного туберкулеза показывает следующие результаты: чувствительность 94,0–96,0%, специфичность 94,4–94,8%, положительное прогностическое значение 80,0–78,3, отрицательное прогностическое значение 99,1–98,6. Совместное использование в ПЦР-анализе двух или трех систем амплификации позволяет повысить чувствительность определения до 98%. При исследовании трех образцов от пациента чувствительность метода может достигать 100%.
Опыт показывает, что в разных лабораториях при использовании одних и тех же коммерческих тест-систем можно получить значения чувствительности, специфичности, положительного и отрицательного прогностического значения с разницей до 30%. Это объясняется тем обстоятельством, что на эффективность ПЦР-анализа существенным образом влияют метод подготовки клинического материала, а также соблюдение технологических условий для исключения контаминации образцов.
GeneXpert-MTB/RIF (Cepheid Inc., США) является автоматизированным методом анализа амплификации нуклеиновых кислот, который включает полностью интегрированные и автоматизированные этапы пробоподготовки, амплификации и детекции с использованием ПЦР в реальном времени, обеспечивая получение результатов исследования в течение 100 мин, как наличия МБТК, так и их устойчивости к рифампицину. В клинических испытаниях получены положительные результаты у 92,2% МБТ-позитивных в культуре пациентов [57]. Однако удобная картриджная технология имеет свои недостатки - высокую стоимость и определение лекарственной устойчивости только к одному препарату - рифампицину.
Среднее время анализа составляет менее 1 дня для методов микроскопии и ПЦР, при бактериологических посевах - 17 дней для жидких сред и более 30 дней - для твердых сред. Таким образом, ПЦР-анализ помогает усовершенствовать диагностику туберкулеза, в первую очередь за счет сокращения сроков обследования и увеличения чувствительности.
Преимущества ПЦР демонстрируются и в случаях внелегочных форм инфекции, при которых туберкулезную этиологию процесса удается установить с помощью ПЦР-анализа в 2 раза чаще, чем культуральным методом. В частности, метод ПЦР применяют для срочного установления диагноза у больных с подозрением на туберкулезный менингит, что позволяет своевременно начать этиотропную терапию. Для анализа используют цереброспинальную жидкость.
Применение системы с использованием ДНК-зондов позволяет в несколько раз по сравнению с культуральным методом сократить время, необходимое для выявления МБТ. Наиболее перспективным для применения в практических лабораториях оказался метод ПЦР в режиме реального времени, позволяющий проводить не только идентификацию микобактерий туберкулеза, но и выполнять их количественную оценку в клинических образцах и определять гены устойчивости у МБТК к противотуберкулезным препаратам.
16.3.1.3. Цитогистологические методы
Главная задача цитогистологических методов в лабораторной диагностике туберкулеза - это обнаружение специфических туберкулезных изменений (элементов гранулемы). В зависимости от локализации специфического процесса по возможности производится пункция пораженного органа или ткани с последующим цитогистологическим исследованием полученного материала. Ниже приведены описания некоторых таких исследований и их результаты.
Исследование мокроты и бронхоскопического материала. У больных туберкулезом, как и хроническими воспалительными заболеваниями легких, можно встретить в мокроте комплексы эпителиальных клеток, потерявших характерную для выстилки бронха морфологию. Часть из них может даже образовывать ассоциации с атипическими клетками. В нативных препаратах в некоторых из этих комплексов можно увидеть клетки реснитчатого эпителия, реснички которых находятся в мерцательном движении. Закономерное увеличение содержания клеток бронхиального эпителия в мокроте отмечается после бронхоскопии.
Достаточно редко можно видеть в мокроте гигантские клетки Пирогова–Лангханса и эпителиоидные клетки, что встречается не только при туберкулезе, но и при саркоидозе Бека. Значительно чаще в препаратах присутствуют многоядерные легочные макрофаги, которые также относятся к клеткам специфической гранулемы.
Исследование промывных вод бронхов больных, которые не выделяют мокроту, обладает невысокой эффективностью, так как введенная в дыхательные пути жидкость при откашливании омывает только их верхние отделы и полость рта и содержит в основном только клетки плоского эпителия и слизь.
При туберкулезе легких нет характерной цитологической картины содержимого бронхов. Взятие материала непосредственно из пораженных участков бронха позволяет выявлять в части случаев элементы туберкулезной гранулемы.
Исследования пунктатов лимфатических узлов. Е.Д. Тимашев (1953) выделил пять стадий туберкулезного лимфаденита на основании сопоставления цитологических, гистологических и клинических данных.
На первой стадии - гиперпластической - характерные для туберкулеза клеточные элементы еще отсутствуют, в таком случае повторную пункцию назначают через 2–3 нед.
Вторая стадия - гранулематозная. На фоне гиперплазии лимфоидной ткани развиваются туберкулезные бугорки. Расположение специфических изменений ткани в пораженном лимфатическом узле имеет гнездный характер, поэтому не всегда при первой пункции удается получить диагностически информативный материал. В удачно взятом пунктате видны все элементы туберкулезной гранулемы.
Третья стадия характеризуется массивным казеозным распадом ткани лимфатического узла. В пунктате - беловатого цвета субстрат творожистой или крошковатой консистенции. Микроскопически в мазках - фиолетового цвета детрит, состоящий из глыбок и островков, которые представляют собой остатки распавшихся клеток. Вишневого цвета крапчатость обусловлена остатками ядерного хроматина. При обызвествлении лимфатического узла препарат дополнительно содержит большое количество бесцветных кристаллов солей.
Аналогичный распад ткани по типу творожистого некроза наблюдается также при злокачественных опухолях и при лимфогрануломатозе. Для подтверждения туберкулезного характера поражения необходимо найти среди детрита сохранившиеся лимфоидные клетки, в то время как при новообразованиях в детрите присутствуют клетки злокачественной опухоли. Вместе с тем лимфоидные клетки обнаруживаются в пунктатах и при лимфогранулематозе, и при некоторых разновидностях ретикулосарком, в то время как характерные для этих заболеваний патологические элементы полностью распадаются.
Четвертая стадия - гнойное расплавление лимфатического узла. Пунктат - гной. Положительный результат выдается при обнаружении в гное элементов туберкулезной гранулемы и/или МБТ.
Пятая стадия - фиброзная - характеризуется значительным уменьшением и уплотнением пораженного лимфатического узла вследствие развития фиброза. Пунктат зачастую получить не удается, или материал очень скуден. Иногда в пунктат может попасть небольшое количество уплотнившегося казеоза, еще реже - другие элементы туберкулезной гранулемы.
Исследование соскобов стенки свища при туберкулезных поражениях различной локализации. Содержимое соскоба стенки свища обычно имеет характерную для неспецифического воспаления морфологию "активного" гноя с содержанием клеток ретикуло-гистиоцитарного ряда и клеток регенерационной ткани. Если поражение обусловлено туберкулезным процессом, то в препарате обнаруживаются элементы туберкулезной гранулемы: эпителиоидные клетки и гигантские клетки Пирогова–Лангханса.
16.3.1.4. Иммунологические методы
Определение специфических антител к микобактериям туберкулеза
Методы определения специфических антител к МБТ в литературе иногда называются серологическими методами, но это неправильный термин, так как при лабораторной диагностике туберкулеза антитела могут выявляться не только в сыворотке крови (serum ), но и в тканях пораженных органов.
Как показали многочисленные исследования, выявление специфических антител к МБТ методом ИФА не может быть эффективно использовано при скрининге туберкулеза, как, например, выявление антител к ВИЧ при скрининге ВИЧ-инфекции, в силу его недостаточной чувствительности и специфичности. Число ложноположительных результатов, получаемых при использовании отечественных и зарубежных тест-систем, составляло от 5 до 10%. При этом у больных туберкулезом положительные результаты исследования регистрировались только в 45–70% случаев, поэтому отсутствие в крови специфических антимикобактериальных антител не является основанием для исключения диагноза туберкулеза, особенно в случаях специфического процесса внелегочной локализации.
Ни один из существующих коммерческих тестов для определения антител к МБТ не показывает достаточной чувствительности и специфичности, которые могли бы быть рекомендованы для диагностического применения [76]. ВОЗ выступает против использования этих тестов, поскольку они не смогли ни заменить микроскопию мокроты, ни послужить дополнительным тестом для исключения туберкулеза [72].
Вместе с тем продолжение исследований, направленных на изучение антител различных классов к наиболее значимым антигенам МБТ, показало, что диагностическими маркерами, позволяющими различать наличие или отсутствие активного туберкулеза, являются IgA против антигена 16 кДа и IgA против MPT64 с чувствительностью и специфичностью 90%/90% и 95%/90% соответственно [38].
Переход Mycobacterium tuberculosis из "спящего" в "активное" состояние сопровождается изменениями в экспрессии мембранных антигенов. Получены данные, что определение в крови уровней антител IgM к мембранным антигенам и IgA к Acr (латентному альфа-кристаллину) позволяет различать латентную и активную формы туберкулеза [23, 69].
Появление коммерческих тест-систем для выявления видов специфических антител к новым антигенам Mycobacterium tuberculosis , возможно, пополнит арсенал лабораторных методов диагностики туберкулеза.
Определение антигенов микобактерий туберкулеза
Метод ИФА
Липоарабиноманнан является одним из основных антигенов МБТ [19]. Присутствие липоарабиноманнана в мокроте и моче обнаруживается методом ИФА при легочном туберкулезе, в моче - при внелегочном. Однако при этом чувствительность и специфичность анализа липоарабиноманнана претерпевает существенные колебания, связанные с формой и стадией заболевания, а также с наличием сопутствующей патологии, в первую очередь ВИЧ-инфекции [29]. Применение электрохемилюминесцентного иммуноанализа при обследовании лиц с предполагаемым туберкулезом позволило достичь более высокой диагностической чувствительности для липоарабиноманнана и ESAT-6: в моче - 93 и 65% соответственно, а в крови - 55 и 46% соответственно [59].
При определении антигена M. tuberculosis ESAT-6 в цереброспинальной жидкости методом ИФА у пациентов с туберкулезным менингитом как с бактериологическим подтверждением, так и только с клиническими симптомами значения чувствительности и специфичности составили 88% и 92% соответственно [60].
Выпуск производителями тест-систем ИФА для выявления антигенов Mycobacterium tuberculosis в биологических жидкостях, возможно, позволит улучшить лабораторную диагностику туберкулеза.
Метод иммунополимеразной цепной реакции
Для детекции микобактериальных антигенов и антител иммуноферментный анализ является наиболее часто используемым методом, но его возможности ограничены при низкой концентрации аналитов. Несколько позже метода ПЦР была предложена технология иммуно-ПЦР, которая сочетает в себе преимущества ИФА с экспоненциальной степенью усиления сигнала ПЦР. На первом этапе метода обнаруживаются искомые антигены с помощью специфических антител, меченных двухцепочечной ДНК. Далее эта метка используется для генерации сигнала с помощью ПЦР. Благодаря эффективности амплификации нуклеиновых кислот, иммуно-ПЦР превосходит ИФА по чувствительности в 10–1000 раз.
Так, иммунодоминантный фосфатсвязывающий гликолипопротеин PstS1 (38 кДа), секретируемыйM. tuberculosis , был обнаружен методом ИФА у больных при легочном туберкулезе и туберкулезном менингите и рассматривался в качестве биомаркера для диагностики именно активного туберкулеза [36]. Определение PstS1 с помощью иммуно-ПЦР позволило получить более высокие значения чувствительности по сравнению с обнаружением других антигенов МБТ (ESAT-6, CFP-10 и т.д.) в случае как легочного, так и внелегочного туберкулеза [50, 51].
Внеклеточные везикулы, находящиеся во многих жидкостях организма , содержат ряд биомаркеров. У больных туберкулезом во внеклеточных везикулах мочи обнаруживаются биомаркеры Mycobacterium tuberculosis - липоарабиноманнан и белок CFP-10. Применение иммуно-ПЦР для определения этих биомаркеров в образцах мочи позволило достичь более высокой чувствительности и специфичности по сравнению с методом ИФА как у пациентов с легочным туберкулезом, так и внелегочным туберкулезом [42].
После разработки коммерческих тест-систем метод иммуно-ПЦР, возможно, будет внедрен в практику в качестве дополнительного теста для быстрой диагностики туберкулеза.
Анализ продукции интерферона-γ, стимулированной антигенами МБТ
Одной из основных задач в борьбе с туберкулезом является диагностика латентной туберкулезной инфекции. Для этого до недавнего времени применялся только туберкулиновый кожный тест (ТКТ - проба Манту с 2 ТЕ). В данном тесте исследуется иммунный ответ хозяина in vivo на антигены M. tuberculosis . Для этой же цели было предложено in vitro исследование - анализ продукции интерферона-γ (interferon-γ release assays, IGRA).
Иммунный ответ на инфекцию Mycobacterium tuberculosis опосредуется преимущественно активацией Т-клеток. В рамках этого ответа Т-клетки сенсибилизируются к антигенам МБТ, а активированные эффекторные Т-клетки, как CD4+ , так и CD8+ , вырабатывают цитокин интерферон-γ при стимуляции этими антигенами.
Метод ELISPOT (от англ. Enzyme-Linked ImmunoSpot - связанное с ферментом иммунное пятно) был разработан в 1983 г. группой исследователей под руководством C. Czerkinsky для определения энтеротоксина, продуцируемого Escherichia coli . Энтеротоксины связывались с ганглиозидом GM1, иммобилизованным на твердой фазе, и с помощью иммуноферментной процедуры визуализировались как темные пятна вокруг кишечных палочек.
В 1994 г. H.M. Surcel и соавт. использовали метод ELISPOT в диагностике туберкулеза для обнаружения Т-клеток, секретирующих ИЛ-4 и интерферон-γ в ответ на антигены МБТ молекулярной массой 38 и 19 кДа. Однако результаты исследований не позволили использовать этот тест в клинической практике.
A.L. Sorensen и соавт. (1995) изучали реакцию Т-клеток, полученных от зараженных людей, на различные фракции фильтратов из культур M. tuberculosis и М. bovis . В результате были выделены антигены, которые являются основными целями клеточного иммунного ответа. Ранний секретируемый антиген ESAT-6 и белок фильтрата культуры CFP-10 оказались наиболее специфичными для МБТК и, что немаловажно, отсутствуют у M. bovis BCG .
На основании этих исследований A.A. Pathan и соавт. (2000), используя анализ ELISPOT для детекции интерферона-γ, провели исследование сенсибилизации Т-клеток к антигену ESAT-6, и сделали вывод о защитной роли ESAT-6-специфичных CD8+ Т-клеток в длительном контроле M. tuberculosis у инфицированных людей.
В 2005 г. T. Meier и соавт. опубликовали первые результаты клинических исследований с использованием коммерческого теста T-SPOT.TB (Oxford Immunotec, UK). Данная модификация ELISPOT позволяет обнаруживать Т-клетки, сенсибилизированные к ESAT-6 и CFP-10, с использованием метода ex vivo . В тесте осуществляется регистрация числа чувствительных к М. tuberculosis Т-клеток путем детекции интерферона-γ вокруг Т-клеток, которые его секретировали.
В том же году G. Ferrara и соавт. (2005) сообщили о результатах обследования пациентов при помощи коммерческого теста QuantiFERON-TB Gold (Qiagen, ФРГ). В образец крови, стабилизированной антикоагулянтом, добавляют антигены ESAT-6, CFP-10 и TB7.7(p4) и после инкубации в плазме образца измеряют концентрацию интерферона-γ. Результаты исследования свидетельствовали о возможности применения этого теста для диагностики туберкулезной инфекции.
Появление тестов определения выброса интерферона-γ - одно из самых важных событий в истории борьбы с туберкулезом в последние сто лет. Преимущество использования этого теста для обнаружения туберкулезной инфекции заключается в высокой специфичности, которая обеспечивается благодаря использованию антигенов M. tuberculosis , кодируемых в области различий RD1. Этот геномный сегмент отсутствует у БЦЖ и у других микобактерий, поэтому результаты γ-интерфероновых тестов не зависят от предыдущей вакцинации БЦЖ.
Эти тесты не позволяют дифференцировать скрытую и активную формы туберкулеза, но подходят для последовательного тестирования, поскольку они могут быть повторены без бустерного эффекта [55] и не требуют дополнительной явки пациента для регистрации результата исследования.
При обследовании пациентов с диссеминированными изменениями в легких иммунологическими методами in vitro и in vivo получены данные, которые свидетельствуют о сопоставимой чувствительности QuantiFERON™-TB Gold и пробы Манту с 2 ТЕ, тогда как T-SPOT.TB показывает более высокую чувствительность по сравнению с этими тестами. Тесты могут быть полезны при диагностике туберкулеза без бактериовыделения, а также рекомендованы для проведения дифференциальной диагностики туберкулеза и саркоидоза органов дыхания [2, 12, 73].
К следующему поколению методов лабораторной диагностики туберкулеза относятся такие, как анализ маркера активации T-клеток, который использует иммунные ответы хозяина в качестве диагностического биомаркера [26], и транскриптомные методы, которые позволяют выявлять маркеры, имеющие не только диагностическое, но и прогностическое значение [35].
16.3.2. Неспецифические методы лабораторной диагностики туберкулеза
К неспецифическим методам лабораторной диагностики туберкулеза относятся общеклинические, биохимические методы исследования и методы анализа летучих органических соединений.
16.3.2.1. Общеклинические методы
Клинический анализ крови. Изменения показателей периферической крови при туберкулезе лишены специфичности, однако гемограмма помогает диагностировать фазу туберкулезного процесса и оценить тяжесть клинического течения заболевания.
Изменения гематологических показателей зависят, с одной стороны, от локализации, характера и тяжести течения инфекционного процесса, с другой - от состояния организма, его компенсаторных резервов. Гемограмма характеризует скорее фазу процесса, чем его клиническую форму. Например, у больных с распространенными деструктивными формами туберкулеза при компенсации процесса и отсутствии свежих воспалительных изменений картина крови может быть нормальной.
Обострение туберкулезного процесса сопровождается, как правило, палочкоядерным сдвигом нейтрофилов, лимфопенией и увеличением СОЭ. Общее содержание лейкоцитов находится у большинства больных в пределах нормы. Только острое и тяжелое течение заболевания характеризуется повышением содержания лейкоцитов в крови до 15×109 /л. Нейтрофильный сдвиг лейкоцитарной формулы влево при этом становится более значительным. При тяжелом течении заболевания (особенно при милиарном туберкулезе) может возникнуть лейкемоидная реакция миелоидного типа.
Купирование острого процесса вызывает нормализацию указанных изменений, появляется лимфоцитоз. Нейтропения и лимфоцитоз могут наблюдаться при хроническом гематогенно-диссеминированном и очаговом туберкулезе.
При интерпретации гемограммы необходимо учитывать возможное побочное токсическое действие антибактериальных препаратов. Они нередко вызывают эозинофилию, в отдельных случаях - лейкоцитоз, а чаще лейкопению вплоть до агранулоцитоза [19].
Анализ мокроты. Характер мокроты при туберкулезе легких слизистый или слизисто-гнойный. Примесь крови может свидетельствовать о кавернозной форме заболевания, когда происходит разрушение кровеносных сосудов, и возможно появление свежей крови вместе с мокротой при кашле. Мокрота при наличии каверн содержит рисовые тельца ("линзы Коха"), эластические волокна, различные кристаллы. При хронических бронхитах мокрота содержит значительно меньшее количество белка.
Для фазы распада при туберкулезе легкого характерна "триада Эрлиха" - наличие в мокроте кислотоустойчивых микобактерий, эластических волокон, кристаллов холестерина и солей кальция.
Анализ бронхоальвеолярного лаважа. Активация туберкулезного процесса в легких сопровождается некоторым снижением содержания альвеолярных макрофагов и резким возрастанием количества нейтрофилов. В неактивной фазе отмечаются снижение содержания лимфоцитов и небольшое повышение количества альвеолярных макрофагов.
Анализ плеврального выпота. При обнаружении у больного избыточного скопления жидкости в плевральной полости необходимо проводить дифференциальную диагностику туберкулеза и других патологических состояний, сопровождающихся плевральным выпотом. Динамическое равновесие между секрецией и всасыванием жидкости плеврой обеспечивает в плевральной полости содержание малого количества жидкости. В результате нарушения указанного равновесия происходит избыточное накопление плевральной жидкости.
На первом этапе диагностического алгоритма необходимо определить характер жидкости. Выделяют два вида избыточной плевральной жидкости - транссудат (жидкость невоспалительного характера) и экссудат (жидкость воспалительного характера). Механизм их образования различен.
При туберкулезе экссудат накапливается в результате воспалительного процесса, который сопровождается повышением проницаемости плевры для белка. Поражение внутригрудных лимфатических узлов МБТ приводит к нарушению оттока лимфы и существенному уменьшению всасывания альбумина париетальной плеврой.
Дифференцировать экссудат от транссудата можно на основании результатов одновременно выполненных общеклинического и биохимического (определение активности ЛДГ) исследований крови и плевральной жидкости (табл. 16-1). Общеклинический анализ плевральной жидкости предусматривает определение ее внешнего вида (цвет, мутность, вязкость) и запаха, относительной плотности, содержания белка, проведение пробы Ривальта и микроскопии окрашенного мазка с изучением клеточного состава, а также подсчета в камере Горяева абсолютного количества лейкоцитов и эритроцитов. Ввиду того, что клеточный состав плеврального выпота обычно скуден, мазок готовят из полученного концентрата.
Показатель | Транссудат | Экссудат |
---|---|---|
Относительная плотность плевральной жидкости |
Менее 1015 г/л |
Более 1015 г/л |
Концентрация белка в плевральной жидкости |
Менее 30 г/л |
Более 30 г/л |
Белок плевральной жидкости/белок сыворотки |
Менее 0,5 |
Более 0,5 |
ЛДГ плевральной жидкости/ЛДГ сыворотки |
Менее 0,6 |
Более 0,6 |
Реакция Ривальта |
Отрицательная |
Положительная |
Лейкоциты, 106 /л |
Менее 1000 |
Более 1000 |
Примечание : ЛДГ - лактатдегидрогеназа.
В экссудате количество лейкоцитов больше, чем в транссудате, отношение содержания белка в плевральной жидкости к содержанию его в сыворотке более 0,5, отношение активности ЛДГ в плевральной жидкости к ее уровню в сыворотке превышает 0,6.
Применение указанных критериев не всегда эффективно. Достоверными признаками туберкулезного процесса могут быть:
Кроме того, комплексное исследование, включающее определение ДНК МБТК в плевральной жидкости методом ПЦР и тест определения выброса интерферона-γ, является эффективным в дифференциальной диагностике плевритов [4, 58, 64].
При туберкулезе образуется серозный экссудат, как и при стафилококковой, стрептококковой инфекциях, сифилисе. Цитограмма в начальной стадии туберкулезного плеврита нередко бывает пестроклеточной, в силу чего его приходится дифференцировать с лимфогранулематозом. Особое диагностическое значение для туберкулеза имеет обнаружение лимфоцитоза (более 50% в лейкограмме) в плевральной жидкости, что, однако, характерно и для злокачественного процесса. Наличие нейтрофильных гранулоцитов в стадии дегенеративного распада на фоне детрита и обильной микрофлоры свидетельствует о тяжести процесса. Эозинофилия плевральной жидкости (более 10%) часто связана с наличием воздуха или крови в плевральной полости (выпотной жидкости). Нарастание количества моноцитов в выпотной жидкости при воспалительных реакциях является благоприятным признаком.
При затяжной форме в плевральной жидкости появляется большое количество плазматических клеток.
При дифференцировании туберкулезного и неопластического процессов необходимо проводить цитологическое исследование плевральной жидкости. В 40–80% случаев, если причиной появления экссудата является злокачественное новообразование, в плевральной жидкости находят атипичные клетки.
Острый панкреатит иногда сопровождается плевральным выпотом. В этом случае активность амилазы в плевральной жидкости в 2 раза и более выше, чем в сыворотке крови.
Исследование цереброспинальной жидкости. Лабораторные исследования цереброспинальной жидкости (ЦСЖ) проводят при подозрении на туберкулезный менингит. У половины больных туберкулезный менингит возникает на фоне активного туберкулезного процесса, чаще всего у больных с гематогенно-диссеминированным туберкулезом легких (у 1/3 больных - милиарного). Положительная туберкулиновая проба выявляется только у половины больных туберкулезным менингитом. При отсутствии активного процесса на ранних стадиях болезни значительные трудности представляет дифференциальная диагностика менингитов туберкулезной и вирусной этиологии.
В дифференциальной диагностике решающее значение имеют результаты лабораторного исследования ЦСЖ. Рост M. tuberculosis в культуре может наступить не ранее 5 нед, поэтому в первую очередь принимают во внимание результаты определения ДНК МБТК методом ПЦР в реальном времени и выявление КУМ в образце ликвора. Дополнительную информацию можно получить при определении клинико-биохимических показателей ЦСЖ. Снижение содержания глюкозы в ЦСЖ на фоне даже незначительных признаков нарушения функций глазодвигательных нервов свидетельствует в пользу туберкулезного поражения плевры.
ЦСЖ при туберкулезе имеет серозный характер, обычно выявляют низкую концентрацию глюкозы и увеличение количества лимфоцитов. Концентрация белка повышена, что обусловливает при отстаивании жидкости в течение суток появление нежной фибриновой пленки, напоминающей сетку или паутинку, которая служит материалом в исследованиях для поиска микобактерий.
Нарастание содержания белка в ЦСЖ приводит к формированию типичного для туберкулезного менингита синдрома белково-клеточной диссоциации, суть которого в многократном увеличении концентрации белка (до 30 г/л) на фоне умеренного цитоза, близкого к норме или незначительно ее превышающего (100–600 кл./мкл).
16.3.2.2. Биохимические исследования
C-реактивный белок (СРБ) является короткоцепочечным представителем суперсемейства пентраксинов. Действуя как бактериальный опсонин, он является одним из самых первых изученных и ранних индикаторов воспаления, вызванного бактериальными инфекциями и иммунопатологическими заболеваниями [59].
Немаловажным является и определение содержания витамина D в крови, поскольку у больных туберкулезом отмечен его дефицит. До разработки противотуберкулезных препаратов высокие дозы витамина D и терапия солнечным светом использовались в качестве основного средства лечения туберкулеза [24], хотя действие витамина D на иммунные функции еще не было изучено.
Позже выяснилось, что многие иммунные клетки экспрессируют рецептор витамина D (VDR), включая Т-клетки, В-клетки, дендритные клетки и макрофаги [28]. Витамин D может ингибировать рост M. tuberculosis в культивируемых макрофагах человека [33], а также стимулирует продукцию антимикробных факторов, включая антимикробный пептид кателицидин (hCAP18) и β-дефенсин-4, которые участвуют в эрадикации МБТ [45]. Однако исследования, посвященные изучению эффективности высоких доз витамина D как дополнения к лечению активного туберкулеза антибиотиками, не показали положительного эффекта [43].
Одна из возможных гипотез о расхождении результатов между in vitro и in vivo заключается в том, что противотуберкулезные препараты могут нарушать метаболизм витамина D и, следовательно, индукцию hCAP18 макрофагами. Показано, что противотуберкулезные препараты первого ряда блокируют индуцированную витамином D экспрессию hCAP18 в культивируемых моноцитах человека in vitro и в мононуклеарных клетках периферической крови у взрослых пациентов с впервые выявленным туберкулезом [63].
16.3.2.3. Методы анализа летучих органических соединений
Летучие органические соединения (ЛОС), выделяемые бактериями туберкулеза, могут определяться как в клиническом материале - в выдыхаемом воздухе, моче и в воздухе над мокротой, так и над бактериальной культурой. Измерения проводят с помощью метода хромато-масс-спектроскопии [25]. Обнаружены различия спектра ЛОС в моче больных туберкулезом и здоровых людей [48]. Использование подобных приборов создает основу для разработки портативных устройств под названием "электронный нос", с помощью которого можно быстро исследовать ЛОС в клиническом материале для выявления туберкулеза.
Электронный нос (EN) представляет собой электронное устройство, состоящее из набора сенсоров химических веществ в сочетании с системой распознавания образов. Имеется удачный опыт выявления различий в спектрах ЛОС образцов мокроты [25] и выдыхаемого воздуха от больных туберкулезом и здоровых людей с помощью этого анализатора [65]. Принцип работы электронного носа заключается в имитации обонятельной системы млекопитающих, которая с высокой чувствительностью позволяет анализировать летучие органические соединения. Благодаря его портативности, отсутствию необходимости в реагентах и других расходных материалах, скорости и удобству использования, метод имеет большой потенциал для обследования в отдаленных районах больших групп пациентов с подозрением на туберкулез.
16.4. Лабораторная диагностика туберкулеза
16.4.1. Диагностика латентной туберкулезной инфекции
"Золотого стандарта" диагностики латентной туберкулезной инфекции (ЛТИ) до настоящего времени не существует [63, 72]. Для выявления инфицированных МБТ применяют туберкулиновую кожную пробу (ТКП) и анализ продукции интерферона-γ (IGRA). Однако для получения валидных результатов исследований необходимо, чтобы у обследуемых пациентов был полноценный иммунный ответ. Кроме того, эти тесты не позволяют надежно оценить прогрессирование ЛТИ к стадии активного заболевания.
γ-Интерфероновые тесты более точны и специфичны в диагностике латентного туберкулеза и имеют более высокую положительную прогностическую значимость для оценки развития туберкулеза, чем ТКП (проба Манту) [27, 32], в том числе и при обследовании ВИЧ-инфицированных пациентов [52]. Вместе с тем отрицательный результат проведения тестов, основанных на технологии определения продукции интерферона-γ, например, коммерческих тестов QuantiFERON-TB Gold и T-SPOT.TB, не исключает латентную туберкулезную инфекцию или активный туберкулезный процесс. И поэтому диагностика не должна основываться только на результатах ТКП или анализа определения продукции интерферона-γ в качестве единственного метода. Однако получение положительного результата хотя бы одного из этих тестов должно послужить сигналом для обследования контактных лиц и определения причины позитивности этих тестов.
По диагностике латентной туберкулезной инфекции эксперты ВОЗ (2018) формулируют следующие принципы [72].
-
Для диагностики ЛТИ могут использоваться ТКП или анализ продукции Т-лимфоцитами интерферона-γ (IGRA-тест). (Сильная рекомендация, очень низкое качество доказательств. Новая рекомендация.)
-
Люди, живущие с ВИЧ и имеющие положительный результат ТКП, получают более значительную пользу от профилактического лечения по поводу туберкулеза, чем лица с отрицательными ТКП;. Таким образом, проведение ТКП может быть использовано там, где это осуществимо для выявления таких больных. (Сильная рекомендация, высокое качество доказательств. Существующая рекомендация.)
-
Проведение диагностики ЛТИ посредством ТКП или IGRA-теста не является обязательным условием для начала профилактического лечения по поводу туберкулеза у людей, живущих с ВИЧ, или у детей в возрасте до 5 лет, контактировавших с больными туберкулезом в домашних условиях.
16.4.2. Диагностика туберкулеза у детей
Диагностика туберкулеза у детей представляет собой особую проблему, которая обусловлена отсутствием явных и специфических рентгенологических и лабораторных диагностических признаков, а также олигобациллярной природой заболевания [39, 44, 56, 71, 74]. Особенность детского организма заключается в возможности самопроизвольного излечения от туберкулеза путем отграничения очага воспаления с последующим формированием на месте поражения петрификатов или фиброза окружающей ткани, что не является полноценным излечением. У многих из этих детей сохраняется активность процесса или в более старшем возрасте развивается его реактивация [1].
Дети и подростки имеют более высокий риск перехода от инфицирования к заболеванию туберкулезом, чем взрослые. В частности, дети в возрасте до 4 лет имеют наибольший риск развития диссеминированного туберкулеза, в том числе поражения ЦНС [31]. Заболеваемость подростков в возрасте 15–17 лет регистрируется более достоверно, чем детей в возрастной группе 0–14 лет, поскольку у них преобладают выраженные формы туберкулеза, сопровождающиеся значительными рентгенологическими изменениями и нередко бактериовыделением.
Проба Манту с 2 ТЕ является самым старым скрининг-тестом на инфицированность МБТ, представляет собой учет реакции гиперчувствительности замедленного типа на микобактериальные антигены и характеризуется низкой чувствительностью и специфичностью [22].
Лабораторные тесты IGRA лишены перекрестной реактивности, поскольку в них используются специфические антигены, отсутствующие у M. bovis BCG и многих других видов нетуберкулезных микобактерий, что позволяет обследовать детей, вакцинированных БЦЖ. Эти тесты применимы к детям, имеющим полноценные CD4+ Т-клетки, функция которых может быть недостаточной у детей младше 2 лет или инфицированных ВИЧ.
Диаскинтест, или аллерген туберкулиновый рекомбинантный, является кожным тестом, как и проба Манту, но обладает большей чувствительностью и специфичностью, поскольку проводится не с туберкулином PPD-L (очищенным белковым дериватом Линниковой), а с рекомбинантным белком, содержащим антигены МБТ - ESAT-6 и CFP-10. Однако при проведении массового скрининга у детей с отягощенным аллергологическим анамнезом и ожирением имеются случаи ложноположительных результатов пробы с диаскинтестом, которые не подтверждаются в IGRA-тестах [13].
Наиболее эффективно применение IGRA-тестов при целевом тестировании детей, имеющих хотя бы один фактор риска туберкулеза, в том числе в случае контакта с больными туберкулезом. Если результаты первичных кожных и/или IGRA-тестов отрицательны, то исследование рекомендуется повторить через 8–12 нед после последнего известного контакта с больным туберкулезом. Необходимо учитывать, что использование этих тестов для обследования детей младше 3 мес нерационально, так как иммунная реактивность IV типа у них может быть еще не сформирована. Также необходимо помнить, что введение вакцины БЦЖ может помешать интерпретации пробы Манту, которая может быть положительной как при инфекции Mycobacterium tuberculosis , так и после вакцинации БЦЖ. Диаскинтест и IGRA-тесты в этом плане более специфичны, так как в них используются антигены, присущие только МБТК.
Ослабленная система иммунитета является фактором риска заболевания туберкулезом, поэтому дети со злокачественными опухолями и дети, которые будут получать значительную иммуносупрессивную терапию, должны быть обследованы на инфекцию МБТ, поскольку иммуносупрессия может привести к реактивации скрытой инфекции и привести к заболеванию туберкулезом [31].
У детей с ослабленным иммунитетом IGRA-тесты следует интерпретировать с учетом положительного контроля чувствительности лимфоцитов. Так, в случае выявления недостаточной контрольной реактивности лимфоцитов результаты IGRA-теста расцениваются как неопределенные и считаются недействительными.
Для диагностики ЛТИ у детей старше 2 лет можно использовать IGRA-тесты или кожные пробы, при этом IGRA-тесты предпочтительнее, поскольку имеют более высокую специфичность [57, 68]. Положительный результат IGRA-тестов следует считать возможным показателем инфекции, а отрицательный не может исключить диагноз ЛТИ, поскольку чувствительность к прогрессированию заболевания кожных и IGRA-тестов составляет 50–75% [68] и должен интерпретироваться в комплексе с другими клиническими данными. Неопределенный или недействительный результат IGRA-тестов не должен использоваться для принятия клинических решений [68, 63].
Американской педиатрической академией рекомендован ежегодный скрининг на туберкулез ВИЧ-инфицированным детям в возрасте от 3 до 12 мес (у перинатально инфицированных), а также у детей старшего возраста при первичном выявлении ВИЧ-инфекции [57]. Для ВИЧ-инфицированных детей старше 12 мес с уровнем в крови CD4+ -клеток менее 200 кл./мкл при отрицательном результате первичных IGRA-тестов или кожных проб повторное тестирование следует проводить, когда содержание CD4+ -клеток составит ≥200 кл./мкл, так как первоначальное исследование может быть ложноотрицательным вследствие иммуносупрессии. Это очень важно, так как по установкам ВОЗ дети с положительными результатами иммунологических тестов должны получать лечение противотуберкулезными препаратами [72].
Подтверждением диагноза туберкулеза у детей является непосредственное обнаружение возбудителя или выявление специфических гистологических изменений. Культуральный бактериологический метод является "золотым стандартом" теста на туберкулез с пределом обнаружения около 10–100 колониеобразующих единиц на миллилитр (КОЕ/мл) при посеве на твердые или жидкие среды. Однако у детей его чувствительность составляет 7–40% из-за олигобациллярной природы заболевания в этой возрастной категории [66]. Кроме того, недостатком метода является его длительность (до 6 нед).
Микроскопия мазка на КУМ и определение ДНК МБТК методом ПЦР выполняются намного быстрее, чем культуральный метод, но эти тесты также зависят от бактериальной нагрузки, и чувствительность их снижается в условиях олигобациллярного туберкулеза у детей [75], что существенно ограничивает их диагностические возможности.
Получение образцов мокроты у детей младшего возраста является отдельной проблемой. Применяют такие методы, как желудочная аспирация или индукция мокроты с носоглоточной аспирацией. Альтернативным методом получения образцов является "струнный тест" (string test), в котором ребенок глотает желатиновую капсулу, содержащую нейлоновую струну (нить). Капсула в желудке растворяется, а окружающая микрофлора сорбируется на нейлоновой нити, которую через 2–4 ч извлекают и для выполнения культурального метода, и для молекулярно-генетических исследований. Метод выполним для детей, которые способны проглотить капсулу. Кроме того, по содержанию МБТ в образцах этот метод сопоставим с индукцией мокроты с помощью распыления 5% раствора натрия хлорида небулайзером [37]. Обнаружение МБТ в кале может выполняться на анализаторе GeneXpert MTB/RIF [41] и с использованием наборов реагентов российского производства.
Другие биомаркеры, которые показали хороший результат у взрослых, такие как анализ антител в супернатанте лимфоцитов [27] и анализ мочи на липоарабиноманнан [67], не показали диагностической значимости у детей.
Определение активности ферментов печени в крови перед началом противотуберкулезной терапии считается оправданным для детей с заболеваниями печени в анамнезе, ожирением и ВИЧ-инфекцией, а также для детей, получающих гепатотоксичные препараты [72].
Лабораторный мониторинг (сывороточные аминотрансферазы, билирубин и международное нормализованное соотношение каждые 2–4 нед) оправдан при определении исходно высокой активности ферментов печени в крови и у пациентов с риском гепатотоксичности. Кроме того, лабораторные исследования необходимы у детей при развитии клинических симптомов повреждения печени, которые сохраняются более нескольких дней (тошнота, рвота, боли в животе, недомогание).
В настоящее время точного метода диагностики туберкулеза у детей не существует, поэтому, учитывая низкую чувствительность современных диагностических инструментов, отрицательный тест не исключает наличия у них заболевания [34].
16.4.3. Диагностика туберкулеза при ВИЧ-инфекции
Диагностика туберкулеза у пациентов с ВИЧ-инфекцией представляет существенные трудности в связи с его нетипичным течением [11]. Рентгенологическая диагностика туберкулеза у данной категории больных осложнена, что обусловлено большим спектром легочной патологии с похожими рентгенологическими признаками [21]. Кроме того, бактериовыделение при сочетании туберкулеза и ВИЧ-инфекции наблюдается только в половине случаев [9].
Скрининг латентной туберкулезной инфекции традиционно проводят с применением кожных тестов. Однако у пациентов с ВИЧ-инфекцией, сопровождающейся иммуносупрессией, регистрируется высокая доля ложноотрицательных результатов. Применение IGRA-тестов позволяет выявить латентную туберкулезную инфекцию у пациентов с ВИЧ-инфекцией в большей части случаев, чем применение пробы с Диаскинтестом и ТКТ [14]. При обследовании тестом ELISPOT больных с ВИЧ-инфекцией и впервые выявленным туберкулезом легких с бактериовыделением и контрольной группы больных ВИЧ-инфекцией без признаков активного туберкулеза этот метод показал чувствительность 84% и специфичность 89% [10]. При этом чувствительность IGRA-тестов ожидаемо снижается по мере уменьшения содержания CD4+ Т-лимфоцитов в крови пациентов. При низком уровне СD4+ -лимфоцитов в крови более целесообразно использовать в диагностике туберкулеза методы молекулярно-генетических технологий и биопсию периферических/внутригрудных лимфатических узлов [7].
У больных ВИЧ-инфекцией с изолированным туберкулезным плевритом чувствительность выявления ДНК МБТК методом ПЦР в экссудате составила 68,6%, а в сочетании с ПЦР-исследованием биоптата плевры - 91,2%, что оказалось сопоставимым с чувствительностью гистологического метода исследования биоптатов плевры и значительно выше, чем при применении культуральных методов [3].
16.5. Алгоритмы лабораторной диагностики туберкулеза легких
16.5.1. Диагностика туберкулеза легких у взрослых
Для постановки диагноза туберкулеза органов дыхания в лабораториях противотуберкулезных учреждений применяется следующая диагностическая схема [16].
-
Дифференциация МБТ от нетуберкулезных микобактерий по культуральным признакам и по результатам ПЦР, метода ДНК-зондов и протеомного масс-спектрометрического анализа.
-
Определение лекарственной чувствительности возбудителя фенотипическими методами (культивирование МБТ в присутствии противотуберкулезных препаратов) и генотипическими методами (выявление специфических мутаций, связанных с резистентностью к изониазиду, рифампицину, этамбутолу, амикацину или канамицину, офлоксацину).
16.5.2. Диагностика туберкулеза органов дыхания у детей
Диагностика включает несколько этапов исследований [15]. По результатам туберкулинодиагностики, а также IGRA-тестов, если таковые выполнялись в медицинских учреждениях общей лечебной сети, дети направляются в специализированную противотуберкулезную службу, где проводятся следующие лабораторные методы исследования:
Клинические анализы:
-
общий анализ крови: интоксикационный синдром отсутствует - изменений нет; умеренные проявления - увеличение СОЭ; выраженный интоксикационный синдром - умеренный лейкоцитоз, высокие показатели СОЭ, анемия;
-
общий анализ мочи, как правило, остается без изменений. Патологические изменения в моче диктуют необходимость углубленного обследования с целью исключения туберкулеза мочевыводящей системы.
Двукратное исследование диагностического материала (мокроты, промывных вод бронхов, желудка, мочи) на наличие МБТ бактериологическими и молекулярно-генетическими методами. При обнаружении микобактерий проводится дифференцирование МБТ от нетуберкулезных микобактерий. В случае обнаружения МБТ проводится определение лекарственной чувствительности возбудителя к рифампицину и изониазиду или только к рифампицину ускоренными методами.
Во время лечения туберкулеза больным с выделением МБТ (КУМ) проводятся посевы мокроты (промывных вод желудка). По окончании лечения исследуется не менее двух образцов. При возможности забора патологического материала проводится гистологическое исследование для морфологической верификации диагноза.
16.6. Алгоритмы лабораторной диагностики внелегочного туберкулеза
Диагностика внелегочного туберкулеза часто сложна и основана на клинических, рентгенологических, бактериологических и гистологических данных. Внелегочная патология является олигобациллярной, кроме того, отбор проб для исследований в большинстве случаев трудно получить, поэтому диагноз часто носит предположительный характер. Быстрые и специфичные молекулярно-генетические тесты амплификации нуклеиновых кислот значительно облегчили диагностику некоторых форм внелегочного туберкулеза. Однако их чувствительность низка при этих видах туберкулезной патологии, и отрицательный результат тестов не отменяет диагноз.
При внелегочном туберкулезе проводят комплекс исследований, соответствующих особенностям пораженного органа. Наиболее часто процесс локализуется в плевре и лимфатических узлах [3].
Для лабораторной диагностики внелегочного туберкулеза используют любой доступный для исследования материал в соответствии с локализацией процесса: исследование плевральной, синовиальной, асцитической жидкостей, осадка мочи, эякулята, секрета предстательной железы, менструальной крови, отделяемого из уха, отделяемого свищей, пунктатов, биоптатов, ликвора, а также операционного материала с применением следующих методов:
Тестирование на ВИЧ следует предлагать всем пациентам с подозрением на внелегочный туберкулез. Это объясняется тем, что внелегочный туберкулез у больных ВИЧ-инфекцией является показанием к раннему началу антиретровирусного лечения, кроме того, у них высока вероятность быстрого прогрессирования туберкулеза без адекватной терапии.
Для успешного лечения нужна быстрая и качественная этиологическая диагностика туберкулеза. Использование автоматизированных систем культурального исследования сокращает время определения лекарственной чувствительности возбудителя до 3–4 нед вместо 3 мес при классических методиках, а молекулярно-генетические методы позволяют в считанные часы определить в материале генетические маркеры МБТК и наличие мутаций, ассоциированных с лекарственной устойчивостью. Ускоренные методы лабораторной диагностики значительно повышают вероятность эффективного лечения больных [8].
16.6.1. Туберкулезный лимфаденит
При подозрении на туберкулезный лимфаденит выполняют исследования аспирационного материала из лимфатических узлов и абсцессов или биоптатов тканей. Если объем аспирата недостаточен, то для исследований можно использовать иссеченный фрагмент ткани.
Исследования материала культуральными методами посева на твердые или жидкие среды и микроскопии мазка по Цилю–Нельсену во внелегочных образцах являются неоптимальными [46]. Если фистула сформировалась, то микроскопия отделяемого гнойника по Цилю–Нельсену, вероятно, покажет наличие КУМ. Цитологические исследования могут выявить большинство других важных причин увеличенных лимфатических узлов, включая злокачественные опухоли и другие инфекции.
Применение молекулярно-генетических методов наряду с культуральными методами улучшает диагностику внелегочного туберкулеза [46].
16.6.2. Туберкулезный плеврит
Необходимо помнить, что у больных ВИЧ-инфекцией экссудативный плеврит является наиболее распространенной формой внелегочного туберкулеза с высокой смертностью, поэтому в алгоритм включен тест на ВИЧ-инфекцию.
В учреждениях первичной медико-санитарной помощи рекомендовано выполнять следующий лабораторный диагностический минимум [17]:
-
4) при наличии изменений в легких - общий анализ мокроты, посев мокроты на флору, исследование мокроты на опухолевые клетки;
-
5) исследования плевральной жидкости:
-
исследование физических свойств (количество, цвет, характер, прозрачность, цитоз и его формула, относительная плотность, проба Ривальта);
-
цитологическое исследование окрашенных препаратов с обязательной цитограммой и исследованием на опухолевые клетки;
-
биохимическое исследование (определение белка, глюкозы, рН, активности амилазы, ЛДГ);
-
бактериологическое исследование на неспецифическую микрофлору.
-
При выявлении экссудата необходимо проведение обследования, направленного на верификацию его генеза:
В противотуберкулезном учреждении проводится углубленное обследование пациента по следующей диагностической схеме [17].
-
При выявлении МБТ необходимо выполнить определение лекарственной чувствительности (бактериологическими методами) или лекарственной устойчивости - ЛУ (молекулярно-генетическими методами). В случае выявления устойчивости к изониазиду или рифампицину исследование лекарственной чувствительности к этим препаратам молекулярно-генетическими методами не должно дублироваться бактериологическим методом. Определение лекарственной устойчивости к препаратам резервного ряда проводится после выявления ЛУ/множественной лекарственной устойчивости (МЛУ) к препаратам основного ряда. При двукратном подтверждении устойчивости возбудителя в дальнейшем исследование к этим препаратам может не проводиться.
Диагностический материал, полученный при торакоскопии, подлежит обязательному цитологическому, гистологическому и микробиологическому исследованиям (микроскопия на КУМ, молекулярно-генетическая детекция МБТ, посев на МБТ, определение лекарственной устойчивости молекулярно-генетическими и лекарственной чувствительности - микробиологическими методами).Прямые (абсолютные) лабораторные признаки туберкулезного плеврита:
Косвенные лабораторные признаки туберкулезного плеврита:
По рекомендациям ВОЗ (2007) при подозрении на туберкулезный плеврит необходимо предпринять следующие ключевые шаги:
-
немедленная аспирация жидкости из плевральной полости, аликвоты аспирата помещают в одну простую пробирку и две пробирки с антикоагулянтом;
-
если видимые сгустки образуются в аспирационной жидкости в течение нескольких минут после его помещения в простую пробирку (без антикоагулянта), то это подтверждает высокое содержание белка в жидкости, что свидетельствует о туберкулезе;
-
отсутствие образования сгустка в аспирационной жидкости не исключает туберкулеза, необходим лабораторный анализ аспирата для определения содержания белка (≥30 г/л у пациентов с туберкулезным экссудатом, но может быть ниже в части случаев) и подсчета лейкоцитарной формулы (ожидается ≥50% лимфоцитов в туберкулезном экссудате).
Данный тест позволяет быстро и с малыми затратами определить туберкулезную природу плеврита с выпотом.
16.6.3. Туберкулезный менингит
Туберкулезный менингит является распространенной инфекцией ЦНС. Характерные клинические, визуализирующие параметры и параметры ЦСЖ помогают клиницистам быстро поставить предположительный диагноз, который позволяет им начать эмпирическое противотуберкулезное лечение.
Есть несколько форм менингита, с которыми необходимо проводить дифференциальную диагностику, такие как пиогенный менингит, грибковый менингит, саркоидоз, менингеальные метастазы и менингеальный лимфоматоз. Информативность посева образца ЦСЖ на жидкую среду (система BACTEC) выше, чем на твердую среду (Lowenstein–Jensen). При этом для получения результата посева на жидкой среде требуется 8–10 дней против 8 нед на твердой среде [30, 40]. Анализ ЦСЖ методом ПЦР в режиме реального времени отличается от культурального метода более высокой чувствительностью для диагностики туберкулезного менингита и короткими (1 день) сроками исполнения [54], поэтому в настоящее время является предпочтительным методом.
Микробиологическая идентификация возбудителя менингита позволяет, как можно раньше начать адекватное лечение. Отрицательный результат лабораторных исследований не исключает микобактериальную туберкулезную инфекцию головного мозга.
16.6.4. Другие формы внелегочного туберкулеза
Другие формы внелегочного туберкулеза могут быть подтверждены посредством биопсийного материала культуральными, молекулярно-генетическими и гистологическим (цитологическим) методами.
Краткие схемы диагностики внелегочного туберкулеза с использованием быстрых тестов (ВОЗ, 2007)
Туберкулез лимфатического узла (периферического)
Актуальные исследования:
Туберкулезный плеврит
Актуальные исследования:
Примечание: * аспират следует поместить в сухую пробирку без антикоагулянта, чтобы наблюдать его внешний вид и свертывание. Вторая аликвота должна быть помещена в изолированную пробирку с антикоагулянтом для клинического анализа крови и определения содержания белка.
Интерпретация результатов быстрых тестов
Признаки туберкулезной этиологии плеврита
Аспирационная жидкость:
Признаки нетуберкулезной патологии
Аспирационная жидкость:
Диссеминированный туберкулез
Актуальные исследования:
Интерпретация результатов быстрых тестов
Признаки диссеминированного туберкулеза:
Туберкулезный менингит
Актуальные исследования:
Интерпретация результатов быстрых тестов
Признаки туберкулезного менингита:
Признаки нетуберкулезной этиологии менингита:
16.7. Влияние препаратов, применяемых в терапии туберкулеза, на лабораторные показатели
Препараты, применяемые для лечения туберкулеза, в ряде случаев характеризуются наличием побочных эффектов, которые проявляются не только клинически, но и в изменении лабораторных показателей (как в повышении, так и их понижении). Кроме того, необходимо иметь в виду, что ряд препаратов оказывает влияние на проведение самой аналитической процедуры, тем самым искажая результат исследования (табл. 16-2).
Показатели | Эффект | Препараты |
---|---|---|
Показатели крови |
||
Билирубин (диазореакция - метод Ендрашека) |
Повышение |
Рифампицин* |
Глюкоза |
Повышение |
Глюкокортикоиды, Гепарин♠ , изониазид, индометацин и другие нестероидные противовоспалительные средства |
Мочевина |
Повышение |
Глюкокортикоиды; препараты, обладающие нефротоксическим действием |
Мочевая кислота |
Снижение |
Салицилаты (в больших дозах), индометацин |
Холестерин |
Снижение |
Канамицин |
Натрий |
Повышение |
Глюкокортикоиды, Бутадион♠ |
Калий |
Повышение |
Изониазид |
Хлориды |
Повышение |
Глюкокортикоиды |
Аланинаминотрансфераза |
Повышение |
Изониазид |
Аспартатаминотрансфераза |
Повышение |
Изониазид |
Альфа-амилаза |
Повышение |
Глюкокортикоиды |
Щелочная фосфатаза |
Повышение |
Изониазид, препараты с гепатотоксическим действием |
Пролактин |
Повышение |
Изониазид |
Показатели мочи |
||
Белок |
Повышение |
Препараты, обладающие нефротоксическим действием |
Глюкоза |
Повышение |
Глюкокортикоиды, индометацин, изониазид |
Тест на гематурию или гемоглобинурию |
Может быть положительным |
Индометацин |
Креатинин |
Повышение |
Глюкокортикоиды |
*Оказывает влияние на результат проведения самой аналитической процедуры.
Препараты, применяемые в терапии туберкулеза, обладают:
16.8. Контроль эффективности антимикобактериальной терапии
Контрольные обследования больных туберкулезом проводят для оценки переносимости химиотерапии. Обязательными компонентами контрольного обследования являются [8]:
-
клинические анализы крови и мочи, проводимые в фазе интенсивной терапии не реже 1 раза в месяц, а в фазе продолжения терапии - 1 раз в 3 мес;
-
определение содержания в крови билирубина, АЛТ, АСТ, проводимое в фазе интенсивной терапии не реже 1 раза в месяц, а в фазе продолжения терапии - 1 раз в 3 мес;
-
определение клиренса креатинина - ежемесячно у больных с почечной недостаточностью или СД;
-
определение содержания калия в сыворотке крови ежемесячно при назначении антибактериальных и противотуберкулезных лекарственных препаратов второго и третьего ряда;
-
определение содержания тиреотропного гормона - каждые 6 мес при назначении протионамида и/или аминосалициловой кислоты;
-
исследование мочевой кислоты при назначении пиразинамида и других лекарственных препаратов, влияющих на обмен пуринов.
***
В настоящее время "золотыми стандартами" диагностики туберкулеза являются бактериологический культуральный метод посева мокроты и ПЦР-анализ ДНК МБТК. Микроскопия мазка по Цилю–Нельсену не входит в этот перечень, поскольку этим методом выявляются кислотоустойчивые бактерии, к которым относятся все микобактерии.
Ни один из известных методов лабораторной диагностики туберкулеза не обладает стопроцентной чувствительностью и специфичностью. Также не существует теста для определения различий между стадиями туберкулеза и для прогнозирования развития клинической картины туберкулеза. И поэтому в диагностической работе необходимо стремиться применять комплекс исследований и интерпретировать их результаты только с учетом клинической картины заболевания, эпидемиологических данных, а также рентгенологических и других методов диагностики туберкулеза.
Список литературы
-
Аксенова В.А., Леви Д.Т. Туберкулез у детей и подростков // Биопрепараты. Профилактика, диагностика, лечение. 2012. Т. 44, № 1. С. 22–27.
-
Белокуров М.А., Старшинова А.А., Журавлев В.Ю. и др. Возможности иммунологических методов в дифференциальной диагностике саркоидоза и туберкулеза органов дыхания // Журнал инфектологии. 2015. Т. 7, № 2. С. 98–104.
-
Владимиров К.Б., Журавлёв В.Ю., Марфина Г.Ю., Иванов А.К. Этиологическая диагностика туберкулезного плеврита у больных ВИЧ-инфекцией // Медицинский альянс. 2015. № 1. С. 82–83.
-
Косарева О.В., Скорняков С.Н., Цвиренко С.В. и др. Возможности современной лабораторной диагностики плевритов туберкулезной этиологии // Вестник Уральской медицинской академической науки. 2018. Т. 15, № 3. С. 353–361.
-
Котович Д.С. Диагностические возможности исследования биологического материала при экссудативных плевритах туберкулезной этиологии на современном этапе // Медицинские новости. 2017. № 3. С. 65–68.
-
Кудрявцев И.В., Серебрякова М.К., Старшинова А.А. и др. Нарушения в субпопуляционном составе Т-хелперов 17 и фолликулярных Т-хелперов у больных туберкулезом легких // Инфекция и иммунитет. 2019. Т. 9, № 2. С. 304–314.
-
Лазарева А.С., Гаврилов П.В., Решетнева Е.В. и др. Особенности верификации туберкулеза легких у больных с ВИЧ-инфекцией и низким уровнем CD4-клеток (<200 кл./мкл) // Туберкулез и болезни легких. 2015. № 7. С. 82–83.
-
Об утверждении методических рекомендаций по совершенствованию диагностики и лечения туберкулеза органов дыхания. [Электронный ресурс]: приказ Министерства здравоохранения РФ от 29 декабря 2014 г. № 951. Доступ из справочно-правовой системы «Гарант»
-
Пантелеев А.М. Бактериовыделение и лекарственная устойчивость МБТ при туберкулезе у ВИЧ-инфицированных людей в Санкт-Петербурге // ВИЧ-инфекция и иммуносупрессия. 2011. № 2. С. 57–62.
-
Пантелеев А.М. Клиническое представление о патогенезе генерализации туберкулеза у больных ВИЧ-инфекцией // Туберкулез и болезни легких. 2015. № 2. С. 26–31.
-
Пантелеев А.М. Применение T-spot у больных ВИЧ-инфекцией // Туберкулез и болезни легких. 2014. Т. 91, № 9. С. 52.
-
Старшинова А.А., Белокуров М.А., Журавлев В.Ю. и др. Сравнение показателей диагностической значимости иммунологических тестов в диагностике туберкулеза органов дыхания // Туберкулез и болезни легких. 2015. № 7. С. 132–133.
-
Старшинова А.А., Довгалюк И.Ф., Яблонский П.К. Иммунодиагностика туберкулеза: десятилетний опыт применения иммунологических тестов в России // Туберкулез и болезни легких. 2019. Т. 97, № 5. С. 58–65.
-
Старшинова А.А., Пантелеев А.М., Манина В.В. и др. Возможности различных иммунологических тестов в диагностике туберкулеза у пациентов с ВИЧ-инфекцией // Туберкулез и болезни легких. 2016. Т. 94, № 8. С. 14–22.
-
Федеральные клинические рекомендации по диагностике и лечению туберкулеза органов дыхания у детей. М., 2014. 32 с.
-
Федеральные клинические рекомендации по диагностике и лечению туберкулеза органов дыхания. М., 2014. 38 с.
-
Федеральные клинические рекомендации по диагностике и лечению туберкулезного плеврита. М., 2014. 26 с.
-
Федеральные клинические рекомендации по организации и проведению микробиологической и молекулярно-генетической диагностики туберкулеза. М., 2015. 36 с.
-
Фтизиатрия. Национальное руководство / под ред. М.И. Перельмана. 4-е изд. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. 512 с.
-
Фтизиатрия. Национальные клинические рекомендации / под ред. П.К. Яблонского. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2016. 240 с.
-
Цинзерлинг В.А., Свистунов В.В. Туберкулез в сочетании с ВИЧ-инфекцией: клинико-морфологические аспекты // Туберкулез и болезни легких. 2014. № 6. С. 56–60.
-
Яблонский П.К., Довгалюк И.Ф., Старшинова А.А., Якунова О.А. Значение современных иммунологических тестов в диагностике туберкулеза у детей // Медицинская иммунология. 2013. Т. 15, № 1. С. 37–44.
-
Ahmad S. Pathogenesis, immunology, and diagnosis of latent Mycobacterium tuberculosis infection // Clin. Dev. Immunol. 2011. Vol. 2011. Article ID 814943. 17 p.
-
Ahmed А., Feng P.I., Gaensbauer J.T. et al. Interferon-γ Release Assays in Children <15 Years of Age // Pediatrics. 2020. Vol. 145. pii: e20191930.
-
Awoniyi D.O., Baumann R., Chegou N.N. et al. Detection of a combination of serum IgG and IgA antibodies against selected mycobacterial targets provides promising diagnostic signatures for active TB // Oncotarget. 2017. Vol. 8, N 23. P. 37525–37537.
-
Axelsson-Robertson R., Loxton A.G. et al. A broad profile of co-dominant epitopes shapes the peripheral Mycobacterium tuberculosis specific CD8+ T-cell immune response in South African patients with active tuberculosis // PLoS One. 2013. Vol. 8, N 3. e58309.
-
Banday К.М., Kishore K.P., Chan Е.С.Y. et al. Use of urine volatile organic compounds to discriminate tuberculosis patients from healthy subjects // Anal. Chem. 2011. Vol. 83. P. 5526–5534.
-
Bastian I., Coulter C., the National Tuberculosis Advisory Committee. Position statement on interferon-γ release assays for the detection of latent tuberculosis infection // Communicable Diseases Intelligence. 2017. Vol. 41, N 4. health.gov.au.
-
Battersby A.J., Kampmann В., Burl S. Vitamin D in early childhood and the effect on immunity to Mycobacterium tuberculosis // Clin. Dev. Immunol. 2012. 430972.
-
Borrás R., Martínez V., Vinuesa V. et al. Field performance of the Abbott RealTime MTB assay for the diagnosis of extrapulmonary tuberculosis in a low-prevalence setting // Enferm. Infecc. Microbiol. Clin. 2020. Vol. 38, N 5. P. 206–211.
-
Broger T., Tsionksy M., Mathew A. et al. Sensitive electrochemiluminescence (ECL) immunoassays for detecting lipoarabinomannan (LAM) and ESAT-6 in urine and serum from tuberculosis patients // PLoS One. 2019. Vol. 14, N 4. e0215443.
-
Chesdachai S., Zughaier S.M., Hao L. et al. The effects of first-line анти-tuberculosis drugs on the actions of vitamin D in human macrophages // J. Clin. Transl. Endocrinol. 2016. N 6. P. 23–29.
-
Chisti M.J., Salam M.A., Raqib R. et al. Validity of antibodies in lymphocyte supernatant in diagnosing tuberculosis in severely malnourished children presenting with pneumonia // PLoS One. 2015. Vol. 10, N 5. e0126863.
-
Coronel Teixeira R., Rodríguez M., Jiménez de Romero N. et al. The potential of a portable, point-of-care electronic nose to diagnose tuberculosis // J. Infect. 2017. Vol. 75, N 5. P. 441–447.
-
Correia-Neves М., Fröberg G., Korshun L. et al. Biomarkers for tuberculosis: the case for lipoarabinomannan // ERJ Open Res. 2019. Vol. 5, N 1. pii: 00115–2018.
-
Cruz A.T., Starke J.R. Pediatric tuberculosis // Pediatr. Rev. 2010. Vol. 31, N 1. P. 13–25.
-
Dahiya B., Khan A., Mor P. et al. Detection of Mycobacterium tuberculosis lipoarabinomannan and CFP-10 (Rv3874) from urinary extracellular vesicles of tuberculosis patients by immuno-PCR // Pathog. Dis. 2019. Vol. 77, N 5. pii: ftz049.
-
Dang N.A., Janssen H.G., Kolk A.H. Rapid diagnosis of TB using GC-MS and chemometrics // Bioanalysis. 2013. Vol. 5, N 24. P. 3079–97.
-
Detjen A.K., DiNardo A.R., Leyden J. et al. Xpert MTB/RIF assay for the diagnosis of pulmonary tuberculosis in children: a systematic review and meta-analysis // Lancet Respir. Med. 2015. Vol. 3, N 6. P. 451–461.
-
Garg R.K. Microbiological diagnosis of tuberculous meningitis: Phenotype to genotype // Indian J. Med. Res. 2019. Vol. 150, N 5. P. 448–457.
-
Gualberto F.A.S., Gonçalves M.G., Fukasawa L.O. et al. Performance of nested RT-PCR on CSF for tuberculous meningitis diagnosis in HIV-infected patients // Int. J. Tuberc. Lung. Dis. 2017. Vol. 21. P. 1139–1144.
-
Haldar S., Sankhyan N., Sharma N. et al. Detection of Mycobacterium tuberculosis GlcB or HspX antigens or devR DNA impacts the rapid diagnosis of tuberculous meningitis in children // PLoS One. 2012. N 7. e44630.
-
Hewison M. Vitamin D and the intracrinology of innate immunity // Mol. Cell Endocrinol. 2010. Vol. 321, N 2. P. 103–111.
-
Ketata W., Rekik W.K., Ayadi H. et al. Extrapulmonary tuberculosis // Rev. Pneumol. Clin. 2015. Vol. 71, N 3. P. 83–92. Article in French.
-
Kimberlin D.W. (еd.) Red Book: 2018–2021 Report of the Committee on Infectious Diseases / 31st ed. American Academy of Pediatrics, 2018. 1266 p.
-
Kolk A., Hoelscher M., Maboko L. et al. Electronic-nose technology using sputum samples in diagnosis of patients with tuberculosis // J. Clin. Microbiol. 2010. Vol. 48. P. 4235–4238.
-
Kumar S.K., Arya S., Aggarwal A. et al. Immune responses to Mycobacterium tuberculosis membrane-associated antigens including alpha crystallin can potentially discriminate between latent infection and active tuberculosis disease // PLoS One. 2020. Vol. 31, N 15 (1). e0228359.
-
Luong K., Nguyen L.T. Impact of vitamin D in the treatment of tuberculosis // Am. J. Med. Sci. 2011. Vol. 341, N 6. P. 493–498.
-
Marcy О., Ung V., Goyet S. et al. Performance of Xpert MTB/RIF and alternative specimen collection methods for the diagnosis of tuberculosis in HIV-infected children // Clin. Infect. Dis. 2016. Vol. 62, N 9. P. 1161–1168.
-
Mehta P.K., Kalra M., Khuller G.K. et al. Development of an ultrasensitive polymerase chain reaction-amplified immunoassay based on mycobacterial RD antigens: implications for the serodiagnosis of tuberculosis // Diagn. Microbiol. Infect. Dis. 2012. Vol. 72. P. 166–174.
-
Nansumba М., Kumbakumba E., Orikiriza P. et al. Detection yield and tolerability of string test for diagnosis of childhood intrathoracic tuberculosis // Pediatr. Infect. Dis. J. 2016. Vol. 35, N 2. P. 146–151.
-
Nicol M.P., Allen V., Workman L. et al. Urine lipoarabinomannan testing for diagnosis of pulmonary tuberculosis in children: a prospective study // Lancet Glob. Health. 2014. Vol. 2, N 5. Р. е278–284.
-
Nicol M.P., Gnanashanmugam D., Browning R. et al. A blueprint to address research gaps in the development of biomarkers for pediatric tuberculosis // Clin. Infect. Dis. 2015. Vol. 61, Suppl. 3. Р. 164–172.
-
Park C.K., Kang J.Y. It’s time for latent tuberculosis infection screening in HIV-infected individuals// J. Korean Med. Sci. 2019. Vol. 34, N 40. e276.
-
Philips J.A., Ernst J.D. Tuberculosis pathogenesis and immunity // Ann. Rev. Pathol. 2012. N 7. P. 353–384.
-
Portevin D., Moukambi F., Clowes P. et al. Assessment of the novel T-cell activation marker-tuberculosis assay for diagnosis of active tuberculosis in children: a prospective proof-of-concept study // Lancet Infect. Dis. 2014. Vol. 14, N 10. P. 931–938.
-
Rachow А., Zumla A., Heinrich N. et al. Rapid and accurate detection of Mycobacterium tuberculosis in sputum samples by Cepheid Xpert MTB/RIF assay — a clinical validation study // PLoS One. 2011. N 6. e20458.
-
Rangaka M.X., Wilkinson K.A., Glynn J.R. et al. Predictive value of interferon-γ release assays for incident active tuberculosis: a systematic review and meta-analysis // Lancet Infect. Dis. 2012. Vol. 12, N 1. P. 45–55.
-
Rhodes B., Fürnrohr B.G., Vyse T.J. C-reactive protein in rheumatology: biology and genetics // Nat. Rev. Rheumatol. 2011. N 7. Р. 282–289.
-
Sharma S., Raj A., Singh N. et al. Development of real-time immuno-PCR for the quantitative detection of mycobacterial PstS1 in tuberculosis patients // J. Microbiol. Methods. 2017. Vol. 132. Р. 134–138.
-
Sharma S.K., Vashishtha R., Chauhan L.S. et al. Comparison of TST and IGRA in Diagnosis of Latent Tuberculosis Infection in a High TB-Burden Setting // PLoS One. 2017. Vol. 12, N 1. e0169539.
-
Song F., Sun X., Wang X. et al. Early diagnosis of tuberculous meningitis by an indirect ELISA protocol based on the detection of the antigen ESAT-6 in cerebrospinal fluid // Ir. J. Med. Sci. 2014. Vol. 183, N 1. Р. 85–88.
-
Starke J.R. Committee On Infectious Diseases. Interferon-γ release assays for diagnosis of tuberculosis infection and disease in children // Pediatrics. 2014. Vol. 134. e1763.
-
Starke J.R. Tuberculin skin test versus the interferon-γ release assays: out with the old, in with the new // Pediatrics. 2020. Vol. 145. pii: e20193021.
-
Steingart K.R., Flores L.L., Dendukuri N. et al. Commercial serological tests for the diagnosis of active pulmonary and extrapulmonary tuberculosis: an updated systematic review and meta-analysis // PLoS Med. 2011. N 8. e1001062.
-
Sun H.Y., Wang J.Y., Chen Y.C. et al. Impact of introducing fluorescent microscopy on hospital tuberculosis control: A before-after study at a high caseload medical center in Taiwan // PLoS One. 2020. Vol. 15, N 4. e0230067.
-
Thomas T.A. Tuberculosis in Children // Pediatr. Clin. North. Am. 2017. Vol. 64, N 4. Р. 893–909.
-
Thomas T.A., Heysell S.K., Moodley P. et al. Intensified specimen collection to improve tuberculosis diagnosis in children from Rural South Africa, an observational study // BMC Infect. Dis. 2014. Vol. 14. Р. 11.
-
Tukvadze N., Sanikidze E., Kipiani M. et al. High-dose vitamin D3 in adults with pulmonary tuberculosis: a double-blind randomized controlled trial // Am. J. Clin. Nutr. 2015. Vol. 102, N 5. Р. 1059–1069.
-
White J.H. Vitamin D metabolism and signaling in the immune system // Rev. Endocr. Metab. Disord. 2012. Vol. 13, N 1. Р. 21–29.
-
World Health Organization. Global tuberculosis report 2019. Geneva, 2019. 283 p.
-
World Health Organization. Latent TB Infection: Updated and consolidated guidelines for programmatic management. Geneva, 2018. 74 p.
-
World Health Organization. Policy Statement: Commercial serodiagnostic tests for diagnosis of tuberculosis. Geneva, 2011. 26 p.
-
World Health Organization. Roadmap for childhood tuberculosis: towards zero deaths. Geneva, 2013. 39 p.
-
World Health Organization. TB Causes 1 in 3 HIV Deaths. 2018. URL: https://www.who.int/hiv/mediacentre/news/hiv-tb-patient-centred-care/en.
-
Zhou M., Yu G., Yang X. et al. Circulating microRNAs as biomarkers for the early diagnosis of childhood tuberculosis infection // Mol. Med. Rep. 2016. Vol. 13. P. 4620–4626.
Глава 17. Острые и хронические вирусные гепатиты
Вирусные гепатиты - группа инфекционных заболеваний, которые вызываются различными гепатотропными вирусами, передающимися фекально-оральным (гепатиты А и Е) и парентеральным (гепатиты В, С, D) механизмами. При этом термином "вирусные гепатиты" обозначают самостоятельные нозологические формы с обязательным поражением печени, определяющим течение и исход заболевания. Существуют и другие инфекции, характеризующиеся полиорганностью поражения и в том числе (с большей или меньшей частотой) - поражением печени. Однако такие гепатиты не являются самостоятельными заболеваниями, а представляют собой лишь синдром основного заболевания. В этих случаях принято называть патологический процесс по названию самих инфекций (цитомегаловирусная, аденовирусная, герпетическая инфекции, желтая лихорадка, инфекционный мононуклеоз и др.).
К настоящему времени идентифицированы и детально охарактеризованы пять типов вирусов, способных вызывать гепатиты у человека. Они обозначаются латинскими буквами А, В, С, D, Е. Ими вызываются около 90% всех случаев вирусных гепатитов, тогда как для остальных 10% заболеваний, напоминающих вирусные гепатиты, этиологические агенты остаются неустановленными (неверифицированные гепатиты). В последние годы выявлены новые вирусы гепатитов F, G, SEN, TTV, однако их самостоятельная роль в развитии поражения печени не подтвердилась.
В структуре инфекционных заболеваний во многих странах мира различные виды вирусных гепатитов занимают одно из ведущих мест. Они заключают в себе значительную клиническую проблему: если вирусы гепатитов А и Е вызывают только острые заболевания, то вирусы В, С и D являются причиной как острых, так и хронических форм гепатитов, часто прогрессирующих с развитием циррозов печени и печеночно-клеточного рака, которые в основном и определяют инвалидизацию и смертность в рассматриваемой группе инфекций.
Необходимо отметить, что различные виды острых (так же, как и хронических) вирусных гепатитов не имеют патогномоничных характеристик клинического течения и гистологической картины поражения печени. Следовательно, полный диагноз вирусного гепатита может быть поставлен только на основании специфических лабораторных тестов. Более того, лабораторная идентификация этиологического агента исключительно важна для определения прогноза заболевания, и в особенности (при количественном определении вирусных нуклеиновых кислот) для оценки эффективности специфической противовирусной терапии [4, 10].
17.1. Вирусный гепатит А
Вирусный гепатит А (ВГА) вызывается РНК-содержащим вирусом рода Hepatovirus из семейства Picornaviridae (рис. 17-1), открытым в 1973 г.

Размер вириона 27–30 нм. Вирус обладает одноцепочечной молекулой РНК, состоящей из 7478 оснований и кодирующей белок, который состоит из 2227 аминокислот. Вирусный белок впоследствии расщепляется (при участии вирусспецифических протеаз) на структурные и неструктурные белки. Структурные белки включают полипептиды оболочки (VP1, VP2, VP3 и VP4), неструктурные - хеликазу, РНК-зависимую РНК-полимеразу и цистеинсодержащую протеазу. Вирус имеет структуру икосаэдра, размером в диаметре 27 нм, геном представлен РНК, длиной примерно 7,5 кб. Имеется только одна рамка считывания, разделяющая геном на три области - 5’-нетранслируемую область, рамку считывания и короткую 3’-нетранслируемую область, заканчивающаяся полиадениловым трактом. 5’-нетранслируемая область содержит 734 азотистых основания и является самым консервативным участком генома со своей сложной вторичной структурой. Начальные 94 нуклеотида формируют вторичную структуру РНК в виде узлов, напоминающих лист клевера. Этот участок связан с вирусным белком VPg и является критичным для репликации РНК. 5’-нетранслируемая область вследствие своей консервативности является зоной выбора при создании тест-систем для выявления HAV на основе полимеразной цепной реакции (рис. 17-2) [3].

Расширенная основная поверхность гепатоцита выходит в пространство Диссе, а затем к венозным синусам, через которые вирус гепатита A, вероятно, и достигает клеток печени во время ранних стадий инфекции.
Соединенный с клеточным рецептором HAV-CR-1 гликопротеин подобно муцину облегчает попадание вируса в клетку. Это подтверждено исследованиями механизмов, лежащих в основе гепатотропизма вируса гепатита A. Так, специфический для HAV иммуноглобулин А (IgA) способствует инфицированию вирусом гепатита A через асилогликопротеиновые рецепторы, которые связывают и усваивают молекулы IgA. Это было подтверждено на мышиных и человеческих гепатоцитах.
Подобно другим вирусам семейства Picornaviridae , HAV проникает через клеточную мембрану эндоцитозом, сопровождаемым освобождением вирусной РНК. Репликация генома происходит в цитоплазме инфицированной клетки с синтезом дополнительной отрицательной нити, которая служит шаблоном для положительной нити. Процесс транскрипции продолжается асимметрично, с избытком молекул плюс нитей, синтезируемых вирусной трехмерной зависимой РНК-полимеразой.
Белок, закодированный ORF (open reading frames - открытая рамка считывания), имеет молекулярную массу приблизительно 250 кДа. Протеолитическое расщепление вирусного белка P1-P2-P3 является центральным в вирусном жизненном цикле и приводит к освобождению белков капсулы вируса (VPO, VP3, VP1 или VP1-2A) от Р1 или домена Р1-2A и неструктурных белков от P2 и домена P3. Было предположено, что P1-2A является функциональным предшественником структурных белков (рис. 17-3) [5, 14].

Общая для всех пикорнавирусов главная протеаза 3C вырезает себя из домена P3 полиобелка. Это было показано на примере про-вируса-гепатита-A-3C, который в состоянии освободить все структурные и неструктурные белки от первичного трансляционного продукта. Эффективное освобождение структурных белков от P1-2A, является необходимым, но не достаточным для эффективного формирования капсулы вируса гепатита A.
Исследованию HAV препятствуют его медленный рост и низкое количество в культуре тканей. Однако, как полагают, его морфогенез сходен с морфогенезом вируса полиомиелита. Так, капсулу вируса полиомиелита образуют 12 субъединиц, названных пентамером. Эти субъединицы содержат пять копий предшественника, который состоит из одной молекулы каждого из белков капсулы вируса 1AB (VPO), 1С (VP3) и 1D (VP1) (рис. 17-4) [6].

Пентамер вируса гепатита A имеет коэффициент седиментации 14S, кроме того, были описаны HAV 70S (отсутствует капсид) и 135S, содержащие РНК частицы. Хотя описан только один серотип вируса гепатита А, выявлены генотипы с изменением последовательности нуклеотида в пределах от 15–25%.
Существует не менее 4 генотипов вируса, различающихся структурой участка, который кодирует полипептид VP1, и более 10 субтипов. Следовательно, тест-системы для детекции антител к вирусу выявляют их независимо от географического происхождения вируса. Основные диагностические маркеры - IgM анти-HAV, IgG анти-HAV, Ag HAV, РНК-HAV. Носительство, хронизация не встречаются. Фульминантный гепатит встречается в 0,01–0,5% случаев. Гепатокарцинома не развивается. Наличие коммерческих вакцин против гепатита А определяет необходимость определения антител к HAV в пред- и поствакцинальном скрининге [16].
Особенности клеточного иммунного ответа в патогенезе повреждений печени при HAV-инфекции. Иммунологический ответ на инфекцию вируса гепатита А дикого типа сложен и включает клеточные и гуморальные механизмы. Важным является вовлечение в патогенез цитотоксических CD8+ -лимфоцитов. Однако по сравнению с гепатитами В и С мало что известно о клеточной иммунной реакции при гепатите А. Так, установлено, что некроз клеток может быть опосредован именно цитотоксическими Т-лимфоцитами, которые распознают вирусные антигены на поверхности инфицированных клеток в контексте с HLA I класса. Оказалось, что цитотоксические лимфоциты периферической крови способны лизировать аутологичные HAV-инфицированные фибробласты кожи, которые могут быть обнаружены у пациентов с острым гепатитом А. Показано, что цитотоксичность лимфоцитов периферической крови относительно низка во время виремии, но достигает максимума спустя 2–3 нед после появления желтухи, то есть после нормализации лабораторных показателей. Это может происходить в результате рекрутирования цитотоксических T-лимфоцитов с периферии к печени во время острой фазы гепатита А.
Исследования цитотоксических T-лимфоцитов (CTL), полученных из печени во время острой фазы гепатита А, показали, что приблизительно 50% CD8+ -лимфоцитов являются специфичными для вируса гепатита A и могут приводить к гибели зараженные этим вирусом фибробласты кожи. Учитывая, что используемые вирусы для инфекции целевых клеток были адаптированы к росту в фибробластах, то вполне вероятно, что эти процессы приводили к изменениям в антигенной специфичности, и количество тропных к вирусу CTL было гораздо более высоким. С помощью электронной микроскопии было установлено, что взаимодействие между специфическими для вируса гепатита A, полученными из печени CD8+ -лимфоцитами, с нетравмированными, взятыми у той же особи зараженными вирусом гепатита A фибробластами кожи, в конечном итоге приводили к полному некрозу. В очаге некроза CD8+ T-лимфоциты доминировали в инфильтрате над CD4+ -лимфоцитами во время острой фазы болезни, при завершении иммуновоспалительного процесса восстанавливалось соотношение CD8:CD4.
Секреция ИФНγ Т-лимфоцитами является определяющей в контроле репродукции вирусов при цитомегаловирусной инфекции у мышей. Различными исследованиями показано, что вирус гепатита A не индуцирует соответствующую продукцию уровней ИФНα лимфоцитами или ИФНβ фибробластами, способными нарушить репродукцию вируса. Было также показано, что у пациентов с инфекцией вируса гепатита A снижены уровни ИФН на острой стадии и стадии реконвалесценции.
Характерная для вируса гепатита A секреция ИФНγ временно коррелирует с развитием определенной для этого вируса цитотоксичности, связанной в значительной степени с CD8+ -лимфоцитами. Клоновый анализ проникновения T-лимфоцитов в ткани печени при вирусном гепатите А продемонстрировал определенную цитотоксичность против аутологичных зараженных фибробластов приблизительно в 50% случаев и вариабельную секрецию ИФНγ среди клонов T-лимфоцитов (рис. 17-5) [6, 9].

Интересно, что более 20% цитотоксических лимфоцитов составляли натуральные киллеры. NK-клетки - большие гранулированные лимфоциты с характерной морфологией, которые взаимодействуют с гликопротеинами на поверхности инфицированных вирусом клеток. Их потенциальное значение во время инфекции гепатоцитов вирусами связано с тем, что NK составляют около 20–30% внутрипеченочных лимфоцитов. Клетки NK, как показали исследования, развивают цитотоксичность и секретируют ИФНγ в начальный период инфекций у мышей.
Исследования модулирующих эффектов интерферонов на иммунную систему могли бы более детально отразить развитие интимных механизмов патогенеза гепатита А. Во-первых, экспрессия ИФНα/β могла бы отразить репликацию гепатоцитов при различных стадиях инфекции вируса гепатита А на мышиных моделях. Во-вторых, есть доказательства того, что ИФНγ способствует процессам рекрутирования антиген-неспецифичных CD8+ -лимфоцитов, которые могут повреждать гепатоциты во время инфекции. В-третьих, ИФНγ способствует экспрессии поверхностных белков клетками [13].
Гепатоциты при гепатите А усиливают экспрессию HLA антигенов I класса, тогда как эти молекулы не экспрессированы или очень незначительно экспрессированы на поверхности нормальных гепатоцитов. ИФНγ, как полагают, является одним из главных посредников этого эффекта, приводящего к повышению эффективной T-клеточной цитотоксичности.
Таким образом, клеточно-опосредованный иммунный ответ является ведущим в элиминировании HAV. РНК-зависимая РНК-полимераза одноцепочечной плюс-цепи вируса, как правило, неэффективно выполняет считывающие функции, вызывая ошибки в 1:100 000 случаев во время продукции цепи РНК. Нестандартный нуклеотид в пределах минус-цепи является следствием ошибки во время синтеза дополнительных копий. Если при инфекции, связанной с пикорнавирусами, будет преимущественно развиваться гуморальный иммунный ответ, то такие мутации могут привести к изменениям антигенных характеристик и будут способствовать развитию антигенного дрейфа. Напротив, при HAV-инфекции, как установлено, ведущую роль играют Т-лимфоциты, которые ответственны за элиминирование вируса, и тем самым нивелируют процессы антигенного дрейфа, способствуя циркуляции единственного серотипа. Очень интересная область исследования - ко-инфекция и особенности развития иммунного ответа. Так, установлено, что при острой HAV-инфекции имеет место подавление процессов репликации, что лежит в основе хронического ВГВ. Это, вероятно, связано с секрецией цитокинов. Установлено, что при HAV-инфекции имеет место максимальная секреция ИФНγ непосредственно перед тем, как уровни ДНК HBV и HBeAg начинали снижаться до минимальной концентрации детекции. Специфичный для НВV-инфекции Т-клеточный иммунный ответ не был модифицирован, поэтому имеет место рецидив инфекции после разрешения HAV-инфекции.
Необходимо отметить, что механизмы повреждения клеток печени при вирусном гепатите А до настоящего времени изучены недостаточно. Так, в противоположность другим пикорнавирусам, HAV способствует развитию бессимптомного или персистирующего течения, а не цитолитического повреждения клеточных культур in vitro . И поэтому роль различных механизмов в элиминировании вируса и развитии воспалительных реакций остаются, по-прежнему, не до конца изученными. Более ранними исследованиями было показано, что повреждение гепатоцитов при HAV-инфекции вряд ли может быть только связано с комплемент-индуцированной антителозависимой цитотоксичностью к HAV. Именно поэтому HLA-ограниченные, специфичные для вируса Т-лимфоциты играют чрезвычайно важную роль посредством секреции ИФНγ, который может индуцировать развитие нецитолитических противовирусных механизмов против HAV. В дополнение, интродукция тетрамеров класса I HLA предполагает наличие субпопуляции Т-лимфоцитов с определенной специфичностью [20].
17.1.1. Маркеры инфекции
РНК вируса (HAV RNA). Выявляется в сыворотке крови, фекалиях, воде и пищевых продуктах. Процедура детекции РНК ВГА предусматривает предшествующий этап амплификации нуклеиновой кислоты. Выявление РНК ВГА в сыворотке коррелирует с максимальным уровнем противовирусных антител класса IgM; в фекалиях указывает на "инфекционность" больного; в воде и пищевых продуктах - на их зараженность вирусом. В клинической практике для подтверждения диагноза ГА определение РНК ВГА не используется.
Антиген вируса (HAV Ag). Выявляется иммуноферментным методом в фекалиях больного уже через 10–20 дней после инфицирования. Тем не менее в самом начале периода разгара гепатита А антиген вируса обнаруживается только у 20–50% пациентов.
Антитела к вирусу класса IgM (анти-HAV IgM). Выявляются иммуноферментным методом в сыворотке/плазме крови в начале заболевания независимо от наличия или отсутствия клинических симптомов. Титр антител быстро нарастает; максимальная их концентрация сохраняется на протяжении 1,5–6 мес. Спустя 1 год после выздоровления, антитела в крови не обнаруживаются. Выявление антител класса IgM указывает на острое заболевание и позволяет проводить серологическую дифференциацию острой инфекции (присутствие анти-HAV IgM и анти-HAV IgG) и перенесенное в анамнезе заболевание (отсутствие анти-HAV IgM и присутствие анти-HAV IgG).
Антитела к вирусу класса IgG (анти-HAV IgG). Выявляются иммуноферментным методом в сыворотке/плазме крови в начале заболевания; концентрация их достигает максимальных величин в течение нескольких недель. Отсутствие анти-HAV IgG в периоде разгара гепатита позволяет исключить связь гепатита с вирусом А; наличие анти-HAV IgG при отсутствии анти-HAV IgM указывает на факт перенесенного в прошлом вирусного гепатита А. После выздоровления анти-HAV IgG обнаруживаются в крови пожизненно и рассматриваются как показатель иммунной защиты против вируса.
Уровень анти-HAV IgG может быть определен количественно с целью оценки динамики поствакцинального иммунного ответа при вакцинировании против гепатита А.
Динамика серологических маркеров вирусных гепатитов А и Е позволяет с достаточной эффективностью верифицировать стадию инфекционного процесса (табл. 17-1) [17, 20].
Возможный диагноз |
Тесты |
|||
---|---|---|---|---|
анти-HAV IgM |
анти-HAV IgG |
анти-HEV IgM |
анти-HEV IgG |
|
Острый гепатит А |
+ |
– |
– |
– |
Острый гепатит А - реконвалесценция |
– |
+ |
– |
– |
Острый гепатит Е |
– |
– |
+ |
– |
Острый гепатит Е - реконвалесценция |
– |
– |
– |
+ |
Примечание : "+" - маркер обнаруживается; "–" - маркер не обнаруживается.
17.2. Вирусный гепатит Е
Вирусный гепатит Е вызывается представителем семейства калицивирусов. Геном его представлен одноцепочечной РНК, объединяющей три открытых рамки считывания, которые кодируют: первая РНК-зависимую РНК-полимеразу, РНК-хеликазу, метилтрансферазу и папаиноподобную протеазу; вторая - структурные белки и третья - трансмембранный белок, необходимый для внедрения вируса в клетку.
17.2.1. Маркеры инфекции
РНК вируса (HEV RNA). Появляется в крови через 2–3 нед после заражения. Вирусемия свидетельствует о факте инфекции и длится около 2 нед.
Антитела к вирусу класса М (анти-HEV IgM). Появляются в крови через 3–4 нед после заражения и исчезают через несколько месяцев. Являются показателем острой фазы заболевания.
Антитела к вирусу класса G (анти-HEV IgG). Преобладают на стадии выздоровления с нарастанием титра до высоких значений в течение нескольких месяцев. Как и в случае гепатита А, наличие только анти-HEV IgG не является подтверждением диагноза вирусного гепатита Е. Диагноз может быть поставлен при одновременном обнаружении анти-HEV IgM. Неизвестно, предотвращают ли анти-HEV IgG возможное последующее повторное заражение вирусом [4].
17.3. Вирусный гепатит В
Вирус гепатита B (HBV) - прототип группы гепатотропных ДНК-вирусов, поражающих птиц (уток, гусей, цапель) и млекопитающих (лесных сурков, сусликов, летучих мышей). HBV относится к семейству Hepadnaviridae , роду Orthohepadnavirus . Морфологически вирус гепатита B представляет собой сложную сферическую частицу диаметром 40–48 нм (в среднем 42 нм). Вирус состоит из ядра - нуклеокапсида, имеющего форму икосаэдра диаметром 28 нм, внутри которого находятся двухцепочечная ДНК, концевой белок и фермент ДНК-полимераза. Нуклеотид построен из молекул HBcAg. Наружную оболочку вируса, толщиной 7 нм, образует поверхностный антиген - HbsAg. Оболочка состоит из повторяющихся структур поверхностного HBs-антигена с распределенными на внешней стороне вируса участками pre-Sl- и рге-S2-антигенов. Внутри оболочки из поверхностных антигенов размещается капсид - сердцевина вируса с внутренним коровым покрытием диаметром 25–27 нм. В капсиде упакован нуклеопротеиновый комплекс генома с вирусной ДНК-полимеразой и обратной транскриптазой. Покрытие капсида вируса состоит из повторяющихся белковых структур, иммунологически идентифицируемых как НВс-антиген (core-белок). При частичной денатурации НВс-антигена и в сыворотке больных может быть обнаружен другой внутренний структурный белок вируса - НВе-антиген (envelop-белок). В сыворотке крови инфицированных гепатитом В кроме частиц Дейна обнаруживаются в больших количествах малые сферические и продолговатые тубулярные белковые частицы вирусного происхождения диаметром 20–22 нм. Эти частицы внутри полые, не содержат ДНК вируса, следовательно, неинфекционные, и, главным образом, состоят из HBs-антигена с небольшим содержанием рге-S2-антигена [5, 15].
Инфекционный вирион диаметром 42 нм имеет внутренний капсид (ядерную частицу) диаметром 27 нм, который защищает геном необычной структуры из частично двухцепочечной ДНК. При инфицировании гепатоцита рыхлая кольцевая ДНК (ркДНК) высвобождается и превращается в ковалентно замкнутую кольцевую ДНК (кзкДНК) (рис. 17-6). Последняя формирует мини-хромосому с высокой стабильностью и служит матрицей для транскрипции вирусной матричной РНК с использованием зависимой от ДНК хозяина РНК-полимеразы. Этот процесс запускает экспрессию вирусных белков и репликацию генома, кзкДНК, с которого начинается жизненный цикл вируса [5].

Вирус гепатита B проникает в гепатоцит с помощью Na+ -таурохолат-котранспортного полипептида (NTCP), лишается оболочки, а затем ркДНК вируса поступает в ядро. В ядре ркДНК превращается в кзкДНК, которая служит шаблоном для транскрипции РНК preC длиной 3500 нуклеотидов и пгРНК, мРНК preS/S длиной 2400 и 2100 нуклеотидов и мРНК HBx длиной 700 нуклеотидов. Эти РНК переносятся в цитоплазму для трансляции белков. пгРНК выборочно упаковывается в ядерные частицы, после чего следует опосредованный белком P синтез минус-цепи ДНК (обратная транскрипция), разрушение пгРНК и синтез плюс-цепи ДНК для образования ркДНК. Такие зрелые ядерные частицы могут быть упакованы в оболочку для высвобождения в виде вирионов или же перенесены обратно в ядро для дополнительного синтеза кзкДНК. Двухцепочечная линейная ДНК - аберрантный продукт репликации пгРНК и предпочтительный шаблон для интеграции в хромосомную ДНК хозяина.
Геном HBV, состоящий из 3200 нуклеотидов, самый маленький по размерам среди ДНК-вирусов и в то же время самый компактный. Во-первых, каждый нуклеотид кзкДНК что-то кодирует. Во-вторых, ген полимеразы перекрывается с 3’-концом ядерного гена, гена всей оболочки и 5’-концом гена X (рис. 17-7). В-третьих, родственные, но функционально различные ядерные белки и белки оболочки образуются путем инициации альтернативной трансляции с рамочных кодонов АУГ. Альтернативное использование АУГ preS1, preS2 и S в оболочке гена образует крупные (preS1 + preS2 +S), средние (preS2 + S) и мелкие (S) белки оболочки. Точно так же экспрессия предъядерных/ядерных и ядерных белков зависит от начала трансляции с предъядерного АУГ и ядерного АУГ соответственно. В-четвертых, многочисленные транскрипты используются для экспрессии 7 вирусных белков, а также промоторов и усилителей, необходимых для создания такого перекрытия транскриптов с кодирующими последовательностями. Компактность генома HBV обусловливает плейотропное воздействие на множество естественных мутаций, что осложняет попытки понять молекулярные механизмы патогенеза гепатита B. Четыре промотора: ядерный, SPI, SPII и X - управляют инициацией транскрипции в различных местах генома HBV, создавая полиаденилированные РНК длиной 3500, 2400, 2100 и 700 нуклеотидов соответственно. Четыре класса РНК имеют общий 3’-конец за счет одного сигнала к полиаденилированию в вирусном геноме (см. рис. 17-7). Транскрипция активируется усиливающими элементами, а также белком HBx (продуктом гена X) - слабым транскрипционным трансактиватором с плейотропным эффектом. HBxAg и задействован в гепатоканцерогенезе и необходим для инициации инфекции HBV [4].

Ближе всего к центру на рис. 17-7 расположен белок P (полимераза), он открывает считывающую рамку (ORF), полностью перекрывающуюся с ORF preS1, preS2 и S и частично - с ORF preC, C и X. Следом идет частично двухцепочечная ДНК генома, находящаяся внутри вириона, причем к 5’-концу минус-цепи прикреплен белок P, а 3’-конец плюс-цепи ДНК не закончен (пунктирная линия). Две последовательности прямого повтора (DR1 и DR2) очень важны для репликации ДНК HBV и формирования генома. По краям показано 4 класса РНК HBV, транскрибированных с шаблона кзкДНК: мРНК X (700 нуклеотидов) - для белка HBx, мРНК S (2100 нуклеотидов) - для белков S и M, мРНК preS (2400 нуклеотидов) - для белка L, пгРНК (3500 нуклеотидов) - для ядерного белка и белка P. Кроме того, есть предъядерная РНК длиной 3500 нуклеотидов (не показана), необходимая для экспрессии HbeAg [14].
Трансляция белков, репликация генома и высвобождение вирионов. Четыре класса несплайсированных РНК HBV переходят в цитоплазму для трансляции белков и репликации ДНК (см. рис. 17-6). Матричные РНК длиной 2400 и 700 нуклеотидов дают белки L и HBx соответственно, тогда как гетерогенная 5’-концевая мРНК длиной 2100 нуклеотидов делает возможной продукцию белков M и S с преобладанием последнего. Точно так же длинная и короткая версии РНК длиной 3500 нуклеотидов (предъядерная и прегеномная РНК) отвечают за экспрессию предъядерных/ядерных и ядерных белков соответственно. Отщепление N-концевого сигнального пептида, а также C-концевой богатой аргинином последовательности, превращает предъядерный/ядерный белок в e-антиген вируса гепатита B (HBeAg) - секретируемый белок, который сам по себе необязателен для репликации, но важен для развития хронической инфекции. 5’-конец гена P перекрывается с 3’-концом ядерного гена, и белок P транслируется на пгРНК путем рибосомного ослабленного сканирования, минуя ядерный ген АУГ. Низкое соотношение белка P/ядерного белка благоприятствует репликации ДНК, которая катализируется, по-видимому, всего одной копией белка P, упакованной в ядерные частицы, собранные из 180–240 копий ядерного белка. Прегеномная РНК (пгРНК) - единственный транскрипт HBV, необходимый для репликации генома. Будучи бицистронной мРНК для ядерного белка и белка P, эти молекулы РНК так же упаковываются в ядерные частицы для последующего превращения в ДНК. Выборочная упаковка пгРНК, но не в более короткие транскрипты объясняется вторичной структурой РНК (e-сигнал) на ее 5’-конце. Упакованный в частицы белок P, состоящий из четырех структурных доменов в порядке: терминальный белок–спейсер–обратная транскриптаза–РНКаза H (рис. 17-8), служит катализатором синтеза минус-цепи ДНК путем обратной транскрипции с пгРНК. Остаток тирозина на его домене терминального белка служит акцепторным участком для первого нуклеотида минус-цепи ДНК. Предрасположенная к ошибкам природа обратной транскрипции дает высокую частоту мутаций: 10–3–6 замен на цикл генетических вариантов для выборочного роста на различных стадиях инфекции. Далее домен РНКаза H отщепляет пгРНК, 50 крайних остатков которой служат как праймер для синтеза плюс-цепи ДНК. Ядерная частица впоследствии покрывается оболочкой из трех белков оболочки, и вирионы отпочковываются посредством многопузырьковых тел. Удивительно, но большинство вирионов не содержит ДНК вообще, по-видимому потому, что сборка ядерной частицы не требует упаковки пгРНК. Функциональная значимость такой дефектной, но, возможно, интерферирующей формы вириона в естественном течении гепатита B, если он развивается, остается неясной. Вместо упаковки в оболочку и выделения в качестве инфекционных вирионов ядерные частицы со зрелым вирусным геномом могут перемещаться обратно в ядро, где ркДНК превращается в кзкДНК (см. рис. 17-6) [3, 17].

Этот внутриклеточный путь амплификации кзкДНК обеспечивает достаточное количество копий кзкДНК на клетку, чтобы поддерживать постоянную инфекцию. Кроме ркДНК, на шаблоне пгРНК может синтезироваться линейная двухцепочечная ДНК за счет отсутствия переключения шаблонов при синтезе ДНК. В ядре такая линейная ДНК - предпочтительный шаблон для интеграции в хромосомную ДНК хозяина. Интеграция не играет никакой роли в жизненном цикле HBV, но может способствовать развитию ГЦР в зависимости от места интеграции. Кроме вирионов, большая часть белка S секретируется в виде субвирусных частиц диаметром 22 нм без внутреннего капсида. Субвирусных частиц в 1000 и более раз больше, чем вирионов, они определяются серологически как поверхностный антиген вируса гепатита B (HBsAg) [16].
Генотипы HBV: их роль в биологии и патогенезе. Основные генотипы HBV и их распределение. Цирроз печени и ГЦР не возникают после острого гепатита B. Они - результат повторных циклов разрушения и регенерации гепатоцитов в фазе иммунной элиминации хронического гепатита B. Следовательно, риск такого хронического поражения печени повышается под действием факторов хозяина и вирусных факторов, которые: 1) предрасполагают к развитию хронической инфекции; 2) удлиняют фазу иммунной элиминации или увеличивают общее количество циклов гепатоцитов во время этой фазы. В этом отношении штаммы HBV во всем мире были изначально поделены на 8 генотипов (от A до H), а затем разделены на подтипы на основе дивергенции нуклеотидных последовательностей всего генома на 8 и 4% соответственно. Большинство генотипов имеет геном размером 3215 нуклеотидов, но у генотипов A, D, E и G длина его составляет 3221, 3182, 3212 и 3248 нуклеотидов соответственно за счет вставок или делеций внутри рамки (табл. 17-2) [19].
Генотип | Геном, нуклеотиды | Подтип | Географическое распределение | Вирусологические особенности | Клинические особенности |
---|---|---|---|---|---|
A |
32211 |
A1–A4 |
A1: Африка, Южная Азия. A2: Европа, Северная Америка, а недавно - Япония |
Секретирует HBeAg разного размера. Редко возникает нонсенс-мутация G1896A, прекращающая экспрессию HBeAg.5 Высокая распространенность мутаций ядерного промотора6 |
Перинатальная передача A1 в Африке связана с высоким риском ГЦР. В Японии передача половым путем A2 связана с более высоким риском хронической инфекции, чем генотипов B и C |
B |
3215 |
B1–B5 |
B1: Япония. B2: Восточная Азия. B3: Индонезия, Филиппины, Китай |
B2–B4 - рекомбинантные подтипы с предъядерным/ядерным геном, взятым от HBV генотипа C. В культуре клеток B1 проявляет более высокую способность к репликации, но более низкую секрецию вирионов, чем подтип C2 |
Основная причина хронического гепатита B в Восточной Азии путем перинатальной передачи. Следовательно, основная причина цирроза и ГЦР. Более эффективна терапия интерфероном, чем при генотипе C |
C |
3215 |
C1–C16 |
C1–C3: Юго-Восточная Азия, Восточная Азия. C4: аборигены Австралии. C6–C16: Индонезия |
Самый старый генотип HBV. Более высокая распространенность мутаций ядерного промотора и делеций preS, чем у генотипа B. У C1 редко возникает мутация G1896A5 |
Основная причина хронического гепатита B в Восточной Азии путем перинатальной передачи. Задержка сероконверсии HBeAg и более высокий риск цирроза и ГЦР, чем при генотипе B |
D |
31821 |
D1–D7 |
D1: Ближний Восток D2: Европа и Африка. D3: во всем мире. D5: Индия. D6, D7: Африка |
Секретирует меньше HBsAg, чем генотипы A–C |
Основная причина острой инфекции при горизонтальной передаче. Основная причина хронического гепатита B с анти-HBe. Более склонен вызывать тяжелое поражение печени, чем подтип A2 |
E |
32123 |
– |
Западная и Центральная Африка |
Очень близок к генотипу D |
– |
F |
3215 |
F1–F4 |
Южная и Центральная Америка |
У штаммов F2 и F3 редко возникает мутация G1896A5 |
Инфекция, вызванная генотипом F, у коренных жителей Аляски связана с более ранним развитием ГЦР, чем при инфекциях, вызванных другими генотипами |
G |
32484 |
– |
По большей части у мужчин, вступающих в половую связь с мужчинами |
Высокая экспрессия ядерного белка вследствие вставки 36 нуклеотидов. Не может экспрессировать HBeAg из-за мутаций C1817T и G1896A |
Смешанная инфекция с ВИЧ-инфекцией и HBV генотипа A или H |
H |
3215 |
– |
Мексика, Никарагуа |
Очень близок к генотипу F. Редко возникает мутация G1896A5 |
– |
I |
3215 |
I1–I2 |
Южный Китай, Вьетнам, Лаос, Индия |
Рекомбинантный вариант генотипов A, C, G. Единственный клон, охарактеризованный в клеточной культуре и на мышах, показал сходные биологические признаки с генотипами A–D |
Чаще встречается у мужчин, чем у женщин. Связан с развитием ГЦР |
J |
31822 |
– |
Единственный штамм, по-видимому, происходящий из Борнео |
Единственный штамм отличается от других генотипов на 10,7–15,7%. Вероятно, рекомбинантная форма между HBV гиббонов и генотипом C HBV человека |
88-летний японец, страдающий ГЦР |
Примечания. 1 Вставка 6 нуклеотидов вблизи 3’-конца ядерного гена.2 Делеция 33 нуклеотидов на 5’-конце региона preS1.3 Делеция 3 нуклеотидов на 5’-конце региона preS1.4 Вставка 36 нуклеотидов на 5’-конце ядерного гена и делеция 3 нуклеотидов на 5’-конце региона preS1.5 Вследствие C1858, которая отличается парой оснований от G1896.6 A1762T/G1764A и другие мутации снижают экспрессию HBeAg, но усиливают репликацию генома на транскрипционном уровне.
Лучше всего охарактеризованы генотипы A–D, при этом генотип A наиболее распространен в Северной Америке и Африке, генотипы B и C преобладают в Восточной Азии, а генотип D чаще всего встречается в Южной Европе и Индии (см. табл. 17-2). Распространение генотипа E в основном ограничивается Западной, Экваториальной и Южной Африкой, тогда как генотипы F и H совместно циркулируют у аборигенов Южной Америки. Генотип G отличается сочетанием с HBV других генотипов и ВИЧ-инфекцией, а также связан с повышенным риском фиброза печени. В этом отношении уникальная 36-нуклеотидная вставка в его ядерном гене заставляет вирусы генотипа G продуцировать больше ядерного белка. Генотипы E, G и H не имеют подтипов, что указывает на их недавнее появление. Напротив, генотип C имеет 16 подтипов и является, по-видимому, самым старым генотипом HBV. Среди подтипов HBV A1 в основном представлен, главным образом, Африкой и Индией, B1 - Японией, а G4 выделяется у аборигенов Австралии. В Южной Корее выявлен только один подтип - C2. Тем не менее географическое распределение генотипов HBV все больше меняется вследствие путешествий и миграции. На это указывает появление европейских, азиатских и африканских генотипов в странах с низкой эндемичностью по HBV, таких как Австралия [11, 19].
Смешанная инфекция, вызванная разными генотипами HBV, и формирование рекомбинантного вируса. Один и тот же хозяин может быть инфицирован HBV различных генотипов, что подтверждается чувствительной технологией секвенирования нового поколения. К последствиям смешанной инфекции относится переключение генотипов и формирование рекомбинантного вируса. Так, ядерный ген подтипов B2–B5 происходит от генотипа C, а доминирующий в Тибете генотип HBV является рекомбинантным между генотипами C и D. Рекомбинантные варианты также выявлены для генотипов A/D, G/C и D/E, например D7 и E в Африке. В то время как большинство рекомбинаций случается в предъядерном/ядерном регионе, подтип C4, выделенный исключительно у аборигенов Австралии, имеет основу генотипа C2, а регион S - генотипа J.
Малочисленные и предполагаемые генотипы HBV: I и J. В 2000 г. у трех полногеномных HBV из Вьетнама были выявлены необычные филогенетические признаки. Если фрагмент генома длиной 2200 нуклеотидов был отдаленно родственен генотипу A, то остальная последовательность лучше всего отвечала генотипу C. Дальнейший анализ показал совмещение регионов preS и S генотипов A и G с оставшейся последовательностью от подтипа С4. Обозначение такого рекомбинантного HBV, как генотип I, вызвало сопротивление, так как их дивергенция от многих штаммов генотипа C была менее 8%. Однако с выделением аналогичных вирусов в Лаосе и Восточной Индии порог генотипической дивергентности снизился до 7,5%, и генотип I был признан. Этот новый генотип часто встречается в Южном Китае на границе с Вьетнамом и связан с развитием ГЦР. Эксперименты с трансфекцией клоном генотипа I клеточной культуры и мышей позволили предположить его состоятельность в плане репликации генома и экспрессии HBsAg и HBeAg. Предполагаемый генотип J был выделен у 88-летнего японца, который, по-видимому, заразился гепатитом B на острове Борнео в Юго-Восточной Азии. Полный геном этого единственного штамма длиной 3182 нуклеотида отличался от генотипов А1 по крайней мере, на 9,9% с наименьшей дивергентностью от генома HBV гиббонов. Вероятно, этот рекомбинантный вариант между HBV гиббонов и генотипом C человеческого HBV и представляет собой межвидовую передачу человеку. Описываемый штамм генотипа J вызывал инфекцию у мышей с пересаженными гепатоцитами человека [19].
Значение пути передачи и генотипа вируса для развития хронической инфекции. Возраст заражения - главный фактор в развитии хронической инфекции (определяемой как HBsAg-позитивность в течение 6 мес). Так, более 90% случаев перинатальной передачи от HBeAg-позитивных матерей заканчивается хронической инфекцией в отличие от всего 5% при передаче у взрослых. Генотипы B и C передаются в основном перинатальным путем, что приводит к высокой распространенности хронического гепатита B в Восточной Азии. Напротив, генотипы A и D обычно передаются горизонтальным путем у взрослых (подтип A2) и подростков (генотип D). Исследования, проведенные в Японии, выявили более высокую склонность экзотического подтипа A2 вызывать хроническую инфекцию, чем у генотипов B или C, при передаче половым путем. В Европе генотип A связан с хронической инфекцией, тогда как генотип D вносит больший вклад в острую инфекцию. Значительные различия естественного течения и патогенеза гепатита B могут выявляться даже при инфицировании одним и тем же генотипом, что, возможно, лучше всего иллюстрируется подтипами A1 и A2. Заражение подтипом A2 (европейским/североамериканским) почти всегда происходит в зрелом возрасте и редко связано с развитием рака печени. Решительно наоборот обстоит дело с подтипом A2 (африканским/индийским), который передается в раннем детстве и связан с быстрым прогрессированием рака печени у молодых мужчин в Африке без развития цирроза. Фактически у подростков, инфицированных подтипом A1, вероятность развития рака печени в 4,5 раза выше, чем у людей, заразившихся другими африканскими генотипами. Кроме факторов вирулентности вируса, нельзя исключать и состояние иммунной системы хозяина и факторов окружающей среды [5].
Роль HBeAg и субвирусных частиц в развитии хронического гепатита B. К вирусным факторам, способствующим развитию хронической инфекции, относятся HBeAg и избыток субвирусных частиц, следов вируса дикого типа. Оба антигена участвуют в индукции иммунной толерантности. HBeAg образуется из предъядерного/ядерного белка путем отщепления N-концевого сигнального пептида из 19 остатков с последующим отщеплением фурином 29 остатков с C-конца. Однако у вируса генотипа A изменен участок отщепления фурином, что способствует появлению более крупных частиц HBeAg; функциональная значимость этого события остается не очень понятной. В то время как ядерный белок активирует T-хелперы 1-го типа, что ведет к иммунной атаке, HBeAg запускает ответы T-хелперов 2-го типа, стимулирующие иммунную толерантность. Важно, что это способствует переключению иммунного ответа на ядерный белок с Th1 на Th2. HBeAg может преодолевать плацентарный барьер, формируя иммунную толерантность у плода и подавлять развитие защитных механизмов врожденного иммунитета. Несмотря на то что острая инфекция наблюдается у новорожденных, родившихся у матерей, инфицированных HBeAg-негативным HBV, недостаточная экспрессия HBeAg препятствует развитию у них персистирующей инфекции. Точно так же генотип G не способен экспрессировать HBeAg за счет двойной предъядерной нонсенс-мутации, что может отчасти объяснять, почему не бывает хронической инфекции, вызванной вирусом генотипа G, в чистом виде, а только в сочетании с другим генотипом, который служит источником HBeAg [16].
Мутации, возникающие в фазу иммунной элиминации при хроническом течении ВГВ. Иммунная толерантность, вызванная HBeAg и HBsAg, не является пожизненной, о чем свидетельствуют процессы сероконверсии:
Первая сероконверсия обычно сопровождается заметным снижением виремии, тогда как вторая - совпадает с исчезновением виремии. Движущей силой замены HBV дикого типа различными мутантами служит гуморальный и клеточный иммунитет, при этом также значительно увеличивается разнообразие последовательностей, создающих новые вирусные квазивиды. Возникшие мутации помогают уменьшить или прекратить продукцию HBeAg или субвирусных частиц (поскольку они больше не способствуют персистенции вируса), изменить антигенные эпитопы белков ядра и оболочки для ухода от иммунного контроля или увеличить способность к репликации, чтобы компенсировать разрушение вируса [5, 16].
Мутации предъядерного и ядерного промотора, подавляющие экспрессию HBeAg. Появление генотип-зависимой мутации G1896A для прекращения экспрессии HBeAg. В Средиземноморском регионе пациенты, у которых произошла сероконверсия от HBeAg к анти-HBe, могут продолжать страдать от тяжелого поражения печени. Поиск "средиземноморского варианта" привел к выявлению мутаций в предъядерном регионе, препятствующих экспрессии HBeAg. Наиболее часто встречается G1896A, при которой TGG превращается в TAG - стоп-кодон. Дальнейшие исследования выявили наличие таких мутаций повсеместно. Интересно, что генотипы A и D циркулируют и в Средиземноморском регионе, но у генотипа A редко возникает мутация G1896A. В этом отношении предъядерный регион перекрывается е-сигналом, необходимым для упаковки пгРНК, и замена Г на А улучшает пару оснований U1858–G1896 в генотипе D, но разрывает существующую пару оснований C1858–G1896 в генотипе A. Генотип H и подтипы C1, F2 и F3 тоже имеют C1858, что также препятствует развитию мутации G1896A. Как и следовало ожидать, мутация G1896A коррелирует с более низким уровнем HBeAg in vivo , что связано с улучшением ответа на лечение интерфероном. С другой стороны, показано, что наличие мутации G1896A всего у 1% всех квазивидов по неизвестным причинам негативно влияет на потерю HBsAg при лечении тенофовиром у пациентов с генотипами A и D [16].
Мутации ядерного промотора, снижающие экспрессию HBeAg и усиливающие репликацию генома. Ядерный промотор, управляющий транскрипцией предъядерной РНК и пгРНК, можно разделить на основной ядерный промотор (basal core promoter, BCP) и ядерную предшествующую регуляторную последовательность. Двойная мутация A1762T/G1764A наиболее часто встречается в BCP, она может сопровождаться дополнительными мутациями поблизости. Мутации BCP уменьшают, но не прекращают экспрессию HBeAg. Они обеспечивают механизм, позволяющий подавлять экспрессию HBeAg генотипам, не способным к мутации G1896A. Действительно, такие мутации более часты в генотипе A, чем в D, и подтипе C1, чем в C2. Эксперименты в клеточной культуре подтвердили деактивацию предъядерной РНК для снижения экспрессии HBeAg, но также выявили активацию пгРНК для усиления репликации генома. В то же время двойная мутация A1762T/G1764A уменьшает экспрессию HBeAg менее чем на 30% и увеличивает репликацию генома в 2 раза, при наличии таких дополнительных мутаций, как T1753C, C1766T и T1768A, можно достичь снижения экспрессии HBeAg на 80% и усиления репликации генома в 20 раз. По этой причине мутации BCP и предъядерные мутации выполняют определенные функции и могут сосуществовать в одном геноме.
Острая печеночная недостаточность опосредована быстрой и массивной инфекцией печени в сочетании с такой же интенсивной иммунной атакой, и штаммы HBV, задействованные в развитии острой печеночной недостаточности, часто несут мутации BCP, усиливающие репликацию генома в дополнение к предъядерной мутации G1896A, прекращающей экспрессию HBeAg. Усиление транскрипции пгРНК неизбежно увеличивает экспрессию ядерного белка, что, в свою очередь, стимулирует иммунную атаку. Влияние мутаций BCP на репликацию может также объяснять их более высокую распространенность в генотипе C, чем в генотипе B, поскольку штаммы генотипа C с последовательностями BCP дикого типа в целом демонстрируют более низкую способность к репликации, чем штаммы генотипа B, по крайней мере, в клеточной культуре. Такая низкая способность к репликации может расширять фазу иммунной толерантности, тогда как замена вируса дикого типа вариантом с мутациями BCP в фазу иммунной элиминации может увеличить выживаемость. Эти особенности могут, по-видимому, объяснить, почему у пациентов с генотипом C сероконверсия от HBeAg к анти-HBe происходит примерно на 10 дней позднее, чем у пациентов с генотипом B, и почему такие пациенты часто имеют пожизненно повышенный риск цирроза и ГЦР. На самом деле мутации BCP сильно связаны с циррозом и развитием ГЦР независимо от генотипа вируса. Исследования с использованием сверхглубокого секвенирования показали, что у пациентов с большой долей мутантных BCP (≥45%) через год после сероконверсии по HBeAg выше вероятность прогрессирования до цирроза, чем у пациентов с меньшей долей (<10%).
BCP перекрывается с геном X, при этом мутации T1753C, A1762T, G1764A и T1768A вызывают мутации I127T, K130M, V131I и F132Y белка HBx соответственно. Показано, что некоторые из этих мутаций останавливают рост подавляющего эффект белка HBx дикого типа частично за счет деактивации p21 - супрессора опухолей. Эти данные указывают на альтернативный механизм, когда мутации BCP способствуют развитию ГЦР [20].
Мутации гена оболочки, изменяющие экспрессию HBsAg или помогающие избежать нейтрализации. Субвирусные частицы - необязательный элемент жизненного цикла HBV, и заметное уменьшение экспрессии белков оболочки не влияет на секрецию вирионов, если поддерживается правильное соотношение белков L и S. Более того, если геном имеет дефект в экспрессии белков оболочки, ему может помочь другой геном в той же клетке (транскомплементация). Таким образом, экспрессия белков оболочки может снижаться. Поскольку антитела к preS и S являются нейтрализующими, мутации соответствующих эпитопов B-лимфоцитов позволяют избегать нейтрализации, продлевая их выживание [6].
Делеции в домене preS. В регионе preS гена оболочки были обнаружены крупные делеции внутри рамки, которые часто выявлялись у 3’-конца preS1 и 5’-конца preS2. Эти делеции в основном выявляются у генотипов A1, B и C, что, возможно, объясняется их удлиненной репликативной фазой (самая длинная - у генотипа C) в связи с перинатальной передачей. Делеции preS определяются в некоторых образцах с циррозом, но наиболее часто они распространены в тканях, пораженных ГЦР. У детей наличие таких делеций при ГЦР подчеркивает их активную роль в гепатоканцерогенезе. При делециях удаляется C-концевой домен preS1 или N-концевой домен preS2 белка L, это препятствует экспрессии белка М. Хотя крупные делеции затрагивают и белок P, но они приходятся на спейсер-регион, не столь необходимый для его функции. Тем не менее для формирования вириона нужно соединение доменов preS1 и preS2, поэтому у мутантов с делециями может быть нарушена передача, если рядом нет вируса дикого типа. Регион preS1 так же соответствует промотору SPII для транскрипции РНК длиной 2100 нуклеотидов, следовательно, такие делеции могут уменьшать экспрессию белка S на транскрипционном уровне. Делеции preS связаны с изменениями гепатоцитов по типу "матового стекла". В экспериментах с трансфекцией эти делеции вызывали задержку белков оболочки, запускали стресс эндоплазматической сети, свободнорадикальное окисление и повреждение ДНК и приводили к ускорению и трансформации клеточного цикла [13].
Сплайсинг РНК HBV с удалением большей части генов P/оболочки. Участки РНК HBV длиной 3500 нуклеотидов могут подвергаться сплайсингу, но сплайсинг - необязательная часть репликации ДНК HBV in vitro . Установлено более десятка штаммов, возникших в результате сплайсинга; наиболее часто встречаются варианты длиной 2200 нуклеотидов после одинарного или двойного сплайсинга. Вариант длиной 2200 нуклеотидов после одинарного сплайсинга имеет делецию длиной 1200 нуклеотидов между 3’-концом ядерного гена и серединой региона S, что препятствует экспрессии белка P полной длины. Вместо этого 46 остатков на N-конце белка P сливаются с 47 остатками, кодируемыми другой рамкой, при этом образуется сплайсированный белок гепатита B (HBSP). При появлении интактного белка P этот сплайсированный вариант может быть упакован и подвергаться репликации. По сути, вирионы, несущие такой укороченный геном HBV, могут циркулировать в крови хронических носителей HBV, но не у перенесших острую инфекцию. Повышенное количество сплайсированных вариантов относительно вирусов дикого типа в крови коррелирует с фиброзом печени и ГЦР. Исследования в культурах клеток позволяют предположить, что HBSP способствует пролиферации и миграции клеток гепатомы. С другой стороны, патогенность сплайсированного варианта может объясняться повышенной экспрессией ядерного белка, белка НВх и репликацией ДНК вследствие крупных делеций, которые препятствуют транскрипции РНК длиной 2400 и 2100 нуклеотидов [19].
Мутанты иммунного ускользания, возникающие в поздней стадии хронической инфекции. Домен S содержит 226 остатков с иммунодоминантной петлей (остатки 106–163) на поверхности вирионов и субвирусных частиц. HBV можно разделить на 4 главных серологических подтипа: adr, adw, ayr и ayw, где детерминанта "a" (остатки 124–147) служит главной мишенью антител к HBs, появляющихся в поздней фазе иммунной элиминации. Такие антитела нейтрализуют инфективность HBV путем блокирования связывания вируса с гепарансульфатпротеогликаном, рецептором HBV с низкой аффинностью. Однако даже единственная замена аминокислоты, такая как G145R, может значительно уменьшить аффинность антител к HBs, и такие мутанты иммунного ускользания могут переживать повышающийся титр антител к HBs лучше, чем вирусы дикого типа. Такие мутанты могут вносить свой вклад в развитие скрытого гепатита B, который определяется наличием ДНК HBV, но без HbsAg [17].
Мутанты иммунного ускользания как источник реактивации гепатита B. Мутанты иммунного ускользания, отбирающиеся в поздней фазе иммунной элиминации, могут задерживать, но не препятствовать элиминации вируса, скорее всего, за счет дополнительной нейтрализации антителами к preS1 и preS2, а также ограниченного репликативного пространства. С другой стороны, существующая вакцина против гепатита B состоит только из полученного из дрожжей рекомбинантного белка S. В те времена, когда иммуноглобулин против гепатита B, собранный у реципиентов вакцины, использовался как единственное средство предотвращения повторной инфекции трансплантата печени, такие мутанты иммунного ускользания были источником реактивации инфекции. В настоящее время дети матерей, инфицированных HBV, получают иммуноглобулин против гепатита B в дополнение к вакцине. К сожалению, около 5–10% таких инфекций не могут быть предупреждены, что может объясняться внутриутробной инфекцией, высокой вирусной нагрузкой у матери или отбором мутантов иммунного ускользания. Эксперименты в клеточных культурах позволили предположить, что у G145R и других мутантов иммунного ускользания, таких как T118K, K141E, D144G, C147R и C149R, была серьезно нарушена секреция вирионов, что, тем не менее, могло быть исправлено в той или иной мере новым N-связанным сайтом гликозилирования в остатке 131. Несмотря на то что для создания такого сайта гликозилирования для генотипов, кроме A, требуется двойная мутация T131N/M133T, нередко встречается сосуществование мутантов иммунного ускользания с двойной мутацией. Таким образом, M133T (или N131N/M133T) ведет себя как компенсаторная мутация для G145R. Эксперименты с инфекцией, вызванной вирусом гепатита D, который использует белки оболочки HBV для проникновения в гепатоциты, позволили предположить, что мутант G145R имеет стойкую инфекционность. И поэтому эффективное иммунное ускользание путем компенсаторных мутаций и стойкая инфекционность могут объяснять, почему G145R - самый распространенный мутант иммунного ускользания [13].
Мутации устойчивости к нуклеотидным аналогам. Современные противовирусные стратегии в отношении хронического гепатита B остаются субоптимальными. На сегодня для лечения гепатита B одобрено 5 нуклеоз(т)идных аналогов (НА): ламивудин (LMV), адефовира дипивоксил (ADV), энтекавир (ETV), телбивудин (LdT) и тенофовир (TDF). Они действуют как конкурентные ингибиторы этапа обратной транскрипции синтеза ДНК HBV (см. рис. 17.6), поскольку их включение в растущую цепь ДНК ведет к обрыву цепи. Мощные ингибиторы, такие как ETV и TDF, также действуют на этапе инициации обратной транскрипции и могут снижать виремию до неопределяемого уровня. Однако НА не влияют на экспрессию HBeAg или HBsAg и не способствуют сероконверсии HBeAg или HBsAg. Следовательно, их можно использовать продолжительное время, что в итоге может приводить к развитию лекарственной устойчивости. Так, мутации устойчивости к LMV возникают у 23% пациентов, принимающих препарат в течение 12 мес, а к 5 годам лечения мутации выявляются уже у 80% пациентов. Мутации устойчивости к препаратам располагаются в домене RT белка P (см. рис. 17-8).
Для LMV мутация rtM204V/I несет лекарственную устойчивость, но в то же время снижает способность к репликации, что может компенсироваться другими мутациями, например, rtL180M и/или rtV173L. Устойчивость к ADV связана с мутациями rtA181T/V или rtN236T. Устойчивость к ETV требует множества мутаций в дополнение к тем, которые вызывают устойчивость к LMV, то есть здесь существует более высокий генетический барьер. Однако в условиях предшествующей устойчивости к LMV может иметь место высокая частота устойчивости к ETV и ADV вследствие перекрестной устойчивости. Хотя мутации, несущие устойчивость к TDF, встречаются, казалось бы, нечасто даже после 5 лет лечения, некоторые мутации могут снижать чувствительность вирусов к TDF. За счет перекрывания генов белка P и белков оболочки мутации лекарственной устойчивости в гене P, такие как F158Y, F161L, E164D, I195M и W196S, могут вызывать замены аминокислот в регионе детерминанты "а" белков оболочки. Эти мутации снижают связывание антител с HBsAg, то есть обеспечивают иммунное ускользание. Мутация rtA181T может превращать кодон 172 в регионе S в стоп-кодон, сокращая белки оболочки на 55 нуклеозидов. Такой мутант не может секретировать вирионы и HBsAg; он оказывает доминантно-негативное действие на секрецию вирионов вирусом дикого типа. Мутант с делециями связан с повышенным риском ГЦР, возможно, за счет внутриклеточной задержки белков оболочки, ведущей к стрессу эндоплазматической сети. Прямая передача от матери, что хорошо иллюстрируется генотипом C, - наиболее частый путь распространения гепатита B среди населения. Индукция хронической инфекции наиболее эффективна под действием нецитопатического вируса дикого типа и требует высокого уровня HBeAg и HBsAg. С другой стороны, мутанты заменяют вирусы дикого типа в фазу иммунной элиминации за счет их иммунного ускользания или более интенсивной репликации. В соответствии с более ранней сероконверсией по HBeAg, чем HBsAg, мутации ядерного промотора возникают намного раньше, чем делеции в preS и мутации ускользания в домене S. Эти мутанты вносят вклад в поражения печени, включая развитие ГЦР путем повышенной экспрессии высокоиммуногенного ядерного белка (мутации ядерного промотора) или задержки белка оболочки и стресса эндоплазматической сети (внутренняя делеция белка L или укорочение C-конца белка S). Клинические последствия мутаций HBV отличаются при острой и хронической инфекции. Так, сочетание G1896A и мутаций ядерного промотора связаны с острой печеночной недостаточностью, тогда как мутации ядерного промотора в большей степени, чем G1896A, связаны с развитием ГЦР при хронической инфекции. Появление мутантов иммунного ускользания в условиях хронической инфекции не станет препятствием к окончательной элиминации HBV, но передача таких мутантов реципиентам вакцины может вести к развитию инфекции у последних. Развитию ГЦР способствуют длительное течение гепатита B, высокая вирусная нагрузка, генотипы B и C, мутации ядерного промотора, делеции preS, укорочение белка S и интеграция ДНК. Хотя генотип F в целом не связывают с ГЦР, у коренного населения Аляски генотип F (подтип F1) дает более высокий риск ГЦР, чем генотипы A–D. Фактически медиана возраста, в котором ставят диагноз ГЦР, составляет 60 лет для генотипов A, C, D, но 22,5 года - для генотипа F [19].
Задействованы ли в этом определенные биологические свойства, уникальные именно для этих штаммов подтипа F1, или сочетание факторов, связанных с хозяином и окружающей средой, предстоит выяснить в дальнейших исследованиях.
Вирусный гепатит B - глобально распространенная опасная вирусная инфекция. Ежегодно в мире регистрируется около 50 млн больных только острой HBV-инфекцией. Из них до 600 тыс. больных гепатитом В умирает. Из их числа около 100 тыс. человек погибает от редких, особо тяжелых фульминантных форм инфекции, смертность от которых достигает 70–90%. Из клинических данных последних лет известно, что фульминантный гепатит встречается чаще у пациентов, инфицированных мутантными штаммами HBV, и у людей, одновременно инфицированных вирусами гепатитов В и D, В и С.
Высокие концентрации вируса обнаруживаются в сыворотке крови (до 108 –1011 вирусных частиц в одном мл) и печени больных гепатитом В при острой и хронической форме. Вирус гепатита B и вирусная ДНК также содержатся в селезенке, почках, в лейкоцитах крови, клетках других органов, в цереброспинальной и других биологических жидкостях больных.
Вирус гепатита B отличается исключительно высокой инфекционностью. Заражение HBV возможно при инокуляции очень малых объемов крови от больного - 0,1–0,5 мкл. Частой передаче возбудителя способствует и высокая устойчивость вируса и вирусной ДНК в условиях окружающей среды и в известных режимах дезинфекции. При комнатной температуре инфекционность вируса в крови сохраняется в течение 3 мес, в холодильнике - 6 мес, в замороженном виде - 15–20 лет и в высушенной плазме крови - до 25 лет. При кипячении инактивация вируса достигается за время более 30 мин, а при комнатной температуре в 1–2% растворе хлорамина - через 2 ч, в 1,5% растворе формалина - при 7-дневной экспозиции. Вирус устойчив к воздействию этилового эфира, ультрафиолетовому облучению. Высоко эффективна процедура автоклавирования при 120 °C, когда инфекционная активность HBV подавляется в течение 20 мин. В 70% растворе изопропилового спирта и в 80% этиловом спирте HBV инактивируется в течение 2 мин. Опасность и широкая распространенность гепатита В, в наибольшей мере, связаны также с тем, что из общего числа первично инфицированных HBV взрослых 2–10% заболевших в острой, в основном в легкой форме, не выздоравливают, а становятся хроническими больными гепатитом В или носителями HBV-инфекции. У зараженных HBV пациентов в младенческом или детском возрасте хроническая инфекция развивается гораздо чаще. При наличии в крови матери вирусной ДНК, и особенно НВе-антигена у новорожденного часто развивается врожденная HBV-инфекция.
Реактивация хронического гепатита B в особо тяжелой форме наблюдается редко (примерно у 14% больных), но отличается высокой (до 30%) летальностью. В последующем через несколько лет при хронической инфекции у 20% больных развивается цирроз печени и в 30% случаев - первичный рак печени. В результате ежегодно от острого и хронического гепатита B и его последствий в мире умирают 1,6–2,0 млн человек, из них около 700 тыс. - от цирроза и 300–500 тыс. - от карциномы печени.
Острый гепатит B развивается при первичном инфицировании, и в части случаев он со временем может трансформироваться в длительно протекающую, хроническую HBV-инфекцию. Хронический гепатит B может развиваться как активная репликативная хроническая инфекция, как персистентная хроническая инфекция или как латентная хроническая инфекция часто без выраженных признаков патологии - "здоровое" носительство инфекции. Любая из названных разновидностей гепатита B обнаруживается наличием хотя бы части специфических, определяемых лабораторным исследованием антигенных (HBs- и НВе-антигены), иммунологических (антитела класса IgM и IgG к HBs-, HBe- и НВс-антигенам) или генетических (нуклеотидные последовательности ДНК HBV) специфических маркеров этой инфекции в крови, лимфе, других биологических жидкостях организма, а также в клетках и тканях различных органов. На практике, вследствие распространенности лабораторного определения маркеров в сыворотке крови, антигенные, иммунологические и генетические специфические лабораторные характеристики инфекции в крови часто объединяются под названием серологических маркеров. Серологическим показателем выздоровления от гепатита B служит исчезновение маркеров репликации вируса (рис. 17-9): ДНК HBV, HBs- и НВе-антигенов и антител класса IgM к НВс-антигену, выявление в крови "следов" перенесенной HBV-инфекции в виде антител класса IgG к HBs- и НВс-антигенам. После перенесенной инфекции с появлением антител к HBs-антигену устанавливается состояние иммунитета - невосприимчивости к HBV-инфекции (табл. 17-3) [13, 17, 19].

Критерий оценки |
Острый гепатит В |
Хронический гепатит B (вариант течения) |
Реконвалесцент HBV |
||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
иммунная толерантность |
иммунный клиренс |
иммунный контроль (носительство HBsAg) |
реактивация |
латентная HBV-инфекция |
редкие мутантные формы HBV |
||||
HBeAg (+) |
HBeAg (–) |
||||||||
Активность аланинаминотрансферазы возрастает |
+ |
– |
+ |
+ |
– |
+ |
– |
+/– |
– |
HBsAg |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
– |
+/– |
– |
HBsAgAb |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
+/– |
+ |
HBeAg |
+/– |
+ |
+ |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
HBeAb |
–/+ |
– |
– |
+ |
+ |
+ |
– |
+/– |
+ |
HBcorAb |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+/– |
+ |
ДНК HBV, сыворотка, копий/мл |
+ |
108–1011 |
106–1010 |
105–109 |
≤104 |
103–107 |
–/≤103 |
+/– |
– |
ДНК HBV, печень |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
– |
Гистология |
A1–A3; F0 |
A0–A1; F0–F1 |
A1–A3; F1–F4 |
A1–A3; F1–F4 |
A0–A1; F0–F4 |
A1–A3; F0–F1 |
A1–A3; F0–F1 |
A1–A3; F1–F4 |
A0; F0 |
Примечание : "+" - маркер обнаруживается; "–" - маркер не обнаруживается; а1–А3, F0–F4 - стадии гистологических и морфологических изменений клеток печени. ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота.
Вирус гепатита B проникает в гепатоцит с помощью Na+ -таурохолат-котранспортного полипептида (NTCP), лишается оболочки, а затем ркДНК вируса поступает в ядро. В ядре ркДНК превращается в кзкДНК, которая служит шаблоном для транскрипции РНК preC длиной 3500 нуклеотидов, пгРНК, мРНК preS/S длиной 2400 и 2100 нуклеотидов и мРНК HBx длиной 700 нуклеотидов. Эти РНК переносятся в цитоплазму для трансляции белков. пгРНК выборочно упаковывается в ядерные частицы, после чего следует опосредованный белком P синтез минус-цепи ДНК (обратная транскрипция), разрушение пгРНК и синтез плюс-цепи ДНК для образования ркДНК. Такие зрелые ядерные частицы могут быть упакованы в оболочку для высвобождения в виде вирионов или же перенесены обратно в ядро для дополнительного синтеза кзкДНК. Двухцепочечная линейная ДНК - аберрантный продукт репликации пгРНК и предпочтительный шаблон для интеграции в хромосомную ДНК хозяина.
Неманифестный гепатит B протекает в виде субклинической или инаппарантной латентной инфекции. Разновидностью латентной инфекции является так называемое "здоровое" носительство, когда в крови человека обнаруживается только HBs-антиген (иногда с ДНК HBV) без каких-либо других маркеров инфекции и признаков патологии. В последние годы выявлена так называемая "молчащая", пока еще малоизученная, разновидность хронической HBV-инфекции, когда в сыворотке больных HBs-антиген не выявляется. Наличие HBV-инфекции у больных обнаруживается клиническими наблюдениями и ПЦР-анализом ДНК HBV.
Инаппарантные формы HBV-инфекции выявляются только наличием специфических маркеров инфекции по результатам лабораторного исследования, а для субклинических форм характерно дополнительное проявление неспецифических индикаторов инфекции (повышение активности АЛТ и АСТ, повышение концентрации билирубина в сыворотке крови, выявление некоторых иммунологических отклонений в крови и т.д.), устанавливаемых также лабораторным исследованием.
"Молчащий" гепатит B и "здоровое" носительство HBs-антигена без клинических проявлений также относятся к латентной хронической HBV-инфекции. Поскольку вирусный гепатит B нередко протекает как микст-инфекция с HDV, верификация стадии инфекционного процесса осуществляется по динамике серологических маркеров (табл. 17-4) [20].
Возможный диагноз |
Тесты |
|||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
HBsAg |
анти-HBsAg |
анти-HBc IgM |
анти-HBc IgG |
HBеAg |
анти-HBe |
ДНК HBV |
анти-HDV IgM |
анти-HDV IgG |
РНК HDV |
|
Острый гепатит B - циклическое течение |
+ |
– |
+ |
– |
+ |
– |
+ |
– |
– |
– |
Острый гепатит B - затяжное течение |
+ |
– |
+ |
+ |
+ |
– |
+ |
– |
– |
– |
Острый гепатит B - реконвалесценция |
– |
+ |
– |
+ |
– |
+ |
– |
– |
– |
– |
Хронический гепатит B - фаза репликации |
+ |
– |
+/– |
+ |
+ |
– |
+ |
– |
– |
– |
Хронический гепатит B - фаза интеграции |
+ |
– |
– |
+ |
– |
+ |
– |
– |
– |
– |
Острый гепатит B + гепатит D - циклическое течение |
+ |
– |
+ |
– |
+ |
– |
+ |
+ |
– |
+ |
Острый гепатит B + гепатит D - затяжное течение |
+ |
– |
+ |
+ |
+ |
– |
+ |
+ |
+ |
+ |
Острый гепатит B + гепатит D - реконвалесценция |
– |
+ |
– |
+ |
– |
+ |
– |
– |
+ |
– |
Острый гепатит D (суперинфекция) |
+ |
– |
–/+ |
+ |
–/+ |
+/– |
–/+ |
+ |
– |
+ |
Хронический гепатит D - фаза репликации |
+ |
– |
–/+ |
+ |
–/+ |
+/– |
–/+ |
+ |
+ |
+ |
Острый гепатит D - фаза интеграции |
+ |
– |
– |
+ |
– |
+ |
– |
– |
– |
– |
При углубленном лабораторном изучении патогенеза могут быть установлены репликативная и интегративная формы (фазы) инфекции. Репликативная инфекция с размножением HBV в гепатоцитах характеризуется выявлением наравне с ДНК вируса и HBs-антигеном НВе-антигена и антител класса IgM к НВс-антигену в крови. Интегративная фаза инфекции характеризуется выявлением только последовательностей ДНК HBV и HBs-антигена в некоторых тканях и в крови. Это связано с тем, что при развитии HBV-инфекции одновременно с репликацией инфекционного вируса в клетке может произойти также встройка последовательностей ДНК HBV в ДНК клеток макроорганизма, в частности, гепатоцитов. При завершении репликативной фазы инфекции проявление маркеров только поздней интегративной инфекции в виде персистенции HBs-антигена и ДНК HBV без клинических проявлений патологии печени соответствует носительству HBV-инфекции [20].
Имеются сообщения о том, что наличие различных субтипов вируса по HBs-антигену, возможно, играет роль в развитии фульминантного гепатита. Предполагается, что накопление определенного субтипа вируса может привести к фульминантному гепатиту новорожденных.
Среди геномов так называемых "диких" штаммов HBV обнаруживаются штаммы с устойчивыми мутантными генами: с частыми замещениями, делециями или инсерциями (вставками) нуклеотидов в различных областях генома. Обзор многих появляющихся в литературе сведений о мутантах HBV часто обнаруживает наличие ассоциативной связи между выявлением стабильных мутаций в геноме HBV и особенностями протекания острой и хронической HBV-инфекции. К настоящему времени зарегистрировано более 60 мутантных штаммов HBV. Обнаружение каждой новой мутантной формы вируса ставит перед исследователями задачи по определению широты ее распространения, выявлению особенностей течения и исхода гепатита B при наличии данной мутантной формы, а также по определению ее влияния на эффективность проводимой терапии или степень защиты после проведенной вакцинопрофилактики [6].
Заслуживают особого внимания наблюдения связи между появлением мутаций в определенных областях генома и трансформацией острой инфекции в хронический гепатит. В этом смысле в процессе трансформации в хроническую инфекцию, по-видимому, весьма значительная роль принадлежит делеционным мутантам в коровом гене HBV . Также в период трансформации инфекции происходят часто выявляемые точечные мутации А-1896 и А-1762. Первая из них в прекоровой области генома препятствует экспрессии НВе-антигена и ассоциируется с низкой репликативной активностью возбудителя инфекции и слабой восприимчивостью гепатита B к ИФН-терапии. Мутация А-1762 в промоторе корового гена связывается с хронической инфекцией с более активной репликацией мутантного вируса и более высокой степенью воспаления печени. Такая клиническая характеристика инфекции свидетельствует в пользу восприимчивости ее к ИФН-терапии. По предварительным данным, сочетанное действие процессов иммунитета и отбора мутаций в геноме HBV в ходе пролонгированной инфекции может трансформировать острый гепатит B в медленную, более устойчивую против иммунитета, хроническую инфекцию. Однако непосредственно связать отдельно выявленную мутацию с характером развития и с конкретным исходом инфекции едва ли возможно, хотя бы из-за наличия перекрывающихся участков генов в исключительно компактном геноме HBV.
При острой HBV-инфекции первая клеточная реакция, по лабораторным данным in vitro , наблюдается против preS-содержащего HBs-антигена еще в продромальный период, задолго до появления повреждений печени. В это время титр HBs-антигена в сыворотке еще возрастает, а НВе-антиген только появляется. Клеточная реакция на НВс-антиген следует позже и сопровождается немедленным появлением антител к этому антигену. С цитолизом гепатоцитов тесно коррелирует клеточная реакция на preS-отрицательный HBs-антиген, которая каждый раз обнаруживается с выявлением начала повреждения печени. Именно этой реакции Т-лимфоцитов приписывается важная роль по клеточной элиминации HBV в начале инфекции. Важно, что Т-клеточный ответ на HBs- и НВс-антигены перестает обнаруживаться в манифестный период. Для НВс-антигена клеточный ответ в этот период находится под воздействием различных супрессорных факторов, а для HBs-антигена, независимо от наличия или отсутствия preS-антигенов, клеточная реакция усиливается позже, на стадии выздоровления. Временное снижение активности этой реакции не может быть объяснено только Т-клеточной супрессией.
При остром гепатите возбудитель HBV-инфекции выявляется еще в инкубационном периоде. В продромальной стадии HBs-антиген начинает обнаруживаться и достигать максимальной концентрации незадолго до наблюдаемого максимума активности трансаминаз. При неосложненном течении гепатита B HBs-антиген продолжает обнаруживаться в сыворотке в течение примерно от 2 до 10 нед после установления симптомов заболевания. Индикаторный маркер вирусной репликации НВе-антиген может выявляться в пределах этого срока. НВе-антиген, по-видимому, играет также дополнительную иммунорегуляторную роль, и его дальнейшая сероконверсия служит показателем продолжающегося развития иммунного ответа в острой и хронической инфекции [6, 19].
При остром гепатите В в крови пациентов первыми из вирусспецифических антител появляются антитела к НВс-антигену и затем к НВе-антигену. Однако эти антигены у вируса внутренние, и антитела против них не обладают вируснейтрализующими свойствами. Антитела против главного антигена внешней оболочки вируса появляются только после исчезновения самого HBs-антигена в сыворотке и по истечении продолжительного времени в виде "серологического окна". Следовательно, эти появляющиеся поздно антитела нейтрализовать вирус, защитить организм от его размножения в острой фазе инфекции не могут.
Несмотря на то что НВс-антиген - внутренний компонент вируса, почти у всех пациентов выявляют высокий титр антител против этого антигена. Антитела появляются независимо от острой или хронической формы инфекции и независимо от наличия или отсутствия повреждений печени. При острой инфекции IgM антитела против НВс-антигена появляются первыми и считаются ранними диагностическими. Эти антитела, как и НВе-антиген, выявляют активную репликацию вируса. Обострение хронической инфекции или краткосрочная терапия глюкокортикоидами тоже могут инициировать синтез IgM-антител. Со временем в ходе инфекции IgM-антитела к НВс-антигену сменяются антителами класса IgG.
Основной маркер активной репликации вируса - НВе-антиген - вызывает образование антител гораздо позже и не всегда. Эти два внутренних антигена, имеющие значительную аминокислотную гомологию, весьма сильно отличаются иммуногенностью в образовании специфических антител. НВс-антиген является тимуснезависимым, в отличие от тимусзависимого НВе-антигена. Детерминанты антител к этим двум антигенам перекрываются частично. При острой инфекции экспрессия антител к НВе-антигену может коррелировать со снижением и потерей вирусной репликации. При хронической инфекции антитела к НВе-антигену могут образоваться спустя много лет после начала синтеза антител к НВс-антигену или вовсе не появиться [17].
Высокая иммуногенность НВс-антигена, внутреннего антигена вируса, по сравнению с поверхностным HBs-антигеном, избыточная секреция корпускулярного поверхностного антигена, маскирующего вируснейтрализующие антитела в крови, способствуют тому, что эти антитела к HBs-антигену не могут нейтрализовать вирус в наиболее активной стадии острой инфекции. Именно поэтому в противовирусном иммунитете острой циклической инфекции гепатита B решающая роль отводится ИФНα, провоспалительным цитокинам и реакциям цитотоксических лимфоцитов и NK-клеток.
Хронизация HBV-инфекции приводит к постоянной экспрессии HBs-антигена во времени. Антитела к этому антигену не обнаруживаются. В состоянии хронической инфекции высокой репликативной активности одновременно могут определяться антитела класса IgM к НВс-антигену, НВе-антиген и высокие концентрации ДНК HBV. В статусе хронической персистирующей инфекции маркеры репликативной фазы могут выявляться в минимальных концентрациях. В биоптате при хронической инфекции выявляется характерное воспалительное повреждение печени. Персистирующая хроническая инфекция может надолго стабилизироваться в состоянии экспрессии антител к НВе-антигену. Репликативная и интегративная фазы хронической инфекции отличаются тем, что в первом случае могут быть обнаружены НВе-антиген и антитела класса IgM к НВс-антигену, а во втором случае возможно выявление только антител класса IgG к этим антигенам. Для поздней стадии хронического "здорового" носительства HBs-антигена характерно постоянное обнаружение только этого маркера интегративной фазы инфекции без повреждений печени. Только ПЦР-анализ выявляет ДНК HBV в сыворотке в минимальных концентрациях. Синтез антител к HBs-антигену при избытке этого антигена в крови приводит не к эффективной нейтрализации вируса, а к образованию циркулирующих иммунных комплексов HBs-антигена с его антителами. Активная хроническая HBV-инфекция сопровождается интенсивной гипергаммаглобулинемией, образованием аутоиммунных антинуклеарных и антиэндотелиальных антител, антител против гладкой мускулатуры и ревматоидного фактора [5, 6].
Начало защитных реакций иммунитета при репликации HBV в печени связано с экспрессией противовирусного ИФНα, который выявляется в периферической крови инфицированного одновременно с появлением основного маркера инфекции - HBs-антигена - еще в инкубационном периоде вирусного гепатита В. ИФН-α/β и другие цитокины начальной фазы иммунного ответа синтезируются зараженными клетками печени, макрофагами, Т- и В-лимфоцитами и способствуют быстрому росту уровня экспрессии и экспонирования антигенов иммунного распознавания HLA I класса на гепатоцитах. Они также способствуют активации и/или пролиферации основных клеточных эффекторов иммунитета: CTL, NK-клеток, макрофагов и нейтрофилов. Как хорошо известно, HBV является слабым индуктором ИФНα. При остром вирусном гепатите В ИФНα уверенно определяется в сыворотке только у одной трети пациентов. Даже у лиц с манифестной HBV-инфекцией уровень ИФНα ниже, чем в случае других вирусных инфекций, например, при гриппе. Концентрация интерферона может повышаться при тяжелом остром гепатите В. При хронической HBV-инфекции уровень эндогенного ИФНα ниже, чем у здоровых людей. У больных вирусным гепатитом В продукция ИФНγ, регулятора экспрессии молекул HLA II класса иммунокомпетентными клетками, находится в норме. По современным представлениям, сложный комплекс взаимодействия HBV с клетками иммунной системы обусловливает хронизацию и неблагоприятный исход инфекции. Течение вирусного гепатита B характеризуется изменениями в балансе как провоспалительных, так и цитокинов, регулирующих клеточные и гуморальные реакции иммунитета. Поляризация иммунного ответа с превалированием медиаторов Th1-пути либо Th2-пути играет ключевую роль в иммунопатогенезе вирусного гепатита В. Установлено, что при остром саморазрешающемся вирусном гепатите В развивается мощный поликлональный CD4+ и CD8+ -клеточный ответ, тогда как при хронической вирусной инфекции Т-клеточный ответ существенно более слабый и направлен против меньшего числа эпитопов. При этом при хронизации инфекционного процесса иммунный баланс смещается в сторону Th2, что сопровождается усилением продукции ИЛ-4 и ИЛ-10 и приводящим к хронизации инфекции [8].
Важным фактором, определяющим возникновение, прогрессирование и характер исхода вирусного гепатита B является и генетическая детерминированность иммунного ответа. О значении иммуногенетических факторов в механизмах хронизации вирусной инфекции свидетельствует различие в уровне заболеваемости вирусным гепатитом в разных этнических группах, проживающих на одной территории. Также показано и существование аллелей генов многих цитокинов и рецепторов к ним. При этом отдельные аллельные варианты могут быть ассоциированы с уровнем продукции соответствующего белка, что оказывает влияние на характер течения, тяжесть, продолжительность и исход заболевания.
Персистенция HBV затрагивает практически все факторы противовирусного иммунитета, сочетает в себе элементы пассивной и активной самозащиты. Особенности изменений врожденного гуморального иммунного ответа обусловлены нарастанием уровня интерферонов, сывороточных иммуноглобулинов, активацией системы комплемента и NK. Специфический иммунный ответ направлен на элиминацию циркулирующих и клеточных антигенов вируса, а также на защиту клеток от реинфицирования.
Исследование Т-клеточного звена иммунитета при HBV-инфекции показало, что они носят в большинстве случаев однонаправленный характер и характеризуются снижением количества CD3+ CD4+ лимфоцитов. Отсутствие в ряде случаев эффективного Т-клеточного ответа у пациентов с латентно протекающей инфекцией может быть обусловлено низким уровнем репликации вируса, низкой экспрессией HLA и других вспомогательных молекул на поверхности инфицированных клеток.
У пациентов с латентно протекающей HBV-инфекцией отмечается выраженное угнетение конституциональной и индуцированной способности мононуклеаров периферической крови индуцировать ФНОα, ИЛ-12, ИЛ-2. Механизмы подавления синтеза цитокинов остаются недостаточно изученными, и, по-видимому, имеет место не один, а несколько типов ингибирования. Ограничение продукции ФНОa и других провоспалительных цитокинов в условиях латентно протекающей HBV-инфекции расценивают как реакцию иммунной системы, направленную на предотвращение реализации проапоптотического потенциала вирусов и развития необратимого повреждения органов и тканей, обусловленного действием этих цитокинов Th1-пути [7, 12].
Латентно протекающие HBV-инфекции сопровождаются развитием аутоиммунных процессов, которые, однако, недостаточны для элиминации вируса. Выявленный дисбаланс продукции цитокинов ФНОα, ИЛ-12, -2, -4, -10, вероятно, можно рассматривать как средство адаптации к новым условиям.
У больных хроническим гепатитом В в стадии активной репликации вируса (в сыворотке определяются НВе-антиген и ДНК HBV) спонтанная продукция ИЛ-2 повышается, однако при этом наблюдается низкий пролиферативный ответ иммунокомпетентных клеток на НВс-антиген. Экспрессия ИЛ-12 усиливает клеточную цитотоксичность и развитие Т-хелперов 1-го типа, продуцентов ИФНγ и ИЛ-2. Уровень ИЛ-12 повышается у пациентов с исчезновением HBV в крови и при сероконверсии НВе-антигена.
По лабораторным данным, при остром гепатите возбудитель инфекции HBV выявляется еще в инкубационном периоде. HBs-антиген начинают обнаруживать в продромальной стадии. Он достигает максимальной концентрации незадолго до выявляемой максимальной активности трансаминаз. При неосложненном течении вирусного гепатита B HBs-антиген продолжает обнаруживаться в сыворотке в течение примерно от 2 до 10 нед после установления симптомов заболевания. Индикаторный маркер вирусной репликации НВе-антиген может выявляться в пределах этого срока, однако в течение менее продолжительного времени. НВе-антиген, по-видимому, играет дополнительную иммунорегуляторную роль, а его дальнейшая сероконверсия служит показателем продолжающегося развития иммунного ответа при острой и хронической инфекции.
Трансформация в хронический гепатит характерна, прежде всего, для лиц с несформировавшимся или ослабленным клеточным иммунитетом, не способным, как следствие, эффективно разрушать инфицированные гепатоциты и элиминировать вирус. Возможно, при этом значительное место занимает дефицит системы интерферона у пациента. Развитие хронического гепатита B наблюдается у 5–7% взрослых пациентов в клинически манифестной форме. В случае врожденной HBV-инфекции, в раннем детском возрасте, у пожилых и иммунодепрессивных больных развитие хронического гепатита B наблюдается гораздо чаще. Процесс трансформации в хронический гепатит B и дальнейшее его развитие сопровождаются иммунной селекцией возбудителя с постепенным накоплением стабильных мутантных по НВс-антигену штаммов HBV и встраиванием вирусной ДНК в геном клеток печени. В ходе этих процессов активная репликативная инфекция постепенно затухает и переходит в медленную интегративную. При этом репликативная активность HBV, по-видимому, продолжает контролироваться внутриклеточным адаптационным иммунитетом, а интегрированный с гепатоцитами вирус может быть элиминирован из организма только апоптозным и аутолитическим некрозом инфицированных клеток. Вследствие этого у пациентов с дефицитом цитотоксического иммунитета хронический гепатит B продолжается в течение многих лет или пожизненно. Пока непонятна роль адаптивного иммунитета при всплеске репликации HBV или длительного протекания хронического гепатита высокой репликативной активности HBV. При длительном наблюдении за инфицированными HBV добровольцами установлено, что хронический гепатит со временем развивается у больных с более высокой репликативной активностью вируса во время вялотекущей острой инфекции [7, 9].
Исчезновение ДНК и антигенных маркеров инфекции и выявление антител не только к НВе- и НВс-антигенам, но и к HBs-антигену служат подтверждением полного разрешения организма и от острого, и от хронического гепатита В. В ходе хронического гепатита В, как правило, в той или иной степени последовательно выявляются все вирусологические, иммунологические маркеры инфекции, но отсутствие антител к НВе-антигену и тем более к HBs-антигену указывает на неполноту и незавершенность развития иммунного ответа и тем самым незавершенность инфекции гепатита В. Дефицит противовирусного клеточного иммунитета в начале хронической инфекции со временем дополняется вторичной аутоиммунной и неспецифической иммунопатологией печени и других органов. Более того, селекция иммунотолерантных штаммов за счет мутаций в геноме HBV, интеграция вирусного генома в клеточный геном с постоянной экспрессией HBs-антигена в ходе хронической инфекции делают крайне маловероятным полную элиминацию возбудителя и достижение иммунопротективного статуса у больных хроническим гепатитом В.
Широко распространенный субклинический острый вирусный гепатит B и протекание хронической HBV-инфекции без клинических проявлений в виде "здорового" носительства HBs-антигена или "молчащей" инфекции с репликацией ДНК HBV без экспрессии HBs-антигена и так называемый первично-хронический гепатит B продолжают изучаться, и их значение в распространении HBV-инфекции и ее последствий предстоит еще изучить [13].
17.3.1. Лабораторная диагностика вирусного гепатита В
При ИФА сывороток больных гепатитом В выявляются HBs- и НВе-антигены, антитела класса IgM и IgG к НВс-антигену и антитела класса IgG к HBs- и НВе-антигенам. Для прямого подтверждения диагноза HBV-инфекции, мониторинга хронической инфекции, изучения эффективности курса терапии гепатита B весьма информативно дополнительное определение генетического маркера (ДНК HBV) высокочувствительным методом ПЦР-анализа. Этой чувствительности, однако, часто недостаточно для выявления ДНК в случае латентной, хронической или врожденной инфекции. Резкое повышение чувствительности анализа достигается ПЦР-зондовым анализом или двойным нестед-ПЦР-зондовым анализом вирусной ДНК. Чувствительность нестед-ПЦР анализа исключительно высока и может быть достаточной для выявления нескольких копий ДНК HBV в пробе, что превышает соответствующую чувствительность метода ИФА в определении HBV через его антигены в десятки и сотни тысяч раз.
Антигенные, иммунологические и генетические маркеры HBV-инфекции в клинической практике определяются лабораторным исследованием с использованием стандартных диагностических ИФА и ПЦР тест-систем промышленного производства. Лабораторные исследования играют ведущую роль в установлении диагноза вирусного гепатита В, дифференциальной диагностике острого и хронического гепатитов В, мониторинге активности вирусной репликации у носителей HBsAg, оценке эффективности противовирусной терапии заболевания [17].
Развитие хронического гепатита B чаще происходит у людей, инфицированных перинатально или в раннем детстве, когда иммунная система еще несовершенна и не может в полной мере реализовать элиминацию вируса.
Естественное течение HBV-инфекции разделяется на четыре фазы: иммунотолерантности, иммунореактивности (иммунного клиренса), иммунного контроля (низкорепликативная), реактивации. Иммунотолерантная фаза характеризуется наличием HBeAg, высоким уровнем ДНК HBV (более 106 копий/мл или 200 тыс. МЕ/мл), нормальной или незначительно повышенной активностью АЛТ и нормальной или минимальной гистологической активностью. Большинство больных с перинатально приобретенной HBV-инфекцией находится в данной фазе и представляют хронический HBeAg-позитивный гепатит с нормальной активностью АЛТ. Для иммуноактивной фазы характерны снижение вирусной нагрузки, повышение активности АЛТ и некровоспалительной активности. Данное состояние расценивается как хронический HBeAg-позитивный гепатит . При этом уровень ДНК HBV становится выше 105 копий/мл (приблизительно 20 тыс. МЕ/мл). Проявлением иммуноактивной фазы в 65–95% случаев является сероконверсия от HBeAg к анти-НВе, которая сопровождается снижением вирусной репликации, биохимической ремиссией, в ряде случаев со спонтанным выздоровлением.
Низкорепликативная фаза чаще диагностируется при носительстве HBV и характеризуется HBeAg-негативностью и анти-НВе-позитивностью, неопределяемым или низким уровнем ДНК HBV (менее 104 копий/мл, или 2000 МЕ/мл), постоянной нормальной активностью АЛТ и минимальной гистологической активностью (менее 4 баллов по шкале Кноделя). У части больных спонтанно или вследствие иммуносупрессии развивается реактивация вирусной репликации. Крайне редко она имеет место у "дикого" штамма возбудителя с обратной реверсией HBeAg-позитивного статуса. Гораздо чаще наблюдается мутация в pre-core/core регионе с последующим нарушением экспрессии HBeAg и развитием хронического HBeAg-негативного гепатита . Данный диагноз лабораторно характеризуется отсутствием HBeAg, наличием анти-НВе, уровнем ДНК HBV более 104 копий/мл (приблизительно 2000 МЕ/мл), повышенной активностью АЛТ, некрозно-воспалительными изменениями в печени.
Неспецифические биохимические тесты, принятые для оценки функционального состояния печени, свидетельствуют об умеренном повышении активности АЛТ, снижении протромбинового индекса, диспротеинемии, незначительном увеличении СОЭ. При этом выраженность цитолитического синдрома достоверно коррелирует с активностью вирусной репликации (уровень ДНК HBV более 10 тыс. коп./мл или 2000 МЕ/мл) [16].
Цирроз печени соответствует следующей стадии морфогенеза хронического гепатита B прогрессирующего течения. Независимо от варианта развития течение HBV-цирроза бывает непрерывно прогрессирующим и медленно прогрессирующим с периодами длительной ремиссии. Из лабораторных данных характерны резко выраженные диспротеинемия (гипоальбуминемия, гипергаммаглобулинемия), гипербилирубинемия, высокая активность трансфераз, увеличение СОЭ, увеличение содержания всех классов иммуноглобулинов, циркулирующих иммунных комплексов, снижение активности протромбина, уровня общего холестерина.
Хроническая HBV-инфекция большей частью имеет клинически сглаженное малосимптомное течение. Именно поэтому первичный диагноз чаще устанавливают на основании результатов лабораторных исследований (повышение активности АЛТ, маркеры HBV) и биопсии печени. В этой связи так называемое хроническое "вирусоносительство" является сугубо условным наименованием и соответствует скрытно протекающему, как правило, доброкачественному хроническому гепатиту. Комплексное углубленное обследование бессимптомных HBsAg-позитивных доноров, включающее биопсию печени, показывает, что большинство "вирусоносителей" являются больными латентным хроническим гепатитом В, причем нередко с наличием слабой репликации. У пациентов с отсутствием клинической симптоматики (латентными формами вирусных гепатитов) при наличии фиброза независимо от активности воспаления, выявления маркеров активной вирусной репликации (HBeAg, ДНК HBV), присутствия анти-HBc IgM, устанавливается диагноз хронического гепатита В [17].
17.3.2. Серологическая диагностика вирусного гепатита B
В качестве скринингового исследования в настоящее время наиболее широко используется выявление HBsAg (поверхностный антиген вируса гепатита В).
HBsAg является маркером, свидетельствующим об инфицированности человека вирусом гепатита В. Он обнаруживается в сыворотке крови через 4–6 нед после заражения, еще в инкубационном периоде, примерно за 25–30 дней до появления первых клинических признаков заболевания, и сохраняется на протяжении всего острого периода гепатита В. У большинства больных он исчезает в периоде реконвалесценции, однако у отдельных пациентов продолжает обнаруживаться в крови спустя месяцы или даже годы после заражения.
HBcoreAg (HBcAg) является основным белком нуклеокапсида вируса. Он не секретируется, поэтому в сыворотке крови не обнаруживается. Его можно обнаружить непосредственно в ткани печени с помощью иммуногистохимических методов. Антитела к HBcAg, относящиеся к иммуноглобулинам класса М (анти-HBc IgM) и являющиеся серологическими маркерами острого вирусного гепатита В, диагностируются в разгаре заболевания и могут выявляться в течение одного года. В ряде случаев они могут быть единственным маркером острого вирусного гепатита В. Антитела к HBcAg, относящиеся к иммуноглобулинам класса G (анти-HBc IgG), свидетельствуют о перенесенной или текущей HBV-инфекции.
HBeAg - секретируемый белок (антиген). Его обнаружение в сыворотке крови является косвенным признаком активной вирусной репликации. Он выявляется в сыворотке крови как у больных острым (в разгаре заболевания), так и хроническим гепатитом В (периоде обострения). Сероконверсия по HBeAg (появление антител к HBeAg) является признаком благоприятного течения заболевания и свидетельствует о снижении активности вирусной репликации.
Алгоритм серологического обследования пациентов при подозрении на инфицирование вирусом гепатита B представлен на рис. 17-10 [16, 20].

Интерпретация результатов серологического обследования пациентов при подозрении на инфицирование вирусом гепатита B представлена в табл. 17-5.
Серологический диагноз |
HBsAg |
Анти-HBs |
Анти-HBcore суммарные |
HBeAg |
Анти-HBe |
ДНК вируса гепатита B, копий/мл |
|
---|---|---|---|---|---|---|---|
HBcore-IgM |
HBcore-IgG |
||||||
Острый гепатит B |
+/– |
–/+ |
+ |
+ |
+/– |
–/+ |
+/– |
Хронический интегративный гепатит B (носительство HBsAg) |
+ |
– |
– |
+ |
– |
+ |
<105 |
Хронический репликативный гепатит B |
+ |
– |
+/– |
+ |
+/– |
–/+ |
>105 |
Иммунитет после вакцинации |
– |
+ |
– |
– |
– |
– |
– |
Иммунитет после перенесенного гепатита B |
– |
+ |
– |
+ |
– |
+/– |
– |
Примечание : "" - маркер выявляется; "–" - маркер не выявляется; "/–" - маркер может встречаться/может не выявляться; "–/+" - маркер чаще не встречается.
17.3.2.1. Молекулярно-биологическая диагностика вирусного гепатита B
Выявление ДНК HBV используется для ранней диагностики острого вирусного гепатита В. ДНК HBV выявляется в крови, в среднем через 1 мес после заражения, и становится первым диагностическим маркером. HBsAg появляется в крови заболевшего позже, как минимум, на 3 нед.
Молекулярно-биологическая диагностика позволяет определять наличие мутантных по HBsAg штаммов вируса гепатита В. В настоящее время в результате реализации массовых программ вакцинации, в том числе и вируса гепатита В, наблюдается тенденция к повышению частоты таких трудно диагностируемых штаммов. Инфекция, ими вызванная, может не выявляться стандартными тестами ИФА, разработанными для обычных штаммов.
17.3.2.2. Диагностическая значимость количественной оценки уровня ДНК HBV в плазме крови (вирусной нагрузки)
Количественное исследование ДНК HBV необходимо при проведении дифференциальной диагностики между носительством HBV и хроническим течением вирусного гепатита В. У пациентов при длительном (более 6 мес) выявлении HBsAg и с нормальной активностью АЛТ лабораторным критерием дифференциальной диагностики между носительством HBV и хроническим гепатитом В выступает уровень ДНК HBV выше 2×103 МЕ/мл.
Основная роль при назначении противовирусной терапии больным хроническим вирусным гепатитом В принадлежит нескольким показателям: персистенции HBsAg более 6 мес, повышенному уровню активности трансаминаз, гистологическим признакам выраженного гепатита (индекс активности >4) и уровню ДНК HBV, превышающему 2×104 МЕ/мл (для НВе-позитивных пациентов) [16].
17.3.3. Другие методы диагностики
Для выявления "молчащих", латентно протекающих вирусных гепатитов большое значение имеет оценка состояния клеточного звена иммунитета. Интегрирующим показателем может быть оценка концентрации высвобождающегося неоптерина, который является биологически более инертным продуктом, чем цитокины, и его концентрация не изменяется длительное время. Концентрация неоптерина отражает совместное действие различных цитокинов на популяцию макрофагов/моноцитов. В организме человека синтез неоптерина начинается под влиянием высвобождающегося из Т-лимфоцитов ИФНγ, который активирует ГТФ-циклогидроксилазу - ключевой фермент в цепочке превращения ГТФ в неоптерин. При этом другие цитокины (ИЛ-1α, ИЛ-1β, ИЛ-2, ФНОα) влияют на образование неоптерина либо незначительно, либо только опосредованно. В лабораторной практике определение содержания неоптерина используется при мониторинге инфекционных осложнений, при скрининге образцов донорской крови, для прогнозирования развития и течения заболевания у ВИЧ-инфицированных пациентов, для дифференциальной диагностики вирусных и бактериальных инфекций. Гиперпродукция неоптерина характерна у большинства больных с аутоиммунными и активными хроническими инфекционными заболеваниями, и она по времени намного предшествует появлению клинических симптомов. Определение концентрации неоптерина также используется для терапевтической оценки иммуномодуляторов [20].
17.4. Вирусный гепатит С
Вирусный гепатит С (HCV) вызывается РНК-содержащим флавивирусом, диаметром 55–65 нм, покрытым липидсодержащей оболочкой. Геном его представлен одноцепочечной РНК, содержащей около 9500 нуклеотидов, и кодирует синтез вирусного протеина размером до 3033 аминокислот, который затем расщепляется клеточными пептидазами и вирусными протеазами, как минимум, на девять белков: сердцевинный (нуклеокапсидный) белок (С), оболочечный белок Е1, оболочечный белок, интегрированный с неструктурной зоной (E2/NS1), и неструктурные белки NS2, NS3, NS4A, NS4B, NS5A и NS5B (рис. 17-11, 17-12, табл. 17-6). Для генома характерна уникальная рамка считывания, короткие 5’- и 3-концевые нетранслируемые области и участки с высокой частотой мутаций. В результате было выделено 6 генотипов вируса и более 100 подтипов HCV. Особенности организации генома HCV позволили включить его в семейство Flaviviridae род - Hepacivirus .


Белок | Молекулярная масса, кДа | Функции |
---|---|---|
Ядерный |
21 |
Белковая оболочка вируса |
Е1 |
31–35 |
Поверхностный белок |
Е2 |
68–72 |
Поверхностный белок, взаимодействие PKR+CD81 |
Р7 |
7 |
Неизвестны, ионный канал (?) |
NS2 |
23 |
Протеаза: NS2/3 бластомер, кофактор |
NS3 |
70 |
Сериновая протеаза: NS3/4A; 4A/4B; 4B/5A; 5A/5B, РНК-хеликазы |
NS4A |
8 |
Образует комплекс с NS3, кофактор для NS3 протеазы |
NS4B |
27 |
Неизвестны |
NS5A |
58 |
Неизвестны; содержит ISDR; взаимодействие с PKR |
NS5B |
68 |
РНК-зависимая RI/IA полимераза |
HCV обладает широким клеточным тропизмом. Он может реплицироваться в гепатоцитах, периферических и асцитных мононуклеарных клетках, лимфо- и моноцитах, дендритных клетках, гематопоэтических клетках-предшественниках, микроглии, кардиомиоцитах, кишечном эпителии, остеобластах, В-клеточных фолликулах лимфатических узлов.
Несмотря на существующую общность патогенеза с ВГВ, существуют и значительные различия. При ВГС не происходит:
-
HCV обладает прямым цитопатическим действием (однако прямой цитопатический эффект не приводит к быстрой санации организма от вируса, как при ВГА, что обусловлено слабой иммуногенностью HCV);
-
HCV стимулирует образование пептидов, являющихся функциональными антагонистами Т-лимфоцитов, что блокирует хелперную и цитотоксическую активность и способствует хронизации инфекционного процесса;
-
при HCV-инфекции слабее, чем при HBV-инфекции, выражен гуморальный иммунный ответ (антитела к "сердцевинному" антигену, наиболее полно детерминирующему геном ВГС, появляются в более поздние сроки, чем аналогичные антитела к HBV и в существенно меньших количествах). Также важно подчеркнуть, что в отличие от антител к HBV они лишены вируснейтрализующих свойств.
Важным открытием современного этапа явилось установление возможности внепеченочной репликации вирусов гепатита в клетках КМ и крови, лимфатических узлах и селезенке. Особое внимание привлекли к себе доказательства репликации HCV и HBV в моноцитах и макрофагах, то есть клетках, не контролируемых иммуноцитами. В этом состоит еще один существенный механизм "ускользания" вирусов гепатита С и гепатита B от иммунного надзора.
HCV - оболочечный вирус. Вирусная РНК связана с белком капсулы вируса, окруженной конвертом липида, сформированным двумя вирусными гликопротеинами Е1 и E2. HCV в диаметре составляет приблизительно 30–60 нм. Механизм попадания HCV в клетки изучен недостаточно. Описано прикрепление HCV E2 белка ко второй внеклеточной петле CD81. Эта петля имеет различные гетерогенные последовательности у разных видов животных, но одинаковые у людей и шимпанзе. Это может служить некоторым объяснением тропности вируса для людей и шимпанзе. CD81 экспрессируют практически все ядросодержащие клетки, но это не объясняет гепатотропизм HCV. Даже если взаимодействие E2 и CD81 не приводит к внедрению HCV в гепатоциты, видимо, взаимодействие E2–CD81 является важным для регулирования реакций врожденного иммунитета. В частности, это взаимодействие приводит к инактивации NK-клеток. Другой описанный механизм внедрения HCV в гепатоцит связан с эндоцитозом комплексов HCV с ЛПНП через рецептор LDL.
Функции p7 белка изучены не в полной мере. Интересно, что вирус HCV, как частица (HCV-VLP), генерировал более выраженную клеточную иммунную реакцию с большим количеством лимфоцитов Th1 у мышей BALB/c, иммунизированных HCV-VLP, чем частицы без p7. Таким образом, возможна потенциальная роль этого короткого белка для регулирования HCV-определенных клеточных иммунных реакций.
Гидрофобный белок NS2 вместе с частью N-терминала NS3 формирует протеазу для разрезания соединения NS2/NS3 с образованием белка NS3, обладающего полифункциональными свойствами. Белок NS3 (67 кДа) является многофункциональным: N-концевой домен - сериновая протеаза, которая обеспечивает процессинг NS3/NS4A, NS4A/NS4B, NS4B/NS5A, NS5A/NS5B; С-концевой домен - РНК-хеликаза с нуклеозидтрифосфатазной/РНК-хеликазной активностью, способная расплетать как РНК, так и ДНК. Для каталитической активности сериновой протеазы необходимы гистидин в положении 1083, аспарагин - в 1107 и серин - в 1165. Активация РНК-хеликазной активности происходит после прямого взаимодействия протеазного домена белка NS3 с вирусной RdRp. Хотя N-концевой домен белка NS3 обладает самостоятельной каталитической активностью, для эффективного протеолитического процессинга требуется небольшой белок NS4A (8 кДа, 53 ам.о.), выступающий в роли кофактора. Комплекс NS3–NS4A способен ингибировать RIG-I (retinoic acid inducible gene) и TLR3 (Toll-like receptor 3, толл-подобный рецептор 3) - сигнальные пути активации интерферонов ИФНα и ИФНβ посредством расщепления двух клеточных белков, MAVS (mitochondrial antiviral signaling protein) и TRI F (Toll/interleukin-1 receptor domain containing adaptor inducing ИФНβ), а также влиять на ряд других клеточных функций. В связи с этим NS3 представляет собой одну из наиболее привлекательных мишеней для антивирусной терапии. Сериновая протеаза расщепляет несколько соединений, сформированных комплексом NS3 и NS4A. Белок NS5A был вовлечен в модуляцию интерферонзависимого противовирусного ответа хозяина. Мутации в регионе обозначили чувствительную к интерферону область - ISDR, коррелирующую с ответом на интерфероновую терапию. Взаимодействие NS5A с индуцированной интерфероном клеточной киназой (PKR) может в какой-то степени объяснить механизм проникновения вируса в клетку. Все структурные и неструктурные белки HCV могут быть целями гуморальных и клеточных механизмов иммунного ответа.
HCV - нецитопатический вирус, поэтому реакции иммунной системы играют важную роль не только в контроле инфекции, но и в патогенезе заболеваний печени. Таким образом, пациенты с острой инфекцией HCV имеют более высокий шанс выздороветь по сравнению с пациентами, у которых заболевание протекает бессимптомно, поскольку выраженные клеточные иммунные реакции связаны с вирусным разрешением, а тяжелые формы гепатита имеют высокий шанс перейти в цирроз печени или гепатоцеллюлярную карциному. Гистологическая картина болезни характеризуется качественным и количественным составом клеточного инфильтрата печени. Как правило, инфильтрат образован Т- и NK/NKT-клетками, обеспечивающими развитие иммунной реакции на вирус. В целом иммунная реакция против HCV сложна, и в ней участвуют различные типы клеток и тканей.
Врожденные иммунные реакции - защитные механизмы первой линии, образующие сложную сеть из естественных антител, гранулоцитов, моноцитов, NK- и NKT-клеток, γ- и δТ-лимфоцитов и дендритных клеток. Специфические тканевые макрофаги встречаются в различных органах и тканях, в печени - это клетки Купфера. Клетки врожденного иммунитета NK-клетки и NKT-лимфоциты выявляются гораздо чаще в печени, чем в периферической крови, поэтому очень важна их роль в иммунопатогенезе вирусного гепатита.
Противовирусный иммунный ответ индуцируется при непосредственном попадании вируса в клетку. Наиболее ранняя особенность развития механизмов врожденного противовирусного иммунитета - индукция синтеза ИФН типа I. Синтез ИФНα/β сопровождается широким диапазоном эффектов со стороны инфицированных клеток и иммуноцитов. С одной стороны, синтез белка инфицированными клетками может быть блокирован индукцией рецептора протеинкиназы (который взаимодействует также с белком NS5A HCV). С другой стороны, увеличивается экспрессия молекул MHC-клетками, представляющими антиген, и целевыми клетками. Развитие противовирусного ответа, инициированного РНК-азой и активацией NK-клетками, CD8+ T-клетками, и дендритными клетками, блокируется активацией белка Mx или 2,5 олигоаденилатсинтетазы (2’,5’-олигоаденилатсинтетаза OAS индуцируется и осуществляет ингибирование белкового синтеза в зараженных вирусом клетках). Апоптозу инфицированных клеток способствуют секретируемые интерфероны, вызывающие усиленную экспрессию молекул, участвующих в индукции апоптоза, например, FasL, TRAIL (TRAIL - апоптозиндуцирующий лиганд семейства ФНО, TNF-related apoptosis inducing ligand). Установлена роль интерферонов типа I, усиливающих цитостатические эффекты дендритных клеток, которые сопровождаются индукцией TRAIL. Было продемонстрировано, что секреция интерферонов типа I в печени сопровождается снижением репликации вируса, а этому предшествовало проникновение в печень Т-лимфоцитов. Таким образом, для разрешения как инфекций HBV, так и особенно HCV, чрезвычайно важны реакции врожденного иммунитета. Анализ экспрессии генов в биоптатах печени шимпанзе показал раннее увеличение экспрессии генов, связанных с ИФН-ответом, которое предшествовало экспрессии поверхностных маркеров активации Т-лимфоцитов за несколько недель. В 1997 г. было установлено, что снижению хронической инфекции HCV способствуют NK-клетки. Последующие исследования показали, что хронизации инфекции и снижению активности NK-клеток способствует взаимодействие Е2 белка HCV и CD81, которое сопровождается секрецией цитокинов, снижающих цитотоксичность клеток, пролиферацию Т-лимфоцитов, но не изменяющих их функцию. Интересно, что этот эффект был также сопряжен с отрицательными сигнальными путями, связанными с NK-клетками, блокирующими рецепторы для MHC I класса [1, 2].
Таким образом, HCV~E2-установленная супрессия NK-клеток представляет чрезвычайно важную стратегию уклонения вируса от иммунной реакции хозяина и способствует развитию хронической инфекции. Напротив, другой тип клеток врожденного иммунитета - γδТ-лимфоциты, активируется соединением E2-CD81. Печень пациентов с вирусным гепатитом содержит увеличенное количество T-лимфоцитов, экспрессирующих γ-, δ-клеточные рецепторы. Эти клетки являются цитостатическими и секретируют ФНОα и ИЛ-8, но не обеспечивают развитие специфических иммунных реакций против белков HCV или клеток-мишеней, инфицированных HCV. Однако кросс-активация HCV E2-CD81 способствует тому, что эти клетки существенно снижают секрецию ФНОα и ИЛ-8 и таким образом могут способствовать HCV опосредованной болезни печени.
Гуморальный иммунный ответ. Антитела анти-HCV обычно появляются между вторым и восьмым месяцами острой инфекции HCV. Это достаточно поздно по сравнению с другими вирусными инфекциями. Сопоставление развития гуморальных реакций при HBV и HCV не позволяет выделить стадии заболевания при HCV. Антитела против антигенных детерминант ко всем белкам HCV обнаруживаются в период острой инфекции, а также при хронической инфекции и в периоде реконвалесценции после HCV. Именно поэтому не существует какого-то определенного маркера антител, тесно связанного с определенным уровнем гуморального ответа.
Антитела против антигенных детерминант в гипервариабельной области белка E2 (HVR-1) с потенциальными возможностями нейтрализации их вирулентности были обнаружены несколькими исследователями, однако их вклад в вирусное разрешение или развитие болезни не доказан. Ранний синтез антител против терминальных концов NH2 HVR-1 был связан с ограничением распространения инфекции. Поскольку в этом регионе имеет место высокая изменчивость вируса, именно поэтому гуморальная защита при HCV-инфекции неэффективна, и виремия продолжается. Это может быть связано с гетерогенным гуморальным иммунным ответом против HVR-1, который способствует хронизации иммуновоспалительного процесса. Кроме того, было продемонстрировано, что HCV может быть элиминирован даже при отсутствии гуморального ответа к поверхностным белкам вируса.
Вероятно, при HCV отсутствует длительная эффективная гуморальная защита. Напротив, уровень специфических антител HCV действительно снижается даже после острой инфекции HCV до необнаруживаемых значений [8].
Адаптивный клеточный иммунный ответ. Развитие клеточных иммунных реакций связано с дендритными клетками, которые представляют антигены CD4+ и CD8+ T-лимфоцитам. Дендритные клетки широко представлены и в лимфатических, и в нелимфатических тканях. Они захватывают антиген на месте проникновения инфекта, подвергаются процессам созревания и мигрируют к дренажному лимфатическому узлу, где индуцируют процессы клеточной иммунной реакции. Лимфоциты после межклеточного контакта попадают в кровоток, а затем мигрируют в печень. Сила развития иммунной реакции в значительной степени зависит от стимулирующей функции дендритных клеток, природы антигена, экспрессии MHC и костимулирующих молекул. Установлено, что HCV способен размножаться в дендритных клетках. Кроме того, выявлено, что аллостимулирующие эффекты секреции ИЛ-12 дендритные клетки ослаблены у больных с хроническим гепатитом С, несмотря на то, что дендритные клетки имели нормальную морфологию, фенотип и сохранили способность захватывать антиген. Однако исследование одной только функции дендритных клеток недостаточно для комплексной оценки клеточных иммунных реакций при HCV. Первоочередная задача исследований - изучить функции изолированных дендритных клеток и их способность вызывать специфические иммунные клеточные реакции на определенные вирусные белки и последующие ответы со стороны Т-лимфоцитов. Кроме того, дендритные клетки периферической крови могут и не участвовать в процессах захвата антигена и в дальнейшем презентировать его в печени. Печеночные дендритные клетки отличаются от периферийных дендритных клеток. Так, у пациентов с хроническим гепатитом С зрелые дендритные клетки экспрессируют CD83. Таким образом, функции дендритных клеток (секреция цитокинов, цитотоксичность) могут играть чрезвычайно важную роль при вирусном гепатите в понимании иммунопатогенеза HCV, и, возможно, будут использованы в клеточной иммунотерапии [5].
HCV-специфичный CD4+ и CD8+ Т-клеточный иммунный ответ при острой и хронической вирусной инфекции. Специфические для HCV CD8+ T-лимфоциты являются главными эффекторными клетками. Эти клетки обладают цитостатическими функциями, способны разрушать инфицированные клетки, вызывая апоптоз посредством секреции белков перфоринов, гранзимов, и секретировать провоспалительные цитокины, такие как ФНОα и ИФНγ. Специфические CD4+ T-клетки также играют чрезвычайно важную роль в эффективном регулировании клеточных иммунных реакций. Секрецией определенных цитокинов они могут поддерживать цитотоксические эффекты CD8+ Т-лимфоцитов, способствовать синтезу высокоспецифичных антител и, кроме этого, обеспечивать развитие прямых противовирусных эффектов. Исследованиями последних лет показано, что для эффективного разрешения острой HCV-инфекции необходима ассоциативная функциональная активность CD4+ и CD8+ T-лимфоцитов. CD4+ активный ответ сохраняется в течение нескольких лет после перенесенной острой инфекции. CD8+ -ответ тоже сохраняется после перенесенной инфекции, однако данные о его продолжительности противоречивы.
Нецитолитическое ингибирование вирусной репликации соответствующими цитокинами (ИФНα и ИФНγ) является главным механизмом при вирусной репликации HCV. Такой же ответ сохраняется и при HCV. В экспериментальных исследованиях установлено, что виремия является достаточно постоянным признаком и детектируется уже через 1–2 нед после заражения по сравнению с HBV. Кроме того, развитие HCV-инфекции сопровождалось появлением большого количества активированных CD8+ T-клеток, которые сохраняли активную функцию по продуцированию ИФНγ в течение 4–6 нед. Однако вирусная нагрузка HCV в это время значительно не уменьшалась, подтверждая вывод о том, что этого недостаточно для разрушения инфицированных гепатоцитов, чтобы эффективно развивать противовирусный иммунный ответ. Снижение активности CD8+ T-клеток регистрировали, когда они теряли маркер активации CD38. В то же самое время содержание HCV-РНК в сыворотке быстро уменьшалось, и развивался сильный HCV-специфический CD4+ -ответ, который, видимо, способствовал созреванию CD8+ лимфоцитов [15].
Напротив, у пациентов с хронической инфекцией продукция ИФНγ CD8+ T-лимфоцитами была низкая, а CD4+ -ответ был намного более слабым. Эти данные позволяют считать, что нецитолитические механизмы важны для развития иммунного ответа при HCV-инфекции. Различные субпопуляции T-лимфоцитов определяют особенности патогенеза HCV-инфекции. Вообще, разрешение HCV-инфекции связано с ранним ИФНγ-ответом со стороны CD8+ Т-лимфоцитов. Снижение функциональной активности CD8+ Т-лимфоцитов способствует хронизации инфекции.
Активированные CD8+ Т-клетки могут выявляться в печени пациентов с хронической HCV-инфекцией до 30 раз чаще, чем в периферической крови, и потенциально способствовать заболеваниям печени. Снижение функциональной активности CTL является чрезвычайно важным на этой стадии заболевания. Ведущую роль в этих процессах играют регуляторные Т-лимфоциты [15].
17.4.1. Иммунопатогенез вирусного гепатита С
Гепатоциты являются основным местом размножения HCV. Считается, что HCV также может размножаться в мононуклеарных клетках периферической крови, определяя многочисленные иммунологические нарушения, регистрируемые более чем у половины больных хроническим гепатитом С. Исследование, проведенное с целью определения РНК HCV в отдельных фракциях лимфоцитов (CD3+ , CD4+ , CD8+ , CD19+ ), показало, что частота инфицирования Т-лимфоцитов очень высока (82%). А инфицирование В-клеток происходило гораздо реже (33%). В CD4+ - и СD8+ -лимфоцитах РНК HCV обнаруживали с одинаковой частотой, однако средние титры антигена HCV были выше в СD8+ Т-лимфоцитах.
Ключевым звеном иммунопатогенеза гепатита С является высокая генетическая вариабельность РНК HCV. При сравнительном анализе гомологии РНК HCV различных генотипов было установлено наличие более 100 субтипов (уровень гомологии между различными субтипами внутри генотипа составляет 72–86%). Кроме того, различия в последовательностях в 1–14% определяют существование множественных вариантов (или квазивидов) вируса. В организме инфицированного HCV человека одновременно могут находиться многие миллионы различных квазивидов HCV. Их существование объясняют "ускользанием" вируса из-под иммунологического контроля организма, что определяет появление беспрерывно меняющихся антигенных структур вируса.
При генотипировании HCV, проведенном в различных регионах мира, установлено, что наибольшее распространение имеют генотипы la, lb, 2a, 2b и 3а. Они доминируют в Европе, Северной Америке, Азии и Океании. У HCV-инфицированных пациентов более эффективный ответ ассоциирован с генотипами 2 и 3, в отличие от генотипа 1. Развитие хронической HCV-инфекции после острого периода наблюдалось у 91% пациентов с генотипом lb, при других генотипах - в 33–50% случаев. В России, как и в Европе, доминирует субтип lb. Имеются данные, что особенно высокая скорость мутаций присуща именно субтипу HCV lb.
Жизненный цикл вирусов гепатита С определяется характером иммунного ответа макроорганизма. По современным представлениям, именно сложный комплекс взаимодействия вируса с клетками иммунной системы обусловливает хронизацию и неблагоприятный исход инфекции. Течение острого и хронического гепатита характеризуется изменением в балансе как провоспалительных цитокинов, так и цитокинов, регулирующих клеточные и гуморальные реакции иммунитета. Согласно современным представлениям поляризация иммунного ответа с превалированием медиаторов Th1-пути либо Тh2-пути (рис. 17-13) играет ключевую роль в иммунопатогенезе вирусных гепатитов [1, 2, 6].

Установлено, что при остром саморазрешающемся вирусном гепатите, вызванном HBV и HCV, развивается мощный поликлональный CD4+ - и СD8+ -клеточный ответ, тогда как при хронической вирусной инфекции Т-клеточный ответ существенно более слабый и направлен против меньшего числа эпитопов. При этом, если при острой инфекции преобладает активность Th1, стимулирующая цитотоксические лимфоциты, то при xpонизации инфекционного процесса иммунный баланс смещается в сторону Th2, что сопровождается усилением продукции ИЛ-4 и ИЛ-10 (см. рис. 17-13). При острой саморазрешающейся HCV-инфекции в сыворотке крови и ткани печени определяются высокие концентрации ФНОα, ИФНγ, ИЛ-2, ИЛ-12.
Согласно современным данным избыток противовоспалительных цитокинов может приводить к снижению противоинфекционной защиты и выступать в качестве основного фактора хронизации инфекции. Процессам хронизации также способствует возникающая дизрегуляция в повышенной продукции мононуклеарными и эндотелиальными клетками "провоспалительных" цитокинов при недостаточной продукции цитокинов, регулирующих активность иммунной системы. Некоторые белки, кодируемые вирусом, обладают антиапоптозной активностью, подавляется функциональная активность проапоптогенного и противоопухолевого белка р53, инактивируют каспазы, а также усиливают экспрессию ингибитора апоптоза Bcl-2. Выявлено восемь типов рецепторов, через которые инициируются механизмы апоптоза. Основными являются ФНО-R1, Fas (CD95). Видимо, апоптотическим механизмам повреждения гепатоцитов с последующей хронизацией воспалительного процесса принадлежит ведущая роль при хроническом гепатите С.
Хроническое течение HCV-инфекции ассоциируется с утратой способности CD4+ Т-лимфоцитов, NK-клеток как к пролиферации, так и к секреции ИФНγ. Таким образом, функциональное изменение HCV-специфических CD4+ Т-клеток, характеризующееся снижением возможности развития устойчивого продолжительного Т-хелперного ответа, может приводить к хронической персистенции HCV. Хронизации болезни способствуют процессы апоптоза специфичных вирусу Т-лимфоцитов, что индуцирует анергию Т-хелперов и цитотоксических Т-лимфоцитов по отношению к вирусу.
Эффективность гуморального иммунитета при HCV-инфекции невысока и обусловлена следующими факторами: резистентностью вирусных изотипов к нейтрализации антителами, несоответствием спектра антител антигенам HCV, низкой иммуногенностью протеинов HCV, низкими титрами антител. Антитела могут быть направлены против любого вирусного антигена, синтезируемого в инфицированной клетке, однако сдерживание инфекции обеспечивают только те антитела, которые специфичны к гликопротеинам, экспрессированным на оболочке вирусов или мембране инфицированных клеток. Многие авторы высокие титры анти-NS3-антител в течение всей острой фазы гепатита С рассматривают как маркер хронизации [6].
Таким образом, из лабораторных критериев, характеризующих эффекторные механизмы кинетики иммунного ответа при HCV-инфекции и отражающие возможный процесс хронизации, необходимо выделить следующие:
-
неэффективный CD4+ Т-клеточный ответ на протеины HCV, проявляющийся нарушением способности к пролиферации и продукции ИФНγ;
-
угнетение продукции ИФНα, ИФНγ и невысокий уровень в сыворотке крови ФНОα, ИЛ-1β, ИЛ-6, ИЛ-8 (рис. 17-14).

Кроме того, перспективным признаком патогенетического дефекта иммунной системы и хронизации HCV-инфекции является степень угнетения активационной и адгезивной способности иммунных клеток. Так, чрезмерная экспрессия CD95 на иммунокомпетентных клетках указывает на развитие иммунного ответа по пути апоптоза, что может играть важную роль в формировании вирусоспецифической анергии ИС и неэффективности противовирусного ответа при HCV.
Среди других причин, способствующих персистенции и хронизации инфекции, необходимо выделить следующие:
-
нитроксильные радикалы ингибируют пролиферацию Th1 и подавляют секрецию ИЛ-2;
-
iNOS (индуцибельная синтаза оксида азота, индуцируется провоспалительными цитокинами в макрофагах, катализирует синтез радикала оксида азота) экспрессируется в гепатоцитах, сосудистом эндотелии, Т-лимфоцитах;
-
коровый белок активирует iNOS в 5 и более раз, но это не приводит к ингибированию репликации вирусов, но повышает частоту мутаций;
-
индоламин-2,3-дезоксигеназа (IDO) определяет преобразование триптофана до кинуренинов, этот процесс индуцируется ИФНγ, ФНОα; IDO участвует в иммунорегуляции противовирусной защиты, в регуляции роста опухолей; в печени больных хроническими вирусными гепатитами имеется гиперэкспрессия IDO, которая коррелирует с гиперэкспрессией CTLA-4, FoxP3 на CD4-лимфоцитах;
-
у больных с латентным течением вирусных гепатитов уровни кинуренина в сыворотке и активность IDO в культивируемых макрофагах (базальных и стимулированных) ниже, чем у здоровых лиц; уровни триптофана в сыворотке крови также были снижены, что привело к снижению активности IDO в макрофагах.
Следовательно, при HCV-инфекции имеет место избирательное нарушение противовирусной активности макрофагов [6].
17.4.2. Лабораторная диагностика вирусного гепатита С
Диагностика вирусного гепатита С также сводится к выявлению серологических и генетических маркеров этой инфекции методом ИФА или ПЦР. Динамика выявления серологических маркеров HCV отражена в табл. 17-7.
Возможные диагнозы |
Тесты |
|||
---|---|---|---|---|
анти-HCV IgM |
анти-HCV IgG |
анти-NS4 |
РНК HCV |
|
Острый гепатит С |
+/– |
+/– |
– |
+ |
Острый гепатит С - фаза реконвалесценции |
– |
+ |
– |
– |
Хронический гепатит С - фаза репликации |
+/– |
+ |
+ |
+ |
Хронический гепатит С - фаза интеграции |
– |
+ |
+ |
– |
Примечание : "–" - маркер не обнаруживается; "" - маркер обнаруживается; "/–" - маркер может встречаться/может не выявляться. РНК - рибонуклеиновая кислота; Ig - иммуноглобулины.
Таким образом, приведенная таблица показывает, что появление различных серологических маркеров HCV, дающих основание заподозрить или подтвердить наличие инфекции, по срокам весьма растянуто во времени и зависит от состояния иммунной системы обследуемого.
Для диагностики гепатита С в настоящее время применяют комплекс методов, включающих определение в сыворотке крови обследуемых антител к вирусным антигенам с помощью ИФА и иммуноблота, а также обнаружение РНК HCV с использованием технологий амплификационного тестирования нуклеиновых кислот (NAT). Первичные лабораторные исследования основаны на выявлении суммарных антител к антигенам HCV (анти-HCV), определении антител к высокоспецифичным антигенам HCV: структурному (core) и неструктурным (NS3, NS4, NS5).
Позитивные в скрининге образцы сыворотки подлежат обязательному дополнительному исследованию с помощью подтверждающих тестов, так как при скрининге возможно получение ложноположительных результатов, обусловленных неспецифическими межбелковыми взаимодействиями. Повышенный уровень таких результатов отмечен у людей с онкологическими, аутоиммунными заболеваниями, иммунодефицитными состояниями, у больных сифилисом, беременных. Дополнительными подтверждающими тестами являются варианты ИФА, определяющие антитела к белкам, кодированным различными зонами вирусной РНК, выявление РНК HCV методами NAT-тестирования. NAT-тесты за счет высокой чувствительности позволяют выявить раннюю стадию HCV-инфекции, когда еще специфические антитела не определяются.
В последнее время появился новый класс препаратов для серодиагностики инфекционных заболеваний - иммуночипы, принцип работы которых основан на непрямом методе выявления антител к спектру антигенов с помощью флюоресцентной детекции. Эффективность иммуночипов была продемонстрирована на стандартных коммерческих панелях проб, содержащих и не содержащих анти-HCV, а также при исследовании образцов сыворотки крови, положительных по анти-HCV в иммуноферментных тест-системах планшетного формата с раздельным выявлением антител к структурному нуклеокапсидному антигену (анти-core) и комплексу неструктурных антигенов (анти-NS) HCV с разной оптической плотностью. Они позволяют успешно проводить верификацию результатов тестирования на наличие анти-HCV класса G образцов с низким содержанием антител, в частности к core.
Острый гепатит С, как правило, остается клинически нераспознанным, так как патологический процесс обычно протекает латентно (субклинические, инаппарантные формы). Он может быть диагностирован лишь по повышению активности АЛТ, положительным результатам исследований на РНК HCV, несколько реже анти-HCV IgM, IgG, при отсутствии антител к неструктурному белку NS4, которые обычно появляются значительно позже, когда патологический процесс переходит в хроническую форму [1–3].
О репликации HCV свидетельствуют выявление РНК HCV в ПЦР, а также анти-HCV IgM и, косвенно, весь спектр структурных и неструктурных антител, выявляемых методом иммуноблоттинга. Латентный хронический гепатит С характеризуется наличием периодического повышения активности АЛТ. В крови обнаруживаются РНК HCV, анти-HCV IgG (включая анти-NS4), однако анти-HCV IgM, как правило, отсутствуют.
Обострения всегда знаменуются пиком повышения активности АЛТ. Во время ремиссии активность АЛТ снижается, однако нормального уровня может не достигать. В крови закономерно наблюдается диспротеинемия, выявляется вирусемия. Как правило, во время обострения в крови регистрируются анти-HCV IgM.
У пациентов с отсутствием клинической симптоматики (латентные формы вирусных гепатитов) при наличии фиброза независимо от активности воспаления, выявления маркеров активной вирусной репликации (РНК HCV), присутствия анти-HCV IgM или отсутствия анти-HCV NS4 устанавливается диагноз хронического гепатита С.
Основной целью серологической диагностики вирусного гепатита С является как можно более раннее выявление серологических маркеров - антител и антигенов HCV. Маркерами острой HCV-инфекции считаются анти-HCV антитела класса IgM, которые, однако, у ряда больных могут отсутствовать при наличии острой инфекции. В то же время рядом научных исследований показано, что анти-HCV антитела класса IgM могут появляться после анти-HCV антител класса IgG, что затрудняет дифференциальную диагностику острой и хронической HCV-инфекции, проводимую на основе выявления только серологических маркеров. Наличие анти-HCV антител класса IgG также не позволяет дифференцировать активность и завершенность инфекционного процесса, так как данные антитела выявляются как при текущей, так и при перенесенной инфекции.
РНК HCV удается обнаружить уже на седьмой день после инфицирования HCV, а антитела к вирусу (анти-HCV) примерно с 20–50-го дня заболевания. Спектр выявляемых антител связан с периодом заболевания. Так, одними из первых удается определить антитела, кодированные core-, E- или NS3-зонами РНК HCV. Другие антитела, в частности анти-NS4 и анти-NS5, выявляются на более поздних этапах сероконверсии.
Выявление IgM-антител к HCV не имеет решающего диагностического значения, как например, в случае с выявлением специфических антител класса IgM к вирусу гепатита А. Результаты тестирования крови больных острым и хроническим вирусным гепатитом С на наличие анти-HCV IgM свидетельствуют о частом их выявлении среди больных обеих групп (50–93% и 50–70% соответственно). Следовательно, обнаруженные анти-HCV IgM антитела не могут служить маркером острой HCV-инфекции [13].
В то же время отрицательный качественный анализ молекулярно-генетических исследований на РНК HCV еще не является гарантией отсутствия вируса гепатита С в организме человека, так как может быть элиминация вируса, возникшая в результате проводимой терапии. Кроме того, следует учитывать, что анти-HCV антитела могут находиться в циркулирующей крови пациентов, перенесших острую инфекцию, вызванную вирусом гепатита С, и выздоровевших (примерно 10–15%).
С целью верификации данных скрининговых исследований на антитела к HCV разработаны подтверждающие тесты. В основу создания таких тестов положен принцип повышения специфичности, реализуемый за счет использования в тест-системах сочетания синтетических и рекомбинантных антигенов. Наиболее часто для сорбции на полистироловые планшеты в качестве антигена используются белки HCV, кодируемые структурной (core) и неструктурной (NS3, NS4, NS5) областями генома HCV. С целью их раздельного выявления иммобилизация данных антигенов на поверхности планшетов проводится раздельно. Основным свойством таких тестов является способность выявлять в сыворотке (плазме) крови антитела (как IgG, так и IgM классов) к различным антигенам HCV за счет их комплементарного взаимодействия с антигенами, иммобилизованными на поверхности лунок. Образованные комплексы антиген–антитело выявляют с помощью иммуноферментного конъюгата. Остальные этапы исследования образованного комплекса (окрашивание, остановка, промывки, спектрофотометрическая регистрация) проходят, как в любом другом виде ИФА. Параллельно обязательно проводится контрольное исследование (тест с контрольными образцами сыворотки крови из тест-системы, заведомо содержащими антитела к структурным и неструктурным антигенам HCV). По результатам проведенного ИФА для каждого антигена по формулам производителя тестов рассчитывается свое значение критической оптической плотности. Затем результат, полученный для анализируемого образца, сравнивают с контролем и, если коэффициент оптической плотности образец/контроль окажется ниже единицы, то результат подтверждающих исследований расценивается как отрицательный, то есть образец не содержит антител к структурным или неструктурным антигенам HCV. Если коэффициент оптической плотности образец/контроль окажется выше единицы, то результат подтверждающих исследований расценивается как положительный, то есть образец содержит антитела к структурным или неструктурным антигенам HCV [20].
17.4.2.1. Молекулярно-биологическая диагностика вирусного гепатита С
Выявление РНК HCV с помощью молекулярно-биологических методов (прежде всего с использованием ПЦР) применяется для ранней диагностики острого вирусного гепатита С. РНК HCV появляется в плазме крови через три дня после заражения, однако может быть выявлена в среднем к 11-му дню болезни. Это позволяет диагностировать острый гепатит С задолго до сероконверсии, что особенно важно для ранней диагностики заболевания.
Материалом для исследования служит ПК, взятая из вены и помещенная в вакуумные пробирки, содержащие консервант - ЭДТА (фиолетового цвета). Из пробы крови получают плазму центрифугированием при 800–1600 g (3000 об./мин) в течение 20 мин при комнатной температуре.
Использование молекулярно-биологических методов диагностики (методики на основе ПЦР) позволяет:
В настоящее время уровень РНК HCV в плазме крови (вирусная нагрузка) измеряется в международных единицах на миллилитр (МЕ/мл). В современных исследованиях границей между высоким и низким уровнем вирусной нагрузки считается 800 000 МЕ/мл. И хотя большинством исследований было показано, что степень поражения печени при HCV напрямую не зависит от уровня вирусной нагрузки, пациенты с высокой вирусной нагрузкой, определенной до лечения, хуже отвечают на противовирусную терапию препаратами интерферона, требуют более длительного лечения [16].
17.4.3. Эпидемиологические и лабораторные особенности латентных форм вирусных гепатитов В и С
В настоящее время регистрируется чрезвычайно высокая интенсивность эпидемического процесса HCV в сочетании с резким преобладанием скрытых форм инфекции.
Многолетние наблюдения свидетельствуют о неблагоприятной тенденции возрастания частоты латентно протекающих форм гепатита C. Среднемноголетний ежегодный темп увеличения случаев ВГС составил 15,7%. Самая высокая заболеваемость латентно протекающими формами вирусных гепатитов среди подростков была характерна для воспитанников детских домов и в неполных семьях. HCV заражаются преимущественно возрастные группы в 15–19 и 20–29 лет, и характеризуются современной особенностью эпидемического процесса - бессимптомным течением с хронизацией патологического процесса примерно у 70% инфицированных. Некоторые исследователи объясняют снижение количества манифестных форм гемоконтактных вирусных гепатитов и увеличение латентно протекающих вирусных гепатитов появлением менее вирулентных, так называемых резервационных штаммов, а также возрастанием числа лиц, характеризующихся слабым иммунным ответом, и "носителей" маркеров вирусных гепатитов.
Как правило, латентное течение ВГС сопровождается слабым фиброзом, что в большинстве случаев соответствует первой стадии заболевания. Диагноз подтверждается лабораторным выявлением маркеров ВГС. ПЦР свидетельствует о низкой вирусной нагрузке, хотя в отдельных случаях уровень виремии у обследуемых может быть высоким.
Течение инфекционного процесса большинства случаев сопровождается и отсутствием внепеченочных проявлений. Уровень общего билирубина в пределах нормы. Именно поэтому для подтверждения диагноза у таких лиц большое значение имеет выявление лабораторных маркеров вирусных гепатитов, а также проведение неспецифических исследований, направленных на подтверждение латентно протекающего воспалительного процесса.
Оценка лейкоцитарной формулы у больных с латентно протекающими вирусными гепатитами может выявить незначительный лимфоцитоз, эозинофилию, снижение количества тромбоцитов и нейтрофилов, что свидетельствует о включении механизмов адаптивного иммунного ответа.
Данные биохимического исследования крови (активность АЛТ, АСТ, ЩФ, белковый спектр и др.) могут выявить наличие умеренно выраженного цитолитического синдрома и диспротеинемии.
О том, что у больных с латентно протекающими формами вирусных гепатитов задействованы механизмы адаптивного иммунного ответа, свидетельствует изменение субпопуляционного состава Т-, В-лимфоцитов и NK-клеток. Так, в периферической крови отмечается увеличение количества В-лимфоцитов, экспрессирующих СD95-антиген (CD19CD95), уменьшение количества NK-клеток, CD8-лимфоцитов. Количество Т-клеток субпопуляции (CD3+ CD95+ ), экспрессирующих рецептор CD95 (Fas-антиген), опосредующий апоптоз, превышало нормальные значения в большинстве случаев. Однако это касается лиц, у которых выявлена активность патологического процесса. В большинстве случаев на начальных стадиях патологического процесса выявить динамику субпопуляционного состава лимфоцитов, а тем более их отклонение от нормы, представляется проблематичным.
При оценке гуморальных факторов В-клеточного звена иммунной системы у лиц с латентно протекающими вирусными гепатитами выявляется, как правило, превышение нормальных значений фракции γ-глобулинов. Концентрация IgM, IgG и IgA имеет тенденцию к увеличению по сравнению с показателями здоровых лиц, но в 90–95% случаев они не выходят за пределы максимальных и минимальных показателей. Не выходят обычно за пределы максимальных и минимальных значений и IgG-подклассы (IgGl, IgG2, IgG3, IgG4) и IgE. Наиболее часто в патогенезе различных заболеваний принимают участие средне- и низкомолекулярные ЦИК. При изучении данного вида патологии выявлено увеличение этих молекул не менее чем в 50% случаев.
При изучении спектра цитокинов установлено, что наиболее значимыми были ИЛ-4, -10, -6, -3 и ФНОα. При изучении цитокинового статуса у обследуемых с данной формой вирусных гепатитов не выявлено существенных отличий в содержании ИФНg, ИФНa.
При оценке состояния фагоцитарной системы, как правило, отмечается увеличение поглотительной способности нейтрофилов в результате активации кислородзависимых и кислороднезависимых систем бактерицидности нейтрофильных лейкоцитов, сопровождающееся в то же время снижением их переваривающей способности.
В целом иммунитет при гепатите С характеризуется как "субоптимальный", не обеспечивающий контроль инфекционного процесса. Перенесенная HCV-инфекция не индуцирует прочной иммунной защиты. Об этом свидетельствует высокая частота хронизации гепатита С, достигающая 80%. Допускается возможность повторного заражения не только другими генотипами HCV, но и гомологичными штаммами.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что "ускользание" ВГС из-под иммунного пресса реализуется, прежде всего, путем непрерывного обновления его антигенной структуры. Перманентная мультивариантная изменчивость ВГС намного превышает функциональные возможности Т- и В-клеток по распознаванию непрерывно обновляющейся структуры его антигенов. Избирательная гипервариабельность с наибольшей скоростью мутации присуща генотипам 1а и 1b, что определяет особые трудности лечения таких больных интерферонами [15, 20].
17.5. Вирусный гепатит дельта
Вирусный гепатит дельта (D) вызывается вирусом (HDV) диаметром 36 нм, имеющим оболочку, которая образована HBs-антигеном HBV. Он не способен вызывать инфекционный процесс самостоятельно, так как, будучи дефектным, in vivo требует для своего жизненного цикла наличия вируса-помощника (вируса гепатита В). По своим функциональным характеристикам он схож с вироидами (вирусоподобными патогенами) растений; он не образует полноценных вирионов сам по себе и использует HBsAg для формирования своей оболочки. Только с помощью HBsAg могут образоваться зрелые частицы HDV.
Вирус содержит кольцевидную РНК, состоящую примерно из 1700 нуклеотидов. Геном HDV кодирует синтез белка, состоящего из двух компонентов (малого - 155 аминокислот и большого - 214 аминокислот). Описаны три генотипа HDV и несколько субтипов с различиями аминокислотного состава их белков примерно на 30%. Вирусы 1-го генотипа встречаются наиболее часто. Предполагают, что субтип 1а вызывает более легкие, а 1b - более тяжелые случаи заболевания.
Источником инфекции являются больные острыми и хроническими вариантами инфекции, протекающими как в манифестной, так и в субклинических формах. Механизм и пути передачи такие же, как при ВГВ.
17.5.1. Маркеры инфекции
РНК вируса (HDV RNA). Обнаруживается методами молекулярной гибридизации в сыворотке или плазме крови. Возможно полуколичественное определение HDV RNA путем визуального сравнения с параллельно анализируемым рядом серийных разведений стандарта.
-
Наличие HDV RNA свидетельствует об активности процесса и коррелирует с максимумом воспалительно-некротических изменений в печени и экспрессией HDV RNA в тканях органа. Тест полезен при динамическом наблюдении больных хроническим гепатитом, особенно при проведении противовирусной терапии.
-
Антиген вируса (HDV-Ag). Может выявляться методами ИФА и иммуноблота. В последнем случае достоверность анализа выше, поскольку HDV-Ag с помощью специальной обработки перед постановкой иммуноблота отделяется от специфических антител. Тем самым снижается риск ложноотрицательных результатов (невыявление HDV-Ag, находящегося в составе иммунных комплексов), характерных для других методов исследования.
-
Антитела к вирусу класса М (анти-HDV IgM). Являются маркерами активной инфекции HDV. При остром гепатите дельта они исчезают из кровотока через 2 мес с начала периода разгара. При хроническом гепатите (суперинфекция вирусом дельта) анти-HDV IgM циркулируют месяцами.
-
Антитела к вирусу класса G (анти-HDV IgG). Являются маркерами перенесенного острого или хронического гепатита дельта. Обнаруживаются в кровотоке на протяжении многих месяцев [16].
17.6. Неверифицированные вирусные гепатиты
У части больных с типичными симптомами вирусных гепатитов не выявляются серологические маркеры каких-либо известных вирусов гепатита. Такие случаи квалифицируются как неверифицированные вирусные гепатиты (гепатиты ни-А - ни-Е). Доля их в структуре всех вирусных гепатитов оценивается в 10–20%, что составляет около 300 000 случаев, выявляемых ежегодно.
До недавнего времени интенсивно изучалась возможная этиологическая роль трех вирусов: гепатита F, G и TTV (transfusion-transmitted virus) в возникновении гепатита ни-А - ни-Е. Однако в последние годы установлено, что маркеры этих вирусов распространены практически с одинаковой частотой в группе больных гепатитами и в контрольных группах. Также исследовалась роль вируса SEN. Геном его был идентифицирован в 1999 г.; вирус содержит однонитевую кольцевидную ДНК. Частота обнаружения его у реципиентов донорской крови составляет 30%, тогда как у пациентов, не получавших гемотрансфузии, вирус SEN выявляется в 3% случаев. Среди доноров крови вирус встречается у 0,9–1,8% обследованных. Вирус SEN обнаружен у 92% больных посттрансфузионным гепатитом ни-А - ни-Е и только у 24% реципиентов донорской крови, у которых не было признаков гепатита [16].
Список литературы
-
Бондаренко А.Л., Баранина С.В. Неблагоприятные прогностические иммунологические и иммуногенетические факторы формирования цирроза печени у больных хроническим гепатитом С // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2005. Т. 15, № 2. С. 31–36.
-
Гусев Д.А. Хронический гепатит С: течение, прогноз и лечение больных в военно-медицинских учреждениях: автореф. дис. … д-ра мед. наук. СПб., 2006. 44 с.
-
Долгов В.В., Меньшиков В.В. Клиническая лабораторная диагностика. Национальное руководство. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. 928 с.
-
Жданов К.В., Лобзин Ю.В., Гусев Д.А., Козлов К.В. Вирусные гепатиты. СПб.: Фолиант, 2011. 304 с.
-
Карпищенко А.И., Москалев А.В., Кузнецов В.В., Жерегеля С.Н. Клиническая лабораторная диагностика заболеваний печени и желчевыводящих путей. Руководство для врачей. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2020. 458 с.
-
Кузнецов В.В., Москалeв А.В., Митин Ю.А. Острые и хронические вирусные гепатиты // Медицинская лабораторная диагностика. Программы и алгоритмы: руководство для врачей. 3-е изд., перераб. и доп. Т. 3. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. С. 477–500.
-
Москалев А.В., Сбойчаков В.Б., Рудой А.С. Общая иммунология с основами клинической иммунологии. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2015. 351 с.
-
Москалев А.В., Рудой А.С., Апчел В.Я. Роль хемокинов в развитии противовирусного иммунного ответа // Вестник Российской военно-медицинской академии. 2017. № 3 (59). С. 183–189.
-
Москалев А.В., Гумилевский Б.Ю., Сбойчаков В.Б. Медицинская иммунология с вопросами иммунной недостаточности и основами клинической иммунологии: учебное пособие. СПб.: ВМедА им. С.М. Кирова, 2019. 327 с.
-
Москалев А.В., Рудой А.С., Цыган В.Н., Апчел В.Я. Аутоиммунные заболевания. Диагностика и лечение. Руководство для врачей. 2-е изд., перераб. и доп. А.В. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2020. 286 с.
-
Онищенко Г.Г., Белевитин А.Б., Цыган В.Н. и др. Генетический полиморфизм при инфекционных болезнях // Вестник Российской военно-медицинской академии. 2008. № 3 (23). С. 16–36.
-
Сысоев К.А., Чухловин А.Б., Тотолян А.А. Диагностическая роль определения хемокинов и их рецепторов при хроническом гепатите С // Клиническая и лабораторная диагностика. 2013. № 2. С. 23–29.
-
Abbas A.K., Lichtman A.H., Pillai S. Cellular and Molecular Immunology. 9th ed. Philadelphia, Pennsylvania: W.B. Saunders Company, 2018. 565 p.
-
Kenneth J., Ray G.C. Sherris medical microbiology. 6th ed. New York, 2014. 994 p.
-
Mahon C.R., Tice D. Clinical laboratory immunology. New Jersey: Upper Saddle River, 2006. 325 p.
-
Mahon C.R., Lehman C.D., Manuselis G. Diagnostic microbiology. 3rd ed. St. Louis: Saunders Elsevier, 2007. 1211 p.
-
Olson K., De Nardin E. Contemporary clinical immunology and serology. New Jersey: Upper Saddle River, 2013. 439 p.
-
Rose N.R., Mackay I.R. The autoimmune diseases. 5th ed. Academic Press, 2019. 1532 p.
-
Tong S., Revill P. The review replication and genetic variability of a virus hepatitis B // J. of Hepatology, 2016. Vol. 64. P. 4–16.
-
Zabriskie J.B. Essential clinical immunology. N. Y.: Rockefeller University, 2009. 372 p.
Глава 18. Болезни печени и желчевыводящих путей
18.1. Иммунология печени и билиарной системы. Основные положения и проблемы гепатоиммунологии
Гепатоиммунология является быстро развивающимся направлением, в котором пересекаются специальности "гепатология" и "клиническая иммунология". Понятие "лимфоидная печень" обеспечивает структурное обоснование для гепатоиммунологии. Клетки печени включают функционально уникальные синусоидальные эпителиальные клетки, клетки с дополнительной иммунной функцией (клетки Купфера, NK-клетки, эпителиальные клетки желчных путей) и внутрипеченочно мигрирующие Т- и В-лимфоциты. Печень обеспечивает частично толерогенную среду по причине конструктивных особенностей, этим объясняется позитивное отношение к аллотрансплантатам печени. Вопросы иммунологии печени тесным образом связаны с механизмами апоптоза. Это способствует клеточному ремоделированию и обновлению печени и желчной системы в результате элиминирования апоптотических гепатоцитов и рекрутированных Т-лимфоцитов после завершенных иммунных реакций [5, 26]. Хроническая инфекция с персистирующими вирусами гепатита B или С (HBV, HCV) отражает изначально неэффективный иммунный ответ гепатоцитов, экспрессирующих вирусные антигены, что приводит к нарушению иммунного гомеостаза. Аутоиммунный гепатит возникает в трех серологических и клинических подтипах.
Первичный билиарный цирроз (ПБЦ) характеризуется многообразием иммунологических реакций, инициированных митохондриальным антигеном (PDC-E2), с облитерацией желчных протоков и с развитием антиядерных реакций примерно в 50% случаев [9].
Гепатопатии, связанные с лекарственными препаратами, обычно иммуноопосредованы антигенными продуктами, полученными в результате детоксикации ферментной системой (цитохром P450, глюкуронилтрансфераза), конъюгированной с реактивным метаболитом препарата, или в результате неустановленного эффекта некоторых препаратов на механизмы периферической толерантности.
Печень является уникальным лимфоидным органом, в котором развиваются механизмы как врожденного, так и адаптивного иммунного ответа. Кроме того, печень является местом воспалительных ответов различного происхождения. Именно поэтому гепатоиммунология характеризует как физиологические свойства лимфоидной печени, так и различные иммунопатологические реакции, поражающие этот орган (иммунно-ускользающий гепатотропный вирус, аутоиммунные воспалительные заболевания; реакции, вызванные компонентами клеток печени, измененных под действием лекарственных препаратов и др.).
18.1.1. Структурные элементы лимфоидной ткани печени
Метаболические и выделительные функции печени зависят от состояния печеночной паренхимы и желчных протоков, которые составляют 70–80% всех клеток печени; остальные 20–30% в основном выполняют иммунологические функции. Печень имеет две анатомические дискретные области: паренхима и портальные тракты. 20–30% непаренхиматозных клеток печени содержат синусоидальные эпителиальные клетки (50%) с остатком, состоящим из резидентов и нерезидентов фагоцитов врожденной иммунной системы (клетки Купфера, дендритные клетки), NK-клеток, NKT-клеток и мигрировавших T- и В-лимфоцитов адаптивной иммунной системы. Среднее количество внутрипеченочных лимфоцитов (IHL) из печеночных проб от людей и мышей близко по значениям (106 на 1 мг). Популяции различных лимфоцитов в печени человека составляют 109–10 клеток. Они значительно отличаются от находящихся в крови и лимфатических узлах различных лимфоцитов [3, 6–8].
Печеночные синусоидальные эндотелиальные клетки (liver sinusoidal endothelial cells, LSEC) - полифункциональные клетки. Эти клетки обеспечивают биофильтрацию между синусоидальной кровью и плазмой в пространстве Диссе, действуя в качестве поглотителя клеток, секретируя цитокины и экспрессируя конститутивные молекулы клеточной адгезии (CAM), включая CD54 (ICAM-1), CD102 (ICAM-2) и CD58 (LFA-3) или индуцированные молекулы сосудистой клеточной адгезии (VCAM-1). Экспрессия IСАМ позволяет LSEC избирательно контактировать с CD8+ Т-клетками, которые находятся в постактивации, а не в состоянии покоя, например, когда печень элиминирует Т-лимфоциты после завершенного иммунного ответа. Кроме того, в отличие от других сосудистых эндотелиальных клеток, LSEC могут функционировать в качестве АПК без необходимости в предварительной стимуляции цитокинами, а также могут участвовать в механизмах кросс-представления экзогенного антигена CD8-клеткам.
Клетки Купфера - это мобильные макрофаги, которые взаимодействуют с LSEC и могут быть активированы эндогенными сигналами, преимущественно бактериальными липополисахаридами (ЛПС) и суперантигенами с последующей секрецией белков острой фазы и провоспалительных цитокинов. Это, в свою очередь, необходимо для активации NK- и NKT-клеток. В результате воздействия вазоактивных аминов звездчатые клетки в субэндотелиальном пространстве Диссе синтезируют внеклеточные матричные белки, активируют фиброгенез, который инициирует архитектурную деструкцию, типичную для цирроза.
Эпителиальные клетки (BEC) выстилают внутрипеченочные и внепеченочные желчные протоки, влияют на ток желчи из печени в кишечник. Собственно, желчь и эпителий выполняют иммунологические функции. В желчи, как и в слизистом секрете, содержатся иммуноглобулины и частично секреторный IgA. Секретированные эпителиальными клетками хемокины и цитокины способствуют экспрессии ко-стимулирующих молекул клеточной адгезии (CD40) и таким образом могут выполнять функции AПК.
Внутрипеченочные лимфоциты (IHL) представляют собой разнородную популяцию клеток. В печени много естественных киллеров (NK-клеток около 31%), а также Т-киллеров - NKT-клеток, которые обеспечивают развитие механизмов врожденного иммунного ответа на внутриклеточно паразитирующие микроорганизмы с использованием антителозависимой клеточной цитотоксичности, продукции провоспалительных цитокинов и элиминирования зараженных и злокачественных клеток.
Т-лимфоциты с рецепторами CD3 включают субпопуляции NKT-лимфоцитов, которые экспрессируют CD56 или CD57 - маркеры NK-клеток, лимфоциты с фенотипами CD4 и CD8. Т-клетки с γδ-рецептором, дважды отрицательные Т-лимфоциты CD4– CD8– и гомодимерные CD8+ Т-клетки, экспрессирующие только α-цепь ТCR.
Многофункциональная субпопуляция NKT-лимфоцитов вызывает особенный интерес. Они обладают высокой способностью к секреции цитокинов и, в частности ИЛ-4, обладают функциями лимфокинактивированных "киллеров" и регулирующими эффектами на иммунные реакции. Например, у мыши с диабетом, вызванным не ожирением, истощение субпопуляции NKT-клеток ускоряет проявление аутоиммунных реакций. Т-клетки с относительно инвариантным γδ-рецептором насчитывают около 35% лимфоцитов с TCR+ . Они могут обеспечивать основную защиту от чужеродных антигенов микрофлоры кишечника, а также регулировать интенсивность и направленность иммунологических реакций. По сравнению с кровью и другими лимфоидными тканями доля обычных Т-клеток с αβ-цепями TCR в печени ниже, и соотношение CD4:CD8 восстанавливается в результате внутрипеченочного снижения CD8+ Т-клеток (рис. 18-1). Интересным свойством лимфоидной печени является также локализация в определенных участках наивных Т-клеток для последующей первичной активации.

18.1.2. Состав лимфоцитов и дисфункции печени
Лимфоциты играют центральную роль в противоопухолевом и противоинфекционном иммунитете. Поскольку эти проблемы могут быть напрямую связаны с печенью, иммунологические защитные механизмы должны в ней находиться на высоком уровне. Клетки, осуществляющие иммунологическую защиту, в печени взрослого человека составляют Т- и В-лимфоциты, натуральные киллеры (NK-клетки), а также большое количество γδТ-клеток, NKT-клеток, редко встречающихся в периферической крови. Изменение популяционного и субпопуляционного состава лимфоцитов в печени может происходить под влиянием факторов, сопровождающих иммунное воспаление, - белков острой фазы, вазоактивных аминов, провоспалительных цитокинов, белков системы комплемента, удаления активированных лимфоцитов из циркуляции, местных процессов пролиферации и созревания клеток. Лимфоциты играют центральную роль в распознавании, выполнении эффекторных функций, иммунной регуляции. В основном эти функции свойственны В-лимфоцитам. Т-клетки, натуральные киллеры, NK-клетки совместно могут обеспечивать развитие иммунных реакций на бактериальные, вирусные, паразитарные, опухолевые антигены. Они обнаруживают консервативные антигены или молекулы "опасности": внеклеточную АТФ, фрагменты внеклеточного матрикса (гиалуронан, бигликан, экстрдомен А, фибронектин, сурфактантный белок А), белки теплового шока (HSP60, 70, 22, gp96), нуклеиновые кислоты, ядерный белок HMGB-1, минимально модифицированные ЛПНП, β-дефенсины, - выявляют зараженные или трансформированные клетки. NKT- и NK-клетки могут непосредственно приводить к гибели инфицированные, опухолевые клетки путем индукции апоптоза, секретировать цитокины, ингибирующие вирусную репродукцию и способствующие рекрутированию других клеток иммунной системы для развития адаптивного иммунного ответа. В-лимфоциты продуцируют антитела, которые нейтрализуют патогены и их токсины, опсонизируют бактерии для фагоцитоза, активируют комплемент по классическому пути для лизиса бактерий.
Родоначальником лимфоцитов является плюрипотентная гемопоэтическая стволовая клетка КМ. Созревание Т- и В-лимфоцитов происходит в центральных органах иммунной системы - тимусе и костном мозге, и только высокоспециализированные клетки, прошедшие этапы позитивной и негативной селекции, поступают в периферическую кровь и вторичные лимфоидные органы. Затем они циркулируют между периферической кровью и лимфоидными тканями и органами в виде небольших инактивированных клеток с конденсированным хроматином, несколькими органеллами и минимальной метаболической и транскрипционной активностью. Они остаются в этом неактивном состоянии, пока не встретятся с инфекционным агентом в лимфоидной ткани. Распознавание антигена и молекул "опасности" индуцирует пролиферацию и дифференцировку лимфоцитов в эффекторные клетки, способные нейтрализовать возбудителей различной природы. Этот процесс созревания занимает около 4–5 дней. NK-клетки не нуждаются в активации специфическим антигеном, но могут быстро реагировать на любые сигналы опасности. Таким образом, Т- и В-клетки опосредуют развитие адаптивного иммунного ответа, в то время как NK-клетки являются посредниками развития механизмов врожденного иммунитета.
18.1.3. Местный иммунитет
Лимфоциты рассматриваются как классические клетки, циркулирующие в периферической крови и занимающие соответствующие "зоны ответственности" в периферических лимфатических узлах, способные здесь специфически распознавать антигенные структуры патогенов. Активированные, антигеннагруженные дендритные клетки представляют переработанные антигены после их захвата в очагах инфекции наивным Т-клеткам и таким образом способствуют их созреванию в эффекторные Т-лимфоциты. Наивные В-лимфоциты получают сигналы от Т-хелперов, что способствует их превращению в зрелые клетки - плазмоциты, секретирующие антитела. Эффекторные Т- и В-лимфоциты из лимфатических узлов мигрируют в места аккумуляции антигенов, провоспалительных цитокинов, где они обеспечивают развитие киллерных эффектов по отношению к патогену, инфицированным клеткам-мишеням. Этот классический вариант развития иммунного ответа будет неполным без развития защитных иммунных реакций со стороны региональных иммунных систем, которые отвечают за местный (локальный) иммунитет. Например, кишечник имеет огромную площадь, контактирующую с внешней средой, которая подвергается воздействию инфекционных агентов и канцерогенов. В то же время пищевые антигены, микроорганизмы-комменсалы способны оказывать мощную антигенную нагрузку на лимфоидную ткань, ассоциированную со слизистой оболочкой кишечника, и это является необходимым для поддержания местного иммунитета на соответствующем уровне. Иммунная система желудочно-кишечного тракта является сложным комплексом, который включает популяции клеток, обеспечивающие регуляцию иммунных механизмов, толерантность, а также уникальные цитокины, регулирующие клеточные эффекторные функции.
Печень - орган с уникальными иммунологическими требованиями, которая должна получать около 1,5 л крови каждую минуту от портального тракта и печеночной артерии. Эти кровеносные сосуды являются одновременно и основным путем проникновения в печень большинства гепатотропных бактерий, вирусов и паразитов. Кроме того, из кишечника в печень могут проникать метастатические клетки, их токсины транспортируются в печень для детоксикации, в результате чего могут образовываться канцерогенные побочные продукты. Печень также постоянно получает антигенную нагрузку, связанную с кишечными микроорганизмами-комменсалами, что способствует образованию метаболитов, которые в основном безвредны и в норме не должны приводить к нарушению иммунного гомеостаза.
Иммунная система печени способна распознавать патогенные микроорганизмы, продукты их жизнедеятельности, опухоль-ассоциированные маркеры и отвечать развитием высокоспецифического иммунного ответа. В то же время направленность и сила иммунного ответа жестко регулируются. Преобладают механизмы толерантности к чужеродным антигенам самой различной природы. Введение антигенов биопробным животным через воротную вену индуцировало развитие у них толерантности к данным антигенам, в отличие от системного введения антигенов, которое индуцировало иммунный ответ. Эффекторные иммунокомпетентные клетки печени обладают специализированными функциями, индуцирующими толерантность. АПК печени, такие как клетки Купфера (резидентные макрофаги печени), дендритные клетки, LSEC, могут индуцировать либо толерантность, либо иммунный ответ с помощью селективной продукции провоспалительного цитокина ИЛ-12 или регуляторных цитокинов, ИЛ-10 и TGFβ. Кроме того, гепатоциты и другие клетки печени секретируют сложный набор гуморальных факторов для роста, дифференцировки и активации лимфоцитов.
Ранее присутствие лимфоцитов в печени считалось следствием развития иммуновоспалительных процессов в ответ на антигены, "молекулы опасности" с формированием инфильтратов. Они использовались в диагностике и оценке воспалительных состояний, таких как аутоиммунные и вирусные заболевания печени. В настоящее время известно, что печень взрослого здорового человека содержит облигатные печеночные лимфоциты, которые не циркулируют в периферической крови. При проведении обширной перфузии из 200 мг ткани печени может быть извлечено до 1–2 млн лимфоцитов. Это свидетельствует о том, что в печени массой 1,5 кг может находиться около 1010 лимфоцитов. Иммуногистохимическое исследование нормальных биопсионных пунктатов печени показало, что эти лимфоциты преимущественно локализуются вокруг портальных трактов, но выявлялись они и по всей паренхиме печени. Считается, что в здоровой печени лимфоциты опосредуют функции иммуновыживания.
18.1.4. Популяции лимфоцитов печени
Печень содержит зрелые Т- и В-лимфоциты, NK-клетки, которые идентичны лимфоцитам периферической крови, а также большое количество лимфоидных клеток, редко выявляемых в периферической крови. Многие из этих клеток обеспечивают развитие механизмов врожденного иммунитета. Они способны распознавать консервативные рецепторные структуры с последующим развитием микробицидных эффектов по отношению к клеткам-мишеням и продуцируют цитокины, обеспечивающие индукцию и развитие адаптивного иммунного ответа. К этим клеткам относится большое количество NK-клеток, В1-лимфоцитов, γδТ-лимфоциты, Т-киллеры (NKT), другие Т-лимфоциты, экспрессирующие NK-рецепторы (NKRs) и лимфоидные дендритные клетки (рис. 18-2).

В-лимфоциты печени. К настоящему моменту о В-лимфоцитах печени известно не так много. Они обнаружены в здоровой печени человека, где находятся в таком же или меньшем количестве, чем в крови. На клеточной поверхности В-лимфоцитов экспрессированы универсальные и уникальные рецепторы, иммуноглобулиновые рецепторы, которые распознают конформационные эпитопы молекул антигенов. Разнообразие В-клеточных антигенраспознающих рецепторов связано с многократной перестройкой зародышевого центра сегментов гена, кодирующего различные части молекулы с добавлением нуклеотидов и последующими соматическими мутациями их антигенраспознающих сайтов. Таким образом, В-лимфоциты чрезвычайно разнообразны по своим способностям распознавания антигенов и обеспечивают иммунную систему огромным количеством упреждающих антигенспецифических клеток-эффекторов. Активации В-лимфоцитов предшествует специфическое распознавание антигена, получение дополнительных сигналов от Т-хелперов, которые контролируют В-клеточное созревание и продукцию плазмоцитами антител. В-лимфоциты играют важную роль в развитии адаптивного иммунного ответа против вирусов гепатитов А (HAV), В (HBV), C (HCV), что подтверждают вирусспецифические антитела у больных этими инфекциями. Они могут способствовать патологии печени вследствие хронической вирусной инфекции в результате продукции аутоантител против различных антигенов гепатоцитов. Продукция цитокинов В-лимфоцитами также имеет большое значение в процессах иммунорегуляции. Субпопуляция В1-лимфоцитов в печени появляется в начале онтогенеза. Она характеризуется полиспецифичностью в отношении распознавания антигена. В1-лимфоциты экспрессируют молекулу CD5 и при дифференцировке в плазмоциты секретируют большое количество низкоаффинных IgM. Они распознают повторяющиеся структуры углеводных компонентов, двухцепочечную ДНК и могут быть активированы без Т-хелперов. Именно поэтому В1-лимфоциты считаются клетками врожденного иммунитета, играющими чрезвычайно важную роль в защите печени от инфекционных агентов.
Т-лимфоциты печени. Т-клетки являются основными "дирижерами" адаптивного иммунного ответа. "Классические" Т-лимфоциты экспрессируют клонотипичные антигенраспознающие Т-клеточные рецепторы (TCRs), которые образованы α- и β-цепями в комплексе с молекулой полипротеина CD3, распознающего короткие пептидные фрагменты белковых антигенов, которые после обработки в цитозоле клетки формируют комплекс с молекулой МНС и вместе с ней экспрессируются на поверхность клетки. Т-лимфоцитам, как и В-клеткам, свойственно чрезвычайное разнообразие TCRs, связанное с перестройкой генов и соматическими рекомбинациями. CD4+ и CD8+ печеночные αβТ-клетки способны распознавать белковые антигены вирусов, бактерий, паразитов и индуцировать Т-клеточную реактивность против аутологичных антигенов печени с возможным формированием признаков хронического вирусного гепатита, лекарственного гепатита и аутоиммунной патологии.
CD8+ Т-клетки распознают пептиды переработанных внутрицитоплазматических белков как собственных, так и вирусных в комплексе с молекулой МНС I класса, и обеспечивают развитие цитолитических эффектов по отношению к инфицированным и опухолевым клеткам. CD4+ Т-клетки распознают пептиды, представленные в сайте молекулы МНС II класса, и обеспечивают развитие адаптивных иммунных реакций. Подтипы CD4+ Т-хелперов (Th) регулируют различные адаптивные иммунные функции. Th1-клетки активируются микроорганизмами, использующими внутриклеточный тип паразитирования, в то время как Th2-клетки обеспечивают защиту от внеклеточно паразитирующих патогенов. Th1-клетки секретируют ИФНγ, ФНОβ, активируют макрофаги и обеспечивают продукцию В-клетками комплементсвязывающих и вируснейтрализующих антител изотипа IgG2a. Th2 секретируют ИЛ-4, -5, -6, -9, -10 и -13, и, как полагают, активируют секрецию В-клетками IgE, IgA и IgGl. Третья субпопуляция CD4+ Т-лимфоцитов обладает регулирующими функциями, и классифицируется как Тh3, или Т-регуляторные I (Tr1) клетки. Tr1/Тh3 клетки продуцируют ИЛ-10, TGFβ, но не ИЛ-4. Не продуцируют или продуцируют низкое количество ИФНγ. Они супрессируют эффекты Th1-клеток и способствуют формированию иммунологической толерантности.
Важной особенностью Т-лимфоцитов печени является преобладание цитотоксических Т-лимфоцитов CD8+ по сравнению с CD4+ . В печени их соотношение (CD4:CD8) составляет приблизительно 1:3,5, а в периферической крови - 2:1. Таким образом, в печени по сравнению с периферической кровью значительно преобладают клетки с фенотипом CD8, с цитотоксическими эффектами (рис. 18-3). Данная картина отражает способность печени как специализированного органа эффективно нейтрализовать микроорганизмы с внутриклеточным типом паразитирования по сравнению с внеклеточными, а также блокировать опухоль-ассоциированные процессы.

Кроме того, предполагалось, что печень - орган, в котором утилизируются активированные CD8+ Т-лимфоциты, а высокие профили CD8+ Т-лимфоцитов объясняются тем, что в их число входят клетки, которые выполнили свои функции и должны быть элиминированы из организма путем апоптоза для поддержания иммунного гомеостаза. В печени находятся и необычные CD8+ Т-лимфоциты, которые практически не выявляются в периферической крови. В отличие от обычных CD8+ Т-лимфоцитов, печеночные CD8+ Т-клетки могут спонтанно развивать киллерные эффекты в отношении клеток-мишеней, находящихся в микроокружении без участия молекул МНС в представлении антигена. Они лишь нуждаются в неспецифических сигналах, получаемых от цитокинов - ИЛ-2, ИЛ-12, ИЛ-15, и поэтому названы лимфокинактивированными киллерными клетками (LAK).
Популяция печеночных CD4+ Т-лимфоцитов, у которых TCR образован αβ-цепями, состоит преимущественно из клеток Тh1-типа, продуцирующих ИФНγ и ФНОα. И лишь около 5% лимфоцитов относятся CD4+ Th2-типа, секретирующих ИЛ-4 и ИЛ-5. Интересно, что цитокины, продуцируемые Тh1- и Тh2-клетками, обладают взаимно исключающими эффектами, однако некоторые печеночные Т-лимфоциты могут секретировать как ИЛ-4, так и ИФНγ. Эти необычные клетки с двойными эффектами Тh1/Тh2, скорее всего, относятся к недифференцированным или регуляторным Т-лимфоцитам, присутствующим в печени. В дополнение к обычным субпопуляциям CD4+ и CD8+ Т-лимфоцитов в здоровой печени присутствует повышенное количество клеток, не экспрессирующих ни CD4+ , ни CD8+ (дважды негативные Т-лимфоциты, DN-T-клетки), или клетки, экспрессирующие оба рецептора и CD4+ , и CD8+ (дважды положительные, DP-T-клетки). DN-T-клетки составляют примерно 15% печеночных Т-лимфоцитов и менее 5% Т-лимфоцитов периферической крови, они способны распознавать структуру антигенов без помощи молекул МНС. Дважды положительные CD4+ и CD8+ Т-клетки, ранее идентифицируемые как клетки памяти, также встречаются в печени чаще по сравнению с периферической кровью (6% против 1%). Большинство CD8+ Т-клеток экспрессируют гетеродимер CD8, состоящий из α- и β-цепей, в то же время печень содержит многочисленные Т-лимфоциты (15% их общего количества), экспрессирующие гомодимер CD8α-цепь. CD8α+ β– Т-клетки выявлены и в лимфоидной ткани кишечника, и, как полагают, их пролиферация и созревание индуцируются другими сигналами, отличными от сигналов, получаемых тимоцитами. Установлено, что классические αβТ-лимфоциты вовлечены в развитие печеночных иммунных реакций против патогенов различной природы, однако существуют доказательства, что другие "неклассические Т-лимфоциты" играют более важную роль в элиминировании патогенов из печени. Эффекторные αβТ-лимфоциты, обеспечивающие развитие иммунных реакций против вирусов гепатита B и С, выявлены у пациентов с хроническим вирусным гепатитом, однако достаточно часто эти клетки не способны элиминировать вирус. С этой задачей более эффективно справляются "неклассические Т-лимфоциты". Они способны продуцировать важнейшие провоспалительные цитокины для развития иммунного ответа против вирусных, бактериальных, паразитарных агентов, а также ингибировать опухоль-ассоциированные реакции. До 35% (в среднем 15%) печеночных Т-клеток экспрессируют TCR, состоящий из γ- и δ-цепей, который непосредственно узнает различные непептидные антигены. Значительная часть печеночных Т-клеток человека экспрессирует инвариантный αβTCR, состоящий из Va24JaQ α-цепи с ограниченным количеством β-цепей, распознающий гликолипидные антигены, представленные альтернативной антигенпрезентирующей молекулой CD1. Большинство этих "неклассических Т-клеток" экспрессируют на своей поверхности в 3 раза меньше молекул TCR и, по всей видимости, их регуляция осуществляется через рецепторы, которые обычно находятся на NK-клетках. Эти NKR-позитивные Т-клетки являются отличительной чертой клеточного репертуара печени.
NK-клетки печени. Первое описание NK-клеток в ткани печени было сделано на крысах. Эти клетки были описаны как крупные зернистые клетки, присутствующие в синусоидах печени, которые были названы ямочными лимфоцитами, и с тех пор были описаны во многих тканях, включая периферическую кровь. NK-клетки могут спонтанно обеспечивать развитие киллерных эффектов в отношении опухолевых клеток и клеток, инфицированных вирусами и бактериями. После активации они могут секретировать ИФНγ, который способствует дифференцировке наивных CD4+ Т-клеток в Т-хелперы типа 1 (Th1), и ИЛ-5, который стимулирует дифференцировку и активацию эозинофилов. В отличие от В- и Т-клеток, NK-клетки не обладают клонотипичными рецепторами для антигенов, но они могут обнаруживать и реагировать на изменения у клеток-хозяев, которые секретируют "молекулы опасности" вследствие инфицирования и опухолевой трансформации (рис. 18-4).

NK-клетки обладают разнообразными "естественными рецепторами цитотоксичности", обеспечивающими взаимодействие с лигандом, которое приводит к активации NK-клетки и цитотоксичности клетки, несущей соответствующий лиганд. У мышей семейство молекул NKР-P1 включает рецепторы NK1.1 и лектиновую молекулу NKG2D, опосредующие активацию NK-клеток.
Одним из наиболее важных активирующих рецепторов, экспрессируемых NK-клетками, является рецептор NKG2D, необходимый для обнаружения и уничтожения трансформированных и инфицированных клеток. Лигандами для NKG2D являются поверхностные или свободно циркулирующие стресс-индуцируемые неканонические молекулы главного комплекса гистосовместимости I класса MICA/B (MHC class I chain-related proteins A and B). MICA и MICB отсутствуют или слабо экспрессируются в большинстве нормальных клеток. В то же время в опухолевых и инфицированных вирусами клетках их количество существенно повышено. Взаимодействие NKG2D со своими лигандами играет важную роль в регуляции противоопухолевых иммунных реакций. Так, накопление в крови растворимой формы MICA за счет протеолитического шеддинга с поверхности опухолевых клеток может блокировать NKG2D-опосредованную противоопухолевую цитотоксичность и, таким образом, способствовать ускользанию опухолевых клеток от иммунного надзора. NKp46 является еще одним основным специфичным для NK-клеток триггерным рецептором, распознающим вирусный гемагглютинин и участвущим в распознавании и лизисе опухолевых и инфицированных вирусом клеток. Экспрессия этих рецепторов приводит к немедленной атаке инфицированных или опухолевых клеток NK-лимфоцитами.
Другой механизм, с помощью которого могут активироваться NK-клетки, осуществляется через экспрессию их FC(Fc) γIII рецепторов (CD16 у человека) на Fc фрагменте молекул IgG1 и IgG3. Таким образом, IgGl и IgG3-антитела являются частью адаптивного иммунного ответа против патогенов и могут связываться с микроорганизмами и клетками-мишенями, сигнализируя NK-клеткам. Этот процесс известен как "антителозависимая клеточная цитотоксичность".
Третий механизм, с помощью которого NK-клетки распознают патогенинфицированные и опухолевые клетки, осуществляется через их способность обнаруживать изменения в уровнях экспрессии молекул МНС I класса. Молекулы МНС I класса экспрессируются всеми клетками организма. Они представляют переработанные внутрицитоплазматические белки в форме пептидов NK-клеткам и цитотоксическим Т-лимфоцитам. У человека к ним относятся "классические молекулы МНС I класса" локусов HLA-A, B и C, которые экспрессируются большинством клеток организма, в то время как другие "неклассические молекулы MHC I класса" имеют более ограниченное клеточное распределение (HLA-G в клетках трофобласта, экспрессия HLA-E зависит от совместной экспрессии HLA-A, B, C и G). Молекулы HLA-A, B, C и G представляют внутриклеточные пептиды CD8+ Т-клеткам. Они игнорируют клетки, представляющие собственные пептиды, но могут обнаруживать и реагировать на аномально высокие уровни пептидов, которые являются "молекулами опасности", свидетельствующими об опухолевой трансформации и репликации вируса. NK-клетки могут реагировать и на усиление экспрессии молекул МНС I класса, которые представляют белки рецептору CD94. Взаимодействие с CD94 может привести к клеточной активации или ингибированию NK-клеток, в зависимости от того, находится ли CD94 в комплексе со стимулирующим NKG2C/DAP12 или ингибирующими NKG2A трансдукцию молекулы сигналами.
Частым механизмом, который используют вирусы и опухолевые клетки для ухода от иммунного контроля, является подавление экспрессии молекул HLA-A, B и C, но это снижает их устойчивость по отношению к NK-клеткам. В число рецепторов NK-клеток для молекул HLA-А, В и С включены "киллингингибирующие рецепторы" (KIRs), которые обеспечивают трансдукцию ингибирующих сигналов NK-клеткам. Они, несмотря на то, что структурно отличаются, входят в аналогичное семейство рецепторов. Белок Ly49 выполняет такую же функцию у мышей. Полиморфные эпитопы, присутствующие на молекуле HLA-C у человека, распознаются CD158а и CD158b, в то время как эпитопы HLA-A и B узнаются KIR3DL1. По крайней мере, 10 различных KIRs, многие из которых являются полиморфными и лиганды которых неизвестны, были идентифицированы. Гены, кодирующие эти KIRs, дифференциально присутствуют у различных индивидуумов, так что каждый гаплотип содержит, по меньшей мере, от 2 и до 6 изотипов KIR. У отдельных индивидуумов комбинации KIRs непрерывно кодируются NK-клетками, формируя сложный фенотип натуральных киллеров. Хотя KIRs были первоначально определены как "киллингингибирующие рецепторы", так как имеют "иммунорецептор на основе тирозина, ингибирующего мотивы" (ITIMs) в своих цитоплазматических доменах. Впоследствии было установлено, что некоторые KIRs не имеют ITIMs и нуждаются в помощи стимулирующей молекулы-адаптера (DAP 12), которая содержит тирозиновый рецептор, активирующий мотивы (ITАMs). Таким образом, лиганды KIR могут быт следствием активации NK-клеток.
В дополнение к естественным рецепторам цитотоксичности CD94 и KIRs NK-клетки могут получать сигналы от других лейкоцитов посредством рецепторов ингибирования (LIRs/ILTs), адгезионных и ко-стимулирующих молекул (CD2, CD161, CD11a/CD18, CD69, CD49d/CD29). Их также могут активировать и неспецифические цитокины ИЛ-2, -15, -21. Таким образом, регулирование активности NK-клеток весьма сложно и осуществляется через многочисленные рецепторы, имеющие собирательное название - NKRs, некоторые из них осуществляют доминирующие эффекты.
Первые научные открытия показали, что NK-клетки в печени как мышей, так и человека были преобладающими клетками и составляли до 50% всех других лимфоцитов по сравнению с лимфоцитами периферической крови, где они не превышали 10%. Количество этих клеток резко увеличивается при опухоль-ассоциированных процессах, вирусных инфекциях и может достигать 90%. NK-лимфоциты как здоровой, так и воспаленной печени могут in vitro посредством повышенной продукции ИФН-7, ИЛ-2, ИЛ-12, и ИЛ-15 обеспечивать развитие цитотоксических эффектов (LAK-активность) в отношении опухолевых клеток (рис. 18-5).

Цитотоксическая активность NK-клеток коррелирует с отсутствием CD3/T-клеточного рецептора (TCR) и присутствием адгезионной молекулы CD56. Анализ NK-лимфоцитов здоровой печени и периферической крови показал, что они отличаются фенотипически по экспрессии рецепторов CD8, CD16, CD161, KIR, CD94, NKG2D (рис. 18.6). Большинство NK-клеток печени человека (CD3– CD56+ ) являются дважды негативными по CD4, CD8 (CD4– CD8– ), однако около 20% клеток экспрессируют CD8. Большинство NK печени человека экспрессируют CD122, рецептор низкой аффинности для ИЛ-2, ИЛ-15, но отсутствует высокоаффинный рецептор CD25 для ИЛ-2. Большинство NK-клеток печени человека экспрессируют антигеннеспецифичный рецептор CD45RA.

NK-клетки печени играют центральную роль в развитии органных иммунных реакций как врожденного, так и адаптивного иммунного ответа. Их развитие связано с локальной продукцией ИЛ-15 неиммунокомпетентными клетками печени, его продукция приводит к усилению последующей продукции ИЛ-15 и ИЛ-2 только активированными Т-лимфоцитами. Они могут быть активированы через разнообразные консервативные рецепторы для антигенов и лиганды клеток-мишеней, которые экспрессируются как молекулы опасности. Различные эффекторные функции NK могут быть выборочно активированы цитокинами, продуцируемыми клетками врожденного (ИЛ-12. ИЛ-15, ИЛ-18) и адаптивного (ИФНγ и ИЛ-2) иммунитета. NK-клетки, по крайней мере, частично ответственны за развитие воспалительных реакций при аутоиммунных и вирусных гепатитах и иммунные реакции против опухолей. Они могут непосредственно вызвать повреждение клеток печени и активировать цитотоксические CD8+ Т-клетки и CD4– Th1-клетки.
NKT-клетки печени. NKT-клетки (Т-киллеры) являются цитотоксическими лимфоцитами, которые, как и NK-клетки, экспрессируют рецепторы ингибирования и активации, ко-стимулирующие молекулы, способные распознавать гликолипидные антигены, представляемые CD1. У мышей NKT-клетки составляют незначительную субпопуляцию от всех Т-лимфоцитов в различных тканях (около 1–5%), но они выявлены в уникально высоких количествах в печени и костном мозге (около 40% всех Т-лимфоцитов). В настоящее время субпопуляции NKT-клеток уделяется повышенное внимание, так как, по всей видимости, именно они играют решающую роль в развитии противоопухолевого, антибактериального, противовирусного иммунного ответа, в патогенезе аутоиммунных заболеваний. Мышиные NKT-клетки входят в популяцию DN и CD4 Т-лимфоцитов. Они незначительно могут экспрессировать TCR, Ly49 и низкоаффинный рецептор ИЛ-2 (ИЛ-2R β- и γ-рецептор), которые обычно экспрессируют NK-клетки. Большое количество печеночных мышиных NKT-лимфоцитов экспрессируют постоянный TCR с α-цепью, закодированный как Va14 сегмент гена Ja281 , у которого отсутствует или возможна лишь незначительная соматическая рекомбинация, приводящая к взаимодействию с не полиморфными молекулами МНС I класса, распознающими гликопротеины CD1d. Лиганды антигена, представляемые CD1d TCR Va14Ja281, включают синтетический α-галактозилцерамид (α-GalCer) и его производные протозойные гликозилфосфатидилинозитолы. Печеночные NKT-клетки могут быть дополнительно активированы ИЛ-12, продуцируемым дендритными клетками печени и купферовскими клетками. Особенностью мышиных NKT-клеток является их быстрая активация и мощные эффекторные функции. Т-киллеры также могут быть активированы ИЛ-2, ИЛ-12 для обеспечения цитотоксических эффектов в отношении различных типов опухолевых клеток и продукции ИФНγ, ФНОα, ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-10 и ИЛ-13 ради активации TCR. NKT-клетки - это единственный тип клеток, способных, как известно, секретировать ИЛ-4 в отсутствие ИЛ-4, продуцируемого другими клетками, и следовательно они, как полагают, играют центральную роль в активации Th2-клеток, переключении В-лимфоцитов на синтез иммуноглобулинов класса IgE. NKT-клетки посредством продукции медиаторов способствуют отторжению опухоли в печени мыши. Инъекции мышам синтетического гликолипида α-GalCer вызывали специфическую активацию NKT-клеток в печени CD1d-зависимым образом с последующей пролиферацией и продукцией ИФНγ для усиления опухолевой цитотоксичности NK-клеток и CD8+ Т-клеток. Исход иммунологических реакций зависит от секреции ИФНγ и ИЛ-2 NKT-клетками. α-GalCer также ингибирует репликацию HBV у HBV-трансгенных мышей путем активации ИФНγ-секретирующих NKT-клеток, что впоследствии активирует NK-клетки и цитотоксические CD8+ Т-лимфоциты. NKT-клетки участвуют в развитии специфического иммунного ответа против Mycobacterium tuberculosis, Plasmodium berghei, Listeria monocytogenes , а также аутоиммунных реакций. На мышиных моделях показано, что при системной красной волчанке, СД 1-го типа и аутоиммунном энцефаломиелите имеют место как количественные изменения NKT-клеток, так и изменения их функций. Репертуар печеночных NKT-клеток человека существенно отличается от мышиных. Ограниченное количество NKT-клеток с фенотипом CD1d экспрессируют TCR с α-цепью (Va24JaQ), которая имеет поразительную гомологию с мышиной Val4Ja281 цепью. Эти NKT-клетки обладают уникальной способностью секретировать одновременно ИФНγ и ИЛ-4. Они напрямую могут развивать цитотоксические эффекты против опухолевых клеток и участвуют в иммунопатогенезе СД 1-го типа и склеродермии. Однако существуют и выраженные различия между NKT-клетками человека и мыши. Во-первых, Va24JaQ+ Т-клетки составляют очень небольшую часть от всех Т-клеток в печени человека (~2%) и крови (<0,5%) по сравнению с мышиными Va14Ja281+ Т-клетками (~40% и ~5%). Во-вторых, NKT-клетки человека экспрессируют гораздо более широкий спектр молекул CD1 и более разнообразный репертуар CD1d-ограниченных T-клеток.
Таким образом, мышиные NKT-клетки кодируют один неполиморфный CD1 изотип CD1d, NKT человека способны дополнительно кодировать CD1, CD1a, CD1b и CD1с молекулы, которые распознают и представляют широкий спектр гликолипидных компонентов клеточной стенки бактерий (миколовые кислоты, инозитолсодержащие фосфолипиды, мукоидные гликолипиды и изопреноидные гликолипиды) CD4+ , CD8+ , CD4– , CD8– αβ и γδT-клеткам. CD1a, b и с экспессируются в печени, но так как инвариантные TCRs, связанные с узнаванием CD1a, b и с, не определены, поэтому не представляется возможным количественно определить CD1 Т-клетки в тканях человека. Однако печень человека является основным местом накопления Т-клеток, которые экспрессируют NKRs, и, хотя их антигенные особенности неизвестны, они демонстрируют функции, аналогичные CD1 ограниченным NKT-клеткам.
Т-лимфоциты печени с NK-рецептором. Особенностью печени является то, что большинство Т-лимфоцитов, в ней находящихся, экспрессируют NKRs. Как было показано выше, до 40% печеночных T-лимфоцитов мыши (менее 5% Т-лимфоцитов периферической крови) экспрессируют низкие уровни TCR и NKRs, NK1.1, Ly49 и/или ИЛ-2Rβ. Большинство этих клеток имеет инвариантный участок Va14Ja281 TCRs. Соответствующие пропорции отражают и Т-лимфоциты печени и периферической крови, экспрессирующие вариабельные NKRs у человека, но лишь немногие (около 2% в печени) экспрессируют Va24 TCR α-цепью. NKR+ Т-лимфоциты печени человека включают субпопуляции клеток, экспрессирующих CD56, CD161, CD16, KIR, NKG2D и/или CD94 (рис. 18-7).

Они преимущественно секретируют CD8 ко-рецептор, но CD4+ и CD4– CD8– NKR+ Т-лимфоциты также находятся в печени. Эти клетки экспрессируют αβ или γδ TCRs и активируют клетки памяти (CD28– CD45RA– CD45RO+ CD69+ ). NKR+ Т-лимфоциты, экспрессирующие TCRs, распознающие пептид, представленный в сайте молекулы МНС I класса, были описаны как CD1-лимфоциты. Печеночные NKR+ Т-лимфоциты выполняют цитотоксические функции и секретируют многофункциональные цитокины. CD56+ - и CD161+ Т-лимфоциты периферической крови и печени человека, описанные как LAK-лимфоциты, активируются ИЛ-2, ИЛ-12 или ИЛ-15 для выполнения цитотоксических функций в отношении различных типов опухолевых клеток. Они также могут обеспечивать цитотоксические эффекты посредством TCR. Их мощные цитотоксические эффекты ингибируются стимулами через KIRs и CD94, которые экспрессируют CD56+ T-клетки и CD161+ T-клетки печени, выполняющие функции натуральных киллеров печени. Отличительной особенностью CD56+ T-клеток печени (большинство которых экспрессируют CD161) является то, что их цитотоксические эффекты в отношении опухолевых клеток значительно усиливаются ИЛ-12, который секретируют клетки Купфера и дендритные клетки печени. Количество CD56+ -T-клеток не увеличивается у пациентов с гепатокарциномой, но их количество увеличено в печени у пациентов с хроническим гепатитом В и снижено у пациентов с хроническим гепатитом С.
NKR+ -Т-лимфоциты - мощные продуценты цитокинов. Большинство печеночных CD56+ и CD161+ T-лимфоцитов (50–80%) продуцируют ИФНγ и ИЛ-2, ФНОα в течение нескольких часов активации, что подтверждает их участие в иммуновоспалительных реакциях с клетками типа Тh1. Около 15% популяции лимфоцитов продуцируют цитокины типа Тh2 - ИЛ-4. Преобладание продукции цитокинов типа Тh1 подтверждает возможность секреции провоспалительных цитокинов гепатоцитами и клетками Купфера, что позволяет предположить возможность поддерживать воспалительную реакцию нормальной печенью и быть индикатором постоянной иммунной активности. Поскольку NKR+ Т-клетки могут быть быстро активированы через многофункциональные (паттернраспознающие) рецепторы, отсутствует необходимость в предварительной активации антигеном, и они способны продуцировать большое количество цитокинов типа Тh1 и Th2. Вероятно, NKR+ Т-клетки представляют собой своеобразный мост между врожденной и адаптивной иммунной системами в печени, поляризуют и активируют другие популяции лимфоцитов (рис. 18-8).

Они могут участвовать и в патогенезе аутоиммунных заболеваний печени, таких как аутоиммунный гепатит (АИГ), первичный склерозирующий холангит (ПСХ) и ПБЦ.
NKR+ Т-клеткам печени человека свойственны функции лимфоцитов врожденного иммунитета, такие как активация ИЛ-12, наличие инвариантных рецепторов для стимулирующих лигандов и главного комплекса гистосовместимости (МНС) для осуществления неограниченных цитотоксических эффектов. Однако они также экспрессируют рецепторы, свойственные фенотипу Т-клеток памяти, а кроме того, хемокиновые рецепторы; предполагают, что они могут выполнять функции антигенспецифических Т-клеток памяти. Экспрессия CD56 зависит от продукции ИЛ-2 Т-лимфоцитами. Экспрессия CD8+ Т-лимфоцитами NKRs может быть вызвана активацией. Обычные вирусчувствительные CD4+ и CD8+ Т-клетки, как было показано, могут экспрессировать NKRs; возможно, что экспрессию NKR могут осуществлять субпопуляции Т-клеток памяти, которые приобрели малотоксичность и более быстрые и мощные эффекторные функции, характерные для NKR+ Т-клеток. В связи с этим NKR+ Т-клеткам могут быть свойственны функции Т-лимфоцитов адаптивной иммунной системы, вероятно, что они могут реагировать на сигналы, исходящие от обеих - врожденной и адаптивной - систем (рис. 19-9).

γδТ-лимфоциты печени. До 35% печеночных Т-клеток экспрессируют γδTCRs, что делает печень одним из самых богатых источников γδТ-клеток в макроорганизме. γδT-клетки находятся также в значительных количествах в эпителии тонкой кишки, кожи, легких, беременной матки, но им принадлежит менее 5% Т-клеток в периферической крови. Большинство печеночных γδT-клеток экспрессируют CD8+ или DN- и NK-клеточные маркеры (CD56, CD161, KIRs, CD94), и на их долю приходится до 60% NKR+ Т-клеток печени человека. Несмотря на необычно большое количество γδT-клеток в нормальной печени, их роль полностью не выяснена. Их присутствие, однако, является еще одним свидетельством того, что печень - специализированный орган, в котором развиваются врожденные иммунные реакции. На других слизистых поверхностях γδТ-клетки накапливаются в местах инфекции и могут секретировать как Th1-, так и Th2-цитокины, лизировать инфицированные клетки-мишени. В отличие от обычных γδТ-клеток, они обладают олигоклональными или инвариантными TCRs, которые распознают широкий спектр антигенов, включая растворимые небелковые антигены и стрессиндуцируемые белки без участия молекул МНС. γδТ-клетки распознают лиганды антигенов различной природы, включая фосфорилированные тимидиновые метаболиты, полученные от микобактерий, бактериальных и растительных алкиламинов, и вирусные гликопротеины. Хотя точные цели γδТ-клеток печени неизвестны, их высокая частота встречаемости в печени, видимо, свидетельствует, что они могут играть важную роль в быстрой элиминации микробов, вирусинфицированных и опухолевых клеток. γδТ-клетки могут также снижать интенсивность αβТ-клеточного ответа, что свидетельствует о роли этих клеток в иммуносупресии.
18.1.4.1. Лимфоциты в печени: как и почему?
Ранее было широко распространено мнение, что лимфоциты попадают в печень только в результате развития иммунопатологических реакций. Так, инфильтрация лимфоцитами печени хорошо видна при АИГ, ПБЦ печени и вирусном гепатите, поэтому воспаление обычно считается основным стимулом для аккумуляции лимфоцитов в печени. Кроме того, считалось, что в здоровой печени отсутствуют постоянные популяции лимфоцитов. Именно поэтому, вероятно, что печеночные лимфоциты играют активную роль в иммунном контроле и поддержании нормального иммунного гомеостаза. Тем не менее с начала 1990-х годов несколько исследований продемонстрировали наличие лимфоцитов в непатологической печеночной ткани. Одним из наиболее интересных объяснений их присутствия было предположение о постинфекции, что здоровая печень играла роль "кладбища" для активированных CD8+ лимфоцитов, которые "попадали мимо цели". Было высказано предположение, что инфекционные агенты способствуют миграции лимфоцитов в печень, где они погибают вследствие механизмов апоптоза, тем самым уменьшая количество активированных лимфоцитов, продукцию ими провоспалительных цитокинов, которые могли оказывать иммунопатологические эффекты на ткани. Исследования на мышах подтвердили эту гипотезу.
В здоровой печени выявлено большое количество лимфоцитов, особенно цитотоксических лимфоцитов CD8+ . В то же время большое количество лимфоцитов, экспрессирующих маркеры активации, подвергается апоптозу, другая же часть лимфоцитов по-прежнему остается наивной, не активированной, ожидающей встречи с антигеном. Местоположение печени между желудочно-кишечным трактом и сердечно-легочной системой обеспечивается массивным кровоснабжением, что в итоге способствует непрерывному проникновению в печень клеток периферической крови. Эти клетки иногда называют "пассажирскими" лимфоцитами, предполагая их пассивную функцию, однако локализация лимфоцитов в паренхиме печени вокруг портальных трактов указывает на то, что они самостоятельно активно мигрировали для выполнения свойственных им эффекторных функций. С лимфоцитами печени связывают их способность выполнять уникальные локальные функции. Это также согласуется с ранее высказанным мнением, что репертуар лимфоцитов в печени значительно отличается от репертуара клеток периферической крови, которые редко определяются в периферической крови. Отбор и рекрутирование лимфоцитов в печень с их последующим созреванием находится под влиянием цитокинов, которые отвечают за уникальную природу печеночных лимфоцитов.
Возможно ли локальное образование лимфоцитов печени человека? Кроветворная функция фетальной печени подтверждена многочисленными исследованиями, в то время как роль печени взрослого человека в кроветворении считается относительно незначительной. Костный мозг является основным местом образования предшественников всех циркулирующих клеток периферической крови вместе с Т-лимфоцитами, требующими специализированной микросреды тимуса для завершения их созревания и развития. В последнее время показано, что в здоровой печени взрослого человека находится популяция гемопоэтических стволовых клеток (HSC) с in vitro установленным кроветворным дифференцировочным фактором. С помощью двухцветной ПЦ печеночные HSC были обнаружены в количестве, в шесть раз превышающем их содержание в периферической крови. Однако в сравнимом количестве с обнаруженными в костном мозге человека гемопоэтическими стволовыми клетками. Большинство печеночных HSC, выделенных из нормальной печени, экспрессировали низкие уровни CD34, более 50% - ко-рецептор CD38. Экспрессия HLA-DR практически всеми печеночными клетками CD34+ свидетельствует, что они активно дифференцируются in situ . В нормальной печени менее 5% дифференцированных печеночных HSC экспрессируют ассоциированный миелоидный антиген (CD33), однако значительное количество клеток экспрессируют лимфоидные клеточно-ассоциированные маркеры, связанные с В-клетками (CD19), Т-клетками (CD7) и предшественниками NK-клеток (CD56). Это является существенным отличием от фенотипов нормальных клеток КМ, в котором большинство CD34+ клеток экспрессируют CD33. Относительно большое количество HSC, экспрессирующих CD7 и обнаруживаемых в нормальной печени, согласуется с гипотезами, что печень является местом экстратимического Т-клеточного созревания! Экспрессия CD19 и CD56 значительной популяцией печеночных HSC предполагает, что печеночная микросреда может также "поддержать" В-клеточную, NK-клеточную и CD56+ Т-клеточную дифференцировку. Предполагается, что мышиные Val4+ NKT-клетки также созревают в печени. У людей РНК-транскрипты, специфичные для гена, активирующего рекомбиназу-1 (RAG-1) и RAG-2 клеточных компонентов, необходимых для развития В- и Т-клеток, были обнаружены в CD7+ лимфоцитах, выделенных из изолятов нормальной ткани печени. Кроме того, preTCR-α, αТ-клеточный специфический шаперон экспрессируются на ранней стадии развития αβТ-клеток, что было выявлено у некоторых популяций клеток. Значительные уровни ИЛ-7 и ИЛ-15, необходимые для Т-клеточного, NK-клеточного и NKT-клеточного развития, конститутивно продуцируются в печени, демонстрируя подходящее микроокружение для дифференциации лимфоцитов. Перечисленные выше результаты убедительно доказывают, что лимфопоэз продолжается и в нормальной взрослой печени человека, и что, по крайней мере, из предшественников развиваются αβТ-клетки.
18.1.4.2. Роль внутрипеченочных Т-лимфоцитов в иммунном гомеостазе печени
Печень является уникальным иммунологическим органом, так как имеет собственную популяцию клеток, обеспечивающих развитие реакций врожденного и адаптивного иммунного ответа. Архитектура печени, ее местоположение, тесная взаимосвязь с иммунной системой - все это способствует ее участию в индукции толерантности, а также развитию эффекторных реакций иммунной системы на чужеродные патогенные микроорганизмы.
Миграция лимфоцитов в печень - многошаговый процесс, который облегчается уникальной внутрисосудистой архитектоникой печени, которая способствует медленному кровотоку и сдвигу давления к синусоидальной мембране. Инфильтрация Т-лимфоцитов в паренхиму печени усиливается хемокинами, которые активируют различные субпопуляции Т-лимфоцитов. Тканеспецифическая миграция Т-лимфоцитов может быть индуцирована различными по природе антигенами. Внутрипеченочные Т-лимфоциты являются основными клеточными факторами, обеспечивающими защиту от микробных и вирусных агентов, в том числе от HBV, HCV и других, в результате развития цитотоксических и нецитотоксических эффектов, опосредованных цитокинами.
Внутрипеченочный воспалительный инфильтрат состоит преимущественно из не сенсибилизированных антигеном Т-лимфоцитов и из специфичных конкретному антигену лимфоцитов, отличающихся функционально.
Fas-белок, ФНОα, белки-перфорины вовлечены в индукцию апоптоза гепатоцитов вследствие воспалительных реакций со стороны печени. За счет апоптоза погибает и большое количество Т-лимфоцитов, мигрировавших в печень.
Уникальное местоположение печени между желудочно-кишечным трактом и периферическими лимфоидными органами, его эндотелием с многочисленными рецепторными структурами обеспечивают тесный контакт с многочисленными антигенами. Преимущественно это белки, транспортируемые из кишечника через систему воротной вены, а также продукты внутрипеченочного метаболизма, бактериальные и вирусные патогенные агенты. При межклеточном контакте с этими антигенами печень может индуцировать развитие толерантности, иммунные воспалительные реакции против соответствующих патогенов, а также аутоиммунные реакции против микроорганизмов, использующих внутриклеточный тип паразитирования. Развитие этих реакций связано с NK-, NKT-клетками и Т-лимфоцитами. Кроме того, печень может активно модулировать иммунные реакции, увеличивая внутрипеченочный клеточный воспалительный инфильтрат за счет хемотаксиса других клеток, многие из которых являются антигеннеспецифическими, или уменьшать его за счет индукции апоптоза активированных иммунокомпетентных клеток. Эти противоположные функции печени очень важны для понимания интимных механизмов патогенеза заболеваний печени.
18.1.4.3. Популяции лимфоцитов в здоровой неинфицированной печени
Средний вес неинфицированной печени составляет примерно 1200–1500 г и содержит 109 –1010 лимфоцитов. Эта популяция лимфоцитов значительно отличается от состава лимфоцитов крови. В частности, соотношение CD4+ :CD8+ Т-клеток изменено, популяция CD8+ -клеток содержит большой процент нетрадиционных лимфоцитов (табл. 18-1).
Фенотип клеток | Средние значения, % | Диапазон значений, % |
---|---|---|
CD3+ CD56+ |
32 |
11–54 |
CD3– CD56+ |
21 |
11–51 |
γδT-лимфоциты |
15 |
7–34 |
CD8α+ CD8β– |
15 |
4–29 |
CD4– CD8– |
15 |
3–29 |
Они включают дважды негативные CD4– CD8– Т-лимфоциты, дважды позитивные CD4+ CD8+ , γδT-лимфоциты и клетки, экспрессирующие как маркеры натуральных киллеров (CD56+ ), так и Т-клеточный маркер - CD3+ , которые отнесены к NKT-клеткам и имеют различные функциональные характеристики, такие как способность распознавать непептидные антигены, представленные неклассическими молекулами MHC.
18.1.4.4. Индукция Т-клеточного иммунного ответа на антигены печени
К сожалению, немного известно о факторах и механизмах, которые обеспечивают состояние аутотолерантности на аутоантигены и индукции адаптивного иммунного ответа на экспрессируемые антигены патогенных микроорганизмов. Гепатоциты способны экспрессировать вирусные антигены для распознавания их определенным пулом Т-лимфоцитов, однако развития классического Т-клеточного иммунного ответа не происходит вследствие недостаточной экспрессии ко-стимулирующих адгезионных молекул и отсутствия экспрессии молекул МНС класса II. Именно поэтому макрофаги в печени - это клетки Купфера, дендритные клетки - локально распознают чужеродные антигены, претерпевают изменения, экспрессируют на своей поверхности переработанный антиген, а также хемокиновые рецепторы, и мигрируют в регионарные лимфатические узлы и венулы эндотелия. Здесь они представляют антиген в сайте молекулы МНС класса II "наивным" CD4+ Т-лимфоцитам и индуцируют развитие специфических реакций и представляют антиген в сайте молекул МНС класса I CD8+ Т-лимфоцитам. Полученные данные свидетельствуют, что одни дендритные клетки могут быть индукторами адаптивного иммунного ответа, другие - индуцировать толерантность. Так, было показано, что полученные из печени дендритные клетки с сохраненной миграционной способностью способны к низкой распознающей активности тимидина аллогенных Т-лимфоцитов в смешанных культурах. Это помогает развитию обширных апоптотических реакций активированных Т-лимфоцитов и тем самым обеспечивает толерогенный потенциал in vivo. Кроме того, эндотелиальные клетки синусоидов печени (LSEC) могут представлять антиген и, как полагают, содействуют индукции и регулированию механизмов толерантности. Эти клетки также помогают преодолению эндотелиального барьера. Как и микробные агенты, вирусы должны пройти через поры эндотелия с током крови или активно транспортироваться через эндотелий, поэтому LSEC могут играть чрезвычайно важную роль в инициализации процессов распознавания антигена. Как антигенпредставляющие клетки, LSEC выполняют уникальную функцию по индукции толерантности со стороны CD4+ и CD8+ Т-лимфоцитов.
Важно также отметить, что сила и специфичность развития адаптивных иммунных реакций в печени зависят от состояния механизмов внутрипеченочного врожденного иммунитета. В печени находится гораздо больше NK-клеток, чем в периферической крови или других лимфоидных органах. NK-клетки способны как распознавать, так и ингибировать распознавание инфицированных клеток, гликопротеиновых рецепторов вирусов, усиливать и снижать экспрессию МНС класса I. Они могут быть активированы интерферонами типа I (ИФНα и ИФНβ), продуцируемыми на ранних стадиях вирусной инфекции, и ИЛ-12, продуцируемыми макрофагами и дендритными клетками. NK-клетки выполняют разнообразные эффекторные функции с первых часов инфицирования и в течение нескольких дней после его окончания. Кроме прямых цитолитических эффектов, NK-клетки секретируют ИФНγ, ФНОα. Макрофаги секретируют множество хемокинов и провоспалительных цитокинов MIP-1α, MIP-1β, ИФН-индуцибельный белок-10 (IP-10), привлекающих в очаг воспаления Т-лимфоциты. Провоспалительные цитокины, продуцируемые клетками врожденного иммунитета, обеспечивают миграцию и перераспределение внутрипеченочных Т-лимфоцитов.
Второй большой внутрипеченочной популяцией клеток врожденного иммунитета являются NKT-лимфоциты. Эти клетки экспрессируют как маркеры NK-клеток (CD56), так и рецептор зрелых Т-лимфоцитов (CD3) и способны модулировать иммунные реакции. Они могут обеспечивать развитие реакций как Тh1-типа с преимущественной продукций ИФНγ, так и Тh2-типа с преимущественной продукцией ИЛ-4.
Миграция лимфоцитов к печени
Неактивированные Т-лимфоциты экспрессируют адгезионные молекулы L-selectin, которые контактируют с эндотелием венул в лимфатических узлах и регулируют уровень экспрессии этих молекул после антигенспецифической активации, покидают лимфатические узлы через эфферентные лимфатические сосуды, мигрируют к печени, в которую попадают через большую портальную вену и малую печеночную артерию (рис. 18-10).

В пределах печени активированные Т-лимфоциты в результате многошагового процесса мигрируют из синусов в пространство Диссе и паренхиму печени. Первый этап - распознавание Т-лимфоцитами антигенных характеристик представленного вирусного агента, взаимодействие с рецепторными структурами клеток Купфера и синусоидальным эпителием. Этот процесс значительно облегчается медленным кровотоком, низким кровяным давлением, разветвленной сосудистой сетью и высокой подвижностью клеток внутрипеченочного иммунного гомеостаза.
Второй этап аналогичен мигрированию лимфоцитов в очаг воспаления с трудностями преодоления трансэндотелиального барьера. Это усиление экспрессии дополнительных адгезионных молекул с развитием фазы прочной адгезии, развитию которой способствуют многочисленные хемотаксические цитокины, активирующие лимфоциты. Заканчивается второй этап представлением антигена клетками Купфера или клетками эндотелия. В месте межклеточного контакта циркулирующие Т-лимфоциты могут находиться в печени в течение нескольких минут и продуцировать хемокины, вызывающие иммуновоспалительные эффекты, сопоставимые с действием алкоголя и другими иммуновоспалительными заболеваниями печени.
Третий этап адгезии сопровождается преодолением трансэндотелиального барьера Т-лимфоцитами и их инфильтрацией печени. Данному процессу способствуют макрофагальный белок воспаления (MIP-1α, MIP-1β), ИФН-индуцибельный белок-10 и цитокины RANTES. Данные цитокины присутствуют в небольших количествах и в невоспаленной печени, однако их количество резко возрастает в перипортальных областях при инфицировании печени и, тем самым, способствует образованию внутрипеченочных клеточных инфильтратов, состоящих преимущественно из примированных Т-лимфоцитов. Под действием хемокинов лейкоциты мигрируют в пространство Диссе и периваскулярное пространство, заполненное свободным коллагеном и мезенхимальными клетками, откуда они мигрируют в паренхиму печени.
Как хемокиновые сигналы распознают различные субпопуляции Т-лимфоцитов? Хемокиновые рецепторы CXCR3 и CCR5 экспрессируются клетками печени с более высокой плотностью, чем лимфоцитами периферической крови. Они взаимодействуют с двумя молекулами семейства СХС, а именно с IP-10 и ИФНγ, продуцируемыми монокинами (MIG). Эти хемокины преимущественно секретируются синусоидальными печеночными эндотелиальными клетками и макрофагами и сопровождают провоспалительные и хемоаттрактантные эффекты. Эффекты этих хемокинов значительно усиливают ИФНγ и ФНОα, продуцируемые лимфоцитами.
Кроме того, CCR5 взаимодействует с тремя молекулами семейства СС, а именно MIP-1α, MIP-1β и RANTES. MIP-1α, MIP-1β преимущественно секретируют клетки сосудистого эндотелия портального тракта, но могут секретироваться и цитотоксическими Т-лимфоцитами, которые находятся в цитотоксических гранулах вместе с гранзимом А. Таким образом, цитотоксические CD8+ Т-лимфоциты наряду с развитием цитотоксических эффектов за счет продукции хемокинов MIP-1α/CCR5 могут привлекать в очаг воспаления другие лимфоциты. Действительно, экспериментальное введение мышам анти-CCR5 снижало количество CCR5+ CD8+ T-лимфоцитов, проникающих в печень, и тем самым защищало печень от повреждения.
Интересно, что экспрессия хемокиновых рецепторов определенными тканями связана с функциональным состоянием Т-лимфоцитов и не обязательно с природой антигена. Фактически большинство активированных Т-клеток памяти экспрессируют CXCR3, в то время как наивные (не активированные) Т-лимфоциты экспрессируют CXCR4. Соответственно, большое количество вирусов гриппа типа А активируют эффекторные и Т-лимфоциты памяти, которые были детектированы в печени. Экспериментально на мышах было показано, что вирусы гриппа типа А получают хорошую возможность размножаться в легких и погибают в печени, тем самым подтверждая важную роль эффекторных Т-лимфоцитов в ингибировании репродукции вирусов гриппа в печени.
Другое интересное наблюдение связано с тем, что CXCR3 с высокой плотностью экспрессируют Th0- и Th1-лимфоциты, а Th2-лимфоциты - низкие уровни, в то время как другие хемокиновые рецепторы, такие как CCR3, CCR4 и CCR8, экспрессируются преимущественно Th2-лимфоцитами.
Таким образом, экспрессия хемокиновых рецепторов, в основном, связана с биологической активностью субпопуляций Th1/Th2-лимфоцитов, которая может быть изменена модулирующими эффектами цитокинов ИФНα и TGFβ. Именно этим объясняется доминирование Th1-лимфоцитов в печени.
Эффекторные функции внутрипеченочных Т-лимфоцитов
Т-лимфоциты, инфильтрирующие печень, играют, как полагают, чрезвычайно важную роль в иммунной защите макроорганизма от вирусов гепатитов B и C из-за их способности распознавать вирусные антигены в инфицированных гепатоцитах. CD4+ -клетки Th1 распознают вирусные пептиды, представленные в виде дериватов после фагоцитоза и протеолитического расщепления в сайте молекулы МНС класса II. CD8+ Т-лимфоциты распознают вирусные белки в сайте молекул МНС класса I.
Вирусы гепатитов B и C считают нецитолитическими. Они попадают в гепатоциты печени, преимущественное место их репликации, через печеночную артерию или портальную вену. Противовирусный клеточный иммунный ответ в печени при обеих инфекциях связан с элиминированием вирусов и разрешением болезни. Терминальная фаза острой инфекции вируса гепатита С тесно коррелирует с иммунным ответом многофункциональных цитотоксических Т-лимфоцитов (CTL, от англ. cytotoxic T-lymphocyte). Точно так же острая ограниченная инфекция вируса гепатита B локализуется с участием многофункциональных T-хелперов и CTL, которые постоянно обнаруживаются в периферической крови. Этот иммунный ответ совпадает с максимальными профилями в сыворотке крови АЛТ и предшествует элиминированию HBeAg, HBsAg и их нейтрализации антителами.
Напротив, хронические гепатиты В и С связаны с неэффективным Т-клеточным иммунным ответом. Развивающиеся эффекторные реакции со стороны Т-лимфоцитов не приводят к элиминированию вируса из гепатоцитов, но способствуют развитию хронического воспалительного процесса в печени.
Цитолитический и нецитолитический контроль репликации вируса
При остром гепатите В максимальная активность АЛТ в сыворотке крови совпадает с внутрипеченочной инфильтрацией CD8+ Т-лимфоцитами, тем самым способствуя некрозовоспалительным заболеваниям печени. Этот процесс был описан в опытах на трансгенных мышах, гепатоциты которых экспрессировали HBsAg. Внутривенное введение CTL, специфичных к распознаванию HBsAg, индуцирует ранний иммунопатологический процесс, сопровождаемый апоптозом отдельных гепатоцитов. Спустя 4–12 ч антигеннеспецифические эффекторные клетки, такие как макрофаги и NK-клетки, мигрируют в печень, численно значительно превосходя присутствующие здесь CTL, формируют очаги гепатоцеллюлярных некрозовоспалительных процессов, подтверждаемые результатами гистологических исследований. Инъекции антител, нейтрализующих ИФНγ, или инактивация макрофагов прекращают усиление этого антигеннеспецифического каскада. Наконец, индуцированный гепатит является следствием продолжительности жизни CTL, вызвавших данный каскад патоморфологических изменений.
Кроме литической и цитопатической эффекторных функций, лимфоциты печени развивают нецитолитический контроль вирусной репродукции. Фактически небольшое количество Т-лимфоцитов, находящихся среди огромного количества гепатоцитов, предлагает более эффективный механизм, который не требует обязательного межклеточного контакта "один к одному" между эффекторной клеткой и клеткой-мишенью. При HBV-инфекции цитокины ИФНα, -β, -γ и ФНОα ингибируют экспрессию вирусных генов, их репликацию и способствуют элиминированию вирусов из большинства гепатоцитов, не вызывая заболеваний печени.
Этот механизм играет важную роль в острой фазе HBV-инфекции, так как сниженная регуляция репликации HBV предшествует массивной инфильтрации CD8+ Т-лимфоцитов в печень и появлению симптомов гепатита. Предполагается, что эти механизмы имеют место и при HBeAg-отрицательном хроническом гепатите В, который характеризуется балансом между низкой вирусной нагрузкой и отсутствием повреждения клеток печени, низким количеством сенсибилизированных Т-лимфоцитов в паренхиме печени и в периферической крови. Таким образом, возможно, что лечебный ИФНγ-опосредованный эффект преобладает над иммунопатогенетическими, цитолитическими эффектами HBV-специфических Т-лимфоцитов, если внутрипеченочный инфильтрат является небольшим и состоит в основном из HBV-специфических CD8+ Т-лимфоцитов.
Эффективность этого механизма зависит от чувствительности вирусов к действию цитокинов и собственно состояния инфицированных клеток. Так, вирусы HBV, цитомегаловирус, HIV, ротавирусы являются восприимчивыми к цитокинам, секретируемым CTL и другими эффекторными клетками. Возможно, такие эффекты отсутствуют при HСV-инфекции. Кроме того, было показано, что только гепатоциты и лимфоидные клетки могут обеспечивать нецитопатический контроль репродукции вируса гепатита В, который отсутствует у других типов клеток. Таким образом, низкие репликации HBV и экспрессия вирусных антигенов способствуют тому, что не происходит полноценного элиминирования вируса, а инфицированные клетки не подвергаются цитолитическим эффектам CTL, что в итоге сопровождается отсутствием повреждений печени. Согласно описанному сценарию одни и те же механизмы могут способствовать в одном случае разрешению иммунопатогенетического процесса при остром вирусном гепатите В, а в другом - не допустить полноценного восстановления у больных с хроническим гепатитом В.
18.1.4.5. Внутрипеченочные Т-лимфоциты и хроническое повреждение печени
Периодическая активизация воспалительного иммунного ответа в печени, являющегося следствием клеточных иммунных реакций, может приводить к некротическому повреждению клеток печени при вирусных инфекциях и при аутоиммунных заболеваниях. Фактически этого воспалительного процесса достаточно для того, что бы вызвать хроническое воспаление с некрозом клеток, в конечном итоге приводящего к гепатоцеллюлярной карциноме, что было подтверждено на моделях хронического воспаления у мышей.
Соответственно, размер внутрипеченочного воспалительного инфильтрата может использоваться в качестве маркера оценки течения хронических гепатитов В и С. Не так много известно о роли антигенпримированных Т-лимфоцитов и эффекторных клеток врожденного иммунитета в развитии воспалительных реакций в печени. При хроническом гепатите В только 9% цитотоксических CD8+ Т-лимфоцитов из всех CD8+ внутрипеченочных Т-клеток распознают эпитопы нуклеокапсида HBV. Примерно такое же количество Т-клеток распознает антигенные характеристики HСV при хроническом гепатите С. Важно, что в обоих случаях большинство вирусспецифических Т-лимфоцитов печени при хронических HBV- и HСV-гепатитах экспрессировало маркеры активации, участвующие в распознавании антигена и обеспечивающие усиление эффекторных функций. В воспаленных участках печени, в зависимости от природы антигена, локализуются лимфоциты определенной специфичности. Большинство лимфоцитов инфильтрирует портальные тракты и находится в периваскулярном пространстве печени. При продолжающемся хроническом воспалении инфильтрат может распространяться от портального тракта к центральным венам. Этот процесс характеризуется как постепенный некроз, в конечном счете доли печени окружаются и изолируются друг от друга недавно синтезированной фиброзной тканью. Агрегаты лимфоцитов и зародышевые центры В-клеток выявляются гораздо чаще при HСV-, чем при HBV-инфекции, особенно в портальных трактах и зонах некроза. Эти фолликулярные центры состоят из В-лимфоцитов CD20+ с окружением CD4+ Т-лимфоцитами, которые могут выполнять посреднические функции по представлению антигенов HСV "наивным" (не активированным) В-лимфоцитам.
С другой стороны, CD8+ Т-лимфоциты также достаточно часто инфильтрируют доли печени. Фактически FasL CD8+ Т-лимфоцитов контактируют с Fas-антигеном, экспрессируемым гепатоцитами в зоне активного воспаления, и это интерпретируется как CTL гибель гепатоцитов. Инфильтрация печени лимфоцитами сопровождается не только презентацией антигена гепатоцитам, но и лизисом неинфицированных соседних гепатоцитов, у которых увеличена экспрессия Fas синтезированными провоспалительными цитокинами. Кроме того, инфицированные гепатоциты отличаются повышенной чувствительностью к растворимому ФНОα из-за измененной РНК или синтеза белков: этот механизм гибели клеток не требует близкого межклеточного контакта (клетка–клетка) и поэтому может играть более эффективную роль в ограничении вирусной репликации.
Механизмы иммуноопосредованного повреждения печени
Может быть выделено три основных фактора, играющих важную роль в лизисе клеток, - Fas-белок, ФНОα и/или белки перфорины, гранзимы и в последующем иммуновоспалительном повреждении печени.
Fas-опосредованная гибель клеток - быстрый процесс, протекает в течение нескольких часов без участия РНК и синтеза белка. Как было описано выше, экспрессия Fas-белка (CD95), посредника апоптоза, осуществляется гепатоцитами, особенно в участках некроза, и FasL активированными CD8+ Т-лимфоцитами, которые инфильтрируют печень. Фактически уровень экспрессии Fas-антигена значительно увеличивается при усилении воспаления при HСV-инфекции.
ФНО-опосредованный апоптоз может быть индуцирован мембраносвязанным и растворимым ФНОα. Мембраносвязанный ФНОα экспрессируют инфильтрирующие печень цитотоксические CD8+ Т-лимфоциты, в то время как растворимый ФНОα секретируют преимущественно макрофаги и в меньшей степени активированные антигеном лимфоциты.
Наконец, перфорининдуцированному механизму может способствовать антиген-опосредованный лизис Fas-белка и ФНОα резистентных клеток. Порообразующий белок перфорин относится к семейству белков сериновых протеаз, называемых гранзимами, находящимися в цитотоксических гранулах CD8+ Т-лимфоцитов и NK-клеток. Содержимое цитотоксических гранул целенаправленно секретируется в межклеточное пространство, и лизис клеток связан с формированием на клетках-мишенях мембранных повреждений. Гранзим В, являющийся триггерным фактором, эндогенно активирует внутриклеточные каспазы и в итоге приводит к каскадной гибели клеток. Такие изменения, как уплотнения хроматина, повреждения мембраны, фрагментация ядерной ДНК (апоптоз), являются окончательными сигналами каскадной гибели клеток в результате некроза.
Важно отметить, что оптимальный вирусный ответ зависит от природы вируса, его тропности к конкретным тканям и поддержания баланса между супрессирующими эффектами вирусной репликации и минимальными тканевыми повреждениями. В то время как цитопатические вирусы, такие как везикулярные поксвирусы и вирусы гриппа, преимущественно контролируются (нейтрализуются) специфическими антителами и интерферонами, то нецитопатические вирусы, такие как лимфоцитарный вирус хорионменингита (LCMV), преимущественно нейтрализуются белками-перфоринами, лизирующими инфицированные клетки. При отсутствии белков-перфоринов персистенция LCMV может приводить к гиперпродукции цитокинов с гормоноподобными эффектами - ФНОα и ИФНγ. Наконец, оптимальный противовирусный ответ зависит и от типа инфицированных клеток. Так, мышиная цитомегаловирусная инфекция в селезенке преимущественно контролируется белками-перфоринами, секретируемыми NK-клетками, в то время как репликацию этих вирусов в печени ограничивают ИФНγ, продуцируемые внутрипеченочными NK-клетками.
Судьба Т-лимфоцитов в печени
Не только гепатоциты, но и инфильтрирующие печень лимфоциты погибают в результате некроза, который может развиться не ранее, чем через 18 ч после попадания лимфоцитов в печень. Гибель клеток может быть опосредована двумя механизмами: пассивный некроз клеток (PACD) и индуцированный некроз клеток (AICD).
PACD связан с недостатком секреции ростовых факторов, приводящих к низкой экспрессии ко-стимулирующих молекул в печени. Интересно, что это может предотвращать гиперэкспрессию белков Bcl-2 или Bcl-XL.
AICD может быть связан с высокой концентрацией вирусных антигенов в печени. Он может быть охарактеризован как активный механизм, приводящий к изменению Т-клеточного репертуара после антигениндуцированной экспансии клона специфических Т-лимфоцитов, а также поддержанию механизмов аутотолерантности и элиминированию аутореактивных лимфоцитов. AICD - Fas-зависимый механизм, который поддерживает ИЛ-2 и ингибирует циклоспорин. Интересно, что некоторые лимфоциты в популяции демонстрируют готовность к AICD. Особенно две субпопуляции лимфоцитов, преимущественно находящиеся в вирусинфицированной печени, CD8+ -лимфоциты и CD4+ Th1, которые склонны к развитию апоптоза, в основе которого лежат молекулярные механизмы избирательной чувствительности этих клеток к апоптозу. И наоборот, Th2-лимфоциты экспрессируют высокие уровни FAP-1, Fas-ассоциированную фосфатазу, которые, по-видимому, ингибируют сигналы Fas, увеличивая продолжительность жизни Th2-лимфоцитов.
Таким образом, после выполнения эффекторных функций лимфоциты, инфильтрирующие печень, подвергаются запрограммированной клеточной гибели. Предполагают, что приблизительно 2×108 клеток, то есть 0,1% всех лимфоцитов, подвергается апоптозу в инфицированной HСV печени каждый день. Эти данные подразумевают, что внутрипеченочные лимфоциты постоянно заменяются рекрутированными из периферической крови лимфоцитами, и это способствует поддержанию иммунного гомеостаза в печени после вирусиндуцированной экспансии антигенспецифических Т-лимфоцитов.
18.1.5. Роль и функции синусоидальных эндотелиальных клеток печени
Печень вовлечена в индукцию периферической толерантности. Об этом свидетельствуют аллотрансплантаты печени, преодолевающие барьеры МНС, развитие толерантности к последующим пересадкам органа от того же самого донора, а также развивающаяся внутрипортальная антигенная толерантность.
Хотя в печени находятся клетки многих типов, но только синусоидальные, то есть клетки Купфера и синусоидальные эндотелиальные клетки печени (LSEC), могут находиться в прямом контакте с клетками иммунной системы, попадающими в печень с кровотоком. Синусоидальные клетки физически отделяют гепатоциты от других клеток в синусоидальном просвете.
LSEC экспрессируют различные паттернраспознающие рецепторы, которые позволяют клеткам выполнять две функции:
Эти две функции LSEC необходимы для выполнения детоксикационной функции печени и для координации гепатоцеллюлярных функций, таких как синтез белков острой фазы.
LSEC экспрессируют рецепторы, которые характерны для клеток миелоидного происхождения (CD1, CD4, CD11с). Они конститутивно экспрессируют ко-стимулирующие молекулы, необходимые для межклеточного контакта с Т-лимфоцитами (CD80, CD86, CD40, МНС I, МНС II). При оценке фенотипа LSEC можно считать, что они скорее близки к незрелым дендритным клеткам, чем к типичным капиллярным эндотелиальным клеткам других органов. Межклеточное взаимодействие лейкоцитов облегчено вследствие узости просвета печеночных синусов, медленного синусоидального кровотока и конститутивной экспрессии адгезионных молекул на поверхности LSEC.
У LSEC есть конститутивная способность выполнять антигенпредставляющую функцию для CD4+ Т-лимфоцитов. МНС II класса ограничивают презентацию растворимых антигенов LSEC-клетками, что сопровождается активацией CD4+ Т-лимфоцитов и их пролиферацией, и продукцией цитокинов. Ограничение представления антигенов LSEC в сайте молекул МНС II класса находится под контролем факторов печеночного микроокружения (ИЛ-10, эндотоксины и др.). "Наивные" CD4+ Т-лимфоциты, активированные антигеном, представленным LSEC-клетками, не дифференцируются в клетки Th1-типа, но продуцируют высокие уровни супрессивных медиаторов (ИЛ-10). Таким образом, представление антигена LSEC способствует индукции толерантности в печени к CD4+ Т-лимфоцитам. Представление экзогенных антигенов молекулами МНС I класса, называемое кросс-презентацией, протекает с высокой интенсивностью в LSEC и приводит к активации и пролиферации преимущественно CD8+ Т-лимфоцитов и продукции ими соответствующих цитокинов. Однако "наивные" CD8+ Т-лимфоциты, активированные посредством кросс-презентации LSEC, утрачивают свою способность отвечать пролиферацией и продукцией эффекторных цитокинов (ИФНγ) на специфический антиген и не способны развивать специфическую цитотоксичность. Кросс-презентация LSEC in vivo приводит к пролиферации антигенспецифических CD8+ Т-лимфоцитов и развитию антигенспецифической иммунной толерантности.
В отличие от профессиональных АПК, таких как дендритные клетки, LSEC являются новым типом представляющих клеток. Ясно, что экспрессированный антиген LSEC индуцирует гораздо больший спектр функций, чем профессиональные подвижные дендритные клетки. Так, они обеспечивают иммунологический контроль гепатоцитов в случае присутствия эффекторных Т-лимфоцитов, индуцируют толерантность "наивных" Т-лимфоцитов к экзогенным антигенам, способствуя в результате защите гепатоцитов от локальных иммунных реакций и ингибированию развития системных иммунных реакций.
Печень - "место встречи" чужеродных антигенов и лейкоцитов, циркулирующих в крови. Лейкоциты периферической крови находятся в печени в течение дня в 300 раз дольше, чем в периферическом кровотоке. Среди многих функций печени необходимо выделить чисто иммунологические - элиминирование макромолекул и их метаболизм. Питательные вещества поступают из портальной венозной крови и далее используются в гепатоцеллюлярном метаболизме, но в то же время печени необходимо удалить токсические продукты и провоспалительные агенты, такие как эндотоксины или бактериальные продукты деградации, поступившие из кишечника, из крови, не индуцируя иммунных реакций на все эти антигены. Об индукции толерантности в печени известно достаточно. Однако необходимо выделить три основных момента, отражающих формирование в ней толерантности к экзогенному антигену:
-
1) трансплантат печени, несмотря на контроль МНС и отсутствие иммунной супрессии, иммунной системой реципиента как абсолютно чужеродный не воспринимается;
-
2) одновременная пересадка печени и другого органа от того же самого донора увеличивает возможность приживаемости второго органа;
-
3) трансплантация от другого донора приводила к отторжению этого трансплантата, демонстрируя антигенспецифическую индукцию иммунной толерантности к трансплантированной печени.
Прямое дренирование пересаженного органа через портальную вену или непосредственная пересадка донорских клеток в портальную вену приводили к улучшению приживаемости трансплантата.
Это свидетельствует о том, что антиген, поступивший в печень, приводит к индукции толерантности локальных иммунорегулирующих механизмов. Стало понятным, что практически каждая популяция клеток в печени вовлечена в индукцию иммунной толерантности. Однако большинство исследований сконцентрировано на изучении индукции иммунной толерантности к трансплантационным антигенам, а не к растворимым антигенам. Хотя иммунная толерантность к пересаженным органам чрезвычайно важна для медицины, толерантность к растворимым антигенам имеет не меньшее значение в повседневной жизни.
18.1.5.1. Эндотелиальные клетки синусов печени - клетки-"мусорщики"
Эндотелиальные клетки синусов печени (LSEC) имеют стратегическое анатомическое расположение в печени и способствуют замедлению синусоидального кровотока. Они экспрессируют поверхностные рецепторы, которые связывают макромолекулы и патогенные агенты, находящиеся в печеночном кровотоке (табл. 18-2).
Рецепторы, экспрессируемые LSEC | Уровень экспрессии |
---|---|
Скавенджер-рецепторы (рецепторы-"мусорщики") |
Высокий |
Маннозные рецепторы |
Высокий |
CD14 |
Низкий |
Толл-рецепторы 4 типа |
Низкий |
L-SIGN |
Высокий |
CD36 |
Высокий |
Fcγ-рецепторы |
Высокий |
Эффективная связывающая способность рецепторов обусловливается очень быстрой их рециркуляцией в LSEC. Так, время кинетики маннозного рецептора в эндосому клетки составляет 15 с. Приблизительно 25 тыс. молекул маннозного рецептора обнаружено на поверхности LSEC. Высокий уровень интернализации молекул маннозного рецептора LSEC делает их одними из самых эффективных клеток по связыванию растворимых молекул даже по сравнению с профессиональными АПК, такими как макрофаги и дендритные клетки. LSEC способны фагоцитировать частицы размером не более 200 нм. В отличие от маннозного рецептора LSEC, скавенджер-рецепторы (рецепторы-"мусорщики") не могут захватывать чужеродные антигены (аллергены) с использованием макропиноцитоза. Большинство рецепторов, представленных в табл. 18.2, являются паттернраспознающими и способны распознавать патоген-ассоциированные образы абсолютного большинства микроорганизмов (PAMPs). Это свидетельствует о том, что захват и переработка патогенных агентов, продуктов их жизнедеятельности и клеточных дериватов могут осуществляться LSEC. Так, связывание эндотоксина, поступившего в портальную венозную кровь из просвета кишечника, может быть осуществлено обоими типами клеток, купферовскими клетками и LSEC. Элиминирование конечных гликатионовых продуктов осуществляется главным образом через скавенджер-рецепторы LSEC. Кроме того, LSEC являются доминирующей клеточной популяцией, участвующей в элиминировании из циркуляции коллагена и гиалуроновой кислоты. Предполагается, что процесс рецепторного связывания молекул LSEC эндоцитозом приводит к выбросу продуктов деградации в пространство Диссе, где их захватывают микроворсинки гепатоцитов и подвергают гепатоцеллюлярному метаболизму. Трансцитоз захваченных лигандов LSEC был продемонстрирован для трансферрина и церулоплазмина так же хорошо, как для маннозы/галактозы. Эта экстраординарная способность LSEC осуществлять функции клеток-"мусорщиков" позволяет им доставлять гепатоцитам макромолекулы из кровотока. В некотором смысле LSEC доставляют продукты "питания" гепатоцитам, которые в дальнейшем предназначены для метаболизма и элиминирования с желчью.
По этой причине анатомический барьер LSEC между синусоидальной кровью и гепатоцитами главным образом ограничивает доступ лейкоцитов-"пассажиров" и тех макромолекул, которые не могут преодолеть трансэндотелиальный барьер без помощи LSEC. Есть данные, что ряд патогенных микроорганизмов, таких как вирус гепатита B и другие, могут использовать физиологическую функцию "мусорщика" LSEC и в итоге инфицировать гепатоциты. Особенностью иммунопатогенеза HBV-инфекции является неспособность в ряде ситуаций HBV распознавать определенные рецепторные молекулы LSEC, что значительно повышает его инфекционность (один вирус способен вызывать инфекционный процесс), патогенность и одновременно повышает роль LSEC в предотвращении заражения гепатоцитов HBV.
18.1.5.2. Синусоидальные эндотелиальные клетки печени - сигнальные молекулы опасности
Экспрессия паттернраспознающих рецепторов позволяет LSEC функционировать не только как эффективным клеткам-"мусорщикам", но и как клеткам, способным распознавать патогенные агенты. Так, LSEC конститутивно экспрессируют толл-рецептор 4-го типа для распознавания патогенных микроорганизмов, что сопровождается продукцией большого количества вазоактивных медиаторов (ИЛ-1, ИЛ-6, MCP-1, IP-10, MIP-1α/β, NO, PGD2 , PGE2 , TXA2 , PGF2 , PGI2 ). Секреция провоспалительных цитокинов, таких как ИЛ-1, ИЛ-6, купферовскими клетками и LSEC индуцирует секрецию белков острой фазы гепатоцитами, так как сами гепатоциты не способны отвечать развитием воспалительных реакций на контакт с патогенными микроорганизмами из-за недостатка паттернраспознающих рецепторов. Менее 10 пг/мл эндотоксина достаточно для активации LSEC in vitro , что подтверждает высокую чувствительность этих клеток к эндотоксину и свидетельствует об их чрезвычайно важной роли в индукции системных реакций врожденного иммунитета на патогенные микроорганизмы косвенной индукцией белков острой фазы. Кроме того, секреция растворимых медиаторов клетками Купфера и LSEC после их обработки эндотоксином вызывает гликогенолиз в гепатоцитах. Секреция нитроксидных радикалов (NO) LSEC потенцирует проведение сигналов ионами кальция в микроокружении гепатоцитов. Секреция растворимых медиаторов эндотелиальными клетками способствует координации гепатоцеллюлярных клеточных функций. Кроме того, усиление экспрессии адгезионных молекул, таких как Р-селектин или CD54, после контакта с эндотоксином является результатом усиления адгезии лейкоцитов-"пассажиров", тромбоцитов к LSEC и способствует развитию воспалительных реакций.
Скоординированная работа синусоидальных клеточных популяций и лейкоцитов-"пассажиров", особенно нейтрофилов, необходима для быстрого и эффективного элиминирования патогенных микроорганизмов. С другой стороны, эндотоксин - физиологический элемент портального венозного кровообращения, результат бактериального транспорта из кишечника. Обе клеточные популяции, купферовские клетки и LSEC, как установлено, обладают низкой иммунологической реактивностью по отношению к эндотоксину, что связано с уникальным микроокружением печени. Это гарантирует, что физиологические концентрации эндотоксина не индуцируют активацию и секрецию провоспалительных цитокинов LSEC и купферовскими клетками и, таким образом, не индуцируют синтез белков острой фазы и локальных воспалительных реакций в печени. Конститутивное поступление из кишечника бактериальных продуктов деградации в портальный венозный кровоток способствует формированию уникальной микросреды в печени. Эндотоксин не только способствует синтезу растворимых провоспалительных цитокинов эндотелиальными клетками, но и секреции противовоспалительных иммуносупрессивных медиаторов, таких как ИЛ-10, TGFβ и PGE2 . Это микроокружение скорее супрессирует, чем стимулирует развитие иммунного ответа в печени.
18.1.5.3. Взаимодействие синусоидальных эндотелиальных клеток с лейкоцитами-"пассажирами"
LSEC используют свое стратегическое положение в синусах печени для межклеточного контакта с лейкоцитами-"пассажирами", находящимися в крови, проходящей через печень. Как было показано выше, этому взаимодействию способствует малый диаметр печеночных синусов и медленный, неустойчивый синусоидальный кровоток. Исследования макрососудистых эндотелиальных клеток in vitro показали, что первоначальные взаимодействия лейкоцит–эндотелий зависят от взаимодействия углеводов с молекулами семейства селектинов (такими как CD62Е), экспрессируемыми эндотелиальными клетками, что приводит к снижению скорости движения лейкоцитов и последующему их роллингу по эндотелиальным клеткам. Поскольку непосредственный контакт лейкоцитов с эндотелиальными клетками в печеночной синусоиде уже существует, то кажется, что нет потребности и в экспрессии CD62Е. Однако антигенная стимуляция LSEC эндотоксином в высоких концентрациях приводит к экспрессии CD62Е in vivo , хотя никакого регулирования экспрессии гена CD62Е при обработке LSEC эндотоксиномin vitro не выявлено. Как уже упоминалось, участие в регулировании провоспалительных реакций CD62Р является патофизиологическим и чрезвычайно важным в индукции нейтрофил-опосредованного повреждения печени вследствие продукции повышенных концентраций эндотоксина. Дальнейшая секреция хемокинов позволяет LSEC привлечь Т-лимфоциты в печень. Разнообразие хемокиновых рецепторов, экспрессируемых Т-лимфоцитами, подразумевает существование многих субпопуляций Т-лимфоцитов, отличающихся функциональными характеристиками. Секреция определенного хемокина LSEC способствует привлечению в очаг воспаления Т-лимфоцитов с соответствующими функциями при вирусных инфекциях печени.
Прижизненная микроскопия печени выявила конститутивное взаимодействие LSEC с лейкоцитами-"пассажирами" in vivo. Это может быть связано с конститутивной стимулирующей экспрессией адгезионных молекул, таких как CD54 (ICAM-1) и CD106 (VCAM-1) LSEC, которые, как известно, стабилизируют адгезионные эффекты лейкоцитов к эндотелиальным клеткам. Конститутивная экспрессия адгезионных молекул LSEC, возможно, связана с наличием бактериальных продуктов деградации в крови портальной вены. Так, у мышей при отсутствии бактериальной стимуляции установлен гораздо более низкий уровень экспрессии CD54 и CD106 синусоидальными клетками печени, которые возвращаются к нормальным уровням после бактериальной колонизации кишечника. Кроме того, описаны морфологические изменения LSEC после обработки эндотоксином, которые приводили к сужению синусоидального диаметра и способствовали более прочному межклеточному контакту. В итоге уникальное печеночное микроокружение способствует конститутивному взаимодействию LSEC с лейкоцитами-"пассажирами"; по всей видимости, это связано с иммунорегулирующей функцией LSEC. Установлено, что LSEC могут способствовать метастазам в печень клеток меланомы и лимфомы. Взаимодействие опухолевых клеток с LSEC осуществляется через паттернраспознающие рецепторы, что в итоге приводит к локальной секреции растворимых медиаторов, усиливающих экспрессию адгезионных молекул CD54 и CD106, и тем самым способствует развитию печеночных метастазов. Кроме того, за счет продукции NO и активных форм кислорода LSEC участвуют и в развитии противоопухолевых механизмов. Однако интимные противоопухолевые локальные межклеточные взаимодействия в синусоидах печени изучены недостаточно.
18.1.5.4. Поверхностные рецепторы синусоидальных эндотелиальных печеночных клеток
По сравнению с фенотипом эндотелиальных клеток других органов LSEC имеют существенные отличия (табл. 18-3).
Рецепторы | Уровень конститутивной экспрессии |
---|---|
CD1d |
Средний |
CD4 |
Низкий |
CD11c |
Низкий |
CD14 |
Низкий |
CD54 (ICAM-1) |
Высокий |
CD102 (ICAM-2) |
Средний |
CD62E |
Отсутствует |
CD62P |
Средний |
CD106 (VCAM-1) |
Высокий |
VAP |
Высокий |
CD40 |
Средний |
CD80 (B7-1) |
Низкий |
CD86 (B7-2) |
Низкий |
MHC-I |
Высокий |
MHC-II |
Низкий |
CD95 |
Средний |
CD95L |
Низкий |
Апоптозиндуцирующий лиганд семейства факторов некроза опухоли |
Низкий |
LSEC экспрессируют достаточно большое количество рецепторов миелоидного происхождения, таких как CD1, CD4, CD11с. Однако тщательное исследование показало, что LSEC не являются клетками, производными КМ, а, по всей видимости, созревают в печени. Учитывая гемопоэтическую функцию фетальной печени, нельзя исключить возможность заселения печени стволовыми клетками.
Кроме того, LSEC конститутивно экспрессируют молекулы МНС I и II классов и другие ко-стимулирующие молекулы, необходимые для успешного взаимодействия с Т-лимфоцитами. Экспрессия CD11с и CD4 LSEC делает их более схожими с незрелыми дендритными клетками, чем с эндотелиальными клетками других органов. Развивающееся воспаление вследствие острой печеночной недостаточности или ишемии/реперфузии сопровождается массивной экспрессией адгезионных молекул (CD54) или ко-стимулирующих молекул CD80 (B7-1)/CD86 (B7-2) LSEC. Это подтверждает, что LSEC обладают дополнительными возможностями межклеточного контакта с Т-лимфоцитами в синусах печени.
18.1.5.5. Роль синусоидальных эндотелиальных печеночных клеток в антигеннеспецифическом повреждении печени
Внутривенная инъекция конканавалина А (ConA) - митогена Т-лимфоцитов, приводит к мгновенному повреждению печени с возможным смертельным исходом у мышей. Местная секреция активированными Т-лимфоцитами, а также другими клетками печени ФНОα является ведущим механизмом повреждения печени, поскольку введение антител к ФНОα нейтрализует повреждающие эффекты этого цитокина. Так, у мышей с нокаутом ФНО-R введение ConА не приводило к повреждению печени. Было показано, что внутривенное введение ConА приводило к ограниченной активации LSEC, которые обладали дополнительными стимулирующими функциями Т-лимфоцитов и которые продуцировали ФНОα. Это предполагает, что медиаторы Т-лимфоцитов повреждают LSEC и способствуют ускоренному повреждению печени вследствие нарушения ее анатомического барьера и последующего неограниченного поступления активированных Т-лимфоцитов к гепатоцитам. Кроме того, нарушения синусоидальной микроциркуляции кровообращения способствуют развитию тромбоза и гипоксии ткани, что приводит к дальнейшему повреждению печени. Печеночная недостаточность также развивалась, когда мышам внутривенно вводили антитела к CD95, что способствовало развитию апоптоза. Считается, что антитела к CD95 непосредственно связываются с гепатоцитами, и это приводит к развитию мгновенного гепатоцеллюлярного апоптоза и повреждению печени. Однако ультраструктурный анализ показал, что на ранних этапах, после того как антитела к CD95 внутривенно введены мыши, они не связываются с гепатоцитами, но адсорбируются исключительно на поверхности LSEC. В экспериментах установлено, что апоптоз LSEC, экспрессирующих CD95, и развитие синусоидального тромбоза предшествовали гепатоцеллюлярному апоптозу. Это демонстрирует, что апоптоз гепатоцитов явление вторичное, развивающееся после инъекции антител к CD95, и следует за первоначальным повреждением LSEC. Именно поэтому активация иммунокомпетентных клеток LSEC приводит к усилению их эффекторных функций, то есть секретируются провоспалительные цитокины, которые должны находиться под строгим контролем, чтобы избежать повреждений печени.
Кроме того, LSEC защищены от непосредственного повреждения печени провоспалительными цитокинами. LSEC также экспрессируют "рецепторы смерти", такие как CD95L и TRAIL. Экспрессия этих поверхностных рецепторов, как показали исследования in vitro , способствует гибели лимфоцитов по механизму апоптоза. Однако окончательно не установлено, происходит ли индукция апоптоза лейкоцитов-"пассажиров" LSEC в физиологических или патофизиологических условиях.
18.1.5.6. Презентация антигена синусоидальными эндотелиальными печеночными клетками CD4+ Т-лимфоцитам
Экспрессия молекул МНС II класса для представления антигена CD4+ Т-лимфоцитов, как полагают, ограничена профессиональными АПК, такими как дендритные клетки, макрофаги и В-лимфоциты. Однако исследования последних лет показали, что активированные клетки синусов печени способны экспрессировать МНС II класса для представления антигена ограниченному количеству CD4+ Т-лимфоцитов, но такие различия отсутствовали при представлении антигена купферовскими клетками или LSEC. Монокультура LSEC продемонстрировала in vitro способность экспрессировать молекулы МНС II класса в ограниченном количестве для представления антигена Т-лимфоцитам и секрецией цитокинов, способствующих пролиферации и дифференцировке CD4+ Т-лимфоцитов. Представление антигена LSEC было почти столь же эффективно, как и представление антигена клетками Купфера или АПК КМ. Именно поэтому имеет место ограничение экспрессии молекул МНС II класса LSEC. Установленная способность LSEC представлять антиген CD4+ Т-лимфоцитам позволяет сделать предположение, что им присуща функция иммунного наблюдения и контроля, то есть представление антигена LSEC может индуцировать развитие иммунной реакции или толерантности в печени.
Представление антигена LSEC в сайте МНС II класса находится под эффективным контролем уникального печеночного микроокружения. Эндотоксин как физиологический агент портальной венозной крови вызывает секрецию противовоспалительного цитокина ИЛ-10 купферовскими клетками. Отрицательная ауторегулирующая обратная связь секреции ИЛ-10 купферовскими клетками приводит, по-видимому, к длительной секреции ИЛ-10 в перипортальное пространство, распределению его вдоль печеночных синусов и к мощному снижению экспрессии ко-стимулирующих молекул LSEC. В итоге это приводит к ингибированию распознавания антигена. Кроме того, контакт LSEC с эндотоксином при отсутствии другого клеточного микроокружения приводит к снижению экспрессии молекул МНС II класса и других ко-стимулирующих молекул. Однако контроль антигенпрезентирующих функций LSEC печеночным микроокружением по-прежнему не может полноценно объяснить индукцию толерантности в печени.
Подобно дендритным клеткам, LSEC способны первыми активировать CD4+ Т-лимфоциты, то есть активация осуществляется цитокинами, секретируемыми "наивными" Т-лимфоцитами до их встречи с антигеном. В то же время для созревания дендритных клеток необходимы специфичные сигналы от высокоспециализированных компонентов лимфоидной ткани для выполнения функций АПК. Для выполнения функции АПК LSEC не требуется созревание или миграция в лимфоидную ткань. Эта функция LSEC осуществляется неподвижными клетками, которые конститутивно выполняют функцию АПК, что не присуще эндотелиальным клеткам других органов. Капиллярные эндотелиальные клетки кожи или кишечника не способны выполнять антигенпредставляющую функцию "наивным" Т-лимфоцитам без предварительной активации ИФНγ. В отличие от представления антигена дендритными клетками, CD4+ Т-лимфоциты, активированные антигеном, представленным LSEC, не дифференцируются в эффекторные клетки Th1 CD4+ Т-лимфоциты, а приобретают иммунорегулирующий фенотип. CD4+ Т-лимфоциты, активированные LSEC, секретируют большое количество ИЛ-4, ИЛ-10 посредством TCR, который рационально снижает иммунные реакции, опосредованные Т-лимфоцитами. Таким образом, представление антигена LSEC "наивным" CD4+ Т-лимфоцитам скорее сопровождается негативной регуляцией развития иммунного ответа по Th1-типу, и в то же время имеет место активация развития иммунного ответа по Th2-типу преимущественно с синтезом антител. Действительно, неэффективные клеточные иммунные реакции достаточно часто выявляются при персистирующих вирусных инфекциях печени, несмотря на присутствие специфических антител.
Эндотелиальные клетки из других участков макроорганизма одинаково не в состоянии обеспечить эффективную дифференцировку "наивных" CD4+ Т-лимфоцитов в сторону Th1-типа. Важно отметить, что эти эндотелиальные клетки не могут самостоятельно обеспечить полноценное эффективное развитие иммуномодулирующих реакций, поскольку эндотелиальные клетки или Т-лимфоциты должны быть предварительно стимулированы антигеном для эффективного функционального взаимодействия и последующего развития иммунных реакций. Установлено, что внутрипортальное введение антигена приводит к активации Т-лимфоцитов по Th2-типу с преимущественной секрецией ИЛ-4, ИЛ-10, что позволяет предположить, что именно LSEC, а не эндотелиальные клетки других органов вовлечены в индукцию толерантности при интрапортальном попадании антигена.
18.1.5.7. Презентация экзогенных антигенов молекулами МНС I класса CD8+ Т-лимфоцитов синусоидальным эндотелиальным печеночным клеткам
Цитотоксические CD8+ Т-лимфоциты играют одну из ключевых ролей для обеспечения эффективной иммунной защиты макроорганизма от патогенов, использующих внутриклеточный тип паразитирования и развития опухолевых клеток. Представление антигена МНС I класса CD8+ Т-лимфоцитам, как полагали, ограничено теми антигенами, которые синтезированы de novo в пределах той же самой клетки. Хотя это учитывает иммунный контроль CD8+ Т-лимфоцитов за паренхиматозными клетками, трудно представить, как "профессиональные" АПК, не контаминированные патогенными микроорганизмами или не преобразованные в неопластическую клетку, могли обеспечивать эффективные иммунологические защитные реакции посредством CD8+ Т-лимфоцитов. Таким образом, для представления экзогенных антигенов требуется участие молекул МНС I класса (кросс-презентация). Как показали исследования, кросс-презентация дендритными клетками является необходимой для развития эффективного CD8+ Т-клеточного иммунного ответа против возбудителей вирусных инфекций, хотя не зараженные вирусами клетки нуждаются в кросс-презентации миелоидных АПК для индукции иммунного ответа. Именно поэтому супрессия LSEC может эффективно преодолеваться механизмами кросс-презентации чужеродных антигенов молекулами МНС I класса CD8+ Т-лимфоцитам. Кросс-презентация LSEC характеризуется многими особенностями: эффективным поглощением чужеродного антигена рецептор-опосредованным эндоцитозом, транспортировкой антигена из эндосомы в цитозоль для протеосомальной деградации, ТАР-зависимым помещением переработанных пептидов в de novo синтезированные молекулы МНС I класса и последующей их транспортировкой на клеточную поверхность. Для завершения кросс-презентации и последующей транспортировки загруженных пептидов в сайт молекулы МНС I класса на поверхность клетки LSEC необходимо не более 60–120 мин. Мелкие антигены, размером менее 1 нм, способны индуцировать кросс-презентацию LSEC для развития иммунного ответа в печени.
18.1.5.8. Индукция иммунной толерантности CD8+ Т-лимфоцитов синусоидальными эндотелиальными печеночными клетками
LSEC не только кросс-презентируют антиген эффекторным CD8+ Т-лимфоцитам, но также и активируют "наивные" CD8+ Т-лимфоциты. После кросс-презентации LSEC "наивные" CD8+ Т-лимфоциты секретируют цитокины и начинают процессы пролиферации in vitro. Однако антигенспецифическая рестимуляция этих Т-лимфоцитов показывает, что они утрачивают способность секретировать такие эффекторные цитокины, как ИЛ-2, ИФНγ, и утрачивают свои цитотоксические функции. In vivo было продемонстрировано, что LSEC кросс-презентировали антиген "наивным" CD8+ Т-лимфоцитам вне лимфоидной системы. Итак, отдаленная активация "наивных" CD8+ Т-лимфоцитов предполагает, что она может произойти только исключительно в специфической среде микроокружения.
Вследствие активации LSEC кросс-презентацией "наивные" CD8+ Т-лимфоциты начинают локальную пролиферацию в печени. Однако исход кросс-презентации LSEC in vivo индуцирует системную иммунологическую толерантность. Подобно CD8+ Т-лимфоцитам, стимулированным кросс-презентацией LSEC in vitro , CD8+ Т-лимфоциты in vivo утрачивают способность секретировать эффекторные цитокины и обеспечивать развитие цитотоксических функций против клеток-мишеней. Удаление антигенспецифических CD8+ Т-лимфоцитов может иногда встречаться, но не является основным механизмом индукции толерантности LSEC.
18.1.6. Внутрипеченочные NKT-клетки
В печени находятся различные популяции лимфоцитов, характеризующихся специфическими фенотипами, цитотоксическими эффектами, секрецией цитокинов. Эволюционно эти внутрипеченочные лимфоциты специально отобраны и адаптированы для выполнения уникальных иммунологических функций. Иммунная система печени содержит компоненты как врожденного, так и адаптивного иммунитета, хотя взаимодействия между ними четко не определены. Тем не менее значительная часть лимфоцитов печени (в том числе NK-клетки и Т-клетки), относящихся не только к врожденному иммунитету, способны выполнять функции, присущие клеткам врожденного иммунитета.
Натуральные киллеры (NKT-клетки) - субпопуляция лимфоцитов, экспрессирующих как α/β-TCR, так и рецепторы, экспрессируемые NK-клетками. Классические молекулы МНС I и II классов в первую очередь участвуют в представлении антигенных пептидов обычным CD4+ и CD8+ Т-клеткам, которые отвечают за адаптивный иммунный ответ. Молекулы MHC I класса, как CD1d молекулы, напротив, представляют липидные антигены NKT-клеткам, которые ведут себя подобно клеткам, участвующим в развитии реакций врожденного, а не адаптивного иммунного ответа. NKT-клетки отличаются от обычных Т-лимфоцитов своим развитием, дифференцировкой и экспрессией поверхностных молекул. NKT-клетки имеют весьма искаженный TCR-репертуар с консервативной Vα14-Jα281 у мышей и гомологичной молекулой Vα14-JαQ в организме человека. Сразу после активации NKT-клетки секретируют большое количество ИЛ-4 и ИФНγ и способны развивать киллерные эффекты по отношению к клеткам-мишеням. NKT-клетки также предположительно играют важную роль во врожденном или раннем иммунном ответе при отторжении злокачественных опухолей, ингибировании инфекций, и могут быть индукторами аутоиммунных реакций.
18.1.6.1. Распознавание антигена NKT-клетками
NKT-клетки, распознающие гликолипиды, представленные неполиморфными молекулами MHC I класса, как CD1d молекулы, составляют большинство NKT-клеток у мышей. Они также являются существенной популяцией клеток у людей, но составляют лишь небольшую часть клеток с TCR α/β+ NKR- P1A+ - клеток. Ассоциация молекулы CD1d с основными субпопуляциями лимфоцитов является уникальной среди молекул МНС I класса и/или среди неклассических молекул МНС I класса. Молекулы CD1 были первыми антигенами, идентифированными с помощью моноклональных антител. Семейство белков CD1 включает линейку клеточно-поверхностных гликопротеинов, связанных с МНС-кодированными антигенпредставляющими молекулами. В отличие от высокополиморфных классических молекул МНС I и II классов, CD1 молекулы являются неполиморфными. CD1-белки включают два подсемейства: CD1a, -b и -с (группа 1) и CD1d (группа 2). У некоторых грызунов, в том числе мышей и крыс, гомологи CD1А, -В и -С были удалены, и ген CDID дублируется CD1D1 , CD1D2 . Аналогом человеческой CD1d молекулы является мышиная CD1d1 молекула, в то время как CD1d2 не приводят к увеличению функциональных белков у некоторых линий мышей. Кроме того, CD1d2 не может поддерживать развитие NKT-клеток. Обе молекулы, мышиная CD1dl и человеческая CD1d, будут в дальнейшем именоваться как CD1d. CD1d в большинстве случаев экспрессируется как β2 -микроглобулин, который связан с мембранным гликопротеином. Способность Т-клеток распознавать эту уникальную CD1d форму не была продемонстрирована, однако было показано, что поверхностная экспрессия мышиной CD1d абсолютно зависит от β2 -микроглобулина, по крайней мере, в отношении линий тимоцитов и лимфоцитов.
Вся область неполиморфных CD1d сохранилась, несмотря на эволюционные изменения у млекопитающих. Кристаллическая структура мышиной CD1d показывает, что CD1d взаимодействует в основном с молекулами МНС I класса, а не МНС II класса.
Ткани, экспрессирующие CD1d
Мышиная CD1d мРНК экспрессируется несколькими тканями (печень и кишечник, тимус, селезенка, лимфатические узлы, гемопоэтические предшественники Т- и В-лимфоцитов, макрофагов и дендритных клеток). У человека CD1d экспрессируют кишечник, печень, поджелудочная железа, почки, матка, ткани яичка, миндалины, некоторые В-лимфоциты, дендритные клетки и макрофаги. Это было подтверждено окрашиванием эпителиальных клеток кишечника анти-CD1d антителами и экспрессией мРНК клетками Пеннета мышиной тонкой кишки. Однако экспрессия CD1d кишечником является спорной. Поверхностная экспрессия CD1d корковыми тимоцитами была подтверждена FACS-окрашиванием.
Презентация антигена CD1d-клетками
Распознавание антигена, презентируемого CD1d-молекулами, является важной эволюционно сформировавшейся функцией млекопитающих. Молекулы CD1а, CD1b, CD1c способны распознавать липидные и гликолипидные компоненты бактериальной клеточной стенки микобактерий. Липидные антигены, такие как миколовые кислоты, фосфоинозитиды, гликолипиды, презентируются ограниченным количеством CD1b Т-лимфоцитов. И эти Т-лимфоциты способны дифференцированно распознавать антигены. CD1b также могут презентировать гликолипиды, компоненты ганглиозидов.
Vα14TCR трансгенных мышей, α-галактозилцерамид (α-GalCer) были идентифицированы как антигены, которые могут активировать NKT-клетки. Кроме них CD1d-молекулы могут представлять синтетические пептиды, клеточный гликозилфосфатидилинозитол. α-GalCer первоначально был извлечен из морских губок и идентифицирован как фактор, способный ингибировать метастазы в печени. α-GalCer может избирательно активировать NKT-клетки мышей и человека. Несомненно, что стимуляция клеток периферической крови α-GalCer приводит к экспансии NKT-клеток с инвариантным Vα24TCR и продукции большого количества цитокинов. Ограниченное количество CD1d, распознающих α-GalCer, является общей и специфической функцией Т-лимфоцитов, экспрессирующих BV11 и AV24AJ18 цепи TCR. Опосредованное распознавание представленной α-GalCer CD1d NKT-клетками является чрезвычайно консервативной эволюционно сформировавшейся функцией млекопитающих. Инвариантные Т-клеточные рецепторы, экспрессированные NKT-клетками человека и мыши, удивительно одинаковы в механизмах распознавания гликолипидов. В дальнейшем как мышиные, так и человеческие NKT-клетки обладают одинаковой реактивностью в отношении представленных гликозикерамидов. Структурные требования для распознавания галактозилцерамидов, CD1-ограниченными NKT-клетками были изучены. Установлено, что только один из двух гидрофобных карманов CD1d антигенсвязывающей канавки может быть заполнен антигеном, чтобы стимулировать развитие Т-клеточного иммунного ответа.
В дополнение к α-GalCer установлено несколько дополнительных молекул-кандидатов, которые могут выполнять роль лигандов, способных связываться с молекулой CD1d. Пептиды и пептидсвязывающие мотивы, взаимодействующие с CD1d, были идентифицированы с использованием случайно полученных библиотечных наборов фаговых пептидов. Синтетические пептиды с оптимальной длиной 15 - 20 аминокислот с гидрофобным мотивом связываются с CD1d, в результате был генерирован CD1d-ограниченный Т-клеточный ответ. Кроме того, мышиные CD1d-ограниченные лимфоциты могут быть получены и в естественных условиях путем иммунизации мышей комбинацией плазмид, кодирующих куриный овальбумин, мышиных CD1d и ко-стимулирующих молекул. Овальбумин распознается активированными клетками и имеет типичный CD1d связывающий мотив. Распознающие CD1d-реактивные и белокспецифические CD8+ Т-лимфоциты не являются NKT-клетками.
Кроме того, естественный лиганд мышиных CD1d1 был изучен с помощью масс-спектрометрии и метаболической радиометрии. Таким образом, было доказано, что клеточный гликозилфосфатидилинозитол (GPI) является основным природным лигандом мышиных CD1d. Этот тип соединения, однако, не является антигенспецифичным для NKT-клеток, что, по крайней мере, может быть расценено как исключение из правил.
18.1.7. NKT-клетки человека
NKT-клетками человека изначально были определены двойные негативные CD4-лимфоциты с характеристиками, схожими с мышиными NKT-клетками. Обе субпопуляции взаимодействуют с CD1d человека, секретируют высокие уровни ИЛ-4 и ИФНγ при стимуляции, обладают выраженной цитотоксичностью против опухолевых клеток. Отдельные популяции NKT-клеток человека экспрессируют инвариантную TCR α-цепь Vα24, гомологичную мышиной Vα14, которая в паре с Vβ11 TCR β-цепью тесно связана с мышиной Vβ8.2. Средняя частота встречаемости Vα24+ Vβ11+ клеток среди лимфоцитов периферической крови около 0,2%.
NKT-клетки человека активизируются и увеличиваются количественно при культивировании с α-GalCer-импульсными дендритными клетками. Культивирование лимфоцитов периферической крови человека с α-GalCer и ИЛ-2 также приводило к увеличению количества NKT-клеток с инвариантным TCR и секрецией большого количества цитокинов. Человеческие NKT-клетки могут узнавать мышиные CD1d и наоборот, что указывает на их высокую консервативную специфичность.
В большинстве исследований до сих пор NKT-клетки выявляются с помощью антител к Т-клеточным маркерам, таким как CD3, специфическим TCR Vα24 или Vβ11 и NK-клеточным маркерам, таким как CD56, CD57 и CD161 (NKR-P1A). В настоящее время человеческие NKT-клетки периферической крови идентифицируют по их способности экспрессировать рецепторы с Vα24/Vβ11 TCR и CD56 NK-ассоциированным рецептором. Они, в основном, дважды негативны и/или в некоторых случаях могут экспрессировать незначительное количество CD8 или CD4. Интересно, что небольшое количество клеток CD8 экспрессируют TCR с αα-цепями, а не с αβ-цепями. Мышиные NK-клетки, экспрессирующие маркеры NK1.1 и αβ TCR, характеризуются как NKT-клетки. CD161 является копией мышиного NK1.1, который также используется для идентификации NKT-клеток человека. CD161 Т-лимфоциты с инвариантным TCR Vα24 пролиферируют в ответ на α-GalCer CD1d. Однако по-прежнему идентификация NKT-клеток человека остается спорной. Например, большое количество клеток с Vα24 или Vβ11 являются скорее обычными Т-лимфоцитами, а не NKT-клетками. Кроме того, экспрессия CD161 не является абсолютным маркером NKT-клеток человека, так как более 10% Т-лимфоцитов экспрессируют этот маркер. CD1d-реактивные лимфоциты облают разнообразными специфичностями. Представляется возможным, что клетки с V-областями кроме Vα24/Vβ11 могут быть активированы α-GalCer CD1d. Поскольку нет абсолютных специфических маркеров в идентификации NKT-клеток, то существуют и трудности в интерпретации и сравнении различных исследований. Например, было предложено идентифицировать NKT-клетки человека как Vα24+ Vβ11+ дважды негативные (CD4– CD8– ) Т-лимфоциты или CD4+ . То же самое исследование предполагает, что большинство Vα24+ были CD161+ независимо от фенотипа CD4. В другом исследовании NKT-клетки человека были определены как Vα24+ Vβ11+ CD56+ клетки с преобладанием CD8+ или были двойными негативными, в то время как популяция клеток, экспрессирующих CD161 (NKR-P1A) c Vα24+ Vβ11+ , была чрезвычайно гетерогенной. Доступность тетрамерного молекулярного комплекса CD1d с α-GalCer позволила осуществить прямую идентификацию CD1d-ограниченных NKT-клеток, основанную на их TCR-специфичности, а не на других молекулах. Исследователи получили CD1d-тетрамер продукт бакуловируса, экспрессирующий рекомбинантный CD1d белковый комплекс с α-GalCer, позволяющий определить CD1d-тетрамер реактивные клетки в периферической крови и печени. На здоровых донорах было показано, что частота встречаемости CD1d-α-GalCer-ограниченных NKT-клеток человека среди лимфоцитов периферической крови составляет 0,07%. Эти клетки экспрессируют высокие уровни CD3 и TCRαβ и несут инвариантный TCRVα24, соединенный с TCRVβ11. Однако менее чем 50% этих клеток экспрессируют маркеры NK-клеток - CD56, один из неспецифических маркеров, определяемых в комбинации с Vα24/Vβ11 для идентификации NKT-клеток. Незначительная субпопуляция CD1d-α-GalCer - NKT-клетки человека периферической крови - включают особую субпопуляцию CD8+ -лимфоцитов в дополнение к субпопуляции CD4+ -лимфоцитов и дважды негативных Т-лимфоцитов (CD4– CD8– ).
18.1.7.1. Индукция Th1/Th2 цитокинов
CD4+ Т-хелперы дифференцируются на две принципиально разнородные субпопуляции, Th1-клетки и Th2-клетки, секретирующие про- и противовоспалительные цитокины. Созревание и последующая дифференцировка Th находится под контролем цитокинов, таких как ИЛ-12, ИЛ-18, ИФНγ для Th1-клеток и ИЛ-4 для Th2-клеток. Баланс между этими двумя субпопуляциями играет важную роль в прогрессировании инфекционных, аллергических, аутоиммунных заболеваний. Роль NKT-клеток в индукции дифференцировки Thl/Th2 связана с их способностью продуцировать цитокины. Поскольку ИЛ-4 и ИФНγ оказывают противоположный эффект на дифференцировку Th2-клеток, то активация NKT-клеток способствует развитию иммунного ответа либо по Th1- либо по Th2-пути. Однако существует много противоречивых данных о Th1/Th2 активации NKT-клеток.
NKT-клетки продуцируют ИЛ-4 в ответ на TCR-лигирование и вовлечены в Th2-ответ с повышением уровней сывороточного IgE. Повторное введение мышам α-GalCer индуцирует Т-клетки селезенки к секреции ИЛ-4 и ИЛ-10, но одновременно резко снижается уровень ИФНγ. Лечение мышей с α-GalCer приводит к быстрой активации NKT-клеток к продукции ими цитокинов ИЛ-4 и ИФНγ. Повторная стимуляция NKT-клеток приводит к поляризации иммунных реакций, включая усиление секреции ИЛ-4 и значительное увеличение в сыворотке крови общего IgE. Введение α-GalCer защищает мышей от экспериментально вызванного Thl-типа колита, СД и экспериментального аллергического энцефаломиелита. Эти данные свидетельствуют, что стимуляция NKT-клеток способствует развитию иммунного ответа по Th2-типу.
С другой стороны, CD1d-дефицитные мыши могут развивать типичный Th2 иммунный ответ, что поддерживает гипотезу о том, что ИЛ-4-секретирующие NKT-клетки не нужны для Th2-ответа. Кроме того, с помощью Jα281 NKT-дефицитных мышей было показано, что Vα14 NKT-клетки не требуются для индукции антигенспецифического IgE-ответа, вызванного иммунизацией яичным альбумином или Nippostrongylus brasiliensis. Напротив, исследование показало, что Vα14 NKT-клетки подавляют секрецию антигенспецифических IgE. Лигандактивированные Vα14 NKT-клетки также ингибируют дифференцировку Th2-клеток. Индукция продукции ИЛ-4 и последующее активирование Th2-ответов в лимфатических узлах против Leishmania major не зависит от CD4+ NKT-клеток у мышей. В целом эти данные указывают на то, что развитие Th2-ответа не требует непосредственного участия NKT-клеток. Кроме того, эти данные также свидетельствуют о том, что в некоторых случаях они могут и препятствовать индукции и подавлять Th2-клеточную дифференцировку.
Имеются данные о том, что NKT-клетки могут способствовать развитию иммунного ответа по Th1-типу. Так, NKT-клетки участвуют в дифференцировке Th1 против Toxoplasma gondii . Они также могут вызвать повреждения печени, подавляют печеночные метастазы при В16 меланоме, предположительно, вследствие развития иммунного ответа по Th1-типу. С другой стороны, NKT-клетки подавляют Th1-ассоциированный клеточный иммунитет в некоторых системах. Так, недавно было сообщено, что NKT-клетки могут способствовать дифференцировке в Th1- или Th2-клетки после стимуляции α-GalCer при соответствующей экспрессии ко-стимулирующих молекул. Однако если NKT-клетки секретируют одновременно ИЛ-4 и ИФНγ, то имеются определенные трудности в поляризации иммунного ответа.
18.1.7.2. Противоопухолевая активность NKT-клеток
α-GalCer изначально описывался как сильный противоопухолевый агент. Действительно, у мышей α-GalCer стимулирует Vα14 NKT-клетки к секреции большого количества ИФНγ и ИЛ-4, тем самым обеспечивая развитие цитолитических и противоопухолевых эффектов in vivo . Vα14 NKT-клетки также являются и первичной целью ИЛ-12 в ИЛ-12-опосредованном отторжении опухоли. В модели опухоли с α-GalCer стимулированная секреция ИФНγ NKT-клетками зависит от ИЛ-12, продуцируемого CD40/CD40-лигандзависимым взаимодействием NKT-клеток с дендритными клетками. Мыши с Jα281 NKT-дефицитом утрачивали противоопухолевую активность, индуцированную или ИЛ-12, или α-GalCer лечением. Дендритные клетки с α-GalCer индуцируют мощный противоопухолевый цитотоксический ответ с активацией конкретных Vαl4 NKT-клеток, в результате наступает ингибирование метастазов опухоли in vivo . Кроме того, α-GalCer-инъекции в опухоли на мышах показали значительное увеличение уровня цитотоксичности, опосредованной NK-клетками. NK-клетки обеспечивают достаточную ИЛ-12 опосредованную антиопухолевую активность. Имеются сообщения о том, что NK- и NKT-клетки функционально связаны между собой. Так, NKT-клетки посредством α-GalCer активируют NK-клетки in vitro . Эта активация NK-клеток зависит от секреции ИФНγ NKT-клетками и продукции ИЛ-12 антигенпредставляющими клетками. Кроме того, активация, инициированная NKT-клетками, распространяется, как правило, также на В-клетки и Т-лимфоциты. α-GalCer-активированные NKT-клетки секретируют ИФНγ, что приводит к активации механизмов как врожденной противоопухолевой цитотоксичности NK-клеток, так и адаптивной противоопухолевой реакции CD8+ Т-клеток с последующим ингибированием метастазирования опухоли в печени.
У человека Vα24 NKT-клетки, активированные α-GalCer, способны обеспечивать развитие перфорин-опосредованных киллерных эффектов в отношении различных опухолевых клеточных линий. Однако другие исследования показывают, что α-GalCer-активированные NKT-клетки не обладают выраженными цитотоксическими эффектами в отношении опухолевых клеток. Скорее всего, они способны потенцировать киллерные эффекты NK-клеток in vivo . NKT-клетки могут погибать в течение нескольких часов после α-GalCer-активации. Таким образом, более вероятно, что эффект α-GalCer на опухолевые метастазы в естественных условиях обусловлен цитокинами, которые активируют NK-клетки и другие типы клеток с цитотоксическими функциями, а не прямым уничтожением клеток-мишеней. Адгезионные молекулы ICAM-1/LFA-1, а также взаимодействие CD44/гиалуроновая кислота играют важную роль в эффекторной фазе Vα24 NKT-опосредованной клеточной цитотоксичности.
18.1.7.3. Роль NKT-клеток при инфекции
Роль NKT-клеток в защите макроорганизма от инфекций в настоящее время интенсивно изучается. Установлено, что Mycobacterium bovis , Listeria monocytogenes и Propionibacterium acnes индуцируют секрецию NKT-клетками ИЛ-4 на начальном этапе. Затем с участием клеток Купфера секреция ИЛ-4 заменяется продукцией ИЛ-12, ИЛ-18 и ИФНγ. На последующих стадиях секреция цитокинов в основном смещается к ИФНγ. Однако роль NKT-клеток при инфекциях в целом противоречива. Так, отмечалось временное улучшение после введения мышам анти-CD1d специфических антител при листериозе. При микобактериальной инфекции регистрировали обострение мышиного туберкулеза после введения анти-CD1d специфических антител. In vivo вакцинирование мышей микробными компонентами приводило к образованию гранулем с преобладанием в них NKT-клеток. Инфекционная заболеваемость мышей, нокаутированных по CD1d, не отличалась от заболеваемости контрольных мышей. Vα14+ NKT-клетки играют важную роль в резистентности мышей к грибковым инвазиям, в частности к Cryptococcus neoformans. На заключительных стадиях развития иммунного ответа NKT-клетки посредством продукции ИЛ-4 могут активировать В-лимфоциты к секреции антител к поверхностным белковым антигенам паразитов. Однако секреция высокоспецифических IgG к антигенам паразитов непосредственно связана с молекулами МНС II класса.
18.1.7.4. Внутрипеченочные NKT-клетки человека
Репертуар лимфоцитов печени значительно отличается от состава лимфоцитов периферической крови и других лимфотропных органов человека, подчеркивая специализированную роль иммунной системы в печени. Среди резидентных лимфоцитов печени преобладают CD3+ Т-лимфоциты, В-лимфоциты составляют только около 5%. 15% печеночных CD3+ Т-лимфоцитов экспрессируют γδTCR, в противоположность этому только 2,7% CD3+ Т-лимфоцитов периферической крови экспрессируют этот рецептор и почти 50% всех γδТ-лимфоцитов экспрессируют CD8. Среди резидентных Т-лимфоцитов печени только 15% экспрессируют CD8 с α-цепью, без β-цепи (CD8α+ β– ). В периферической крови такие клетки не обнаружены. NKT-клеток с фенотипом CD56 или CD161 и CD3 гораздо больше в печени, чем в периферической крови. В недавних исследованиях было показано, что частота встречаемости CD1d-α-GalCer ограниченных NKT-клеток в нормальной печени так же низка, как и в периферической крови здоровых людей.
18.1.7.5. NKT-клетки и повреждения печени
NKT-клетки играют важную роль при ЛПС- или Con А-индуцированном гепатите и повреждениях печени, где ведущую роль играет α-GalCer. Механизм ЛПС-опосредованного повреждения печени может быть связан с активацией NKT-клеток ИЛ-12 после ЛПС-активации купферовских клеток. Повреждения клеток печени, где ведущая роль принадлежит α-GalCer, также описаны. Повреждения печени отсутствовали у CD1d-дефицитных мышей, у которых в печени было незначительное количество NKT-клеток. Многие исследователи считают, что NKT-клетки могут активировать NK-клетки, способные играть ведущую роль в повреждениях печени. α-GalCer NKT-клеток индуцирует повреждение гепатоцитов посредством индуцированной экспрессии сигнальных молекул Fas-Fas-лиганд. Супрессия цитокиновых сигналов является негативной регуляцией, приводящей в итоге к активации печеночных NKT-клеток и последующему повреждению печени.
NKT-клетки и инфекционные заболевания печени
Чрезвычайно важна роль NKT-клеток при вирусных гепатитах и малярии. NKT-клетки с TCR Vα24+ могут накапливаться в печени у лиц с хроническим гепатитом С. В исследовании лиц с хроническим гепатитом С показано наличие в печени более 20% NKT-клеток с фенотипом CD3+ CD56+ , что ассоциировалось с тяжестью заболевания, хотя специфика TCR этих клеток не была определена.
Введение поверхностного антигена вируса гепатита B (HBsAg) трансгенным мышам позволило смоделировать вирусный гепатит B у мышей. Ряд исследователей показал, что введение α-GalCer трансгенным мышам ингибирует репликацию вируса гепатита В. Это связано в первую очередь с активацией NKT-клеток, а во вторую очередь - с активацией NK-клеток, что приводило к секреции противовирусных цитокинов в печени. Авторы полагают, что если имела место активация механизмов врожденного иммунитета в лабораторных условиях, то развивающиеся реакции адаптивного иммунного ответа обеспечат полноценный противовирусный иммунный ответ во время естественной инфекции.
NKT-клетки и аутоиммунные заболевания печени
Участие NKT-клеток в развитии аутоиммунных поражений печени изучено недостаточно. Con A-индуцированный экспериментальный гепатит у мышей рассматривается так же, как возможный АИГ у людей. NKT-клетки были критическими в разработке Con A-индуцированного гепатита через Fas-Fas лиганд-взаимодействие на гепатоциты и NKT-клетки соответственно. Vα14-дефицитные мыши, лишенные NKT-клеток, устойчивы к развитию Con A-индуцированного гепатита. Эти исследования подтвердили высокую роль NKT-клеток при повреждении печени при различных воспалительных заболеваниях. ПБЦ характеризуется наличием антимитохондриальных аутоантител (АМА), аутореактивных Т-клеток, а также селективным разрушением эпителиальных клеток. Иммуногистохимические исследования выявили увеличение экспрессии CD1d клетками эпителия на небольшом участке желчных протоков в печени при ПБЦ. Экспериментальное использование человеческого CD1d тетрамера для изучения CD1d-α-GalCer ограниченных NKT-клеток в периферической крови и печени у пациентов с ПБЦ показало, что их количество значительно ниже, чем у здоровых людей. В эксплантатах печени больных с терминальной стадией ПБЦ частота встречаемости CD1d-α-GalCer-NKT-ограниченных клеток гораздо выше, чем в здоровой печени. Определение снижения количества CD1d-α-GalCer-NKT-клеток, опосредующих воспаление, является чрезвычайно важным для оценки воспалительного процесса или прогнозирования развития ПБЦ [17, 28].
18.1.8. Дендритные клетки и другие антигенпредставляющие клетки печени при ее заболеваниях
Печень имеет развитую скавенджер-систему, что позволяет ей эффективно элиминировать чужеродный материал из желудочно-кишечного тракта и проводить детоксикацию крови от микроорганизмов. LSEC и клетки Купфера являются чрезвычайно эффективными в быстром удалении чужеродных антигенов через систему портальной вены. Чтобы избежать системной активации иммунной системы безвредными пищевыми антигенами лимфоидная ткань слизистых оболочек желудочно-кишечного тракта индуцирует антигенспецифическую толерантность. Это, в свою очередь, также защищает печень от нежелательной иммунной активации. Тем не менее инфекции печени, вызванные патогенными микроорганизмами, должны быть выявлены, и должен развиться быстрый иммунный ответ, чтобы элиминировать патогенные агенты. Интересно, что среди трансплантируемых органов печень считается наименее иммуногенной. Кроме того, печень может также защитить другие органы от отторжения. Очевидно, что ответ иммунной системы должен регулироваться локально в печени деликатным и уникальным способом. Так называемые АПК, несомненно, играют важную роль в модуляции и регулировании иммунного ответа со стороны печени. Именно поэтому изучение функции этих клеток как при нормальных физиологических, так и патологических состояниях имеет большое значение.
18.1.8.1. Антигенпредставляющие клетки печени
Существуют три типа клеток, которые обладают функциями АПК печени, а именно LSEC, клетки Купфера и дендритные клетки. LSEC выстилают стенку синусоидов печени. Клетки Купфера расположены в синусоидальном просвете в перипортальной области (рис. 18-11). Дендритные клетки находятся в портальной области, в первую очередь вокруг желчных протоков и кровеносных сосудов. Помимо различий в микроанатомическом положении и поверхностном иммунофенотипе, печеночные дендритные клетки и клетки Купфера отличаются отсутствием неспецифической эстеразы и α-нафтилацетатэстеразы.

Эндотелиальные клетки синусоидов печени
LSEC играют важную роль в фильтрации, эндоцитозе, регулировании синусоидального кровотока. Они обладают порами со средним диаметром около 100 нм. Однако даже белковые частицы размером до 15 нм не могут свободно проходить через эти поры. Таким образом, LSEC выполняют своеобразную роль барьера между макромолекулами в синусоидальных просветах и гепатоцитами. Рецептор-опосредованное поглощение макромолекул LSEC проходит быстро и эффективно с помощью паттернраспознающих рецепторов, таких как скавенджер- и маннозные рецепторы. Лейкоциты, проходящие через синусы, также взаимодействуют с LSEC. Этот межклеточный контакт зависит от конститутивной экспрессии адгезионных молекул, таких как CD54 (ICAM-1) и CD 106 (VCAM-1). Кроме того, взаимодействие между лейкоцитами и LSEC может быть частью механизма "наблюдения" печени, участвующего в индукции периферической толерантности.
LSEC могут индуцировать пролиферацию и секрецию цитокинов CD4+ Т-клетками in vitro без необходимости в предварительной стимуляции ИФНγ или фактором некроза опухолей. Кроме того, LSEC конститутивно экспрессируют МНС II класса вместе с CD80, CD86, CD40 и CD58. Тем не менее LSEC также экспрессируют простагландины и ТФР-β, которые ограничивают антигенпрезентирующий потенциал этих клеток. Кроме того, различные цитокины и медиаторы, секретируемые купферовскими клетками печени или присутствующие в микросреде печени в естественных условиях, могут понижать регуляцию антигенпредставляющих свойств LSEC. На самом деле, хотя LSEC и могут индуцировать секрецию цитокинов "наивными" CD4+ Т-лимфоцитами, они не могут дифференцировать Т-клетки к Th1-фенотипу. С другой стороны, LSEC индуцируют секрецию ИФНγ, ИЛ-4 и ИЛ-10 CD4+ клетками, что соответствует Th0-фенотипу. Именно поэтому презентация антигена LSEC жестко регулируется несколькими факторами микроокружения печени. Экспериментальные данные показывают, что LSEC могут быть вовлечены в устранение антигенов из печени без индукции иммунного ответа. Удивительно, но антигенстимулированная CD4+ Т-клетка путем активации LSEC супрессируется, а не усиливается ФНОα в зависимости от дозы. Кажется вероятным, что LSEC в печени расположены идеально для того, чтобы индуцировать периферическую иммунную толерантность. LSEC даже способны стимулировать наивные CD4+ -клетки. Тем не менее после контакта с антигенпредставляющими LSEC CD4+ Т-клетки не могут впоследствии дифференцироваться в клетки Th1-типа, но вместо этого могут выполнять функции регуляторных Т-клеток, секретирующих ИЛ-4 и ИЛ-10 при рестимуляции. На сегодняшний день только LSEC, как было показано, способны и презентовать экзогенные антигены, и выполнять барьерную роль для защиты гепатоцитов от непреднамеренной иммунной атаки. Эффективная презентация экзогенного антигена LSEC к CD8+ Т-клеток приводит к генерации антигенспецифической Т-клеточной толерантности.
Клетки Купфера
Клетки Купфера, как было показано, способны распознавать и представлять антиген с последующей активацией эффекторных CD4+ Т-лимфоцитов in vitro , но делают это несколько менее эффективно, чем макрофаги, полученные из селезенки или КМ. Клетки Купфера секретируют ИЛ-10 в ответ на физиологические концентрации ЛПС, секретируемого нормальной микрофлорой кишечника. ИЛ-10 супрессирует активированные LSEC и клетками Купфера CD4+ Т-лимфоциты через понижающий регуляцию рецептор-опосредованный эндоцитоз и поверхностную экспрессию МНС II класса, CD80, CD86. Кроме того, клетки Купфера конститутивно экспрессируют TGFβ и простагландины, экспрессия которых еще более возрастает при контакте с ЛПС. Тем не менее при воздействии большого количества эндотоксина или патогенов происходит сдвиг в секреции воспалительных цитокинов. Как упоминалось выше, TGFβ и простагландины понижают регуляцию активации Т-клеток эндотелиальными клетками синусоидов печени.
Клетки Купфера также вовлечены в индукцию галотана при токсическом гепатите. Ранее галотан широко использовался в общей анестезии. В настоящее время его не применяют в связи с токсическим действием на печень. Галотан способствовал возникновению различных поражений печени: от легких до острых инсультов примерно у 20% больных, что нередко сопровождалось развитием фульминантных гепатитов [23]. Сыворотки пациентов с галотановым гепатитом содержат антитела против известных микросомальных гетерологичных полипептидов печени крысы, что предполагает иммунологический компонент этой болезни. Вскоре было обнаружено, что межбелковые связи были сформированы путем ковалентного связывания промежуточного продукта биотрансформации галотана - трехфтористого ацетилхлорида со свободными аминогруппами нативных белков в печени с образованием стабильных белковых продуктов. Образование гаптена, таким образом, будет изменять собственный белок, что в итоге приводит к потенциальной иммуногенности. Было показано, что клетки Купфера, взятые от подвергшихся воздействию галотана морских свинок, содержат такие антигены белковой природы. Существует широкий спектр известных молекулярных полипептидов (25–152 кДа), связанных с трифторацетилхлоридом. Интересно, что эти трехфторацетильные белки не обнаруживаются в легких, селезенке, лимфатических узлах или периферических макрофагах крови. Это свидетельствует о том, что продукты присоединения содержатся в печени в клетках Купфера, которые могут, в свою очередь, "смонтировать" локальную иммунную реакцию на измененных собственных белках. Неизвестно, имеет ли это свойство клеток Купфера отношение к патогенезу аутоиммунных реакций в печени. Например, вполне возможно, что другие ксенобиотики, такие как пищевые добавки или лекарственные средства, могут тоже изменять собственные белки в печени. Такие неоэпитопы могли бы привести к активации иммунной системы, способствующей формированию нарушений аутотолерантности.
Активация клеток Купфера также была связана с эритропоэзом, гранулопоэзом и пролиферацией лимфоцитов в печени. Хотя пролиферация макрофагов и внетимических Т-клеток индуцируется спонтанно в печени мышей, и тесно вовлечена в развитие заболевания, роль клеток Купфера в аутоиммунных заболеваниях печени до сих пор на должном уровне не изучена.
Дополнительной функцией клеток Купфера является генерация иммунологической толерантности в печени. Так, на моделях животных было показано, что при переливании крови через портальную вену развивается выраженная иммуносупрессия. Один механизм, который был предложен для PVT-индуцированной иммуносупрессии, осуществляется через изменение в клетках Купфера метаболизма арахидоновой кислоты в сочетании с повышенной секрецией супрессорного метаболита - простагландина Е2 . Рядом исследователей было продемонстрировано, что PVT повышает продукцию и секрецию клетками Купфера простагландина Е2 и циклооксигеназ-1 и -2 (ЦОГ-1 и ЦОГ-2). Ингибирование ЦОГ-1 и ЦОГ-2 отменяет этот эффект, тем самым указывая, что иммуносупрессивный эффект PVT может быть опосредован через повышенное регулирование клетками Купфера ЦОГ-1 и ЦОГ-2, что и приводит к иммуносупрессии. Кроме того, печень - это место, в котором апоптозные CD8+ -клетки являются целью для внутрипеченочных Т-лимфоцитов для захвата и киллерных эффектов. Эти механизмы аккумулируются во время формирования фазы периферического иммунного ответа. Апоптоз и последующая ликвидация апоптозных клеток являются критическим фактором в поддержании здоровья печени. Полное устранение апоптотических клеток в печени зависит как от клеток Купфера, так и от эндотелиальных клеток. Механизм апоптоза клеток может хотя бы частично объяснить важность печени в оральной толерантности, толерантности для аллогенных аллотрансплантатов печени и сохранении биологической активности некоторых патогенов печени, таких как вирус гепатита С.
Дендритные клетки
Дендритные клетки - клетки, полученные из КМ, функционируют как "профессиональные" АПК. В дополнение к лимфоцитам дендритные клетки являются частью мощной системы "наблюдения" в печени. Кроме того, миграция дендритных клеток увеличивается при инфекции и/или воспалении. Интерстициальные дендритные клетки захватывают и обрабатывают антигены, попадая в лимфу (дендритные клетки в печеночной лимфе), и накапливаются в области Т-клеток печеночных лимфатических узлов. В лимфатическом узле дендритные клетки представляют антигены Т- и В-клеткам, чтобы инициировать иммунный ответ. Дендритные клетки созревают по меньшей мере в два этапа, чтобы стать эффективными АПК в лимфоидной ткани. Дендритные клетки, найденные на периферии, обладают высокой фагоцитарной активностью, благодаря таким рецепторам, как DEC (CD) 205, активируют макрофаги, но не экспрессируют такие поверхностные ко-стимулирующие молекулы, как CD80 и CD86 (рис. 18-12).

Дендритные клетки сразу после представления антигена готовы к миграции через афферентные лимфатические сосуды в регионарный лимфатический узел. На этом этапе они не демонстрируют высокого уровня активирующего потенциала Т-лимфоцитов, но уже не способны к фагоцитозу. Таким образом, дендритные клетки в лимфоидной ткани экспрессируют CD80, CD86, высокие уровни экспрессии молекул МНС I и II класса, высокие уровни молекул адгезии, включая ICAM-1, ICAM-2, LFA-1, и LFA-3. Дендритные клетки также экспрессируют высокие уровни DC-специфичных молекул адгезии DC-SIGN, которые связываются с ICAM-3 с очень высоким сродством. Активированные дендритные клетки секретируют и хемокины, специфически привлекающие "наивные" Т-клетки.
Функции печеночных дендритных клеток. Печеночные дендритные клетки экспрессируют CCR6, лиганд макрофагального белка воспаления 3α (MIP-3α), который, судя по всему, является самым мощным медиатором вектора их миграции. Исследования печени после внутривенного введения либо коллоидного углерода, либо эритроцитов барана показали, что печеночные дендритные клетки in vivo эти частицы не фагоцитируют. Тем не менее клеточно-опосредованный перенос коллоидного углерода в лимфатические узлы был отмечен после внутривенной инъекции этого агента. Хотя первоначально это было приписано миграции клеток Купфера, последующие исследования на крысах показали, что перенос коллоидного углерода в лимфатические узлы может быть связан с фагоцитарными предшественниками дендритных клеток, мигрирующими из крови в лимфатические узлы брюшной полости через печень.
Было высказано предположение, что клетки Купфера секретируют хемокины, которые привлекают и "рекрутированные" дендритные клетки через селективную адгезию, что приводит к постоянной транссудации или кровоизлияниям. У мышей, как было показано в экспериментально вызванном инфекционном процессе, предшественники дендритных клеток F4/80– B220– CD11c+ появляются в кровотоке и во время инфекции, F4/80– B220– CD11c+ появляются в кровотоке и мигрируют в перисинусоидальные пространства для созревания через вновь образованные гранулемы. Эти "рекрутированные" дендритные клетки позже мигрируют в портальную область для взаимодействия с Т-клетками. Эту область можно назвать "портальной тракт-ассоциированной лимфоидной тканью" (PALT, от англ. portal tract-associated lymphoid tissue). Макрофагальный воспалительный белок (MIP-1α) привлекает предшественников дендритных клеток крови к синусоидальным гранулемам, в то время как хемокин вторичных лимфоидных органов (SLC) привлекает зрелые дендритные клетки к PALT.
Незрелые дендритные клетки используют несколько механизмов для захвата антигенов, таких как макропиноцитоз, рецептор-опосредованный эндоцитоз и фагоцитоз. Дендритные клетки также экспрессируют лектиновый рецептор С-типа (CD205) и Fсγ-рецепторы I типа (CD64) и II типа (CD32), которые облегчают усвоение иммунных комплексов или опсонизированных частиц. Дендритные клетки также эффективно усваивают апоптозированные и некротизированные клеточные фрагменты через CD36 и αVβ3 или αVβ5 интегрины. Дендритные клетки имеют возможность фагоцитировать белки теплового шока (gp96 и Hsp70) с помощью механизмов, которые до настоящего времени окончательно не изучены.
Многочисленные факторы могут индуцировать созревание дендритных клеток, в том числе таких, как липополисахариды, бактериальная ДНК и двухцепочечная РНК; баланс между местными провоспалительными и противовоспалительными цитокинами, включая ФНО, ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-10, TGFβ, простагландины; семейство толл-рецепторов и лиганды для RP-105. Процесс созревания включает морфологические и фенотипические изменения. Зрелые дендритные клетки теряют эндоцитотические/фагоцитарные рецепторы/активацию и способность повышать поверхностную экспрессию таких ко-стимулирующих молекул, как CD40, CD80, CD86. Морфологические изменения, сопровождающие созревание дендритных клеток, включают потерю адгезионных конструкций, реорганизацию цитоскелета и приобретение повышенной клеточной подвижности. Дендритные клетки также перераспределяют пептидные комплексы МНС II класса. Поверхностная экспрессия пептидных МНС II комплексов имеет короткий период полураспада (около 12 ч). При созревании экспрессия МНС II увеличивается и период полувыведения пептидных комплексов МНС II удлиняется до 40–100 ч.
Дендритные клетки мигрируют из периферических тканей и при созревании экспрессируют рецепторы хемокинов CCR7. В этот период они также становятся способными реагировать на MIP-3β и 6Ckine. Миграция дендритных клеток из участков воспаления в лимфатические сосуды, как полагают, обусловлена 6Ckine, экспрессируемым лимфатическими сосудами. Эти два хемокина тоже могут привлекать "наивные" Т-лимфоциты и играть ключевую роль во взаимодействиях дендритных клеток и Т-клеток. После взаимодействия с Т-лимфоцитами дендритные клетки получают дополнительные сигналы для созревания от CD40L, RANK/TRANCE, 4-1ВВ и OX40L, экспрессируемых на поверхности Т-лимфоцитов. И в этот момент дендритные клетки становятся практически зрелыми. Дендритные клетки во вторичных лимфатических органах остаются функционально зрелыми до определенной степени. Они обладают сильной стимулирующей активностью в первичной аллогенной смешанной реакции лимфоцитов (MLR) по сравнению с незрелыми дендритными клетками, находящимися в тканях. Дендритные клетки в лимфе печени часто двигаются, тесно прилегая к Т-лимфоцитам. В некоторых случаях Т-лимфоциты полностью окружены дендритными клетками, что указывает на то, что взаимодействие дендритных клеток и Т-клеток происходит до того, как дендритные клетки достигают лимфатических узлов. Дендритные клетки накапливаются в паракортикальной зоне лимфатических узлов, которая также богата "наивными" Т-лимфоцитами. В дополнение к "надзору" за повторно циркулирующими Т-лимфоцитами дендритные клетки также секретируют хемокины, чтобы привлечь большее количество лимфоцитов и других типов клеток для усиления иммунного ответа.
In vivo мышиные дендритные клетки печени, включая CD8α+ дендритные клетки, движутся к подкапсулярным и паракортикальным синусам лимфатических узлов и к периартериальной лимфатической оболочке в селезенке после инъекции в подушечки лап аллогенных мышей-реципиентов. Оказавшись в лимфатических узлах или селезенке, эти дендритные клетки могут экспрессировать свои антиген-МНС комплексы для "наивных" Т-лимфоцитов. Дендритные клетки могут обследовать бассейны с циркуляцией Т-клеток и активировать редкие антигенспецифические Т-лимфоциты напрямую. Кроме того, дендритные клетки могут погибать в лимфатических узлах или селезенке вскоре после миграции. Апоптические фрагменты в результате гибели этих дендритных клеток затем поглощают другие дендритные клетки и представляют Т-лимфоцитам опосредованно.
Дендритные клетки при заболеваниях печени
Аутоиммунные нарушения
Дендритные клетки могут играть определенную роль в развитии первичного билиарного цирроза печени. На ранних стадиях болезни дендритные клетки были обнаружены в желчном протоке. Однако на поздних стадиях болезни их гораздо меньше, тогда они чаще локализуются перед протоком. Количество интердигитальных дендритных клеток значительно выше по сравнению с CD83+ , активирующих дендритные клетки, что подтверждает роль дендритных клеток в разнообразных механизмах активации и их участие в патогенезе многих заболеваний.
Гранулематозные заболевания печени
Гранулематозное воспаление является следствием персистирующей или хронической инфекции. Установлено, что в формировании печеночной гранулемы участвуют не только макрофаги, но и дендритные клетки, стимулированные конкретными хемокинами. Японские исследователи показали, что во время инфекции Propionibacterium acnes у мышей F4/80– В220– CD11с+ предшественники дендритных клеток появляются в циркулирующей крови, мигрируют в перисинусоидальное пространство и созревают в новообразованных гранулемах печени. Эти дендритные клетки позже мигрируют в портальные области, где взаимодействуют с Т-лимфоцитами портальной лимфоидной ткани (PALT). MIP-1α (CCL3) и хемокины вторичных лимфоидных органов (SLC, CCL-21) привлекают предшественников дендритных клеток периферической крови в синусоидальную гранулему, а также и зрелые дендритные клетки до PALT соответственно.
Распределение дендритных клеток при вирусном гепатите
Наличие и расположение дендритных клеток при хронических воспалительных заболеваниях печени изучалось еще в конце ХХ в. Было показано, что наличие белка S100 и характерная морфология являются ведущими признаками для идентификации дендритных клеток. Белок S100 дендритных клеток находится в зонах частичного некроза при хроническом активированном гепатите различной этиологии. В других исследованиях in situ были использованы иммуногистохимические методы для выявления и распределения нелимфоидных воспалительных клеток при хроническом вирусном гепатите В. Показано, что клетки Купфера экспрессируют различное количество HLA-DR антигенов. Тем не менее, оценивая их случайное распределение, а также отсутствие сложной топографической ассоциации с лимфоцитами, предположили, что классические клетки Купфера не играют важной роли в клеточно-опосредованных иммунных реакциях. С другой стороны, дендритные клетки, помеченные моноклональными антителами к Mac387 и HLA-DR, были обнаружены в местах внутридолькового воспаления. Использование иммуноэлектронной микроскопии позволило выявить эти Mac387+ дендритные клетки в пространстве Диссе, где они находились в тесном контакте с лимфоцитами. Аналогичные дендритные клетки располагались по краю портальных трактов при хроническом активном гепатите, но отсутствовали при хроническом персистирующем гепатите. Иммуноокрашивание замороженных серийных срезов показывает их тесную топографическую ассоциацию с CD8+ Т-клетками. Это свидетельствует о том, что комплекс Mac387 + HLA-DR + дендритные клетки играет важную иммуномодулирующую роль в эффекторной части клеточного ответа, который развивается на периферии портальных трактов и паренхимы долек. Предполагается, что комплекс Mac387 + HLA-DR + дендритные клетки связан с активацией и пролиферацией CD8+ Т-клеток. Дополнительная субпопуляция дендритных клеток с фенотипом Mac387– , но с HLA-DR+ расположена среди Th-клеток в центре острого воспаления портальных трактов. Эти дендритные клетки также экспрессируют LN2-маркер.
Наконец, образцы биопсии печени от пациентов с хроническим активным гепатитом С и аутоиммунными заболеваниями печени были изучены для определения фенотипа иммунокомпетентных клеток вокруг интрапортальных лимфоидных узелков. У пациентов с хроническим активным гепатитом С эти лимфоидные узелки регистрировались как лимфатические фолликулы с активированными В-лимфоцитами в зародышевых центрах, окруженных сетью фолликулярных дендритных клеток. Мантийная зона из В-клеток присутствует вокруг агрегатов активированных В-клеток. T-лимфоидная зона, содержащая CD4+ , CD8+ клетки, а также Т-лимфоциты с экспрессированным маркером активации CD25+ рецептором для ИЛ-2, локализуется на периферии узелков. Иммунокомпетентные клетки, выявляемые при частичном некрозе, относятся в основном к CD4+ Т-хелперам, в то время как лимфоциты, находящиеся в дольках, - это, прежде всего, CD8+ цитотоксические T-клетки.
Функциональные изменения дендритных клеток при хроническом вирусном гепатите
Антигенпредставляющая функция дендритных клеток может быть снижена при вирусных инфекциях. Например, при хроническом вирусном гепатите С имеет место изменение аллостимулирующей функции дендритных клеток. Так, периферические дендритные клетки, которые были выделены от пациентов с хроническим вирусным гепатитом с использованием GM-CSF и ИЛ-4, экспрессировали более низкие уровни CD86, чем дендритные клетки, полученные от здоровых доноров (N-DC). Хотя дендритные клетки, полученные от пациентов с хроническим гепатитом С, имели нормальную морфологию, фенотип, а также отростки (площадь) для захвата антигенов, их способность стимулировать пролиферацию аллогенных Т-клеток была резко снижена по сравнению с "наивными" дендритными клетками. Хотя HCV-DC стимулируют аллогенные Т-клетки менее эффективно, чем N-DC, инфицированные вирусом гриппа А, HCV-DC сохраняли потенциал для пролиферации аутологичных Т-клеток. Интересно также то, что клеточные культуры аллогенных DC-T-клеток характеризуются более низкой продукцией ИФНγ при культивировании с HCV-DC, чем аналогичные культуры N-DC. Это может быть связано с низкой экспрессией ИЛ-12, р35 и р40-транскрипционных белков в HCV-DC. Кроме того, у HCV-DC, стимулированных липополисахаридом, уровень секреции ИЛ-12 и р70 ниже, чем у N-DC. В аутологичных культурах культивирование HCV-DC с антигеном повышает продукцию p40, ИЛ-12 и ИФНγ и регулирует транскрипцию обоих субъединиц ИЛ-12. Экзогенный ИЛ-2 или ИЛ-12 восстанавливает пролиферацию аллогенных Т-клеток с HCV-DC в зависимости от дозы. Таким образом, низкая экспрессия из CD86 и/или ИЛ-12 напрямую связана с низкой аллостимуляторной активностью HCV-DC. Эти данные также показывают, что Th1-поляризация может быть затрудненной в связи с низкими концентрациями ИЛ-12 и ИФНγ при взаимодействии с дендритными клетками.
В других исследованиях показано, что дендритные клетки, полученные у пациентов с хронической HCV-инфекцией, анормально реагируют на стимулы для созревания. Они сохраняют незрелый клеточно-поверхностный фенотип и способность распознавать антиген. Более того, у них биологическая активность была снижена по сравнению со зрелыми дендритными клетками, полученными от здоровых субъектов. У них отмечена тенденция к снижению способности захвата антигенов регулировать экспрессию соответствующих поверхностных молекул. Они повышают способность стимулировать аллогенные Т-клетки после воздействия стимулов созревания. Это означает, что неэффективные попытки элиминирования HCV у пациентов с хронической инфекцией, возможно, связаны с дефектом созревания дендритных клеток. Однако дендритные клетки от пациентов с HCV-инфекцией после курса противовирусной терапии могут восстанавливать свои функции и соответствовать дендритным клеткам здоровых доноров.
Дендритные клетки также могут способствовать распространению инфекции. Они участвуют в патогенезе вирусных инфекций. Ряд исследователей сравнивали фенотипические характеристики и биологическую функцию моноцитдоставленных HCV-DC и DC от серонегативных пациентов ("наивные" дендритные клетки), от пациентов, которым длительно проводилась противовирусная терапия (LTR-DC), и от больных с не-HCV заболеваниями печени (не-HCV-DC). Они обнаружили, что в то время как у HCV-DC отображается нормальная морфология, фенотип и антигенпоглощающая способность, пролиферация аллогенных Т-клеток оказалась значительно нарушена по сравнению с "наивными" дендритными клетками. Кроме того, при культивировании HCV-DC совместно с "наивными" дендритными клетками не наблюдалось усиления пролиферации Т-клеток. Примечательно, что стимулирующие функции LTR-DC или не-HCV-DC не были изменены. Наличие геномных последовательностей HCV было зафиксировано у пяти из шести носителей HCV либо в клетке и/или в супернатантах культур дендритных клеток. Итак, установлено, что течение хронического вирусного гепатита С связано с дефектом аллостимуляторной Т-клетки. Кроме того, вполне вероятно, что именно эти клетки и обеспечивают внепеченочный резервуар для вируса гепатита С. Хотя точный механизм иммунного ответа, связанного с изменениями функции клеток, еще предстоит изучить, но это, скорее всего, не должно быть связано с активацией иммуносупрессивных механизмов.
Из представленных данных следует, что функция дендритных клеток снижается у больных с хроническими вирусными гепатитами С и В, и, возможно, эти изменения могут быть связаны с патогенезом гепатоцеллюлярной карциномы. Изучение дендритных клеток у пациентов с хронической инфекцией HCV с гепатоцеллюлярной карциномой, хроническим гепатитом и циррозом печени показало изменения профилей цитокинов, секретируемых дендритными клетками как в одиночной культуре, так в совместно культивируемых с Т-клетками. Так, секреция ИЛ-12 дендритными клетками была снижена, в то время как секреция ИФНγ и ИЛ-10 Т-лимфоцитами оставалась в нормальных количествах. Эти данные позволяют предположить, что супрессия функциональной активности дендритных клеток может быть связана с патогенезом гепатоцеллюлярной карциномы при HCV- или HBV-инфекциях.
Дисфункции клеток Купфера при алкогольных и неалкогольных жировых заболеваниях печени
По сравнению с другими органами печень обладает одной из крупнейших популяций макрофагов, которые являются ключевыми компонентами иммунной системы. Печеночные макрофаги, то есть клетки Купфера, - это выведенные из циркуляции моноциты, которые происходят из клеток-предшественников КМ. После локализации в печени эти клетки дифференцируются для выполнения специализированных функций, в том числе фагоцитоза, обработки антигена и его презентации. Клетки Купфера вырабатывают различные продукты, в том числе цитокины, простагландины, оксид азота, активные формы кислорода. Эти факторы определяют не только фенотип клеток Купфера, которые их секретируют, но и фенотипы таких соседних клеток, как гепатоциты, звездчатые клетки, эндотелиальные клетки и другие клетки иммунной системы, проходящие через печень. Таким образом, клетки Купфера принимают непосредственное участие в ответе печени на инфекции, токсины, преходящую ишемию и различные другие воздействия. Ряд исследований показали, что клетки Купфера вносят свой вклад в патогенез различных видов повреждений клеток печени. Тем не менее многое еще предстоит узнать о факторах окружающей среды и генах, которые модулируют поведение клеток Купфера. Это знание, в свою очередь, поможет прояснить, как клетки Купфера регулируют жизнеспособность и функции других клеток печени. Следовательно, лучшее понимание может способствовать появлению препаратов для лечения заболеваний печени, которые являются результатом изменений функций клеток Купфера.
Полученные данные свидетельствуют о том, что дисфункция клеток Купфера способствует развитию жировой болезни печени, связанной с ожирением (то есть НАЖБП) [4, 11] или вызванной чрезмерным употреблением алкоголя (то есть алкогольная жировая болезнь печени, АЖБП). Сходства в иммунологических механизмах, которые присутствуют в иммунопатогенезе этих двух типов заболеваний печени, приводят к схожести их гистологических особенностей. Оба заболевания начинаются как простой стеатоз (клинически наиболее благоприятный), который далее прогрессирует в стеатогепатит (промежуточный этап увеличения гибели клеток печени и ее воспаления) и завершается циррозом (большая часть заболеваний и смертности, ассоциированной с печеночными изменениями).
Получена информация об иммунопатогенезе АЖБП из исследований на нормальных мышах и определенным образом генетически измененных (имели естественные мутации, подавляющие выработку лептина или рецептора лептина), которых держали на этанолсодержащей диете. У обеих линий мышей жировые нарушения в печени и такие естественные существующие функции, как устойчивость к инсулину, ожирение и дислипидемия, развивались спонтанно и сильно коррелировали с НАЖБП у людей. Изначально лептин был определен как гормон адипоцитов, воздействующий на нейроны гипоталамуса и вызывающий чувство сытости. В настоящее время стало известно, что он обладает мощной иммуномодуляторной активностью. Таким образом, недостаточность лептина может способствовать иммунной дисфункции печени. Неизвестно, какая недостаточность лептина (абсолютная или относительная) является решающей при АЖБП или у холиндефицитных мышей (другая модель для НАЖБП). Существует ряд доказательств, что хроническое потребление алкоголя на самом деле увеличивает секрецию лептина адипоцитами, что приводит к гиперлептинемии. Поскольку существует физиологическая изменчивость концентрации лептина в сыворотке крови, неясно, является ли его дефицит ведущим в регуляции функции клеток Купфера при жировой болезни печени. Тем не менее данные, полученные от лептиндефицитных грызунов, могут быть положены в основу будущих исследований роли клеток Купфера в иммунопатогенезе заболеваний печени.
Аномальный фенотип макрофагов у грызунов со сниженной активностью лептина
Исследования на крысах с СД, страдающих ожирением, показали, что дисфункция клеток Купфера может быть вовлечена в патогенез НАЖБП. У крыс имеется мутация в длинной форме лептинового рецептора (obRb), который ингибирует трансдукцию лептин-инициированного сигнала. Таким образом, хотя концентрация лептина в сыворотке у крыс увеличивается, эти животные напоминают мышей с генетической недостаточностью лептина. Печень грызунов со стеатозом необычно уязвима для повреждения, вызванного бактериальным липополисахаридом (ЛПС). У таких мышей обычно безвредная доза ЛПС индуцирует тяжелый жировой гепатит печени (стеатогепатит).
Многие исследования свидетельствуют о том, что ЛПС-опосредованное повреждение печени у нормальных крыс и мышей связано с ФНОα. Такие факторы, как интерлейкины ИЛ-12, ИЛ-18, ИФНγ, способствуют повышению активности ФНОα, что, как правило, усугубляет повреждения печени. В то же время такие факторы, как ИЛ-4 и ИЛ-10, ингибирующие ФНОα, являются гепатопротекторами. Хотя многие типы клеток способны продуцировать ФНОα и другие цитокины, регулирующие биологическую активность ФНО, считается, что клетки Купфера являются основным источником этих цитокинов после ЛПС-активации. В связи с тем, что липополисахариды являются мощным активатором клеток Купфера, методы лечения, подавляющие их активность, защищают крыс и мышей от ЛПС-повреждений печени. Однако экспрессия ФНО у мышей после введения ЛПС анормально не увеличивалась. Это позволяет предположить, что именно повышенная чувствительность к ФНО-гепатотоксичности, а не усиленная секреция ФНО, является ведущим механизмом повреждений печени у мышей.
Так как клетки Купфера являются основными продуцентами цитокинов, которые модулируют эффекты ФНОα, логично было бы предположить наличие дисфункций у макрофагов. При исследованиях было выявлено несколько дисфункций. Например, анализ образцов печени до и после ЛПС-активации мышей показал существенное и последовательное снижение экспрессии рецепторов клеток Купфера (KCR) и их КС-специфичного гена. В отличие от этого, экспрессия KCR уменьшилась после введения липополисахаридов контрольным животным лишь временно. Кроме того, у крыс отмечалось уменьшение печеночного клиренса введенных интраперитонеально люминесцентных меченых микросфер. Ни один из этих недостатков в функции клеток Купфера, вероятно, не был результатом снижения количества печеночных макрофагов. Дальнейшие исследования подтвердили, что фенотип клеток Купфера является анормальным у ЛПС-чувствительных мышей. Были выявлены и нарушения фагоцитоза, секреции цитокинов культивируемыми перитонеальными макрофагами и клетками КМ у животных, имеющих дисфункцию рецептора лептина. У макрофагов, полученных от всех животных с пониженной функцией эндогенного лептина, отмечалось уменьшение фагоцитарной активности in vitro . Этот дефект был нивелирован добавлением в культуру лептина. Таким образом, хроническое ингибирование лептина обратимо понижает фагоцитарную функцию макрофагов. У макрофагов, выделенных от животных со сниженной активностью лептина, также имелись и другие изменения, такие как аномальная продукция цитокинов после введения липополисахаридов. Например, ЛПС-индукция ИЛ-6 была значительно повышена, в то время как индукция ИЛ-10 была практически прекращена.
Механизмы отклонений у макрофагов при недостаточности лептина
Некоторые "базовые" особенности печеночных и/или перитонеальных макрофагов у генетически измененных мышей напоминают те, которые были отмечены у макрофагов нормальных животных после введения липополисахаридов, мощного активатора печеночных макрофагов. Например, липополисахариды индуцируют образование таких активных форм кислорода, как перекись водорода (Н2 О2 ), активируют окислительно-восстановительные факторы транскрипции, такие как NF-κВ и шесть гетеромерных CCAAT-факторов (CP1A/HAP3, CBF-C/HAP-4 и др.), составляющих одно семейство. Важная роль в усилении микробицидных эффектов принадлежит усиливающему связывающему белку C/EBP бета, регулирующему экспрессию генов провоспалительных цитокинов макрофагами. Усиление секреции активных форм кислорода имеет место у генетически измененных мышей даже в отсутствие стимуляции макрофагов экзогенными липополисахаридами. Митохондрии также могут способствовать увеличению выработки активных форм кислорода, поскольку экспрессия интегрального мембранного белка UCP-2, локализованного во внутренней митохондриальной мембране и обладающего разобщающей активностью, отличается у нормальных макрофагов и макрофагов при недостаточности лептина у грызунов. У нормальных неактивных клеток Купфера UCP-2 экспрессируется конститутивно, и такие факторы, как липополисахариды, которые ингибируют UCP-2, увеличивают продукцию супероксид-аниона и перекиси водорода. Далее следуют индукции транскрипционных факторов, таких как NF-κВ и С/EBP бета; повышенная экспрессия ИЛ-6, индукция ЦОГ-2, ИЛ-6 индуцибельного фермента; увеличение секреции PGE2 - продукта ЦОГ-2. Стационарные уровни UCP-2 мРНК снижаются у перитонеальных макрофагов генетически измененных мышей как до обработки липополисахаридами, так и после нее. Это связано со значительным увеличением количества оксидантов и усилением всех последующих окислительно-восстановительных регулируемых событий, кульминацией которых является явное увеличение секреции ИЛ-6 и PGE2 .
Если подобные нарушения происходят в печеночных макрофагах, чрезмерно активированные клетки Купфера могут генерировать продукты, которые влияют на чувствительность гепатоцитов к другим ЛПС-индуцированным цитокинам, таким как ФНОα. Например, увеличение секреции простагландинов клетками Купфера может повышать экспрессию белков Bcl-2 гепатоцитами генетически измененных мышей. Эти данные подтверждаются тем, что повышенная у клеток Купфера активность ЦОГ-2 регулирует экспрессию Bcl-2 гепатоцитами в модели холестаза у мышей. Простагландины, секретируемые макрофагами, могут также индуцировать UCP-2 соседними гепатоцитами, поскольку простагландины являются эндогенными лигандами для пролиферации проксимального рецептора PPAR, который регулирует транскрипцию UCP-2. Этот механизм может объяснить, почему так называемые "жирные" гепатоциты у генетически измененных мышей экспрессируют большое количество UCP-2 - белка, который не экспрессируется нормальными гепатоцитами. Последние данные показывают, что индукция UCP-2 оказывает антиапоптозные эффекты. В связи с тем, что UCP-2 ограничивает эффективность секреции митохондриальной АТФ, его активация также предрасполагает к некрозу гепатоцитов. Таким образом, чистые последствия адаптивных ответов на продукты клетки Купфера не всегда полезны для гепатоцитов. Кроме того, некоторые продукты макрофагов, такие как супероксид-анион, Н2 О2 и NO, как полагают, оказывают вредное влияние на гепатоциты, вызывая перекисное окисление и нитрозилирование структурных и регуляторных молекул или изменение гена экспресии гепатоцитов.
На данный момент нет уверенности в том, что измененный фенотип макрофагов у генетически измененных мышей является на самом деле результатом воздействия низких уровней эндогенного ЛПС, или результатом прямого (или косвенного) эффекта дефицита лептина на дифференцировку макрофагов. Кишечная микрофлора является богатым источником эндогенных ЛПС и других продуктов бактерий для тканей печени, через которую проходит кровь из брыжеечных артерий. Несмотря на то что до настоящего времени нет доказательств увеличения системной или портальной эндотоксемии у таких мышей, показано, что у них при старении развиваются кишечный застой, дисбиоз кишечника и усиленное воздействие этанола и других продуктов кишечных бактерий. Таким образом, существует некоторая поддержка тому, что эндогенные, кишечно-представленные факторы активируют клетки Купфера и сенсибилизируют гепатоциты к воспалительным повреждениям у грызунов с недостаточностью лептина при НАЖБП. Тем не менее непосредственная роль недостаточности лептина в дифференцировке макрофагов тоже заслуживает внимания, так как костномозговые предшественники экспрессируют ObRb, а лептин регулирует миелоидную дифференцировку.
Другие нарушения в печени при изменениях клеток Купфера у мышей
Цитокины, секретируемые клетками Купфера, такие как ИЛ-12, ИЛ-18, ИЛ-15, также играют ключевую роль в модуляции дифференцировки и пролиферации различных клеток, которые регулируют механизмы иммунологических реакций врожденного иммунитета и, следовательно, первые ответы тканей на чужеродные антигены, такие как липополисахариды. Значение ИЛ-15 в регуляции механизмов врожденного иммунитета хорошо показано при исследованиях трансгенных мышей и мышей с генетическим дефицитом β-цепи ИЛ-2/IL15 рецептора, который необходим для ИЛ-15 сигналов. ИЛ-15 предотвращает апоптоз естественных киллеров (NK) и CD8+ Т-клеток, которые регулируют иммунологическую память. Следовательно, ИЛ-15 трансгенные мыши накапливают огромное количество этих клеток, в то время как мыши, испытывающие недостаточность функционирования ИЛ-15, сильно в них истощены. Некоторые типы NK-клеток, в том числе CD4+ NKT-клетки, способствуют секреции ИЛ-4 и других Th2-цитокинов, которые функционируют как негативные регуляторы воспалительных реакций. Другие КС-цитокины - ИЛ-12 и ИЛ-18, способствуют местному распространению дискретных цитотоксических NK-клеточных субпопуляций, которые секретируют большие количества ИФНγ в печеночную микросреду. Увеличение профилей ИФНγ повышает количество и активность Th1-клеток, то есть усиливаются провоспалительные ответы в печени. Учитывая, что механизмы врожденного иммунитета модулируют локальную воспалительную активность в печени, расширение или истощение различных клеточных компонентов этой системы имеет огромное значение, приводящее к повышенной уязвимости печени к липополисахаридам. Например, Propionibacterium acnes активирует секрецию ИЛ-12 макрофагами, что селективно снижает количество печеночных CD4+ NKT-клеток. Этот эффект заметно усиливает последующее ЛПС-индуцированное повреждение печени. В частности, количество печеночных CD4+ NKT-клеток значительно уменьшается у мышей с естественными мутациями (подавление выработки лептина), что также проявляется в повышенной ЛПС-гепатотоксичности. Механизмы истощения печеночных CD4+ NKT-клеток у таких мышей до сих пор неизвестны, но рассматривается несколько возможных их причин, в том числе увеличение секреции клетками Купфера ИЛ-12 и снижение секреции ИЛ-15. Недостаточность лептина не несет прямого воздействия на изменения продукции клетками Купфера ИЛ-12 или ИЛ-15, потому что их инкубация в течение ночи в среде с лептином не изменяет эти отклонения. Тем не менее, по-видимому, лептин осуществляет и другие механизмы, которые регулируют продукцию этих факторов, так как печеночная экспрессия ИЛ-15 увеличивается у мышей, которым непрерывно осуществлялись подкожные инфузии лептина в течение 2 нед. Это связано с частичным увеличением в печени CD4+ NKT-клеток и резким увеличением печеночной экспрессии ИЛ-10, ИЛ-15, индуцируемой цитокинами. Лептин-опосредованные изменения в печеночной врожденной иммунной системе, которые увеличивают секрецию ИЛ-10 после инъекции ЛПС, могут быть частью механизма, с помощью которого дополнительный лептин защищает мышей с подавлением выработки лептина от ЛПС-гепатотоксичности. Интересно, что хотя эти мыши отличаются высокой чувствительностью к ЛПС-индуцированной гепатотоксичности, они необычайно устойчивы к Con A, который вызывает токсический гепатит. Это особенно загадочно, потому что схожий с ЛПС-индуцированным поражением печени Con A гепатит также опосредован ФНОα. Тем не менее, в отличие от липополисахарида, который в первую очередь активизирует врожденные иммунные реакции, Con A опосредует гепатотоксичность путем активации T-клеток. Лептин является важным фактором для Т-клеточной экспансии. Таким образом, у лептиндефицитных мышей сокращается число тимоцитов и CD4+ T-лимфоцитов в периферической крови. Количество CD4+ Т-клеток также уменьшается в печени у мышей. Таким образом, вполне вероятно, что снижение популяции CD4+ Т-клеток помогает в защите мышей при Con A гепатите. Гиперпродукция определенных цитокинов (таких как ИЛ-6), секретируемых клетками Купфера, тоже может способствовать защите, поскольку ИЛ-6, как известно, защищает нормальных мышей от Con A гепатита. В любом случае эти наблюдения иллюстрируют важность цитокинов, секретируемых клетками Купфера, как модуляторов врожденных иммунных реакций на чужеродные антигены. Они подчеркивают сложность взаимодействий клеток, которые определяют окончательный результат в выделении потенциальных гепатотоксинов, таких как липополисахарид и Con A, что приводит к повреждению печени, активируя иммунологические ответы.
Аномальный фенотип макрофагов у крыс с алкогольной диетой
Учитывая, что ожирение, связанное как с НАЖБП, так и с алкогольиндуцированной АЖБП, нельзя различить гистологически, можно предположить, что подобные механизмы могут опосредовать патогенез обоих заболеваний. Макрофаги страдающих ожирением мышей и крыс с НАЖБП демонстрируют аномальный фагоцитоз, измененную продукцию цитокинов и повышенное образование Н2 О2 и некоторых простагландинов. Имеются данные, указывающие на то, что некоторые из этих факторов способствуют изменению фенотипа соседних гепатоцитов, а также клеток врожденной иммунной системы в печени, что и способствует развитию НАЖБП. Именно поэтому, чтобы определить, опосредуют ли подобные механизмы патогенез АЖБП, целесообразно изучить информацию о функциях макрофагов у животных, которые были подвержены действию алкоголя.
Острое или хроническое воздействие этанола влияет на функцию макрофагов. Так, продукция моноцитами/макрофагами таких провоспалительных цитокинов, как ФНОα, ингибируется острым воздействием алкоголя, но стимулируется после хронического его воздействия. Это было подтверждено результатами культивирования клеток Купфера из печени крыс, которых кормили этанолом в течение нескольких недель, и которые продемонстрировали зависящее от времени увеличение секреции ФНОα и ИЛ-6. Тяжесть стеатогепатита сопровождается параллельно с этим увеличением продукции клетками Купфера цитокинов, предполагая, что они могут вносить свой вклад в связанные с алкоголем повреждения печени. Это предположение было недавно подтверждено исследованиями, которые оценивали алкогольную гепатотоксичность у мышей с генетической недостаточностью НАДФ-оксидазы и у других генетически измененных мышей с дефицитом 1-го типа ФНО-рецепторов. Мыши c дефицитом НАДФН-оксидазы и миелопероксидазы секретируют меньшие количества ФНОα и защищены от алкогольиндуцированных повреждений. Точно так же у мышей, длительное время получавших этанол, и с дефицитом 1-го типа ФНО-рецептора, развивается АЖБП с незначительными гистологическими изменениями. Таким образом, продукт клеток Купфера - ФНОα - необходим для развития АЖБП, по крайней мере, у этих экспериментальных животных.
Тем не менее многое, связанное с механизмами развития алкогольной гепатотоксичности, остается неясным. Один из вопросов: почему ФНОα не повреждает нормальные гепатоциты? In vitro повреждались ФНО только гепатоциты, предварительно обработанные агентами, ингибирующими синтез белка. Можно предположить, что гепатоциты секретируют цитозащитные факторы, препятствующие развитию повреждающих эффектов ФНО. Предварительное воздействие этанола in vivo оказывает эффекты, которые имитируют те, что вызваны ингибиторами синтеза белка in vitro , о чем свидетельствуют наблюдения, показывающие, что лечение с помощью ФНОα быстро убивает первичные культуры гепатоцитов у крыс, находящихся на этаноловой диете.
Хроническое употребление этанола также повышает чувствительность печени к ЛПС-индуцированной гепатотоксичности, процесс, который, как известно, тоже требует ФНОα. Таким образом, представленный обзор подтверждает, что мыши и крысы с естественными мутациями необычайно уязвимы к развитию ЛПС-гепатотоксичности. Вместе с этим результаты на животных моделях НАЖБП и АЖБП увеличивают вероятность того, что подобные механизмы могут активировать клетки Купфера и приводить к изменениям печеночной микросреды, что повышает чувствительность к острой ФНОα-гепатотоксичности.
Исследования хронического воздействия этанола на животных подразумевают и роль кишечных бактерий в процессе сенсибилизации. Похожие методы лечения, которые снижают активацию клеток Купфера или непосредственно блокируют активность ФНОα, и методы, которые частично дезинфицируют кишку, также защищают крыс от индуцированных алкоголем повреждений печени. Роль кишечной флоры при НАЖБП у мышей была подтверждена при лечении их пробиотиками, которые, как известно, изменяют кишечную бактериальную колонизацию. Пробиотики снижали тяжесть НАЖБП в этой модели на животных. Эти данные отражают, что существуют некоторые различия в печеночных реакциях на пробиотики и нейтрализацию антител против ФНО-антител, которые также снижают тяжесть НАЖБП у мышей. Предполагается, что полезные эффекты пробиотиков развиваются не только из-за сниженного регулирования экспрессии гена ФНОα. До конца не ясно, каким образом изменения в эндогенной кишечной флоре влияют на фенотип таких иммунных клеток, как макрофаги печени. Тем не менее изменения в биологической доступности кишечной бактериальной флоры могут быть важным доказательством того, что первоначальное воздействие ЛПС или ЛПС-индуцированными цитокинами изменяет последующие ответы макрофагов на эти факторы.
Показаны нарушения функциональной активности макрофагов на животных моделях НАЖБП и АЖБП, которые включали измененную продукцию различных цитокинов, простагландинов и реактивных промежуточных форм кислорода. Дисфункция клеток Купфера у этих грызунов, скорее всего, способствовала индукции некоторых митохондриальных белков, включая членов Bcl-2-семейства и UCP-2, которые влияют на жизнеспособность гепатоцитов и состояние гомеостаза. Измененная секреция клетками Купфера различных цитокинов, вероятно, также снижает в печени некоторые из популяций лимфоцитов, изменяя тем самым уязвимость к гепатотоксическому действию агентов, которые активируют как врожденные, так и Т-клеточно-опосредованные иммунные ответы. Поскольку действие лептина, признанного иммуномодулятора, уменьшается в некоторых моделях животных с НАЖБП, неясно, в какой степени эти выводы могут быть применены к животным с АЖБП, где синтез лептина может быть увеличен. Показано, что у экспериментальных животных с НАЖБП и АЖБП имелись схожие эффекты на ЛПС со стороны клеток Купфера печени, которые приводили к изменению экспрессии гена лептина. Таким образом, нарушения синтеза лептина свидетельствуют о его вовлеченности в иммунопатогенез жировых заболеваний печени.
В любом случае лучшее понимание механизмов, которые регулируют компоненты печеночной иммунной системы, скорее всего, повысят эффективность усилий по профилактике и лечению этих общих типов хронических заболеваний печени.
18.1.9. Иммунная толерантность и печень
Природная иммунная толерантность зависит от нескольких процессов. Как правило, они рассматриваются в соответствии с центральной толерантностью, основанной на селективном удалении аутореактивных клеток во время созревания, развития в тимусе и периферической крови, на основе процессов, широко описанных как игнорирование, анергия и редактирование рецептора. Это в итоге влияет на последующее созревание клеток и их фенотип. Есть и другие интересные посредники развития толерантности, которые работают в лимфоидной ткани печени. В эти механизмы включены процессы попадания из печени в периферическую кровь аллогенных (донорского типа) молекул MHC I класса, а также миграции из донорской печени мобильных и выживших клеток (лимфоцитов и фагоцитов) для создания состояния микрохимеризма, активирования иммунорегуляторных свойств, преобладающих в популяции NK-клеток. Субпопуляции T-клеток в печени помогают LSEC игнорировать развитие иммунных реакций по захвату и удалению активированных клеток. В результате "наивные" CD8+ Т-клетки могут активироваться эндогенным антигеном, презентируемым паренхиматозными клетками, но при отсутствии достаточных ко-стимулирующих сигналов они погибают от развития механизмов игнорирования. Внутрипеченочная толерантность может быть физиологической необходимостью, потому что пищевые антигены и, возможно, даже некоторые кишечные бактериальные антигены должны пройти первичный контакт с иммунной системой для выработки толерантности. Возможно, оральная толерантность имеет внутрипеченочный, а также кишечный компонент. Эти установленные аспекты могут, вероятно, играть дополнительную роль в развитии внутрипеченочной толерантности по развитию устойчивости к вирусным инфекциям или аутоиммунным реакциям.
18.1.9.1. Апоптоз и печень
Иммунология печени имеет прочные исторические связи с эволюцией концепции апоптоза. Так, в 1947 г. были описаны ацидофильные белки как гистологические маркеры гибели клеток при вирусных гепатитах, а некротическое уменьшение было предшественником к введению термина "апоптоз". Апоптоз является процессом, отвечающим в морфогенезе за регулярное обновление клеток, включая гепатоциты в их нормальном жизненном цикле (отсюда и синоним - запрограммированная гибель клеток), а также элиминирование печеночных клеток при различных воспалительных процессах. Процессы апоптоза менее выражены в клетках желчного эпителия, которые легко удаляются, но, тем не менее, это очевидно в иммуноопосредованных холангиоцитах. Эффекторные пути апоптоза зависят от семейства белков с каспазной активностью, которые опосредуют гибель клеток, и семейства белков Bcl-2, локализованных в митохондриях, которые регулируют некроз клеток. Апоптоз может быть инициирован различными сигналами, но обычно процесс инициируется взаимодействиями, связанными с мембранным рецептором CD95 (Fas, APO-1), который является членом семейства тумор-некротических клеточных активаторов и его лиганда CD-152 - FasL. Bcl-2-связанные белки включают активаторы и ингибиторы секреции в цитозоль митохондриального цитохрома С, способствующего каспазной активации.
Помимо роли в обновлении гепатоцитов, апоптоз имеет отношение к биологии и патологии иммунных реакций с последствиями возникновения заболеваний печени. Во-первых, апоптоз является нормальным механизмом развития собственных толерантных Т- и В-лимфоцитов, и особенно в постнатальный период для удаления избыточных постпролиферативных лимфоцитов, завершивших иммунный ответ. Самореактивные лимфоциты устраняются путем апоптоза для поддержания толерантности в центральных и периферических лимфоидных органах, как это показано в случаях лимфопролиферативных заболеваний с аутоиммунной реакцией, которые возникают у людей и мышей, когда есть дефицит механизмов апоптоза из-за унаследованных мутаций с делецией CD95/fas или его лиганда CD152, или соматически приобретенной рекомбинационной вставки гена, кодирующего антиапоптотические молекулы в генных локусах иммуноглобулинов. Во-вторых, за счет механизмов апоптоза происходит физиологическое удаление ненужных компонентов тканей путем быстрого поглощения их макрофагами. Гибель клеток путем некроза является провоспалительным и потенциально аутоиммуногенным процессом. Однако если гибель путем апоптоза является подавляющей или неупорядоченной или если нарушаются механизмы удаления апоптотических фрагментов, апоптотические фрагменты могут вызвать реактивный иммунный ответ участков с большим количеством АПК.
Хронические воспалительные реакции в печени. Различные хронические воспалительные реакции в печени являются результатом иммунного ответа на воспринимаемые как чужеродные гепатоциты или холангиоциты, которые несут антигены, и к которым ни один из подходящих вариантов (ликвидации или полной толерантности) не может быть эффективным. Такие антигены могут быть дериватами клеток макроорганизма, зараженных вирусом, аутоантигенами хозяина, наркотиками или ксенобиотиками.
18.2. Аутоиммунные заболевания
18.2.1. Аутоиммунный гепатит
Аутоиммунные заболевания могут влиять на различные анатомические области печени, например, на печеночную паренхиму, как при АИГ 1-го и 2-го типов, или на портальные тракты, которые содержат желчные протоки, как при ПБЦ, аутоиммунном холангите (АИХ) и ПСХ.
АИГ достаточно подробно рассмотрен во многих публикациях. Основные сведения отражают следующие аспекты. Серологически выделяют два типа АИГ, 1-й и 2-й, которые отличаются клиническими проявлениями, географической распространенностью и генетической предрасположенностью. Для АИГ 2-го типа, который встречается реже по сравнению с 1-м типом, возможно молекулярное клонирование, связанное с цитохромом P450 [1].
С помощью метода флюоресцирующих антител у больных АИГ 1-го типа выявлены два серологических маркера, известные в настоящее время как антиядерные антитела (ANA, от англ. antinuclear antibodies) и антитела к гладким мышцам (SMA, от англ. smooth muscle antibody). Данные маркеры отражают высокую специфичность диагностики АИГ 1-го типа. ANA выявляются при системной красной волчанке. Они частично тропны к нуклеосомам и хроматинному комплексу. Также в высоком проценте случаев выявляются антитела к двухцепочечной ДНК (dsDNA). Нуклеосома является сложной аутоантигенной структурой, включающей октамеры гистонов.
Гистоны - основной класс нуклеопротеинов, ядерных белков, необходимых для сборки и упаковки нитей ДНК в хромосомах. Существует пять различных типов гистонов, названных H1, H2A, H2B, H3 и H4. Последовательность аминокислот в этих белках практически не различается в организмах различного уровня организации. Гистоны - небольшие сильно основные белки, ассоциированные непосредственно с ДНК. Они принимают участие в структурной организации хроматина, нейтрализуя за счет положительных зарядов аминокислотных остатков отрицательно заряженные фосфатные группы ДНК, что делает возможной плотную упаковку ДНК в ядре. Благодаря этому 46 молекул ДНК диплоидного генома человека общей длиной около 2 м, содержащих в сумме 6×109 п.о., могут поместиться в клеточном ядре диаметром всего 10 мкм. По две молекулы каждого из гистонов Н2А, Н2В, Н3 и Н4 составляют октамер, обвитый сегментом ДНК длиной 146 п.о., образующим 1,8 витка спирали поверх белковой структуры. Эта частица диаметром 7 нм называется нуклеосомой. Участок ДНК (линкерная ДНК), непосредственно не контактирующий с гистоновым октамером, взаимодействует с гистоном Н1. Этот белок закрывает примерно 20 п.о. и обеспечивает формирование суперспиральной структуры (соленоида) диаметром 30 нм. Когда хроматин конденсируется с образованием метафазной хромосомы, соленоидные структуры образуют петли диаметром 200 нм, содержащие ДНК длиной 80 000 п.о. Петли связаны с остовом из белков (ядерный остов), причем примерно 20 петель образуют мини-диски. Большое число мини-дисков укладывается в стопку, составляя хромосому. Вследствие этого ДНК оказывается свернута настолько плотно, что даже самая маленькая хромосома человека содержит около 50 млн п.о., окруженных двумя нитями ДНК (146 п.о.), с конденсацией хроматина в четвертичную структуру белка, который презентирует эпитопы для аутоиммунных В- и Т-клеток при системной красной волчанке, и, вероятно, также при АИГ 1-го типа. Как эта структура становится аутогенетичной, неизвестно, хотя нуклеарные фрагменты, образующиеся при апоптозе, являются основным источником антигенных детерминант хроматина. Однако, учитывая вероятную схожесть антигенных характеристик ANA при системной красной волчанке и АИГ 1-го типа, вероятно должны быть и конкретные (генетические?) отличия развития иммунного ответа при этих патологиях.
Другим важным аутоантигеном при АИГ 1-го типа является SMA, который характеризуется множеством аспектов, представляющих практический интерес. Однако требуется отметить, что специфичность SMA для диагностики АИГ 1-го типа достаточно спорна, поскольку довольно трудно с технической точки зрения создать такие аналитические системы, которые могли бы с высокой специфичностью подтверждать, что SMA-положительная сыворотка реагирует именно с F-актином микрофиламентов. Поскольку именно анти-F-актин отличается специфичностью при диагностике по сравнению с другими нитями цитоскелета (виментин и тубулин). Возможно, и другие маркеры могут быть использованы для идентификации конкретной анти-F-актиновой реактивности, но этот вопрос еще находится в стадии изучения. Помимо диагностической специфичности, накопление F-актина клетками печени может быть использовано в качестве мишени для аутореактивных Т-клеток или цитотоксических антител. Вероятно, именно таким образом можно объяснить гепатоклеточную фокусировку иммунного ответа при АИГ 1-го типа. К сожалению, гепатоиммунологи пока недостаточно эффективно используют молекулярно-генетические исследования для выявления аутоэпитопов F-актина. К сожалению, необходимо отметить, что, несмотря на установленные конкретные специфические маркеры АИГ 2-го типа, их причинная роль в гепатоклеточных повреждениях до настоящего времени остается неясной.
Перспективными специфическими маркерами при АИГ, вероятно, могут стать антигены, связанные с мембраной клеток печени. Более поздние попытки выявить иммуноглобулины, реагирующие с мембраной клеток печени, включают обнаружение комплекса флюорохром-меченных анти-Ig с помощью микроскопии или ПЦ, или меченного изотопами белка А, или вестерн-иммуноблоттинга после электрофоретического разделения компонентов из очищенной мембраны клеток печени. Эти исследования отражают выраженность иммунного воспаления у пациентов с АИГ 1-го типа или другими заболеваниями, но, к сожалению, не учитывают уровни "фоновой" реактивности при разных воспалительных заболеваниях печени. Именно поэтому остается проблемой интерпретация результатов: являются ли выявленные маркеры отражением патогенетических аутоиммунных повреждений клеток печени, или они являются лишь вторичными последствиями воспаления.
Аутоиммунный гепатит (АИГ) - хроническое воспалительное заболевание печени неизвестной этиологии, характеризующееся перипортальным или более обширным воспалением и протекающее с значительной гипергаммаглобулинемией и появлением в сыворотке широкого спектра антител.
Заболевание встречается преимущественно у женщин (80%), имеет прогрессирующее течение и сопряжено с разнообразными системными проявлениями. По данным европейской и североамериканской статистики, больные АИГ составляют до 20% всех больных хроническим гепатитом. У 25% больных аутоиммунный гепатит диагностируется уже на стадии цирроза печени, что указывает на его бессимптомное, субклиническое течение [1]. С предрасположенностью к АИГ ассоциированы все аллели HLA-DR3 и HLA-DR4. Для HLA-DR3-позитивных больных характерны ранний дебют и агрессивное течение заболевания, а также частые рецидивы при снижении дозы или отмене глюкокортикоидов. Течение АИГ, ассоциированное с HLA-DR4, характеризуется поздним дебютом, более частыми системными проявлениями и относительно редкими рецидивами на фоне иммуносупрессии. По серологическим признакам выделяют три типа АИГ (табл. 18-4).
Тип аутоиммунного гепатита | Аутоантитела | Частота встречаемости аутоантител у больных аутоиммунным гепатитом, % |
---|---|---|
1-й тип |
Антиядерные антитела (ANA) |
70–80 |
Антитела к гладким мышцам (SMA) |
50–70 |
|
Антинейтрофильные антитела р-типа (рANCA) |
65–95 |
|
2-й тип |
Антитела к микросомам печени и почек 1-го типа (LKM-1) |
100 |
Антитела к цитоплазматическому антигену печени (LC-1) |
30–50 |
|
3-й тип |
Антитела к растворимому антигену печени и печеночно-панкреатическому антигену (SLA/LP) |
30 |
АИГ 1-го типа характеризуется наличием в сыворотке антиядерных антител (ANA) у 70–80% больных и антител к гладкой мускулатуре (SMA) у 50–70%. Специфично выявление антител и сенсибилизированных Т-лимфоцитов к человеческому асиалогликопротеиновому рецептору (ASGP-R). При хроническом вирусном гепатите анти-ASGP-R либо отсутствуют, либо вырабатываются транзиторно и в низком титре.
АИГ данного типа может наблюдаться в любом возрасте, однако имеются два пика заболеваемости: первый - от 10 до 20 лет; второй пик приходится на постменопаузу. Достаточно часто (у 40% больных) АИГ сочетается с другой аутоиммунной патологией (аутоиммунный тиреоидит - 12%, диффузный токсический зоб - 6%, язвенный колит - 6%, ревматоидный артрит - 1%, пернициозная анемия - 1%, склеродермия - 1%, узловатая эритема - 1%, гломерулонефрит - 1%, фиброзирующий альвеолит - 1%, гемолитическая анемия - 1%). Формирование цирроза отмечается у 43% больных в течение 3 лет.
АИГ 2-го типа. У 100% больных обнаруживают анти-LKM-1, которые являются главными диагностическими критериями. Заболевание развивается преимущественно у детей в возрасте 2–14 лет, взрослые составляют 20% общего числа пациентов в странах Европы. При АИГ 2-го типа цирроз формируется в два раза чаще (у 82% больных), чем при АИГ 1-го типа.
АИГ 3-го типа чаще наблюдается у людей молодого возраста, из которых 90% - женщины. Характеризуется наличием антител к растворимому печеночному антигену (SLA).
Некоторые исследователи рассматривают АИГ 3-го типа как подтип АИГ 1-го типа. У 35% больных обнаруживают SMA, у 22% - АМА и ревматоидный фактор. Однако ANA и анти-LKM-1 отсутствуют.
Они различаются также по клинической картине и прогнозу. АИГ 1-го типа может развиваться у людей любого возраста, однако типично бимодальное распределение (10–20 лет и постменопауза). Формирование цирроза отмечается у 43% нелеченых больных в течение трех лет. У большинства пациентов наблюдается хороший ответ на глюкокортикоидную терапию, при этом у 20% сохраняется стойкая ремиссия после отмены иммуносупрессоров. АИГ 2-го типа наблюдается существенно реже (10–15% больных АИГ) и преимущественно у детей от 2 до 14 лет. Течение характеризуется более выраженными биохимическими нарушениями и гистологической картиной. Цирроз за трехлетний период формируется в 2 раза чаще, чем при АИГ 1-го типа (у 82%), что определяет худший прогноз. АИГ 2-го типа более резистентен к лекарственной иммуносупрессии; отмена препаратов обычно ведет к рецидиву.
Нелеченый АИГ имеет плохой прогноз: пятилетняя выживаемость составляет 50%, 10-летняя - 10%. В то же время применение современных схем иммуносупрессии позволяет эффективно контролировать течение заболевания, 20-летняя выживаемость больных АИГ на фоне терапии превышает 80%. Ранняя и точная диагностика АИГ имеет большое значение.
18.2.1.1. Диагностика аутоиммунного гепатита
Международная группа по изучению аутоиммунного гепатита предложила балльную систему оценки для постановки диагноза (табл. 18-5).
Параметры | Баллы |
---|---|
Пол:
|
+2 |
Соотношение активности щелочная фосфатаза/аспартатаминотрансфераза:
|
–2 +2 |
Содержание γ-глобулинов или IgG:
|
+3 +2 +1 |
Титр ANA, SMA или анти-LKM-1
|
+3 +2 +1 |
Наличие АМА |
–2 |
Вирусные маркеры:
|
–3 |
HCV RNA или другие гепатотропные вирусы |
–3 |
Анти-HCV по данным RIBA |
–2 |
Отсутствие вирусов |
+3 |
Сопутствующие иммунные нарушения |
+ 1 |
Применение гепатотоксичных препаратов:
|
–2 +1 |
Гемотрансфузии в анамнезе:
|
–2 +1 |
Употребление алкоголя:
|
+2 –2 |
Иммунологические показатели:
|
+1 +2 |
Гистологические признаки:
|
+3 +2 +1 +1 –3 |
Реакция на терапию глюкокортикоидами:
|
+2 0 –2 –3 |
Дифференцировать АИГ необходимо в первую очередь от группы заболеваний печени с известной этиологией. Следует исключить острый или хронический вирусный гепатит, с этой целью определяют маркеры гепатотропных вирусов: HBsAg, HBeAg, анти-НВс IgM, ДНК HBV, анти-HCV, РНК HCV, нуклеиновые кислоты вируса Эпштейна–Барр и цитомегаловируса. У больных не старше 40 лет для исключения болезни Вильсона–Коновалова необходимо определение уровня церулоплазмина.
При исследовании крови выявляют повышение СОЭ, умеренно выраженные лейкопению и тромбоцитопению. Анемия обычно смешанная - гемолитическая и перераспределительная. Уровень билирубина повышен в 2–10 раз. Активность трансаминаз может повышаться в 5–10 раз и больше. Активность ЩФ повышена незначительно и умеренно. Характерна гипергаммаглобулинемия (содержание γ-глобулинов выше нормы в 2 раза и больше), обычно поликлональная с преимущественным увеличением содержания IgG.
На фоне высокой активности воспалительного процесса возможно появление симптомов преходящей печеночной недостаточности: гипоальбуминемия, снижение протромбинового индекса, увеличение протромбинового времени. В цирротической стадии снижаются показатели синтетической функции печени.
Однако не всегда аутоиммунный гепатит протекает в классической форме, а имеющиеся дианостические стандарты затрудняют оказание помощи больным с атипичной симптоматикой. При атипичных формах аутоиммунного гепатита у больных имеются признаки аутоиммунного процесса, но в целом они не отвечают критериям точного или вероятного диагноза аутоиммунного гепатита. У таких больных могут одновременно наблюдаться признаки как аутоиммунного гепатита, так и другого хронического заболевания печени (смешанные синдромы), или признаки, не позволяющие поставить диагноз аутоиммунного гепатита по критериям, сформированным международными экспертными группами (обособленные синдромы) (табл. 18-6).
Синдром | Отличительные признаки |
---|---|
Смешанные синдромы |
|
Аутоиммунный гепатит и первичный билиарный цирроз |
Антимитохондриальные антитела. Гистологические признаки холангита. Отложения меди в печени. Изменения лабораторных показателей, характерные для холестаза. Хорошая ответная реакция на терапию глюкокортикоидами |
Аутоиммунный гепатит и первичный склерозирующий холангит |
Хронический язвенный колит. Гистологические признаки холангита. Изменения лабораторных показателей, характерные для холестаза. Отсутствие ответной реакции на терапию глюкокортикоидами. Патологические изменения холангиограммы |
Аутоиммунный гепатит и хроническая вирусная инфекция |
|
С преобладанием аутоиммунного компонента |
Титр антител к гладкомышечным клеткам или антинуклеарных антител >1:320. Титр антител к гладкомышечным клеткам и антинуклеарных антител >1:40. Ступенчатый некроз (межуточный гепатит), лобулярный гепатит, инфильтраты из плазматических клеток в портальных трактах |
С преобладанием вирусного компонента |
Титр антител к гладкомышечным клеткам и антинуклеарных антител <1:20. Антитела к микросомам печени или почек 1-го типа и наличие вируса гепатита С в крови. Лимфоидные скопления в портальных трактах: стеатоз или поражение желчных протоков |
Обособленные синдромы |
|
Аутоиммунный холангит |
Антинуклеарные антитела. Как правило, антитела к гладкомышечным клеткам. Гистологические признаки поражения желчных протоков. Сопутствующие изменения лабораторных показателей, характерные для холестаза. Антитела к карбоангидразе. Нормальная холангиограмма |
Хронический идиопатический гепатит |
Отсутствие антител к гладкомышечным клеткам, антинуклеарных антител и антител к микросомам печени или почек 1-го типа при первом обследовании больного. Гистологические признаки аутоиммунного гепатита. Как правило, наличие HLA-B8, HLA-DR3 или HLA-Al-B8-DR3. Возможно позднее образование обычно выявляемых аутоантител. Хорошая реакция на кортикостероидную терапию |
Для диагностики атипичных форм важно выявить их сходство с аутоиммунным гепатитом. Эти разновидности заболевания обычно протекают вяло, для них характерна неспецифическая симптоматика, в частности повышенная утомляемость, суставные и мышечные боли. Типичные для гепатита биохимические сдвиги сочетаются с лабораторными показателями, характерными для холестаза, или превалируют над ними; сильный кожный зуд, ксантелазмы и гиперпигментация встречаются редко. Атипичные формы встречаются в любом возрасте у обоих полов, но чаще у женщин до 40 лет. При гистологическом исследовании определяются характерные для аутоиммунного гепатита признаки перипортального гепатита в сочетании с лобулярным гепатитом или без него, но вместе с тем часто наблюдаются и нехарактерные морфологические изменения - поражение желчных протоков, стеатоз (жировая дистрофия) и портальное скопление лимфоидных клеток. Биопсия печени не имеет самостоятельной диагностической ценности при атипичных формах аутоиммунного гепатита. При биопсии выявляются отклонения от нормы, которые следует рассматривать лишь с учетом соответствующей клинической картины.
Выявление атипичных форм аутоиммунного гепатита обусловлено либо чрезмерно строгими диагностическими критериями (хотя в действительности диагностические критерии пограничных проявлений любого заболевания достаточно "размыты"), либо тем, что наряду с аутоиммунным гепатитом у больного могут быть и сопутствующие заболевания. До настоящего времени ни одна из атипичных форм аутоиммунного гепатита не выделена в качестве самостоятельной нозологической единицы. Данные клиники Мэйо (США) свидетельствуют о том, что по меньшей мере у 30% взрослых больных с преобладающими признаками аутоиммунного гепатита обнаруживаются также смешанные или нетипичные признаки, что позволяет отнести эти случаи заболевания к атипичным формам. У 8% больных с аутоиммунным гепатитом присутствуют антитела к Е2 субъединице комплекса пируватдегидрогеназы, специфичные для первичного билиарного цирроза; у 6% больных наблюдаются гистологические изменения, связанные с холангитом, что указывает на возможность первичного склерозирующего холангита; у 13% больных типичные признаки аутоиммунного гепатита сочетаются с отсутствием аутоантител (хронический идиопатический гепатит); у 11% больных с клиническими проявлениями аутоиммунного гепатита в сыворотке крови выявляется РНК вируса гепатита С; у 10% больных активность сывороточной ЩФ выше нормы более чем в 4 раза, холангиограмма не изменена, имеются признаки аутоиммунного холангита.
Соответственно атипичные формы аутоиммунного гепатита встречаются достаточно часто. Стандартизация диагностических критериев аутоиммунного гепатита привлекла внимание к атипичным случаям, до сих пор не нашедшим своего места в классификации. Наличие АМА, гистологические признаки холангита, значительное повышение активности ЩФ в крови, изменения лабораторных показателей, связанные с холестазом, сопутствующая истинная вирусная инфекция, отсутствие обычно выявляемых аутоантител на фоне заболевания, которое по всем остальным признакам относится к синдрому аутоиммунного гепатита, - все это характерно для атипичных форм аутоиммунного гепатита. Их распознавание важно для оценки общих патогенетических механизмов, разработки эффективной тактики лечения и совершенствования классификации гепатитов [13].
Окончательный диагноз типа аутоиммунного гепатита устанавливается на основании результатов иммунологических исследований.
Так, у взрослых титр ANA, SMA и LKM-1 должен быть не менее 1:80 и 1:20 у детей (рекомендации Международной группы). Для того чтобы уравновешивать должным образом все клинические, лабораторные и гистологические данные, а также объективно оценивать достоверность окончательного диагноза, разработана балльная система. Результаты терапии глюкокортикоидными гормонами можно оценивать и в баллах. Таким образом, ответная реакция на лечение может быть использована для подтверждения или исключения диагноза.
Антитела к гладким мышцам
Антитела к гладким мышцам (SMA) не являются органо-специфическими аутоантителами. SMA широко используются в качестве одного из основных маркеров АИГ 1-го типа, хотя они выявляются и при других заболеваниях печени, таких как ПБЦ, вирусный гепатит, лекарственный гепатит, алкогольные заболевания печени. SMA в высоких титрах (>160) присутствуют у 70% больных с хроническим активным аутоиммунным гепатитом, но не при аутоиммунном поражении печени при системной красной волчанке. SMA могут быть направлены против компонентов цитоскелета, в том числе актина, тубулина, виментина и десмина. Тем не менее было установлено, что полимеризованный F-актин является главной мишенью антигена SMA при АИГ 1-го типа. Таким образом, антиактиновые антитела могут обеспечить более высокую специфичность, чем SMA. Есть несколько методов детекции антиактина, в том числе реакция иммунофлюоресценции на культуре фибробластов или на тканях печени, обработанных фаллоидином, иммунопреципитации и твердофазного иммуноферментного анализа (enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA). Антиактиновые антитела могут быть продемонстрированы с помощью иммунофлюоресцентных структур мышиных фибробластов. Это позволяет выявить поперечно-полосатые актиновые нити, охватывающие длинную ось клетки. Каждый тест обнаружения антиактина имеет определенные проблемы, связанные со специфичностью и/или чувствительностью метода. Антитела к тубулину характеризуются образованием покрытых тубулином паракристаллов в культуре фибробластов, они в основном связаны с алкогольными заболеваниями печени и инфекционным мононуклеозом. Антитела к промежуточным филаментам, в том числе к виментину и десмину, можно выявить окрашиванием, при котором формируются густые перинуклеарные кольца. Эти антитела обычно обнаруживаются при инфекциях, вызываемых гепатотропными вирусами и вирусом кори.
На фоне иммуносупрессивной терапии у большинства больных ANA и SMA исчезают, это не служит прогностическим маркером, как и их исходный титр.
Антитела к микросомам печени и почек
Аутоантитела к микросомам печени и почек (анти-LKM) реагируют с компонентами цитоплазмы мышиных гепатоцитов и эпителием проксимальных, но не дистальных, почечных канальцев. Эта реактивность может быть абсорбирована фракцией микросом печени. Анти-LKM выявляются при различных формах хронического гепатита, а именно аутоиммунном, вирусном и лекарственном гепатите, а также при гепатите, связанном с 1-м типом аутоиммунного полигландулярного синдрома.
Идентифицированы три типа антител к микросомам печени и почек в зависимости от целевого антигена: LKM-1, LKM-2 и LKM-3. Анти-LKM направлены против различных ферментов, содержащих цитохром P450, с очень небольшим перекрытием или кросс-реактивностью.
Цитохромы Р450 котрансляционно вставлены в мембрану эндоплазматического ретикулума, где они заякорены сигнальной последовательностью. Цитохромы Р450, встроенные внутритрубочно, мигрируют через везикулярный транспорт вдоль микротрубочек из эндоплазматического ретикулума через аппарат Гольджи к плазматической мембране. Несколько цитохромов Р450, как было показано, присутствует на плазматической мембране гепатоцитов крысы и человека и ориентированы они, по меньшей мере частично, на наружную поверхность плазматической мембраны. Эти цитохромы Р450 плазматической мембраны могут служить антигенными мишенями для анти-P450 IID6, 2C9 и 1А2 или для аутоантител, которые образуются, соответственно, у пациентов с АИГ 2-го типа, а также при гепатите, индуцированном кислотами, или дигидралазином.
Антитела к микросомам печени и почек I типа - это антитела к микросомальному антигену печени и почек с молекулярной массой 50 кДа, известному как цитохроммонооксигеназа Р450 IID6. Антитела к LKM-1 служат основным диагностическим маркером АИГ 2-го типа. Идентифицирован пептид из 33 аминокислотных остатков, входящий составной частью в главный линейный эпитоп цитохрома Р450 IID6. Структура этого пептида сходна со структурой белка IEP-175 вируса простого герпеса типа 1. Получены также данные о гомологичных последовательностях ядерного протеина HCV и Р450 IID6. Данный пептид рассматривается в качестве основного аутоэпитопа, к которому сенсибилизированы Т-лимфоциты, повреждающие гепатоциты. Более того, подобные сенсибилизированные лимфоциты обнаружены в воспалительных инфильтратах печени больных АИГ 2-го типа. 85% этих лимфоцитов несут фенотип CD4+ CD8+ и продуцируют интерферон-γ и ИЛ-4, что свидетельствует об их принадлежности к субпопуляции Т-хелперов первого типа. Иммуносупрессивная терапия ведет к снижению Т-клеточного ответа на аутоэпитоп Р450 IID6. Помимо сенсибилизации Т-клеток, роль анти-LKM-1 в повреждении гепатоцитов может заключаться в активации комплемента или NK-лимфоцитов по механизму антителозависимой клеточной цитотоксичности. Определение наличия LKM-1 имеет большое значение в педиатрии, так как АИГ 2-го типа наблюдается преимущественно у детей от 2 до 14 лет.
Антигеном для анти-LКМ-2 является тикринафен (тиенилиновая кислота), который индуцирует развитие гепатита. Анти-LKM-2 встречаются при лекарственном гепатите, вызванном тикринафеном или другими мочегонными средствами.
Анти-LKM-3 наиболее часто выявляются при хроническом гепатите D, однако они обнаруживаются и у 10% больных АИГ 2-го типа. Мишенью для них служит участок УДФ-глюкуронилтрансферазы-1.
Обычные реакции иммунофлюоресценции не могут точно осуществить субтипирование LKM-аутоантител. Для этого необходимо применение вестерн-блоттинга или ИФА. Идентификация LKM антигенов-мишеней делает дифференциальную диагностику проще и может помочь врачу выбрать оптимальный подход к лечению.
Антитела к растворимому антигену печени и печеночно-поджелудочному антигену
В отличие от ANA, SMA и LKM, которые не являются специфичными антителами при АИГ, так как встречаются у 10–15% пациентов с вирусными гепатитами, антитела к растворимому антигену печени и поджелудочной железы (SLA/LP) обнаруживаются исключительно при аутоиммунном гепатите. Их определяют в сыворотке крови у 33% больных, которые являются серонегативными по всем обычным антителам, выявляемым при заболеваниях печени. Антитела к растворимому антигену печени (анти-SLA) были предложены в качестве маркера АИГ 3-го типа.
Анти-SLA, как установлено, выявляют цитокератины 8 и 18 в цитоплазме гепатоцитов. SLA обнаруживаются в супернатанте печеночных гомогенатов, полученном при центрифугировании 150 000 g, а также в цитозольной фракции изолированных гепатоцитов. Последние исследования показали, что анти-SLA и антитела к поджелудочной железе (анти-LP) были идентичны и что они выявляют UGA-супрессор РНК (тРНК) ассоциированный белок. В других исследованиях аутоантител было показано, что они тропны к одним и тем же молекулам. При АИГ 1-го типа они выявлялись в 48% случаев. В 70% случаев одновременно с анти-SLA присутствуют ANA и SMA, что дает основание рассматривать данный серологический вариант как подтип АИГ 1-го типа. Анти-LP, вырабатываемые к неидентифицированным белкам с молекулярной массой 52 и 48 кДа, вероятно, распознают идентичные анти-SLA-аутоэпитопы. Их наибольшее клиническое значение, по-видимому, заключается в том, что у некоторых больных диагноз меняется с криптогенного хронического гепатита (серонегативного аутоиммунного гепатита) на аутоиммунный гепатит. Анализ на наличие данных антител может оказаться полезным при классификации больных с криптогенным хроническим гепатитом.
Антитела к цитоплазматическому антигену печени
Антинейтрофильные цитоплазматические антитела
Антинейтрофильные цитоплазматические антитела (ANCA) реагируют с компонентами цитоплазмы нейтрофилов. Гранулематоз Вегенера, идиопатический иммунный некротический серповидный гломерулонефрит тесно связаны с ANCA, направленными против протеазы-3 (анти-PR3) или миелопероксидазы (анти-МPO). Два основных подтипа ANCA могут быть разделены по иммунофлюоресцентной модели: cANCA, которые обладают диффузным окрашиванием цитоплазмы нейтрофилов, и pANCA, которые характеризуются перинуклеарным окрашиванием цитоплазмы. cANCA являются важным диагностическим маркером васкулита малых сосудов. Основной аутоантиген для cANCA идентифицируется как протеаза-3, в то время как для pANCA - как миелоперексидаза. pANCA встречаются у пациентов при ПСХ и АИГ. При АИГ pANCA проявляют нетипичное окрашивание. Катепсин G был идентифицирован в качестве основного целевого белка pANCA при ПСХ. В других исследованиях показано, что высокомобильная группа (HMG) негистоновых хромосомных белков, HMG1 и HMG2, является целевыми антигенами pANCA при АИГ.
В отличие от пациентов с грануломатозом Вегенера, у которых наблюдается гранулярное, диффузное свечение цитоплазмы в реакции иммунофлюоресценции, у больных с ПСХ и АИГ свечение носит перинуклеарный характер (pANCA локализованы около ядра клетки). Перинуклеарное свечение определяется у 93% больных с тяжелой формой АИГ 1-го типа. Титр pANCA при АИГ выше, чем при ПСХ. Кроме того, у больных с АИГ обнаруживаются преимущественно антитела изотипа IgGl.
Антиядерные антитела
ANA выявляются у 70–80% больных АИГ 1-го типа - антитела к гистонам, одноцепочечной и двухцепочечной ДНК (анти-dsDNA), рибонуклеопротеинам, транспортной РНК, циклину А, ядерным пластинам и другим компонентам ядра. Антитела к гистонам, которые часто связаны с системной красной волчанкой и индуцированной лекарствами, были обнаружены у 40% пациентов с АИГ 1-го типа. Гистоны - это небольшие основные ДНК-связывающие белки, которые являются неотъемлемыми компонентами хроматина во всех эукариотических клетках. Антитела к отдельным гистонам могут быть определены с помощью ELISA или вестерн-блоттинга. Преобладающие антитела к гистонам при АИГ 1-го типа - анти-H3 типа IgG. Анти-dsDNA, которые являются весьма специфичными для системной красной волчанки, встречаются у 34% пациентов с АИГ 1-го типа. Анти-dsDNA можно выявить методами ELISA и иммунофлюоресценции. Пациенты с АИГ 1-го типа с анти-dsDNA, обнаруженные ELISA, хуже отвечали на глюкокортикоидное лечение. Антинуклеарные (противопластинчатые) антитела обнаруживаются при аутоиммунных заболеваниях печени и системной красной волчанке. Ядерные пластины - это белковые сетки, которые покрывают внутреннюю поверхность ядерного конверта. Основные компоненты ядерной пластины - это пластины А, В и С, дифференцируемые вестерн-блоттингом по их молекулярной массе. Пластины А и С являются альтернативными продуктами сплайсинга мРНК от одного гена, а пластина В - продукт гена. Антитела к пластинам при АИГ 1-го типа - это преимущественно антитела к пластинам A/C, а антитела к пластине В более распространены при системной красной волчанке.
Антимитохондриальные антитела (АМА М2, АМА М4, АМА М9)
АМА - гетерогенная группа аутоантител против различных белков, расположенных на внутренней и наружной мембранах митохондрий. АМА имеют диагностическое значение для ПБЦ - хронического заболевания печени, протекающего с воспалением и обструкцией внутрипеченочных желчных протоков, циррозом и развитием печеночной недостаточности. АМА выявляются только у 8% больных с аутоиммунным гепатитом. Данные аутоантитела могут свидетельствовать о неправильно поставленном диагнозе, о наличии заболевания со смешанными признаками или о ложноположительном результате (в редких случаях). При ПБЦ АМА вырабатываются преимущественно к антигену внутренней мембраны митохондрий М2, представляющему собой Е2-субъединицу пируватдегидрогеназного комплекса (Е2-ПДГ). АМА к антигену М4 выявляются при перекрестном синдроме с АИГ, к М8 - при быстропрогрессирующей форме ПБЦ, к М9 - на ранних стадиях ПБЦ и иногда у родственников больных. Образование антител к некоторым митохондриальным антигенам не связано с ПБЦ: так, АМА М3 вырабатываются при лекарственном гепатите, АМА М5 - при системных заболеваниях соединительной ткани.
18.2.2. Первичный билиарный цирроз печени
Первичный билиарный цирроз печени (ПБЦ) - аутоиммунное заболевание, встречается гораздо чаще у женщин в зрелом возрасте, имеет "экстрапаренхимальную" патологию, которая протекает в портальных трактах желчных протоков [3, 15]. В 5–10% случаев заболевание протекает с серологическими и гистологическими признаками аутоиммунного гепатита. Хотя ПБЦ характеризуется как аутоиммунное заболевание, для него свойственны некоторые особенности. В частности, есть два вида аутоантител в органеллах клетки, ядре и митохондриях, но непонятно, почему целью аутоиммунного процесса являются желчные протоки. Основной аутоиммунный индуктор синтеза антител и активации Т-клеток был идентифицирован в результате клонирования из базы генов как субъединица пируватдегидрогеназного комплекса (PDC-E2), и второй маркер - антитела к ядерным антигенам, экспрессия которых встречается в 50% случаев, как АНА, выявляемые иммунофлюоресценцией. В состав основных молекул, отражающих воспалительный процесс, входят центромерные белки (CENP), ядрышковые Sp-100 антигены, которые являются транскрипционными регуляторными белками, и белки ядерного комплекса gp210 и p62. Встречаются варианты, когда экспрессируются только ANA. Такой серологический вариант может характеризоваться как аутоиммунный холангит, но ANA выявляются и при классическом ПБЦ.
Было выявлено несколько интересных моментов в иммунопатогенезе ПБЦ. Так, была осуществлена молекулярная идентификация АМА - PDC-E2. Изучение иммуногистохимических свойств PDC-E2 в апикальной области желчных эпителиальных клеток показало, что они могут быть поверхностно экспрессируемыми мишенями для иммунной атаки. Важнейшим фактором иммунопатогенеза ПБЦ являются и аутореактивные Т-лимфоциты, имеющие эпитоп в качестве мишени для антител.
Аутоэпитоп В-клеток к анти-PDC-E2 локализуется во внутренней области PDC-E2 для экспрессированных полипептидов из ферментативно разрезанных одноцепочечных ДНК. Минимальная последовательность аминокислотных остатков составляет 91–227, такой эпитоп считается конформационным, несмотря на то, что короткие линейные пептиды охватывают остаток лизина в положении 173. Такие эпитопы способны присоединять антитела больных ПБЦ. Изолированные эпитопы экспрессируют разнообразные пептидные последовательности, но среди них наиболее часто встречаются две последовательности - H131 , M132 и F178 , (E) V180 . Знание этих последовательностей, вместе с известной структурой NMR внутренней области, позволяет установить топографическую детерминанту, которая образована двумя отдельными частями (H131 , M132 и Fl78 , V180 ) молекулы PDC-E2, сложенными в определенную позицию на ее внешней поверхности. В частности, молекула лизина (K173 ), к которой присоединен липидный ко-фактор, долгое время считалась важнейшим компонентом в эпитопe. Полученные результаты высокой тропности антигенных детерминант были подкреплены установленным взаимодействием последовательностей ТМ и F (E) V с анти-PDC-E2.
Последовательности М, Н, F, V как в отдельности, так и в комбинации могут подвергаться процессам мутагенеза, что значительно снижает авидность взаимодействия с анти-PDC-Е2, тогда как мутагенез Kl73 не отражается на аффинности. Это было подтверждено опытами на кроликах, иммунизированных препаратами, содержащими эпитопы MH или FV, которые с высокой авидностью связывались со всей молекулой PDC-E2.
Взаимодействие Т-клеточного эпитопа с аутоантигеном PDC-E2 при ПБЦ гораздо лучше изучено, чем в случае большинства других аутоиммунных заболеваний. Этот контакт индуцирует пролиферативный ответ CD4 + Т-клеточных клонов периферической крови и ткани печени у пациентов с ПБЦ. Взаимодействующие пептиды включают иммунодоминантный Т-клеточный эпитоп GDLLAEIETDKATI (163–176) во внутренней липидной области человеческого PDC-E2 и другие структурно сходные пептиды, HLA аллели HLA-DR53.
Наивные, не активированные Т-лимфоциты образуют две группы. Для одной группы факторами межклеточного контакта были глутамат (E), аспарагиновая кислота (D) и лизин (K) в положениях 170, 172, и 173 (ExDK), другие аминокислоты - в пределах положений 163–176 пептидов изучаемых клонов Т-лимфоцитов. Лимфоциты другой группы взаимодействовали связывающим белком Е3 с эпитопом EIExD белка PDC-E2 (E3BP). Связывающий белок E3 является компонентом комплекса пируватдегидрогеназы, обнаруженного только у эукариот. Дефекты гена, кодирующего белок E3, являются причиной дефицита пируватдегидрогеназы, что приводит к неврологической дисфункции и лактоацидозу в младенческом и раннем детском возрате. Этот белок также является минорным антигеном АМА. Эти аутоантитела присутствуют почти у 95% пациентов с первичным билиарным холангитом. При первичном билиарном холангите активированные Т-лимфоциты атакуют и разрушают эпителиальные клетки в желчном протоке, где этот белок распределен ненормально и сверхэкспрессируется. Первичный билиарный холангит в конечном итоге приводит к печеночной недостаточности.
Т-лимфоциты первой группы взаимодействовали и с другими пептидами, но гораздо чаще и прочнее с белком ExDK на участках 31–44, 134–147 и 235–248 из PDC-E2 Escherichia coli , что согласуется с предположением о том, что микробный молекулярный соответствующий Т-клеточный эпитоп из PDC-E2 может инициировать ПБЦ. Таким образом, если наивные Т-клетки были стимулированы пептидом, экспрессирующим ExDK Escherichia coli , чтобы приобрести фенотип активированных клеток памяти, они могут находиться в любых участках лимфоидной ткани, удаленных от печени. Такие Т-клетки могут быть использованы для кросс-реактивации с родным пептидом PDC-E2 либо после антигенной презентации В-лимфоцитам, специфичным к PDC-E2, или активироваться молекулами МНС на BECs, в которых накопились PDC-E2. Следует отметить, что количество предшественников Т-клеток, которые распознавали HLA-DR53, ограниченный PDC-E2 пептидом, было в 100–150 раз выше для Т-клеток из лимфатических узлов печени или самой печени, чем из периферической крови. Хотя все из описанных выше аспектов иммунопатогенеза касалось CD4+ Т-лимфоцитов, CD8+ -цитотоксические Т-лимфоциты с аналогичной спецификой вполне могут вызвать подобные нарушения в желчных протоках при ПБЦ.
Первичный билиарный цирроз печени встречается у представителей всех рас. По неясным причинам этим заболеванием страдают преимущественно женщины (90–95%) в возрасте старше 30 лет. Жалобы больных могут быть многообразными. Самый ранний специфический симптом - кожный зуд, усиливающийся в ночное время. Повышенная утомляемость и слабость наблюдается у 78% больных. Симптомы, указывающие на поражение печени, включают гепатомегалию и спленомегалию, а также гиперпигментацию и ксантелазмы. Резко выраженная желтуха встречается редко. Важное место в клинической картине занимают внепеченочные проявления (поражения суставов, синдром Шегрена, изменения кожи), которые могут вызвать подозрения на коллагеноз.
Выделяют четыре морфологические стадии ПБЦ.
1. Дуктальная стадия. Характеризуется разрушением междольковых желчных протоков в зоне гранулематозного воспаления. Разрушающиеся желчные протоки окружены в виде муфт клетками воспалительного инфильтрата, преимущественно микроцитами. Портальные тракты густо инфильтрированы лимфоцитами, плазмоцитами и макрофагами.
2. Дуктулярная стадия. Продолжается процесс деструкции желчных протоков, что приводит к уменьшению их числа, появляются портальные тракты без желчных протоков ("пустой" портальный тракт). Снижение числа желчных протоков в портальных трактах - важный диагностический признак ПБЦ. Происходит также пролиферация холангиол. Возникают признаки холестаза. Вокруг сохранившихся протоков разрастается волокнистая соединительная ткань. Появляются признаки портальной гипертензии, обусловленные фиброзом и клеточной инфильтрацией портальных трактов.
3. Стадия фиброза стромы и воспалительной инфильтрации паренхимы печени. В III стадии усиливается некроз гепатоцитов вследствие нарушения внутрипеченочного оттока желчи и воспалительная клеточная инфильтрация долек, появляются портопортальные и портоцентральные септы, которые окружают формирующиеся ложные дольки.
4. Стадия цирроза печени. На этой стадии, спустя много лет от начала заболевания, выявляется мелкоузловой цирроз печени.
Диагностика. Лабораторные исследования вносят существенный вклад в установление диагноза при подозрении на ПБЦ. Часто встречается постоянное повышение активности ферментов холестаза (ЩФ, ГГТФ), увеличение содержания холестерина, повышение уровня IgМ и γ-глобулинов, хотя они неспецифичны. Отмечается повышение СОЭ, а также увеличение концентрации IgM, пограничное или умеренное повышение показателей активности трансаминаз в сыворотке крови. Уровень билирубина в сыворотке крови повышается по мере прогрессирования заболевания.
АМА, обнаруживаемые у 35% больных ПБЦ, не оказывают влияния на течение заболевания и не являются специфичными для ПБЦ, так как встречаются у некоторых больных аутоиммунным и лекарственными гепатитами. АМА - это семейство антител, которое взаимодействует с различными антигенами митохондрий. Специфичными для ПБЦ считаются анти-М2, которые направлены непосредственно против дигидролипоилтрансацетилазы (Е2) пируватдегидрогеназного комплекса внутренней мембраны митохондрий.
Диагноз ПБЦ основывается на совокупности клинико-лабораторных данных и биопсии печени. Диагноз ПБЦ вероятен, если повышен уровень и IgM, активность ЩФ и положительны АМА.
18.3. Первичный склерозирующий холангит
Первичный склерозирующий холангит (ПСХ) - хроническое, прогрессирующее, фиброзирующее воспаление желчных ходов, обычно поражающее как внепеченочные, так и внутрипеченочные желчевыводящие ходы, приводящее к циррозу и печеночной недостаточности [3, 26]. Причина ПСХ неизвестна. Чаще этим заболеванием страдают мужчины в возрасте 20–50 лет.
Клиническая картина ПСХ многообразна. Большинство больных предъявляют жалобы на утомляемость, похудание, неопределенные боли в правом подреберье, а также периодически на желтуху и зуд. У части больных ПСХ долго остается бессимптомным и диагностируется впервые уже на стадии развернутого цирроза печени. Из объективных данных у больных ПСХ выявляются гиперпигментации, ксантелазмы, желтуха, увеличение печени и селезенки.
При проведении лабораторных исследований характерны изменения для холестаза. Прежде всего, это увеличение активности ЩФ, которая в большинстве случаев превышает нормальные показатели более чем в 3 раза. Однако у 3% всех больных ПСХ может протекать без повышения уровня ЩФ.При типичном течении ПСХ повышенная активность ЩФ обнаруживается в 98% случаев. Повышение уровня трансаминаз отмечается у 90% больных, а увеличение содержания билирубина - примерно у половины пациентов. При развернутой клинической картине заболевания может наблюдаться гипергаммаглобулинемия с повышением уровня IgM. В 35–74% случаев выявляются антитела к гладкой мускулатуре. В70% случаев обнаруживают антитела к нейтрофилам.
Диагноз ПСХ в 82% случаев подтверждается при эндоскопической холангиографии. Гистологические изменения в биоптатах печени обнаруживаются почти у всех больных ПСХ. Примерно в 40% случаев биопсия печени играет решающую роль в установке диагноза.
Диагностические критерии ПСХ:
18.4. Болезнь Вильсона–Коновалова
Хроническое заболевание печени, вызванное аутосомно-рецессивным нарушением метаболизма меди, с тенденцией прогрессировать в фульминантную печеночную недостаточность либо в хронический гепатит и цирроз или ассоциироваться с одним из этих осложнений. Дефектный ген располагается на длинном плече хромосомы 13. Болезнь Вильсона–Коновалова распространена во всем мире с частотой 30 на 1 млн населения. Несмотря на такую редкость, своевременное распознавание данного заболевания имеет большое значение, поскольку без лечения оно всегда заканчивается летально. Клинические признаки заболевания проявляются, как правило, в возрасте 6–25 лет. У всех пациентов моложе 30 лет с "этиологически неясным поражением печени" следует думать и о возможности болезни Вильсона–Коновалова.
Диагноз можно установить на основании типичной клинической картины: поражение печени и ЦНС, семейный характер заболевания, кольцо Кайзера–Флейшера на роговице при исследовании с помощью щелевой лампы. Однако кольцо Кайзера–Флейшера появляется на поздних стадиях болезни и может отсутствовать у детей и молодых больных.
Подтверждают диагноз данные о нарушении обмена меди:
18.5. Наследственный гемохроматоз
Наследственный (первичный) гемохроматоз (НГХ) - тяжелое, HLA-ассоциированное, многосистемное заболевание с аутосомно-рецессивным типом наследования, обусловленное генетическим дефектом, приводящее к увеличенному всасыванию железа в желудочно-кишечном тракте.
НГХ встречается у представителей белого населения, живущего в северной Европе. Частота гомозиготного носительства гена (больные НГХ) примерно 1:300. Частота гетерозиготного носительства среди белого населения 1:10–12.
Основным нарушением метаболизма железа при НГХ является увеличение всасывания железа в тонкой кишке, приводящее к его массивному поступлению в кровоток. Железо депонируется во многих органах, включая сердце, печень, поджелудочную железу, суставы, кожу, половые железы, эндокринные органы. Основное место накопления железа - печень.
Высокие показатели насыщения сывороточного трансферрина железом характеризуют начальную стадию заболевания и предшествуют повышенному поступлению железа в печень и другие органы. На более поздних этапах определенную роль в депонировании и токсичности играет не связанное с трансферрином железо.
Клиническое представление о пациентах с наследственным гемохроматозом изменилось за последние годы. Стали чаще выявлять бессимптомных больных на основании данных лабораторных исследований (случайное выявление повышенных показателей обмена железа в сыворотке крови, высокий уровень сывороточного трансферрина и процента насыщения трансферрина железом, а также повышенный уровень ферритина). Концентрация железа в сыворотке повышается до 200 мкг/дл и более (норма 50–150 мкг/дл).
При осмотре больных находят гепатомегалию и при лабораторных исследованиях выявляют повышение активности трансаминаз. У больных НГХ риск развития гепатоцеллюлярной карциномы увеличен в 200 раз. Цирроз и ГЦК являются причиной высокой смертности и малой продолжительности жизни больных НГХ. Наряду с этим употребление больших количеств алкоголя потенцирует развитие цирроза печени у этих больных.
Достаточно частым признаком НГХ является СД (у 60–80% больных). В большинстве случаев он сопровождается повышенным уровнем инсулина плазмы.
Пигментация кожи относится к классическим признакам НГХ. Считается, что она скорее всего связана с отложением меланина, а не железа.
Поражение суставов при НГХ впервые было описано в 1964 г. Чаще всего отмечаются изменения II и III пястных суставов. Дегенеративный артрит и псевдоподагра являются неспецифическими признаками НГХ. У всех больных с НГХ наблюдаются отложения кальция в суставных хрящах.
Потеря либидо и атрофии яичек и яичников встречаются в молодом возрасте. Данные нарушения связывают с расстройствами функции гипоталамуса или гипофиза.
Диагностика. НГХ необходимо исключить в следующих случаях:
При подозрении на НГХ биопсия печени обязательна. В ткани печени необходимо определять концентрацию и распределение железа. Если морфолог обнаруживает отложение железа во всех клетках паренхимы, а также в эпителии желчных протоков, то с высокой вероятностью можно думать о гемохроматозе. При НГХ накопление железа происходит преимущественно в гепатоцитах. При вторичных формах перенасыщения организма железом гистологически оно определяется в повышенных количествах в клетках ретикулоэндотелия.
Наиболее информативным в диагностике НГХ остается количественное определение железа с помощью атомно-абсорбционной спектрометрии.
Концентрация железа в здоровой печени составляет 50–100 мкг/100 мг сухой массы, а при гемохроматозе возрастает до 1000 мкг/100 мг сухой массы. В отдельных случаях концентрация железа превышает 10 мг/г сухой массы.
Диагностическое значение имеет определение печеночного индекса железа (ПИЖ) путем деления концентрации железа в печени на возраст больного:
ПИЖ = C Fe /В,
где C Fe - концентрация железа в печени, мкмоль/г сухого вещества; В - возраст, годы.
Печеночный индекс железа более 1,9 считается значимым для диагностики НГХ. После подтверждения диагноза НГХ на основании биопсии печени проводят генотипирование для выявления гетеро- или гомозиготного носительства гена у пробанда. Определяют мутацию гена HFE .
При гетерозиготном носительстве гена НГХ обоими родителями частота его наследования детьми составляет 25%.
Родственники, которые несут оба гаплотипа HLA, идентичных с пробандом, являются потенциальными гомозиготами. У большинства гомозигот можно ожидать развития болезни и накопления избыточного количества железа.
18.6. Болезнь печени, вызванная α1-антитрипсиновой недостаточностью
Хроническое заболевание печени, ассоциированное или вызванное аутосомно-рецессивным нарушением синтеза α1 -антитрипсина (ингибитора сывороточной α1 -протеазы). Поражение печени может привести к хроническому гепатиту и циррозу или может ассоциироваться с одним из этих осложнений.
Диагностика. Дефицит α1 -антитрипсина должен включаться в дифференциальный диагноз при неонатальном холестазе и независимо от возраста при хронических заболеваниях печени неуточненной этиологии. Диагноз устанавливается на основании определения фенотипа α1 -антитрипсина в сыворотке крови.
Риск развития хронического гепатита и цирроза печени у взрослых с фенотипом PiZZ увеличивается с возрастом и составляет 2% в 20–40 лет, 5% в 40–50 лет и 15% в возрасте старше 50 лет [3, 17].
18.7. Лабораторные синдромы при диффузных поражениях печени
С помощью современных биохимических исследований крови можно оценить характер патологического процесса в печени и выделить ряд лабораторных синдромов, отражающих повреждения гепатоцитов, нарушения поглотительно-экскреторной и синтетической функций печени, степень иммунопатологических расстройств [2, 14, 15, 19, 20]. Выделяют следующие синдромы: цитолитический, холестатический, печеночно-клеточной (синтетической) недостаточности и мезенхимально-воспалительный.
-
Синдром нарушения целостности гепатоцитов (синдром цитолиза) характеризуется повышением в плазме крови концентрации активности индикаторных ферментов - АСТ, АЛТ, ЛДГ и ее изоферментов - ЛДГ4 и ЛДГ5 ; специфических печеночных ферментов: фруктозо-1-фосфатальдолазы, сорбитдегидрогеназы, а также ферритина, сывороточного железа, витамина В12 и билирубина, главным образом за счет повышения прямой фракции.
В оценке степени активности патологического процесса основное значение придается активности трансаминаз АЛТ и АСТ. Повышение их активности в сыворотке крови менее чем в 5 раз по сравнению с верхней границей нормы рассматривается как умеренная, от 5 до 10 раз - как средней степени и свыше 10 раз - как высокой степени активность.
Рассчитывается коэффициент де Ритиса АЛТ/АСТ >1,4.
Морфологической основой этого синдрома являются гидропическая и ацидофильная дистрофия и некроз гепатоцитов с повреждением и повышением проницаемости клеточных мембран.
-
Синдром холестаза (нарушение экскреторной функции печени) сопровождается повышением уровня в сыворотке крови ЩФ, ЛАП, ГГТФ, холестерина, В-липопротеинов, конъюгированной фракции билирубина, желчных кислот, фосфолипидов, снижается экскреция бромсульфалеина (вофавердина) и радиофармакологических препаратов.
Морфологической основой внутриклеточного холестаза являются ультраструктурные изменения гепатоцита - гиперплазия гладкой цитоплазматической сети, изменения билиарного полюса гепатоцита, накопление компонентов желчи в гепатоците, которые нередко сочетаются с цитолизом гепатоцитов. При внутрипеченочном холестазе выявляют накопление желчи в желчных ходах, а при внепеченочном - расширение междольковых желчных протоков.
-
Синдром печеночно-клеточной недостаточности проявляется уменьшением содержания в сыворотке крови общего белка и особенно альбуминов, трансферрина, холестерина, II, V и VII факторов свертывания крови, холинэстеразы α-липопротеинов, но в то же время повышением уровня билирубина за счет неконъюгированной фракции. Морфологическим субстратом синдрома являются выраженные дистрофические изменения гепатоцитов и/или значительное уменьшение функционирующей паренхимы печени вследствие ее некротических изменений.
-
Мезенхимально-воспалительный синдром характеризуется гипергаммаглобулинемией, увеличением СОЭ, появлением в крови продуктов деградации соединительной ткани (С-реактивный белок, серомукоид и др.). Наблюдаются изменения показателей клеточных и гуморальных иммунных реакций (появляются антитела к субклеточным фракциям гепатоцита, ревматоидный фактор, АМА и ANA, изменения количества и функциональной активности Т- и В-лимфоцитов, а также повышение уровня иммуноглобулинов (A, M, G).
При морфологических исследованиях печени характерна активация и пролиферация лимфоидных и ретикулогистиоцитарных клеток, усиление фиброгенеза, формирование активных септ с некрозами гепатоцитов, внутрипеченочная миграция лейкоцитов, васкулиты.
При постановке диагноза ХГ нередко приходится проводить дифференциальную диагностику желтухи, используя ряд клинико-лабораторных и инструментальных методов исследования, включающих:
В настоящее время широко используется патогенетическая классификация желтух, где лабораторные показатели занимают ведущие позиции (табл. 18-7).
Типы желтух, фракции билирубина | Причинно-следственные связи |
---|---|
Надпеченочная желтуха |
|
Увеличение образования билирубина, непрямая (неконъюгированная) фракция |
– |
Гемоглобинопатия |
Серповидно-клеточная анемия |
Ферментопатии |
Дефицит глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы |
Нарушение строения эритроцитов |
Сфероцитоз |
Неэффективный эритропоэз |
Сидеробластная и В12 -дефицитная анемия |
Лекарственные препараты и другие химические соединения |
Допегит, алкоголь |
Инфекции |
Микоплазмоз, вирусные инфекции, сепсис |
Несовместимость групп крови и резус-фактора |
Переливание крови |
Травма форменных элементов крови (разрушение) |
Искусственные клапаны сердца, переохлаждение |
Аутоиммунные приобретенные |
Системная красная волчанка, гемолитическая анемия, гепатиты |
Злокачественные заболевания |
Лейкозы |
Внутрипеченочная желтуха |
|
Нарушение потребления (захвата) билирубина печеночными клетками, непрямая фракция |
– |
Инфекции, интоксикации, лекарства |
Постгепатитная гипербилирубинемия |
Нарушение конъюгации билирубина |
Синдром Жильбера, Криглера–Найяра и гепатиты |
Нарушения экскреции билирубина в желчные капилляры, прямая гипербилирубинемия (внутриклеточный холестаз) |
Синдромы Дабина–Джонсона, Ротора. Лекарственные воздействия (анаболические стероиды, аминазин и др.). Доброкачественная желтуха беременных |
Повреждения клеток печени (некрозы, воспаления и др.), гипербилирубинемия за счет прямой и непрямой фракции |
Гемохроматоз. Дефицит α1 -антитрипсина. Болезнь Вильсона–Коновалова. Вирусные гепатиты острые, хронические. Цитомегаловирус. Амебиаз. Лептоспироз. Инфекционный моноуклеоз. Гранулематозы. Рак печени первичный, метастатический |
Нарушения оттока желчи по внутрипеченочным желчным протокам, прямая гипербилирубинемия (внутрипеченочный холестаз) |
Первичный билиарный цирроз. Склерозирующий холангит. Лекарственные холестатические гепатиты |
Подпеченочная желтуха |
|
Нарушения оттока желчи по внепеченочным желчным протокам |
– |
Инфекционные заболевания |
Восходящий холангит |
Желчнокаменная болезнь |
Холедохолитиаз |
Травма |
Стриктура желчного протока |
Злокачественные новообразования |
Рак желчного протока, в том числе дуоденального сосочка. Рак поджелудочной железы |
При надпеченочных желтухах лабораторные данные характеризуются увеличением уровня в крови неконъюгированного билирубина, нормальной активностью сывороточных ЩФ, АЛТ, АСТ и ГГТФ, отсутствием билирубинурии, уробилинурией (не всегда), повышением в кале стеркобилина, ретикулоцитозом и нередко анемией, укорочением продолжительности жизни эритроцитов.
Внутрипеченочная желтуха с неконъюгированной гипербилирубинемией развивается в результате нарушения захвата билирубина печеночными клетками. Другой механизм данной желтухи - снижение конъюгации билирубина в гепатоцитах (ферментная желтуха). Эти желтухи могут быть наследственными (синдром Жильбера, Криглера–Найяра) и приобретенными (лекарственные острые и хронические паренхиматозные поражения печени, сепсис).
Лабораторные данные характеризуются увеличением содержания в крови уровня неконъюгированного билирубина, отсутствием билирубина в моче и уробилинурии, нормальной активностью в крови АЛТ, АСТ, ЩФ, ГГТФ, содержанием холестерина, отсутствием в крови ретикулоцитоза, анемии, изменений эритроцитов, содержание стеркобилина в кале снижено или нормальное.
Печеночно-клеточная желтуха с конъюгированной гипербилирубинемией - один из самых грозных и прогностически неблагоприятных синдромов острых и хронических поражений печени, свидетельствующий о выключении из функции более 2/3 печеночной паренхимы. Лабораторные данные при этом виде желтухи характеризуются увеличением уровня общего билирубина в крови с преобладанием конъюгированной фракции, активность АЛТ, АСТ часто превышает норму в 5 раз и более, активность ЩФ обычно повышена, но не более чем в 2 раза, отмечаются гипо- и нормохолестеринемия, билирубинурия, уробилинурия со снижением содержания стеркобилина в кале.
Реже печеночно-клеточная желтуха с конъюгированной билирубинемией может быть обусловлена внутриклеточным холестазом, в основе которого лежат нарушения внутриклеточного транспорта конъюгированного билирубина и экскреции его в желчь.
Для надпеченочных желтух характерны следующие лабораторные данные: конъюгированная гипербилирубинемия, билирубинурия, уробилин в моче отсутствует, стеркобилин в кале отсутствует или количество его снижено, увеличено содержание в сыворотке крови холестерина, повышена активность ЩФ (выше нормы в 3 раза и более), ГГТФ, трансаминаз.
При выявлении клинико-лабораторных признаков желтухи необходимо решить три основные диагностические задачи:
18.8. Методы оценки морфологических изменений в печени
Биопсия печени до настоящего времени оставалась важным методом диагностики ХГ и контроля лечения больных. Показания к проведению биопсии печени при хроническом гепатите:
Степень поражения печени и стадию заболевания определяют преимущественно путем обычного гистологического исследования. В дополнение к стандартным способам окраски часто применяют иммуногистохимические методики.
Наличие HbsAg в гепатоцитах свидетельствует о хронизации HBV-инфекции, а присутствие HbcAg - об активной репликации вируса, особенно если речь идет об избыточном накоплении HbcAg не только в цитоплазме гепатоцитов, но и в ядрах.
Тканевой HDV-антиген является более надежным маркером HDV-инфекции, чем HDV-антитела в сыворотке крови.
Степень активности ХГ определяется тяжестью, выраженностью и глубиной некровоспалительного процесса. Описаны различные системы определения степени активности ХГ. Чаще всего используют полуколичественный гистологический индекс активности (HAI), известный также как система Кноделля (балльная оценка разных компонентов повреждения) [32]. Однако следует отметить, что лишь первые три составляющие отражают степень активности, тогда как четвертая - стадию процесса (табл. 18-8).
Компонент | Диапазон цифровой оценки |
---|---|
Перипортальный некроз с наличием мостовидных некрозов или без них |
0–10 |
Интралобулярная дегенерация и фокальный некроз |
0–4 |
Портальное воспаление |
0–4 |
Фиброз |
0–4 |
Гистологическая оценка степени активности в одних случаях хорошо коррелирует с клиническими и биохимическими критериями, в других - не удается выявить тесной корреляции. Это происходит по разным причинам, включая ошибки при заборе биопсийного материала и тенденцию гистологических критериев медленнее изменяться в ответ на терапевтические воздействия, чем биохимические параметры. Кроме того, не установлена природа корреляции каждого биохимического теста с особенностями клеточных изменений или повреждений [19].
Стадии ХГ отражают динамику его развития. Гистологическая оценка стадий основывается на оценке распространенности фиброза и цирроза (табл. 18-9). При ХГ фиброзная ткань формируется внутри и вокруг портальных трактов, сочетаясь с явлениями перипортального некровоспалительного процесса [16, 27].
Цифровой индекс | Степень фиброза | R.G. Knodell и соавт. (1981) [32] | V. Desmet и соавт. (1995) [31] | R.J. Scheuer (1991) [35] |
---|---|---|---|---|
0 |
Нет фиброза |
Нет фиброза |
Нет фиброза |
Нет фиброза |
1 |
Слабовыраженный фиброз |
Фиброз и расширение портальных трактов |
Перипортальный фиброз |
Увеличенные фиброзно-измененные портальные тракты |
2 |
Умеренный фиброз |
– |
Порто-портальные септы (>1 септы) |
Перипортальный фиброз, порто-портальные септы |
3 |
Тяжелый фиброз |
Мостовидный фиброз (портопортальные или портоцентральные септы) |
Центрально-портальные септы (≥1 септы) |
Фиброз с нарушением архитектоники печени |
4 |
Цирроз |
Цирроз |
Цирроз |
Вероятный или определенный цирроз |
Ступенчатые некрозы могут распространяться на прилежащие портальные тракты и приводить к формированию порто-портальных септ. Более того, фиброзные септы распространяются на разные расстояния от портальных трактов в печеночные дольки, порой достигая центральных печеночных вен. Эти порто-центральные септы являются признаками активности процесса в дольках и их коллапса, то есть следствием мостовидных некрозов. Предполагается, что порто-центральные септы имеют большее значение при формировании цирроза, чем порто-портальные.
Для определения стадии заболевания кроме гистологической оценки имеет значение отсутствие или наличие такого осложнения, как портальная гипертензия.
Цирроз представляет собой финальную и необратимую стадию ХГ [13, 18, 22, 28]. Для оценки тяжести цирроза печени предлагается пользоваться критериями Чайлда–Пью, которые основываются на данных биохимических исследований (билирубин, альбумин, протромбин) и клинических проявлениях - асцит и энцефалопатия (табл. 18-10).
Показатель |
Баллы |
||
---|---|---|---|
1 |
2 |
3 |
|
Билирубин, мкмоль/л |
<20 |
20–30 |
>30 |
Альбумин, г/л |
>35 |
28–35 |
<28 |
Протромбиновое время, с (протромбиновый индекс, %) |
1–3 (>60) |
4–6 (40–60) |
>6 (<40) |
Асцит |
Нет |
Легко контролируемый |
Плохо контролируемый |
Энцефалопатия |
Нет |
Небольшая/умеренная |
Умеренная/выраженная |
Количество баллов |
5–6 |
7–9 |
10–15 |
Класс |
А |
В |
С |
Класс А по данной классификации соответствует состоянию компенсации; класс В - субкомпенсации; класс С - декомпенсации печеночного процесса.
В клинике Мейо (США) была разработана классификация тяжести состояния пациентов с терминальным заболеванием печени MELD (Modelfor End-Stage Liver Disease), которая в последующем совершенствовалась и неоднократно модифицировалась (MELD-Na, DeltaMELD, MELD-XI, MELD-gender) [34].
Данные прогностические системы (Чайлд–Пью и MELD), определяющие тактику ведения и прогноз жизни больных с циррозом печени, на 98% основаны на лабораторных исследованиях, от точности которых зависит успех терапии.
18.9. Неинвазивные диагностические тесты при хронических диффузных заболеваниях печени
Основной путь прогрессирования хронических диффузных заболеваний печени - развитие последовательных стадий фиброза с формированием в конечном итоге цирроза и рака печени.
Одним из ключевых вопросов в лабораторной диагностике ХГ и цирроза печени является определение степени фиброза, поэтому разработка новых методов неинвазивной диагностики процесса фиброгенеза представляется весьма актуальной.
В настоящее время известно более десятка таких расчетных индексов (Forns, FIB-4, MDA, APRI и др.).
В последние годы в качестве альтернативы чрескожной пункционной биопсии печени у пациентов при различных формах хронических заболеваний печени стали использовать неинвазивные методы диагностики стадий фиброза и оценки некровоспалительного процесса в печеночной ткани (BioPredictive, Франция). Первоначально эти тесты разрабатывались для больных хроническим гепатитом С и В, а затем стали применяться и при других нозологических формах хронических заболеваний печени [30, 31, 33].
Биопрогностические тесты [21]:
-
ФиброМакс является сочетанием пяти неинвазивных тестов: ФиброТест и АктиТест, СтеатоТест, НешТест, АшТест;
-
АктиТест - оценивается вирусная некровоспалительная активность;
-
СтеатоТест - диагностируется стеатоз печени (жировая дегенерация печени) преимущественно вследствие нарушения содержания АЛТ и ГГТФ;
-
АшТест - диагностируется тяжелый алкогольный стеатогепатит у лиц, употребляющих алкоголь в больших количествах;
-
НешТест - диагностируется неалкогольный стеатогепатит у пациентов с избыточной массой тела, резистентностью к инсулину, с СД и гиперлипидемией.
ФиброТест включает шесть биохимических показателей, а ФиброМакс, помимо этих биомаркеров, включает: АСТ, уровень глюкозы натощак, триглицериды и общий холестерин (всего 10) (табл. 18-11).
^Биохимический показатель | ФиброТест | ФиброМакс |
---|---|---|
α2 -Макроглобулин |
+ |
+ |
Гаптоглобин |
+ |
+ |
Аполпротеин А1 |
+ |
+ |
Гамма-глутамилтрансфераза |
+ |
+ |
Общий билирубин |
+ |
+ |
Аланинаминотрансфераза |
+ |
+ |
Аспартатаминотрансфераза |
– |
+ |
Глюкоза крови натощак |
– |
+ |
Триглицериды |
– |
+ |
Общий холестерин |
– |
+ |
Из представленных данных с учетом возраста и пола пациента рассчитывается показатель, позволяющий при высокой чувствительности и специфичности определить стадию фиброза и степень активности ХГ (табл. 18-12). Унифицированный калькулятор расчета показателя Фибро- и АктиТеста представлен на сайте www.biopredictiv.com.
ФиброТест | Оценка стадии фиброза | АктиТест | Оценка степени активности хронического гепатита |
---|---|---|---|
0,75–1,00 |
F4 |
– |
– |
0,73–0,74 |
F3-F4 |
0,64–1,00 |
A3 |
0,59–0,72 |
F3 |
0,61–0,63 |
A2–A3 |
0,49–0,58 |
F2 |
0,53–0,60 |
A2 |
0,32–0,48 |
F1-F2 |
0,37–0,52 |
A1–A2 |
0,28–0,31 |
F1 |
0,30–0,36 |
A1 |
0,22–0,27 |
F0-F1 |
0,18–0,29 |
A0–A1 |
0,00–0,21 |
F0 |
0,00–0,17 |
A0 |
Результаты этих тестов могут быть переведены в стандартные наиболее часто используемые шкалы гистологических индексов - METAVIR [29], Knodell, Ishak (табл. 18-13).
ФиброТест |
Оценка стадий фиброза |
||
---|---|---|---|
METAVIR |
Knodell |
Ishak |
|
0,75–1,00 |
F4 |
F4 |
F6 |
0,73–0,74 |
F3–F4 |
F3-F4 |
F5 |
0,59–0,72 |
F3 |
F3 |
F4 |
0,49–0,58 |
F2 |
F1–F3 |
F3 |
0,32–0,48 |
F1–F2 |
F1–F3 |
F2–F3 |
0,28–0,31 |
F1 |
F1 |
F2 |
0,22–0,27 |
F0–F1 |
F0–F1 |
F1 |
0,00–0,21 |
F0 |
F0 |
F0 |
Для полной оценки степени фиброза печени, кроме лабораторных методов, используют неинвазивные инструментальные методы диагностики. К ним относятся эластометрия печени (аппарат "Фиброскан", Echosens, Франция); допплеровское исследование сосудов; КТ и МРТ.
18.10. Дополнительные (современные) показатели оценки функций печени
α-Глутатион-S-трансфераза в сыворотке крови
В печени α-GST локализована в гепатоцитах, тогда как PiGST (η-GST) находится в клетках желчных протоков. Гетерогенность распределения субклассов GST предполагает, что изоферменты обладают in vivo уникальными биологическими функциями в различных отделах печени, и что определение уровня субклассов GST в биологических жидкостях могло бы быть очень полезно для контроля целостности определенных тканей печени.
В настоящее время повреждения гепатоцитов контролируют с помощью ферментов, например АЛТ и АСТ [2, 10]. Недостатком этих маркеров является то обстоятельство, что они не распределены равномерно в печени: их концентрация в перипортальной зоне выше, чем в центре долек. Напротив, α-GST присутствует в высокой концентрации и в центре долек, и в перипортальной зоне. Так как центральная зона долек очень чувствительна к повреждению при различных условиях, включая отторжение трансплантата, вирусный гепатит, хронический активный гепатит и гепатотоксичность, α-GST является более чувствительным индикатором острого повреждения гепатоцитов по сравнению с традиционными маркерами.
η-Глутатион-S-трансфераза в сыворотке крови
η-Глутатион-S-трансфераза (η-GST) находится в цитоплазме клеток желчных канальцев печени. η-GST была идентифицирована как основной изофермент глутатион-S-трансферазы в желчи. Таким образом, определение билиарного уровня η-GST может иметь значение при выявлении повреждений желчных канальцев. Энзиматическая активность билиарной GST ингибируется высокой концентрацией солей, присутствующих в человеческой желчи [31]. Определение η-GST с помощью иммуноферментного анализа позволяет избежать влияния солей. Повышенный уровень η-GST наблюдается при отторжении трансплантата, первичном билиарном циррозе, гепатоцеллюлярной карциноме. Таким образом, количественное определение η-GST в желчи человека может иметь значение для оценки статуса желчных канальцев печени у пациентов, относящихся к группе риска из-за наличия иммунологических или токсин-индуцированных поражений печени. Показано также повышение уровня η-GST в плазме при хронических холестатических заболеваниях и холангиокарциноме. Кроме того, есть основания считать, что повышенные количества тканевой и плазменной η-GST могут быть выявлены при различных злокачественных заболеваниях.
Коллаген IV в сыворотке крови
Хронические заболевания печени включают различные прогрессирующие расстройства, приводящие в итоге к циррозу печени и характеризующиеся чрезмерным накоплением коллагена.
Несмотря на то что при развитии фиброза в печени накапливаются различные коллагены (тип I, III, IV, V, VI), коллаген IV типа, являющийся компонентом базальной мембраны, заслуживает особого внимания по нескольким причинам. Его уровень отражает текущие гепатоцеллюлярные повреждения и дисфункции. Коллаген IV играет важную роль в гепатоцеллюлярной регенерации лобулярной структуры. Кроме того, этот тип коллагена синтезируется в первую очередь при различных повреждениях печени. При вирусном гепатите уровень коллагена IV в сыворотке увеличивается соответственно степени развития фиброза [12, 24]. У пациентов, пролеченных интерфероном, в случае успешного лечения уровень коллагена IV имел тенденцию к уменьшению. Коллаген IV, таким образом, может использоваться как параметр оценки антивирусной терапии. Хроническая интоксикация печени может приводить к печеночному фиброзу. Так, длительная терапия метотрексатом может вызвать фиброз печени, так что коллаген IV является перспективным тестом для изучения терапии этим и другими препаратами, прием которых связан с риском фиброза печени.
Гиалуроновая кислота
Гиалуроновая кислота, продуцируемая фибробластами соединительной ткани, поступает в кровоток по лимфатической системе. В норме гиалуроновая кислота быстро удаляется из кровотока специфическими рецепторами, экспрессирующимися синусоидальными клетками печени. При различных заболеваниях печени, таких как цирроз, этот рецепторный механизм удаления нарушается, что приводит к возрастанию уровня гиалуроновой кислоты в сыворотке.
Показано, что уровень таких компонентов, как коллаген IV типа (IV-C) и гиалуроновая кислота, повышен в крови при хронических вирусных инфекционных заболеваниях печени и коррелирует со стадией фиброза печени [24, 25]. Клиническое значение инфицирования вирусом гепатита С выражается в предрасположенности к развитию цирроза печени и, иногда, гепатоцеллюлярной карциномы. Эти показатели снижались только при полном исчезновении РНК вируса гепатита С из крови с помощью интерферона. Так как интерферон может быть не столь эффективен при лечении хронического гепатита С на поздней стадии фиброза, оценка степени фиброза печени может помочь выявить тех пациентов, для которых лечение будет успешным. Обычно такая оценка базируется на данных биопсии. Ее результаты позволяют предположить, что определение уровня гиалуроновой кислоты в сыворотке крови может быть использовано для мониторинга лечения интерфероном и служить альтернативой биопсии печени. Также показано, что средний уровень гиалуроновой кислоты в группе пациентов, проходивших лечение по поводу злоупотребления алкоголем и не имевших каких-либо клинических или лабораторных данных о патологии печени, был достоверно выше, чем средний уровень гиалуроновой кислоты у здоровых доноров. Такие результаты свидетельствуют, что определение концентрации гиалуроновой кислоты в сыворотке клинически значимо и может быть использовано для серологической диагностики цирроза. Более того, показанные достоверные различия уровней гиалуроновой кислоты у здоровых людей и у пациентов, проходящих лечение по поводу злоупотребления алкоголем, предполагают возможность использования гиалуроновой кислоты как маркера раннего выявления дисфункций печени.
Антимитохондриальные антитела (АМА М2, АМА М4, АМА М9)
АМА - гетерогенная группа аутоантител против различных белков, расположенных на внутренней и наружной мембранах митохондрий. Их основные антигены находятся в тканях. АМА имеют диагностическое значение для ПБЦ - хронического заболевания печени, протекающего с воспалением и обструкцией внутрипеченочных желчных протоков, циррозом и развитием печеночной недостаточности. АМА выявляются только у 8% больных с аутоиммунным гепатитом. Данные аутоантитела могут свидетельствовать о неправильно поставленном диагнозе, о наличии заболевания со смешанными признаками или о ложноположительном результате (в редких случаях). При ПБЦ АМА вырабатываются преимущественно к антигену внутренней мембраны митохондрий М2, представляющему собой Е2-субъединицу пируватдегидрогеназного комплекса (Е2-ПДГ). АМА к антигену М4 выявляются при перекрестном синдроме с АИГ, к М8 - при быстро прогрессирующей форме ПБЦ, к М9 - на ранних стадиях ПБЦ и иногда у родственников больных. Образование антител к некоторым митохондриальным антигенам не связано с ПБЦ: так, АМА МЗ вырабатываются при лекарственном гепатите, АМА М5 - при системных заболеваниях соединительной ткани.
В заключение следует отметить, что комплексное использование лабораторных, клинических и морфологических данных отвечает современным потребностям диагностики хронического гепатита и его трансформации в цирроз и ГЦК.
Существующие серологические тесты позволяют в большинстве случаев хронического гепатита установить этиологический диагноз и расшифровать фазы инфекции (репликация, персистирование вируса). Лабораторные и клинико-морфологические исследования помогают установить степень активности, тяжесть и стадию течения ХГ [17, 31].
Следовательно, окончательный диагноз ХГ должен базироваться на трех критериях:
Знание этих критериев дает возможность решать вопросы прогнозирования и адекватной терапии хронических гепатитов, цирроза и рака печени.
Список литературы
-
Апросина З.Г. Аутоиммунный гепатит // Клиническая фармакология и терапия. 2009. № 1. С. 4–9.
-
Биохимия: учебник / под ред. Е.С. Северина. 5-е изд., испр. и доп. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2016. 768 с.
-
Болезни печени и желчевыводящих путей / под ред. В.Т. Ивашкина. М.: Медицина, 2005. 536 с.
-
Буторова Л.И. Неалкогольная жировая болезнь печени как проявление метаболического синдрома: эпидемиология, патогенез, особенности клинического проявления, принципы диагностики, современные возможности лечения: пособие для врачей. М.: Форте принт, 2012. 52 с.
-
Буторова Л.И. Холестероз желчного пузыря: патогенез, клиника, диагностика, принципы консервативной терапии: пособие для врачей. М.: Форте принт, 2012. 52 с.
-
Гастроэнтерология и гепатология. Клинический справочник / под ред. Н.Дж. Талли, В.А. Исакова, А. Сигала, М.Д. Уэлтмана. М.: Практическая медицина, 2012. 570 с.
-
Гастроэнтерология и гепатология: Диагностика и лечение: руководство для врачей / под ред. А.В. Калинина, А.И. Хазанова. М.: Миклош, 2007. 600 с.
-
Гастроэнтерология. Национальное руководство / под ред. В.Т. Ивашкина, Т.Л. Лапиной. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2018. 464 с.
-
Герок В., Блюм Х.Е. Заболевания печени и желчевыводящей системы. М.: МЕДпресс-информ, 2009. 199 с.
-
Григорьев П.Я., Яковенко Э.П. Диагностика и лечение болезней органов пищеварения. М.: Медицина, 1996. 515 с.
-
Драпкина О.М., Яфарова Я.Я. Неалкогольная жировая болезнь печени и сердечно-сосудистый риск: состояние проблемы // Рациональная фармакотерапия в кардиологии. 2017. Т. 13, № 5. С. 645–650.
-
Ивашкин В.Т. Эволюция проблемы вирусных гепатитов // Российский журнал. гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 1995. Т. 5, № 2. С. 6–9.
-
Ивашкин В.Т., Алексеенко С.А., Колесов Т.А. и др. Резолюция экспертного совета. Посвященного проблемам диагностики и лечения функциональных заболеваний желудочно-кишечного тракта // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2014. Т. 24, № 2. С. 92-101.
-
Ипатова М.Г., Шумилова П.В., Мухина Ю.Г. Интерпретация биохимического анализа крови при патологии печени: пособие для врачей. М.: Прима принт, 2017. 136 с.
-
Карпищенко А.И., Москалев А.В., Кузнецов В.В., Жерегеля С.Н. Клиническая лабораторная диагностика заболеваний печени и желчевыводящих путей. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2020. 464 с.
-
Курышева М.А. Фиброз печени: прошлое, настоящее и будущее // Российский медицинский журнал Болезни органов пищеварения. 2010. Т. 18, № 28. С. 1064–1072.
-
Логинов А.С., Блок Ю.Е. Хронические гепатиты и циррозы печени. М.: Медицина, 1987. 272 с.
-
Малеев В.В., Ситников И.Г., Бохонов М.С. Вопросы гепатологии: учебное пособие / под ред. В.В. Малеева. СПб.: СпецЛит, 2016. 367 с.
-
Медицинские лабораторные технологии: руководство для врачей: в 2 т. / под ред. А.И. Карпищенко. 3-е изд., перераб. и доп. Т. 2. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. 792 с.
-
Меньшиков В.В. Методики клинических лабораторных исследований. М.: Лабора, 2008. 448 с.
-
Павлов Ч.С., Глушенков О.В., Ивашкин В.Т. Современные возможности эластометрии, фибро- и актитеста в диагностике фиброза печени // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии и колопроктологии. 2008. Т. 18, № 4. С. 43–52.
-
Подымова С.Д. Болезни печени. 5-е изд., перераб. и доп. М.: Медицинское информационное агентство, 2018. 984 с.
-
Полунина Т.Е. Лекарственные поражения печени // Русский медицинский журнал. 2018. № 7. С. 7–12.
-
Рахманова А.Г., Неверов В.А., Кирпичникова Г.И. и др. Вирусные гепатиты (этиопатогенез, эпидемиология, клиника, диагностика и терапия). Кольцово, 2003. 57 с.
-
Трухан Д.И., Викторова И.А., Лялюкова Е.А. Болезни желчного пузыря и желчевыводящих путей: учебное пособие / под ред. Д.И. Трухана. СПб.: СпецЛит, 2016. 160 с.
-
Циммерман Я.С. Фиброз печени: патогенез, методы диагностики, перспективы лечения // Клиническая фармакология и терапия. 2017. Т. 26, № 1. С. 54–58.
-
Шифф Ю.Р., Соррел М.Ф., Мэддре У.С. Цирроз печени и его осложнения. Трансплантация печени: пер. с англ. / под ред. В.Т. Ивашкина, С.В. Готье, Я.Г. Мотсюка, М.В. Маевской. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. 592 с.
-
Bedossa P., Poynard T. and the French METAVIR cooperative study group An algorithm for the grading of activity in chronic hepatitis C // Hepatology. 1996. Vol. 24. P. 289–293.
-
Chapel H., Haney M., Misbash S. et al. Essential of Clinical immunology: 6th ed. Chichester: John Wiley & Sons, 2014. 376 p.
-
Desmet V., Gerber M., Hoofnagle J.M. et al. Классификация хронического гепатита: диагностика, определение степени тяжести и стадии течения // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 1995. Т. 5, № 2. С. 38–45.
-
Knodell R.G., Jshak K.G., Black W.C. et al. Formulation and application of a numerical scoring system for assessing histological activity in asymptomatic chronic active hepatitis // Hepatology. 1981. Vol. 1. P. 431–435.
-
Lok A., Mc Mahon B. AASLD Practice guidelines Chronic Hepatitis B // Hepatology. 2007. Vol. 45, N 2. P. 507–539.
-
Ruf A.E., Yantorno S., Descaizi V.I. et al. Addition of serum sodium in to the MELD score predicts waiting list mortality better than MELDalone; a single center experience // Am. J. Transplant. 2004. Vol. 4. P. 438–445.
-
Scheuer P. Classification of chronic viral hepatitis: a need for reassessment // J. Hepatol. 1991. Vol. 13, N 3. Р. 372–374.
Глава 19. Программы и алгоритмы диагностики наиболее часто встречающихся нарушений гемостаза
Система гемостаза представляет собой совокупность морфофункциональных и биохимических механизмов, обеспечивающих остановку кровотечения и вместе с тем поддерживающих кровь в жидком состоянии внутри сосудов. Можно с уверенностью сказать, что это система поддержания крови в физиологическом агрегатном состоянии.
Основными компонентами системы гемостаза являются сосудистая стенка (особенно ее эндотелиальная выстилка и субэндотелий), клетки крови, а также плазменные и клеточные ферментные системы: свертывающая, фибринолитическая, антикоагулянтная, калликреин-кининовая, комплемента. Схематически эти чрезвычайно тесно связанные и взаимозависимые по своим функциональным и регуляторным позициям компоненты можно представить в виде трех составных частей (рис. 19-1).

Формирование тромба - многокомпонентный процесс, состоящий из двух этапов: первичного - микроциркуляторного или сосудисто-тромбоцитарного (рис. 19-2) и вторичного - макроциркуляторного или плазменно-коагуляционного (рис. 19-3). Инициация этих двух этапов начинается одновременно и идет параллельно, но первичный гемостаз завершается быстрее, создавая основу для последующих реакций плазменно-коагуляционного звена.


19.1. Сосудисто-тромбоцитарный гемостаз
Сосудисто-тромбоцитарный (первичный) гемостаз обеспечивает остановку кровотечения из мелких сосудов за счет их спазма, адгезии, агрегации, секреции из тромбоцитов биологически активных веществ, с образованием белого тромбоцитарного тромба, его сокращения (ретракции) и уплотнения.
В течение нескольких секунд после травмы сосудистой стенки происходит сокращение как поврежденного, так и соседних кровеносных сосудов, при этом свободные края сосуда вокруг зоны травматизации вворачиваются внутрь, частично перекрывая кровоток в месте повреждения. Ведущую роль в модуляции этих изменений играет эндотелин.
Эндотелин (ЕТ) - пептидный гормон, состоящий из 21 аминокислоты, относится к группе цитокинов, имеет три изоформы (ЕТ-1, ЕТ-2 и ЕТ-3). Образуется эндотелин из предшественника пре-про-ЕТ (который иногда обозначается как большой эндотелин) под действием эндотелинпревращающего фермента. В низких концентрациях эндотелин действует на эндотелиальные рецепторы, вызывая высвобождение факторов релаксации, а в более высоких - активирует рецепторы на гладких мышечных клетках, стимулируя стойкую вазоконстрикцию.
ЕТ-1 - наиболее сильный вазоконстриктор из всех известных факторов доминирует в эндотелиальных клетках сосудов человека. Он также присутствует в небольших количествах в ГМК и кардиомиоцитах. Синтез ЕТ и освобождение его из эндотелиальных клеток стимулируют тромбин, адреналин, ангиотензин, вазопрессин, некоторые цитокины.
Большая часть ЕТ секретируется внутрь сосудистой стенки, где расположены специфичные высокоаффинные рецепторы. ЕТ, секретируемый наружу, взаимодействует с собственными рецепторами на клеточной мембране, а также стимулирует ангиотензинпревращающий фермент (АПФ), который переводит неактивный ангиотензин I в вазоконстриктор ангиотензин II.
Сосудисто-тромбоцитарный гемостаз осуществляется на основе взаимодействия тромбоцитов с сосудистой стенкой в местах ее повреждения. Благодаря своим уникальным свойствам неповрежденный эндотелий интактен. Он не смачивается, в нем синтезируются биологически активные вещества, определяющие его общий антитромботический потенциал: дезагрегирующая эндоперекись - простациклин (PgI2 ), оксид азота (NO), антитромбин III - основной эндогенный антикоагулянт, активатор плазминогена тканевого типа (ТАП), ингибитор тканевого пути свертывания (англ. TFPI - tissue factor pathway inhibitor), тромбомодулин и, наконец, на рецепторах эндотелиоцитов фиксируются комплексы гепарин - антитромбин III (табл. 19-1).
Антикоагулянты и компоненты системы фибринолиза | Прокоагулянты |
---|---|
Гепарансульфат |
Тканевой фактор* |
Тромбомодулин |
Ингибитор активатора плазминогена 1-го типа |
Аденозиндифосфатаза |
Фактор Виллебранда |
Простациклин, простагландины Е2, В2 |
Рецептор для фактора Ха |
Азота оксид |
Коллаген IV (рецептор для фактора IXi) |
Тканевой активатор плазминогена |
Индуцированный гипоксией активатор фактора X |
Урокиназный активатор плазминогена |
Липополисахаридиндуцированный активатор протромбина |
Ингибитор пути тканевого фактора |
Эндотелиальный рецептор протеина С |
Аннексин V |
– |
Аннексин II |
– |
Протеин S |
– |
Эндотелийпродуцируемый фактор релаксации |
– |
*Доказано в экспериментах in vitro; in vivo имеются лишь единичные данные.
Так как ламинарная сторона эндотелиоцитов и тромбоциты заряжены отрицательно, то адгезии (прилипания) последних к стенке сосудов не происходит. Отрицательный заряд мембран сформирован так называемым Z-потенциалом. При изменении отрицательного заряда на эндотелии как вследствие деполяризации мембран эндотелиоцитов, так и при их повреждении создаются условия для усиления адгезии тромбоцитов. Несмотря на отрицательно заряженную поверхность, эндотелий активно поглощает тромбоциты - до 35 000 мкл/сут. Это так называемая ангиотрофическая функция тромбоцитов. Считается, что при тромбоцитопениях одной из причин возникновения дистрофии эндотелия, ломкости сосудов, кровотечений, является частичная утрата данной функции.
Процесс свертывания крови в целом, как и первичный гемостаз в частности, инициируется вследствие повреждения сосудистой стенки. При повреждении эндотелия создается чужеродная "тромбогенная" контактная поверхность, которая активирует тромбоциты и тем самым инициирует процесс их взаимодействия со стенкой сосудов [12].
В первые секунды после повреждения сосуда происходит активация и адгезия тромбоцитов к его краям, микрофибриллам, эластиновым и коллагеновым волокнам. Процесс адгезии сходен с распластыванием клеток на чужеродной поверхности (стекле и др.). Активация тромбоцита происходит под действием разнообразных физических и химических веществ - агонистов (табл. 19-2).
В организме | Основные агонисты тромбоцитов |
---|---|
В организме здорового человека:
|
Аденозиндифосфат, адреналин, серотонин, тромбин, плазмин, фактор, активирующий тромбоциты, тромбоксан А2 , простагландины G2 и H2 , фактор Виллебранда |
|
Коллаген, микрофибриллы вокруг эластина, фактор Виллебранда |
В организме больного:
|
Протеолитические ферменты, антитромбоцитарные антитела, иммунные комплексы, бактерии, вирусы, опухолевые клетки |
В процессе активации тромбоцит резко увеличивается в размерах, при этом делая доступными для воздействия свои многочисленные гликопротеиновые мембранные рецепторы, которые можно разделить на первичные и вторичные. Первичные рецепторы реагируют непосредственно на действие активирующего фактора, вторичные открываются только после активации тромбоцита. Каждый рецептор имеет один или несколько физиологических агонистов и может связывать их с высокой или с низкой аффинностью [1]. В табл. 19-3 представлены данные об основных рецепторах на поверхности тромбоцитов и их агонистах.
Обозначение рецепторов | Лиганды рецепторов | Рецепторные группы | ||
---|---|---|---|---|
Р2R |
Аденозиндифосфат |
Адениловых нуклеотидов |
Рецепторы для растворимых физиологических агонистов |
|
A2adrR |
Адреналин |
Биогенных аминов |
||
5HT2 K |
Серотонин |
|||
H1 R |
Гистамин |
|||
V1 R |
Вазопрессин |
Пептидных гормонов |
||
Ангиотензин II |
||||
ThrR типа (7ТМR или STDR) |
Тромбин |
Ферментов |
||
Плазмин |
||||
PAFR |
PAF |
Липидов |
||
TPR |
TXA2 , PGG2 , PGH2 |
Метаболитов арахидоновой кислоты |
||
EP3 R |
PGE2 |
|||
EP1 R |
PGE1 |
|||
IPR |
PGI2 |
Метаболитов арахидоновой кислоты |
Рецепторы для растворимых физиологических антагонистов |
|
EP2 R, EP1 R |
PGE2 |
|||
DPR |
PGD2 |
|||
HP2 R |
Гистамин |
Биогенных аминов |
||
β2 adrR |
Норадреналин |
|||
P1 R |
Аденозин |
|||
Гликопротеины IbVIX |
Фактор Виллебранда и тромбин |
Рецепторы для кофакторных белков адгезии и агрегации (плазмы и субэндотелиального матрикса) |
||
Интегрины αIIbβ3 |
Гликопротеины GPIIbIIIa |
Фибриноген, фактор Виллебранда, фибрин, фибронектин, витронектин, тромбоспондин |
||
αv β3 |
VNR |
Витронектин |
||
α5 β1 |
GPIc–IIa |
Фибронектин |
||
α5 β1 |
GPIc’–IIa |
Ламинин |
||
α2 β1 |
GPIa–IIa |
Коллаген |
||
GPIIIb |
Тромбоспондин |
Так, при помощи рецепторов GPIa-IIa и GPVI тромбоцит непосредственно связывается с коллагеном субэндотелия сосудистой стенки. При этом эта связь возможна только в местах с малой скоростью тока крови (так называемое низкое напряжение сдвига). При высокой скорости кровотока (так называемое высокое напряжение сдвига) взаимосвязь тромбоцита с коллагеном осуществляется при помощи рецептора GPIb и высокомолекулярного кофактора адгезии - фактора Виллебранда (vWF), а также фибронектина, витронектина, ламинина, тромбоспондина и др. In vivo оба эти механизма работают параллельно. Фактор Виллебранда в зону повреждения поступает из плазмы, секретируется эндотелием и самими тромбоцитами.
В кровотоке здорового взрослого человека количество тромбоцитов от 150 до 450×109 /л, из них постоянно активированных от 20 до 40%. Это как бы "дежурные" клетки, которые в любой момент готовы мгновенно инициировать процесс свертывания крови. В гранулах и в тубулярной системе тромбоцита содержится более 30 активных веществ, которые моментально могут быть выделены в кровоток (реакция высвобождения). Помимо этого, на мембране тромбоцита адсорбированы почти все плазменные факторы свертывания крови, включая фибриноген.
Параллельно с адгезией осуществляется агрегация тромбоцитов - наслаивание друг на друга и сцепление их между собой. Процесс агрегации усиливается под действием АДФ, выделяющегося из поврежденных эритроцитов и сосудистой стенки. Агрегация и адгезия тромбоцитов в значительной степени определяются соотношением тромбоксана ТхА2 и простациклина PgI2 . Первое вещество выделяется в основном из тромбоцитов, а второе синтезируется преимущественно эндотелием. Синтез простациклина и тромбоксана осуществляется под действием циклооксигеназы из арахидоновой кислоты, которая, в свою очередь, входит в состав фосфолипидов клеточных мембран. Действие этих метаболитов носит разнонаправленный характер. PgI2 расширяет кровеносные сосуды, активирует тромбоцитарную аденилатциклазу, увеличивая концентрацию цАМФ, снижает уровень цитоплазматического кальция и таким образом способствует дезагрегации тромбоцитов. ТхА2 наоборот, сужает кровеносные сосуды, ингибирует тромбоцитарную аденилатциклазу, активирует фосфодиэстеразу. Все это приводит к уменьшению содержания цАМФ, способствуя увеличению уровня Са2+ в цитоплазме тромбоцита и доступности его рецепторов для фибриногена, что в свою очередь активирует процесс агрегации тромбоцитов. Соотношение количества простациклина в эндотелиальных клетках и тромбоксана в тромбоцитах при локальном тромбообразовании имеет большой физиологический смысл: тромбоцитарный тромб, формируясь в месте повреждения сосуда, не должен распространяться по неповрежденной сосудистой стенке, а местная активация тромбоцитов не должна становиться системно диссеминированной. Стимулированные эндотелиоциты у края повреждения, синтезируя и секретируя простациклин, вынуждают тромбоциты вернуться к своей первоначальной, неактивной форме [9].
Синтез простациклина и тромбоксана зависит от ряда лекарственных препаратов, часто применяемых в терапии. Стероидные гормоны, используемые как противовоспалительные средства, ингибируют фосфолипазы, при этом угнетается образование широкого спектра медиаторов из фосфолипидов клеточных мембран, в том числе медиаторов воспаления и продуктов каскада арахидоновой кислоты. Именно поэтому наряду с противовоспалительным действием стероидные гормоны оказывают ряд эффектов, в том числе и на систему гемостаза. Ацетилсалициловая кислота (Аспирин♠ ) ацетилирует и ингибирует циклооксигеназу тромбоцитов и эндотелиоцитов, практически прекращая синтез тромбоксана (ТХА2 ) и простациклина (PGI2 ). Инактивация происходит очень быстро и практически необратимо. Тромбоциты не способны ресинтезировать циклооксигеназу (они получают ее из мегакариоцитов), тогда как метаболически активные эндотелиальные клетки вновь ресинтезируют этот фермент, таким образом восстанавливая образование PGI2. Следовательно, ацетилсалициловая кислота в низких дозах - средство для лечения и профилактики артериальных тромбозов. Ее применение в высоких дозах тормозит образование простациклина, то есть блокирует антитромботическое действие, что может привести к тромбозу.
Одновременно с агрегацией осуществляются реакции высвобождения содержимого гранул тромбоцитов, что значительно усиливает адгезивно-агрегационную функцию, а саму агрегацию делает необратимой. Исследование агрегации тромбоцитов в клинике имеет большое практическое значение, так как позволяет диагностировать и оценивать эффективность лечения многих форм кровоточивости, проводить контролируемое лечение антиагрегантами. Агрегация бывает первичной (обратимой) и вторичной (необратимой). Обратимая агрегация развивается под действием слабых стимуляторов (агонистов), таких как АДФ, ТхА2 . При этом происходят лишь частичные конформационные изменения молекул, вызывающие обратимое соединение с другими клетками и частичную секрецию гранул. Спустя небольшое время тромбоцит способен возвратиться в интактное состояние и вновь поступить в ток крови [1].
Для осуществления вторичной агрегации необходимо дополнительное действие ТхА2 , повышение концентрации ионизированного внутриклеточного Са2+ или влияние крайне сильных индукторов-стимуляторов типа коллагена и тромбина. Тонкий механизм агрегации заключается в том, что в процессе действия стимуляторов на тромбоцит осуществляется представление фибриногеновых гликопротеиновых рецепторов (GPIIb–IIIa) тромбоцитов друг другу. Благодаря этому феномену кровяные пластинки соединяются (агрегируют). Комплекс GPIIb–IIIa является интегриновым рецептором тромбоцитов, который взаимодействует в первую очередь с фибриногеном (фибриногеновый рецептор). Интегрины - трансмембранные гликопротеины, организующие межклеточные взаимодействия, а также соединения клеток с субэндотелиальным матриксом. Взаимодействие интегринов с соответствующими лигандами обеспечивается их способностью распознавать уникальную полипептидную последовательность Arg-Gly-Asp (RGD), имеющуюся в лигандах. Это объясняет способность комплекса GPIIb–IIIa соединяться кроме фибриногена также и с фактором Виллебранда, фибронектином, витронектином. Показано, что связь GPIIb–IIIa с фактором Виллебранда важна для эффективной агрегации тромбоцитов в условиях воздействия высоких скоростей кровотока. Для реализации сродства связывания необходимо присутствие двухвалентных катионов Са2+ и Mg2+ .
Чем больше рецепторов, тем больше контактов, тем мощнее агрегация. Активированные тромбоциты могут связывать на своей поверхности более 40 тыс. молекул фибриногена посредством GPIIb–IIIa. Именно в процессе вторичной необратимой агрегации образуется своеобразная гемостатическая пробка, которая вначале отличается малой плотностью и легко проходима для плазмы и форменных элементов крови. Для того чтобы этого не происходило, существует ретракция - процесс стягивания тромбоцитарного агрегата в абсолютно непроницаемый конгломерат. По своим функциональным характеристикам такая гемостатическая пробка ничем не отличается от нормальной сосудистой стенки [3].
Ретракция, как и реакции высвобождения, обеспечивается сократительными элементами тромбоцитов при участии Са2+ . Именно последовательное, поэтапное повышение концентрации внутриклеточного ионизированного кальция приводит к развитию функциональной активности тромбоцитов.
Биохимический механизм развития агрегационно-ретракционного процесса на сегодняшний день представляется следующим образом.
Взаимосвязь тромбоцитов друг с другом в процессе первичной агрегации, равно как и воздействия различных индукторов в крови типа адреналина, серотонина, тромбоксана на соответствующие рецепторы тромбоцитарной мембраны (табл. 19-3), ведут к передаче возникающего сигнала внутрь клетки. В клетке происходит первоначальное повышение концентрации внутриклеточного Са2+ , что, в свою очередь, ведет к активации мембранной фосфолипазы А2 (ФлА2 ) (см. рис. 19-1). Этот фермент запускает каскад реакций простагландин-тромбоксановой системы, начиная с высвобождения арахидоновой кислоты из мембранных фосфолипидов и заканчивая образованием простагландинов (PGG2 , PGH2 ) и тромбоксана А2 , образующегося под влиянием тромбоксансинтетазы - уникального фермента тромбоцитов. Данные биологически активные вещества, выделяясь из тромбоцитов, воздействуют на другие тромбоциты, привлекая их в очаг повреждения, и одновременно усиливают сигнал активации, передаваемый внутрь эффекторным структурам клетки.
При этом ТхА2 способен активировать фосфолипазу С (ФлС), включая таким образом полифосфоинозитольный путь активации ферментных систем тромбоцитов. Являясь сильнейшим ионофором, ТхА2 способствует выделению Са2+ из плотной тубулярной системы (δ-гранулы) тромбоцитов и попаданию их в кровь. Повсеместное повышение уровня Са2+ создает условия для финальных ферментативных реакций тромбоцитарного гемостаза. Прежде всего это стимуляция тромбоцитарной актомиозиновой системы - тромбостенина, которая осуществляется через активацию фосфолипазы С. Действие этого фермента ведет к появлению продуктов расщепления фосфолипидов - инозитолтрифосфата (ИФ3 ) и диацилглицерола (ДГ). ИФ3 способен извлечь Са2+ из саркоплазматического ретикулума и, таким образом, активировать актомиозиновый комплекс, при этом одновременно фосфорилируя его белки образовавшимся мультимолекулярным комплексом Са2+ + кальмодулин + протеинкиназа С (ПкС). Диацилглицерол, в свою очередь, приводит к непосредственной активации протеинкиназы С и фосфорилированию тех же белков. В результате комплекса биохимических реакций в тромбоцитах резко возрастает содержание актина, актинсвязывающего белка, активированного миозина и фибрина. Находящиеся в цитоплазме ионы Са2+ быстро вступают во взаимодействие с кальмодулином (кальцийсвязывающим белком), который активирует легкую цепь киназы миозина, обеспечивая ее связь с актином. Благодаря этому происходит секреция (реакции высвобождения) и развивается процесс ретракции образовавшейся тромбоцитарной пробки.
В ходе секреции из δ-гранул высвобождаются биологически активные вещества, необходимые для усиления активации и агрегации тромбоцитов в зоне сосудистого повреждения. Адреналин, серотонин, гистамин, АДФ по механизмам положительной обратной связи усиливают агрегацию и делают ее необратимой даже при воздействии слабых агонистов (см. табл. 19-2, табл. 19-4).
δ-Гранулы (плотные) | α-Гранулы | Лизосомы |
---|---|---|
Аденозиндифосфат |
Антигепариновый фактор |
Кислые гидролазы |
Аденозинтрифосфат |
β-Тромбомодулин |
β-Глюкуронидаза |
Гуанозиндифосфат |
Фибронектин |
β-N-ацетилглюкуронидаза |
Цитидинтрифосфат |
Витронектин |
β-N-ацетилглюкоамидаза |
Уридинтрифосфат |
Тромбоцитарный фактор роста |
β-Галактозидаза |
Диаденозин тетрафосфат |
Фибриноген |
Гиалуронидаза |
Серотонин |
Проакцелерин (фактор V) |
– |
Гистамин |
Антигемофильный глобулин А (фактор VIII) |
– |
Дофамин |
Фибронектин |
– |
Адреналин |
Витронектин |
– |
Норадреналин |
Тромбоспондин |
– |
Пирофосфат |
Фактор Виллебранда |
– |
Са2+ |
Трансформирующие ростовые факторы |
– |
Mg2+ |
Тромбоцитарный ингибитор коллагеназы |
– |
Из α-гранул секретируется более 30 протеинов, играющих важную роль как в гемостатических реакциях, так и в других физиологических и патологических процессах организма. Такие белки как фибриноген, факторы V, XIII, антигепариновый фактор принимают участие в процессах гемокоагуляции. Адгезивные протеины (фибриноген, фактор Виллебранда, тромбоспондин, фибронектин, витронектин) участвуют в дальнейшем развитии процесса адгезии и укреплении фибриногеновых связей агрегировавших тромбоцитов. Из γ-гранул выделяются лизосомальные ферменты, принимающие участие в реканализации сосуда после завершения гемостаза (табл. 19-4).
Так как актомиозиновые филаменты пересекают всю цитоплазму тромбоцита и связаны с внутренней стороны мембраны с гликопротеиновыми комплексами IIb–IIIa, а снаружи к этим комплексам прикреплены межтромбоцитарные фибриногеновые мостики, то сокращение актомиозинового комплекса приводит к сокращению и уплотнению всей тромбоцитарно-фибриновой пробки.
19.1.1. Краткая характеристика основных тромбоцитарных факторов свертывания крови и фибринолиза
1. Акцелератор-глобулин. Является аналогом плазменного фактора V, так как иммунологически схож с фактором V плазмы, формирующим с фактором Xа протромбиназный комплекс. Синтезируется в мегакариоцитах. Ускоряет образование тромбина из протромбина. Участвует в образовании протромбиназы. Для его активации необходимы следы тромбина. Локализован в α-гранулах, тесно связан с цитоскелетом тромбоцита.
2. Акцелератор тромбина (тромбоцитарный тромбин). Аналог плазменного фактора IIa. Превращает фибриноген в фибрин.
3. Тромбоцитарный тромбопластин (Р 3 ). Представляет собой липофосфопротеин (по современным представлениям - активированный тромбоцит или обломок его мембраны). Участвует в эндогенном образовании протромбиназы (активация по внутреннему пути). Деятельность Р3 проявляется при изменении проницаемости мембран тромбоцитов, при их агрегации при контакте с коллагеном или с чужеродной поверхностью. Агрегация тромбоцитов и освобождение Р3 идут параллельно, хотя прямой связи между этими процессами нет. В процессе свертывания крови потребляется незначительно.
4. Антигепариновый фактор (Р 4 ). Является специфическим тромбоцитарным белком, синтезируется в мегакариоцитах, локализован в α-гранулах, высвобождается после стимуляции тромбоцитов агонистами агрегации. Устраняет эффекты гепарина изолированно и в комплексе с антитромбином III при образовании протромбиназы. Его освобождению способствуют тромбин и фактор XIIа. Антигепариновой активностью обладают и интактные тромбоциты, так как они адсорбируют на себе гепарин. Свое действие Р4 оказывает при помощи двух пар лизиновых остатков, которые необходимы для его соединения с гепарином и нейтрализации последнего. Один тетрамер P4 может соединяться с 1 молекулой низкомолекулярного гепарина (<10 кДа) и с 2 и более молекулами гепарансульфатов высокой молекулярной массы. Конкурентное связывание гепарансульфатов с P4 нарушает их взаимодействие с антитромбином, ингибируя стимуляцию последнего. Это ведет к снижению активности антитромбина и способствует формированию тромба. Р4 оказывает также антиплазминовое действие и повышает проницаемость сосудов. Возможно, связывание гепарина фактором Р4 способствует запуску цепной реакции свертывания крови. Кроме того, Р4 способствует хемотаксису нейтрофилов и моноцитов, активации фибробластов, агрегации тромбоцитов, нейтрализации коллагеназы. При врожденной недостаточности α-гранул тромбоцитов и мегакариоцитов (синдром серых тромбоцитов) на поздних стадиях этого заболевания происходит развитие фиброза. Не исключено, что из-за избыточной активности коллагеназы.
5. Фибриноген тромбоцитов (Р 5 ). Сходен по свойствам с фибриногеном плазмы. Локализован как на поверхности, так и в α-гранулах тромбоцитов. Из тромбоцитов выделены две фракции фибриногена: адсорбированный (плазменный) и экскретируемый (интратромбоцитарный). Сходство их в превращении в фибрин под влиянием тромбина, а различия в расположении волокон и степени полимеризации - интратромбоцитарный полимеризуется хуже, чем плазменный. Под влиянием тромбина Р5 усиленно выделяется из тромбоцитов. Принимает участие в агрегации тромбоцитов и создании прочного тромба. Фибриноген α-гранул тромбоцитов составляет примерно 3% от плазменного пула, однако роль его в агрегации тромбоцитов, по-видимому, сопоставима со значением плазменного фибриногена. Тромбоциты получают фибриноген из мегакариоцитов, которые, в свою очередь, захватывают плазменный фибриноген, синтезированный гепатоцитами, или синтезируют определенное количество фибриногена de novo , и поэтому даже отмытые тромбоциты образуют агрегаты, включающие молекулы фибриногена. У больных с семейной афибриногенемией основным источником фибриногена являются тромбоциты.
6. Тромбоцитарный антиплазмин (Р 6 ) - антифибринолитический фактор. Связывает плазмин. Имеется как собственный, так и адсорбированный.
7. Антитромбопластин (Р 7 ). Комплекс соединений, усиливающих фибринолитическую активность крови. Препятствует образованию активной протромбиназы и замедляет перевод протромбина в тромбин. Действие усиливается в присутствии гепарина и стрептокиназы.
8. Тромбостенин (Р 8 ) - сократительный белок, подобный актомиозину мышц. Стягивает края раны после остановки кровотечения, обеспечивая ретракцию кровяного сгустка. Благодаря тромбостенину тромбоциты притягиваются друг к другу, сближая нити фибрина. Сгусток обезвоживается.
9. Бета-тромбоглобулин (β-TG). Локализован в α-гранулах. Считается, что этот белок представляет собой продукт распада антигепаринового фактора, так как имеет с ним общую антигенную детерминанту. Увеличение его концентрации в плазме крови свидетельствует об активации тромбоцитов. β-TG является мощным хемоаттрактантом по отношению к лейкоцитам. Его освобождение из тромбоцитов опосредовано циклооксигеназной реакцией и предшествует секреции других белков. После активации тромбоцитов освобождение из них β-TG и P4 происходит в эквимолярных концентрациях. Однако P4 быстро элиминируется из плазмы, связываясь с гликозаминогликанами, а β-TG относительно долго циркулирует, выделяясь через почки, поэтому уровень в плазме β-TG в 3–6 раз выше, чем P4 . Влияние быстрой элиминации P4 сохраняется и в патологических ситуациях, когда наблюдается значительное повышение β-TG и увеличение отношения (β-TG/P4 ).
10. Фактор XIII - трансглютаминаза. Стабилизирует фибриновый сгусток. Одинаково распределен между плазмой и тромбоцитами. Большая часть тромбоцитарного пула находится в цитоплазме клеток. Тромбоцитарный фактор XIII синтезируется мегакариоцитами, плазменный пул - тканевыми макрофагами печени и гемопоэтических тканей.
11. Тромбоцитарный фактор роста (ТФР, PDGF). Синтезируется мегакариоцитами, локализован в α-гранулах. Каждый тромбоцит содержит порядка 1000 молекул этого белка. Является температуро- и кислотоустойчивым протеином с инсулиноподобной активностью. Считается одним из самых сильных стимуляторов репарации поврежденных тканей. Рецепторы к ТФР присутствуют на фибробластах и гладких мышечных клетках - они пролиферируют под его влиянием. ТФР стимулирует рост, пролиферацию и метаболическую активность мышечных и соединительнотканных элементов сосудистой стенки, в том числе глии; вызывает увеличение числа мультипотентных колониеобразующих клеток, усиливает миграцию макрофагов и гранулоцитов, оказывает влияние на транспорт аминокислот, обмен фосфолипидов, биосинтез белка. Кроме того, активирует циклооксигеназу и увеличивает доступность арахидоновой кислоты для этого фермента за счет деацитилирования фосфолипидов. Данному фактору отводят важную роль в развитии дислипопротеинемий, миелофиброза и злокачественных новообразований.
Установлено, что рецепторы к ТФР имеются также на клетках лимфоидного (Т-лимфоциты) и миелоидного ростков. Нарушение хранения ТФР в мегакариоцитах КМ может быть причиной развития фиброза, в том числе сопровождающего миелопролиферативные заболевания. Некоторые опухолевые клеточные линии могут продуцировать ТФР, в частности остеосаркома, гепатома, некоторые карциномы, опухоли КМ. β-Цепь ТФР имеет характерные черты для основной структуры вируса саркомы. В связи с этим ТФР является важной составляющей сложных влияний тромбоцитов на онкогенез.
12. Фактор Виллебранда - один из самых больших гликопротеинов плазмы, содержится в α-гранулах тромбоцитов, имеет молекулярную массу от 540 до нескольких тысяч кДа, его белковая часть представлена полипептидом, состоящим более чем из 2000 аминокислот. Концентрация фактора Виллебранда в плазме крови составляет примерно 10 мкг/мл.
Фактор Виллебранда синтезируется в мегакариоцитах и эндотелиоцитах, откуда секретируется в плазму или в субэндотелиальное пространство; кроме того, он может содержаться в тельцах Вейбла–Палада эндотелиоцитов (пулы хранения) и секретироваться после стимуляции эндотелиальных клеток.
Ген фактора Виллебранда локализован в коротком плече хромосомы 12. Синтезируется фактор Виллебранда из предшественника - пpe-пpo-vWF, уровень которого снижен у пациентов с болезнью Виллебранда. После гликозилирования в эндоплазматическом ретикулуме пpe-пpo-vWF преобразуется в пpo-vWF, который превращается в зрелый фактор Виллебранда после отщепления пептида, состоящего из 741 аминокислотного остатка. Он идентифицируется как антиген II фактора Виллебранда (vWF:AgII).
Дальнейший процесс преобразования этого белка связан с димеризацией и полимеризацией, которые осуществляются одновременно, в основном за счет образования многочисленных дисульфидных связей между N- и С-концами молекул, так как именно в этих областях расположено большое количество остатков цистеина. Таким образом, формируется ряд полимеров прогрессивно увеличивающейся молекулярной массы, среди которых разделяют легкие, средние, тяжелые и сверхтяжелые мультимеры. Молекулярная масса фактора Виллебранда варьирует от 540 кДа у димеров до 20 000 кДа у самых крупных мультимеров, содержащих от 50 до 100 субъединиц. Самым большим тромбогенным потенциалом обладают молекулы фактора Виллебранда с наибольшей молекулярной массой.
Установлено, что фактор Виллебранда, содержащийся в пулах хранения (α-гранулы), обладает наибольшей молекулярной массой и тромбогенным потенциалом (так называемый сверхвысокомолекулярный фактор Виллебранда). После сильной стимуляции тромбоцитов и эндотелиоцитов он появляется в плазме, создавая наибольшие концентрации в местах повреждения. Через некоторое время под действием кальпаиновых протеаз плазмы молекулярная масса фактора Виллебранда довольно быстро снижается до "нормальной", таким образом сохраняя тромбогенный потенциал на "обычном" уровне в интактном сосудистом русле.
Секреция фактора Виллебранда из тромбоцитарных гранул осуществляется при активации тромбоцитов под воздействием различных индукторов (АДФ, коллаген, адреналин, вазопрессин, серотонин, тромбин, простагландин Е1 , тромбоксан А2 и др.), и в том числе плазменного фактора Виллебранда. Уровень фактора Виллебранда в крови возрастает при воспалении различного генеза, повреждении эндотелия сосудов при васкулитах, стрессе, у женщин во время беременности. Повышение активности фактора Виллебранда в патологических ситуациях может способствовать развитию тромбозов.
Вторичные изменения структуры фактора Виллебранда и его активности являются следствием иммунных процессов, тромботической тромбоцитопенической пурпуры, гемолитико-уремического синдрома и др. Описаны заболевания (болезнь Виллебранда, тип Виченза; врожденная тромботическая тромбоцитопеническая пурпура), при которых отмечено накопление сверхвысокомолекулярных мультимеров фактора Виллебранда и преждевременная секвестрация тромбоцитов из кровотока.
Основными функциями фактора Виллебранда являются обеспечение адгезии тромбоцитов к субэндотелиальным структурам, в первую очередь к коллагену, и последующей агрегации (участие в первичном сосудисто-тромбоцитарном гемостазе); связывание свободного фактора VIII и защита его молекулы от преждевременной инактивации (участие во вторичном плазменном гемостазе).
Роль фактора Виллебранда в адгезии и агрегации тромбоцитов наиболее велика в условиях воздействия высоких скоростей кровотока. Молекулы фактора Виллебранда специфически связываются с рецепторами тромбоцитов GPIb-V-IX и коллагеном субэндотелия. Это обеспечивает прочную фиксацию тромбоцитов к субэндотелиальным структурам в тех участках сосудистого русла, где сила потока крови существенно мешает формированию гемостатической пробки, и другие механизмы адгезии не могут обеспечить их надежной фиксации. В частности известно, что фактор Виллебранда является ключевым при формировании тромба в мелких артериях, артериолах и артериальных капиллярах. В местах, где интенсивность кровотока невелика, роль фактора Виллебранда уменьшается, преобладающим становится взаимодействие, опосредованное другими молекулами, в том числе прямая адгезия тромбоцитов к коллагену посредством GPIa–IIa.
Агрегация тромбоцитов в условиях воздействия активного тока крови тоже происходит с участием фактора Виллебранда. Помимо GPIb-V-IX, с фактором Виллебранда также связывается GPIIb–IIIа. Возможно, что это взаимодействие является ключевым в процессе агрегации в местах сосудистого русла с высокой скоростью тока крови. Учитывая особенности фактора Виллебранда, можно сказать, что он выполняет функцию "биологического клея", фиксируя тромбоциты на поврежденной сосудистой стенке.
Другая функция фактора Виллебранда - защита фактора VIII от протеолитической деградации системой протеин С–протеин S. В плазме фактор Виллебранда является белком-носителем фактора VIII. Молярная концентрация фактора Виллебранда примерно в 50 раз выше, чем фактора VIII. Фактор VIII практически весь связан с фактором Виллебранда, что обусловливает блокировку сайтов связывания как с фосфолипидами, так и с протеином С. Это предохраняет его от протеолитической инактивации в плазме протеином С.
Таким образом, недостаток фактора Виллебранда часто вызывает вторичный дефицит фактора VIII [5]. В области повреждения сосуда в процессе vWF-опосредованной адгезии тромбоцитов происходит контакт комплекса фактор Виллебранда–фактор VIII и тромбина (фактор IIa), который активирует фактор VIII, освобождая его из комплекса с фактором Виллебранда.
13. Фибронектин (плазматический, субэндотелиальный и тромбоцитарный) - контактный белок, образующий комплексы с GPIс–IIa - рецепторами тромбоцитов и коллагеном. Сродство фибронектина к коллагену и тромбоцитам меньше, чем у фактора Виллебранда, однако концентрация его выше. Видимо, фибронектин является основной молекулой адгезии в венозной и капиллярной сети, образуя взаимосвязь между: GPIc–IIa - фибронектин - коллаген. Гликопротеиновый комплекс GPIc–IIa распознает в фибронектине RGD последовательность и осуществляет рецепторную функцию как в интактных, так и в активированных тромбоцитах. Характерная аминокислотная последовательность RGD - трипептид Arg-Gly-Asp имеется во всех адгезивных белках крови, белках α-гранул тромбоцитов, фибриногене, факторе Виллебранда, фибронектине, витронектине и др. Наличие RGD-последовательности на фибронектине определяет зависимость процесса его взаимодействия со своим рецептором на тромбоцитах от двухвалентных катионов Са2+ и Mg2+ .
14. Витронектин - гликопротеин плазмы, субэндотелия и α-гранул тромбоцитов. Участвует в гемостатических реакциях и в восстановлении поврежденных тканей сосудистой стенки. Как и другие адгезивные белки, содержит RGD аминокислотную последовательность, распознающуюся интегриновыми рецепторами эндотелиальных клеток и тромбоцитов. Витронектиновый рецептор на тромбоцитах является первичным, то есть функционирует постоянно, его р-цепь аналогична фибриногеновому рецептору (GPIIIa), но α-цепь специфична. При некоторых формах тромбостении Гланцмана на тромбоцитах экспонируется нормальное количество витронектиновых рецепторов, что является доказательством дефекта синтеза α-цепи фибриногенового рецептора GPIIb.
15. Ламинин - один из главных компонентов экстрацеллюлярного матрикса стенки сосудов. В связи с низкой аффинностью к тромбоцитарным рецепторам является слабым активатором адгезии.
16. Тромбоспондин - гликопротеин, участник тромбоцитарной адгезии и агрегации. Он широко распространен в тканях, содержится в α-гранулах тромбоцитов и в небольшом количестве в плазме крови. Количество экспонированного на мембране тромбоцитов тромбоспондина резко увеличивается после их активации. Тромбоспондин стабилизирует комплекс фибриноген - GPIIb–IIIa в процессе агрегации, увеличивает его прочность и переводит агрегацию тромбоцитов из обратимой в необратимую. Помимо этого, тромбоспондин связывается с факторами IIa, IХа, Ха, что приводит к повышению их локальной концентрации и защищает от действия ингибиторов.
Как правило, патология, связанная с нарушением сосудисто-тромбоцитарного звена гемостаза, обусловлена нарушением синтеза того или иного рецептора на поверхности тромбоцитарной мембраны [10]. В качестве примера приведем два заболевания.
-
Наследственная геморрагическая дистрофия тромбоцитов - синдром Бернара–Сулье. При этом заболевании на мембране отсутствует рецептор ГП Ib, который в норме присоединяет плазменный фактор Виллебранда, а последний, в свою очередь, фиксируется к краям поврежденного эндотелия, осуществляя, таким образом, адгезию тромбоцитов.
-
Тромбастения Гланцмана–Негли. В этом случае на поверхности тромбоцита отсутствует белок-рецептор (вероятно, GP IIb) к фибриногену, что ведет к невозможности установления контакта между клетками, даже несмотря на наличие у них псевдоподий; такие тромбоциты не агрегируют и не подвержены последующей ретракции (стягиванию).
19.2. Плазменно-коагуляционный гемостаз
На основании комплекса исследовательских работ в 1964 г. Davie и Ratnoff [22], а также MacFarlane [29], была предложена так называемая "каскадная", или "водопадная", модель свертывания крови. В этой модели процесс свертывания представлен последовательно протекающими протеолитическими реакциями превращения профермента (предшественника) в соответствующую сериновую протеазу (фермент). Основными "действующими лицами" являются факторы свертывания крови. Данный процесс ускоряется в тысячи раз неферментными факторами VIII и V.
19.2.1. Процесс свертывания крови
Процесс плазменно-коагуляционого (вторичного) гемостаза, именно так называется сам процесс свертывания крови, протекает согласно "каскадной" теории в три стадии (см. рис. 19-3):
Первая стадия, наиболее сложная и продолжительная, представляет собой комплекс ферментативных реакций, приводящих к образованию протромбиназы. Протромбиназа может образовываться по внешнему и по внутреннему механизмам (путям). Деление механизма коагуляции на внешний и внутренний пути условно, так как не имеет места in vivo , но облегчает интерпретацию лабораторных тестов и объяснение процесса свертывания крови.
Во внутреннем пути все необходимые факторы присутствуют в движущейся крови, и реакция свертывания начинается при контакте крови с чужеродной (измененной) поверхностью (например, коллагеном субэндотелия), и этот путь связан с обязательным вовлечением в процесс свертывания тромбоцитов. Внешний механизм осуществляется при обязательном участии тканевого фактора III - тканевого тромбопластина. Тканевый фактор (ТФ) - трансмембранный белок, локализованный на клетках субэндотелия (фибробластах, макрофагах, гладких мышечных клетках). Предположительно ТФ есть на базальной мембране эндотелиоцитов, а на апикальной мембране он может появляться после активации клеток. Исследования показали, что ТФ фиксирован на клеточной мембране и в физиологических условиях не поступает в кровоток, поэтому он был исключен из классификации плазменных факторов гемостаза. ТФ присутствует практически во всех тканях, кроме сухожилий.
Образование протромбиназы обычно осуществляется с вовлечением этих двух путей, так как они пересекаются и дополняют друг друга.
Начиная с образования активного фактора X, оба пути имеют одинаковое развитие.
Формирование протромбиназы по внешнему пути начинается с активации фактора VII - проконвертина и превращения его в фактор VIIa.
Активация проконвертина наиболее активно осуществляется в присутствии фосфолипидов, которые в данном случае, как правило, представлены тканевым тромбопластином - фактор III. В настоящее время считается, что в крови фактор VII уже циркулирует в виде активного фермента, но его ферментативная активность значительно увеличивается в присутствии ТФ.
Далее под воздействием образовавшегося комплекса (фактор VIIa + фактор III + Са2+ ) происходит гидролиз тяжелой цепи фактора X, в результате чего образуется активизированный фактор α-Xa, который посредством аутокатализа превращается в фактор β-Xa. Эти изоформы фактора с одинаковой активностью воздействуют на протромбин (фактор II).
Образование протромбиназы по внутреннему пути осуществляется при участии факторов XII, XI, IX, VIII, V и Са2+ . В качестве фосфолипидной матрицы выступают осколки мембран тромбоцитов или других клеток, а также фосфолипидов, содержащихся в них. Фактор XII - Хагемана, являясь фактором контакта, активируется под влиянием чужеродной или отрицательно заряженной поверхности, коллагена, эллаговой кислоты, адреналина и др. Кроме того, он может активироваться аутокаталитическим путем, что особенно интенсивно происходит в присутствии цереброзидов (сульфатидов). Они расщепляют фактор Хагемана, преобразуя его в фактор α-XIIa. Фактор XI - Розенталя, активируется так же, как и фактор XII, контактным путем, но более эффективно - активированными тромбоцитами или фактором XIIa.
С современной точки зрения контактная активация играет большую роль во взаимодействии системы свертывания крови с другими протеолитическими системами крови (фибринолитической, ренин-ангиотензиновой, калликреин-кининовой, комплемента). Так, фактор XIIa трансформирует прекалликреин (фактор Флетчера) в калликреин, который по принципу положительной обратной связи еще больше активирует фактор XII, который, в свою очередь, в присутствии высокомолекулярного кининогена - фактора Фицджеральда–Фложе переводит фактор XI в XIa. Данный комплекс реакций протекает без участия ионов Са2+ . Высокомолекулярный кининоген преобразуется в брадикинин, который за счет повышения внутриклеточной концентрации цАМФ и приводит к:
Фактор XIa вместе с Са2+ действует на фактор IX - Кристмаса, подвергая его частичному протеолизу, в результате чего он преобразуется в фактор IXa. Эта реакция ускоряется в присутствии фосфолипидов (ФЛ). Кроме того, образование фактора IXa может осуществляться под действием комплекса фактор VIIа + тканевый фактор, что исключает принципиальные различия между двумя путями образования протромбиназы. Специфическая функция фактора IXa заключается в частичном протеолизе фактора X при обязательном участии фактора VIII: АС, Са2+ и фосфолипидов, которые вместе образуют "теназный" комплекс.
Активированная форма фактора X вместе с фактором Va - проакцелерином, ФЛ в присутствии Са2+ образует ферментный комплекс - протромбиназу.
Необходимо отметить, что протромбин, факторы VII, IX и X, а также протеины С и S представляют собой шесть отдельных самостоятельных белков, имеющих множество сходных характеристик, к числу которых следует отнести обязательный постсинтетический процессинг, при участии фермента γ-карбоксиглутамилтрансферазы, кофактором которого является витамин К. При дефиците витамина К или при наличии его антагонистов (например, кумаринов) эти белки выходят из гепатоцита неполноценными и функционально неактивными. Недостаточность их функций обусловлена ослаблением связывающей способности по отношению к ионам кальция и, как следствие, невозможностью приобретения необходимой конформации, что ведет к нарушению ферментативной активности этих протеаз. Кроме того, эти факторы не могут фиксироваться на фосфолипидной поверхности, так как недостаток γ-карбоксиглутамина не дает возможность витамин К-зависимым белкам с помощью ионов Са2+ образовывать комплексы с кислыми фосфолипидами. Процесс свертывания крови нарушается как по внешнему (в основном), так и по внутреннему пути образования протромбиназы.
Во второй стадии процесса свертывания крови - стадии образования тромбина, под влиянием протромбиназы осуществляется протеолиз протромбина с образованием одноцепочечной молекулы мейзотромбина, которая самостоятельно трансформируется в двухцепочечный тромбин - фактор IIa. Процесс формирования тромбина может идти и по-другому - через образование претромбина, в зависимости от того, в каком локусе произойдет расщепление молекулы протромбина. В любом случае специфическими "осколками" являются фрагменты 1+2 протромбина, которые могут обнаруживаться в плазме и рассматриваются как свидетельства активации свертывания и образования тромбина. Последний легко превращает фибриноген в фибрин, осуществляя третью фазу свертывания крови.
На этом этапе происходит процесс превращения фибриногена (фактор I) в фибрин под действием тромбина. Фибриноген является гликопротеином, белковая часть которого состоит из нескольких субъединиц (А2 α2 , В2 β2 γ2 ). Тромбин, обладающий эстеразной активностью, последовательно отщепляет от цепей фибриногена два пептида А, затем два пептида В. Повышение концентраций фибринопептидов А и В в крови, также как фрагментов 1+2 протромбина, свидетельствует об активации свертывающей системы и служит маркером тромбинемии. Далее молекула фибриногена превращается в фибрин-мономер (α2 β2 γ2 ), который является функционально активным и соединяется с комплементарными поверхностями других мономеров фибрина по типу "конец-в-конец" и "бок-в-бок" путем образования гидрофобных связей. По мере присоединения фибрин-мономеров друг к другу образуется фибрин-полимер, растворимый in vitro в 5 М растворе мочевины и преобразующийся в дальнейшем в нерастворимый фибрин-полимер. Окончательная стабилизация фибрина осуществляется под воздействием трансглутаминазы (фактор XIIIа), которая активируется тромбином. Это тромбоцитарно-плазменный фермент, осуществляющий образование ковалентных изопептидных связей между боковыми участками цепей (глутамин–лизин) фибрина-полимера. Тромб стягивается, становится прочным и герметичным, менее чувствительным к фибринолизу.
Образовавшийся фибриновый сгусток - трехмерная молекулярная сеть, в которую включены тромбоциты, эритроциты и лейкоциты. Активированные тромбоциты, связанные с нитями фибрина через рецепторы GPIIb–IIIa, сокращаются под действием тромбостенина. Сгусток ретрагирует, уплотняется, из него выдавливается часть сыворотки. Формирование окончательного тромба наступает на 10–15-й минуте после полимеризации фибрина. Если тромбоциты отсутствуют или имеют дефект GPIIb–IIIa, то ретракции кровяного сгустка не происходит, и он быстро лизируется в процессе фибринолиза. При отсутствии ретракции тромба в сосудистом русле возможен отрыв тромботических масс и тромбоэмболия [3].
Следует помнить, что содержание компонентов гемостаза, в том числе плазменных факторов свертывания, в системе циркуляции существенно больше, чем необходимо для формирования фибринового сгустка. Процесс свертывания происходит в условиях насыщения субстратами. Вследствие этого образование гемостатического тромба может быть достигнуто при значительном диапазоне концентрации и активности конкретного фактора свертывания (табл. 19-5).
Символ фактора | Название | Время полужизни, ч | Концентрация в плазме крови | Гемостатический минимум | Зависимость от витамина К |
---|---|---|---|---|---|
I |
Фибриноген |
64–96 |
8800 нмоль/л (2–4 г/л) |
0,5–1,0 г/л |
– |
II |
Протромбин |
48 |
1400 нмоль/л (100–150 мг/л) |
40% |
+ |
V |
Проакцелерин |
12 |
20 нмоль/л (7–10 мг/л) |
10–15% |
– |
VII |
Проконвертин |
4–6 |
10 нмоль/л (0,4–0 мг/л) |
5–10% |
+ |
VIII |
Антигемофильный глобулин А |
15–20 |
0,7 нмоль/л (зависит от группы крови) |
30–35% |
– |
IX |
Антигемофильный фактор В |
24 |
90 нмоль/л (3–5 мг/л) |
20–30% |
+ |
X |
Фактор Стюарта–Прауэр |
32 |
170 нмоль/л (8–10 мг/л) |
10–20% |
+ |
XI |
Антигемофильный глобулин С, фактор Розенталя |
60–80 |
30 нмоль/л (3–6 мг/л) |
10–20% |
– |
XII |
Фактор Хагемана |
50–70 |
400 нмоль/л (25–35 мг/л) |
<1% |
– |
XIII |
Фибринстабилизирующий фактор, трансглютаминаза |
40–50 |
50 нмоль/л (20–30 мг/л) |
2–3% |
– |
ПК |
Прекалликреин (фактор Флетчера) |
– |
30–50 мг/л |
<1% |
– |
ВМК |
Высокомолекулярный кининоген (фактор Фицджеральда) |
– |
60–80 мг/л |
<1% |
– |
При разработке первой номенклатуры были использованы римские символы факторов от I до XIII . Для обозначения тканевого фактора и ионов кальция им были приданы символы, соответственно, III и IV . Однако в настоящее время римская нумерация для них не используется, так как они не относятся к плазменным факторам свертывания. Тканевой фактор (тканевый тромбопластин) - это компонент вне сосудистой системы, а ионы Са2+ не являются белком. Фактор VI в классификации не употребляется, так как этим символом ошибочно был обозначен фактор Va. Факторы с V по XIII в настоящее время употребляются только с нумерованными обозначениями, без дополнительного наименования.
19.2.2. Краткая характеристика плазменных факторов свертывания
Фактор I. Фибриноген - гликопротеин. Синтезируется в печени и клетках РЭС. Разрушается в легких под действием фибриногеназы или фибриногендеструктазы. Содержание в плазме - 2–4 г/л. Период полураспада 72–120 ч.
Биохимические свойства: гидролизуется под действием тромбина с образованием фибрина. Образующийся фибрин формирует сетчатую основу тромба, закупоривающую сосуд. Необходим для агрегации тромбоцитов.
Этапы превращения:
-
1) ферментативно-протеолитический (ограниченный протеолиз) - под влиянием тромбина от фибриногена отщепляются фибринопептиды А и Б, образуя фибрин-мономер;
-
2) полимеризационный - фибрин-мономер полимеризуется в фибрин-полимер, образуя гель или сгусток; нестабильный, растворимый в 5 М растворе мочевины (фибрин S), который под действием фибриназы переходит в фибрин I - нерастворимый.
Фибриноген - уникальная молекула, обладающая свойством быстро полимеризоваться в токе крови и образовывать прочную объемную структуру, которая эффективно закрывает повреждение сосуда и предотвращает потерю крови. Концентрация фибриногена в крови здорового человека значительно выше, чем концентрация других белков гемостаза, что связано с его уникальной ролью.
Кроме печени, некоторое количество фибриногена синтезируется в мегакариоцитах и содержится в тромбоцитах. Этот фибриноген несколько отличен от плазменного.
Фактор II. Протромбин. Синтезируется в печени при участии витамина К. Содержание в плазме крови - 0,1–1,15 г/л. Период полураспада - 48–96 ч.
Биохимические свойства: под действием протромбиназы протромбин превращается в тромбин.
Тромбин - ключевой фермент гемостаза, является сериновой протеазой. Ограниченный протеолиз протромбина происходит на фосфолипидной поверхности. Образуется несколько активных структур с уменьшающейся молекулярной массой - мезотромбин, α-тромбин, β - тромбин, γ-тромбин, обладающие про-, антикоагулянтной и фибринолитической активностью. Наиболее значимым продуктом является α-тромбин. Способен активно функционировать как в токе крови, так и на твердой фазе, что позволяет ему выполнять многочисленные функции: ограниченный протеолиз фибриногена до фибрин-мономеров, активация факторов V, VIII, VII, XI, тромбоцитов, протеина С в комплексе с тромбомодулином, фактором ХIII.
Кроме перечисленных, тромбин также осуществляет ограниченный протеолиз плазматической карбоксипептидазы В до активной формы - активируемого тромбином ингибитора фибринолиза (TAFI). Способствует стимуляции выброса из эндотелиоцитов ТАП. Известно также, что этот белок является активатором сосудистого эндотелия, клеточного роста и репарации периферических клеток крови, фибринолиза - это наиболее изученные функции тромбина.
Косвенным подтверждением важности тромбина для организма может служить тот факт, что известны лишь единичные описания пациентов с гомозиготным дефектом молекулы тромбина, а пациенты с гипопротромбинемией встречаются чрезвычайно редко. Важнейшим ингибитором тромбина является антитромбин III. Несколько меньшую роль играет кофактор гепарина II.
Тканевый фактор (тканевый тромбопластин, термостабильный фосфолипопротеид, фактор III). Состоит из белка апопротеина III и комплекса фосфолипидов. Обнаружен во всех органах в виде протромбопластина. Механизм активации неизвестен.
Биохимические свойства: при взаимодействии с фактором VII и кальцием способен активировать фактор X, играя роль фосфолипидной матрицы для развертывания реакций, направленных на образование протромбиназы по внешнему пути.
Са2+ принимает участие почти во всех фазах процесса свертывания крови. Содержание в плазме - 0,09–0,1 г/л. В процессе свертывания не расходуется. Способен связывать гепарин, ускоряя процесс свертывания.
Большинство белков гемостаза имеют участки связывания кальция. При удалении кальция из плазмы (например, при смешивании крови с натрия цитратом) активировать гемостатические реакции практически невозможно. Наиболее важные из известных функций кальция - это участие:
Кальций необходим для формирования цитоскелета и возбуждения клетки. Без него невозможны процессы изменения формы активированных клеток, их движение и секреция.
Кальций самостоятельно или в комплексе с кальмодулином участвует в регуляции большинства внутриклеточных процессов как внутриклеточный мессенджер (посредник) передачи внешних сигналов и регуляции клеточных функций.
Фактор V, проакцелерин (плазменный АС-глобулин, лабильный фактор). Синтезируется в печени. Содержание в плазме крови - 20 нмоль/л. Период полураспада - 15–18 ч.
Биохимические функции: участие в образовании протромбиназы, а также в превращении протромбина в тромбин путем создания оптимальных условий для взаимодействия факторов Xа и II.
Фактор VII, проконвертин. Синтезируется в печени. Витамин K-зависимый. Содержание в плазме крови - 0,05 г/л. Период полураспада - 4–6 ч.
Биохимические функции: активируется контактной, смачиваемой поверхностью (поврежденный эндотелий). Участвует в образовании протромбиназы по внешнему пути в комплексе с ТФ (переводит фактор X в Xa) и превращении протромбина в тромбин.
Фактор VIII. Мультимер, состоящий из трех субъединиц.
1. VIII:АC, антигемофильный глобулин А, коагуляционная часть комплекса фактора VIII. Синтезируется в печени, селезенке, клетках эндотелия, лейкоцитах, почках.
Содержание в плазме крови - 0,03–0,05 г/л. Обнаружен также в α-гранулах тромбоцитов. Период полураспада - 7–8 ч.
Биохимические функции: создает оптимальные условия для взаимодействия факторов IXa и X. При нарушении синтеза развивается гемофилия А.
2. VIII:FW, фактор Виллебранда. Крупномолекулярный белок, носитель VIII:АC. Синтезируется эндотелиоцитами и тромбоцитами (см. факторы свертывания и фибринолиза тромбоцитов).
Необходим для адгезии тромбоцитов. При нарушении синтеза возникает болезнь Виллебранда.
3. VIII:АГ - антигенный маркер фактора VIII.
Фактор IX, Кристмаса. Антигемофильный глобулин В, гликопротеин. Синтезируется в печени. Витамин K-зависим, термостабилен. Период полураспада - 7–8 ч. Содержание в плазме крови - 0,003–0,005 г/л.
Биохимические функции: переводит фактор X в Xa. При нарушении синтеза развивается гемофилия В.
Фактор X, Прауэр–Стюарта, гликопротеин. Синтезируется в печени. Витамин К-зависим. Период полураспада - 30–70 ч. Содержание в плазме крови - 0,008–0,01 г/л.
Функция: образование протромбиназы, ее центрального звена, то есть перевод протромбина в тромбин.
Для обеспечения гемостаза достаточно 10% фактора Xа.
Фактор XI, Розенталя, гликопротеин. Место синтеза не установлено, возможно, в печени. Термолабилен. Содержание в плазме крови - 0,003–0,006 г/л. Период полураспада - 30–70 ч.
Биохимические функции: переводит фактор IX в фактор IXа при участии фактора XIIа.
Фактор XII, Хагемана, фактор контакта, гликопротеин. Место синтеза не установлено, возможно, образуется эндотелиоцитами, лейкоцитами, макрофагами. Период полураспада 30–70 ч. Активируется при соприкосновении с чужеродной поверхностью (кожа, коллаген, эластин, факторы Флетчера и Фицджеральда, калликреин, XIа, плазмин).
Функция: инициатор коагуляции по внутреннему пути. Переводит прекалликреины плазмы крови в калликреин, освобождая кинины. Активизирует факторы XI и VII. Активатор фибринолиза.
Фактор XIII, трансглутаминаза , фибриназа, фибринстабилизирующий фактор. Глобулин. Синтезируется эндотелиоцитами и мегакариоцитами. Обнаружен также в фибробластах, эритроцитах, почках, легких, моноцитах, плаценте. В плазме находится в виде профермента, связанного с фибриногеном в концентрации 0,019 г/л. Период полураспада - 72 ч. Активируется тромбином при одновременном отщеплении пептида А от фибриногена.
Биохимические функции: стабилизирует фибрин путем образования изопептидных связей между γ-цепями мономеров фибрина. Принимает участие в репарации тканей за счет связывания молекул фибронектина между собой и с молекулами фибрина, что важно для направленной миграции клеток. Кроме того, катализируя образование связей между молекулами коллагена типов I, II, III и V, участвует в их биосинтезе.
Трансглутаминаза участвует в связывании α-ингибитора плазмина с фибрином, препятствуя преждевременному лизису фибринового сгустка. Значительную роль фактор ХIII играет в процессах полимеризации актина, миозина и других компонентов цитоскелета тромбоцитов, что чрезвычайно важно для ретракции образовавшегося фибринового сгустка. Это объясняет наличие фактора ХIII в цитоплазме тромбоцитов.
Фактор Флетчера, прекининогенин, прекалликреин. Глобулин. Биохимические функции: участвует в реакциях свертывания крови в контактной фазе. Активирует факторы VII и IX, связывая внешний и внутренний пути образования протромбиназы. Способствует активации фактора XII и плазминогена. Активируется фрагментом фактора XII (XIIf).
Фактор Фицджеральда, плазменный кининоген, высокомолекулярный кининоген.
Глобулин.
Активируется калликреином (кининогенином), образуется из фактора Флетчера под влиянием фактора XIIa.
Биохимические функции: участвует в активации факторов XI, XII и плазминогена.
В последние годы получены данные, которые более полно и логично объясняют процесс тромбообразования in vivo и отвечают на многие клинические вопросы. Пересмотрена последовательность включения коагуляционных факторов в процесс формирования фибринового сгустка, по-новому представлено участие клеточных структур, в том числе тромбоцитов, в коагуляционных событиях. Показано отсутствие деления на внутренний и внешний механизмы активации и нивелирована роль фактора XII (имеет значение в активации фибринолиза, а не свертывания - больные с дефицитом фактора XII не страдают геморрагиями). Эти новые подходы принято называть клеточной моделью свертывания и описывать процесс тромбообразования в виде трех перекрывающих друг друга фаз.
1-я фаза - инициация (initiation) - развивается в месте повреждения сосудистой стенки на поверхности субэндотелиальных клеток, продуцирующих тканевой фактор, таких как фибробласты и моноциты. Тканевой фактор соединяется с небольшим количеством фактора VII, всегда находящегося в крови в активированном состоянии (фактор VIIа), одновременно активирует факторы Х, IX, а фактор Ха - фактор V. Формирование комплекса Xa–Va приводит к образованию незначительного стартового количества тромбина, который играет важнейшую роль в процессе активации тромбоцитов.
2-я фаза - усиление (amplification) и распространение (propagation) протекает на поверхности активированных тромбоцитов в месте повреждения. Комплекс фактор Виллебранда–фактор VIII связывается с тромбоцитами, где фактор VIII освобождается и активируется тромбином. В процессе активации тромбоцитов из α-гранул высвобождается также фактор V, который переходит в фактор Va под действием фактора Ха или тромбина. На фосфолипидной поверхности тромбоцитов формируются прокоагулянтные комплексы - теназный и протромбиназный.
3-я фаза - генерация значительного количества тромбина ("тромбиновый взрыв"), что и ведет к формированию фибринового сгустка.
На всех этапах свертывания ключевое значение имеет тромбин. Кроме активации тромбоцитов и формирования фибрина, тромбин участвует в активации противосвертывающей системы, регулирует миграцию клеток и клеточный рост, активирует фибринолиз, но имеет при этом очень короткий период полужизни [39].
19.3. Противосвертывающая (антитромботическая) система крови
Поддержание крови в жидком состоянии, контроль скорости активации факторов свертывания и реакций между ними, устранение всех видов тромбов, выполнивших свою задачу, входят в функции данной системы. Противосвертывающая система слагается из двух функциональных подсистем: антикоагулянтов и фибринолиза.
19.3.1. Система антикоагулянтов
Система представлена клетками РЭС, гепатоцитами и гуморальными факторами. РЭС и гепатоциты удаляют из кровотока активированные факторы свертывания, включая фибриноген. Гуморальные факторы - это большая группа соединений (табл. 19-6), которые в целом выполняют как бы двойственную функцию. С одной стороны, она тормозит чрезмерную активацию процесса свертывания крови, с другой - оказывает разностороннее влияние на фибринолиз. Естественные (эндогенные) антикоагулянты разделяют на первичные и вторичные. Первичные образуются в тканях и в форменных элементах крови. Они всегда присутствуют в плазме и действуют независимо от того, формируется или растворяется фибриновый сгусток. Вторичные антикоагулянты образуются в процессе свертывания крови и фибринолиза в результате протеолитического действия ферментов на свои субстраты.
Наименование антикоагулянта | Механизмы действия | Концентрация в плазме, нмоль/л |
---|---|---|
Антитромбин III (АТ-III) |
Образует неактивные комплексы практически со всеми ферментными факторами свертывания, наиболее активно с тромбином и фактором X. В меньшей степени с другими сериновыми протеазами. Плазменный кофактор гепарина |
2400 (150 мг/л) |
Гепарины |
Сульфатированные полисахариды, образующие комплексы с АТIII, переводят последний в быстродействующий антикоагулянт. Действуют только в комплексе с АТIII |
Анти-Ха активность в зависимости от дозы |
Кофактор гепарина II |
Слабый антикоагулянт. Действие проявляется только в присутствии гепарина после удаления из плазмы АТIII |
1200 (87 мг/л) |
Протеин С |
Витамин К-зависимая протеаза. Инактивирует неферментные факторы VIIIa и Va; эндогенный активатор плазминогена. Активируется комплексом тромбомодулин–тромбин |
65 (4 мг/л) |
Протеин S |
Витамин К-зависимый кофактор протеина С |
300 (25 мг/л) |
Тромбомодулин |
Рецепторный белок эндотелиоцитов, связывает и блокирует тромбин, активируя комплекс протеинов С + S |
– |
Ингибитор тканевого пути свертывания (TFPI) |
Ингибитор комплекса фактор III - фактор VIIa - фактор Xa–Ca2+ |
2,5 (0,1 мг/л) |
β2 -Гликопротеин 1 |
Мембранный гликопротеин. Неспецифический ингибитор факторов X и II |
<20 RU/мл - антитела не обнаружены |
Аннексин V |
Мембраносвязанный гликопротеин. Ингибирует взаимодействие на мембранах ферментных факторов свертывания между собой |
Антитела IgG 0–8 Ед/мл (зависит от тест-системы) |
α2 -Макроглобулин |
Слабый ингибитор тромбина, плазмина, калликреина |
3500 (2,5 г/л) |
α1 -Антитрипсин |
Ингибитор тромбина, факторов IXa, XIa, XIIa, плазмина |
0,9–2,0 г/л |
Ингибитор комплемента (антиСl) |
То же |
1700 (180 мг/л) |
Наиболее важными физиологическими первичными антикоагулянтами являются комплексы "антитромбин III - гепарин" и "протеин С–протеин S".
Антитромбин III ингибирует почти все плазменные факторы свертывания (IIa, Xa, XIIa, XIa, IXa), а также калликреин и несколько слабее плазмин. Наибольшее его ингибирующее действие проявляется в блокаде факторов свертывающего каскада образования протромбиназы и тромбина. Инактивация происходит по типу конкурентного обратимого ингибирования. Это взаимодействие происходит медленно, но от 1000 до 2000 раз ускоряется в присутствии гепарина - основного кофактора антитромбина III [27]. Установлено, что 1 мг АТ-III в присутствии гепарина (0,01 Ед/мл) может ингибировать генерацию 750 ЕД тромбина, а без гепарина - 1 ЕД тромбина. Для получения 0,01 ЕД гепарина в 1 мл крови взрослому человеку (масса тела 70 кг) необходимо внутривенно ввести 50–70 ЕД (0,01 мл) гепарина. Терапевтический эффект от введения гепарина бывает чрезвычайно низким при недостатке АТ-III, что может быть обусловлено его усиленным потреблением или врожденным молекулярным дефектом. Антитромбин III не действует на фактор VIIa. Антикоагулянтное действие комплекса АТ-III + гепарин наиболее активно проявляется на поверхности эндотелия, так как данный комплекс к нему фиксируется при помощи гепаран-сульфата - компонента субэндотелия. Гепарин в отсутствие АТ-III обладает слабыми антикоагулянтными свойствами, но, связываясь с лизиновыми остатками АТ-III, образует ферментативный комплекс, который в 1000 раз ускоряет инактивацию факторов IIa, IXa и Xa. Гепарин в данных реакциях является аллостерическим положительным модулятором ингибируемых факторов, приводя их в состояние большей реакционной способности при взаимодействии с АТ-III.
Протеин С и его кофактор протеин S синтезируются в печени и являются витамин К-зависимыми антикоагулянтами. Активация комплекса протеин С–протеин S происходит под действием комплекса тромбин–тромбомодулин (ТМ), фиксированного на поверхности эндотелия сосудистой стенки. Активированный протеин С является специфической сериновой протеазой. Основная функция комплекса протеин С–протеин S - ингибирование неферментных факторов свертывания Va и VIII:АС, расположенных на мембране активированных тромбоцитов или других клеток, в присутствии ионов Са2 , за счет протеолиза их тяжелых цепей.
Фактор Виллебранда защищает фактор VIII от протеолитического воздействия протеина С. При типе 2N болезни Виллебранда мутация затрагивает сайт vWF, связывающий фактор VIII. Последний лишается защиты и подвергается ускоренному разрушению протеином С, что приводит к снижению его активности в крови. Фактор VIII в комплексе с факторами IХ и V в комплексе с фактором Х также относительно защищены от инактивации. Есть мнения, что основным ингибитором протеина С является PAI-3, который иногда обозначают как протеин С-ингибитор, другим ингибитором протеина С является α2 -макроглобулин.
Значение протеина С в системе гемостаза чрезвычайно велико. Пациенты с дефицитом протеина С страдают венозными и артериальными тромбозами. Выраженность тромбофилии коррелирует с тяжестью дефицита этого белка. Пациенты с гомозиготным дефицитом протеина С не описаны, видимо, это состояние несовместимо с жизнью.
Протеин S - витамин К-зависимый белок, синтезируемый в печени. Протеин S присутствует в плазме крови частично в свободном состоянии, частично в комплексе с С4-связывающим протеином, который доставляет протеин S на фосфолипидную мембрану. Комплекс протеин S–С4-СП не обладает кофакторной активностью по отношению к протеину С, то есть кофактором протеина С может быть только свободный протеин S. Дефицит протеина S, как и дефицит протеина С, приводит к развитию тромбозов. Тяжесть течения тромбофилии при дефиците протеина S также пропорциональна степени снижения его активности, а гомозиготные формы дефицита протеина S неизвестны.
На рис. 19-4 схематично представлена последовательность взаимодействий компонентов системы протеин С–протеин S при инактивации фактора Va.

Тромбомодулин. В норме ТМ связан с мембраной эндотелиоцитов и практически отсутствует в циркуляции. Появление сколько-нибудь значимой концентрации ТМ в токе крови свидетельствует о повреждении эндотелиальных клеток. Тромбомодулин с высокой аффинностью связывает тромбин, меняя "направленность" его действия. Комплекс тромбин–тромбомодулин активирует протеин С. Последний в комплексе с протеином S ингибирует активные факторы каскада коагуляции Va и VIIIa. Кроме того, комплекс тромбин–тромбомодулин подвергается эндоцитозу эндотелиальными клетками с последующей деградацией тромбина в эндотелиоците и рециркуляцией тромбомодулина на клеточную поверхность.
Другой функцией комплекса тромбин–тромбомодулин является активация прокарбоксипептидазы Y до активного ингибитора - карбоксипептидазы Y или тромбин-активируемого ингибитора фибринолиза - TAFI. Повышение ТМ наблюдается при системной красной волчанке, синдроме ДВС, респираторном дистресс-синдроме взрослых, эмболии легочной артерии, инфаркте миокарда, после использования тромболитиков при инфаркте миокарда, при диабетической микроангиопатии, после транслюминальной ангиопластики коронарных артерий. Значение ТМ для регуляции гемостаза имеет клиническое подтверждение. Некоторые мутации гена ТМ сопровождаются артериальными тромбозами. Определенный полиморфизм ТМ имеет значение в развитии инфаркта миокарда.
Менее выраженной, но достаточно очевидной антикоагулянтной активностью обладает α2 -макроглобулин . Это крупный гликопротеин, неспецифический ингибитор протеаз с молекулярной массой 725 кДа. Он нейтрализует тромбин, химотрипсин, трипсин, коллагеназу, прекалликреин. Предотвращает переход фактора XII в XIIa и плазминогена в плазмин. Образуя связи с α2 -макроглобулином, различные протеазы не могут произвести гидролиз столь высокомолекулярного субстрата. Этим обусловлена большая емкость α2 -макроглобулина по связыванию субстратов, но относительно низкое сродство. Он включается в физиологическую инактивацию протеаз после истощения других ингибиторов, обладающих высоким сродством, но относительно низкой емкостью, таким образом, инактивируя большинство протеаз, включая ферменты системы свертывания крови и фибринолиза. Потребление α2 -макроглобулина обычно обнаруживают в состояниях повышенной протеолитической активности, в частности при панкреатитах. У новорожденных содержание α2 -макроглобулина примерно в 2 раза выше, чем у взрослых.
Ингибитор пути тканевого фактора (внешнего пути свертывания) - TFPI (tissue factor pathway inhibitor). Основной задачей этого антикоагулянта является связывание комплекса фактор VIIa - фактор III. При этом TFPI, имея несколько центров связывания, способен взаимодействовать с этим комплексом только в том случае, если один из его центров уже связывает фактор Xa. TFPI ограничивает синтез тромбина комплексом фактор III–фактор VIIа–фактор Ха, блокируя его вскоре после образования. Аффинность TFPI к фактору VIIа значительно повышается в присутствии гепарина. Образуется полностью неактивный тетрамолекулярный комплекс фактор III–фактор VII–TFPI–фактор Ха. Помимо ингибирования TFPI способствует поглощению и деградации этого комплекса. Таким образом, во внешнем каскаде плазменного гемостаза формируется отрицательная обратная связь.
Вероятно, TFPI отвечает за удлинение ряда тестов коагулограммы при лечении гепарином, в частности АЧТВ. TFPI в плазме крови частично связан с липопротеинами низкой и очень низкой плотности (ЛПНП и ЛПОНП). В таком комплексе он более устойчив к инактивации. Появились сообщения, что тромбин способен стимулировать высвобождение TFPI из эндотелия и ЛПНП, тем самым уменьшая процесс тромбинообразования по принципу отрицательной обратной связи.
Повышение TFPI в плазме обнаружено после лечения нефракционированным или низкомолекулярным гепарином, при СД и у больных с инфарктом миокарда. Есть сообщения о снижении TFPI при тромботической тромбопенической пурпуре и ишемическом инсульте.
Ряд антикоагулянтов образуется в процессе свертывания крови и фибринолиза, такие антикоагулянты называются вторичными. Одним из них является сам фибрин, обозначаемый в литературе как антитромбин I. Он адсорбирует и выключает из процесса свертывания фактор Ха. Выраженным ингибирующим влиянием на самосборку фибрина и антиагрегационным действием обладают продукты деградации фибрина и фибриногена. К группе вторичных антикоагулянтов относят также метафакторы Va и XIa. Первый является ингибитором фактора Xa, второй ингибирует комплекс XIIa–XIa.
19.3.2. Система фибринолиза
Это ферментная протеолитическая система, действие которой заключается в деградации (лизисе) фибрина, реканализации сосудов и восстановлении кровотока. Кроме того, она принимает участие в распаде коллагена, ангиогенезе, апоптозе и тесно связана с другими протеолитическими системами. Система фибринолиза препятствует образованию диссеминированного тромбоза и активизируется одновременно с системой свертывания и системой антикоагулянтов. Она крайне многофакторна (табл. 19-7), но основных компонентов в ней три:
-
-
фактор XIIа в комплексе с плазменным калликреином и высокомолекулярным кининогеном;
-
ТАП, вырабатывающийся в эндотелии; среди ему подобных можно назвать урокиназу, продуцируемую преимущественно почечной тканью;
-
активаторы плазминогена содержатся, в том числе, во всех форменных элементах крови, откуда освобождаются при их разрушении;
-
Фактор | Концентрация, мг/л | Период полувыведения | Функция |
---|---|---|---|
Плазминоген |
200 |
2,2 дня |
Профермент (предшественник плазмина) |
Активатор плазминогена тканевого типа (ТПA, tPA) |
0,005 |
4 мин |
Протеаза, активирует плазминоген |
Урокиназный активатор плазминогена (uРА) |
0,002 |
7 мин |
Протеаза, активирует плазминоген |
Ингибитор активатора плазминогена 1-го типа (PAI-1) |
0,01 |
8 мин |
Ингибитор ТПA и урокиназы |
Фактор XII |
30 |
2–3 дня |
Профермент. Участвует в реакции активации плазминогена |
Прекалликреин |
40 |
Профермент. Участвует в реакции активации плазминогена |
|
Высокомолекулярный кининоген |
70 |
5 дней |
Кофактор. Участвует в реакции активации плазминогена |
Витронектин |
350 |
– |
Кофактор PAI1 |
С1-ингибитор |
180 |
70 ч |
Ингибитор фактора ХIIа, калликреина, плазмина |
α2 -Антиплазмин |
70 |
3 дня |
Ингибитор плазмина |
α2 -Макроглобулин |
2500 |
– |
Ингибитор плазмина, калликреина, урокиназы, ТПA и др. |
Богатый гистидином гликопротеин |
100 |
3 дня |
Ингибитор плазмина |
Апопротеин (а) |
<70 |
– |
Снижает фибринолиз |
Активируемый тромбином ингибитор фибринолиза |
5 |
10 мин |
Предшественник ингибитора (зимоген) |
Рецептор урокиназного активатора плазминогена (u-PAR) |
– |
– |
Рецептор uPAR, модулирующий его активность |
Аннексин II |
– |
– |
Рецептор ТПA, активирующий его функцию |
Рецептор LRP/α2 -макроглобулина |
– |
– |
Рецептор ТПA, способствующий его элиминации |
Рецептор маннозы |
– |
– |
Рецептор ТПA, способствующий его элиминации |
Плазминоген - одноцепочечный гликопротеин. Концентрация в плазме около 2 мкмоль/л. Основное место синтеза - печень. Обнаружен также в эозинофилах, клетках почек, роговице. В крови связан с гликопротеином, содержащим большое количество гистидина. Превращение плазминогена в плазмин осуществляется, в основном, двумя специфическими протеазами - активатором плазминогена тканевого типа и урокиназой. Кроме того, плазминоген может связываться с фибрином и активироваться в комплексе с ним. Связанный с фибрином плазмин относительно защищен от инактивации. В токе же крови плазмин очень быстро (примерно за 0,1 с) инактивируется ингибиторами.
Активатор плазминогена тканевого типа (ТПA) является сериновой протеазой. Он высокоспецифичен: его единственным доказанным субстратом является плазминоген. Синтезируется в основном эндотелием, но также в моноцитах, мегакариоцитах, мезотелиальных клетках, мышечных клетках сосудов, фибробластах сердца и др. Большая часть плазменного ТПA связана с его основным ингибитором PAI-1. Как связанный, так и свободный активатор быстро удаляются из тока крови клетками печени. Помимо активации фибринолиза, ТАП участвует в противовоспалительных реакциях, в стимуляции пролиферации эндотелия. Есть данные, что ТАП может активировать фактор VII.
Действие ТАП связано с двумя группами рецепторов - активирующими и удаляющими. Активирующие рецепторы для ТАП, например аннексин II, располагаются на клеточных поверхностях и усиливают активацию плазминогена. В группе удаляющих рецепторов, способствующих элиминации ТАП, наиболее известны маннозный - на мембране эндотелиоцитов печени и купферовских клеток, и рецептор LRP/α2 -макроглобулина - на мембранах гепатоцитов.
Урокиназный активатор плазминогена (урокиназа) обнаружен в больших количествах в моче человека. Его предшественником является белок проурокиназа, который синтезируется преимущественно эпителиальными клетками почечных протоков, а также обкладочными клетками протоков потовых, слезных и других желез и рядом других клеток. В число важных функций этого фермента входит гидролиз белковых компонентов различных секретов непосредственно в протоках и деградация внеклеточного матрикса в различных тканях, что облегчает процессы миграции клеток. Урокиназа принимает участие в заживлении ран, воспалении, эмбриогенезе, метастазировании опухолей. Урокиназа является опухолевым маркером карциномы яичника и, вероятно, других опухолей. Производятся наборы для ИФА с целью количественного определения этого фермента.
Рецептор урокиназы (u-PAR) обнаружен на моноцитах. Он способствует активации плазминогена, что необходимо для участия моноцитов в деградации фибринового тромба. Такой же рецептор найден на тромбоцитах.
α г-Антиплазмин (αг-АП) - ингибитор фибринолиза. Высокоспецифичен к плазмину, взаимодействуя с ним, инактивирует и удаляет свободный плазмин из системы циркуляции. Плазмин, связанный с фибрином, инактивируется примерно в 50 раз медленнее. Недостаточность αг -АП проявляется кровотечениями, так как накапливающийся активный плазмин ускоренно разрушает фибрин и фибриноген. αг -АП - белок острой фазы, при массивной активации фибринолиза, в частности при синдроме ДВС, может наблюдаться его истощение. Приобретенная недостаточность αг -АП встречается значительно чаще, чем врожденная.
α 1-Антитрипсин. На его долю приходится более 80% антипротеолитической активности крови. Концентрация в сыворотке составляет 1,4–3,2 г/л (52 ммоль/л). Является основным ингибитором сериновых протеаз трипсина и химотрипсина. Кроме того, принимает участие в инактивации плазмина, калликреина, ренина, урокиназы. Благодаря небольшим размерам может проникать и функционировать в тканях (легкие, бронхи). α1 -Антитрипсин относится к числу острофазовых белков, его синтез увеличивается в реакциях, обусловленных действием фактора некроза опухолей, ИЛ-1 и ИЛ-6, а также высокой концентрацией эстрогенов.
Ингибитор активатора плазминогена 1-го типа (PAI-1). Это специфический ингибитор ТАП и урокиназы. Он также подавляет активацию фибринолиза стрептокиназой. Синтезируется в эндотелии.
Обнаружен в плазме и тромбоцитах. В плазме связан с витронектином. Отмечено усиление синтеза РАI-1 под влиянием бактериальных эндотоксинов, ИЛ-1, ФНОα, а также тромбина. Наиболее значительная стимуляция происходит в условиях сепсиса и при обширных тромбозах. Активность PAI-1 ингибируется протеином С, который наряду с антикоагулянтной, проявляет и профибринолитическую активность.
Ингибитор ТАП 2-го типа (PAI-2) обнаружен в очень низких концентрациях в плазме, но может существенно повышаться при беременности. Он в большей степени ингибирует активность урокиназы, чем ТАП.
Ингибитор ТАП 3-го типа (PAI-3). Слабый ингибитор фибринолиза. Он подавляет активацию плазминогена протеином С. Диагностического значения определение PAI-2 и PAI-3 не имеют.
Активируемый тромбином ингибитор фибринолиза (TAFI) (карбоксипептидаза Y, или плазменная карбоксипептидаза В) - один из наиболее значимых ингибиторов фибринолиза, играющий важную роль в формировании гемостатического тромба и предотвращающий его преждевременный лизис. Его неактивная форма - прокарбоксипептидаза Y - активируется тромбином, связанным с тромбомодулином, и, вероятно, трипсином, калликреином, плазмином до активной карбоксипептидазы Y или TAFI. TAFI разрушает каталитическую поверхность фибрина, необходимую для активации плазминогена ТПA. Кроме того, в более высокой концентрации TAFI обладает прямой ингибирующей активностью по отношению к плазминогену. Для активации достаточного количества ингибитора необходим значительный избыток тромбина, превышающий количество, необходимое для образования фибринового сгустка. Видимо, этим объясняется повышение фибринолиза у больных с гемофилией и дефицитом фактора XI.
Определение TAFI проводится методом твердофазного ИФА. Содержание TAFI в крови повышается при тромбозах и применении тромболитических препаратов.
Существуют два пути активации плазминогена - внешний и внутренний (рис. 19-5).

Активация по внешнему пути осуществляется за счет ТАП, поступающего из эндотелия сосудов. Секреция ТАП идет постоянно и усиливается под действием самых разных гуморальных или физических стрессорных факторов (адреналин, вазопрессин, глюкокортикоидные гормоны, никотиновая кислота, физическая нагрузка, различные травмы и пр.). Этот активатор обладает выраженным сродством как к фибрину, так и плазминогену. Связываясь на поверхности фибрина или внутри сгустка, эти белки образуют тройной комплекс (плазминоген–фибрин–ТАП). Таким образом, разрушение фибрина происходит как на поверхности сгустка, так и внутри его. Активатор урокиназного типа, в отличие от ТАП, не связывается с фибрином, но фиксируется на поверхности различных клеток, имеющих рецепторы для плазминогена, что ведет к образованию активного плазмина на эндотелии и различных форменных элементах крови, участвующих в формировании тромба.
Внутренний путь активации фибринолиза осуществляется непосредственно калликреином и фактором ХIIа, однако эти белки значительно менее активны, чем ТАП и урокиназа. Калликреин также участвует в превращении проурокиназы в двухцепочечную урокиназу - активную сериновую протеазу.
Внутренний путь активации фибринолиза аналогичен внутреннему пути в системе свертывания, то есть это контактная поверхность, приводящая к образованию фактора XIIa и калликреина. И тот и другой факторы переводят плазминоген в плазмин. Последний, в свою очередь, по механизму положительной обратной связи ускоряет активацию фактора Хагемана и прекалликреина, что приводит к значительному ускорению как самого фибринолиза, так и системы свертывания. Таким образом, поддерживается необходимый баланс между образованием и лизисом фибрина. Есть данные, что фактор ХIIа может напрямую активировать плазминоген. Скорость активации плазминогена фактором ХIIа в сравнении с эквимолярным количеством ТПA в 10 раз ниже, однако его молярная концентрация в циркулирующей крови в 5000 раз выше. Таким образом, роль прямой активации плазминогена фактором ХIIа может быть достаточно высока. Другими известными активаторами плазминогена являются стрептокиназа, стафилокиназа, активатор плазминогена, выделенный из слюны летучих мышей-вампиров.
Как правило, образование плазмина из плазминогена происходит in situ , внутри фибринового сгустка. Этот феномен отмечается вследствие того, что плазминоген и его активатор ТАП обладают повышенным сродством к фибрину, связываются с ним еще в период образования фибриновой сетки и оказываются внутри сформировавшегося сгустка. Именно там и происходят активация плазминогена и расщепление тромба.
Под влиянием плазмина расщепляется как фибрин, так и фибриноген. Фибриноген распадается на высокомолекулярные фрагменты. Вначале образуется фрагмент X. Затем идет формирование фрагмента Y за счет освобождения из фрагмента Х фрагмента D. Фрагмент Y, в свою очередь, распадается на фрагмент Е и второй фрагмент D. Фрагменты X и Y относятся к ранним продуктам деградации фибрина (фибриногена) (рис. 19-6). Они образуются на ранних этапах фибринолиза и отличаются достаточно большой молекулярной массой. При их дальнейшем протеолизе плазмином появляются фрагменты E и D, обладающие меньшей массой и не поддающиеся дальнейшему фибринолизу. При гидролизе фибрина образуются несколько отличные сложные фрагменты, основными из которых являются D-димеры. Считается, что D-димеры - это участки молекулы фибриногена, связанные прочной ковалентной глутамил-лизиновой связью, образованной в момент формирования нерастворимого фибрина-полимера.

Продукты деградации фибрина (фибриногена) оказывают выраженное действие на все звенья гемостаза. Они связывают тромбин, препятствуют образованию протромбиназы. Ранние продукты деградации фибрина препятствуют полимеризации мономеров фибрина, способствуя образованию и накоплению растворимых комплексов мономеров фибрина (РКМФ), поздние - подавляют адгезию и агрегацию тромбоцитов за счет блокады рецепторов последних. Продукты деградации фибрина играют важнейшую роль в диагностике тромбозов, тромбоэмболий и синдрома диссеминированного внутрисосудистого свертывания, расцениваются как прогностические маркеры при сердечно-сосудистой патологии и других состояниях. Фрагменты D и E усиливают действие брадикинина, ангиотензина и гистамина на сосудистую стенку, что приводит к дополнительному выходу активаторов плазминогена и ускорению фибринолиза. Продукты деградации фибрина усиливают фибринолитическую активность крови в 13 раз. Обнаружение повышенного уровня продуктов деградации фибрина всегда свидетельствует об активном фибринообразовании с достаточным фибринолизом, а также имеет место во время проведения тромболизиса.
Плазмин является специфическим ферментом не только для фибрина и фибриногена, он расщепляет факторы V и VIII, а также компоненты комплемента С1, С3 и С4, хотя значительно слабее, чем фибрин.
Фибринолиз ингибируется соединениями, которые непосредственно связывают плазмин или тормозят активацию плазминогена. Основным ингибитором плазмина является PAI-1, он постоянно продуцируется и секретируется эндотелиоцитами, инактивирует как тканевой, так и урокиназный активаторы плазминогена, в крови и в клетках связан с адгезивным гликопротеином - витронектином. Это увеличивает период полураспада PAI в 2–4 раза и позволяет оказывать более пролонгированное действие в местах локального фибринолиза. Другой, не менее важный ингибитор - α2 -антиплазмин. Он синтезируется в печени и способен соединяться как с плазмином, так и необратимо с фибрином, что обусловлено наличием фактора XIIIа. Разрушая плазмин, находящийся в кровотоке, α2 -антиплазмин способствует тому, что в физиологических условиях в плазме свободный плазмин практически не встречается. Кроме того, этот ингибитор связывает трипсин, химотрипсин, прекалликреин, фактор Xa, урокиназу и ТАП. Плазмин, связанный с α2 -антиплазмином, теряет способность разрушать фибрин, а фибрин, связавшись с этим ингибитором, становится весьма устойчивым к действию фибринолитических агентов. Плазмин, который уже связан с фибрином, инактивируется α2 -макроглобулином.
Плазмин - еще один ингибитор фибринолиза. Действие его несколько слабее и медленнее, чем предыдущего, но, вероятно, α2 -макроглобулин нейтрализует плазмин, если он не может быть связан с α2 -антиплазмином. К ингибиторам фибринолиза относятся также α1 -антитрипсин, α1 -химотрипсин, антитромбин III, интер-α-глобулин, ингибитор фактора Хагемана и др.
Таким образом, взаимодействие трех звеньев одной системы приводит к тонкому сбалансированному взаимодействию ферментативных и неферментативных факторов, низкомолекулярных веществ и ионов. В результате чего любое повреждение кровеносного русла в течение нескольких минут локально тромбируется с последующим восстановлением целостности сосудистой стенки.
19.4. Алгоритмы диагностики патологии гемостаза
Отклонения в функционировании системы гемостаза приводят к клиническим проявлениям в виде геморрагических и/или тромботических эпизодов, а также их сочетания. Эти ситуации широко распространены в клинической практике. С ними сталкивается врач любой специальности, и начальные шаги в диагностике нарушений должны быть сделаны уже в лаборатории первичного звена или любого стационара. Характер этих шагов зависит от клинической ситуации и рабочей гипотезы, от вовлечения тех или иных механизмов системы гемостаза. Более развернутые исследования требуют специализированных лабораторий и подготовленных соответствующим образом специалистов.
Современная гемостазиология использует весь спектр достижений, которые предоставляет прогресс в области лабораторных технологий, сохраняя в то же время и "старые" методы. Различные технологические подходы дают возможность с разной специфичностью и чувствительностью оценить одни и те же компоненты гемостаза, а набор методов зависит от оснащенности лаборатории (табл. 19-8).
Технологический принцип | Звено гемостаза, которое может быть исследовано | Клиническое использование |
---|---|---|
Микроскопия (световая, фазово-контрастная, электронная) |
Морфологическая характеристика клеточных компонентов |
Подсчет количества тромбоцитов, выявление измененных форм эритроцитов (фрагментация при синдроме диссеминированного внутрисосудистого свертывания), гигантских тромбоцитов, морфофункциональное исследование тромбоцитарной активности |
Клоттинговый (хронометрический) - определение времени образования сгустка in vitro с различными способами детекции |
Плазменный гемостаз - общая коагуляционная активность (глобальные тесты), активность групп факторов, активность отдельных факторов свертывания, противосвертывающей системы |
Скрининговые исследования, первичная диагностика нарушений свертывания, в основном - недостаточности. Оценка активности отдельных факторов, мониторинг антикоагулянтной терапии. Диагностика некоторых тромбофилических дефектов - резистентности к активированному протеину С, наличия волчаночного антикоагулянта |
Фотооптический - по светопропусканию. Лазерный - по светорассеянию. Импедансный - измерение импеданса |
Функциональная активность тромбоцитов |
Диагностика нарушений первичного гемостаза, в основном с недостаточной функцией, оценка агрегационной и адгезивной способности тромбоцитов в плазме. Оценка спонтанной агрегации и агрегационных свойств цельной крови на фоне индукции - выявление повышенной активности тромбоцитов |
Хромогенный - определение изменений цветонасыщения с использованием хромогенных субстратов |
Компоненты плазменного гемостаза, фибринолитической системы, продуктов деградации фибрина и других маркеров активации свертывания |
Выявление недостаточности или гиперпродукции отдельных факторов свертывания и антикоагулянтов, диагностика предтромботических состояний, синдрома диссеминированного внутрисосудистого свертывания, в том числе подострых и хронических форм |
Иммунологический - с использованием моноклональных антител, ELISA, проточной цитометрии |
Антигенсодержащие компоненты плазменного гемостаза, маркеры активации свертывания и дисфункции эндотелия, рецепторы тромбоцитов и др. Выявление антитромбоцитарных, антифосфолипидных антител |
Углубленное изучение системы гемостаза, диагностика предтромботических состояний, эндотелиального повреждения, микровезикуляции. Диагностика антифосфолипидного синдрома |
Молекулярногенетические - ПЦРдиагностика с рестрикционным анализом |
Выявление мутаций и полиморфизмов генов факторов свертывания, антикоагулянтов, компонентов фибринолитической системы, рецепторов тромбоцитов, обмена гомоцистеина. Фармакогенетические исследования |
Диагностика предрасположенности к тромбозам, исследование генетических дефектов, приводящих к кровоточивости, прогнозирование индивидуальной чувствительности к антитромботическим средствам |
Биохимические исследования |
Определение некоторых компонентов свертывания или веществ, активно влияющих на состояние сосудов и тромбообразование (например, гомоцистеин) |
Выявление предрасположенности к тромбозам |
Методы сухой химии и использование картриджей в приборах для pointofcare-диагностики и мониторинга терапии |
Исследование некоторых показателей реакции на антитромботическую терапию - активированное частичное (парциальное) тромбопластиновое время, международное нормализованное отношение, активированное время свертывания крови |
Мониторинг пролонгированной антитромботической терапии и гепаринизации в ходе искусственного кровообращения и чрескожных вмешательств на коронарных артериях |
Интегральные методы оценки - тромбоэластометрия |
Комплексная оценка всех компонентов гемостаза, включая плазменные и клеточные составляющие |
Использование в экстренной диагностике нарушений в условиях реанимационных отделений, операционных, при операциях на сердце и трансплантации органов (печень, сердце) |
Клоттинговые (clot - сгусток, свертывание), или хронометрические, методы являются самыми распространенными и доступны любой лаборатории. В основе их лежит наблюдение за временем образования сгустка in vitro . Они могут быть выполнены как ручными методами, так и с помощью современных коагулометров (механический метод детекции, турбидиметрия, нефелометрия). Ручные методы на водяной бане не рекомендуются из-за плохой воспроизводимости и точности. Клоттинговые методы включают в себя скрининг плазменных компонентов, в том числе противосвертывающей системы, а также определение активности отдельных факторов свертывания, выявление резистентности к активированному протеину С, коррекционные и подтверждающие тесты обнаружения волчаночного антикоагулянта. При наличии соответствующих наборов реагентов могут быть выполнены и более тонкие исследования при оценке действия нефракционированного и низкомолекулярного гепарина - определение анти-Ха активности плазмы. А контроль терапии антикоагулянтами непрямого действия возможен только с помощью клоттингового метода.
К методам хронометрическим с элементами интегральной оценки можно отнести и определение длительности кровотечения.
Обеспечение качества выполнения коагулологических тестов достигается в результате комплекса мероприятий в работе современной лаборатории.
-
Соблюдение правил проведения преаналитического этапа - получение венозной крови максимально щадящим методом, сохранение соотношения крови и натрия цитрата в пробирке, максимально быстрая доставка в лабораторию и начало работы с пробами (для исследования функции тромбоцитов - в течение часа, для исследования плазменного гемостаза - не более 4 ч).
-
Стандартизация условий выполнения исследований, использование автоматических и полуавтоматических коагулометров.
-
Сохранение пары реагенты–оборудование, работа на "родных" для оборудования реагентах.
-
Точное выполнение инструкций производителя при выполнении исследований.
-
Проведение процедур внутрилабораторного контроля качества для тех методов, для которых это возможно.
-
Использование валидированных методов и алгоритмов в диагностике патологии гемостаза и контроле терапии.
Среди многообразия лабораторных исследований могут быть выделены оценочные (скрининговые) и дополнительные тесты. Такое деление целесообразно и с организационной точки зрения, позволяя правильно распределить материальные и кадровые ресурсы и сделать лабораторную диагностику нарушений гемостаза наиболее информативной и экономически целесообразной. Перечень лабораторных исследований системы гемостаза утвержден Всероссийской ассоциацией по изучению тромбозов, геморрагий и патологии сосудов им. А.В. Шмидта и Б.А. Кудряшова и Российской ассоциацией медицинской лабораторной диагностики.
Лабораторные тесты для оценки гемостаза (рекомендации Всероссийской ассоциации по изучению тромбозов, геморрагий и патологии сосудов им. А.В. Шмидта и Б.А. Кудряшова и Российской Ассоциации медицинской лабораторной диагностики, 2007 [14])
Оценочные тесты 1-го уровня выполняются в лабораториях первичного звена:
Оценочные тесты 2-го уровня выполняются в лабораториях диагностических центров и стационаров:
Дополнительные тесты выполняются в специализированных лабораториях:
-
1) при кровоточивости - активность фактора Виллебранда и плазменных факторов свертывания (VIII, IX, XI, VII, X, V, II, высокомолекулярный кининоген, ПK);
-
2) при склонности к тромбозам - АТ, протеины C и S, резистентность к активированному протеину С, гомоцистеин, волчаночный антикоагулянт, антифосфолипидные антитела, генетическое тестирование (FV Лейден G1691A , мутация гена протромбина G20210A ).
Контроль антитромботической терапии выполняется в лабораториях всех уровней:
Диагностика нарушений свертывания крови неизменно базируется на трех составляющих: клинические проявления, индивидуальный и семейный анамнез, результаты лабораторных исследований (рис. 19-7). Ни одна из этих составляющих не имеет приоритета и не должна рассматриваться самостоятельно.

В связи с этим в диагностически неясных или нерутинных случаях только тесный контакт клинициста и врача клинической лабораторной диагностики может быть основой выбора правильного пути и принести пользу больному.
Диагностический процесс может начинаться в любой из названных точек - клинические проявления, анамнестические или лабораторные данные (рис. 19-8).

19.4.1. Алгоритм диагностики при наличии клинических проявлений патологии гемостаза
Можно выделить два ключевых клинических синдрома - кровотечение и тромбоз, каждый из которых требует своей программы лабораторного обследования. В целом геморрагические состояния встречаются значительно реже, чем тромбозы , и могут быть обусловлены как врожденными, так и приобретенными причинами.
19.4.1.1. Алгоритм лабораторной диагностики при наличии кровоточивости
Наличие активного кровотечения заставляет в первую очередь исключить травматическую (хирургическую) его причину. Однако даже если имеется такого рода причина, это не означает отсутствия патологии свертывания крови.
В оценке причин кровотечения необходимо определить его характер (зона микроциркуляции, артериальное, венозное), длительность существования, по возможности понять причину - основное заболевание, например опухоль, аневризма и другие, и исключить влияние лекарственных препаратов, таких как НПВС, Аспирин♠ , антикоагулянты.
Обязателен сбор сведений о наличии эпизодов кровоточивости в анамнезе у больного - носовые кровотечения в детстве, характер и длительность menses , кровоточивость при порезах и травмах, образование гематом, гемартрозов, эпизоды петехиальных высыпаний, а также указания на имеющиеся такого рода нарушения у родственников первой линии.
Следующий шаг в диагностике - лабораторные исследования. Комплекс первичных исследований должен включать оценку первичного (тромбоцитарного) звена и коагуляционного звена гемостаза.
Патология и оценка сосудисто-тромбоцитарного гемостаза. Для недостаточности первичного (сосудисто-тромбоцитарного) гемостаза характерны кровотечения в зоне микроциркуляции - носовые, десневые, маточные, наличие петехиальных высыпаний. При травмах, в частности при экстракции зуба, кровотечение возникает сразу, что полностью соответствует механизмам формирования тромбоцитарной пробки и белого тромба.
В характеристике сосудисто-тромбоцитарного гемостаза можно выделить скрининговые тесты, доступные любой лаборатории, и специализированные лабораторные исследования для оценки функциональной способности тромбоцитов.
Скрининговые тесты в оценке сосудисто-тромбоцитарного гемостаза
1. Количество тромбоцитов , которое доступно при проведении клинического анализа крови. Количество тромбоцитов может быть подсчитано автоматическим гематологическим анализатором, в мазке крови по Фонио и в камере Горяева. Последние два метода имеют высокий коэффициент вариации (до 20%) и используются только при отсутствии анализатора либо как дополнительные. Одновременно с подсчетом количества тромбоцитов целесообразна микроскопия мазка крови врачом лаборатории, что позволит морфологически оценить их состояние (гигантские, скопления и т.д.). Кроме того, с анализатора может быть получена точная информация о среднем объеме тромбоцитов (MPV - mean platelet volume), имеющая значение в диагностике тромбоцитопатий.
Нормальное количество тромбоцитов в периферической крови колеблется от 150×109 /л до 400×109 /л. В клинической практике тромбоцитопенией считают лишь ту ситуацию, когда количество тромбоцитов снижается до 100×109 /л и ниже. Спонтанные геморрагические проявления отмечаются при уменьшении количества тромбоцитов менее 50×109 /л. Продолжительность жизни нормального тромбоцита составляет 7–12 дней [43].
Тромбоцитопения является наиболее частой причиной геморрагий и при этом редко бывает первичной. Среди тромбоцитопений, как ведущей причины геморрагических состояний с нарушением тромбоцитарных механизмов, можно выделить тромбоцитопении с сохраненной длительностью жизни кровяных пластинок, но с нарушенной их продукцией, с сокращенной продолжительностью жизни вследствие разрушения или потребления и тромбоцитопении вследствие перераспределения (депонирования).
С целью установления окончательного диагноза того или иного заболевания, кроме определения количества тромбоцитов, необходимо провести исследования для выявления причины, которая вызвала тромбоцитопению в каждом конкретном случае (табл. 19-9).
Причины | Механизмы развития |
---|---|
Нарушение продукции тромбоцитов |
|
Обусловленные повышенным разрушением тромбоцитов |
|
Обусловленные перераспределением |
|
2. Время (длительность) кровотечения. Это исследование, несмотря на свою простоту, нестандартизованность и сомнительные информативные характеристики, сохраняется в арсенале лабораторий для определенных клинических ситуаций (только кровоточивость). Определение длительности кровотечения позволяет уточнить состояние сосудисто-тромбоцитарного звена гемостаза in vivo , моделируя процесс с полным набором действующих компонентов. Методический подход был впервые предложен M.G. Milian в 1901 г. и модифицирован Duke в 1910 г. Все его варианты предполагают нанесение микроразреза кожного покрова с использованием скарификатора или другого стандартного режущего устройства (с ограничением глубины раны). В настоящее время используются два основных метода определения длительности кровотечения - метод Duke (прокол мочки уха) и метод Ivy (нанесение микроразреза на переднюю поверхность предплечья) [7, 8, 10].
Дополнительные тесты для оценки функционального состояния тромбоцитов
Исследования функциональной активности тромбоцитов можно разделить на две группы: лабораторные тесты, связанные с изучением индуцированной агрегационной способности, и изучение тромбоцитов без дополнительной активации с максимальным приближением к состоянию in vivo , в том числе спонтанной агрегации тромбоцитов.
Условием объективной оценки является сохранение тромбоцитов в неактивном состоянии до момента исследования, что связано с соблюдением правил преаналитического этапа [32].
В лабораториях, которые занимаются изучением системы гемостаза, как правило, используют два или несколько из приведенных ниже методов, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки.
Индуцированная агрегация может исследоваться как в цельной крови, так и в тромбоцитарной плазме. Последний метод наиболее распространен. Основными индукторами являются АДФ, коллаген, арахидоновая кислота, ристоцетин и эпинефрин (табл. 19-10).
Индуктор | Средние величины |
---|---|
Коллаген |
5,0 мг/мл |
Аденозиндифосфат |
5,0 мкмоль |
Эпинефрин |
18,0 мкмоль |
Арахидоновая кислота |
0,5 ммоль |
Ристоцетин |
Низкие дозы - 0,5 мг/мл; высокие дозы - 1,2 мг/мл |
В настоящее время рекомендации по лабораторной диагностике тромбоцитарных нарушений отсутствуют, в связи с чем имеется острая необходимость выработки такого рода руководств и рекомендаций Международного общества по тромбозам и гемостазу (ISTH).
Наиболее распространенным и доступным является фотометрический метод, предложенный G.V.R. Born в 1962 г. [20] Он основан на измерении светопропускающей способности тромбоцитарной плазмы, которая меняется во времени при инициировании процессов активации и агрегации тромбоцитов различными индукторами. В кювете прибора создается модель повреждения сосудистой стенки и активации кровяных пластинок экзогенными индукторами. На основе фотооптической агрегации проводится оценка активности фактора Виллебранда и диагностика болезни Виллебранда [20]. Однако метод не дает воспроизводимой и достоверной информации о повышенной активности тромбоцитов.
Из современных разработок стоит упомянуть метод PFA-100 - platelet function analyser, в котором осуществляется моделирование первичного гемостаза, а метод называют "длительность кровотечения in vitro ". Использование анализатора позволяет оценить начальную гемостатическую активность тромбоцитов в условиях сдвигового напряжения. Цитратная цельная кровь засасывается вакуумом через отверстие, покрытое коллагеном/адреналином или коллагеном/АДФ (одноразовый картридж). Регистрируется время закрытия отверстия (образование тромбоцитарной пробки). Метод позволяет моделировать физиологические условия влияния сдвигового напряжения на тромбоциты. Исследования на картриджах коллаген/адреналин показывают качественные дефекты тромбоцитов, индуцированные ацетилсалициловой кислотой, в то время как картриджи коллаген/АДФ указывают на тромбоцитопатии, но не выявляют характер патологии. Метод PFA-100 с успехом применим как сканирующий тест при следующих патологиях: у пациентов с болезнью Виллебранда (особенно 1-го типа), при нарушениях первичного гемостаза у детей (требует малого количества крови) [7], у пациентов с афибриногенемией, тромбастенией Гланцмана, болезнью Бернара–Сулье, болезнью недостаточного пула накопления, при оценке действия антиагрегантных препаратов.
Метод ПЦ дает возможность оценки качественного и количественного состава мембранных гликопротеидов. Образцы с тромбоцитами нагружают флюоресцентными моноклональными антителами к соответствующему гликопротеину и/или красителем на внутриклеточный мессенджер (например, кальций). Далее в проточной камере регистрируется флюоресценция и светорассеяние от каждой клетки. Компьютерная обработка определяет число и тип экспрессированных рецепторов, секрецию гранул, концентрацию внутриклеточных мессенджеров. Те же самые параметры могут быть измерены in vitro после активации тромбоцитов агонистами - индуцированная проточная тромбоцитометрия [16]. С помощью данного метода возможно анализировать субпопуляции тромбоцитов в пробе малого объема.
Функциональные тесты полезны для выявления наследственных и приобретенных дефектов тромбоцитарной активности (тромбоцитопатии), сопровождающихся геморрагическим синдромом. Врожденные тромбоцитопатии встречаются редко, а пациенты с диагностированным дефектом наблюдаются в специализированных центрах.
Наследственная геморрагическая дистрофия тромбоцитов - болезнь Бернара–Сулье. Характеризуется нарушением адгезивных свойств тромбоцитов. Количество и форма мегакариоцитов в норме, количество тромбоцитов слегка уменьшено, размер тромбоцитов около 8 мкм - гигантские тромбоциты. Отсутствует ристоцетин-индуцированная агрегация в связи с отсутствием или дефектом специфического гликопротеинового рецептора GP Ib на мембране тромбоцита. Время кровотечения удлинено, ретракция сгустка нормальная.
Тромбастения Гланцмана–Негли - наследственная дисфункция тромбоцитов. Характеризуется тем, что активированные тромбоциты не способны агрегировать друг с другом вследствие отсутствия в мембране специфических гликопротеиновых рецепторов к фибриногену GP IIb–IIIa. Количество тромбоцитов не изменено, отсутствует первичная агрегация с АДФ, нарушена ретракция сгустка и удлинено время кровотечения.
Наиболее частой врожденной патологией гемостаза является болезнь Виллебранда, нарушения при которой носят комбинированный (тромбоцитарный и плазменный) характер и будут описаны ниже.
Дифференциально-диагностические признаки функциональных нарушений тромбоцитов, включая болезнь Виллебранда, представлены в табл. 19-11.
Нарушенная фаза гемостаза |
Синдром, заболевание |
Агрегация, с |
Ретракция сгустка |
Другие признаки |
||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
оптимальными дозами |
большими дозами тромбина |
арахидоновой кислотой |
ристомицином |
ристомицином и введением vWF (II волна) |
||||||
аденозиндифосфата, тромбина, адреналина |
коллагена |
|||||||||
волны |
||||||||||
I |
II |
|||||||||
Адгезия |
Болезнь Бернара–Сулье |
Не изменена |
Снижена или отсутствует |
Нет коррекции |
Не изменена |
Увеличен размер тромбоцитов, умеренная тромбоцитопения |
||||
Болезнь Виллебранда |
Нормализация |
Снижена активность фактора VIII |
||||||||
Обратимая агрегация |
Тромбастения Гланцмана |
Отсутствует или снижена |
Не изменена |
Резко снижена |
В мазке крови нет агрегатов тромбоцитов |
|||||
Необратимая агрегация и секреция |
Дефицит пула хранения |
Не изменена |
Отсутствует или резко снижена |
Снижена |
Не изменена |
Не изменена |
Не изменена |
Отсутствует, снижена плотность и число гранул хранения |
||
Нарушение секреции |
Не изменена |
Снижена |
– |
На последнем этапе верификации врожденных дефектов тромбоцитов могут быть проведены высокотехнологичные исследования по определению содержания и плотности гранул хранения до и после активации тромбоцитов или их разрушения, а также высвобождения содержимого в супернатант; изменений ультраструктурных элементов тромбоцитов после их активации, адгезии, распластывания и агрегации тромбоцитов на субэндотелии препаратов артерий человека, аорты кролика, исследование метаболического пула адениновых нуклеотидов, мультимерного состава и функциональной активности фактора Виллебранда в плазме и тромбоцитах, ферментативной активности тромбоцитов, прежде всего тромбоксан-генерирующей системы, цАМФ и энергетического метаболизма, определение мобилизации внутриклеточного Са2+ и другие исследования.
Патология и оценка плазменного гемостаза
Геморрагические проявления, связанные с нарушениями коагуляционного (плазменного) гемостаза, объясняются, как правило, снижением активности плазменных факторов свертывания. Врожденные дефекты, многие из которых также встречаются очень редко, определяются дефицитом одного (очень редко более) фактора, функциональная недостаточность которого может быть связана как со снижением его продукции и концентрации в плазме, так и изменением только активности. В первом случае принято рассматривать тип I заболевания, а во втором - тип II. Приобретенные расстройства касаются сразу нескольких факторов свертывания. К приобретенным дефектам можно отнести коагулопатию потребления при синдроме ДВС, гиперфибринолизе, нарушении синтеза при заболеваниях печени, наличии антикоагулянтов и др.
В соответствии с этим основная задача определения причин кровоточивости, связанных с патологией плазменного гемостаза, - выявление или подтверждение недостаточности факторов свертывания крови, а также их потребления в ходе синдрома ДВС.
Скрининговые тесты в оценке плазменного гемостаза
Скрининговые или оценочные тесты для плазменного гемостаза формируются в соответствии с классическим представлением о механизмах активации свертывания (до 2000 г.), являются клоттинговыми и основаны на запуске гемостатических реакций in vitro по внутреннему или внешнему пути активации с помощью специальных реагентов.
1. Активированное частичное (парциальное) тромбопластиновое время (АЧТВ) - тест, оценивающий активность факторов внутреннего пути свертывания. Для запуска реакции в цитратную бестромбоцитную плазму добавляются парциальные тромбопластины - фосфолипидная смесь, действующая подобно тромбоцитарному фактору 3 и укорачивающая время свертывания плазмы в присутствии ионов кальция. Источники фосфолипидов могут быть животного (мозг кролика, быка, человека) и растительного (соя) происхождения. Активаторами являются неорганические (каолин, кремнезем) или органические (эллаговая кислота) вещества, обеспечивающие контактную поверхность для более быстрой активации. В настоящее время имеется более 300 лабораторных методов оценки АЧТВ. Все коммерческие реагенты АЧТВ варьируют по своей чувствительности по отношению к активности факторов. Причины этого не вполне ясны. Важную роль играют источники получения фосфолипидов и активирующие агенты.
АЧТВ в той или иной мере отражает активность всех факторов кроме фактора VII. Референсное значение АЧТВ - 20–45 с; зависит от вида и активности реагентов, от типа оборудования. Каждой лаборатории рекомендуется определить свои "локальные" значения с учетом конкретных приборов и наборов реактивов. Укорочение АЧТВ имеет неуточненное клиническое значение, часто бывает связано с погрешностями взятия и обработки крови и отражает только начальный этап генерации тромбина. Именно поэтому АЧТВ активно используется только для выявления недостаточности коагуляционных механизмов и определения причин кровоточивости.
Причины удлинения АЧТВ:
-
1) врожденное или приобретенное снижение количества или активности факторов XII, XI, IX, VIII, реже - X, V, II, фактора Виллебранда. Чувствительность к фибриногену (фактор I) ограничена;
-
2) наличие в пробе Гепарина♠ (введенного пациенту или примесь из катетера при получении пробы крови) или прямых ингибиторов тромбина (дабигатран℘ ), но не низкомолекулярных гепаринов или прямых ингибиторов фактора Х;
-
3) наличие в пробе продуктов деградации фибрина/фибриногена (синдром ДВС, гиперфибринолиз), патологических ингибиторов плазменных факторов или антикоагулянтов волчаночного типа;
Умеренное удлинение АЧТВ может наблюдаться во время приема непрямых антикоагулянтов за счет снижения активности фактора IX.
АЧТВ используется для предварительной, скрининговой, оценки состояния плазменного гемостаза (внутренний путь активации) при различных заболеваниях, в предоперационном периоде и в контроле терапии нефракционированным гепарином. В последнем случае рассчитывается кратность удлинения АЧТВ по сравнению с пулированной донорской плазмой или референсным значением, представленным производителем реагентов. Кратность такого удлинения не всегда сопоставима на различных реагентах и оборудовании: например, при анти-Ха-активности 0,3 МЕ/мл АЧТВ колеблется от 48 до 108 с, а кратность удлинения АЧТВ в терапевтическом интервале использования гепарина 0,3–0,7 МЕ/мл - 1,6–6,2 при целевом значении 2,0–2,5. Стандартизации метода, которая была бы проведена международным сообществом для протромбинового времени, пока не существует.
2. Протромбиновый тест, протромбиновое время (ПВ). Результаты исследования, выраженные в секундах (время), процентах (процент протромбина по Квику) или в виде международного нормализованного отношения (МНО), могут быть полезны в зависимости от вероятных причин кровотечения. Если речь идет о заболеваниях печени, недостаточности факторов свертывания, лучше оценивать результат в процентах по Квику. В случае антикоагулянтной терапии варфарином - в виде МНО. В некоторых международных диагностических алгоритмах предлагается ориентироваться на секунды (например, диагностическая шкала Общества по тромбозу и гемостазу для диагностики ДВС).
Расчет протромбина по Квику проводится классическим образом через построение калибровочной кривой и отражает активность факторов свертывания крови (оригинальная методика Quick, 1964) [26]. Расчет МНО производится на основании одновременного измерения протромбинового времени на плазме обследуемого больного и нормальной донорской плазме. В расчетах используется характеристика примененного реагента в виде международного индекса чувствительности (МИЧ):

Протромбиновый индекс считается устаревшим показателем и в настоящее время для использования в лабораториях не рекомендуется.
Удлинение протромбинового времени (снижение процента по Квику, увеличение МНО) происходит при врожденном (редко) или приобретенном снижении активности или дефиците факторов VII, X, V, II в следующих клинических ситуациях:
Удлинение ПВ возможно также при снижении содержания фибриногена ниже 1,5–1,0 г/л. К наличию гепарина в пробе ПВ менее чувствительно, чем АЧТВ. Значительное возрастание ПВ (увеличение значения МНО) связано с риском кровотечений.
Уменьшение протромбинового времени (снижение значения МНО или возрастание активности протромбина по Квику) не имеет клинического значения, хотя может отражать гиперактивность факторов (или нарушения процедуры взятия крови). В связи с этим референтное значение может быть принято >70%. Референтные значения для МНО указывать некорректно, так как этот показатель должен приниматься во внимание только у больных, принимающих антикоагулянты непрямого действия; терапевтический интервал МНО выбирается в зависимости от показаний к назначению препаратов. У лиц, не принимающих непрямые антикоагулянты, МНО составляет 1,0 (0,8–1,2).
ПВ в виде процента по Квику используется как скрининговый тест в оценке плазменного гемостаза (внешний путь активации) в комплексе с АЧТВ и особенно полезен для выявления печеночных нарушений. МНО в скрининговой оценке не значимо, так как при значениях около 1,0 к незначительным колебаниям активности факторов нечувствительно. Для контроля терапии непрямыми антикоагулянтами и подбора дозы препаратов, наоборот, должно использоваться только МНО, которое является стандартизованным расчетным показателем и нивелирует разницу в используемом оборудовании и реагентах, делая сопоставимыми результаты, полученные в разных лабораториях.
3. Уровень фибриногена , который широко исследуют в лабораториях, имеет большое диагностическое значение - как показатель белково-синтетической функции печени, белок острой фазы воспаления, прогностический маркер при сердечно-сосудистой патологии. Он важен в оценке гемостатической функции уже на начальном этапе обследования больного. Необходимо только иметь в виду, что для определения фибриногена должен быть выбран адекватный лабораторный метод. Общепринятым и современным является метод Клаусса, основанный на клоттинговом принципе с использованием реагента с высокой тромбиновой активностью.
4. Тромбиновое время оценивает конечный этап свертывания, то есть процесс формирования фибрина, и является довольно стабильным тестом. Он может принести пользу в ограниченном количестве случаев дисфибриногенемии, гипофибриногенемии, гепаринизации, наличии продуктов деградации фибрина/фибриногена, которые задерживают процесс полимеризации, а также для выявления действия новых антикоагулянтов (дабигатрана℘ ).
5. D-димер в большей степени целесообразно рассматривать в программе диагностики тромбозов и выявления предтромботических состояний (см. ниже), но может использоваться в оценке геморрагической ситуации, так как выступает в качестве показателя тромбинемии и является важнейшим критерием развития тромбогеморрагических осложнений. Включение данного исследования в контексте кровотечений особенно важно в динамике острой ситуации, в отделениях реанимации и интенсивной терапии, в хирургической практике. В то же время для исключения ложноположительных результатов необходимо с осторожностью и взвешенно относиться к результатам данного измерения.
Определение маркера активации свертывания и фибринолиза - D-димера - отражает существенный прогресс в понимании физиологических и патогенетических механизмов тромбообразования и развитие лабораторных технологий исследования молекулярных механизмов свертывания, расширяя лабораторные возможности диагностики [12].
С физиологической точки зрения D-димер - это конечный продукт протеолиза перекрестно-сшитого фибрина (рис. 19-9).

Разрушение фибрина под действием плазмина ведет к образованию продуктов деградации фибрина и их комплексов. Плазмин также расщепляет и фибриноген. Этот процесс завершается образованием продуктов деградации фибрина/фибриногена - доменов X и Y (высокомолекулярные промежуточные компоненты), а также доменов D и E (конечные продукты). Конечным специфическим продуктом расщепления фибрина является D-димер с молекулярной массой 180 кДа. D-D-фрагменты являются производными только перекрестно-сшитого под действием фактора XIIIa фибрина. В физиологических условиях 2–3% фибриногена плазмы превращается в фибрин и, таким образом, небольшое количество D-D-фрагментов выявляется у здоровых людей. Концентрация их в крови возрастает при всех ситуациях, связанных с увеличением продукции фибрина и последующей его деградации плазмином. При этом источником D-D-фрагментов является не только внутрисосудистая деградация, но и расщепление экстравазальных отложений фибрина (причина повышения уровня D-димера при воспалении). Определение D-димеров - наиболее распространенный лабораторный маркер активации свертывания и фибринолиза. Уровень его в плазме возрастает в среднем в 8 раз у больных с венозным тромбоэмболизмом (тромбоз глубоких вен, ТГВ, и/или тромбоэмболия легочной артерии, ТЭЛА), а в дальнейшем снижается параллельно с уменьшением выраженности симптоматики и началом антикоагулянтной терапии. Период полужизни D-димеров составляет примерно 8 ч, клиренс осуществляется через почки и РЭС.
Измерение уровня D-димера стало возможным с появлением моноклональных антител, связывающих эпитопы D-D-фрагментов, которые отсутствуют на молекулах фибриногена и не подвергшегося перекрестной сшивке фибрина [45]. Методы определения D-димера могут быть разделены на количественные и полуколичественные, а по принципу детекции комплексов антиген–антитело включают твердофазный иммуноферментный анализ (ELISA), иммунофильтрацию, "сэндвич"-технологию или латексную агглютинацию (табл. 19-22).
Метод | Чувствительность, % | Специфичность, % | PPV, % | NPV, % |
---|---|---|---|---|
Латексные тесты первой генерации - D-dimer test (DiagnStago) [24] |
73 |
62 |
60 |
75 |
Латексный тест второй генерации - Liatest (DiagnStago), van der Graaf et al. (2000); EscoffreBarbe и соавт. (1998) |
96 95 |
47 35 |
65 68 |
92 82 |
ELISA (mеmbrane) Instant I.A. (DiagnStago) [29, 44] |
95 94 |
76 63 |
81 72 |
93 91 |
ELISA (microplate) Asserachrom (DiagnStago) [24] |
91 97 |
31 32 |
50 50 |
81 91 |
ELFA VIDAS (bioMerieux), W. Wijns и соавт. (1998) [24] |
88 97 |
31 26 |
49 51 |
76 93 |
Примечание : NPV - отрицательное прогностическое значение (negative predictive value); PPV - положительное прогностическое значение (positive predictive value).
Постоянное формирование продуктов деградации фибрина (фибриногена) происходит и при синдроме ДВС. Именно поэтому определение D-димера рассматривается как один из критериев его диагностики и включается в систему балльной оценки подтверждения острого синдрома ДВС (см. соответствующий раздел).
Тест РФМК, ортофенантролиновый тест, имеет меньшую клиническую ценность, чем количественное определение D-димера, так как основан на неспецифической химической реакции. Более многообещающим является определение фибрин-мономера методом иммунотурбидиметрии с латексным усилением. В его основе лежит реакция антиген–антитело со строго определенными моноклональными антителами.
6. Интегральная оценка состояния свертывания крови , особенно в отделениях реанимации и интенсивной терапии, в операционной, в ожоговых отделениях, в родильных домах, в отделениях трансплантации, может и должна проводиться с помощью глобальных методик, которые оценивают совокупно во взаимодействии все компоненты системы гемостаза одновременно с целевым измерением конечного результата гемостатических реакций. Одним из наиболее распространенных методов является тромбоэластография (тромбоэластометрия). Так, на основании результатов исследования прибором ROTEM может быть выстроен алгоритм оценки и лечения коагулопатии у больных с тяжелой травмой и диффузной кровоточивостью [39], представленный в табл. 19-13.
Нарушения гемостаза | Параметры ROTEM | Клиническое решение |
---|---|---|
Гиперфибринолиз |
EXTEM CT >APTEM CT |
Транексамовая кислота 15–20 мг/кг |
Нарушение образования фибрина |
FIBTEM CA10 <7 мм |
Цель - увеличение FIBTEM до 10–12 мм. Концентрат фибриногена, криопреципитат |
Дефицит генерации тромбина |
EXTEM CT >80 с |
Коррекция дефицита факторов РСС 20 Ед/кг, плазма |
Тромбоцитопения |
EXTEM СА10 <40 мм. FIBTEM CA >12 мм. Количество тромбоцитов <50×109 /л |
Цель - увеличение уровня тромбоцитов >50×109 /л. Концентрат тромбоцитов |
Тяжелая коагулопатия |
EXTEM СА10 <30 мм. Лечить немедленно! |
Транексамовая кислота 20 мг/кг |
Широко применявшиеся ранее скрининговые тесты, такие как время рекальцификации, активированное время рекальцификации, толерантность плазмы к гепарину, тромботест, каолиновое время (сохранено в некоторых лабораториях только в определении волчаночного антикоагулянта) потеряли свое значение из-за низких информативных характеристик, плохой стандартизации и не рекомендуются к использованию. Они с успехом заменены тестом АЧТВ (впрочем, тоже не лишенным недостатков).
Дополнительные тесты в оценке плазменного гемостаза
Активность факторов свертывания. Определение проводится в основном клоттинговыми методами с использованием "дефицитных плазм". Смешивание плазмы больного с неизвестным дефектом с такой дефицитной плазмой, содержащей все факторы свертывания, кроме одного, позволяет оценить корригирующее влияние реагента. Все тесты проводятся на основе АЧТВ или ПВ.
Кроме клоттингового метода, для некоторых факторов используются иммуноферментные исследования или исследования с хромогенными субстратами, которые позволяют оценить не только активность (т.е. функциональное состояние), но и количество, что имеет клиническое и диагностическое значение в определении типа дефицита.
Определение фактора Виллебранда. При определении причин кровоточивости прежде всего нужно исключить болезнь Виллебранда как самую распространенную врожденную патологию гемостаза. Для диагностики болезни Виллебранда используют целый комплекс тестов. Базовые методы исследования предназначены для выявления дефицита или качественных аномалий фактора Виллебранда; они основаны на иммуноферментных технологиях и определении агрегации фиксированных нормальных тромбоцитов с ристоцетином при добавлении исследуемой бедной тромбоцитами плазмы. Для дифференциации качественных нарушений молекулы фактора Виллебранда применяют и другие методические подходы:
Таким образом, использование структурированного подхода позволяет уже на начальном этапе выявить основную (или наиболее вероятную) причину кровотечения и сузить зону поиска ответственных механизмов. Могут рассматриваться варианты нарушений, требующие дальнейших дополнительных исследований:
Последующее клиническое решение включает выбор программы дообследования, диагностики основного заболевания, назначение гемостатической терапии.
Клинические проявления недостаточности факторов определяются тем, какие факторы свертывания затронуты. Нарушения факторов II, V, VII, VIII, IX, X, XI и XIII связаны с повышенной кровоточивостью. Тяжесть геморрагического синдрома зависит от того, какой именно дефект имеет место и насколько снижена активность фактора. Без признаков кровоточивости протекают нарушения фактора XII, прекалликреина и высокомолекулярного кининогена. Напротив, при дефиците фактора XIII могут иметь место тромбозы, что связано со снижением активности фибринолиза. Дисфибриногенемия может быть ассоциирована как с геморрагическими, так и с тромботическими нарушениями. Дефицит α2 -антиплазмина также классифицируется как коагуляционное нарушение, хотя кровоточивость в этом случае связана не со свертыванием крови, а с системой фибринолиза.
Наиболее ярким проявлением дефицита факторов свертывания служит гемофилия. Собственно вся история развития гемостазиологии определена и тесно связана с изучением этого заболевания. Именно больным гемофилией человечество обязано знаниями о системе свертывания крови - от первых описаний фатальных кровотечений при операции обрезания в V столетии, через историю королевских династий Англии и России к успешному переливанию крови, открытию фактора VIII, двух форм гемофилии и созданию системы диагностики, диспансеризации и лечения таких больных.
Расстройства в комплексе фактор VIII - фактор Виллебранда могут проявляться развитием болезни Виллебранда, что связано с количественным и/или качественным дефектом фактора Виллебранда, а иногда сочетается со вторичным дефицитом фактора VIII. Клинические и лабораторные различия гемофилии и болезни Виллебранда, а также характеристика подтипов последней представлены в табл. 19-14 и 19-15.
Характеристика болезни | Гемофилия А | Болезнь Виллебранда |
---|---|---|
Наследование |
Связано с полом, болеют мужчины |
Аутосомальное (доминантное или рецессивное), болеют мужчины и женщины |
Классификация |
По тяжести клинических проявлений:
|
Типы и подтипы:
|
Кровоточивость |
Обычно в мышцы, суставы, кожу |
Из слизистых оболочек (носовые, десневые, желудочно-кишечные, урогенитальные кровотечения), в кожу |
Лабораторные тесты:
|
Удлинено Удлинено Норма Норма |
Все исследования могут давать патологические или нормальные результаты в зависимости от типа. Могут варьировать в динамике |
Тип и подтип заболевания | Характеристика нарушения | |
---|---|---|
Тип 1 (количественный дефект) |
Недостаточная продукция фактора Виллебранда |
|
Тип 2 (качественный дефект) |
Подтип 2А |
Отсутствие крупных мультимеров фактора Виллебранда |
Подтип 2В |
Повышенная аффинность фактора Виллебранда к тромбоцитарному рецептору GPIb в сочетании с отсутствием крупных мультимеров фактора Виллебранда |
|
Подтип 2М |
Сниженная аффинность фактора Виллебранда к GPIb тромбоцитов без нарушения мультимерной структуры |
|
Подтип 2N |
Снижение сродства фактора Виллебранда к фактору VIII |
|
Тип 3 (количественный дефект) |
Отсутствие фактора Виллебранда |
Частота описанных врожденных нарушений гемостаза значительно варьирует по данным разных авторов [2, 4, 9, 18]. Нарушения в комплексе фактор VIII - фактор Виллебранда (гемофилия А, болезнь Виллебранда) и фактор IX (гемофилия В) встречаются чаще, чем все остальные редкие врожденные расстройства коагуляционных факторов вместе взятые. Гемофилия А: 100 на 1 млн населения. 50% случаев расцениваются как тяжелые. Гемофилия В: 20 на 1 млн населения. Болезнь Виллебранда: 125 на 1 млн населения для больных с клинически значимыми кровотечениями; наиболее тяжелая форма, тип III - 1–3 на 1 млн населения. По некоторым данным - все случаи лабораторного диагноза болезни Виллебранда, даже без клинических проявлений - 8000 на 1 млн населения. Другие врожденные нарушения первичного или коагуляционного гемостаза насчитывают в мире всего несколько тысяч пациентов для каждого заболевания или даже меньше. Известны 251 семья с дисфибриногенемией (1993) и 29 семей с диспротромбинемией (1998). Такая статистика определяет и подход к лабораторной диагностике: активность отдельных факторов определяется только в специализированных лабораториях.
Приобретенные нарушения системы гемостаза, связанные с геморрагическими проявлениями, встречаются намного чаще, чем врожденные. Геморрагические проявления могут сопровождать патологию печени, заболевания щитовидной железы, быть спровоцированы также приемом лекарственных препаратов, таких как оральные антикоагулянты, гепарины, фибринолитики, Аспирин♠ , цитостатики и др.
Диссеминированное внутрисосудистое свертывание крови
Диссеминированное внутрисосудистое свертывание крови - это клинико-патогенетический синдром, который осложняет многие заболевания. В основе его развития лежит системная активация свертывания, формирование внутрисосудистых депозитов фибрина и потребление факторов свертывания и тромбоцитов. Иногда эта активация умеренно выражена и бессимптомна, но в более тяжелых формах она может преобладать в клинической картине и проявляться в виде кровоточивости и/или тромбозов. Распространенная и продолжающаяся активация коагуляции сопровождается нарушением синтеза и повышением деградации факторов свертывания, что часто проявляется снижением уровня плазменных прокоагулянтов, ингибиторов протеаз и тромбоцитов. Эти процессы в свою очередь ведут к внутрисосудистому формированию и отложению фибрина, нарушению микроциркуляции и, как следствие, полиорганной недостаточности. Такие изменения могут привести и к серьезным кровотечениям. Таким образом, при синдроме ДВС имеют место сочетанные клинические проявления кровоточивости и тромбообразования, что создает большие трудности для клиницистов в диагностике расстройств и их коррекции. Международное общество по тромбозу и гемостазу (International Society on Thrombosis and Haemostasis, ISTH) дает ему следующее определение: "Приобретенный синдром, который характеризуется нелокализованной внутрисосудистой активацией свертывания вследствие различных причин. Это может приводить к тяжелым микроциркуляторным повреждениям, что, в свою очередь, может стать причиной дисфункции органов".
Проблема синдрома ДВС достаточно хорошо изучена, но в последние годы появились новые данные о патогенезе нарушений системы гемостаза при этом синдроме, которые позволили изменить подходы к его диагностике и, главное, терапии. Основным является то, что синдром ДВС - не самостоятельное заболевание, он всегда вторичен и развивается на фоне различных клинических ситуаций. Такое понимание синдрома ДВС привело к важнейшему практическому выводу - в основе его терапии лежит лечение заболевания или причины, вызвавшей расстройства коагуляции.
Заболевания и клинические ситуации, которые могут быть причиной развития синдрома ДВС
Самой важной причиной развития синдрома ДВС является сепсис, вызванный любыми микроорганизмами, вирусами, паразитарной инвазией. Так, по данным 2005 г., в Европе и США зарегистрировано 750 тыс. случаев сепсиса с увеличением количества больных ежегодно на 1,5%; в целом в мире выявлено 18 млн таких больных. Причиной активации свертывания при сепсисе могут быть специфические компоненты мембраны микроорганизмов (липополисахариды), бактериальные экзотоксины (например, стафилококковый альфа-токсин), генерализованный воспалительный ответ и повышение уровня цитокинов, которые продуцируются главным образом активированными мононуклеарными клетками и эндотелиоцитами и частично ответственны за коагуляционные расстройства и развитие ДВС. Получены данные, что цитокины также имеют значение при травме, а цитокиновый статус идентичен при травме и у септических больных.
При различных причинах возникновения синдрома ДВС патофизиологические механизмы схожи:
Генерация тромбина - основа баланса между свертывающей и противосвертывающей системами. Тромбин приводит к формированию фибрина из фибриногена, но в то же время он регулирует РС-зависимый путь антикоагуляции, поддерживает клеточную регенерацию, эндотелиальные функции и многие другие гомеостатические процессы. Контролируемая генерация тромбина и гомеостатический баланс теряют скоординированность при синдроме ДВС.
Начальное образование тромбина связано с активацией тканевого фактора (ТФ), источниками которого могут быть клеточные субстанции, обрывки мембран, микровезикулы, поврежденные клетки эндотелия и прочее, и появлением комплекса ТФ–VIIa. Подтверждением этому служат исследования молекулярных маркеров активации свертывания, прекращение генерации тромбина при ингибировании пути ТФ в экспериментальных септических моделях. Наблюдение за больными с сепсисом подтвердило, что эндотоксин и провоспалительные цитокины индуцируют экспрессию ТФ на поверхности циркулирующих моноцитов.
Увеличивающееся количество отрицательно заряженных фосфолипидных поверхностей способствует дальнейшему распространению внутрисосудистого свертывания. Так, поверхности, богатые фосфатидилсерином, появляются в результате экстернализации внутреннего листка клеточных мембран при активации и апоптозе. Повреждение клеток ведет и к генерации микрочастиц из тромбоцитов, моноцитов, эндотелиальных клеток, которые при циркуляции в кровотоке увеличивают поверхность для коагуляционных процессов. Большое содержание на фосфолипидных поверхностях липопротеидов очень низкой плотности, которое возрастает многократно при сепсисе, также увеличивает и поддерживает генерацию тромбина.
Усиление процесса генерации тромбина и депозиция фибрина в сосудистом русле связаны с нарушениями в антикоагулянтной системе. Эти нарушения касаются всех трех ее составляющих. Антитромбин становится неспособен к адекватному выполнению функций за счет чрезмерного потребления в результате постоянной генерации тромбина ("спрос" превышает "предложение"), деградации эластазой, высвобождаемой активированными нейтрофилами, снижения синтеза в печени. Уровень антитромбина при тяжелом сепсисе составляет в среднем 30%. В нескольких проспективных исследованиях показано, что снижение антитромбина ассоциировано с высокой летальностью у больных с сепсисом.
Исключительное практическое значение имеет открытие нарушений в системе протеина С (РС) при синдроме ДВС, которые связаны с его потреблением, истощением и снижением синтеза в печени. Активация цитокинов, в частности ФНО-α, ведет к существенному снижению количества тромбомодулина на активированных эндотелиальных клетках, что нарушает нормальное функционирование РС. Наконец, антикоагулянтная емкость РС снижена за счет низкого уровня свободной фракции протеина S (РS). В плазме 60% PS находится в комплексе с комплемент-регулируемым С4-связывающим протеином (С4ВР). Увеличение С4ВР в плазме, как острофазовой реакции при сепсисе, может приводить к дефициту свободного РS. Инфузия С4ВР вместе с сублетальной дозой Escherichia coli в эксперименте на бабуинах приводила к тяжелой органной недостаточности, ДВС и смерти, в то время как введение активированного РС этим животным позволяло купировать ДВС и увеличить выживаемость.
На экспериментальных моделях доказано, что при максимальной активации коагуляции фибринолитическая система существенно угнетена. Введение бактериальных агентов in vitro ведет к быстрому нарастанию активности фибринолиза благодаря высвобождению активаторов плазминогена из эндотелиоцитов. Почти немедленно за этим следует супрессия фибринолитической активности за счет повышения уровня PAI-1, ведущее значение которого доказано на моделях нокаутных мышей. Уровень PAI-1 в плазме является одним из наиболее строгих предикторов летальности.
Воспалительные и коагуляционные процессы тесно связаны между собой и, однажды возникнув, поддерживают и усиливают друг друга. С одной стороны, цитокины и провоспалительные медиаторы могут индуцировать прокоагулянтную активность, с другой - тромбин и иные сериновые протеазы, взаимодействуя с PAR-рецепторами на клеточных поверхностях, промотируют дополнительно активацию воспалительных процессов (рис. 19-10). При их генерализации нарушаются хорошо организованная местная регуляция и баланс, что приводит к стремительному развитию порочного круга между воспалением и коагуляцией. Этому способствуют дисфункция и повреждение эндотелия.

Специальный комитет ISTH выделяет две формы синдрома ДВС - скрытый (non-overt) и явный (подтвержденный - overt), которые рассматриваются как фазы развивающегося процесса [42]. Скрытый синдром ДВС определяется как более ранняя фаза без явных признаков кровотечения или тромбозов. Диагноз устанавливают на основе биологических критериев, а прогноз при своевременно начатой терапии более благоприятный. Явный синдром ДВС отражает тяжелую и более позднюю стадию развития заболевания и определяется на основании комбинации клинических проявлений и лабораторных критериев.
19.4.1.2. Алгоритм диагностики синдрома диссеминированного внутрисосудистого свертывания
В настоящее время не существует какого-то одного теста, который мог бы однозначно подтвердить или отвергнуть синдром ДВС. В соответствии с современными патогенетическими представлениями необходимо базироваться на клинической картине и диагнозе, также принимая во внимание и лабораторные исследования. Синдром ДВС является очень динамичным процессом, следовательно, в оценке больного мы должны успевать проследить этот динамизм. Таким образом, комбинация клинического наблюдения и панели лабораторных тестов с обязательным их повторением позволяет с уверенностью ставить диагноз в большинстве случаев. Эта концепция была положена в основу разработки диагностического алгоритма Международным обществом по тромбозам и гемостазу (ISTH) в 2001 г., который может быть использован для диагностики явного ДВС.
Алгоритм диагностики развернутого синдрома ДВС
1. Оценка риска развития ДВС: имеет ли больной заболевания или расстройства, которые могут явиться причиной развития ДВС?
Если да, продолжите использование алгоритма.
Если нет, откажитесь от заполнения следующих граф.
2. Выполните основные коагуляционные тесты : количество тромбоцитов, протромбиновое время, фибриноген, растворимые фибрин-мономеры или продукты деградации фибрина.
3. Расчет по результатам основных коагуляционных тестов:
4. Произведите расчеты.
5. Результат ≥5 соответствует острому синдрому ДВС: повторить исследования на следующий день.
Результат <5 предполагает (но не утверждает), что синдрома ДВС нет.
Повторить исследования в течение последующих 1–2 дней.
Диагноз синдрома ДВС должен быть обоснован комбинацией исследований: количество тромбоцитов, общие клоттинговые тесты (АЧТВ, протромбиновое время), исследование активности 1–2 факторов свертывания и ингибиторов (антитромбина) и тесты для обнаружения продуктов деградации фибрина. Выполнение исследований в динамике значительно важнее, чем единичные лабораторные тесты.
Уменьшенное количество тромбоцитов или тенденция к их снижению при последовательных измерениях является чувствительным (хотя и неспецифичным) тестом для диагностики ДВС. Удлинение клоттинговых тестов отражает потребление и истощение факторов свертывания, которое в дальнейшем может быть подтверждено исследованием факторов V или VII. Определение количества фибриногена, которое широко представляется как полезное исследование для диагностики ДВС, на самом деле не дает достоверной информации. Уровень фибриногена как белка острой фазы может быть неизменен или повышен; также он может быть повышен при беременности. Вследствие этого, несмотря на потребление, плазменный уровень фибриногена может быть сохранен в референтных пределах.
Решающим в диагностике ДВС является определение растворимого фибрина в плазме (не путать с растворимыми фибрин-мономерными комплексами). Большинство клинических исследований показало чувствительность этого метода в 90–100% при очень низкой его специфичности. Однако надежные тесты для определения растворимого фибрина, количественной его оценки, маркеров активации свертывания, таких как фрагмент 1+2 протромбина, не всегда доступны для практического использования.
Тесты на определение продуктов деградации фибрина и D-димера могут быть неспецифично повышены, однако они дают полезную информацию при дифференциальной диагностике ДВС и других клинических ситуаций, сопровождающихся снижением числа тромбоцитов и факторов свертывания, например при хронических заболеваниях печени.
Диагностический алгоритм для скрытого ДВС несколько отличен (табл. 19-16). В представленном алгоритме основным является динамика показателей и, соответственно, результатов ежедневных расчетов. Предполагается, что шкала должна быть адаптирована к конкретным условиям работы и выполняемым в лаборатории тестам.
Параметр | Оценка |
---|---|
1. Оценка риска развития ДВС: имеет ли больной заболевания или расстройства, которые могут явиться причиной развития ДВС? |
Да = 2 балла. Нет = 0 баллов |
2. Большие критерии по результатам основных коагуляционных тестов: Количество тромбоцитов:
|
Повышается = –1. Стабильно = 0. Снижается = 1 |
Растворимый фибрин/продукты деградации фибрина:
|
Снижается = –1. Стабильно = 0. Повышается = 1 |
Удлинение протромбинового времени:
|
Снижается = –1. Стабильно = 0. Повышается = 1 |
3. Произведите расчеты. Максимальное количество баллов = 6 |
– |
4. Специфические критерии:
|
– |
5. Произведите расчеты |
– |
6. Выполняйте исследования и калькуляцию ежедневно |
– |
В некоторых странах предложены собственные расчетные критерии. Так, в Японии в алгоритм диагностики включено большее количество клинических признаков (температура, пульс, частота дыхательных движений, наличие синдрома системной воспалительной реакции). Лабораторные исследования дополнены показателями клинического анализа крови (лейкоциты, сдвиг формулы влево). Однако основные лабораторные критерии коагуляции немногочисленны и стандартны - тромбоциты, протромбиновое время, фибриноген. Принципиальное отличие шкалы ISTH состоит также в обязательном выявлении и учете возможной причины ДВС, которая в японской шкале не учитывается.
19.4.1.3. Алгоритм лабораторной диагностики при наличии тромбозов
Второй клинический синдром патологии гемостаза - тромбозы различной локализации. Стартовая точка диагностики - наличие или подозрение на локализованный тромбоз либо диссеминированное свертывание крови. В оценке клинической ситуации необходимо оценить локализацию тромбоза - артериальный (обычно - атеротромбоз или тромбоз по иной причине в артериях мелкого и среднего калибра - острый инфаркт миокарда, ишемический инсульт или критическая ишемия нижних конечностей; реже - тромбоэмболия) или венозный (обычно - нижние конечности, значительно реже - верхние конечности или сосуды внутренних органов), наличие провоцирующего фактора в виде операции, травмы, тяжелого инфекционно-воспалительного заболевания и/или наличие факторов риска тромбозов с определением вероятной причины тромбоза и риска реккурентного тромообразования. В оценке состояния больного должна быть учтена терапия лекарственными средствами, которые могут провоцировать тромбоз или не предотвращать его в достаточной степени - эстрагенсодержащие препараты, глюкокортикоиды, антикоагулянты (в частности риск гепарин-индуцированной тромбоцитопении и тромбозов) или антиагреганты.
Следующий шаг - оценка индивидуального и семейного анамнеза. Необходимо выяснить наличие тромбозов и ишемических сосудистых событий в анамнезе, акушерско-гинекологического анамнеза, тромботические эпизоды и смертельные исходы в молодом возрасте у родственников первой линии.
Скрининговые тесты в оценке больного с тромбозом
1. Количество тромбоцитов может выявить тромбоцитоз, а одновременное микроскопическое исследование мазка крови позволит морфологически оценить состояние как эритроцитов (характер пойкилоцитоза), так и тромбоцитов (скопления и т.д.). Иногда при автоматическом анализе крови может быть получено ложное снижение количества тромбоцитов из-за образования тромбоцитарных агрегатов активированных клеток на преаналитическом этапе и выведения их из зоны чувствительности анализатора.
Увеличение количества тромбоцитов в периферической крови имеет вторичный характер и может быть связано как с реакцией, прежде всего, на воспалительный процесс, так и с онкогематологическим заболеванием - миелопролиферативным процессом. В последнем случае количество тромбоцитов превышает 1000×109 /л.
2. Длительность кровотечения неинформативна у больных с тромбозами и не должна использоваться ни для диагностики, ни для определения риска тромбообразования.
3. Скрининговые тесты плазменного гемостаза не имеют клинического значения в диагностике тромбозов и их риска, так как отражают только 5% генерации тромбина за счет детекции начального этапа свертывания (технологическая особенность). АЧТВ, которое является исключительно важным в определении причин кровоточивости, имеет ограниченные возможности в оценке претромботических состояний или диагностики тромбозов. Многими исследователями на больших группах больных была показана ассоциация укорочения АЧТВ с риском тромбообразования. Однако значение результата для отдельного индивидуума определить трудно. Имеет смысл оценивать его в динамике нескольких измерений или использовать вариант оценки "волнового" варианта АЧТВ (waveform APTT).
4. Протромбиновый тест. Так же как для кровотечений, результаты исследования могут выражаться в секундах, процентах или в виде МНО. Клинического значения укорочение протромбинового времени и повышение процента протромбина по Квику не имеет. В связи с этим некоторыми производителями реагентов позиционируется референтное значение более 70%. Включение протромбина в программу обследования больного с тромбозом целесообразно при возникновении тромботической ситуации у больного, уже получающего антикоагулянты (варфарин).
5. Уровень фибриногена у больного с тромбозом выступает в качестве маркера активации свертывания крови и белка острой фазы воспаления.
6. Значение измерения концентрации D-димера в тромботической ситуации трудно переоценить. Особенно важно это исследование у пациента с подозрением на тромбоз при низкой или умеренной вероятности болезни.
Исследование D-димера в диагностике тромбоза глубоких вен и/или тромбоэмболии легочной артерии
Сложности диагностики, прогресс в понимании гемостатических процессов и новые технологические возможности лабораторий привели к активному поиску лабораторных маркеров, способных на ранних стадиях дать дополнительную информацию о формировании тромбов [25]. К таким маркерам относится выявление и количественное измерение концентрации D-димеров в плазме.
При развитии локального тромбоза или тромбоэмболии концентрация D-димера в плазме существенно возрастает. Необходимо учитывать, что такое увеличение может происходить не только при локальных тромбозах, но и при развитии синдрома ДВС, недавно перенесенной операции, сепсисе, злокачественных новообразованиях, тяжелой вирусной инфекции, беременности и в послеродовом периоде, то есть при всех состояниях, которые сопровождаются активацией свертывания крови и местным либо распространенным образованием фибрина.
В результате анализа большого количества измерений и сопоставления разных методов диагностики было определено значение cut-off для диагностики тромбоза глубоких вен (ТГВ) и тромбоэмболии легочной артерии (ТЭЛА) - значение, которое отделяет группу пациентов, не имеющих тромбоза, от группы больных с высокой вероятностью тромбоэмболических осложнений. Для разных методов и реагентов это значение отличается и составляет 0,5 мкг/мл или 250–500 нг/мл. Окончательного решения по стандартизации метода, единообразию реагентов, единиц измерения в настоящее время нет. При сопоставлении с референсными ангиографическими методами диагностики чувствительность исследования D-димера весьма высока (до 95–96%). В то же время специфичность составляет только 40–60%. Это свидетельствует о высокой отрицательной прогностической значимости теста, которая достигает 95%, а у онкологических больных - 100%. То есть использование измерения D-димера приносит больше пользы для исключения тромбоэмболических осложнений и не используется в подтверждении диагноза [29, 32]. Наиболее информативным является измерение D-димера количественными методами с указанием точной концентрации в плазме; меньшее клиническое значение имеют методы полуколичественные (обычно латексная агглютинация) с представлением результатов в виде интервала "больше" или "меньше" определенного значения.
Измерение D-димера включается в две основные диагностические стратегии и используется в виде теста первой линии или после предварительной оценки вероятности венозных тромбоэмболических осложнений по диагностическим шкалам. Чаще используется второй подход. В соответствии с этой стратегией измерение D-димера показано только больным со средней и низкой вероятностью венозных тромбоэмболических осложнений (ВТЭО) [15] (табл. 19-17, 19-18).
Признак | Баллы |
---|---|
Активный рак (в настоящее время или в предшествующие 6 мес) |
+1 |
Паралич или недавняя гипсовая иммобилизация нижней(их) конечности(ей) |
+1 |
Постельный режим ≥3 сут или крупная операция ≤4 мес |
+1 |
Болезненность при пальпации по ходу глубоких вен |
+1 |
Отек всей ноги |
+1 |
Разница в объеме икр >3 см на уровне 10 см ниже tibial tuberosity |
+1 |
Отек с ямкой на больной ноге |
+1 |
Расширенные коллатеральные поверхностные вены (не варикоз) |
+1 |
Тромбоз глубоких вен или тромбоэмболия легочной артерии в анамнезе |
+1 |
Другой диагноз как минимум столь же вероятен |
–2 |
Вероятность наличия тромбоза глубоких вен нижних конечностей:
|
Сумма баллов 0 1–2 ≥3 |
Признак | Баллы |
---|---|
Возраст >65 лет |
+1 |
Тромбоз глубоких вен или тромбоэмболия легочной артерии в анамнезе |
+3 |
Кровохарканье |
+2 |
Рак (в настоящее время или излеченный в предшествующий год) |
+2 |
Операция под общим наркозом или перелом нижней конечности в предшествующем месяце |
+2 |
Боль в ноге с одной стороны |
+3 |
Болезненная пальпация по ходу глубоких вен в сочетании с односторонним отеком данной конечности |
+4 |
ЧСС 75–94 в минуту |
+3 |
ЧСС ≥95 в минуту |
+5 |
Вероятность наличия тромбоэмболии легочной артерии:
|
Сумма баллов 0–3 4–10 ≥11 |
По результатам измерения можно окончательно исключить тромбоз, не проводить дорогостоящих и затратных по времени (к тому же не всегда доступных) дополнительных инструментальных исследований и не лечить больного потенциально опасными антикоагулянтами. Использование D-димера в таком режиме позволяет снизить количество томографических и ультразвуковых исследований на 30%.
В случае если вероятность тромбоза и/или эмболии велика, измерение D-димера проводить нецелесообразно; необходимо сразу приступать к подтверждающим процедурам и, не откладывая, к антикоагулянтной терапии. Диагностическая тактика и алгоритм принятия решения о терапии представлены на рис. 19-11.

Дополнительные тесты в оценке больного с тромбозом
Последующая программа лабораторного обследования при наличии тромбоза должна быть направлена на выявление гематологических рисков тромбозов и подтверждение/исключение наследственной и приобретенной тромбофилии [39]. Показания к проведению такого обследования:
-
1) неспровоцированный характер тромбоза (без явного триггерного механизма - операция, травма, длительная иммобилизация и т.д.);
-
4) необычная локализация тромбоза (вены верхних конечностей, печеночная, селезеночная вены, то есть не нижние конечности);
-
5) даже первый эпизод у пациентов с семейной историей тромбозов (у родственников первой линии);
-
6) развитие тромбозов в связи с беременностью, родами, гормональной заместительной терапией или приемом комбинированных оральных контрацептивов;
-
7) невынашивание беременности, потери плода во II и III триместре неясной этиологии.
Поиск причин должен идти по нескольким направлениям - выявление генетических факторов риска (наследственной тромбофилии, смешанных вариантов и генов предрасположенности) и обнаружение антифосфолипидного синдрома.
Диагностика наследственной тромбофилии
По степени риска ВТЭО генетические факторы можно разделить на три группы - строгие, умеренные и слабые, которые увеличивают относительный риск развития ВТЭО более чем в 10 раз, в 2–10 раз и в 1,5–2 раза соответственно.
I. Строгие генетические факторы риска тромбозов
Дефицит естественных антикоагулянтов - антитромбина, протеинов С и S.
Первые описания "семейных" тромбозов относятся к 1965–1984 гг. и связаны с обнаружением дефицита противосвертывающих компонентов плазмы - антитромбина, протеина С и протеина S. К этому же времени относится и первое применение термина "наследственная тромбофилия", то есть первичная генетически обусловленная склонность к тромбозам - в 1965 г. O. Egeberg описал семью с наследственным дефицитом антитромбина [23]. Частота этих нарушений в популяции очень мала - менее 1%. Наследственный дефицит антитромбина обнаруживается у 1 на 5000 населения. Выявлено большое количество генетических нарушений, которые приводят к функциональному состоянию дефицита. Спектр мутаций, вызывающих дефицит антитромбина, протеина С или протеина S, очень широк, только для протеина С их найдено более 160.
Поскольку значимые мутации встречаются среди здорового населения очень редко, а количество возможных вариантов велико, генетический анализ в данном случае нецелесообразен. Ориентироваться нужно на функциональное состояние антикоагулянтной системы - клоттинговое, иммуноферментное или хромогенное определение активности антитромбина, протеина С и S.
II. Умеренные генетические факторы риска тромбозов
Мутация гена фактора V - фактора V Лейден. Мутация в гене фактора V вносит существенный вклад в формирование наследственной предрасположенности к тромбозам и связана с развитием резистентности к активированному протеину С - отсутствие ингибиторного эффекта при добавлении активированного протеина С в плазму крови больного. В основе резистентности к активированному протеину С в 95% случаев лежит точечная мутация фактора V свертывания крови, названная лейденской. В результате генетической поломки происходит замена аминокислоты аргинина на глутамин в 506 положении последовательности белка, что нарушает сайт расщепления фактора V активированным протеином С. Скорость инактивации фактора V Лейден протеином С в 10 раз медленнее, чем у нормального фактора V. Снижение скорости деградации активированного фактора V приводит к повышению образования тромбина, что проявляется гиперкоагуляционным состоянием и при определенных условиях может способствовать развитию тромбоза. Частота встречаемости данной мутации в европейской популяции колеблется от 2 до 7%. Относительный риск развития ТГВ у гетерозиготных носителей фактора V Лейден возрастает в 5 раз, а у гомозиготных - в 50 раз.
Мутация гена протромбина 20210А . Мутация в гене протромбина, связанная с заменой нуклеотида G на A в 20210 позиции 3’-нетранслируемой области (3’-UTR) гена протромбина, ведет к увеличению синтеза белка и повышению уровня протромбина плазмы на 50% у гетерозиготных носителей этого дефекта. Частота мутации протромбина 20210A составляет 1–4% в популяции в целом, но частота встречаемости среди больных с венозными тромбозами может достигать 20%.
Группы крови. Лица с не-0(I) группой крови имеют риск тромбоза в 2–4 раза выше, чем обладатели группы крови 0(I). При этом риск увеличен для всех не-00 генотипов: A1A1, A1A2, A101/A102, BB/B01/B02, A1B/A2B, за исключением А201/A202/A2A2. Учитывая распространенность в популяции людей с не-0(I) группой крови и риск венозных тромбоэмболических осложнений у этой части населения, групповая принадлежность выходит на одно из первых мест среди генетических факторов риска венозных тромбозов. Механизм этого феномена не вполне ясен. Основная причина, вероятно, лежит в снижении активности комплекса фактор VIII - фактор Виллебранда у людей с группой крови 0(I) (примерно на 20%), которые клинически имеют склонность к кровоточивости и более частому развитию болезни Виллебранда. Наибольшая активность фактора Виллебранда и уровень антигена (количества фактора) выявляются у людей с группой крови АВ(IV) с соответствующей предрасположенностью к тромбозам.
III. Слабые генетические факторы риска тромбозов, смешанные варианты и гены предрасположенности
К слабым факторам риска развития тромбоэмболических осложнений (гены предрасположенности) следует отнести некоторые генетические дефекты фибриногена, нарушения в генах, кодирующих компоненты системы фибринолиза и тромбоцитарные рецепторы. По степени риска в эту группу входит и смешанный вариант - умеренная гипергомоцистеинемия вследствие полиморфизмов гена метилентетрагидрофолатредуктазы (MTHFR ). Наиболее частым и самым изученным является полиморфизм С677Т , приводящий к повышению уровня гомоцистеина в плазме. В различных этнических группах частота присутствия аллеля 677Т колеблется в среднем от 5% (Африка) до 40% (Евразия); в российской популяции - около 25%. Гомозиготное носительство аллеля 677Т гена MTHFR повышает риск венозных тромбозов примерно в 1,2 раза. Более информативным является непосредственное определение уровня гомоцистеина в плазме крови, повышение которого приводит к риску тромбозов различной локализации и ассоциировано с прогрессированием атеросклероза в связи с токсическим воздействием на эндотелий сосудов. Кроме того, гомоцистеин активирует факторы XII и V свертывания крови, усиливает экспрессию тканевого фактора, подавляет экспрессию тромбомодулина и ингибирует инактивацию фактора Va активированным протеином С. Все это способствует усиленному формированию тромбина. Большое значение в развитии гипергомоцистеинемии придается пищевым факторам. Так как концентрация гомоцистеина в плазме обратно пропорциональна концентрации кофакторов реакций, регулирующих его обмен - фолиевой кислоты, витаминов В6 и В12 , то недостаточное потребление любого из этих веществ может привести к гипергомоцистеинемии. Повышение уровня гомоцистеина наблюдается при различных заболеваниях - анемиях, онкологических заболеваниях, хронической почечной недостаточности, гипотиреозе и псориазе, при приеме лекарственных препаратов, которые уменьшают концентрацию в крови витаминов группы В - цитостатиков, противоэпилептических средств, оральных контрацептивов. На уровень гомоцистеина оказывает влияние возраст (повышается с возрастом), пол (мужчины имеют более высокий уровень гомоцистеина), состояние менопаузы у женщин (в постменопаузальном периоде уровень гомоцистеина выше), беременность (снижение по мере прогрессирования).
Диагностика антифосфолипидного синдрома
Антифосфолипидный синдром (АФС) является приобретенным тромбофилическим заболеванием, при котором продуцируются аутоантитела к фосфолипидным детерминантам мембран клеток или фосфолипид-связывающим белкам крови. Клинические проявления наличия антифосфолипидных антител (аФЛА), в том числе волчаночного антикоагулянта, в крови варьируют от бессимптомного носительства до жизненно-угрожающих проявлений в зависимости от размера, числа и вида окклюзированных сосудов [8, 35, 37]. Истинная распространенность АФС в популяции до сих пор неизвестна. Частота обнаружения аКЛ и волчаночного антикоагулянта в крови здоровых людей варьирует от 0 до 14%, в среднем 1–5% (в высоком титре >0,2%) и увеличивается у людей пожилого возраста при хронических заболеваниях. В популяции больных с венозным тромбозом аФЛА в крови обнаруживаются у 3–17% и волчаночного антикоагулянта - у 3–14% пациентов [35].
Доказана роль аФЛА в акушерской патологии в результате их влияния на основные этапы развития плода: на имплантационный период, раннюю эмбрионическую стадию, плацентарный период. аФЛА нарушают адгезивные свойства бластоцита и конфигурацию клеток трофобласта, а на более поздних сроках беременности аФЛА вызывают распространенные изменения в системе микроциркуляции фетоплацентарного комплекса [11]. Это ведет к инфаркту плаценты с последующей плацентарной недостаточностью. Другой механизм связан с подавлением синтеза простациклина, дефицит которого может вызывать гипертонус матки.
Для постановки диагноза АФС является обязательным сочетание клинических признаков и лабораторных маркеров. К клиническим критериям относятся тромбоз сосуда любого калибра и локализации (венозный и/или артериальный, или микроциркуляторного русла) и акушерская патология (см. ниже).
Лабораторными маркерами АФС являются аФЛА, причем наибольшая информативность доказана для волчаночного антикоагулянта, аКЛ и антиβ2 -ГП-1 антител. В зависимости от позитивности по аФЛА рекомендовано стратифицировать больных по следующим категориям: I - выявление более одного лабораторного маркера в любой комбинации; IIа - выявление только волчаночного антикоагулянта; IIв - выявление только аКЛ; IIc - выявление только антиβ2 -ГП-1 антител.
Диагностические критерии антифосфолипидного синдрома [34]
Клинические критерии
1. Сосудистый тромбоз : один или более клинических эпизодов артериального, венозного или тромбоз мелких сосудов в любой ткани или органе. Тромбоз должен быть подтвержден воспроизведением изображения или допплеровским исследованием или морфологически, за исключением поверхностных венозных тромбозов. Морфологическое подтверждение должно быть представлено без наличия значительного воспаления сосудистой стенки.
2. Патология беременности:
-
а) один или более случаев внутриутробной гибели морфологически нормального плода после 10 нед гестации (нормальные морфологические признаки плода документированы на УЗИ или непосредственным осмотром плода);
-
б) один или более случаев преждевременных родов морфологически нормального плода до 34 нед гестации из-за выраженной преэклампсии, эклампсии или выраженной плацентарной недостаточности;
-
в) три или более последовательных случаев спонтанных абортов до 10 нед гестации (исключение - анатомические дефекты матки, гормональные нарушения, материнские или отцовские хромосомные нарушения).
Лабораторные критерии
-
Антитела к кардиолипину IgG или IgM изотипов, выявляемые в сыворотке в средних или высоких уровнях, по крайней мере, 2 раза не менее чем через 12 нед, стандартизованным иммуноферментным методом.
-
Антитела к β2 -гликопротеину I IgG и/или IgM изотип, выявляемые в сыворотке в средних или высоких уровнях, по крайней мере, 2 раза не менее чем через 12 нед, стандартизованным иммуноферментным методом.
-
Волчаночный антикоагулянт в плазме крови в двух или более случаях исследования с промежутком не менее чем 12 нед, определяемый согласно рекомендациям Международного общества тромбозов и гемостаза (исследовательская группа по волчаночному антикоагулянту/фосфолипид-зависимым антителам):
-
а) удлинение времени свертывания плазмы в фосфолипид-зависимых коагулологических тестах: АЧТВ, каолиновое время свертывания, протромбиновое время, тесты с ядами гадюки Рассела;
-
б) отсутствие коррекции удлинения времени свертывания скрининговых тестов в тестах смешивания с донорской плазмой;
-
в) укорочение или коррекция удлинения времени свертывания скрининговых тестов при добавлении фосфолипидов;
-
д) исключение других коагулопатий, например, ингибитора фактора VIII свертывания крови или гепарина (удлиняющих фосфолипид-зависимые тесты).
-
Примечание. Определенный АФС диагностируется при наличии одного клинического и одного серологического критерия. АФС исключается, если менее 12 нед или более 5 лет выявляются аФЛА без клинических проявлений или клинические проявления без аФЛА. Наличие врожденных или приобретенных факторов риска тромбозов не исключает АФС. Больные должны быть стратифицированы с а) наличием и б) отсутствием факторов риска тромбозов.
В настоящее время не получено достаточных доказательств диагностической значимости других антител, таких как антитела к протромбину, к аннексину, к комплексу протромбин/фосфатидилсерин и др. [27]. Схема выявления волчаночного антикоагулянта представлена на рис. 19-12.

Таким образом, программа дополнительного лабораторного обследования больного с тромбозом направлена на выяснение причин тромбоза, а также на оценку степени активации свертывания в динамике с целью уточнения прогноза, контроля антитромботической терапии и принятия решения об ее отмене.
Оценка причин тромбоза:
Определение маркеров активации свертывания:
Контроль антитромботической терапии:
-
1) АЧТВ - контроль нефракционированного гепарина на начальном этапе лечения. Целевое значение - удлинение в 1,5–2,5 раза по сравнению с нормальной плазмой;
-
2) антиХа-активность - контроль лечебных доз низкомолекулярных гепаринов в отдельных группах больных (беременные, больные с почечной недостаточностью, больные с чрезмерно высокой или низкой массой тела), а также оценка действия нового антикоагулянта ривароксабана;
-
3) протромбиновый тест в виде МНО - контроль терапии антивитамин К-препаратами (варфарин) с поддержанием МНО в целевом диапазоне, в основном от 2,0 до 3,0. Возможно использование портативных коагулометров для самоконтроля приема варфарина больным;
-
4) генетическое исследование полиморфизмов генов CYP2C9 и VKORC1 для оценки риска геморрагических осложнений и более корректного подбора дозы варфарина;
-
5) D-димер в момент отмены длительной антикоагулянтной терапии и через месяц после отмены с целью прогнозирования риска рецидивов (достоверное увеличение риска и необходимость продления терапии при повышении уровня D-димера).
На основании результатов исследований могут приниматься важнейшие клинические решения от постановки диагноза тромбоза до определения рисков рецидивирования с построением соответствующей программы вторичной профилактики и выбора характера терапии.
19.4.2. Алгоритм диагностики при случайных находках изменений в скрининговых лабораторных исследованиях системы гемостаза
Можно рассматривать три варианта развития событий с изолированными изменениями основных скрининговых тестов.
1. Снижение количества тромбоцитов с удлинением времени кровотечения или без удлинения. Это может быть результатом процессов нарушения продукции тромбоцитов в костном мозге, разведения периферической крови со снижением количества клеток в единице объема, распределения в системе кровообращения с депонированием, в частности в селезенке, потребления при выраженной активации свертывания вплоть до синдрома ДВС, наличия антитромбоцитарных антител. Одновременное измерение АЧТВ и протромбинового времени позволяет исключить нарушения плазменного гемостаза.
Кроме того, изолированное удлинение времени кровотечения заставляет обратить внимание на результаты определения АЧТВ, чтобы провести диагностические процедуры для выявления болезни Виллебранда, которая может существовать в компенсированной форме длительное время, не имея клинических проявлений.
2. Удлинение АЧТВ в результате врожденного или приобретенного дефицита факторов VIII, IX, XI, фактора Виллебранда, наличия ингибиторов к факторам VIII, IX, наличия антифосфолипидных антител волчаночного типа (волчаночный антикоагулянт), наличия гепарина в пробе крови, лечения новыми антикоагулянтами. Подтверждение или исключение данных предположений требует дополнительных лабораторных процедур (рис. 19-13):

3. Укорочение АЧТВ , особенно повторяемое, должно насторожить в отношении риска тромбоза и помочь принять решение о дополнительном исследовании маркеров активации свертывания.
4. Удлинение протромбинового времени в результате врожденного или приобретенного дефицита факторов VII, X, V, II и фибриногена, дефицита витамина К, заболеваний печени, терапии антикоагулянтами непрямого действия и новыми антикоагулянтами.
Алгоритм диагностики патологии гемостаза при отсутствии клинической симптоматики, но наличии индивидуальной или семейной истории тромбозов и геморрагий. Геморрагические эпизоды в анамнезе или у ближайших родственников (при условии их прослеживаемости у нескольких лиц) могут явиться показанием к обследованию по программе больного с кровотечением, особенно в ситуации предстоящего риска кровотечений (оперативное вмешательство, роды).
19.4.3. Лабораторные исследования при наличии семейной истории патологии гемостаза
Семейная история тромбозов или выявленная у родственников первой линии наследственная тромбофилия также может быть основанием для лабораторной оценки гематологических рисков. Однако в этом случае всегда нужно взвесить соотношение пользы, которую можно получить в результате такого обследования, и связанных с ним рисков или неудобств, включая психологическую и экономическую нагрузку, возможную страховую и социальную дискриминацию (при трудоустройстве). Если решение об обследовании принимается, то оно должно идти по схеме лабораторной диагностики при тромбозах (см. рис. 19-8), состоять из скрининговых и дополнительных тестов, а по его результатам можно целенаправленно строить программу профилактики в ситуациях риска, изменения стиля жизни, планирования беременности и методов контрацепции и т.д.
Обследование родственников пациентов с семейной историей кровоточивости также крайне важно и может принести даже больше пользы для принятия клинических и социально-демографических решений: определение степени риска кровотечения при операциях, травмах, родах, планирование семьи, решение вопроса о сохранении беременности, определение стратегии антитромботической терапии при ее необходимости в связи с развитием сердечно-сосудистой патологии и многие другие вопросы [38]. Неоценимую пользу в этом отношении оказывают специализированные центры по наблюдению за больными гемофилией, болезнью Виллебранда и редкими нарушениями сосудисто-тромбоцитарного и плазменного гемостаза.
19.4.4. Система гемостаза и ее лабораторная оценка при COVID-19
Патология гемостаза при COVID-19 тесно связана с иммунными реакциями и входит в понятие иммунотромбоза. В процесс вовлекаются клеточные элементы - эндотелиоциты, нейтрофилы, моноциты, тромбоциты, которые экспрессируют на своей поверхности молекулы адгезии и тканевой фактор, формируют экстрацеллюлярные нейтрофильные ловушки (NETs), инактивирующие фибринолиз, продуцируют микрочастицы [17, 19, 28]. В ходе описанных реакций высвобождаются цитокины (интерферон-γ, ИЛ-6, ИЛ-17α, ИЛ-9, ИЛ-1β и др.), что также усиливает формирование NETs, экспрессию проадгезивных молекул на эндотелии, повышаются прокоагулянтные протеины (фактор VIII, фактор Виллебранда, фибриноген) и снижаются антикоагулянты (антитромбин, протеин S, тромбомодуин). Развивается гиперкоагуляционное состояние, степень которого усугубляется наличием факторов риска (СД, пожилой возраст, курение, ожирение, заболевания сердечно-сосудистой системы, онкологические заболевания и др.), а также результатом самой госпитализации (иммобилизация, установка катетеров, хирургические вмешательства). Активируются процессы формирования тромбов в сосудах микроциркуляции. Одновременно с активацией процессов гипервоспаления и гиперкоагуляции компонент системы комплемента C5a ингибирует систему фибринолиза, увеличивая активность PAI-1 на тучных клетках [21, 26].
На рис. 19-14 наглядно представлена картина нарушений, развивающихся в легких. Альвеолы попадают "в фибриновый плен", и вентиляционно-перфузионные соотношения нарушаются. Происходит развитие макрофагальных реакций, выброс цитокинов, эндотелиальное повреждение с формированием микротромбов. Одновременно с этим нарастает концентрация D-димера, образующегося в том числе и экстравазально [28].

У пациентов диагностируются венозные и артериальные тромбозы, эмболии, паренхиматозные инфаркты, эритемоподобные очаги поражения ("псевдообморожения").
Распространенность венозных тромбоэмболических осложнений (ВТЭО) у пациентов с COVID-19 колеблется от 0 до 13% в палатах общего профиля и от 4 до 35% в отделениях интенсивной терапии, даже несмотря на адекватную профилактику с использованием низкомолекулярных гепаринов (НМГ). Еще более высокий уровень ВТЭ (до 58%) был зарегистрирован по данным аутопсий, выполненных у пациентов с COVID-19 без подозрений на наличие ВТЭО до наступления летального исхода. Данные несоответствия могут быть объяснены тем, что только в части исследований проводился систематический скрининг на наличие ВТЭО (учитывая все сложности его выполнения в условиях пандемии). Предполагается, что значительная часть тромботических эпизодов могла остаться недиагностированной.
В метаанализе S. Nopp и соавт. (2020) было идентифицировано 86 исследований (33 970 пациентов), и 66 исследований (28 173 пациента, средний возраст: 62,6 года, 60,1% мужчин, 19,4% пациентов в ОРИТ) были включены в количественный анализ [36]. Общая оценка распространенности ВТЭ составила 14,1% (95% ДИ, 11,6–16,9), 40,3% (95% ДИ, 27,0–54,3) при проведении ультразвукового скрининга и 9,5% (95% ДИ, 7,5–11,7) без скрининга. Анализ подгрупп выявил высокую гетерогенность распространенности ВТЭ - 7,9% (95% ДИ, 5,1–11,2) у пациентов вне отделений интенсивной терапии (ОРИТ) и 22,7% (95% ДИ, 18,1–27,6) у пациентов в ОРИТ. Распространенность тромбоэмболии легочной артерии (ТЭЛА) составила 3,5% (95% ДИ, 2,2–5,1) и 13,7% (95% ДИ, 10,0–17,9), соответственно. Пациенты, у которых развивались ВТЭО, имели более высокие уровни D-димера (средневзвешенная разница, 3,26 мкг/мл; 95% ДИ, 2,76–3,77), чем пациенты без ВТЭО. На основании проведенного анализа авторы сделали заключение, что риск ВТЭО повышен у всех госпитализированных пациентов, а стратегия тромбопрофилактики нуждается в дальнейших исследованиях и оценке.
Диагностическая панель коагуляционных нарушений сформировалась из ключевых лабораторных тестов, доступных в практических клинико-диагностических лабораториях. В оценке системы гемостаза особое внимание привлекли маркеры активации свертывания крови: D-димер, фибриноген, активность фактора VIII, антиген фактора Виллебранда [32, 43].
В первое время распространения инфекции существовало мнение, что лабораторные изменения при COVID-19 весьма сходны с изменениями, наблюдаемыми при ДВС. Однако коагулопатия при COVID-19 демонстрирует клинические и лабораторные особенности, отличные от ДВС и сепсиса (табл. 19-19). Например, отсутствие потребления тромбоцитов и факторов свертывания, прежде всего фибриногена, а также очень низкая частота кровотечений и поражение, в основном, микроциркуляции в легочной ткани. Синдром ДВС может осложнять коронавирусную инфекцию, но встречается в основном в терминальной стадии заболевания. В целом клинические состояния, удовлетворяющие критериям шкалы ISTH, достаточно редко встречаются при COVID-19 (протромбиновое время редко удлиняется значимым образом, так же как редко снижается количество тромбоцитов).
Лабораторные или клинические данные | Острый синдром диссеминированного внутрисосудистого свертывания | Сепсис-индуцированная коагулопатия | Коагулопатия при COVID-19 |
---|---|---|---|
Количество тромбоцитов |
↓↓↓ |
↓↓ |
↔ |
Активированное частичное тромбопластиновое время (отношение) |
↑↑↑ |
↑ |
↔ |
Протромбиновое время (отношение), международное нормализованное отношение |
↑↑↑ |
↑↑ |
↔ |
Фибриноген (концентрация) |
↓↓↓ |
↓↓ |
↑↑↑ |
D-димер (концентрация) |
↑↑ |
↑↑ |
↑↑↑ |
Эпизоды кровоточивости |
Распространены, часто серьезные |
Редко |
Очень редко |
Тромбообразование в микроциркуляторном русле |
Распространены в начальной фазе до развития коагулопатии потребления |
Распространены, приводят к гипоксии и органной недостаточности |
Очень часто, особенно легких |
Поражения органов |
Полиорганная недостаточность |
Полиорганная недостаточность |
Чаще поражаются только легкие |
Примечание : ↑ - возрастание показателя; ↓ - снижение показателя; ↔ - изменение в любую сторону.
Наибольшее внимание при COVID-19 как доступные и хорошо известные маркеры привлекли к себе D-димер и фибриноген. D-димер формируется в итоге гемостатических реакций и фибринолиза как конечный продукт протеолитического воздействия плазмина на перекрестно-сшитый фибрин. Место "рождения" D-димера - не только пространство кровеносной системы, но и экстравазальные зоны. При этом D-димер не патогномоничен для COVID-19, а имеет общебиологическое и патофизиологическое значение.
Повышение содержания D-димера при COVID-19 было отмечено с первых месяцев пандемии и подтвердило свое клиническое значение в последующем. Уровень D-димера отчетливо ассоциирован с тяжестью течения заболевания, наличием тромбоэмболических осложнений и смертностью [46].
Исследованиями было не только показано клиническое значение повышения D-димера в прогнозе течения болезни, но и определен уровень точки отсечения (cut-off) для фатального исхода. Установлено, что концентрация D-димера >2,0 мкг/мл FEU при госпитализации является предиктором летального исхода. Чувствительность данного cut-off составила 92,3%, специфичность - 83,3%, область под кривой (AUC) - 0,89, что является достаточно хорошими показателями, учитывая, что модель использует всего один лабораторный параметр, широко доступный для измерения в рутинной практике (рис. 19-15).

Статистическая значимость отличий по выживаемости между группами пациентов, имеющими значение D-димера ≤ или >2,0 мкг/мл FEU, достигается уже на 7-й день госпитализации, а риск летального исхода на 40-й день госпитализации у пациентов с концентрацией D-димера >2,0 мкг/мл FEU более чем в 50 раз выше, чем у пациентов с концентрацией D-димера ≤2,0 мкг/мл FEU.
На основании многочисленных исследований и полученных данных D-димер был включен во все клинические рекомендации по лечению пациентов с COVID-19, в том числе во Временные клинические рекомендации по профилактике, диагностике и лечению новой коронавирусной инфекции Министерства здравоохранения Российской Федерации [13].
С точки зрения системы свертывания крови важно понять опасность не только тромбозов, но и кровотечений у каждого конкретного больного. В целом количество геморрагических осложнений, несмотря на активное использование антикоагулянтов при коронавирусной инфекции невелико. Их развитие ассоциировано в большей степени с терминальным синдромом ДВС или предсуществующей патологией свертывания. Анализируя лабораторные показатели с точки зрения первичных, минимальных и пиковых значений у 400 пациентов при COVID-19 (из них 38 с тромбозами и 19 с кровотечениями), H. Al-Samkari и соавт. (2020) пришли к заключению, что в группе с тромботическими осложнениями наблюдались стабильно более высокие концентрации D-димера, фибриногена, СРБ и ферритина, тогда как в группе с кровотечением отмечены только высокое пиковое значение D-димера и минимальное количество тромбоцитов [19]. В то же время была выявлена значимая разница у пациентов с любыми осложнениями (кровотечение или тромбоз), как первично, так и по минимальному и пиковому значению по уровню прокальцитонина (табл. 19-20). Полученные данные говорят о риске кровотечения в случае развития сепсиса и ассоциированного с ним синдрома ДВС. Используя комбинацию клинической оценки и лабораторных параметров в соответствии с рекомендациями Международного общества по тромбозу и гемостазу (ISTH), авторы обнаружили очень низкую распространенность синдрома ДВС (2% тяжелобольных пациентов) [40]. Не наблюдались синхронные и пропорциональные изменения D-димера, протромбинового времени, АЧТВ, фибриногена или количества тромбоцитов, характерные для синдрома ДВС в его современном понимании. Было отмечено, что клинически значимая тромбоцитопения встречалась редко, а снижение уровня фибриногена ниже контрольного диапазона - чрезвычайно редко. Авторами также сделана ремарка о том, что повышенные уровни D-димера часто встречаются у госпитализированных и критически больных в целом, но не измеряются и не исследуются на повседневной основе, как это делается в настоящее время у пациентов с COVID-19.
Параметр | Отсутствие осложнений (n=347) | Тромбозы (n=38) | p1 | Кровотечения (n=19) | p2 |
---|---|---|---|---|---|
D-димер, нг/мл |
|||||
Первично Минимальное значение Пиковое значение |
891 760 1377 |
1538 1336 4001 |
0,0002 0,0006 <0,0001 |
1189 928 3625 |
0,083 0,17 0,0004 |
Протромбиновое время, с |
|||||
Первично Минимальное значение Пиковое значение |
13,9 13,6 14,4 |
13,8 13,5 16,0 |
0,99 0,80 0,0001 |
14,0 13,9 16,3 |
0,44 0,51 0,011 |
Активированное частичное тромбопластиновое время, с |
|||||
Первично Минимальное значение Пиковое значение |
34,3 32,8 37,0 |
34,3 30,6 38,1 |
0,88 0,61 0,56 |
36,5 31,6 47,5 |
0,72 0,80 0,059 |
Фибриноген, мг/дл |
|||||
Первично Минимальное значение Пиковое значение |
579 549 662 |
696 669 828 |
0,0045 0,0028 0,0001 |
682 486 703 |
0,50 0,61 0,19 |
Тромбоциты, × 10 9 /л |
|||||
Первично Минимальное значение Пиковое значение |
188 163 270 |
206 179 283 |
0,083 0,091 0,12 |
157 124 267 |
0,072 0,0005 0,23 |
С-рективный белок, мг/л |
|||||
Первично Минимальное значение Пиковое значение |
63,3 35,4 130,3 |
124,7 94,2 277,7 |
0,0011 <0,0001 <0,0001 |
46,6 21,4 148,4 |
0,91 0,64 0,18 |
Скорость оседания эритроцитов, мм/ч |
|||||
Первично Минимальное значение Пиковое значение |
38 36 56 |
47 43 91 |
0,020 0,079 0,0077 |
21 21 65 |
0,22 0,068 0,87 |
Ферритин, мкг/л |
|||||
Первично Минимальное значение Пиковое значение |
504 453 707 |
825 750 1182 |
0,015 0,0056 0,0020 |
739 696 1075 |
0,32 0,49 0,13 |
Прокальцитонин, нг/мл |
|||||
Первично Минимальное значение Пиковое значение |
0,13 0,13 0,15 |
0,23 0,22 0,55 |
0,0040 0,0033 <0,0001 |
0,20 0,20 0,58 |
0,0046 0,0031 0,0002 |
Высокочувствительный тропонин |
|||||
Первично Минимальное значение Пиковое значение |
10 9 6 |
16 16 54 |
0,51 0,21 <0,0001 |
14 13 35 |
0,022 0,033 0,0003 |
Примечание : p1 - в группе с отсутствием тромбозов против их наличия; p2 - в группе с отсутствием кровотечений против их наличия.
Повышение содержания D-димера (особенно >2500 нг/мл) при поступлении и на всем протяжении госпитализации, количества тромбоцитов, СРБ и СОЭ при поступлении ассоциировано с повышенным риском тромбоза, а тромбоцитопения (<150×109 ) и нарастание D-димера >2500 нг/мл - с повышенным риском кровотечений.
Использование метода тромбоэластографии позволяет отметить различия в процессах лизиса фибринового сгустка у пациентов с тромбозом и без тромбоза: снижении фибринолитической активности у пациентов с COVID-19 более выражено при тромботических осложнениях. Учитывая полученные данные об ингибировании системы фибринолиза на фоне повышенного уровня D-димера, исследователями было высказано предположение о том, что источником D-димера являются внутриальвеолярные отложения фибрина с локальной активацией фибринолиза.
В целом системе фибринолиза у больных COVID-19 уделяется большое внимание исследователей для понимания механизмов ковид-ассоциированной коагулопатии и причин развития тромбозов, а также тяжести течения заболевания [17, 28]. В частности, у пациентов с легкой формой инфекции вирус SARS-CoV-2 использует внеклеточные протеазы, включая плазмин, для заражения клеток. Уровень плазмина увеличивается. У пациентов со среднетяжелой или тяжелой формами заболевания уровни плазмина продолжают нарастать. Однако у пациентов в критическом состоянии наблюдается гиперактивация и перегрузка системы фибринолиза, что приводит к дефициту плазминогена и плазмина. Данная ситуация рассматривается как "плазминовый парадокс", то есть система фибринолиза у пациентов с COVID-19 находится в активированном состоянии и противостоит генерации фибрина, но при переходе в крайне тяжелую форму "не выдерживает нагрузки" и подавляется [33]. Рассматривают две причины указанного подавления:
Таким образом, можно сделать вывод о том, что у большинства пациентов система фибринолиза находится в состоянии хрупкого баланса с повышением как маркеров активации, так и ингибирования. Сложность лабораторной оценки фибринолиза в рутинной лабораторной практике не позволяет получить одновременно большое количество стандартизованной информации об этом важнейшем компоненте системы гемостаза при наблюдательных исследованиях. Несомненно, что требуются специальным образом спланированные клинические исследования с четким дизайном, широким перечнем исследуемых лабораторных параметров системы фибринолиза и определением групп пациентов, которые позволили бы сделать не только окончательные выводы о патофизиологии фибринолитических нарушений, но и сформировать правильные клинические решения по их фармакологической коррекции.
Пациентам с COVID-19 однозначно показана антикоагулянтная терапия для профилактики тромботических осложнений, начиная со среднетяжелого течения заболевания. Российские рекомендации, разработанные группой экспертов Министерства здравоохранения и прошедшие уже 11-ю редакцию, говорят о том, что назначение низкомолекулярного гепарина, как минимум, в профилактических дозах показано всем госпитализированным пациентам и должно продолжаться, как минимум до выписки [13]. При недоступности низкомолекулярного гепарина или противопоказаниях к нему возможно использование нефракционированного гепарина. Увеличение дозы гепарина до промежуточной или лечебной может быть рассмотрено у больных с высоким и крайне высоким уровнем D-димера, при наличии дополнительных факторов риска ВТЭО, а также при тяжелых проявлениях COVID-19, лечении в отделениях реанимации и интенсивной терапии. Остается открытым вопрос о лабораторном контроле гепаринотерапии, который при COVID-19 имеет особенности [17].
Методом контроля для нефракционированного гепарина остается измерение АЧТВ и подбор лечебной дозы, поддерживающей этот показатель на уровне увеличения в 1,5–2,5 раза по сравнению с нормальными значениями. При этом измерение АЧТВ доступно в любой лаборатории и имеет низкую стоимость. Однако необходимо помнить о возможной чувствительности теста к дефициту факторов свертывания и волчаночному антикоагулянту при использовании некоторых типов реагентов [4, 6, 37]. Если учесть, что при COVID-19 отмечается пролонгирование АЧТВ (возможно, именно из-за наличия антифосфолипидных антител, выявляемых у некоторых пациентов или белков острой фазы воспаления), возникает вопрос о необходимости использовании альтернативного метода контроля - определения анти-Ха-активности специальными тест-системами для нефракционированного гепарина [13, 26, 33].
Исследование анти-Ха активности для контроля эффективности низкомолекулярного гепарина доступно во многих лабораториях. Следует учитывать возможное влияние преаналитических факторов (активация тромбоцитов и выброс PF4, влияние гемолиза, иктеричности или хилезности плазмы), вариабельность методик и реагентов, сложность определения терапевтического диапазона значений, отсутствие валидации для использования при системном воспалении.
Противопоказаниями к использованию антикоагулянтов являются продолжающееся кровотечение, уровень тромбоцитов в крови ниже 25×109 /л, выраженная почечная недостаточность (для низкомолекулярного гепарина и фондапаринукса натрия) [3, 8]. Повышенное протромбиновое время и АЧТВ не относятся к противопоказаниям к назначению антикоагулянтов.
Таким образом, система гемостаза оказалась вовлеченной в патогенетические процессы при COVID-19 и подчас определяющей в течении заболевания и его исходе. Лабораторные методы, в первую очередь определение D-димера, играют существенную роль в оценке тяжести течения заболевания, контроле терапии и прогнозе.
Список литературы
-
Баринов Э.Ф., Сулаева О.Н., Гнилорыбов А.М. Тромбоциты. Донецк: Новый мир, 2012. 316 с.
-
Баркаган З.С. Диагностика и контролируемая терапия нарушений гемостаза. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Ньюдиамед, 2008. 292 с.
-
Бутенас С., Манн К.Г. Свертывание крови // Биохимия. 2002. Т. 67, № 1. С. 5–15.
-
Гильманов А.Ж., Вавилова Т.В., Мамаев А.Н. Коагулологические исследования // Клиническая лабораторная диагностика: национальное руководство: в 2 т. Т. 1 / под ред. В.В. Долгова, В.В. Меньшикова. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. С. 749–815.
-
Долгов В.В., Вавилова Т.В., Свирин П.В. Лабораторная диагностика нарушений гемостаза. Москва; Тверь: Триада, 2019. 227 с.
-
Козлов А.А., Натрус Л.В. Лабораторная диагностика системы гемостаза. М.: Литерра, 2011. 136 с.
-
Кузник Б.И., Стуров В.Г., Максимова О.Г. Геморрагические и тромботические заболевания и синдромы у детей: патогенез, клиника, диагностика, терапия и профилактика. Новосибирск: Наука, 2012. 456 с.
-
Ляпина Л.А., Григорьева М.Е., Оберган Т.Ю., Шубина Т.А. Теоретические и практические вопросы изучения функционального состояния противосвертывающей системы крови. М.: ООО «Адвансед солюшнз», 2012. 160 с.
-
Мазуров А.В. Физиология и патология тромбоцитов. М.: Литтерра, 2011. 456 с.
-
Момот А.П., Молчанова И.В., Батрак Т.А. и др. Референтные значения показателей системы гемостаза при физиологически протекающей беременности и после родоразрешения // Проблемы репродукции. 2015. № 1. С. 89–97.
-
Папаян Л.П. Современное представление о механизме регуляции свертывания крови // Тромбоз, гемостаз и реология. 2003. № 2. С. 7–11.
-
Профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции (COVID-19). Временные методические рекомендации. Версия 11 (07.05.2021). 2021. 225 с. [Электронный ресурс]. https://стопкоронавирус.рф/ai/doc/872/attach/Bmr_COVID-19_compressed.pdf (дата обращения: 28.11.2021).
-
Рекомендации Всероссийской ассоциации по изучению тромбозов, геморрагий и патологии сосудов им. А.В. Шмидта и Б.А. Кудряшова и Российской Ассоциации медицинской лабораторной диагностики // Клинико-лаб. консилиум. 2007. № 17. С. 5–7.
-
Российские клинические рекомендации по диагностике, лечению и профилактике венозных тромбоэмболических осложнений (ВТЭО) / под ред. Л.А. Бокерия, И.И. Затевахина, А.И. Кириенко // Флебология. 2015. Т. 9, № 4. С. 2–37.
-
Сироткина О.В., Вавилова Т.В., Андоскин П.А., Топанова А.А. Механизмы гиперагрегации тромбоцитов: эволюция знаний от полиморфизма рецепторов до РНК // Тромбоз, гемостаз и реология. 2015. № 4. С. 7–15.
-
Сироткина О.В., Ермаков А.И., Гайковая Л.Б. и др. Микрочастицы клеток крови у больных COVID-19 как маркер активации системы гемостаза // Тромбоз, гемостаз и реология. 2020. № 4. С. 35–40.
-
Шиффман Ф.Дж. Патофизиология крови: пер. с англ. М.; СПб.: Бином — Невский диалект, 2000. 448 с.
-
Al-Samkari H., Karp Leaf R.S., Dzik W.H. et al. COVID-19 and coagulation: Bleeding and thrombotic manifestations of SARS-CoV-2 infection // Blood. 2020. Vol. 136, N 4. P. 489–500.
-
Born G.V.R. Аggregation of blood platelet by adenosine diphosphate and its reversal // Nature. 1962. Vol. 194. P. 927–929.
-
Chauhan A.J., Wiffen L.J., Brown T.P. COVID-19: A collision of complement, coagulation and inflammatory pathways // J. Thromb. Haemost. 2020. Vol. 18, N 9. P. 2110–2117.
-
Davie E.W., Ratnoff O.D. Waterfall sequence for intrinsic blood clotting // Science. 1964. Vol. 145, N 3638. Р. 1310–1321.
-
Egeberg O. Inherited antithrombin deficiency causing thrombophilia // Thromb. Diath. Haemorrh. 1965. Vol. 13. P. 516–530.
-
Franchini M., Martinelli I., Mannucci P.M. Uncertain thrombophilia markers // Thromb. Haemost. 2016. Vol. 115. P. 25–30.
-
Hardy M., Lecompte T., Douxfils J. et al. Management of the thrombotic risk associated with COVID-19: Guidance for the hemostasis laboratory // Thromb. J. 2020. Vol. 18, N 17. URL: https://doi.org/10.1186/s12959-020-00230-1.
-
Hemker H.C., Giesen P., AlDieri R. et al. The calibrated automated thrombogram (CAT): a universal routine test for hyper- and hypocoagulability // Pathophysiol. Haemost. Thromb. 2002. Vol. 32. Р. 249–253.
-
Iba T., Levy J.H., Levi M., Thachil J. Coagulopathy in COVID-19 // J. Thromb. Haemost. 2020. Vol. 18. N 9. Р. 2103–2109.
-
Lippi G., Franchini M., Targher G., Favaloro E.J. «Help me, Doctor! My Ddimer is raised» // Annals of Medicine. 2008. Vol. 40, N 8. Р. 594–605.
-
Macfarlane R.G. An Enzyme Cascade in the Blood Clotting Mechanism and Its Function as a Biochemical Amplifier // Nature. 1964. Vol. 202. Р. 498–499.
-
Marques M.B., Fritsma G.A. Coagulation Testing. Quick Guide to Coagulation Testing. AACC Press, 2006. 62 р.
-
Medcalf R.L., Keragala C.B., Myles P.S. Fibrinolysis and COVID-19: A plasmin paradox // J. Thromb. Haemost. 2020. Vol. 18, N 9. P. 2118–2122.
-
Miyakis S., Lockshin M.D., Atsumi T. et al. International consensus statement on an update of the classification criteria for definite antiphospholipid syndrome (APS) // J. Thromb. Haemost. 2006. Vol. 4, N 2. Р. 295–306.
-
Moore G.W. Recent Guidelines and Recommendations for Laboratory Detection of Lupus Anticoagulants // Semin Thromb Hemost. 2014. Vol. 40, N 2. 163–171.
-
Nopp S., Moik F., Klok F.A. et al. Risk of venous thromboembolism in patients with COVID19: A systematic review and meta-analysis // Res. Pract. Thromb. Haemost. 2020. Vol. 4, N 7. P. 1178–1191.
-
Pengo V., Tripodi A., Reber G. et al. Update of the guidelines for lupus anticoagulant detection // J. Thromb. Heamost. 2009. Vol. 7. Р. 1737–1740.
-
Royal College of Obstetricians and Gynaecologists. Reducing the Risk ofVenous Thromboembolism during Pregnancy and the Puerperium. Green-top Guideline No. 37a. London: RCOG, 2015. https://www.researchgate.net/publication/339129952_Reducing_the_Risk_of_Venous_Thromboembolism_during_Pregnancy_and_the_Puerperium_Green-top_Guideline_No_37a.
-
Stevens S.M., Tripodi A., Reber G. et al. Guidance for the evaluation and treatment of hereditary and acquired thrombophilia // J. Thromb. Thrombolysis. 2016. Vol. 41, N 1. Р. 154–164.
-
Toh C.H., Hoots W.K. SCC on Disseminated Intravascular Coagulation of the ISTH. The scoring system of the Scientific and Standardisation Committee on Disseminated Intravascular Coagulation of the International Society on thrombosis and haemostasis: a 5-year overview // J. Thromb. Haemost. 2007. Vol. 5. Р. 604–606.
-
Tripodi A. Thrombin Generation Assay and Its Application in the Clinical Laboratory // Clin. Chem. 2016. Vol. 62. P. 699–707.
-
Verhovsek M., Douketis J.D., Yi Q. et al. Systematic Review: D-Dimer to Predict Recurrent Disease after Stopping Anticoagulant Therapy for Unprovoked Venous Thromboembolism // Ann. Intern. Med.. 2008. Vol. 149. Р. 481–490.
-
Zhang L., Yan X., Fan Q. et al. D-dimer levels on admission to predict in-hospital mortality in patients with COVID-19 // J. Thromb. Haemost. 2020. Vol. 18, N 6. P. 1324–1329.
Глава 20. Кислотно-основное состояние
20.1. Механизмы регуляции кислотно-основного состояния
20.1.1. Физико-химические механизмы регуляции кислотно-основного состояния
Постоянная концентрация ионов водорода во внутренней среде организма является одним из ее важнейших физиологических свойств. Активность биохимических, физико-химических и физиологических процессов, составляющих функционально единую систему стабилизации количества ионов водорода, определяют как КОС.
Количество ионов водорода (Н+ ) во внеклеточной и внутриклеточной жидкостях измеряется в наномолях. Например, в крови при сбалансированном метаболизме концентрация ионов водорода составляет 40 нмоль/л (40×10–9 моль/л). Содержание Н+ составляет приблизительно одну миллионную от количества натрия, калия, кальция, магния, хлора и других ионов биологических сред организма. Однако регуляция концентрации ионов водорода на два порядка точнее регуляции любого из ионов, концентрация которого в крови выражается в более ощутимых величинах - ммоль/л, в отличие от концентрации Н+ (нмоль/л) [1, 4–9].
Стабильная концентрация Н+ необходима для нормального функционирования биомолекул, субклеточных структур, клеток, органов и организма в целом. В частности, оптимальные концентрации ионов водорода в организме необходимы для:
-
1) формирования и сохранения физиологически активной, трехмерной структуры биомолекул (например, белковые молекулы при нефизиологических концентрациях ионов водорода способны денатурировать и полностью утратить свою функциональную активность);
-
2) проявления функциональной активности биомолекул и биологических структур (так, ферменты функционально активны как биокатализаторы при строго определенных концентрациях ионов водорода);
-
3) перехода в растворенное состояние неорганических, низкомолекулярных и высокомолекулярных органических биомолекул (количество растворенных ионизированных форм кальция и магния находится в строгой зависимости от концентрации ионов водорода; щавелевая, мочевая и другие труднорастворимые кислоты требуют для растворения определенные концентрации ионов водорода; для белков концентрация ионов водорода, определяющая их минимальную растворимость, является одной из ключевых характеристик и называется изоэлектрической точкой); ионы водорода участвуют в системе реакций освобождения энергии, формируя трансмембранный электрохимический потенциал, преобразуемый в энергию химической связи АТФ; содержание ионов водорода в секрете клеток покровных тканей определяет активность их неспецифической защиты.
Количество ионов водорода выражается в виде отрицательного логарифма от молярной концентрации Н+ и записывается символом рН. Правильное течение процессов обмена веществ возможно при незначительных колебаниях концентрации ионов водорода в тканях. В процессе метаболизма в результате превращений веществ в течение 24 ч образуется около 15 кммоль угольной кислоты (Н2 СО3 ) и до 1 ммоль-экв/кг массы тела - нелетучих кислот. Основным источником нелетучих кислот являются серосодержащие белки пищи и распадающиеся белки клеток, продукты неполного окисления жирных кислот и углеводов (кетокислоты, молочная кислота и др.). Значения рН, совместимые с жизнью, находятся в пределах от 6,80 до 7,80 ед. ([Н] от 160 до 16 нмоль/л). Состоянию нормы соответствует еще более узкий диапазон значений рН. В частности, для крови он составляет 7,37–7,44, со средним значением 7,40 ([Н] = 40 нмоль/л). Образующиеся в результате метаболизма кислоты, а при их диссоциации ионы водорода и основания, в норме не должны изменять величину рН за пределы диапазона физиологической нормы. В организме физиологический оптимум значений концентрации Н+ поддерживается благодаря сбалансированному уровню активности функционально единой системы, включающей биохимические, буферные и физиологические процессы [8].
Реакция организма на образование физиологически неприемлемых количеств СО2 и Н+ включает:
При нормальных условиях буферные, биохимические и физиологические процессы регуляции поддерживают устойчивое равновесие между образованием и удалением Н+ и СО2 , что обеспечивает в плазме крови рН 7,4 [3] (рис. 20-1).

Буферные системы
Соединения, предотвращающие резкое изменение концентрации ионов водорода, называются буферами. К ним относятся кислотно-основные пары, образованные слабыми кислотами (НА) и их кислотными остатками (А– ), которые обладают основными свойствами, так как способны связывать ионы водорода (Н+ ).
H+ + A– ↔ HA
Основными буферными системами организма являются бикарбонатная, фосфатная и белковая, включающая гемоглобиновый буфер (рис. 20-2).

Другие буферные системы организма менее важны в количественном отношении. Буферные системы в организме присутствуют как вне, так и внутри клеток. В буферной системе взаимосвязь между компонентами - ионами водорода, основными остатками и молекулами кислоты подчиняется закону действующих масс:
K а = [Н+ ] [А– ]/[НА],
где K а - константа диссоциации кислоты, ее значение соответствует молярной концентрации кислоты, при которой половина всех молекул вещества находится в ионизированной форме.
Преобразуя уравнение закона действующих масс относительно концентрации иона водорода, получаем:
[Н+ ] = K а – [НА1 ]/[А– ].
Логарифмируя значения величин уравнения, получаем:
рН = рКа + lg([А– ]/[HA],
где рН - отрицательный десятичный логарифм от молярной концентрации ионов водорода (–lg[H+ ]); рKа - отрицательный десятичный логарифм от значения константы диссоциации кислоты (–lgKa ).
Полученное выражение названо уравнением Гендерсона–Хассельбаха по фамилиям предложивших его ученых. Оно позволяет рассчитать рН буферной системы по значениям: рН, отношению молярных концентраций основания и кислоты, или же, напротив, определить величину молярного отношения основания и кислоты, когда известны значения рН и рKа .
Динамика изменения рН при титровании бикарбоната и дигидрофосфата представлена на рис. 20-3.

Количества кислоты или основания, необходимые для изменения рН буфера на единицу, называют буферной емкостью. Результаты анализа графиков титрования (рис. 20-3) показывают, что буферы имеют равную буферную емкость относительно ионов водорода и гидроксила при значениях рН, равных рКа , то есть значениях рН, при которых слабая кислота из буферной пары диссоциирована на 50%. При значении рН, равном рKа , буферные возможности кислотной и основной компонент буфера равнозначны относительно значения рKа , буферная система в одинаковой мере устойчива к кислотной и основной нагрузке. Если значение рН превышает значение рKа , то в соответствии с уравнением Гендерсона–Хассельбаха возрастает доля основной компоненты и, соответственно, кислотонейтрализующая способность буферной системы. Из буферных систем крови максимальную кислотонейтрализующую способность имеет бикарбонатный буфер. В количественном отношении бикарбонатный буфер является преобладающим в цельной крови. Буферная емкость некарбонатных буферов крови составляет 25% суммарного значения буферной емкости всех буферов крови. В этой величине 24% приходится на гемоглобин и оксигемоглобин. Вклад бикарбонатной буферной системы плазмы в буферную емкость цельной крови равен 57%, бикарбонатная буферная система эритроцитов добавляет еще 18%. Суммарная буферная емкость бикарбонатной буферной системы плазмы крови и эритроцитов составляет 75% общей буферной емкости цельной крови. Основное назначение буферных систем организма - стабилизировать физиологически оптимальное значение рН (7,4).
Внеклеточные буферы
Внеклеточные буферы в течение 1–2 с реагируют на изменения рН при нагрузке как кислотами, так и щелочами. Внеклеточные буферы способны компенсировать более 50% нагрузки органическими кислотами и практически всю нагрузку неорганическими кислотами. Более половины буферной емкости внеклеточных буферов приходится на бикарбонатную буферную систему. Остальная часть внеклеточной буферной емкости распределяется в основном между гидрофосфатной и белковой и другими буферными системами.
Фосфатная буферная система (Н2 РО4 – /НРО4 2– )
Для крови принципиальной роли эта система не играет. Ее доля в буферной емкости плазмы крови составляет не более 5%. Механизм буферного действия при нагрузке кислыми продуктами заключается в образовании из гидрофосфата (HPO4 2– ) дигидрофосфата (H2 PO4 – ):

Дигидрофосфат - это слабодиссоциирующее соединение.
При избыточной потере кислых продуктов и преобладании в среде оснований фосфатная буферная система включается следующим образом:

Гидрофосфат - это слабодиссоциирующее соединение.
Белковая буферная система (Рr– /НРr)
Концентрация белков в плазме крови составляет 60–80 г/л. В буферных процессах при рН 7,4 принимает участие лишь имидазольная группа гистидина, содержание которого в структуре белков плазмы крови невелико. В этой связи на долю белкового буфера в плазме крови приходится не более 3–5% буферной емкости.
Бикарбонатная буферная система (HCO 3 – /Н 2 СО 3 )
Бикарбонатный буфер является основным внеклеточным буфером. На его долю приходится большая часть буферной емкости плазмы крови. Ведущее значение бикарбонатного буфера обусловлено интегрирующей ролью его компонентов в спектре биохимических реакций и физиологических функций стабилизации рН, связанных с работой почек и легких.
В частности, аэробный метаболизм углеводов, липидов, белков приводит к образованию углекислого газа и воды, что в общем виде можно записать:

Вода и углекислый газ способны реагировать с образованием угольной кислоты, диссоциирующей на бикарбонат и ион водорода:
CO2 + H2 O ↔ H2 CO3 ↔ HCO3 – + H+ .
Количество образующегося в течение суток при аэробном метаболизме СО2 способно обеспечить синтез 15–20 моль угольной кислоты. Однако СО2 быстро удаляется при дыхании и его остаточное содержание (парциальное давление рСО2 40 мм рт.ст.) при сбалансированном метаболизме обеспечивает синтез 1,2 ммоль/л угольной кислоты ([Н2 СО3 ]= 0,03 · рСО2 , где 0,03 - коэффициент растворимости рСО2 - ммоль/мм рт.ст.).
Концентрация бикарбоната в плазме крови является относительно стабильной величиной (24 ммоль/л) благодаря функциональной активности почек по его реабсорбции, синтезу при недостатке, удалению при избытке. Нормальное соотношение [HCO3 – ]/[Н2 СО3 ] = 20: 1.
Решение уравнения Гендерсона–Хассельбаха относительно физиологически оптимальных значений дает значение рН 7,4:
pH = pKH 2 CO 3 + lg[HCO3 – ]/[Н2 СО3 ],
где pKH2CO3 , [HCO3 – ] = 24 ммоль/л; [Н2 СО3 ] = 1,2 ммоль/л.
Отсюда:
рН = 6,1 + lg (24/l,2) = 6,1 + lg 20 = 6,1 + 1,3 = 7,4.
Увеличение внеклеточной концентрации угольной кислоты и, соответственно, ионов водорода приводит к приросту содержания Н+ в клетках, что сопровождается депрессией внутриклеточных биохимических процессов образования Н+ и СО2 .
Механизм буферного действия бикарбонатной буферной системы принципиально совпадает с механизмом действия фосфатной буферной системы. Ионы водорода соединяются с бикарбонатом и дают слабодиссоциирующую угольную кислоту (рK 6,1):

В случае нагрузки гидроксильным ионом (ОН– ) угольная кислота отдает ион водорода, и в результате реакции образуются бикарбонат (HCO3 – ) и вода (Н2 О):

Взаимосвязь бикарбонатной буферной системы с биохимическими и физиологическими процессами обеспечивает ее динамичность и способность предупреждать значительные изменения рН артериальной крови. Если одномоментно на каждый литр крови добавить 12 ммоль Н+ , то концентрация бикарбоната в крови снизится с 24 ммоль/л до 12 ммоль/л. При исходном значении рСО2 40 мм рт.ст. рН крови составит 7,1. Через 1 мин концентрация бикарбоната будет равна 21,5 ммоль/л, рН крови повысится до 7,35. Через час значения показателей бикарбонатной буферной системы будут соответствовать нормальным значениям. Быстрая нейтрализация ионов водорода в начальный момент обеспечивается их связыванием с бикарбонатом плазмы крови, увеличение количества бикарбоната в следующую минуту обусловлено его выходом из внутриклеточного пространства.
Внутриклеточные буферы
Внутриклеточные буферы активно участвуют в минимизации изменений рН внутри и вне клеток при нагрузке как кислотами, так и щелочами. Внутриклеточные буферы способны компенсировать более 50% нагрузки некарбоновыми кислотами и практически всю нагрузку угольной кислотой.
Уровень рН крови ниже нормы приводит к активному поглощению ионов водорода внутриклеточным пространством в обмен на ионы натрия и калия. Концентрация калия плазмы в этих условиях возрастает на 0,6 ммоль/л на каждое изменение рН на 0,1. Избыток ионов водорода в цитозоле клеток ингибирует внутриклеточные биохимические процессы образования Н+ .
Напротив, увеличение рН крови выше нормы приводит к активному выделению ионов водорода внутриклеточным пространством в обмен на ионы натрия и калия. Снижение концентрации калия плазмы в этих условиях может привести к гипокалиемии.
Значительное депо буферов находится в кости. Костное депо буферов способно обеспечить до 40% буферной емкости при острой нагрузке кислотой. Нейтрализация избытка Н+ осуществляется, в частности, карбонатом костной ткани, что вызывает высвобождение из нее кальция во внеклеточную жидкость. При хронической нагрузке кислотами или щелочами вклад буферов кости в общую буферную емкость превышает 40%.
Особое место среди внутриклеточных буферов занимает гемоглобиновая буферная система (Hb– /HНb и НbО– /ННbО).
Гемоглобиновая буферная система состоит из неионизированного гемоглобина - HHb (слабая органическая кислота) и калиевой соли гемоглобина - КНb (сопряженное основание). На нее приходится около 24% буферной емкости цельной крови. Буферные свойства гемоглобина обусловлены возможностью взаимодействия кисло-реагирующих соединений с КНb и образованием эквивалентного количества соответствующей калиевой соли кислоты и свободного Hb:
КНb + Н2 СO3 → КНСO3 + HНb
В буферном действии молекулы гемоглобина имеет значение имидазольная группа гистидина. Ее диссоциация зависит от насыщения гемоглобина кислородом. При насыщении гемоглобина кислородом он становится более сильной кислотой. Оксигемоглобин легко отдает ионы водорода, напротив, дезоксигемоглобин способен активно связывать ионы водорода. В капиллярах тканей оксигемоглобин, превращаясь в дезоксигемоглобин, играет роль основания. В легких идет обратный процесс: оксигенируясь, гемоглобин отдает в среду ион водорода, который связывается с бикарбонатом, образующаяся угольная кислота разлагается карбоангидразой на воду и углекислый газ (СO2 ). СO2 диффундирует в альвеолярное пространство благодаря разности его парциальных давлений в венозной крови и альвеолах, равной 6 мм рт.ст. Более подробно сопряжение между гемоглобиновой и бикарбонатной буферными системами будет рассмотрено ниже.
20.1.2. Физиологические механизмы регуляции кислотно-основного состояния
Физиологические механизмы регуляции КОС связаны с транспортом газов, кислых и основных эквивалентов кровью в легкие и почки, функциональной активностью легких, направленной на удаление избытка СО2 , и почек, обеспечивающих реабсорбцию бикарбоната, удаление избытка ионов водорода и формирование бикарбонатного резерва крови [21].
Функциональная активность дыхательной системы и кислотно-основное состояние
Дыхательная система выступает в роли физиологического гомеостатического регулятора, результатом функциональной активности которого является удаление избытка углекислоты и восстановление кислотнейтрализующей емкости буферных систем, в первую очередь - бикарбонатной и гемоглобиновой.
На рис. 20-4 представлена последовательность реакций буферной нейтрализации избытка углекислоты. Источником СО2 для синтеза угольной кислоты являются реакции аэробного метаболизма. Образующийся в них СО2 распределяется в крови следующим образом:

Активное участие в образовании угольной кислоты принимает карбоангидраза эритроцитов, катализирующая равновесную реакцию синтеза угольной кислоты из углекислого газа и воды (см. рис. 20-4).
Удаление избыточных количеств СО2 , регенерация бикарбонатной и гемоглобиновой буферных систем осуществляются легкими.
Процессы, происходящие в легких и регулирующие КОС, представлены на рис. 20-5.

Удаление избытка СО2 и оксигенация гемоглобина в легких восстанавливают физиологически оптимальное соотношение в бикарбонатной буферной системе и емкость гемоглобиновой буферной системы. Израсходованное количество бикарбоната восполняется в почечных процессах стабилизации рН.
Регуляция альвеолярной вентиляции концентрацией ионов водорода [Н+ ]
Увеличение концентрации ионов водорода за пределы физиологического оптимума при метаболических нарушениях оказывает прямое действие на дыхательный центр головного мозга, что увеличивает альвеолярную вентиляцию в 4–5 раз, напротив, уменьшение концентрации ионов водорода за пределы нормального уровня при метаболических нарушениях снижает функциональную активность легких на 50–75% в течение 1–2 мин. Альвеолярная гипервентиляция при избытке ионов водорода метаболического происхождения снижает напряжение СО2 вплоть до минимальных значений рCО2 - 10–15 мм рт.ст. Снижение бикарбоната на 1 ммоль сопровождается уменьшением рCО2 в крови на 1,2 мм рт.ст. Альвеолярная гиповентиляция при недостаточной концентрации ионов водорода метаболического происхождения способствует увеличению количества СО2 вплоть до предельных значений избытка рCО2 - 60 мм рт.ст. Прирост концентрации бикарбоната на 1 ммоль сопровождается увеличением рCО2 на 0,6–0,7 мм рт.ст. Реакция дыхательной системы на изменение концентрации ионов водорода начинается через несколько минут и достигает максимального эффекта через 12–24 ч.
Функциональная активность почек и кислотно-основное состояние
Участие почек в поддержании КОС заключается в удалении из организма ионов водорода, реабсорбции бикарбоната из канальцевой жидкости, синтезе бикарбоната при его недостатке и удалении - при избытке.
Обмен бикарбоната в почках
Концентрация бикарбоната (HCO3 – ) в первичной моче соответствует его содержанию в крови. Способность канальцев к реабсорбции бикарбоната обеспечивает при сбалансированном метаболизме и нормальной функции почек задержку более 99% фильтруемого количества HCO3 – .
В табл. 20-1 представлены сравнительные данные между фильтруемым, реабсорбируемым и выделяемым количеством бикарбоната и удаляемых через почки кислот.
Кислота или основание | Количество, ммоль/сут |
---|---|
Фильтруемый HCO3 – |
4150 |
Канальцевая реабсорбция HCO3 – |
4145 |
Выделение HCO3 – с мочой |
5 |
Выделение с мочой титруемых кислот |
55 |
Выделение аммония с мочой |
30 |
Суммарная экскреция титруемых кислот и аммония с учетом выводимого HCO3 – |
80 |
90% фильтруемого бикарбоната реабсорбируется из канальцевой жидкости в проксимальном канальце. Энергетические потребности процесса реабсорбции бикарбоната обеспечиваются за счет энергии АТФ, освобождаемой при реабсорбции натрия (Na+ ). В частности, Na+ /K+ -АТФаза освобождает энергию АТФ для обмена трех внутриклеточных ионов натрия на два иона калия из интерстициального пространства. Подобный характер обмена приводит к формированию электрохимического и концентрационного градиентов натрия и калия между канальцевой жидкостью, цитозолем нефроцита и интерстицием. Электрохимический и концентрационный градиенты, в свою очередь, используются различными транспортерами для сопряжения ионных потоков. Сопряжение транспорта бикарбоната и натрия, водорода и натрия обеспечивает определенное направление последовательности реакций цикла извлечения бикарбоната из канальцевой жидкости, структуру которого проанализируем, начиная с реакции в клетках эпителия канальцев (рис. 20-6):

Образующаяся в этой реакции из воды (Н2 О) и углекислого газа (СО2 ) угольная кислота (Н2 СО3 ) быстро диссоциирует на ионы водорода (Н+ ) и бикарбоната (HCO3 – ):
H2 CO3 ↔ HCO3 – + H+
Бикарбонат выводится из клетки через базолатеральную мембрану в интерстициальное пространство системой ко-транспорта с Na+ в соотношении 3:1 (сопряженный транспорт HCO3 – и Na+ ), Н+ перемещается из цитозоля нефроцитов через Na+ ,Н+ -антипорт в канальцевую жидкость в обмен на натрий (сопряженный транспорт Н+ и Na+ ). Секретируемый Н+ взаимодействует с профильтрованным из крови в канальцевую жидкость бикарбонатом с образованием угольной кислоты, которая разлагается карбоангидразой щеточной каемки проксимального канальца на углекислый газ и воду:

Углекислый газ диффундирует в клетки канальцевого эпителия, вступает в реакцию с водой и образует угольную кислоту в карбоангидразной реакции, завершая/начиная цикл реабсорбции бикарбоната (см. рис. 20-6).
Анализируемый процесс реабсорбции бикарбоната получил название карбоангидразного механизма. Особенностью структуры стенки проксимального канальца является наличие межклеточных шунтов, через которые часть бикарбоната (примерно в 2 раза меньше, чем количество поступающего в интерстиций Сl– ) путем пассивной диффузии просачивается в канальцевую жидкость из интерстиция. Постоянное обратное просачивание бикарбоната способствует поддержанию его относительно стабильной концентрации - 20 ммоль/л в канальцевой жидкости практически по всей длине проксимального канальца, что в целом обеспечивает физиологически оптимальную интенсивность процесса реабсорбции HCO3 – . Функционирование карбоангидразного механизма реабсорбции бикарбоната в проксимальном отделе канальца обеспечивает реабсорбцию 80% профильтровавшегося HCO3 – , его концентрация в канальцевой жидкости к концу проксимального канальца снижается до 5 ммоль/л (в клубочковом фильтрате в норме концентрация бикарбоната соответствует его содержанию в плазме крови - 24–26 ммоль/л). Около 8–10% фильтруемого в клубочках бикарбоната реабсорбируется в нисходящей части петли Генле. Остальное количество фильтруемого в клубочке бикарбоната реабсорбируется из канальцевой жидкости в последующих отделах канальца, включая и его дистальную извитую часть. Помимо реабсорбции фильтруемого в клубочках бикарбоната, клетки канальцевого эпителия, особенно в проксимальной его части, обеспечивают синтез тех количеств HCO3 – которые были израсходованы в плазме крови на нейтрализацию ионов водорода. Бикарбонат образуется в уже рассмотренных нами реакциях:

Углекислый газ для синтеза угольной кислоты поступает из реакций аэробного обмена нефроцитов и из фракции, растворенной в крови. Образующаяся угольная кислота диссоциирует на ион водорода и бикарбонат. Ион водорода, секретируемый через Na+ ,Н+ -антипорт в канальцевую жидкость в обмен на натрий, связывается в ней дигидрофосфатом и аммиаком. Бикарбонат выводится из клетки канальца через базолатеральную мембрану в интерстициальное пространство системой ко-транспорта с Na+ в соотношении 3 : 1 и идет на восстановление физиологически необходимого уровня HCO3 – . Секреция иона водорода и бикарбоната имеет свою особенность во вставочных α-клетках собирательных трубок коры и наружного мозгового слоя. Секрецию Н+ из цитозоля вставочных α-клеток в канальцевую жидкость осуществляет Н+ -АТФаза, выделение бикарбоната через базолатеральную мембрану в интерстиций происходит через антипорт с Сl– (см. раздел 21.3.1).
Титруемые кислоты, ацидогенез
Титруемыми называются кислоты, экскретируемые в нейтральной форме за счет буферных соединений. Их количество определяют, титруя мочу основанием. Важнейшая буферная система мочи - фосфатная (HPO4 2– /H2 PO4 – ). При рН 7,4 (значение рН крови при сбалансированном метаболизме) 75% фосфатов находится в форме ионов HPO4 2– (гидрофосфат), который по мере падения рН постепенно превращается в H2 PO4 – (дигидрофосфат). Процесс замены натрия в гидрофосфате приводит к следующему изменению соотношения гидро-/дигидрофосфат: в крови - 1:4, в клубочковом фильтрате - 9:1 и в дистальном канальце - 50:1. 90% фосфатов при рН 5,8 (значение рН мочи в дистальных канальцах при сбалансированном метаболизме и нормальной функции почек) находится в этой форме. Ионы водорода, нейтрализуемые в канальцевой жидкости связыванием с гидрофосфатом (HPO4 2– + H+ H2 PO4 – ), перемещаются из цитозоля через Na+ ,Н+ - антипорт в обмен на натрий (Н+ образуется в реакциях синтеза бикарбоната). Энергетическое обеспечение синхронного транспорта Н+ в канальцевую жидкость и Na+ в цитозоль нефроцита осуществляется Na+ /K+ - АТФазой, которая освобождает энергию АТФ для обмена трех внутриклеточных ионов натрия на два иона калия из интерстициального пространства. Подобный характер обмена приводит к формированию электрохимического и концентрационного градиентов натрия между канальцевой жидкостью и цитозолем нефроцита (рис. 20-7).

Низкая реабсорбция фосфатов обусловлена функционированием почечных механизмов регуляции их количества в организме. В частности, концентрация фосфатов в канальцевой жидкости находится в пределах их нормального содержания в плазме и соответствует максимальному порогу реабсорбции. Реабсорбция фосфатов осуществляется только в проксимальном канальце путем ко-транспорта с Na+ в отношении 1:2. В этой связи увеличение скорости клубочковой фильтрации создает условия для удаления фосфатов из организма. Паратгормон стимулирует мобилизацию фосфата из костной ткани и усиливает его выведение почками, угнетая реабсорбцию фосфатов в проксимальном отделе канальцев (снижение порога всасывания). Если учесть, что проксимальный отдел канальца является единственным местом реабсорбции фосфатов, то условия и/или факторы, увеличивая надпороговую величину фосфатов и/или снижение порога реабсорбции, будут способствовать их выведению через почки. При сбалансированном метаболизме здоровый человек выделяет 10–30 ммоль титруемых кислот.
Обмен аммония в почках, аммониогенез
Ион аммония (NH4 + ) освобождается в клетках эпителия почечных канальцев из глутамина под действием митохондриальной глутаминазы. В этой реакции глутамин вначале превращается в глутамат, а затем в α-кетоглутарат (рис. 20-8).

На каждом из этапов, предшествующих образованию α-кетоглутарата, отщепляется один ион аммония. Часть этих ионов, теряя протон, превращается в аммиак (NH3 ), который, будучи нейтральным, легко диффундирует через апикальные клеточные мембраны в канальцевую жидкость, где вновь превращается в NH4 + , присоединяя ионы водорода (Н+ ). Ион водорода перемещается из цитозоля нефроцитов через Na+ /Н+ -антипорт в канальцевую жидкость в обмен на натрий - сопряженный транспорт Н+ и Na+ (Н+ образуется в реакциях синтеза бикарбоната). Часть NH4 + может диффундировать через апикальные клеточные мембраны в канальцевую жидкость без превращения в аммиак (рис. 20-9).

Здоровый человек при обычном пищевом и физическом режиме выводит за сутки 30–50 ммоль водорода через аммиачный механизм.
В общем итоге соотношение между концентрацией ионов водорода в моче и концентрацией ионов водорода в крови может составить 800:1, рН мочи колеблется в пределах от 4,5 до 5,5 (рис. 20-10).

Регуляция почечных процессов секреции ионов водорода
Почечные процессы секреции ионов водорода не имеют специфических нейрогуморальных механизмов регуляции их интенсивности. Регуляторные воздействия на секрецию ионов водорода в канальцевую жидкость осуществляются опосредованно через почечные реакции, связанные с сохранением натрия и перераспределением калия в организме.
Молекулярные реакции реабсорбции натрия в норме соответствуют формуле:

Количество реабсорбируемого хлора является величиной относительно постоянной. Почечные механизмы реабсорбции хлора физиологически детерминированы, как и механизмы электронейтральности биологических жидкостей. Однако физиологически оптимальное количество анионов хлора не способно обеспечить физиологически необходимую величину реабсорбции катиона натрия и скомпенсировать в биологических растворах суммарный положительный заряд. Почечные процессы поддержания электролитного гомеостаза обеспечивают оптимальный уровень реабсорбции натрия за счет секреции ионов калия и водорода (секреция Н+ равна реабсорбции HCO3 – ). Преобразование формулы относительно секреции Н+ дает выражение:

где реабсорбция Cl– - относительно постоянная величина.
Интенсивность реабсорбции натрия зависит от:
Гиповолемия и/или гипонатриемия приводят к увеличению количества реабсорбируемого натрия. Для сохранения электронейтральности должна быть повышена на определенную величину реабсорбция бикарбоната, что, соответственно, связано с равнозначной секрецией дополнительных количеств иона водорода. Вследствие этого гиповолемия и/или гипонатриемия увеличивают почечную экскрецию ионов водорода. Системным проявлением со стороны КОС при гиповолемии и/или гипонатриемии является возможное развитие метаболического алкалоза.
Гипернатриемия и/или увеличение объема вызывают снижение почечной реабсорбции натрия и, соответственно, снижение количества секретируемого иона водорода, что сопровождается потерей с мочой бикарбоната.
Регуляторное влияние альдостерона на интенсивность процессов почечной секреции ионов водорода реализуется через реакции реабсорбции натрия. В случае избытка альдостерона в крови возрастает реабсорбция натрия. Интенсивность канальцевой секреции водорода в этом случае увеличивается, соответственно, возрастает количество образовавшегося в клетках почечного эпителия бикарбоната. Итоговым системным проявлением регуляторного воздействия избытка альдостерона служит алкалоз. Дефицит альдостерона сопровождается снижением канальцевой реабсорбции натрия, соответственно, снижением количества секретируемого иона водорода и образованием избытка бикарбоната в моче. Гипоальдостеронизм сопутствует метаболическому ацидозу.
Секрецию ионов водорода стимулируют плохо реабсорбируемые анионы, которые увеличивают натриевую нагрузку на почки. Прирост в крови количества плохо реабсорбируемых анионов, например сульфата, увеличивает его количество и количество ионов натрия в канальцевой жидкости. Для нейтрализации сульфата и реабсорбции связанного с ним иона натрия потребуется большее количество ионов водорода, чем для реабсорбции бикарбоната. Клетки почечного эпителия способны обеспечить дополнительную секрецию ионов водорода. Их источником в этих условиях служит угольная кислота, синтезируемая в нефроцитах из воды и углекислого газа. Углекислый газ образуется в процессе аэробного метаболизма нефроцитов и/или поступает из крови (см. рис. 20-7 и 20-8).
Влияние ионов калия на интенсивность почечной секреции ионов водорода обусловлено наличием внутриклеточных механизмов компенсации дисбаланса концентрации ионов калия во внеклеточной жидкости с участием иона водорода. Физиологически низкий уровень ионов калия в крови (гипокалиемия) индуцирует механизм его выделения из клеток. Клетки, в том числе и почечного эпителия, обменивают внутриклеточный ион калия на внеклеточные ионы натрия и водорода. Подобный характер перераспределения иона калия между вне- и внутриклеточной жидкостью приводит к формированию избытка ионов водорода в клетках почечного эпителия, которые увеличивают его секрецию в канальцевую жидкость, повышая количество реабсорбируемых ионов бикарбоната. Гиперкалиемия действует противоположным образом на интенсивность почечной секреции ионов водорода. Клетки почечного эпителия при гиперкалиемии обменивают внутриклеточный ион водорода на внеклеточный ион калия, в последующем секретируют его в канальцевую жидкость в обмен на ионы натрия. Удельное количество реабсорбируемого бикарбоната, а соответственно и секреция ионов водорода при гиперкалиемии снижаются.
Нарушения кислотно-основного состояния
Буферные и физиологические механизмы в норме обеспечивают поддержание постоянного значения рН крови. Дисбаланс между образованием и/или удалением ионов водорода, когда вышеуказанные механизмы стабилизации его концентрации не в полной мере справляются с ситуационной нагрузкой, приводит к снижению или повышению рН. В первом случае (при снижении рН) состояние называется ацидозом. Во втором случае (при повышении рН) состояние называется алкалозом [20]. И ацидоз, и алкалоз могут иметь метаболическую или респираторную природу (рис. 20-11).

20.2. Метаболический ацидоз
Метаболический ацидоз характеризуется нарушениями обмена веществ, которые приводят к нескомпенсированному или частично скомпенсированному снижению рН крови.
Метаболический ацидоз наступает вследствие:
-
1) избыточного введения или образования стойких кислот (массивные трансфузии крови, образование большого количества кетокислот при голодании и СД, повышенное образование молочной кислоты при шоке, повышенное образование серной кислоты при усиленном катаболизме, интоксикациях и др.);
-
2) избыточной потери гидрокарбоната (диарея, язвенный колит, фистулы тонкого кишечника, двенадцатиперстной кишки, поражение проксимального отдела почечных канальцев при острых и хронических воспалительных заболеваниях почек);
-
3) недостаточного удаления стойких кислот (уменьшение гломерулярной фильтрации при хронической почечной недостаточности, при поражении почечного эпителия и др.);
-
4) избыточной концентрации внеклеточного калия, который активно поглощается внутриклеточным пространством в обмен на ионы водорода.
Ряд вариантов метаболического ацидоза сопровождается нарушениями нормального соотношения между основными внеклеточными ионами - натрием, хлором и бикарбонатом, которое сказывается на величине показателя электронейтральности крови - анионного промежутка.
Анионный промежуток, изменение его значений при различных видах метаболического ацидоза
Натрий, хлор и бикарбонат являются основными неорганическими электролитами внеклеточной жидкости. При сбалансированном метаболизме концентрация натрия превышает сумму концентраций хлоридов и бикарбоната на 9–13 ммоль/л. При значении рН 7,4 белки плазмы крови имеют преимущественно отрицательный заряд, что и обеспечивает разрыв между катионными и анионными зарядами - натрием и суммой хлорида и бикарбонатов, соответственно, на 9–13 ммоль/л. Этот разрыв называют анионным промежутком. Причины метаболического ацидоза, перечисленные выше, могут быть разделены на увеличивающие и не увеличивающие анионный промежуток (табл. 20-2).
Причина | Анионный промежуток |
---|---|
І. Избыточное введение и/или образование стойких кислот:
|
↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ N |
II. Избыточная потеря HCO3 –
|
N N N N N |
III. Недостаточное выведение эндогенного Н+
|
↑ или N N N |
Примечание : ↑ - анионный промежуток возрастает; N - анионный промежуток не изменяется.
Определение значения анионного промежутка может быть проведено в качестве первого этапа дифференциального диагноза метаболического ацидоза. Потери натрия бикарбоната через ЖКТ или почки приводят к замещению внеклеточных бикарбонатов хлоридами (эквивалент на эквивалент), задерживаемыми почками наряду с натрием или поступающими из внутриклеточного пространства. Этот тип ацидоза, приводящий к повышению концентрации хлоридов в плазме, называется гиперхлоремическим ацидозом. Напротив, если Н+ накапливается с любым ионом, кроме хлоридов, внеклеточные бикарбонаты будут замещаться на неизмеряемые анионы (А– ):
НА + NaHCO3 → NaA + H2 CO3 → CO2 + H2 O + NaA
В результате произойдет уменьшение суммарной концентрации хлоридов и бикарбонатных ионов благодаря нарастанию анионного промежутка за счет накопления неизмеряемых анионов.
При ацидозе с увеличенным анионным промежутком специфический патологический процесс часто обнаруживается при определении концентрации в сыворотке азота мочевины, креатинина, глюкозы, лактата и пирувата и исследовании сыворотки на наличие кетонов и токсичных соединений (салицилатов, иногда метанола или этиленгликоля) [7, 9]. Аналогично изменению значения анионного промежутка отмечается увеличение величины осмотического промежутка, о чем более подробно сказано в разделе, посвященном осмометрии.
Увеличение анионного промежутка иногда наблюдается при респираторном алкалозе, когда повышено образование молочной кислоты. Ниже проанализированы патобиохимические механизмы изменения значений анионного промежутка в сочетании с вариацией других показателей при различных вариантах нарушений КОС.
Увеличение концентрации ионов водорода может быть обусловлено широким спектром причин, среди которых наиболее часто встречаются нарушения баланса между продукцией и утилизацией кетоновых тел, молочной кислоты, при отравлении различными техническими жидкостями, лекарственными препаратами, алкоголем. Патобиохимические закономерности развития ацидоза в каждом конкретном случае имеют ряд принципиальных особенностей, которые рассмотрены далее.
Кетоацидоз
Кетоацидоз развивается при СД и голодании, которые приводят к повышенному образованию кетоновых тел - β- оксимасляной и ацетоуксусной кислот и ацетона. Образование кетокислот осуществляется в клетках печени и зависит от:
В нормальных условиях инсулин является мощным ингибитором кетонообразования, снижая как активность липолиза, так и активность ацилкарнитинтрансферазы - фермента, который облегчает поступление свободных жирных кислот в митохондрии гепатоцитов, что в итоге через комплекс ферментативных реакций обеспечивает наработку кетоновых тел (рис. 20-12).

При СД или голодании липолиз и активность ацилкарнитинтрансферазы возрастают, что приводит к накоплению кетокислот во внеклеточной жидкости и метаболическому ацидозу. Глюкагон способен непосредственно усиливать синтез кетоновых тел, ускоряя липолиз и повышая активность ацилкарнитинтрансферазы. В сочетании с недостаточностью инсулина эндогенная гиперсекреция глюкагона и катехоламинов может способствовать развитию гипергликемии и кетоацидоза при неконтролируемом СД. СД является наиболее частой причиной кетоацидоза. Голодание может также вызвать незначительный исчезающий без лечения кетоз, так как при этом снижаются содержание сахара в крови и секреция инсулина. При продолжающемся голодании кетоновые тела заменяют глюкозу в качестве основного метаболического источника энергии. Реже кетоацидоз развивается при отравлении алкоголем и неправильном питании. Чтобы возникло такое клиническое состояние, необходимо сниженное поступление углеводов и ингибирование глюконеогенеза алкоголем. Алкоголь также стимулирует липолиз.
Диагноз кетоацидоза требует обнаружения кетоновых тел в крови, которые в настоящее время рекомендуется выявлять в экспресс - реакции с нитропруссидом натрия. Однако нитропруссид натрия реагирует с ацетоуксусной кислотой и ацетоном, но не с β - оксимасляной кислотой. Поскольку на β - оксимасляную кислоту приходится 75% циркулирующих кетоновых тел при диабетическом кетоацидозе и 90% кетоновых тел при сопутствующем лактатном ацидозе или алкогольном кетоацидозе, нитропруссидный тест является нечувствительным и не определяет тяжесть кетоацидоза.
Лактатный ацидоз
Молочная кислота образуется в нормальных клетках при анаэробном разложении глюкозы в реакциях гликолиза (рис. 20-13). В трансформированных клетках скорость гликолиза высока и в аэробных условиях.

Обмен глюкозы и, в меньшей степени, аминокислот по гликолитическому пути приводит к образованию пировиноградной кислоты. В норме она метаболизируется в цикле Кребса. Равновесие между пировиноградной и молочной кислотами регулируется соотношением NADH и NAD, увеличивающимся в анаэробных условиях, что способствует образованию молочной кислоты под действием ЛДГ. При выходе из клеток молочная кислота сразу же диссоциирует и нейтрализуется буферным воздействием бикарбонатов внеклеточной жидкости. Лактат поглощается печенью и утилизируется по тем же этапам в обратном направлении, 80% его превращается в СО2 и воду и 20% - в глюкозу [16].
Однако если образование молочной кислоты увеличивается, перекрывая возможность печени по ее утилизации, то развивается лактатный ацидоз. В плазме (сыворотке) крови концентрация лактата в норме составляет 0,44–1,8 ммоль/л, пирувата - 70–114 мкмоль/л. Любое состояние, увеличивающее интенсивность гликолиза, повышает образование пирувата и лактата. Соотношение лактата и пирувата в этом случае остается нормальным (10:1). Такой ацидоз не представляет значительной проблемы, поскольку большая часть пирувата превращается в СО2 и воду. При нарушениях, сопровождающихся лактатным ацидозом, гиперпродукция лактата приводит к увеличению соотношения лактата и пирувата, что и отличает лактатный ацидоз от нормального состояния [9].
Наиболее частой причиной развития лактатного ацидоза является шок. Шок может вызываться сепсисом, кровотечением, отеком легких или сердечной недостаточностью [4, 5]. Общим в этих состояниях является снижение поступления кислорода в ткани, что способствует анаэробному образованию лактата из пирувата [10, 15].
Острый панкреатит, СД, лейкемия и другие нарушения также могут сочетаться с повышенным образованием молочной кислоты. Иногда бывает невозможно установить основную причину лактатного ацидоза, и тогда его называют идиопатическим. При этом наблюдается резкое увеличение образования лактата и, несмотря на лечение массивными дозами гидрокарбоната, смертность остается довольно высокой. Первичный дефект данного нарушения неизвестен.
Легкая форма лактатного ацидоза наблюдается при хроническом алкоголизме [14]. Образование лактата при этом может быть нормальным, однако утилизация его снижена. В результате не происходит восстановления бикарбонатов, потраченных на первичное забуферивание молочной кислоты.
Диагноз лактатного ацидоза может быть с уверенностью поставлен только при обнаружении повышенного содержания лактата в плазме крови и соотношения лактата и пирувата, превышающего 10:1. У больных с тяжелым метаболическим ацидозом, большим анионным промежутком и шоком или с другими нарушениями, которые приводят к развитию лактатного ацидоза, этот диагноз может быть заподозрен [2].
Ацидоз при отравлениях салицилатами
Аспирин♠ (ацетилсалициловая кислота) - широко используемое анальгетическое средство. В организме он распадается с образованием салициловой кислоты. Влияние салициловой кислоты на КОС складывается из:
Стимуляция дыхательного центра и сопровождающая ее гипервентиляция приводят к респираторному алкалозу, однако могут возникнуть и метаболический ацидоз, и/или сочетание метаболического ацидоза с респираторным алкалозом. Часто респираторный алкалоз предшествует развитию тяжелого метаболического ацидоза при приеме внутрь больших количеств препарата. Точный диагноз может быть поставлен после определения концентрации салицилатов в плазме. Наличие тяжелого метаболического ацидоза с большим анионным промежутком и данные анамнеза о приеме внутрь препарата подтверждают диагноз. Токсическое действие салицилатов наблюдается при приеме внутрь 10–30 г взрослыми и всего лишь 3 г детьми. Абсолютной корреляции между уровнем салицилатов в плазме и выраженностью интоксикации нет. Однако у большинства больных признаки интоксикации наблюдаются при содержании салицилатов в плазме более 40–50 мг/дл [3]. Терапевтический диапазон содержания салицилатов в плазме при таких состояниях, как артрит, составляет 20–35 мг/дл. Признаки ранней интоксикации салицилатами включают шум в ушах, головокружение, тошноту, рвоту и понос. Позже появляются психические нарушения, прогрессирующие до галлюцинаций, и наступает смерть [18, 19].
Ацидоз при отравлениях этиленгликолем, метанолом и другими химическими соединениями
Веществом, также вызывающим метаболический ацидоз, является этиленгликоль, который относят к группе технических жидкостей. Его могут принимать с целью самоубийства или по неосторожности. Этиленгликоль может быть добавлен в дешевые вина с целью их фальсификации под дорогие вина большой выдержки. Летальная доза этиленгликоля составляет 50 мл. В организме он превращается в щавелевую кислоту, которая выпадает в виде кристаллов в почечных канальцах, нарушая в числе прочих и функциональную активность почек по регуляции КОС.
Метаболический ацидоз вызывает и метанол, метаболизирующийся в организме до формальдегида и муравьиной кислоты. Летальная доза его составляет 70–100 мл. Поступление внутрь небольших количеств опасно не столько формированием метаболического ацидоза, сколько поражением зрительного нерва и последующей постоянной слепотой.
Довольно редкой причиной метаболического ацидоза является прием внутрь паральдегида и хлорида аммония [17].
Избыточная потеря бикарбоната HCO3 ~ через желудочно-кишечный тракт
Секреты кишечника, включая панкреатический и билиарный, имеют щелочную среду. Щелочную реакцию секретов кишечника обеспечивает бикарбонат (HCO3 – ), образующийся вследствие реакции между водой и углекислым газом в клетках кишечного эпителия (рис. 20-14).

Удаление панкреатического, билиарного или кишечного секретов через фистулу кишечника или при диарее приводит к потере бикарбоната, компенсаторной его наработке в клетках кишечного эпителия, что, соответственно, сопровождается секрецией в кровь ионов водорода и может привести к метаболическому ацидозу.
Одним из методов лечения больных с потерей функции мочевого пузыря является имплантация мочеточника в сигмовидную или подвздошную кишку. В этой ситуации может наблюдаться гиперхлоремический ацидоз, если время контакта между мочой и кишечником достаточно для всасывания хлоридов мочи в обмен на ионы бикарбоната. Дополнительными факторами при метаболическом ацидозе в этих условиях являются всасывание NH4 + слизистой оболочкой кишечника и бактериальный метаболизм мочевины в ободочной кишке с образованием абсорбируемого Н+ . Имплантация мочеточников в короткую петлю подвздошной кишки делает развитие метаболического ацидоза менее частым за счет уменьшения времени контакта между слизистой оболочкой кишечника и мочой [11, 13].
Недостаточное выведение эндогенного Н+ почками
Недостаточное выведение эндогенного Н+ почками имеет место при заболеваниях (поражениях) почек, которые сопровождаются либо уменьшением количества функционально активных нефронов при ХПН, либо поражением канальцевого аппарата нефрона. С учетом особенностей заболевания почек рассмотрим механизмы развития метаболического ацидоза при ХПН и поражении канальцевого аппарата.
Метаболический ацидоз при хронической почечной недостаточности
Метаболический ацидоз часто диагностируется у больных в поздних стадиях ХПН [9, 20]. У таких больных можно выделить три клинически различных типа метаболического ацидоза:
Ацидоз с увеличенным анионным промежутком
Снижение суммарной экскреции Н+ при ХПН происходит в основном из-за уменьшения выделения аммония (NH4 + ), развивающегося вследствие нарушения процесса аммониогенеза. Экскреция титруемых кислот и реабсорбция бикарбоната являются более сохранными функциями при хронической почечной недостаточности, чем экскреция NH4 + .
Снижение количества функционирующих почечных клубочков приводит к увеличению интенсивности образования аммиака функционально активными почечными клубочками. Так, при хронической почечной недостаточности отмечается увеличение количества экскретируемого аммиака, однако оно ниже уровня, необходимого для выведения суточной эндогенной продукции Н+ . О степени недостаточности продукции аммиака почками можно судить по значению аммонийного коэффициента, характеризующего интенсивность аммониогенеза. Он вычисляется как отношение Enh4 + /Eh + или En h4 + /Etk (Enh4 + - суточная экскреция ионов аммония, Ен + и Етк - суточная суммарная экскреция ионов водорода и титруемых кислот соответственно). При сбалансированном метаболизме у здоровых лиц в среднем Enh4 + /Eh + = 0,645, ENH + /ETK = 1,0–2,5. По мере прогрессирования почечных заболеваний снижение интенсивности образования аммиака в клетках эпителия канальцев опережает скорость снижения экскреции ионов водорода, что приводит к уменьшению величины аммонийного коэффициента. Увеличение отношения ENH4 + /Eh+ >0,645 наблюдается на фоне терапии глюкокортикоидами и сопровождается снижением экскреции титруемых кислот.
Вследствие неспособности клеток канальцевого эпителия патологически измененных почек адекватно увеличивать образование NH3 определенное количество образующихся ежедневно органических кислот должно подвергаться буферному действию иным способом, в частности за счет кислот, экскретируемых в нейтральной форме ("титруемые" кислоты).
Титруемая кислотность при ХПН поддерживается на величинах, близких к нормальным, до тех пор, пока не ограничивается поступление фосфатов с пищей. В условиях снижения количества фильтруемых в канальцевую жидкость фосфатов экскреция титруемых кислот уменьшается. В норме снижение экскреции титруемых кислот должно возмещаться повышением синтеза NH4 + , и поэтому суммарная экскреция иона водорода не изменяется. При ХПН биосинтез NH4 + повышен незначительно, и снижение экскреции титруемых кислот приводит к уменьшению суммарного выделения иона водорода.
При ХПН отмечается снижение способности пораженного нефрона не только секретировать ионы водорода, но и реабсорбировать бикарбонат. Так, при нормальном уровне бикарбоната в плазме у больных с ХПН реакция мочи щелочная, что указывает на неполную реабсорбцию HCO3 – . Уровень бикарбоната плазмы, наблюдаемый при ацидозе (обычно 12–20 ммоль/л), соответствует реабсорбционной способности нефрона. О практически полной реабсорбции HCO3 – из канальцевой жидкости в этих условиях свидетельствует кислая реакция мочи.
Ацидоз при ХПН развивается обычно на поздних стадиях болезни (скорость клубочковой фильтрации равна 25 мл/мин).
В этих условиях задержка анионов неорганических кислот, таких как фосфаты и сульфаты, способствует увеличению анионного промежутка. Ацидоз при хронической почечной недостаточности чаще характеризуется повышенным анионным промежутком.
Гиперхлоремический ацидоз с нормокалиемией
При ХПН вследствие болезней, поражающих почечный интерстиций, таких как гиперкальциемия, медуллярная кистозная болезнь или интерстициальный нефрит, ацидоз развивается преимущественно за счет снижения образования NH3 на более ранней стадии заболевания (при более высокой скорости клубочковой фильтрации), чем при других формах ХПН. Это, по-видимому, происходит вследствие преобладающего нарушения канальцевых функций, в то время как скорость канальцевого ацидоза с нарушением клубочковой фильтрации более сохранна. В такой ситуации скорость клубочковой фильтрации достаточно велика для того, чтобы воспрепятствовать значительному накоплению анионов различных кислот. Секреция калия почкой страдает незначительно вследствие сохраняющейся активности механизма ацидогенеза. В данном случае развивается гиперхлоремический ацидоз с нормокалиемией.
Гиперхлоремический ацидоз с гиперкалиемией
Гиперхлоремический метаболический ацидоз при ХПН может развиваться на фоне гиперкалиемии, если ее причина заключается в снижении секреции калия пораженной почкой. У этой группы больных часто наблюдается гипоренинемия, гипоальдостеронизм и/или снижение сродства клеток эпителия канальцев к альдостерону. Нарушения метаболизма альдостерона и/или реакции на него приводят к снижению секреции калия почками и гиперкалиемии. Гиперкалиемия еще больше нарушает экскрецию кислот вследствие ингибирования образования аммония из глутамина. Гипоальдостеронизм может также снизить секрецию Н+ и способствовать развитию метаболического ацидоза. Какой фактор является преобладающим в патогенезе метаболического ацидоза у этих больных, гипоальдостеронизм или снижение образования NH3 вследствие поражения эпителия канальцев, неясно. Однако рН мочи у них обычно уменьшается до 5,5 или ниже, указывая на то, что патогенез ацидоза в данном случае характеризуется снижением способности секретировать Н+ , но сохранением способности подкислять мочу.
Необходимость лечения ацидоза при ХПН появляется тогда, когда он становится тяжелым (pH <7,2, [HCO3 – ] <15 ммоль/л).
Метаболический ацидоз при поражении почечных канальцев
Функциональная специализация клеток в различных отделах почечных канальцев обеспечивает развитие реакций аммониогенеза в проксимальной части канальцев, ацидогенеза и обмена калия в дистальной их части, определяет особенности патогенеза нарушений КОС при различных повреждениях (заболеваниях) канальцевого аппарата. По характеру изменения значений показателей КОС и концентрации калия в плазме крови различают следующие варианты почечного канальцевого ацидоза:
Проксимальный почечный канальцевый ацидоз
Проксимальный ПКА развивается вследствие недостаточной реабсорбции из канальцевой жидкости фильтруемого бикарбоната без нарушения механизма ацидификации мочи. Подобное состояние развивается при преимущественном поражении (заболевании) проксимального отдела канальцевого аппарата, где при нормальной функции почек из канальцевой жидкости реабсорбируется около 85% фильтруемого количества бикарбоната, если его концентрация в клубочковом фильтрате не превышает 26 ммоль/л (из этого количества канальцевый аппарат в целом обеспечивает реабсорбцию более 99% HCO3 – ). Если содержание бикарбоната в плазме крови превышает этот уровень, он начинает появляться в моче.
У больных с проксимальным ПКА имеется снижение реабсорбции бикарбоната в проксимальном отделе почечных канальцев, что приводит к его повышенному поступлению в дистальную часть канальцев, где реабсорбция HCO3 – весьма незначительна. Вследствие этого нереабсорбированный бикарбонат выводится с мочой. Недостаточная реабсорбция бикарбоната, а соответственно и его уменьшенный возврат в кровь приводят к снижению соотношения бикарбонат/угольная кислота (HCO3 – /H2 СО3 ) в плазме крови. При нормальном значении рН крови соотношение HCO3 – /H2 СО3 составляет 20:1. Увеличение доли кислотной компоненты в бикарбонатной буферной системе крови приводит к тому, что соотношение HCO3 – /H2 СО3 становится менее 20:1, что характерно для более низкого значения рН. Применительно к КОС это означает проявление метаболического ацидоза. Снижение реабсорбционных возможностей относительно бикарбоната в проксимальном отделе почечных канальцев приводит к тому, что максимальная реабсорбционная способность уменьшается от нормального значения 26 ммоль/л до нового, более низкого уровня. Если же снижение концентрации бикарбоната в плазме крови не сказывается на соотношении HCO3 – /H2 СО3 благодаря компенсаторным реакциям со стороны дыхательной системы и внутриклеточного пространства, то следствием сокращения количества реабсорбируемого бикарбоната будет уменьшение буферной емкости бикарбонатной буферной системы крови. Следующие условные расчеты позволяют проиллюстрировать новый уровень устанавливающегося равновесия в бикарбонатной буферной системе. Допустим, что порог канальцевой реабсорбции бикарбоната снизился с 26 до 13 ммоль/л клубочкового фильтрата. В этих условиях бикарбонат будет теряться с мочой до тех пор, пока концентрация его в плазме крови не снизится до 13 ммоль/л, что приведет к новому устойчивому состоянию, когда весь профильтровавшийся бикарбонат будет реабсорбирован из канальцевой жидкости. Если соотношение HCO3 – /H2 СО3 в бикарбонатной буферной системе крови установится 20:1, то бикарбонатная буферная система будет стабилизировать рН на значении 7,4, однако ее буферные возможности будут снижены в 2 раза. Таким образом, проксимальный ПКА представляет собой патологию, при которой концентрация бикарбоната плазмы крови устанавливается на значениях ниже нормы. При новом уровне бикарбоната в плазме крови его реабсорбция будет полной. Иными словами, почечные механизмы способны восстанавливать бикарбонат, потраченный на титрование ежедневно образующихся органических кислот, и реакция мочи будет кислой. Если больным с проксимальным ПКА вводить бикарбонат, создавая концентрацию в плазме крови выше установившегося порога реабсорбции в почках, то реакция мочи станет щелочной. Коррекция метаболического ацидоза у больных с проксимальным ПКА имеет ту особенность, что требует больших, по сравнению с другими видами метаболического ацидоза, количеств бикарбоната, необходимых для формирования его достаточной концентрации в плазме крови.
Помимо дефекта реабсорбции бикарбоната, у больных с проксимальным ПКА часто наблюдаются другие нарушения функций проксимальных канальцев. Так, у больных с проксимальным ПКА часто сочетаются дефекты реабсорбции фосфатов, мочевой кислоты, аминокислот и глюкозы. Как указано ниже, проксимальный ПКА может вызываться целым рядом нарушений. При многих состояниях, особенно токсического или обменного генеза, канальцевый дефект может получить обратное развитие при лечении основного заболевания. Причина канальцевой дисфункции в этих случаях не установлена.
Причины проксимального ПКА:
Дистальный почечный канальцевый ацидоз
Развитие дистального ПКА связано с преимущественным снижением секреции Н+ в дистальном отделе канальцевого аппарата почек. Реабсорбция бикарбоната при дистальном ПКА находится в пределах нормы.
Снижение секреции Н+ в дистальном нефроне может быть обусловлено рядом причин, среди которых наиболее часто выявляются:
-
2) повышение проницаемости клеток эпителия дистального нефрона для Н+ и, как следствие, его активное обратное поступление по градиенту концентрации из просвета канальца в клетки или внеклеточное пространство (существование концентрационного градиента обусловлено секрецией Н+ в канальцевую жидкость, что обеспечивает в ней избыток ионов водорода по отношению к жидкости клеточного и внеклеточного пространств).
Уменьшение концентрации ионов водорода в канальцевой жидкости приводит к снижению эффективности процесса восстановления HCO3 – , сокращению количества реабсорбируемого бикарбоната и увеличению его количества, выделяемого с мочой. Нормальная фильтрация бикарбоната и его сниженное поступление из канальцевой жидкости в дистальной части нефрона проявляется неспособностью канальцевого аппарата уменьшать рН мочи менее 5,3 (минимальные значения рН нормальной мочи 4,5–5,0). Избыточное выделение бикарбоната с мочой и, напротив, недостаточная ацидификация мочи снижают вклад почечных механизмов стабилизации рН крови в компенсаторные реакции организма всякий раз, когда в плазме крови увеличивается содержание нелетучих кислот. Избыток ионов водорода в крови может быть нейтрализован введением натрия бикарбоната (NаНСО3 ). Доза необходимого для этого бикарбоната эквивалентна неэкскретированной за сутки нагрузке нелетучими кислотами. Это количество HCO3 – , как правило, меньше того, которое требуется для коррекции метаболического ацидоза при поражении (заболевании) проксимального отдела канальцев.
Дистальный ПКА часто приводит к развитию нефролитиаза, нефрокальциноза, почечной недостаточности вследствие преципитации солей фосфата кальция в медуллярном отделе почек. Патогенез развития нефрокальциноза двоякий. Во-первых, вследствие устойчивого высокого рН мочи (5,5 и более) почечная экскреция цитратов снижена. Цитрат является основным ингибитором преципитации кальция в моче, поскольку он хелатирует ионы кальция при молярном соотношении 4:1. Во-вторых, вследствие ежедневного общего положительного баланса Н+ у больных с дистальной формой ПКА карбонаты кости используются в качестве основного буфера для нейтрализации суточной нагрузки органическими кислотами, что приводит к гиперкальциурии и еще большему усугублению нефрокальциноза.
Дистальный ПКА следует предполагать у любого больного с метаболическим ацидозом и устойчивым рН мочи выше 5,5. В дифференциально-диагностическом плане следует исключить поражение мочевыводящих путей микроорганизмами, расщепляющими мочевину на защелачивающие мочу продукты, и проксимальный ПКА, при котором фильтруемое количество бикарбоната из плазмы превышает способность канальцев к его реабсорбции.
Проксимальный и дистальный ПКА могут быть дифференцированы по характеру изменения рН мочи на нагрузку бикарбонатом. У больного с проксимальным ПКА при введении бикарбоната рН мочи увеличивается, а у больного с дистальным ПКА этого не происходит.
В случае ацидоза легкой степени может быть проведен тест с хлоридом аммония (NH4 Cl), который применяется из расчета 0,1 г/кг. В течение 4–6 ч концентрация бикарбоната в плазме крови снижается на 4–5 ммоль/л. рН мочи у больных с дистальным ПКА остается выше 5,5, несмотря на снижение содержания бикарбоната плазмы. Однако при проксимальном ПКА (и у здоровых людей) рН мочи снижается до значений менее 5,5, а обычно - ниже 5,0.
Дефект ацидификации при дистальном ПКА не всегда приводит к метаболическому ацидозу. У больных с дефектом ацидификации мочи вследствие нарушений функций дистального канальца, но с нормальной концентрацией бикарбоната плазмы имеется так называемый неполный дистальный ПКА. У них рН мочи постоянно повышен, но метаболического ацидоза нет. Подобное состояние поддерживается посредством увеличения образования аммиака в клетках канальцевого эпителия, что приводит к увеличению связывания и удаления ионов водорода в составе иона аммония, несмотря на повышенный рН мочи. Почему у таких больных может увеличиваться образование NH3 в противоположность больным с полной формой дистального ПКА, не вполне ясно.
Сопутствующая патология у больных с неполной формой дистального ПКА аналогична таковой при дистальном ПКА - гиперкальциурия, нефрокальциноз, нефролитиаз и низкая экскреция цитратов с мочой.
Натрийурия, калийурия и часто гипокалиемия выявляются как при дистальном, так и проксимальном ПКА. Однако механизмы этих нарушений имеют свои особенности при каждом виде ПКА. Так, анализ изменений в выделении натрия, калия и альдостерона при щелочной коррекции рН у больных с дистальным ПКА позволил выявить снижение их почечной экскреции. Эти результаты позволили предположить, что почечное натриевое и калиевое изнурение у больных с дистальным ПКА развивается вследствие снижения общей скорости обмена Na+ ↔Н+ в дистальной части канальцев, что ограничивает достижение градиента концентраций Н+ между просветом канальца и перитубулярным пространством. Снижение скорости обмена Na+ ↔Н+ приводит к компенсаторному увеличению скорости обмена Na+ ↔K+ . Однако компенсаторные возможности натрий-калиевого насоса ограничены, и происходит потеря как натрия, так и калия. Снижение содержания натрия в плазме крови приводит к выбросу альдостерона, который, в свою очередь, повышает интенсивность обмена Na+ ↔K+ между канальцевой жидкостью и клетками эпителия канальцев. Альдостерон, увеличивая реабсорбцию натрия через систему калиевого транспортера, тем не менее не восстанавливает ее до уровня, сопоставимого с функционально полноценным механизмом обмена Na+ ↔Н+ . Предложенные механизмы объясняют причину натрийурии, калийурии, гипокалиемии и гиперальдостеронизма при дистальном ПКА. Щелочная коррекция рН при дистальном ПКА увеличивает количество фильтруемого бикарбоната, что, возможно, увеличивает суммарный отрицательный заряд в канальцевой жидкости. При повышенной проницаемости клеток эпителия дистального нефрона для Н+ , избыточный отрицательный заряд, создаваемый фильтруемым бикарбонатом, препятствует активному обратному поступлению ионов водорода по градиенту концентрации из просвета канальца в клетки или внеклеточное пространство, что снимает ограничения обмена Na+ ↔Н+ в дистальной части канальца, и, соответственно, количество экскретируемого с мочой натрия снижается. Снижение потери натрия с мочой снимает стимулы секреции альдостерона, стимулированного им обмена Na+ ↔K+ и, как следствие, почечной экскреции калия. Однако нормализация содержания калия и альдостерона в плазме крови, количества экскретируемых натрия и калия с мочой носит временный характер, и эти показатели возвращаются к значениям, которые имели место до коррекции ацидоза.
Щелочная коррекция рН при проксимальном ПКА усиливает калиевое изнурение. Это явление можно объяснить избыточным поступлением бикарбоната натрия в дистальный отдел канальцев и его индуцирующим влиянием на механизм реабсорбции натрия, то есть обмен Na+ ↔K+ . Не исключено, что натрийурез и калийурез при проксимальном ПКА связаны со снижением способности секретировать Н+ при нормальной проницаемости клеток эпителия для ионов водорода.
Почечный канальцевый ацидоз, сопровождающийся гиперкалиемией
Почечный канальцевый ацидоз, сопровождающийся гиперкалиемией, может развиваться при ХПН в сочетании с недостаточной секрецией альдостерона (гипоальдостеронизм) и/или снижением к нему чувствительности клеток эпителия дистального отдела почечных канальцев. Развитие метаболического ацидоза в сочетании с гиперкалиемией при гипоальдостеронизме возможно и при отсутствии ХПН. Действие альдостерона на клетки-мишени канальцевого эпителия в дистальной части нефрона увеличивает секрецию K+ и Н+ в канальцевую жидкость в обмен на Na+ . При сбалансированном метаболизме за сутки секретируется 100–200 мкг альдостерона. Дефицит альдостерона приводит к снижению секреции Н+ в дистальном нефроне и нарушению ацидификации мочи. В ситуации, когда гипоальдостеронизм сочетается с нормальным объемом клубочковой фильтрации, у больных обнаруживаются повышенный рН мочи и нарушенная реакция на аммония хлорид, как и при дистальном ПКА. При сочетании ХПН с гипоальдостеронизмом у большинства больных определяется кислая (рН 5,0) реакция мочи. В патогенезе развития у них метаболического ацидоза ключевую роль играет недостаточное удаление калия с мочой и, как следствие, поглощение избытка калия внутриклеточным пространством в обмен на ионы водорода, поступающие в кровь.
Больные с ПКА и гиперкалиемией реагируют на возмещение минералокортикоидов сначала коррекцией гиперкалиемии (наиболее важный фактор) и более медленно устранением метаболического ацидоза.
Динамика изменения параметров КОС при метаболическом ацидозе непочечного и почечного происхождения представлена в табл. 20-3.
Этиологические формы |
Плазма крови |
Моча |
|||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
рН |
общее содержание СО2 |
рСО2 |
бикарбонаты |
буферные основания |
анионы |
К |
CI |
Р |
рН |
K |
|
С нормальной функцией почек |
|||||||||||
Диабетический ацидоз |
↓ |
↓ |
↓ |
↓ |
↓ |
↑ (кетоновые тела) |
~ |
↓ |
N |
↓ |
↓ |
Ацидоз при голодании, лихорадке, тиреотоксикозе, клеточной гипоксии |
↓ |
↓ |
↓ |
↓ |
↓ |
↑ (кетоновые тела) |
N~ |
~ |
N |
↑ |
N↓ |
Ацидоз при введении аммония хлорида, кальция хлорида, аргинин и лизинхлорида |
↓ |
↓ |
↓ |
↓ |
↓ |
N |
~ |
↓ |
N |
↓ |
N~ |
Ацидоз при отравлении метиловым спиртом |
↓ |
↓ |
↓ |
↓ |
↓ |
↑ (муравьиная кислота) |
~ |
↓ |
N |
↓ |
N~ |
Ацидоз при потере щелочной жидкости |
↓ |
↓ |
↓ |
↓ |
↓ |
N |
~ |
N~ |
N |
↓ |
N~ |
С нарушением функции почек |
|||||||||||
Почечный канальцевый ацидоз |
↓ |
↓ |
↓ |
↓ |
↓ |
N |
↓ |
↑ |
N |
↑ |
↑ |
При лечении ингибиторами карбоангидразы |
↓ |
↓ |
↓ |
↓ |
↓ |
N |
↓ |
↑ |
N |
↑ |
↑ |
Заболевания почек без большого ограничения клубочковой фильтрации |
↓ |
↓ |
↓ |
↓ |
↓ |
N |
N~ |
↑ |
N |
↑ |
↑ |
Ацидоз при острой почечной недостаточности |
↓ |
↓ |
↓ |
↓ |
↓ |
↑ |
↑ |
~ |
~ |
Олигоурия |
↑ |
Гиперхлоремический ацидоз |
↓ |
↓ |
↓ |
↓ |
↓ |
N |
N~ |
↑ |
N |
↑ |
N~ |
Ацидоз с задержкой азотистых шлаков при хронической почечной недостаточности |
↓ |
↓ |
↓ |
↓ |
↓ |
N~ |
N~ |
↓ |
↑ |
↑ |
N~ |
Примечание : N - норма; ↓ - уменьшение; ↑ - увеличение; ~ - тенденция к увеличению или уменьшению.
Компенсаторные реакции организма при метаболическом ацидозе
Комплекс компенсаторных изменений в организме при метаболическом ацидозе, направленный на восстановление физиологического оптимума рН, складывается из:
Действие внеклеточных и внутриклеточных буферов
Взаимодействие избытка ионов водорода с основными компонентами буферных систем является наиболее быстрой компенсаторной реакцией при метаболическом ацидозе. Результаты измерений рН и определения уровня компонент в буферных системах свидетельствуют о ведущей роли бикарбонатного буфера, в котором каждое снижение HCO3 – на 1 ммоль/л приводит к уменьшению рСО2 , на 1,2 мм рт.ст. Выше мы рассматривали пример буферной компенсации бикарбонатом при одномоментном введении на каждый литр крови 12 ммоль Н+ . При исходном значении рСО2 40 мм рт.ст. рН крови составит 7,1. Последующая нормализация рН обусловлена тем, что избыток ионов водорода поглощается внутриклеточным пространством, где они связываются с белками и различными молекулярными формами фосфатов (дигидрофосфат, пирофосфат и др.). В костной ткани нейтрализация ионов водорода осуществляется солями угольной кислоты. Способность Н+ проникать в клетку оказывает важное воздействие на концентрацию калия (K+ ) в плазме. Удаление внутриклеточным пространством ионов водорода сопровождается противоположным изменением концентрации K+ в плазме приблизительно на 0,6 ммоль/л на каждые 0,1 рН. В анализируемом варианте метаболического ацидоза, где рН снижается с 7,4 до 7,1, следует ожидать увеличения концентрации K+ в плазме крови на 1,8 ммоль/л. Гиперкалиемия имеет место даже при дефиците общего K+ в организме. Если же у больного с метаболическим ацидозом обнаруживается нормокалиемия или гипокалиемия, это свидетельствует о выраженном дефиците калия. Терапия метаболического ацидоза у больных с гипокалиемией должна предусматривать обязательное восполнение дефицита калия. При устойчивой избыточной метаболической нагрузке ионами водорода компенсаторные возможности буферных систем потенцируются компенсаторной реакцией дыхательной системы.
Компенсаторная реакция дыхательной системы
При значениях рН ниже физиологического оптимума имеет место прямая стимуляция ионами водорода хеморецепторов дыхательного центра и увеличение альвеолярной вентиляции. При снижении величины рН крови с 7,4 до 7,1 объем альвеолярной вентиляции может возрасти с 5 л/мин в норме до 30 л/мин и более. Повышение альвеолярной вентиляции осуществляется за счет увеличения дыхательного объема, а не частоты дыхания. Тяжелую степень гипервентиляции называют дыханием Куссмауля. Если дыхание Куссмауля обнаруживается при осмотре больного, то это указывает на наличие метаболического ацидоза. В результате гипервентиляции в крови снижается рСО2, соотношение [HCO3 – ]/[Н2 СО3 ] возвращается к величине 20:1, соответствующей нормальному значению рН. Следствием нового уровня равновесия НСО3 ~ и Н2 СО3 является снижение кислотонейтрализующей емкости бикарбонатного буфера [Н2 СО3 ] = рСО2 · 0,03 (0,03 - коэффициент растворимости рСО2 - ммоль/мм рт.ст.). Результаты клинических наблюдений за соотношением HCO3 – и рСО2 свидетельствуют, что в случае самостоятельного варианта расстройств КОС в форме метаболического ацидоза:
рСО2 = 40 - 1,2 × [HCO3 – ],
где [HCO3 – ] - значение, соответствующее количеству недостающего до нормальной величины бикарбоната, которое рассчитывается по формуле:
24 - определенная величина [HCO3 – ];
1,2 - коэффициент пересчета количества рСО2 .
В анализируемом примере при самостоятельном варианте метаболического ацидоза измеренное значение рСО2 должно быть равно 26 мм рт.ст. или же близко к этому значению.
Если рСО2 <40 – 1,2 × [HCO3 – ], то возможен вариант смешанного нарушения КОС. Например, при отравлении салицилатами рСО2 <40 - 1,2 × [HCO3 – ]. В анализируемом примере снижение HCO3 – составило 12 ммоль/л, а измеренное значение рСО2 составило 10 мм рт.ст., что на 16 мм рт.ст. ниже расчетного значения, характерного для варианта нарушения КОС в форме метаболического ацидоза. Подобное несоответствие расчетного и измеренного показателей указывает на сочетание метаболического ацидоза с респираторным алкалозом.
Если рСО2 >40 – 1,2 × [HCO3 – ], то это также указывает на смешанное нарушение. В анализируемом примере снижение HCO3 – составило 12 ммоль/л, а измеренное значение рСО2 = 4–6 мм рт.ст., что на 20 мм рт.ст. больше значения, характерного для варианта нарушения КОС в форме метаболического ацидоза. Подобное несоответствие расчетного и измеренного показателей указывает на сочетание метаболического и респираторного ацидозов. Компенсаторную реакцию дыхательной системы по нормализации значения рН дополняют почечные механизмы стабилизации физиологически оптимальной концентрации ионов водорода.
Почечные компенсаторные реакции при метаболическом ацидозе
Почечные компенсаторные реакции при метаболическом ацидозе направлены на:
В ответ на повышенную нагрузку ионами водорода в почечных клетках возрастает активность глутаминазы и увеличивается образование NH3 , который поступает в канальцевую жидкость вместе с секретируемым избытком Н+ . В канальцевой жидкости происходит связывание ионов водорода с NH3 и образование NH4 + . Параллельно происходит нейтрализация Н+ -буферами канальцевой жидкости и последующая экскреция всех этих форм с мочой. Каждый экскретируемый ион аммония обеспечивает поступление в щелочной резерв крови одного иона бикарбоната. При метаболическом ацидозе экскреция Н+ в составе NH4 + может превышать 250 ммоль/сут, тогда как в норме она составляет 30–50 ммоль, рН мочи снижается до 4,5 и ниже.
20.3. Метаболический алкалоз
Метаболический алкалоз характеризуется нарушениями метаболизма, которые приводят к некомпенсированному или частично компенсированному увеличению рН крови.
Метаболический алкалоз развивается вследствие:
-
1) эндогенного синтеза и секреции в кровь физиологически избыточных количеств бикарбоната:
-
обкладочными (париетальными) клетками желудка при потере желудочного секрета (высокая кишечная непроходимость, пилоростеноз, фистула желудка, рвота, аспирация желудочного содержимого и др.);
-
клетками почечных канальцев при дегидратации, гипокалиемии, гиперальдостеронизме, терапевтических воздействиях (применение петлевых диуретиков) и др.;
-
-
2) создания физиологически избыточных количеств бикарбоната в крови при:
Все составляющие вышеперечисленного комплекса причин способны привести к развитию метаболического алкалоза, однако патобиохимические механизмы сохранения этого состояния формируются и функционируют лишь при стимуляции эндогенной продукции и секреции в кровь физиологически избыточных количеств бикарбоната. В других случаях развития метаболического алкалоза как следствия создания физиологически избыточных количеств бикарбоната, эндогенные патобиохимические основы поддержания этого состояния отсутствуют, и избыточное количество бикарбоната устраняется компенсаторными реакциями [11].
Метаболический алкалоз при физиологически избыточном синтезе НСО3 – в обкладочных клетках желудка
Ключевой физиологической функцией обкладочных (париетальных) клеток желудка является секреция ионов водорода в желудочный сок. Образование ионов водорода в них осуществляется в последовательности реакций:
Ионы водорода секретируются в желудочный сок, а бикарбонат поступает в плазму крови (рис. 20-15).

Каждый ммоль-экв секретированных ионов водорода сопровождается поступлением в кровь 1 ммоль-экв бикарбоната. В условиях сбалансированного метаболизма повышение концентрации бикарбоната в плазме за счет его активного образования в обкладочных клетках является транзиторным. Избыток бикарбоната удаляется почками, вызывая защелачивание мочи и обеспечивая при этом лучшую растворимость щавелевой, мочевой и других кислот. Удаление желудочного сока во время рвоты или иным путем приводит к потере с каждым его литром около 33 ммоль-экв Н+ , вызывает компенсаторную стимуляцию образования желудочного сока и, соответственно, увеличение продукции ионов водорода и бикарбоната. Результатом является повышение концентрации бикарбоната плазмы крови выше уровня физиологического оптимума (24–26 ммоль/л). Величина рСО2 в этих условиях остается в норме: ≈40 мм рт.ст. ([Н2 СО3 ] = 1,2 ммоль/л). Новый уровень равновесия в бикарбонатном буфере будет соответствовать соотношению [HCO3 – ]/[Н2 СО3 ] >20:1. Решение уравнения Гендерсона–Хассельбаха для этих условий даст значение рН >7,4. Таким образом, избыточное поступление бикарбоната в кровь при потере желудочного сока приводит к развитию метаболического алкалоза.
Состояние метаболического алкалоза при потере желудочного содержимого усиливается и поддерживается сопутствующим уменьшением объема жидкости и количества ионов натрия, теряемых с желудочным соком (литр желудочного сока содержит ≈47 ммоль Na+ , к этому количеству при рвоте следует прибавить Na+ слюны, где его количество составляет ≈56 ммоль/л). Гиповолемия и гипонатриемия стимулируют секрецию альдостерона, который повышает количество реабсорбируемого иона натрия, увеличивая выделение ионов K+ и Н+ в канальцевую жидкость. Секреция в канальцевую жидкость ммоль-экв Н+ сопряжена с реабсорбцией в кровь такого же количества HCO3 – , что еще более увеличивает избыточный уровень бикарбоната (подробно этот механизм разобран в разделе "Регуляция почечных процессов секреции ионов водорода").
Дефицит калия в плазме крови, вызванный его потерей почками и с желудочным секретом (литр желудочного секрета содержит 13 ммоль K+ , к этому количеству при рвоте следует прибавить K+ слюны, где его количество составляет 16 ммоль/л), восполняется за счет внутриклеточного пространства. Выход калия из внутриклеточного пространства осуществляется в обмен на ионы водорода внеклеточного пространства, что приводит к снижению количества Н+ во внеклеточном пространстве. Ион калия, мобилизованный из внутриклеточного пространства в кровь при метаболическом алкалозе, в значительной мере удаляется почками, что в итоге приводит к общему дефициту K+ в организме.
Таким образом, развитие метаболического алкалоза, вызванное потерей желудочного содержимого, усиливается и поддерживается почечными механизмами насыщения плазмы крови HCO3 – , удаления из организма K+ и перераспределения ионов водорода из внеклеточного во внутриклеточное пространство.
Потеря желудочного содержимого, приводящая к выделению значительных количеств Н+ с мочой, обусловливает парадоксально кислую реакцию мочи при наличии внеклеточного алкалоза [13].
Метаболический алкалоз при физиологически избыточном синтезе НСО3 – в клетках почечного эпителия
Синтез бикарбоната в клетках почечного эпителия может быть индуцирован избытком альдостерона, при гиповолемии, применении диуретиков, избирательно подавляющих реабсорбцию ионов натрия, калия и хлора в восходящем колене петли Генле (петлевых диуретиков: фуросемида, торасемида, Гипотиазида♠ , бензтиазида℘ и др.). Механизм развития и сохранения состояния метаболического алкалоза будет проанализирован на примере действия петлевых диуретиков с учетом того, что это позволяет рассмотреть и структуру реакций, связанных с гиповолемией и гиперальдостеронизмом.
В восходящем колене петли Генле реабсорбируется практически половина всех фильтруемых хлоридов и около 25% фильтруемого Na+ . Реабсорбция K+ в этой части канальцев не оказывает влияния на его количество, реабсорбируемое из канальцевой жидкости. Система транспорта ионов представлена Na+ , K+ , 2Cl– -ко-транспортером, который селективно блокируется петлевыми диуретиками. Их ингибирующее действие на ко-транспортер снижает реабсорбцию Na+ и Cl– , что, в свою очередь, уменьшает реабсорбцию воды посредством противоточно-возвратного механизма. Итоговым результатом действия петлевых диуретиков является увеличение экскреции воды, Na+ и Cl– , причем ионов хлора в относительно больших количествах, чем натрия.
Сохранение электронейтральности внеклеточной жидкости обеспечивается заменой недостающего количества Cl– на HCO3 – . Подобное следствие действия петлевых диуретиков создает условия для поступления в плазму крови избыточных количеств бикарбоната. Потери воды, ионов натрия и хлора, не компенсируемые из эндогенных источников (отечная жидкость), создают предпосылки к развитию гиповолемии, гипонатриемии и гипохлоремии.
Гиповолемия и гипонатриемия являются теми составляющими, которые в сочетании с гипохлоремией способствуют развитию и сохранению состояния метаболического алкалоза. Патобиохимический механизм его развития при гиповолемии и гипонатриемии в числе прочего включает секрецию альдостерона, который, в свою очередь, повышает количество реабсорбируемых ионов натрия за счет увеличения продукции ионов K+ и Н+ в канальцевую жидкость. Секреция в канальцевую жидкость ммоль-экв Н+ сопряжена с реабсорбцией в кровь такого же количества HCO3 – , что еще более увеличивает избыточный уровень бикарбоната (подробно этот механизм разобран в разделе "Регуляция почечных процессов секреции ионов водорода"). Почечные потери калия внеклеточным пространством компенсируются его поступлением из внутриклеточного пространства в обмен на ионы водорода внеклеточного пространства, что приводит к снижению количества Н+ во внеклеточном пространстве. Ион калия, мобилизованный из внутриклеточного пространства в кровь при анализируемом механизме развития и сохранения метаболического алкалоза, удаляется почками, что в итоге может привести к общему дефициту K+ в организме.
Таким образом, развитие и поддержание состояния метаболического алкалоза при применении петлевых диуретиков обусловлено избыточной потерей из внеклеточной жидкости воды, Na+ , Сl– и K+ .
Понимание особенностей развития и сохранения состояния метаболического алкалоза при стимулированной эндогенной продукции бикарбоната имеет большое значение в терапевтической практике для проведения правильного лечения. Нормализация объема, введение калия хлорида способствуют как устранению стимулов избыточного синтеза бикарбоната, так и экскреции почками избыточных количеств бикарбоната. Итоговым результатом нормализации водного и электролитного баланса будет быстрая компенсация метаболического алкалоза.
Метаболический алкалоз, который не устраняется внутривенным введением изоосмолярных полиионных растворов, обусловлен, как правило, физиологически избыточными концентрациями минералокортикоидов при гиперплазии или аденоме надпочечников, опухоли гипофиза, введении лекарств с минералокортикоидной активностью. Патобиохимический механизм развития метаболического алкалоза при избытке минералокортикоидов обусловлен повышенной активностью процесса реабсорбции ионов натрия за счет увеличения продукции ионов K+ и Н+ в канальцевую жидкость. Секреция в канальцевую жидкость ммоль-экв Н+ сопряжена с реабсорбцией в кровь такого же количества HCO3 – (подробно этот механизм разобран в разделе "Регуляция почечных процессов секреции ионов водорода").
Терапия подобного варианта метаболического алкалоза является сложной задачей, решение которой требует первоочередного снижения уровня минералокортикоидов [19].
Метаболический алкалоз при создании физиологически избыточного уровня НСО3 –
Создание в крови физиологически избыточного уровня HCO3 – приводит к развитию острого метаболического алкалоза. Быстрое увеличение значения рН крови вызывает серьезные неврологические расстройства, которые могут привести к летальному исходу.
Физиологически избыточный уровень HCO3 – может возникнуть в результате лечения метаболического ацидоза посредством внутривенного введения раствора бикарбоната. Увеличение уровня бикарбоната в крови носит транзиторный характер, избыток HCO3 – экскретируется с мочой.
Несколько иной механизм возникновения постгиперкапнического метаболического алкалоза. Он развивается как следствие лечения хронического дыхательного ацидоза посредством увеличения искусственной вентиляции легких. Компенсаторными реакциями при хроническом дыхательном ацидозе являются повышенный синтез HCO3 – в клетках почечного эпителия и его реабсорбция из канальцевой жидкости. Активное удаление углекислоты приводит к варианту, когда [HCO3 – ]/[Н2 СО3 ] >20:1, то есть к увеличению значения рН.
Механизм развития метаболического алкалоза при гипокалиемии рассмотрен ранее.
Лабораторные данные, характерные для метаболического алкалоза, представлены в табл. 20-4.
Плазма крови |
Моча |
||
---|---|---|---|
Показатель |
Результат |
Показатель |
Результат |
рН |
7,45–7,65 |
рН |
До 8,0 |
Общее количество СО2 |
Повышено |
HCO3 – |
От рН 6,0 - определяется |
рСО2 |
Вначале нормальное, при частичной компенсации - 35–55 мм рт.ст. |
Титруемая кислотность |
Снижена |
Стандартные бикарбонаты |
28–55 ммоль/л |
Содержание аммиака |
Снижено |
Буферные основания |
52–75 ммоль/л |
– |
– |
Калий |
Тенденция к гипокалиемии |
– |
– |
Содержание хлоридов |
Снижено |
– |
– |
Фосфор |
Норма |
– |
– |
Компенсаторные реакции организма при метаболическом алкалозе
Компенсаторные реакции организма при метаболическом алкалозе связаны в основном с физиологическими механизмами регуляции КОС выделительной и дыхательной системами.
Компенсаторные реакции дыхательной системы при метаболическом алкалозе
Реакцией дыхательной системы на увеличение рН является снижение альвеолярной вентиляции - гиповентиляция. Результатом гиповентиляции является увеличение количества углекислоты в крови. На каждый 1 ммоль-экв/л прироста уровня бикарбоната в плазме рСО2 увеличивается на 0,6–0,7 мм рт.ст. Глубина гиповентиляции лимитируется стимулирующим действием СО2 на дыхательный центр. У больного с метаболическим алкалозом, который дышит атмосферным воздухом, максимальное значение рСО2 обычно составляет 60 мм рт.ст. В результате гиповентиляции в крови увеличивается рСО2 >соотношение [HCO3 – ]/[Н2 СО3 ] возвращается к величине 20:1, соответствующей нормальному значению рН ([Н2 СО3 ] = рСО2 · 0,03, где 0,03 - коэффициент растворимости рСО2 - ммоль/мм рт.ст.). Следствием нового уровня равновесия [HCO3 – ] и [Н2 СО3 ] будет увеличение емкости бикарбонатного буфера. Результаты клинических наблюдений за соответствием прироста [HCO3 – ] и рСО2 свидетельствуют, что в случае самостоятельного варианта расстройств КОС в форме метаболического алкалоза рСО2 = 40 + 0,6 × [HCO3 – ], где [HCO3 – ] - количество бикарбоната, превышающее нормальную величину. Он рассчитывается по формуле:
Определенная величина [HCO3 – ] - 24.
Если концентрация HCO3 – увеличится на 10 мм рт.ст., то в случае самостоятельного варианта метаболического алкалоза измеренное значение рСО2 должно быть равно 46–47 мм рт.ст. или же близко к этой величине.
Если измеряемое рСО2 ≠ 40 + 0,6 · [HCO3 – ], то возможен вариант смешанного нарушения КОС.
В случае несоответствия расчетного и измеренного показателей (рСО2 <40 + 0,6 · [HCO3 – ]) возможно сочетание метаболического алкалоза с респираторным. В анализируемом примере при увеличении референтной концентрации бикарбоната на 10 ммоль измеряемое значение рСО2 остается равным 40 мм рт.ст. Несоответствие между расчетным значением 46 мм рт.ст. и измеренным 40 мм рт.ст. указывает на сочетание метаболического и дыхательного алкалоза.
В случае несоответствия расчетного и измеренного показателей (рСО2 >40 + 0,6 · [HCO3 – ]) возможно сочетание метаболического алкалоза с респираторным ацидозом. В анализируемом примере при увеличении референтной концентрации бикарбоната на 10 ммоль измеряемое значение рСО2 значительно превышает 46 мм рт.ст. Несоответствие между расчетным значением 46 мм рт.ст. и измеренным значительно большим, указывает на сочетание метаболического алкалоза и дыхательного ацидоза.
Компенсаторную реакцию дыхательной системы по нормализации значения рН дополняют почечные механизмы стабилизации физиологически оптимальной концентрации ионов водорода.
Почечные компенсаторные реакции при метаболическом алкалозе
Компенсаторные возможности почек при метаболическом алкалозе сводятся к способности проксимального канальца реабсорбировать HCO3 – не выше пороговых величин, избыток бикарбоната экскретируется с мочой, вызывая повышение ее рН до 8,0. Эта реакция эффективна в случае метаболического алкалоза, вызванного созданием избыточных концентраций бикарбоната в крови, однако при достаточном синтезе HCO3 – в клетках канальцевого эпителия его экскретируемые количества быстро восполняются. Активный синтез HCO3 – в нефроцитах сопровождается секрецией в канальцевую жидкость значительных количеств Н+ , что обусловливает парадоксально кислую реакцию мочи при метаболическом алкалозе с индуцированным синтезом бикарбоната.
20.4. Респираторный ацидоз
Респираторный (дыхательный) ацидоз - это нескомпенсированное или частично компенсированное снижение рН в результате гиповентиляции.
Гиповентиляция может возникать вследствие:
-
1) повреждения (заболевания) легких или дыхательных путей (пневмония, фиброз легких, отек легких, инородные тела в верхних дыхательных путях и др.);
-
2) повреждения (заболевания) дыхательной мускулатуры (дефицит калия, боль в послеоперационном периоде и др.);
-
3) угнетения дыхательного центра (опиаты, барбитураты, бульбарный паралич и др.);
Гиповентиляция приводит к накоплению в организме СО2 (гиперкапния) и, соответственно, повышенному количеству синтезируемой угольной кислоты в карбоангидразной реакции:

Угольная кислота диссоциирует на ион водорода и бикарбонат согласно реакции:H2 CO3 ↔ H+ + HCO3 – .Выделяют две формы респираторного ацидоза:
Острый респираторный ацидоз развивается при выраженной гиперкапнии.
Хронический респираторный ацидоз развивается при хронических обструктивных заболеваниях легких (бронхит, бронхиальная астма, эмфизема курильщиков и др.), приводящих к умеренной гиперкапнии. Иногда хроническую альвеолярную гиповентиляцию и умеренную гиперкапнию вызывают внелегочные нарушения, в частности значительные жировые отложения в области грудной клетки у чрезмерно тучных больных. Подобная локализация жировых отложений повышает нагрузку на легкие при дыхании. Для восстановления нормальной вентиляции легких у этих больных весьма эффективно снижение массы тела.
Лабораторные данные при респираторном ацидозе представлены в табл. 20-5.
Кровь |
Моча |
||
---|---|---|---|
Показатель |
Результат |
Показатель |
Результат |
рН |
7,0–7,35 |
рН |
Умеренно снижен (5,0–6,0) |
Общее содержание СО2 |
Повышено |
[HCO3 – ] |
Не определяются |
рСО2 |
45–100 мм рт.ст. |
Титруемая кислотность |
Слегка повышена |
Стандартные бикарбонаты |
Сначала норма, при частичной компенсации 28–45 ммоль/л |
Уровень калия |
Понижен |
Буферные основания |
Сначала норма, при продолжительном течении 46–70 ммоль/л |
Уровень хлоридов |
Повышен |
Калий |
Тенденция к гиперкалиемии |
– |
– |
Содержание хлоридов |
Понижено |
– |
– |
Компенсаторные реакции организма при респираторном ацидозе
Комплекс компенсаторных изменений в организме при респираторном ацидозе направлен на восстановление физиологического оптимума рН и складывается из:
Действие внутриклеточных буферов имеет место как при остром, так и при хроническом респираторном ацидозе. Около 40% внутриклеточной буферной емкости приходится на костную ткань и более 50% на гемоглобиновую буферную систему.
Секреция ионов водорода почками - относительно медленный процесс, в этой связи эффективность почечных механизмов компенсации при остром респираторном ацидозе минимальна и значима при хроническом респираторном ацидозе.
Действие внутриклеточных буферов при респираторном ацидозе
Эффективность бикарбонатной буферной системы (ведущей внеклеточной буферной системы), определяемая в числе прочего и нормальной дыхательной функцией легких, при гиповентиляции оказывается неэффективной (бикарбонат не способен связывать СО2 ). Нейтрализация избытка Н+ осуществляется карбонатом костной ткани, что вызывает высвобождение из нее во внеклеточную жидкость кальция. При хронической нагрузке кислотами вклад буферов кости в общую буферную емкость превышает 40%. Механизм действия гемоглобиновой буферной системы при повышении рСО2 иллюстрирует следующая последовательность реакций:
Образованный вследствие этих реакций бикарбонат диффундирует из эритроцитов во внеклеточную жидкость в обмен на ион хлора. В результате действия гемоглобинового буфера концентрация бикарбоната плазмы возрастает на 1 ммоль/л на каждые 10 мм рт.ст. увеличения рСО2 . Увеличение количества бикарбоната плазмы при одномоментном кратном увеличении рСО2 не является эффективным. Так, согласно расчетам по уравнению Гендерсона–Хассельбаха, бикарбонатная буферная система стабилизирует рН в точке 7,4 при соотношении [HCO3 – ]/[Н2 СО3 ]= 20:1. Увеличение количества бикарбоната на 1 ммоль/л, а рСО2 на 10 мм рт.ст. снижает соотношение [HCO3 – ]/[Н2 СО3 ] с 20:1 до 16:1. Расчеты по уравнению Гендерсона–Хассельбаха показывают, что подобное соотношение [HCO3 – ]/Н2 СО3 ] обеспечит рН равное 7,3. Действие буферов костной ткани, дополняя кислотонейтрализующую активность гемоглобиновой буферной системы, способствует менее значительному снижению рН.
Почечные компенсаторные реакции при респираторном ацидозе
Функциональная активность почек при гиперкапнии вносит вклад в стабилизацию рН наряду с действием внутриклеточных буферов. Почечные компенсаторные реакции при респираторном ацидозе направлены на:
Снижение рН артериальной крови вследствие повышенного рСО2 приводит к увеличению напряжения СО2 в клетках канальцевого эпителия. В результате этого повышаются продукция угольной кислоты и образование при ее диссоциации HCO3 – и Н+ . Ионы водорода секретируются в канальцевую жидкость, а бикарбонат поступает в плазму крови. Функциональная активность почек по стабилизации рН способна восполнить дефицит бикарбоната и удалить избыток ионов водорода, однако для этого требуется значительное время, измеряемое часами. При остром респираторном ацидозе возможности почечных механизмов стабилизации рН оказываются практически не задействованы. При хроническом респираторном ацидозе прирост HCO3 – составляет 3,5 ммоль/л бикарбоната на каждые 10 мм рт.ст., тогда как при остром респираторном ацидозе прирост HCO3 – на 10 мм рт.ст. рСО2 составляет лишь 1 ммоль/л. Почечные процессы стабилизации КОС обеспечивают умеренное снижение рН. Согласно расчетам по уравнению Гендерсона–Хассельбаха увеличение концентрации бикарбоната на 3,5 ммоль/л, а рСО2 - на 10 мм рт. ст. приведет к снижению рН до 7,36. Количество бикарбоната в плазме крови при нелеченном хроническом респираторном ацидозе соответствует почечному порогу реабсорбции бикарбоната (26 ммоль/л). В этой связи парентеральное введение натрия бикарбоната для коррекции ацидоза окажется практически неэффективным, поскольку введенный бикарбонат будет быстро экскретирован [12].
20.5. Респираторный алкалоз
Респираторный (дыхательный) алкалоз - это нескомпенсированное или частично компенсированное повышение рН в результате гипервентиляции.
Гипервентиляция может возникать вследствие:
-
1) возбуждения дыхательного центра при:
-
изолированном ацидозе ЦСЖ (непосредственная стимуляция дыхательного центра ионами водорода и углекислого газа);
-
субарахноидальном кровотечении (непосредственная стимуляция дыхательного центра продуктами гемолиза);
-
циррозе и сепсисе (непосредственная стимуляция дыхательного центра продуктами измененного метаболизма);
-
-
3) неправильного режима ИВЛ.ными функциями при хронической почечной недостаточности, чем экскреция NH4 + .
Среди группы причин, приводящих к гипервентиляции, пояснения требует состояние изолированного ацидоза ЦСЖ. При сбалансированном метаболизме рН ЦСЖ соответствует реакции внеклеточной жидкости. Развитие дыхательного ацидоза приводит к быстрому повышению напряжения СО2 в крови и ЦСЖ, так как углекислый газ легко проникает через ГЭБ. При нормализации ацидотической реакции внеклеточной жидкости натрия бикарбонатом в ликворе сохраняется изолированный ацидоз, так как натрия бикарбонат относительно медленно проходит через ГЭБ. Вследствие этого ионы водорода и углекислого газа, присутствующие в избытке в ЦСЖ, омывающей дыхательный центр, будут оказывать на него стимулирующее действие при нормализации рН внеклеточной жидкости. Гипервентиляция приводит к снижению напряжения углекислого газа в крови и развитию респираторного алкалоза.
Выделяют две формы респираторного алкалоза:
Острый респираторный алкалоз развивается при выраженной гиперкапнии.
Хронический респираторный алкалоз развивается при длительной умеренной гиперкапнии. Лабораторные данные при дыхательном алкалозе представлены в табл. 20-6.
Плазма крови |
Моча |
||
---|---|---|---|
Показатель |
Результат |
Показатель |
Результат |
рН |
7,45–6,7 |
рН |
До 8,0 |
Общее содержание СО2 |
Снижено |
[HCO3 – ] |
От рН 6,0 - определяются |
Стандартный бикарбонат |
Сначала норма, при частичной компенсации - 15–24 ммоль/л |
Титруемая кислотность |
Снижена, нулевая или титруемая щелочность при рН от 7,4 |
Буферные основания |
40–52 ммоль/л |
– |
– |
Калий |
Тенденция к гипокалиемии |
Уровень аммиака |
Снижен |
Содержание хлоридов |
Повышено |
Уровень калия |
Увеличен |
Фосфор |
Норма |
Уровень хлоридов |
Снижен |
Компенсаторные реакции организма при респираторном алкалозе
Комплекс компенсаторных изменений в организме при респираторном алкалозе направлен на восстановление физиологического оптимума рН и складывается из:
Действие внутриклеточных буферов имеет место как при остром, так и при хроническом респираторном алкалозе. Компенсаторная реакция стабилизации рН со стороны внутриклеточных буферов заключается в обмене клеток Н+ на K+ внеклеточной жидкости. Почечная экскреция бикарбоната - относительно медленный процесс, развивающийся в течение длительного времени. В этой связи действие почечных механизмов компенсации рН при остром респираторном алкалозе минимально и значимо при хроническом респираторном алкалозе.
Действие внутриклеточных буферов при респираторном алкалозе
При респираторном алкалозе клеточные буферы обеспечивают продукцию ионов водорода в количестве 1 ммоль/л на каждые 10 мм рт.ст. снижения напряжения pCO2 – . Гипокапния (снижение напряжения рСО2 в крови) при гипервентиляции приводит к увеличению соотношения HCO3 – : Н2 СО3 >20:1, что будет соответствовать значению рН >7,4. Так, расчет по уравнению Гендерсона–Хассельбаха ожидаемого значения рН показывает, что при снижении рСО2 на 10 мм рт.ст. рН увеличится до 7,51, а при снижении СО2 на 20 мм рт.ст. увеличится до 7,66. Однако увеличение рН будет менее значительным благодаря буферному действию костной ткани.
Почечные компенсаторные реакции при респираторном алкалозе
Почечные компенсаторные реакции при респираторном алкалозе направлены на удаление избыточных количеств HCO3 – и снижение его синтеза.
Почечные механизмы стабилизации рН в сочетании с действием клеточных буферов позволяют нейтрализовать избыток бикарбоната в количестве 5 ммоль/л на каждые 10 мм рт.ст. уменьшения pCO2 – . Расчеты по уравнению Гендерсона–Хассельбаха показывают, что сочетанное действие почечных и клеточных механизмов стабилизации рН при снижении напряжения рСО2 до 20 мм рт.ст. приведет к увеличению рН только до 7,47 ед. [23]. Это значительно эффективнее, чем действие лишь одних клеточных механизмов.
20.6. Лабораторная диагностика нарушений кислотно-основного состояния
В решении вопроса о наличии варианта нарушений КОС или же резвившегося состояния компенсации существенную помощь может оказать динамическое наблюдение за значениями параметров КОС. Определение значений показателей КОС в крови основано на линейной зависимости концентрации ионов водорода (интегративного показателя КОС), напряжения углекислого газа и количества бикарбоната. Связь концентрации ионов водорода, бикарбоната и рСО2 описывается уравнением Гендерсона–Хассельбаха [22].
Для решения уравнения необходимо определить значения двух переменных. Величину третьей переменной можно рассчитать. Зная величину рН и рСО2 , рассчитывают содержание HCO3 – .
Полученная величина показывает общее количество бикарбоната, включающее HCO3 – , образующийся за счет остаточного СО2 (среднее значение в норме 40 мм рт.ст.), HCO3 – , синтезированный в процессе ацидо-, аммониогенеза в клетках эпителия почечных канальцев, и HCO3 – из других источников (например, образующийся в главных клетках желудка). Для того чтобы дифференцировать количество бикарбоната, образующегося за счет остаточного СО2 (40 мм рт.ст.), от бикарбоната из остальных источников, рассчитывают значение показателя стандартного бикарбоната, отражающее вклад метаболических процессов синтеза HCO3 – в общий пул бикарбоната крови [21].
На рис. 20-16 - 20-20 иллюстрируется расчет количества стандартного бикарбоната при различных нарушениях КОС.


![image]](img/img261.png)


Стандартный бикарбонат позволяет определить природу нарушений, однако не указывает, какое количество оснований необходимо ввести или удалить, чтобы привести значение рН к норме [20]. Это позволяет сделать величина показателя дефицита/избытка оснований BE. Так, в норме количество всех щелочных компонент гемоглобинового буфера и буферов плазмы крови составляет общее (нормальное) количество оснований NBB крови. Количество основных компонент буферов реальной крови определяют как показатель общих оснований ВВ (истинная концентрация). Разность между истинной и нормальной концентрациями оснований дает значение показателя избытка/дефицита оснований:
BE = ВВ – NBB.
Таким образом, значение показателя BE указывает на количество основания или кислоты, необходимое для титрования крови до рН 7,4. Для получения более точного количества необходимых для титрования крови до рН 7,4 основания или кислоты определяют значение BE плазмы.
Расчет значения BE плазмы проводят по следующей эмпирической формуле:
BE плазмы = BE крови – 0,3×[Hb] × (100 – SО2% )/100,
где 0,3 - эмпирический коэффициент; [Hb] - концентрация гемоглобина, г/дл; SО2% - процент насыщения крови О2 ; 0,3×[Hb]×(100 - SО2% )/100 - произведение значений дает концентрацию оснований, связанных с гемоглобином.
Система показателей и их значений приведена в табл. 20-7.
Показатель | Развернутая характеристика | Материалы и методы исследования | Единица | Величины у здоровых людей |
---|---|---|---|---|
рН |
Отрицательный десятичный логарифм относительной активности свободных ионов водорода крови |
Артериальная кровь, измерение стеклянным электродом |
–lg[H+ ] |
7,37–7,45 |
Показатель кислотности среды |
Венозная кровь |
ед. рН |
7,34–7,43 |
|
Концентрация ионов водорода |
Концентрация свободных ионов водорода в крови |
Артериальная кровь, расчет по формуле: аН+ ×109 = антилог (9рН), Н+ - активность ионов водорода |
нмоль/л |
43–35 |
Напряжение углекислого газа в крови (рСО2 ) |
Парциальное давление углекислого газа в гипотетической газовой фазе, уравновешенной с кровью; отражает концентрацию растворенного в плазме крови СО2 (включая небольшие количества гидратированного СО2 ) |
Капиллярная и артериальная кровь, измерение селективным электродом или по номограммам |
кПа, мм рт.ст. |
4,7–6,0 (муж.) 4,3–5,7 (жен.) 35–45 (муж.) 32–43 (жен.) |
Напряжение кислорода в крови (рО2 ) |
Парциальное давление кислорода в газовой фазе, уравновешенной с кровью |
Артериальная кровь, измерение специальным электродом |
кПа |
11,1–11,4 (муж. до 40 лет) 9,6–13,7 (старше 40 лет) |
Мера активности кислорода, отражает концентрацию растворенного в плазме крови О2 |
– |
мм рт.ст. |
83–108 (моложе 40 лет) 72–104 (старше 40 лет) |
|
Буферные основания (ВВ) |
Концентрация буферных оснований (buffer base), то есть суммы ионов бикарбоната и анионов белков в цельной крови, определяемая путем титрования до изоэлектрического рН белков при рСО2 |
Капиллярная кровь |
ммоль/л |
43,7–53,5 (муж.) |
Избыток оснований (BE) |
Разница между концентрацией сильных оснований крови и той же кровью, оттитрованной сильной кислотой или сильным основанием до рН 7,4 при рСО2 = 5,33 кПа (40 мм рт.ст.) и 37 °С ("base excess", титруемое основание, с противоположным знаком - титруемая кислота, концентрация титруемых ионов водорода). Положительные величины - относительный дефицит некарбоновых кислот, потеря ионов водорода; отрицательные величины - относительный избыток некарбоновых кислот, прирост ионов водорода |
Капиллярная кровь Артериальная кровь |
ммоль/л |
2,7–2,5 (муж.) 3,4–1,4 (жен.) 1,0–3,1 (муж.) 1,8–2,8 (жен.) 2,0–4,0 (дети до 3 лет) |
Общая углекислота крови |
Концентрация в крови общей углекислоты, то есть ионизированной фракции, содержащей в основном ионы бикарбоната, а также ионы карбамата и карбоната, и неионизированной фракции, содержащей в основном растворенный безводный углекислый газ, а также угольную кислоту |
Артериальная кровь, газометрия Капиллярная кровь, газометрия |
ммоль/л |
24,6–28,6 (муж.) 22,7–28,5 (жен.) 19,84–24,76 (муж.) 18,93–24,87 (жен.) |
Бикарбонат плазмы крови |
Концентрация ионов HCO2 – в плазме |
Артериальная кровь |
ммоль/л |
23,6–27,2 (муж.) 21,8–27,2 (жен.) |
Стандартный бикарбонат плазмы крови |
Концентрация ионов HCO2 – в пробе крови, уравновешенной при 37 °С со стандартной газовой смесью при рСО2 = 5,33 кПа (40 мм рт.ст.) и рО2 >13 кПа (100 мм рт.ст.) |
Артериальная кровь |
ммоль/л |
22,5–26,9 (муж.) 21,8–26,2 (жен.) |
Забор материала и его анализ
Значения показателей КОС определяют в капиллярной, венозной и артериальной крови непосредственно после ее забора. Если нет возможности выполнить измерение значений показателей КОС крови в течение 10 мин, то необходимо охладить пробу крови, поместив ее на лед или в воду с кусочками льда, и выполнить анализ в течение 30 мин после забора материала. Если определение значений показателей КОС в пробе крови будет проводиться позднее 30 мин, то необходимо забирать кровь на анализ только в стеклянные капилляры и шприцы. При лейкоцитозе 40×109 /л и более определение значений показателей КОС следует выполнять непосредственно после забора крови либо пробу крови сразу же необходимо охладить.
Для предупреждения свертывания крови используют различные соли Гепарина♠ . Оптимальным является использование лиофилизированной формы гепарин-Li (в конечной концентрации 50 МЕ/мл крови). Если в пробе крови наряду со значениями показателей КОС определяют количество Са2+ , то концентрация гепарин-Li должна составлять 10–20 МЕ/мл. Более предпочтительным является использование специального гепарина, сбалансированного для определения кальция/электролитов. Использование жидкого гепарина изменяет объем пробы крови, что отражается на значениях количества электролитов, рСО2 и рО2 . Капиллярную кровь забирают в гепаринизированные капилляры, обеспечив ее поступление непосредственно из ранки на подушечке большого или безымянного пальца в капилляр. После заполнения капилляра кровью его концы закрывают заглушками для предупреждения контакта крови с воздухом и пробу крови направляют на исследование.
Венозная или артериальная кровь забирается в стерильные одноразовые шприцы. После забора пробы крови ее сразу же изолируют от контакта с воздухом и направляют на исследование, которое проводится в соответствии с протоколом фирмы-производителя лабораторного оборудования.
20.7. Алгоритмы для определения варианта нарушений кислотно-основного состояния
Нормальные значения рН могут быть при значительных изменениях концентрации бикарбоната и рСО2 в плазме. Подобное сочетание значений параметров КОС указывает как на наличие смешанной патологии, так и на развитие компенсаторных реакций - например, гипервентиляции при метаболическом ацидозе, почечных процессов при дыхательном ацидозе (подробнее см. в разделах "Компенсаторные реакции при ацидозах и алкалозах"). Смешанные варианты нарушений КОС бывают двух типов:
В решении вопроса о наличии смешанного варианта нарушений КОС или же развившегося состояния компенсации существенную помощь может оказать динамическое наблюдение за значениями параметров КОС. В табл. 20-8 представлен характер изменений показателей КОС как при различных синдромах нарушений КОС, так и при развитии компенсаторных реакций.
Синдромы кислотно-основного состояния |
Показатели кислотно-основного состояния |
||
---|---|---|---|
рН |
BE |
рСО2 |
|
Некомпенсированный метаболический ацидоз |
↓↓ |
↓↓ |
N |
Частично компенсированный метаболический ацидоз |
↓ |
↓↓ |
↓ |
Компенсированный метаболический ацидоз |
N |
↓↓ |
↓↓ |
Некомпенсированный дыхательный ацидоз |
↓↓ |
N |
↑↑ |
Частично компенсированный дыхательный ацидоз |
↓ |
↑ |
↑↑ |
Компенсированный дыхательный ацидоз |
N |
↑↑ |
↑↑ |
Некомпенсированный метаболический алкалоз |
↑↑ |
↑↑ |
N |
Частично компенсированный метаболический алкалоз |
↑ |
↑↑ |
↑ |
Компенсированный метаболический алкалоз |
N |
↑↑ |
↑↑ |
Некомпенсированный дыхательный алкалоз |
↑↑ |
N |
↓↓ |
Частично компенсированный дыхательный алкалоз |
↑ |
↓ |
↓↓ |
Компенсированный дыхательный алкалоз |
N |
↓↓ |
↓↓ |
Дыхательный и метаболический ацидоз |
↓ |
↓ |
↑ |
Дыхательный и метаболический алкалоз |
↑ |
↑ |
↑ |
Метаболический ацидоз и дыхательный алкалоз |
Различный |
↑ |
↓ |
Метаболический алкалоз и дыхательный ацидоз |
Различный |
↑ |
↑ |
Примечание : N - норма; ↑ - возрастание показателя; ↓ - снижение показателя.
При определении варианта нарушения КОС удобными могут оказаться диагностические алгоритмы (рис. 20-21 - 20-23), предложенные В.В. Долговым, Н.А. Авдеевой, Ю.В. Киселевским, Еленой Холден и Робертом Мораном (1996).



Список литературы
-
Анестезиология и интенсивная терапия: практическое руководство [Электронный ресурс] / под ред. Б.Р. Гельфанда. 2-е изд., испр. и доп. М.: Литтерра, 2012. URL: http://www.studmedlib.ru/book/ISBN9785423500467.html.
-
Воложин А.И., Румянцев В.Ф. Патофизиология кислотно-основного состояния // Патофизиология: учебник / под ред. А.И. Воложина, Г.В. Порядина. М.: Медицина, 2010. Т. 2. 256 с.
-
Зильбернагль С., Деспопулос А. Наглядная физиология / пер. с англ. 2-е изд., перераб и доп. М.: Лаборатория знаний, 2019. 424 с.
-
Интенсивная терапия: национальное руководство: в 2 т. / под ред. Б.Р. Гельфанда, А.И. Салтанова. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. Т. 1. 960 с. (Серия «Национальные руководства»).
-
Интенсивная терапия: национальное руководство: в 2 т. / под ред. Б.Р. Гельфанда, А.И. Салтанова. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2011. Т. 2. 784 с. (Серия «Национальные руководства»).
-
Клиническая лабораторная диагностика: национальное руководство. В 2 т. / гл. ред. В.В. Долгов, В.В. Меньшиков; АСМОК. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. Т. 1. 928 с.
-
Клиническая лабораторная диагностика: национальное руководство. В 2 т. / гл. ред. В.В. Долгов, В.В. Меньшиков; АСМОК. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. Т. 2. 808 с.
-
Костюченко С.С. Кислотно-щелочной баланс в интенсивной терапии. 2-е изд. М.: Минск, 2009. С. 167–180.
-
Медицинская лабораторная диагностика: программы и алгоритмы: руководство для врачей / под ред. А.И. Карпищенко. 3-е изд., перераб. и доп. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. 696 с.
-
Микульчик П. Диагностика критических состояний: пер. с англ. М.: ЗАО «МедСервис», 2009. 131 с.
-
Мариино П.Л. Интенсивная терапия / пер. с англ. под общ. ред. А.П. Зильбера. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. 768 с.
-
Об утверждении критериев оценки качества медицинской помощи [Электронный ресурс]: приказ Минздрава России от 10.05.2017 № 203н. Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
-
Практические навыки в анестезиологии, реаниматологии и интенсивной терапии: учебное пособие / под ред. А.М. Овечкина. М.: Практическая медицина, 2014. 80 с.
-
Рамракха П., Мур К. Справочник по неотложным состояниям / пер. с англ. В.С. Сергеевой; под ред. С.А. Сумина. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. 768 с.
-
Сигер К., Хиггинс К. Лабораторные показатели в неотложной медицине: руководство / пер. с англ. М.: Практическая медицина, 2016. 251 с.
-
Соловьева И.В. Лактат в оценке тяжести критических состояний. 2018. 35 с. URL: http://www.diakonlab.ru/nauka/.
-
Сумин С.А. Неотложные состояния: учебное пособие. 7-е изд., перераб. и доп. М.: МИА, 2010. 960 с.
-
Сумин С.А. Анестезиология и реаниматология: в 2 т. М.: МИА, 2010. Т. 1. 928 с., Т. 2. 872 с.
-
Сумин С.А., Окунская Т.В. Основы реаниматологии [Электронный ресурс]: учебник. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. URL: http://www.studmedlib.ru/book/ISBN9785970424247.html.
-
Рудницкий Л.В. О чем говорят анализы. Санкт-Петербург: Питер, 2008. 160 с.
-
Хеннеси А.А.М., Джапп А.Дж. Анализ газов артериальной крови понятным языком: пер. с англ. 2-е изд. М.: Практическая медицина, 2018. 168 с.
-
Siggard-Andersen О. The acid-base status of the blood. Copengagen, 1974. 287 p.
-
Siggard-Andersen O. Hidrogen ions and blood gases // Chemical diagnosis of disease. Amsterdam, 1979. 40 р.
Глава 21. Водно-электролитный обмен
21.1. Введение
Водно-электролитный обмен в организме человека включает сопряженные процессы потребления, всасывания, распределения во внутренней среде, обмена между внутренней средой и клетками, выделения из нее воды и электролитов. Физиологически оптимальная активность водно-электролитного обмена обеспечивает постоянство осмотической концентрации частиц (осмотический гомеостаз), ионного состава (ионный гомеостаз), КОС, объема жидкостей (объемный гомеостаз) в обособленных, но взаимосвязанных компартментах внутренней среды организма.
Вода является одним из основных компонентов внутренней среды организма. Химический состав воды был установлен в 1805 г. Ж.Л. Гей-Люсаком и А. Гумбольтом, показавшими, что для ее образования необходимы 2 объема водорода и 1 объем кислорода. Позднее (в 1843 г.) Ж.Б. Дюма нашел точные весовые отношения между водородом и кислородом в молекуле воды. Химический символ воды - Н2 О - был принят на конгрессе химиков в Карлсруэ в 1860 г. В 1931 г. Г. Юри сделал сообщение об открытии тяжелого изотопа водорода - дейтерия (D). В 1933 г. два американских ученых - Г. Льюис и Р. Макдональд - впервые выделили из природной воды практически чистую дейтериевую воду - D2 O. Воду, состоящую из дейтерия и кислорода, стали называть тяжелой водой. После открытия сверхтяжелого изотопа водорода - трития (Т) была обнаружена сверхтяжелая вода. В 1980-е годы искусственно были получены изотопы водорода - терций (4 Н) и квинтий (5 Н). С учетом различных изотопов кислорода возможно образование 48 разновидностей воды, из которых 39 радиоактивны и всего лишь 9 стабильны. Разновидности воды с изотопами водорода терцием (4 Н) и квинтием (5 Н) в природе не встречаются [1].
Несмотря на обширные знания об атомарном составе воды, представления о ее структуре менее конкретны. При этом очевидно, что воде присуща структура неустойчивых кристаллов, зависящая от растворенных в ней веществ, однако конкретная модель структуры воды, в том числе и в биологических системах, является предметом дискуссий и гипотез.
Многообразие свойств воды и необычность их проявления, в значительной степени, определяются физическими свойствами молекулы воды. В отдельной молекуле воды ядра водорода и кислорода расположены относительно друг друга так, что образуют равнобедренный треугольник со сравнительно крупным ядром кислорода на вершине и двумя мелкими ядрами водорода у основания. В молекуле воды имеются четыре полюса зарядов: два отрицательных за счет избытка электронной плотности у кислородных пар электронов и два положительных - вследствие недостатка электронной плотности у ядер водорода - протонов [29, 38]. Такие особенности сочетания группировки атомов в молекуле воды с распределением заряда позволили говорить о ней как о биполярной частице или диполе воды (рис. 21-1).

Благодаря упорядоченным по месту избыточным зарядам молекулы воды способны связываться между собой в относительно устойчивую надмолекулярную структуру (рис. 21-2).

На основании результатов изучения структур, образуемых взаимодействующими молекулами воды в различных условиях, сделаны выводы об их способности формировать микрокристаллы. Микрокристалл из молекул воды похож на фигуру, которая возникает при растяжении куба за два противоположных угла. Куб принимает форму ромбовидного многоугольника. Микрокристалл из молекул воды имеет размеры 2×2×3 нм. В обычном, жидком состоянии при температуре от 0 до 100 °C - вода состоит из таких или подобных структурных элементов, в каждом из них содержится 912 молекул. Микрокристаллы воды, в свою очередь, объединены в более крупные образования - ячейки размером 0,5 мкм, которые можно видеть в контрастно-фазовом микроскопе [2–4].
Микрокристаллическая структура воды претерпевает определенные трансформации в растворе, то есть при внесении в воду различных веществ, вступающих c ее молекулами в физико-химические взаимодействия. Структурные элементы из молекул воды в цитоплазме клеток (внутриклеточный раствор), исследованные в определенных условиях, напоминают "снежинку" и получили название кластеров. Вопрос о том, являются ли кластеры универсальной структурной единицей организации воды в клетках и внутренней среде организма, остается открытым.
Трансформации микрокристаллической структуры воды в растворе возникают при физических и физико-химических воздействиях - инфракрасное, рентгеновское облучения, воздействия ультра- и инфразвуком, изменении редокс-потенциала, концентрации ионов водорода, электролитов, различных органических соединений.
В биологических растворах (цитоплазма, интерстициальная жидкость, лимфа, плазма крови и др.) редокс-потенциал, рН, концентрации электролитов и ряда органических соединений являются постоянными контролируемыми величинами, что указывает на свойственную биологическим растворам определенную структурную организацию молекул воды. Если учесть, что микрокристаллическая структура воды предопределяет четкий порядок перемещения ее молекул между клеточными структурами, клеточными структурами и внеклеточной средой, внеклеточной средой и внешней средой, постоянные контролируемые параметры биологических растворов поддерживают, в свою очередь, устойчивый характер этого обмена. Перемещение молекул в растворе позволяет им реализовать в биологических системах целый ряд свойств, определяющих функции воды в организме.
В частности, молекулы воды, точнее ее диполи, способны взаимодействовать не только между собой, но и с молекулами и атомами других веществ и соединений. Под воздействием диполей воды на поверхности погруженных в нее веществ межатомные и межмолекулярные силы ослабевают в 80 раз. Столь сильное влияние на межмолекулярные и межтомные взаимодействия других веществ, присущее только воде, объясняет ее способность быть универсальным растворителем, "помогая" контактирующим с ней молекулам распадаться на ионы (например, различным солям - NaCl ↔ Na+ + Cl– ), сама вода проявляет большую устойчивость. Из 1 млрд молекул воды диссоциированными при комнатной температуре оказываются лишь две. Вода сама химически не изменяется под действием большинства тех соединений, которые растворяет, а также не изменяет их. Это характеризует ее как инертный растворитель, что важно для живых организмов на нашей планете, поскольку необходимые их клеткам питательные вещества поступают в водных растворах в сравнительно устойчивом виде [27].
Определенные свойства как отдельных молекул воды, так и надмолекулярных образований лежат в основе физиологических функций воды в организме.
Вода выполняет в организме следующие физиологические функции [22]:
-
является структурной основой оптимального физиологически активного объема клетки и внутренней среды организма;
-
выступает в качестве субстрата в ряде ферментативных реакций;
-
является транспортной средой в обмене веществ между клетками, между внешней средой и внутренней средой, между внутренней средой и клетками;
-
играет роль гемодинамического фактора в работе сердечно-сосудистой системы.
Поступая в организм человека извне, в основном через ЖКТ, молекулы воды пребывают в постоянном движении. Перемещаются в составе растворов в обособленные мембранами пространства, в итоге покидая организм через канальцевую систему почек, различные железы внешней секреции, легкие, кишечник (рис. 21-3).

Перемещение молекул воды из одного пространства в другое, включая и поступление извне через ЖКТ, и удаление через канальцевую систему почек, различные железы внешней секреции, межклеточные контакты, тесно сопряжено с перемещением электролитов, являющихся неотъемлемыми компонентами водных растворов организма. К электролитам относят молекулы солей, кислот, оснований, органических соединений, которые в водном растворе в той или иной степени ионизированы. В зависимости от характера ионизации электролиты делят на катионы и анионы [5, 6, 9, 33].
Важнейшими тестируемыми индикаторными катионами внутренней среды организма являются ионы натрия (Na+ ), калия (K+ ), кальция (Ca2+ ) и магния (Mg2+ ). Тестируемым катионом является и ион водорода - Н+ , биохимические и патобиохимические аспекты обмена которого рассматриваются отдельно вследствие его особого, относительно самостоятельного положения в биологических системах. Нарушения обмена ионов водорода предопределяют острые расстройства обмена других электролитов, тогда как обратные влияния имеют менее существенный характер [7].
Важнейшими тестируемыми индикаторными анионами внутренней среды организма являются ионы хлора (Cl– ), гидрокарбоната (НСО3 – ), фосфатов (НРО4 , Н2 РО4 ), сульфата (SO4 ). К анионам также относят радикалы органических кислот - ацетат, пируват, лактат, бета-гидроксибутират, ацетоацетат. Совокупность электролитов и других частиц в жидкостях внутренней среды, как и в любых других растворах, придает им свойства, независящие от химической природы частиц или их способности участвовать в тех или иных биохимических и физиологических процессах. Поскольку такие свойства обусловлены коллективным влиянием растворенных частиц, их принято называть коллигативными - от латинского colligatus , что означает собирать. К числу коллигативных свойств относятся понижение давления паров над раствором, понижение температуры замерзания растворов по сравнению с растворителем, осмотическое давление. Для количественной характеристики всей суммы частиц пользуются показателем осмолярности, отражающей суммарную концентрацию частиц в литре воды.
Осмотическое давление раствора проявляется при разделении раствора и растворителя или растворов разной концентрации мембраной, проницаемой лишь для молекул растворителя. Осмотические силы, создаваемые разностью осмотических давлений раствора и растворителя или двух растворов, предопределяют движение молекул растворителя в сторону раствора с большей концентрацией осмотически активных частиц. Осмотическое равновесие будет достигнуто при выравнивании концентрации соли в растворах, разделенных полупроницаемой мембраной, и сопровождается увеличением объема раствора, в котором концентрация соли исходно была выше.
Структуры, разделяющие компартменты биологических растворов, обладают свойствами полупроницаемых мембран, пропускающих не только молекулы воды, но и вещества с большей молекулярной массой, за исключением белков. В этой связи для биологических растворов важной характеристикой является давление, обусловленное белками - коллоидно-осмотическое (онкотическое) [16]. Ограниченная способность белков к перемещению в пределах компартментов внутренней среды, их различная концентрация в этих компартментах, а значит, и связанное с ними коллоидно-осмотическое давление, важны для направленного движения воды в организме (подробнее в разделе: 21.2.1). Связанный с белками заряд (в биологических средах отрицательный) предопределяет характерный электролитный состав взаимосвязанных биологических растворов.
Распределение и нормальное содержание электролитов в индикаторных жидкостях внутренней среды и цитоплазме клеток приведено на рис. 21-4.

Разность концентраций электролитов в жидкостных пространствах связана с различным содержанием в них белков, не способных к фильтрации через биологические мембраны. В частности, их концентрация в интерстициальной жидкости составляет 4 г/л, в лимфе - 39 г/л, в плазме - 66–80 г/л и во внутриклеточном пространстве - 150 г/л. Разность концентраций белков соответственно определяет и разность ассоциированных с ними зарядов. А это значит, что сохранение электронейтральности достигается перераспределением низкомолекулярных электролитов - эффект Гиббса–Донана.
Имеются значительные различия в количественном распределении электролитов между внутри- и внеклеточной жидкостями. Во внеклеточной жидкости представлены в основном ионы натрия, хлора и гидрокарбоната. Во внутриклеточной жидкости более высокие концентрации ионов калия, магния, фосфатов и сульфата. Эти различия поддерживаются вопреки тенденции к выравниванию концентраций. Разность концентраций образует необходимые для возбудимости нервов и мышц биоэлектрические потенциалы. Сохранение различных концентраций калия и натрия в клетках и внеклеточных пространствах способствует созданию электрического потенциала клетки, связанного с энергией обмена веществ. Транспортным механизмом Na+ /K+ -насоса обеспечивается удаление натрия из клетки и накопление калия внутри нее.
21.2. Гомеостаз воды
Содержание воды в организме человека варьирует и зависит от накоплений жировой ткани, в которой ее содержание составляет около 30% [27].
В "обезжиренном теле" (с учетом 10% липидов, сохраняемых в любых случаях) количество воды достигает 72–73%. Эти цифры в зависимости от возраста человека меняются, наибольшее ее содержание наблюдается у новорожденных, что объясняется большим внеклеточным пространством; к первому году жизни ребенка количество воды в его теле заметно снижается, прежде всего за счет внеклеточного пространства; далее, к периоду полового созревания, содержание воды составляет у мужчин - 56%, у женщин - 46% [1].
В целом общая масса воды в организме распределена таким образом, что 2/3 ее содержится во внутриклеточном пространстве, а 1/3 находится внеклеточно (рис. 21-5).

Внеклеточная вода - это жидкая часть крови, лимфы и ликвора, а также межтканевая и межклеточная жидкости. На нее приходится около 20% массы тела. Внеклеточная жидкость омывает клетки, а организм точно управляет гомеостазом воды внеклеточного пространства.
Внутрисосудистая вода практически соответствует объему плазмы, который достаточно точно можно определить с помощью меченого альбумина. Концентрация электролитов в плазме или сыворотке также легко определяется. И эти данные помогают понять характер нарушений водного и солевого балансов [9].
После удаления белков из плазмы оставшийся солевой раствор обозначают как воду плазмы. Для определения воды и объема плазмы у здорового человека используют следующие выражения:
Вода плазмы (л) = масса тела (кг) × 0,040;
Объем плазмы (л) = масса тела (кг) × 0,043.
Из объемов плазмы и форменных элементов складывается объем крови, который равен 6–7% массы тела.
Интерстициальную воду можно рассматривать как ультрафильтрат плазмы. Содержание белков в ней очень незначительно (4 г/л), а общий состав электролитов соответствует составу плазмы.
При кровопотере и передозировке жидкости межклеточная жидкость выступает в роли объемного буфера. Так, например, если ввести в организм человека объем жидкости, в 5 раз превышающий объем крови, то на практике объем циркулирующей жидкости увеличивается только на 30%. Передозировка изотонических растворов в меньшей степени отражается на внутрисосудистом пространстве, влияя главным образом на величину межклеточного пространства.
Межклеточная жидкость представляет собой негомогенную фазу. В коже, костной и хрящевой тканях обмен воды происходит наиболее медленно. Принято объединять объем плазмы и небольшую часть жидкости плотных соединительных тканей в физиологически активный объем. Он составляет 15% от массы тела, тогда как вся внеклеточная жидкость достигает 27%. Упрощенно внеклеточный объем принимают за 20%.
Объем внеклеточного пространства (л) рассчитывают по формуле:
Масса тела (кг) × 0,2.
Более точно величину внеклеточного пространства можно измерить с помощью инулина, маннитола, тиосульфата, роданида, изотопов хлора и других соединений.
Трансцеллюлярная вода представляет собой ту часть жидкости, которая распределена в полостях организма (желчные пути, пищеварительный тракт и др.). В норме она составляет 2,4% массы тела (2 л). Эти жидкости являются секретами желез, находятся в различных полостях и существенно различаются по химическому составу. В течение 24 ч выделяется около 8 л таких жидкостей, которые практически полностью подвергаются реабсорбции. Это равновесие может сдвинуться при кишечной непроходимости, когда большое количество жидкости и электролитов выводится в кишечную петлю.
Внутриклеточная вода занимает пространство, предназначенное для метаболических процессов. Ее количество рассчитывают по формуле:
Внутриклеточная вода = Общая вода тела (л) - Внеклеточная вода (л).
Содержание воды в отдельных клетках изменчиво, однако в среднем оно составляет у мужчин 40% и у женщин - 30% от массы тела.
Определение общей воды проводят, используя методики с оксидами дейтерия (Д2 О) и трития (Т2 О).
У постели больного можно применить способ упрощенного расчета, используя следующее выражение:
Общее содержание воды = Масса тела (кг) × 0,6 (мужчины)
или
Масса тела (кг) × 0,5 (женщины).
21.2.1. Осмос, тоничность, осмолярность
Осмосом, как отмечено выше, называется процесс самопроизвольного перехода растворителя (воды) через полупроницаемую мембрану в раствор или из раствора с меньшей концентрацией растворенного вещества в более концентрированный раствор (рис. 21-6).

Полупроницаемыми по отношению к водным растворам мембранами могут быть как структуры растительного и животного происхождения (стенки кишечника, мочевого пузыря, кровеносных сосудов), так и искусственно полученные материалы (пленка коллодия, целлофан, пергамент). Такие мембраны обладают свойством свободно пропускать молекулы только одного компонента раствора - растворителя, и задерживать молекулы растворенного вещества. Способность раствора вызывать движение воды в клетку или из нее называют тоничностью.
Осмолярность является количественной мерой осмотических свойств раствора. Осмолярность показывает суммарную концентрацию осмотически активных частиц в 1 л раствора. Если осмотические свойства раствора количественно выражают через осмоляльность, то это означает, что концентрация осмотически активных частиц дана на килограмм растворителя.
При осмосе скорость диффузии молекул растворителя через мембрану в прямом и обратном направлениях зависит от следующих причин:
-
неодинаковых концентраций растворителя в различных частях системы;
-
различий свободных поверхностей мембран со стороны чистого растворителя и раствора, где часть поверхности мембраны занята частицами растворенного вещества;
-
различий в подвижности молекул растворителя в чистом растворителе и в растворе, где есть межмолекулярное взаимодействие между веществом и растворителем.
Со временем, вследствие уменьшения разности концентраций растворителя в разделенных частях системы и появления избыточного гидростатического давления со стороны раствора, скорость диффузии растворителя будет изменяться по-разному. Это приведет к наступлению в системе состояния динамического равновесия, характеризующегося равенством скоростей диффузии молекул растворителя через мембрану в обоих направлениях. Стремление к выравниванию концентраций приводит к тому, что начинается "всасывание" растворителя раствором. Всасывающая сила (на единицу площади) называется осмотическим давлением (pосм ). Осмотическое давление раствора равно тому внешнему давлению, которое необходимо приложить к раствору, чтобы предотвратить осмос. Поскольку величины осмотического давления, выраженные в миллиметрах ртутного столба (мм рт.ст.), неудобны для клинической практики, значения осмотического давления выражают в единицах осмоляльности - концентрации растворенных частиц в единице массы растворителя [12].
В общем случае осмотическое давление вычисляют по формуле Я. Вант-Гоффа:
росм = C × R × T ,
где pосм - осмотическое давление, атм. или кПа; C - концентрация, моль/кг растворителя; R - универсальная газовая постоянная; T - температура, K.
Однако это уравнение справедливо только для идеальных растворов, в которых отсутствуют взаимодействия частиц. В реальных же растворах имеют место взаимодействия между молекулами вещества и растворителя, которые могут приводить или к диссоциации молекул растворенного вещества на ионы, или к ассоциации молекул вещества с образованием ассоциатов.
Для учета межмолекулярных взаимодействий в реальных растворах Я. Вант-Гофф предложил изотонический коэффициент i , отражающий отношение числа частиц, образовавшихся в растворе, к числу исходных частиц вещества. Для водных растворов электролитов вследствие диссоциации i >1, причем максимальное значение для данного электролита равно числу ионов в его молекуле. Для растворов неэлектролитов, молекулы которых мало склонны к ассоциации, i равно 1. Для растворов, в которых вещество находится в виде ассоциатов, i <1. С учетом изотонического коэффициента формула Я. Вант-Гоффа принимает следующий вид:
росм = i × C × R × T .
Если осмотическое давление у растворов одинаковое, то они называются изоосмотическими (изотоническими), и между ними происходит равновесный обмен растворителем. В случае контакта растворов с различным осмотическим давлением гиперосмолярным (гипертоническим) будет раствор, у которого осмотическое давление больше, а гипоосмолярным (гипотоническим) - раствор с меньшим осмотическим давлением. Гиперосмолярный раствор всегда будет всасывать растворитель из гипоосмолярного вследствие стремления к выравниванию концентрации вещества за счет перераспределения растворителя между контактирующими растворами.
При приготовлении физиологических растворов необходимо учитывать осмотическую активность и поэтому их концентрацию выражают через осмолярную или осмоляльную концентрацию. Осмолярность плазмы и клетки составляет 285–295 мосмоль/л. На клеточное осмотическое давление влияет интенсивность обмена веществ. При распаде больших молекул осмолярность повышается, при синтезе - снижается.
Осмотические взаимоотношения ответственны за распределение воды в различных жидкостных биосредах организма. Так, гипотонический раствор натрия хлорида вызывает набухание эритроцитов, гипертонический, наоборот, приводит к их сморщиванию (рис. 21-7).

В изотоническом растворе (а ), где содержание осмотически активных частиц раствора равно их количеству, в цитоплазме клетки отсутствуют силы направленного перемещения воды между цитоплазмой и раствором. В гипертоническом растворе (б ) содержание осмотически активных частиц выше, чем в цитоплазме, вследствие чего возникают осмотические силы перемещения воды из клетки в раствор. Напротив, в гипотоническом растворе (в ) концентрация осмотически активных частиц в клетке выше, чем в растворе, что предопределяет поступление в них избыточных количеств воды
Изменение объема клеток обусловлено разнонаправленным движением воды через клеточные мембраны в гипертоническом и гипотоническом растворах. Ключевую роль как в осмолярности, так и в тоничности плазмы крови играет натрий. В этой связи его называют осмотически эффективным веществом . Напротив, мочевина, присутствующая в плазме в относительно высоких концентрациях, является осмотически неэффективным веществом . Она влияет на осмолярность плазмы крови, но практически не сказывается на ее тоничности , так как легко преодолевает клеточные мембраны по градиенту концентрации благодаря присутствию транспортера. По этой причине мочевина слабо влияет на движение воды из внеклеточного во внутриклеточное пространство.
Доля осмотического давления крови, обусловленная белками, называется онкотическим давлением и составляет 0,03–0,04 атм. (2,94–3,92 кПа). Оно играет важную роль в процессах всасывания жидкостей из тканей в кровеносные сосуды.
21.2.1.1. Коллоидно-осмотическое давление
Коллоидно-осмотическое, или онкотическое, давление отражает участие белков в осмолярности. Поскольку белковые молекулы имеют большие размеры, то число их частиц на единицу массы мало. Коллоидно-осмотическое давление белков плазмы крови равно 1,6 мосмоль/л, что составляет 0,55% общей осмолярности плазмы. Наибольший вклад в онкотическое давление белков плазмы крови вносит альбумин (рис. 21-8).

Поскольку размер молекул альбуминов меньше размера молекул глобулинов, любое определенное количество альбумина содержит больше молекул, обусловливая большее онкотическое давление, чем глобулины с аналогичной относительной молекулярной массой.
Онкотическое давление имеет большое значение, регулируя на уровне капилляров распределение внеклеточной жидкости между интерстициальным и васкулярным пространствами (рис. 21-9).

Снижение содержания альбумина в плазме приводит к выравниванию онкотического и гидростатического давлений в венулярной части капилляра (рис. 21-10), что способствует формированию гипопротеинемических так называемых "голодных" отеков [34].

Для количественного описания осмотических свойств растворов в лабораторной практике используют показатели измеренной осмоляльности, расчетной осмоляльности, осмотического промежутка, корригированной осмоляльности.
Измеренная осмоляльность - это концентрация всех осмотически активных частиц. Этот показатель определяется методами, основанными на тех свойствах раствора, которые обусловлены количеством осмотически активных частиц (например, температура замерзания раствора в сравнении с чистым растворителем снижается пропорционально концентрации осмотически активных частиц). Референтное значение измеренной осмоляльности плазмы крови при сбалансированном метаболизме составляет 290±5 мосм/кг Н2 О.
Расчетная осмоляльность отражает суммарную концентрацию определенных осмотически активных частиц. Значение определяется расчетным методом, основанным на физиологическом свойстве качественного постоянства концентрации основных осмотически активных частиц (для плазмы крови - натрий, глюкоза и мочевина):
Осмоляльность = 1,86 × PNa + PG + PUR + 9,где PNa - концентрация натрия (ммоль/л);
PG - концентрации глюкозы (ммоль/л); PUR - концентрация мочевины (ммоль/л); 1,86 - коэффициент активности солей натрия.
Такое значение приводится в соответствии со следующими расчетами: в сыворотке крови натрия хлорид диссоциирован на 93%, в этой связи осмотический коэффициент составляет не 2 ед., а 1,86, то есть осмолярность натрия с анионами в сыворотке крови меньше их концентрации. Если принять число анионов, равным числу катионов, то концентрацию натрия надо умножать не на 2, а на 1,86; 9 - эмпирически найденная величина, отражающая осмотическую концентрацию "остаточных анионов".
Референтное значение расчетной осмоляльности плазмы крови при сбалансированном метаболизме составляет 290±5 мосм/кг Н2 О.
Разность величин измеренной и расчетной осмоляльности называется осмотическим промежутком . В норме для человека значение осмотического промежутка одной и той же плазмы крови должно быть не более 10 мосм/л. Подобно осмотическому промежутку рассчитывается показатель корригированной осмоляльности :

Как видно из формулы расчета, в показателе корригированной осмоляльности не учитывается осмотическая активность натрия, играющего ключевую роль в формировании осмотического баланса. В норме корригированная осмоляльность составляет 260–275 мосм/кг Н2 О.
21.2.2. Баланс воды в организме
Баланс воды в организме складывается из соответствующего равновесия между ее поступлением, депонированием и выведением.
Суточная потребность в воде для человека составляет 2,0–2,5 л. Основная часть потребляемой воды поступает в организм с питьем и пищевыми продуктами. Особенно богаты водой овощи и фрукты. До 300–600 мл воды в сутки образуется в организме при окислении липидов, белков и углеводов. Так, при полном окислении 100 г липидов образуется 107 мл. Из соответствующих количеств углеводов и белков соответственно 55 и 41 мл Н2 О. В среднем на каждые 100 кал образуется 12 мл Н2 О. Вода всасывается преимущественно в подвздошном и толстом отделах кишечной трубки. В то же время все отделы ЖКТ активно секретируют воду, суммарный объем которой достигает 8 л в сутки (рис. 21-11).

Несмотря на активную секрецию воды в ЖКТ, с каловыми массами у здорового человека выделяется не более 5% от общего ее количества, выводимого из организма.
Основным депо воды в организме являются мышечная и печеночная ткань, а также кожа. Эксперименты с тяжелой водой показали, что каждая молекула воды задерживается в организме до 9 сут.
В течение суток из организма выделяется вода в количестве, соответствующем при водном балансе количеству принимаемой жидкости. Минимальное количество жидкости, необходимое для выделения продуктов обмена из организма (примерно 10% или 1000 мл от объема внеклеточной жидкости) называется облигатной потерей жидкости. В облигатные потери жидкости входят 50% воды, удаляемой почками с максимально концентрированной мочой, 13% воды, удаляемой легкими, 5% воды, удаляемой кишечником, и остальная ее часть, удаляемая кожей [27].
За 24 ч почечный плазмоток превышает 1000 мл. Клубочки из этого количества плазмы фильтруют около 180 мл жидкости - первичной мочи, 1% которой выводится из организма, а остальное количество реабсорбируется. Канальцевая реабсорбция осуществляется пассивной диффузией по осмотическому градиенту. Вода перемещается из канальцевой жидкости в интерстициальное пространство трансцеллюлярно через специфические белковые водные поры, получившие название аквапорины. Аквапорины, обнаруженные в мембранах клеток канальцевого эпителия человека, имеют близкую молекулярную массу (в среднем около 30 кДа), сходны по аминокислотному составу (гомология 30–40%). Функционально активная форма аквапорина представляет собой тетрамер, имеющий четыре поры для воды радиусом 0,16–0,21 нм [24]. Типы аквапоринов, их локализация в тканях человека и функциональное назначение приведены в табл. 21-1.
Аквапорин* | Локализация | Свойства и функциональное назначение |
---|---|---|
AQP1 (CHIP28 - chanel intrisik protein, Mr 28 kD) |
Эритроциты; проксимальные канальцы и петля Генле; желчные протоки; эпителий вен, лимфатических и кровеносных капилляров; сосудистое сплетение сетчатки |
Меркурийчувствителен. Участвует в реабсорбции воды в проксимальных канальцах и петле Генле почки, в концентрировании мочи до 1200 осмоль, секреции гуморальных жидкостей тела; обеспечивает проницаемость стенок сосудов |
AQP2 (AQP-CD –aquaporin in collecting duct; WCH-CD - water chanel in collecting duct) |
Основные клетки собирательных трубок почки (апикальная мембрана и субапикальные пузырьки) |
Меркурийчувствителен. Вазопрессинрегулируемый водный канал, участвует в реабсорбции воды в собирательных трубочках почки |
AQP3 (GLIP - glucose intrisic protein) |
Основные клетки собирательных канальцев почки (базолатеральные мембраны); желудочно-кишечный тракт; дыхательный эпителий; конъюнктива; эпендима мозга; селезенка |
Меркурийчувствителен. Пропускает воду и глицерин. Участвует в реабсорбции воды в собирательных трубочках почки; в реабсорбции гуморальных жидкостей тела |
AQP4 (MIWC - mostly inactive water channel или mercurial-insensitive channel) |
Основные клетки собирательных канальцев почки (базолатеральные мембраны); глиальные и эпендимные клетки мозга; ретина; дыхательный эпителий; эпителий желудочно-кишечного тракта |
Меркурийнечувствителен. Самая высокая проводимость для воды среди AQP1–AQP4; участвует в транспорте ЦСЖ в мозге, транспорте воды глаза и из собирательных трубочек почки, гидратации дыхательных путей, в осморецепции в ЦНС и объемной регуляции клеток |
AQP6 |
Эпителий почечных канальцев |
Меркурийчувствителен. Участвует в транспорте воды |
*Аквапорины представлены в соответствии с новой номенклатурой, по которой они обозначаются аббревиатурой AQP и соответствующим номером, в скобках приведены синонимы.
Примечание : ЦНС - центральная нервная система; ЦСЖ - цереброспинальная жидкость.
Осмотический градиент в проксимальной части почечного канальца между жидкостями просвета канальца и компартментов корково-медуллярного вещества обеспечивается активным транспортом натрия (две трети фильтруемых соединений натрия сорбируется в этой части канальца в виде NaCl - 70% и NaHCО3 - 30%) и других осмотически активных частиц, включающих 80% бикарбоната, 96,5% глюкозы, практически 100% фосфата, сульфата и различных органических соединений. Свой вклад в формирование осмотического градиента вносит онкотическое давление белка в перитубулярной капиллярной сети. Стенка почечного канальца проксимального отдела благодаря аквапоринам проницаема для воды, которая следует за осмотически активными частицами в почечный интерстиций. Учитывая, что вода в проксимальной части почечного канальца перемещается вместе с осмотически активными частицами, то ее реабсорбция является изоосмотической. К концу проксимального канальца из первичной мочи реабсорбируется 60–65% воды. Изоосмотическую реабсорбцию воды в проксимальном канальце называют облигатной реабсорбцией воды. Регуляция этого процесса имеет опосредованный характер, а количество реабсорбируемой воды определяется количеством реабсорбируемых осмотически активных частиц. На протяжении всего проксимального канальца осмоляльность канальцевой жидкости в значительной степени зависит от концентрации натрия. Именно поэтому факторы, регулирующие реабсорбцию натрия, влияют и на количество реабсорбируемой воды в этой части канальца. В почечном канальце проксимальная часть является единственным местом, где присутствует одномоментная реабсорбция воды и осмотически активных частиц. Механизм изоосмотической реабсорбции воды соответствует закономерностям клубочково-канальцевого равновесия, при котором обеспечивается пропорциональная зависимость между количествами фильтруемой в почечном клубочке и реабсорбируемой в проксимальном почечном канальце воды. Иными словами, чем больше количество фильтруемой жидкости, тем выше уровень ее реабсорбции в проксимальной части канальца.
В последующих сегментах почечного канальца (нисходящая часть петли Генле, дистальный отдел), собирательной трубочке процессы реабсорбции воды и осмотически активных частиц разобщены, и вода реабсорбируется из канальцевой жидкости в соответствующие компартменты почечного интерстиция только при наличии осмотического градиента (рис. 21-12).

Так, стенка нисходящего отдела петли Генле, как и проксимального канальца, проницаема для воды, однако в ней практически отсутствует реабсорбция осмотически активных частиц, за исключением небольших количеств мочевины. Напротив, стенка восходящей части петли Генле непроницаема для воды, но процессы активного транспорта осуществляют реабсорбцию растворенных веществ с высокой скоростью. Вследствие этого связующий нисходящее и восходящее колено петли Генле почечный интерстиций (включающий и внутрисосудистый компартмент) оказывается гиперосмолярным по отношению к канальцевой жидкости нисходящей части петли Генле (см. рис. 21-11), из которой и происходит всасывание воды по осмотическому градиенту. Процесс всасывания из противоположно направленных потоков канальцевой жидкости в коленах петли Генле получил название противоточно-возвратного механизма. В нисходящей части петли Генле всасывается около 20% отфильтрованной в клубочках воды.
Разобщение реабсорбируемых потоков воды и осмотически активных частиц еще называют образованием осмотически свободной воды. Осмоляльность жидкости, выходящей из петли Генле, приблизительно равна 40 мосмоль/л, что примерно в 7 раз ниже аналогичного показателя плазмы. Осмотически свободная вода количественно составляет 15% фильтруемой клубочками жидкости. Реабсорбция осмотически свободной воды осуществляется также в дистальном канальце и собирательной трубке. Процесс находится под контролем антидиуретического гормона (см. рис. 21-12). Стенки дистального канальца и собирательной трубки непроницаемы для воды, однако структуры клеток почечного эпителия люминальной мембраны в этой части канальца способны при действии антидиуретического гормона формировать водные поры посредством встраивания в клеточную мембрану аквапоринов - AQP2–AQP4, AQP6, в связи с чем реабсорбция воды имеет трансцеллюлярный характер. Движущей силой реабсорбции воды является трансмембранный осмотический градиент, который в люминальной и базолатеральной мембранах нефроцита обеспечивает транспортные системы осмотически активных частиц (рис. 21-13).

При отсутствии эффекта антидиуретического гормона образование осмотически свободной воды продолжается в дистальном канальце и по всей длине собирательной трубки. Количество осмотически свободной воды, экскретируемой за 1 мин, называют клиренсом свободной воды. Этот показатель рассчитывают, исходя из тех представлений, что образование мочи происходит из жидкости, имеющей значение осмоляльности, равное осмоляльности плазмы крови. Очевидно, что скорость выведения из фильтрата плазмы осмотически активных веществ будет равна произведению скорости мочеотделения V (мл/мин) на ее осмоляльную концентрацию Uосм . С учетом осмоляльности плазмы крови (Росм ) можно рассчитать скорость, с которой почки удаляют из плазмы крови осмотически активные вещества:
Сосм = U /P - V (мл/мин).
Показатель Сосм , который называют осмоляльным клиренсом, характеризует скорость освобождения плазмы крови от осмотически активных частиц с изоосмоляльной мочой (290 мосмоль/л). Если величина Uоcм /Pоcм равна 1, то выделяемая моча будет иметь осмоляльность, равную осмоляльности плазмы (Росм ) и Сосм = V . Почки в этом случае не выполняют какой-либо работы по регуляции водного баланса, так как организм находится в состоянии водного равновесия.
Если Uосм /Pосм <1, то Сосм <V . В этом случае в моче можно выделить две водные фракции, первая содержит осмотически активные вещества и ее осмоляльность равна осмоляльности плазмы, другая фракция лишена осмотически активных частиц и представляет собой осмотически свободную воду. Очевидно, что количество осмотически свободной воды (СН2О ), выделяемой с мочой, или клиренс осмотически свободной воды можно определить, используя следующее выражение:
СН2О = V - Сосм .
Отрицательное значение этого показателя характеризует величину канальцевой реабсорбции осмотически свободной воды и обозначается символом Тс. Его значение соответствует количеству реабсорбируемой почками воды, свободной от осмотически активных веществ, и оно составляет около 15% от общего количества фильтрата.
Для удаления из организма продуктов метаболизма при хорошей концентрационной способности почек достаточно 700 мл мочи с относительной плотностью 1020–1022 г/л и осмоляльностью 1000 мосмоль/кг Н2 О. Этот объем называют облигатным объемом мочи.
Если бы удаление шлаков осуществлялось с изотоничной мочой (290–300 мосмоль/кг), то для этого потребовалось бы 2,5 л воды. Плотность изотоничной мочи равна 1008 г/л. При объеме суточного диуреза 1320 мл осмоляльность мочи равна 500 мосмоль/кг Н2 О, а относительная плотность - 1015 г/кг. При физиологическом максимуме концентрационной способности почек осмоляльность мочи составляет 1400 мосмоль/кг Н2 О, при объеме 500 мл и относительной плотности 1040 г/кг.
21.2.3. Регуляция водного баланса в организме
Постоянное количество воды в организме при сбалансированном метаболизме поддерживается либо путем увеличения потребления, либо снижения выделения воды при ее недостатке и выделения осмотически свободной воды при ее избытке. Снижение количества воды в организме приводит к увеличению показателя осмоляльности, уменьшению объема крови и снижению почечного кровотока. Эти изменения при недостатке воды могут сочетаться между собой. Чувствительной сенсорной структурой, реагирующей на дефицит воды, являются осморецепторы. Для раздражения центральных (гипоталамических) и периферических (печеночных) осморецепторов достаточным является увеличение осмоляльности крови на 2 мосмоль/кг (менее 1%). Осморецепторный контроль количества воды в организме дополняется реакцией артериальных барорецепторов и тензиторных рецепторов низкого давления левого предсердия и легочных вен (снижение объема крови на 10–30% индуцирует их активность). Раздражение осморецепторов стимулирует чувство жажды и секрецию антидиуретического гормона или вазопрессина. Возбуждение барорецепторов и тензиторных рецепторов низкого давления при гиповолемии также приводит к увеличению выброса вазопрессина. В последнем случае стимуляция чувства жажды осуществляется нейрогуморальными механизмами.
Вазопрессин , или антидиуретический гормон (АДГ), секретируется клетками задней доли гипофиза. По своей структуре он представляет собой олигопептид. Клетки-мишени АДГ расположены в дистальных извитых канальцах и собирательных трубках, стенка которых непроницаема для осмотически свободной воды. В отсутствие АДГ моча не концентрируется и может выделяться в количествах, превышающих 20 л в сутки (несахарный диабет). Антидиуретический гормон увеличивает проницаемость клеток для осмотически свободной воды, способствует ее движению по осмотическому градиенту из просвета дистальных извитых канальцев и собирательных трубок в интерстициальное пространство (см. рис. 21-11, 21-12), благодаря чему объем выделяемой мочи сохраняется в пределах 0,5–1,0 л/сут. Действие АДГ на клетки почечного эпителия, опосредуемое V2-рецепторами, проявляется в стимуляции аденилатциклазы, увеличении уровня цАМФ и последующей активации протеинкиназы А, которая, в свою очередь, индуцирует фосфатную модификацию ряда специализированных белков. Все это приводит к слиянию соответствующих аквапоринов (табл. 21-1, см. рис. 21-13, 21-14) с люминальной мембраной и обеспечивает трансцеллюлярное всасывание осмотически свободной воды (антидиуретическое действие).

Помимо антидиуретического эффекта, вазопрессин, воздействуя на V1-рецепторы гладкомышечных клеток сосудов, индуцирует фосфолипазу С с последующим образованием инозитолтрифосфата и диацилглицерола. Первый способствует мобилизации внутриклеточного кальция, а второй активирует протеинкиназу С. Последующее фосфорилирование специализированных белков гладких мышц сосудов приводит к вазоконстрикции (см. рис. 21-14).
Разрушение вазопрессина происходит в почках и легких.
Другие факторы, влияющие на баланс воды. Способность влиять на механизмы обмена воды в организме присуща различным гуморальным факторам, включая минералокортикоиды, катехоламины, тиреоидные гормоны, цитокины.
Минералокортикоиды , главным образом альдостерон, способствуют увеличению общего содержания воды во внеклеточном пространстве. Эффект альдостерона опосредуется задержкой в организме натрия. Сопряженное с этим увеличение осмолярности предопределяет прирост секреции антидиуретического гормона и увеличение реабсорбции воды в дистальном канальце. Посредством альдостерона на баланс воды подобным образом реализуется действие ренин-ангиотензиновой системы (подробнее в разделе 21.3.1).
Катехоламины. Адреналин и норадреналин - гормоны, способные влиять преимущественно на эндогенную продукцию воды и ее неощутимые потери. Они увеличивают частоту и глубину дыхания, две основные составляющие, определяющие увеличение потерь воды через легкие. Способность катехоламинов стимулировать секрецию потовых желез и потоотделение предопределяет увеличение неощутимых потерь через кожу. Обусловленные действием катехоламинов неощутимые потери воды значимы при лихорадочных состояниях, сопровождающихся гипертонической дегидратацией. При действии катехоламинов возрастают почечные потери воды, что обусловлено усилением работы сердца и увеличением почечной перфузии. Эндогенная продукция воды, стимулируемая катехоламинами, связана с преобладающим окислением жирных кислот в процессах освобождения энергии (при окислении 100 г липидов образуется 107 мл эндогенной воды). Однако при действии катехоламинов преобладают потери воды и уменьшение ее общего количества, что в прочем компенсируется их сосудосуживающим эффектом, способностью стимулировать продукцию антидиуретического гормона и таким образом компенсировать негативное влияние на водный баланс.
Тиреоидные гормоны . Три- и тетрайодтиронин при избыточных концентрациях увеличивают преимущественно неощутимые потери воды и ее эндогенную продукцию. Способность тиреоидных гормонов увеличивать неощутимые потери воды, вероятно, определяется действием катехоламинов за счет повышения чувствительности их рецепторов. Увеличение эндогенной продукции воды при действии тиреоидных гормонов обусловлено увеличением общего обмена и сопряженного с этим образования воды в реакциях окисления. Однако, как и при действии катехоламинов, преобладают потери воды, что является условием для развития гипертонической дегидратации.
Недостаточная продукция тиреоидных гормонов (гипотиреоз) сопровождается задержкой воды в организме и формированием специфического слизевого отека, давшего название этому заболеванию - микседема (от греч. myxa - слизь + oedema - отек). Недостаток тиреоидных гормонов сказывается на продукции внеклеточного вещества и структуре неколлагеновых белков кожи, где преобладающим становится муцин, богатый гидрофильными компонентами - гиалуроновой и хондроитинсерной кислотами. Наличие избытка муцина в коже предопределяет связывание значительного количества воды, что придает ей припухлость. Однако при надавливании на кожу не остается ямок и она не собирается в складки. Таким образом, при недостатке тиреоидных гормонов возрастает фракция связанной физиологически неактивной воды.
21.2.4. Нарушения гомеостаза воды
В нарушениях баланса воды условно можно выделить расстройства, обусловленные:
-
гуморальными факторами, увеличивающими содержание воды преимущественно в кровеносных сосудах;
-
увеличением объема воды в интерстициальном и/или трансцеллюлярном пространствах, или какой-либо части этих компартментов, что проявляется общим отеком или его локальными вариантами;
-
нарушениями обмена осмотически активных частиц, предопределяющими физиологически неадекватное перераспределение воды во вне- и внутриклеточном пространствах организма.
21.2.5. Нарушения регуляции обмена воды
Нарушения регуляции баланса воды могут быть обусловлены дефектом любого компонента нейрогуморальной цепочки. Наиболее изученными и хорошо диагностируемыми являются недостаточная или избыточная секреция антидиуретического гормона, механизмы дизрегуляции обмена натрия. Менее исследованы расстройства рецепторного аппарата и внутриклеточного звена реализации гуморального сигнала в нефроцитах.
Синдром физиологически неадекватной секреции АДГ связан обычно с эктопическим образованием гормона различными опухолями (например, опухолями легких), но может наблюдаться и при поражениях головного мозга, легочных инфекциях и гипотиреозе. Неадекватной такая секреция считается по той причине, что продукция АДГ, хотя и происходит с нормальной или повышенной скоростью, в условиях гипоосмолярности вызывает устойчивую гипонатриемию и выведение гипертонической мочи.
Недостаточная секреция и/или снижение чувствительности рецепторов к АДГ является причиной выделения больших объемов разбавленной мочи (несахарный диабет) вследствие снижения реабсорбции осмотически свободной воды.
Нейрогенная полидипсия в принципе не опасна для здоровья при нормальной функции почек, поскольку они способны удалять до 20 л осмотически свободной воды при компенсаторном снижении в крови уровня антидиуретического гормона.
При повышении уровня кальция в среде, омывающей слизистую поверхность канальцев, тормозится действие АДГ на перемещение воды в интерстициальное пространство (очевидно, путем экранирования соответствующих рецепторов). Подобный эффект оказывает литий, широко используемый при иммунокоррекции и при лечении больных с маниакально-депрессивным психозом.
При избыточной секреции антидиуретического гормона в организме максимально увеличено количество воды. Концентрация натрия, калия, бикарбоната, мочевой кислоты, мочевины в сыворотке крови ниже нормы. У больных наблюдается полиурия и натрийурез, вследствие чего осмолярность мочи превышает аналогичный показатель плазмы крови.
При недостаточной секреции АДГ суточный диурез превышает 10 л, а концентрация натрия в моче - менее 10 ммоль/л.
Другая группа расстройств водного баланса обусловлена избыточной задержкой натрия, определяемой минерало- и глюкокортикоидами. Задерживаемая вода находится преимущественно в сосудистом русле, что приводит к гипертонической болезни, требующей лечения с учетом механизма задержки воды.
Нарушения водного баланса при альдостеронизме, излечиваемом глюкокортикоидами. Это редкое наследственное заболевание, для которого характерно раннее развитие гипертензивного состояния на фоне повышения массы циркулирующей крови и внеклеточной жидкости, наличия метаболического алкалоза и гипокалиемии. При этом активность ренина плазмы снижена, что напоминает ситуацию при первичном альдостеронизме. Концентрация альдостерона в плазме крови либо нормальна, либо повышена или даже понижена, кроме того, в моче обнаруживается значительное количество необычных стероидов с выраженной минералокортикоидной активностью - 18-гидроксикортизола и 18-оксикортизола. Введение глюкокортикоидов приводит к нормализации водного обмена и, как следствие, АД (отсюда и название синдрома - альдостеронизм, излечиваемый глюкокортикоидами) [13].
Генетические изменения при данном заболевании изучены. Установлено, что на коротком плече восьмой хромосомы человека (8р) тандемно расположены два гена, кодирующие два ключевых фермента стероидогенеза - 11β-гидроксилазу (CYP11B1 ) и синтетазу альдостерона (CYP11B2 ). Первый фермент участвует в биосинтезе глюкокортикоида кортизола, а второй - минералокортикоида альдостерона, причем индукция синтеза кортизола осуществляется адренокортикотропным гормоном (АКТГ), а альдостерона - ангиотензином II. Оба гена имеют высокую степень гомологии (около 95%), что может приводить к их кроссинговеру (обмену равными по длине фрагментами). Иногда кроссинговер происходит со смещением хромосом относительно друг друга (неравный кроссинговер), и тогда образуется гибридный (химерный) ген, состоящий из части гена 11β-гидроксилазы и части гена синтетазы альдостерона.
Если ген синтетазы альдостерона соединяется с промоторной частью гена 11β-гидроксилазы, то индукция химерного гена, кодирующего фермент биосинтеза альдостерона, будет протекать под контролем АКТГ, а не ангиотензина II. Такая экспрессия химерного гена происходит эктопически - в пучковой зоне коры надпочечника, где образуется и другой фермент - 17α-гидроксилаза (CYP17 ). Это приводит к тому, что из глюкокортикоидных предшественников формируются 18-гидроксикортизол и 18-оксикортизол, обладающие минералокортикоидным действием. Они связываются с минералокортикоидными рецепторами почечных канальцев, вызывая задержку ионов натрия и воды, выведение ионов калия и повышение артериального давления. Это, в свою очередь, подавляет секрецию ренина.
То обстоятельство, что ключевую роль в запуске всей цепочки патологических реакций играет АКТГ, стимулирующий экспрессию химерного гена, дает возможность использовать в качестве терапевтических агентов уменьшения количества воды и, как следствие, понижения артериального давления, экзогенные глюкокортикоиды, подавляющие секрецию АКТГ.
Нарушения водного баланса при кажущемся (ложном) избытке минералокортикоидов. Для данного варианта нарушения водного баланса характерно раннее увеличение массы циркулирующей крови, приводящее к увеличению АД, гипокалиемия и метаболический алкалоз, развитие инсультов. Подобная картина симулирует состояние гиперминералокортицизма, однако альдостерон в плазме крови практически отсутствует. Патогенез данного состояния связан с нарушением молекулярного механизма, определяющего тропность рецепторов минералокортикоидов только к альдостерону. Избирательность действия альдостерона на водно-солевой гомеостаз обеспечивается тем, что в клетках мишенях при воздействии альдостерона экспрессируется ген, кодирующий фермент 11β-гидроксистероид дегидрогеназу второго типа (HSD 11β2) — КФ 1.1.1.146. Этот фермент трансформирует кортизол в кортизон, имеющий незначительное сродство к минералокортикоидным рецепторам, что делает кортизол физиологически незначимым фактором регуляции водно-солевого обмена. Идентифицированы мутации гена, кодирующего фермент HSD 11β2, подавляющие способность фермента разрушать кортизол, который, активируя рецепторы альдостерона, инициирует механизмы задержки натрия и воды, выведение калия. Реабсорбируемый натрий подавляет выработку альдостерона, что приводит к отсутствию альдостерона в крови.
Нарушения водного баланса при врожденном повышении базовой активности минералокортикоидного рецептора. Нарушения водного баланса обусловлены спонтанным устойчивым активированным состоянием минералокортикоидного рецептора, приводящим к задержке натрия и воды, и, как следствие, повышению артериального давления, гипокалиемии и метаболическому алкалозу. Повышенная базовая активность рецептора возникает вследствие генетического дефекта, выражающегося в аминокислотной замене серина на лейцин (Ser810Leu) в связывающем стероиды домене минералокортикоидного рецептора. Следствием аминокислотной замены является конформация рецептора, соответствующая его активированному состоянию. Повышение базовой активности рецептора усугубляется его дополнительной активацией альдостероном. Негативным следствием данного генетического дефекта является снижение специфичности рецептора. Минералокортикоидный рецептор может активироваться прогестероном, в этой связи у беременных женщин имеет место физиологически избыточная задержка воды в период беременности, обусловленная дополнительной стимуляцией избыточными количествами прогестерона. Возможно, такого рода мутации лежат в основе эклампсии беременных с резким повышением артериального давления. Парадоксальным фактом является то, что спиронолактон (мочегонное средство) - блокатор минералокортикоидных рецепторов - в случае описанного типа генетического дефекта проявляет свойства агониста, увеличивая не выведение, а задержку воды.
Нарушения водного баланса при дефекте регуляции натриевых каналов почечных канальцев (синдром Лиддла). Задержка воды при синдроме Лиддла обусловлена нерегулируемой реабсорбцией натрия. Сопровождается гипокалиемией, метаболическим алкалозом, снижением ренина и альдостерона в плазме крови. Пациенты имеют высокие значения артериального давления.
Негативные изменения при синдроме Лиддла обусловлены генетическими дефектами эпителиального натриевого канала (ENaC) в собирательных трубках канальцевой системы почек, предопределяющими замедленную его инактивацию, что означает практически нерегулируемую задержку натрия посредством ENaC и включение механизмов задержки воды.
Количество ENaC в структуре клеточной мембраны регулируется минералокортикоидами. В отсутствие минералокортикоидов ENaC распадаются с участием специфического фермента Nedd4-2 и белка убиквитина. В присутствии минералокортикоидов процесс деградации ENaC тормозится и увеличивается его экспрессия на мембране клеток собирательных трубок почечных канальцев. Мутации генов, кодирующих субъединицы эпителиального натриевого канала, изменяют участки внутриклеточных доменов, определяющих его сродство к ферменту Nedd4-2 и убиквитину. Это тормозит деградацию ENaC и увеличивает число натриевых каналов, что, в свою очередь, усиливает реабсорбцию натрия и задержку воды в организме.
Негативные изменения при синдроме Лиддла хорошо корректируются мочегонными препаратами - амилорид, тиазиды, триамтерен, ингибирующими активность эпителиального натриевого канала.
Нарушения водного баланса при псевдогипоальдостеронизме второго типа (синдром Гордона). Синдром Гордона проявляется избыточным количеством воды в сосудистом русле, гиперкалиемией и тенденцией к нарушению КОС по типу гиперхлоремического метаболического ацидоза. Задержка воды обусловлена избыточной задержкой натрия в дистальных извитых канальцах и собирательных протоках нефрона вследствие перманентно активированного состояния Na+ /Cl– -ко-транспортера. Это состояние Na+ /Cl– -ко-транспортера обусловлено генетическим дефектом ряда цитоплазматических протеинкиназ WNK1 и WNK4 (сокр. от with no K), приводящим к проявлению неконтролируемой избыточной активности [30].
Эти протеинкиназы специфически экспрессируются в дистальных извитых канальцах и собирательных протоках нефрона. Избыточная и преобладающая реабсорбция ионов натрия и хлора сочетается с ограниченным выведением других электролитов вследствие стимуляции протеинкиназами различных транспортных систем собирательных трубок. Реабсорбция воды вторична, однако достаточна для значительного повышения артериального давления, поддающегося терапии тиазидными диуретиками.
Отеки
Отек - широко распространенная форма нарушения обмена воды в организме. Отеки появляются в результате увеличения количества жидкости в интерстициальном пространстве, они могут быть локализованными или генерализованными.
Для обозначения некоторых форм отеков используются определенные термины, например: скопление жидкости в брюшной полости - асцит; в плевральной - гидроторакс. Тяжелый генерализованный отек носит название анасарки. Генерализованный отек становится заметным, когда количество жидкости в интерстициальном пространстве увеличится как минимум на 2 л. Жидкость в интерстициальное пространство попадает из сосудистого русла. Одномоментно такое количество жидкости не может покинуть сосудистое русло, так как это привело бы к двукратному снижению объема крови и, соответственно, летальному исходу.
Для понимания патогенеза отеков вкратце вернемся к изложенным выше механизмам регуляции транскапиллярного обмена воды (подробнее см. разд. 21.2.1.1). В артериальном отделе капилляров гемодинамическое давление (35–45 мм рт.ст.), "выдавливающее" плазму через стенку капилляров, выше онкотического (22–24 мм рт.ст.), удерживающего жидкость в просвете артериолы. Благодаря этому, идет процесс фильтрации жидкости. В венозном отделе капилляра онкотическое давление крови несколько повышается из-за фильтрации части жидкости (24–26 мм рт.ст.), а гемодинамическое падает (10–15 мм рт.ст.). Избыточное онкотическое давление обеспечивает поступление жидкости в просвет венулы.
В норме не обязательна сбалансированность объемов фильтрации и реабсорбции в кровеносных сосудах. Роль "демпфирующего" звена играют лимфатические капилляры, через которые осуществляется дополнительный отток интерстициальной жидкости в венозные сосуды.
Исходя из представлений о механизме транскапиллярного обмена воды с тканями, можно выделить определенные факторы, приводящие к развитию отека.
Гемодинамический фактор , при котором отек возникает вследствие повышения давления крови в венозном отделе капилляров, что уменьшает величину реабсорбции жидкости при продолжающейся ее фильтрации.
Онкотический фактор. Отек развивается вследствие либо понижения онкотического давления крови, либо повышения его в межклеточной жидкости.
Гипоонкия крови чаще всего бывает обусловлена снижением уровня белка, и главным образом альбуминов [34].
Гипопротеинемия может возникнуть в результате:
Гипоонкия крови может быть обусловлена и диспротеинемией, в основе которой лежит нарушение нормального соотношения альбуминов и глобулинов (в норме 2:1). При этом дефицит альбуминов может возмещаться избытком глобулинов, и уровень общего белка плазмы сохраняется в пределах нормы. Учитывая, что онкотическое давление жидкости определяется количеством осмотически активных частиц, а для высокомолекулярных соединений имеет значение заряд белка, который при физиологическом значении рН максимален у альбуминов, то именно уровень последних в основном определяет величину онкотического давления плазмы крови. Именно поэтому замещение дефицита альбуминов другими белками (при инфекционном процессе, аллергических реакциях) не предотвращает гипоонкии крови.
Гиперонкия межклеточной жидкости, как правило, носит локальный характер, что определяет и регионарную форму отека. Гиперонкия может возникнуть в результате:
Осмотический фактор. Отек может возникать и вследствие понижения осмотического давления крови или повышения его в межклеточной жидкости. В патогенезе отека осмотический фактор вторичен по отношению к онкотическому фактору.
Снижение капиллярного онкотического давления приводит к тому, что большее, чем в норме, количество жидкости покинет сосудистое русло и соответственно меньшее возвратится в него. Отток жидкости из сосудистого русла вызывает снижение ОЦК, снижение величины сердечного наполнения и выброса, уменьшение почечного перфузионного давления. Физиологической реакцией в ответ на эти изменения будет увеличение уровня антидиуретического гормона (вазопрессина) и альдостерона. Регуляторное воздействие на почки АДГ усиливает реабсорбцию осмотически свободной воды и восстанавливает ОЦК, но снижает онкотическое давление. Количество натрия в крови возрастает, так как параллельно секреции вазопрессина секретируется альдостерон вследствие того, что в ответ на снижение почечного перфузионного давления вырабатывается ренин, увеличивающий уровень ангиотензина II, который, в свою очередь, и приводит к увеличению уровня альдостерона. Натрийсберегающий эффект альдостерона усиливается низким значением разности гидростатического и околоканальцевого онкотического давления. Совокупность произошедших изменений восстанавливает состояние, предшествующее первичному оттоку жидкости в ткани и приводит к повторному дополнительному ее поступлению в интерстиций. Процесс многократного оттока жидкости из сосудистого русла в итоге повышает количество интерстициальной жидкости до равновесного уровня, при котором увеличению объема будет препятствовать резистентность ткани. Визуально наличие отечной жидкости становится заметным в первую очередь в областях, где резистентность ткани низкая (например, под глазами).
Задержка Na+ возникает вследствие расстройства его нейроэндокринной регуляции, в частности при увеличении выработки альдостерона. Сигналом для запуска вышеописанной цепочки взаимосвязанных изменений (альдостерон → задержка натрия → гиперосмия крови → секреция вазопрессина → задержка воды) обычно служит снижение ОЦК. Наиболее частой причиной острого уменьшения ОЦК является кровопотеря, и данный механизм имеет компенсаторное значение. Однако подобный сигнал возникает и при острой, и хронической сердечной недостаточности в ответ на снижение сердечного выброса. По сути, это ложный сигнал, инициирующий взаимосвязанные изменения (альдостерон → задержка натрия → гиперосмия крови → секреция вазопрессина → задержка воды → перемещение воды в ткани → гиповолемия → альдостерон → …).
Мембраногенный фактор. Отек формируется вследствие значительного возрастания проницаемости сосудистой стенки из-за:
-
1) перерастяжения стенок капилляров (например, при артериальной гиперемии);
-
2) повышения проницаемости стенок капилляров при избытке гистамина, серотонина в тканях;
-
3) повреждения эндотелиальных клеток и нарушения межклеточных контактов при действии токсинов, гипоксии, провоспалительных цитокинов, ацидоза и др.;
-
4) нарушения структуры базальной мембраны в условиях неконтролируемой активности протеолитических ферментов.
Повышение проницаемости стенок сосудов облегчает выход из них жидкости. При возрастании проницаемости стенок сосудов белки плазмы крови начинают выходить в ткань. Таким образом, локально возникают условия для задержки жидкости и формирования локального отека.
Лимфогенный фактор. Отек возникает вследствие значительного уменьшения оттока жидкости по лимфатическим сосудам. Подобное нарушение имеет, как правило, регионарный характер и обусловлено повреждением лимфатических сосудов (воспаление, тромбоз) или лимфатических узлов (воспаление, поражение паразитами). Частым вариантом таких отеков является слоновость: отек конечности (с увеличением ее до гигантских размеров), возникающий вследствие поражения регионарных узлов паразитами (филяриатоз). Отечная жидкость при этом обогащена белками, в норме резорбирующиеся лимфатическими капиллярами.
Перечисленные факторы могут встречаться в отдельности или в том или ином сочетании, в котором обычно выделяют выполняющего центральную, "организующую" роль. В связи с этим существует подход условного деления отеков по ведущему фактору на "гемодинамические", "осмотические", "онкотические", "мембраногенные", "лимфогенные". Так, в процессе образования локального ангионевротического отека имеют место нарушения сосудистой проницаемости, перемещение части белка в интерстиций и затрудненный отток лимфатической жидкости. По организующему фактору ангионевротический отек следует рассматривать как "мембраногенный".
Другой подход деления отеков учитывает их распространенность, связь с пораженным органом или системой органов. В соответствии с этим подходом выделяют следующие виды отеков: "застойные" - сердечные ("центральные"), венозные ("периферические"); лимфатические; почечные - нефритические, нефротические; воспалительные; кахексические; аллергические; эндокринные; токсические; нейрогенные; голодные; печеночные.
Например, типичной формой печеночного отека является асцит, образующийся вследствие затруднения оттока крови от внутренних органов при заболеваниях (поражениях) печени. Развитие асцита связано с переходом избытка жидкости из переполненных органных вен в брюшную полость. Движущей силой этого процесса является гидростатическое давление, создаваемое сосудистой стенкой и работой сердца.
Особую группу составляют идиопатические отеки, при которых задержка воды и натрия практически не связана с эффектами антидиуретического гормона и альдостерона. Не исключено, что при этих состояниях имеет место иное равновесие между натрийсберегающими и натрийуретическими регуляторными факторами. Подобное соотношение имеет место и в балансе воды.
На рис. 21-15 представлены ключевые составляющие патогенеза отеков, учитывающие поражения отдельных органов или системы органов.

Лабораторные исследования при отеках. Лабораторные исследования позволяют при отеках выявить в крови гипопротеинемию и гипоальбуминемию, повышенные уровни катехоламинов, ренина, ангиотензина и альдостерона. Натрийурез при отеках, как правило, не превышает 10 ммоль/сут.
Определение количества белка, поступающего в ткани из плазмы крови (-PtF ) или из тканей в системный кровоток (+PtF ), рассчитывают по формуле, исходя из его содержания в артериальной и венозной крови:
±PtF = PtV - (100Pta/100 + (±VF )),
где:
Pta = (Ht × Pta г/л)/1000;
Ptv = (Ht × Ptv г/л)/1000;
±VF = (Нta/Нtv × 100) - 100;
Pta - количество белка в артериальной крови, г/л; Ptv - количество белка в венозной крови, г/л; VF - объем фильтрационной жидкости в микроциркуляторном русле; Нta - показатель гематокрита артериальной крови; Нtv - показатель гематокрита венозной крови.
Нарушения обмена воды и осмотически активных частиц
В зависимости от содержания жидкости в организме и осмотического давления плазмы различают шесть различных состояний, связанных с увеличением количества внеклеточной жидкости (гипергидратация) и его уменьшением (дегидратация) (рис. 21-16).

Реальные значения осмотического давления определяются только посредством осмометрии (например, по понижению точки замерзания раствора). В практической деятельности в качестве косвенной меры осмотического давления можно ориентироваться на концентрацию натрия в плазме, хотя его содержание далеко не всегда отражает осмолярность плазмы. Так, при СД (гиперглюкоземия), уремии наблюдается гиперосмолярное состояние плазмы, которое не связано с повышенным содержанием натрия.
Содержание общего белка, концентрация гемоглобина в плазме, показатель гематокрита и число эритроцитов изменяются подобным образом при каждом из рассматриваемых вариантов нарушения обмена воды (табл. 21-2).
Показатели |
Дегидратация |
Гипергидратация |
||||
---|---|---|---|---|---|---|
гипер- |
изо- |
гипо- |
гипер- |
изо- |
гипо- |
|
Количество эритроцитов |
↑ |
↑ |
↑ |
↓ |
↓ |
↓ |
Гемоглобин |
↑ |
↑ |
↑ |
↓ |
↓ |
↓ |
Общий белок |
↑ |
↑ |
↑ |
↓ |
↓ |
↓ |
Гематокрит |
↑ |
↑ |
↑↑ |
↓↓ |
↓ |
↓ |
Ср. Vэритр. |
↑ |
N |
↑ |
↓ |
N |
↑ |
Ср. CHb |
↑ |
N |
↓ |
↑ |
N |
↓ |
Отеки |
- |
- |
- |
+ |
+ |
+ |
Примечание : N - норма; ↑ - выше нормы; ↑↑ - существенно выше нормы; ↓ - ниже нормы; ↓↓ - существенно ниже нормы.
Приведенные в таблице показатели и тенденции их изменения при гипергидратации и дегидратации носят вспомогательный характер для выявления рассматриваемых вариантов нарушений водного обмена.
Характер изменения показателя гематокрита артериальной и венозной крови позволяет определить потери воды в ткани (–) или ее поступление в сосудистое русло (+) на каждые 100 мл артериальной крови за время ее прохождения через микроциркуляторное русло. Расчет количества перемещаемой воды проводят по формуле:
±VF = (Нta/ Нtv × 100) - 100,
где VF - объем фильтрационной жидкости в микроциркуляторном русле; Нta - показатель гематокрита артериальной крови; Нtv - показатель гематокрита венозной крови.
Графически изменения объема и осмолярности внутриклеточной и внеклеточной жидкости при различных формах нарушений водно-электролитного баланса представлены на рис. 21-17.

Гипергидратация
Гипергидратация - это расстройство обмена воды, характеризующееся абсолютным или преобладающим ее избытком относительно физиологически оптимального объема, занимаемого в организме, и сочетающееся с физиологически неадекватным изменением содержания осмотически активных частиц. Таким образом, характер расстройств водного обмена у пациента оценивается в сочетании избытка воды и концентрации осмотически активных частиц. В зависимости от их концентрации гипергидратация может быть гипертонической, изотонической и гипотонической.
Гипертоническая гипергидратация характеризуется избытком воды относительно физиологически оптимального ее объема, занимаемого в организме, сочетающееся с физиологически неадекватным повышением содержания осмотически активных частиц во внеклеточном пространстве. При гипертонической гипергидратации прирост количества осмотически активных частиц внеклеточного пространства нескомпенсирован поступлением извне адекватного количества воды, что делает жидкость внеклеточного пространства гипертоничной относительно клеточного содержимого (рис. 21-18).

Подобное изменение осмолярности взаимосвязанных компартментов приводит к перемещению воды из клеток во внеклеточное пространство до тех пор, пока не будет достигнуто осмотическое равновесие. Таким образом, увеличение объема внеклеточной жидкости в этой ситуации сопряжено с обезвоживанием клеток и системным отеком. Гипертоническая гипергидратация может быть следствием парентерального введения изо- или гипертонических солевых растворов при недостаточной функции почек, а также питья морской воды в значительных количествах [25]. Внутриклеточная дегидратация сопровождается неадекватной потерей клетками калия. Наиболее уязвимыми в этой ситуации оказываются нервные клетки, функциональная недостаточность которых может стать причиной летального исхода.
Наиболее частыми причинами развития данных нарушений является употребление большого количества поваренной соли, гиперальдостеронизм, синдром Кушинга, инфузия избыточного количества гипертонических растворов, питье большого количества морской воды. Это приводит к изменению системной гемодинамики, которая приводит к увеличению ОЦК и АД в начальном периоде развития нарушений с последующей декомпенсацией из-за повышенной гемодинамической нагрузки. Увеличение осмолярности плазмы крови приводит к развитию сильной жажды, в то время как гипогидратация нейронов головного мозга вызывает нервно-психические расстройства.
Характерными лабораторными признаками гипертонической гипергидратации являются повышение содержания натрия (более 147 ммоль/л) и осмотического давления (выше 295 мосмоль/л) плазмы крови. Отмечается снижение показателя гематокрита за счет увеличения объема внеклеточной жидкости, в то время как объем эритроцитов уменьшен за счет их сморщивания.
Изотоническая гипергидратация характеризуется избытком воды относительно ее физиологически оптимального объема, занимаемого в организме, в сочетании с физиологически нормальным содержанием осмотически активных частиц во внеклеточном пространстве (рис. 21-19). При изотонической гипергидратации страдает преимущественно внеклеточное пространство. Вариантом проявления изотонической гипергидратации является отек интерстициального пространства [19].

В связи с тем, что осмотическое давление плазмы колеблется в пределах нормы, увеличивается лишь количество внеклеточной жидкости. Насыщенность клеток водой остается нормальной.
Избыток воды во внеклеточном пространстве в той или иной степени инициирует задержку почками натрия, что обусловлено влиянием альдостерона. При этом гиперальдостеронизм выявляется, тем не менее только в период формирования отеков, но не в их стабильной стадии. При наличии отеков вследствие избытка воды организм не может ее использовать.
Наиболее частыми причинами является инфузия избыточного количества изотоничных растворов, препаратов крови, гипопротеинемия (цирроз печени, нефротический синдром и др.), повышение проницаемости стенок микрососудов (инфекции, интоксикации и др.), увеличение гидростатического давления в микрососудах (сердечная недостаточность и др.), нарушение лимфооттока.
Развивающийся вторичный альдостеронизм вызывает не только высокую реабсорбцию натрия, но и повышенное выведение калия, усугубляемое применением диуретиков. Изменения системной гемодинамики характеризуется увеличением ОЦК и сердечного выброса, повышением АД. Наблюдается увеличение массы тела за счет развития отеков. Отсутствует жажда.
Лабораторными признаками изотонической гипергидратации являются транзиторный гиперальдестеронизм, снижение показателя гематокрита и концентрации общего белка плазмы крови, повышение суточной экскреции натрия с мочой.
Гипотоническая гипергидратация характеризуется избытком воды относительно ее физиологически оптимального объема, занимаемого в организме, в сочетании с физиологически неадекватным понижением содержания осмотически активных частиц во внеклеточном пространстве (рис. 21-20). Причинами ее возникновения являются чрезмерное введение жидкости или бессолевых растворов сахаров, особенно при нарушенной функции почек. При почечной недостаточности сначала возникает изотоническая гипергидратация. Назначение бессолевой диеты, применение диуретиков может вызвать переход ее в гипотоническую форму. Заболевания с отеками также могут сопровождаться гипотонической гипергидратацией [23].

Избыточное поступление воды во внеклеточное пространство без адекватного поступления осмотически активных частиц приводит к ее перемещению во внутриклеточное пространство. В этом компартменте в данных условиях имеется более высокое осмотическое давление. Поступление воды во внутриклеточное пространство носит системный характер, затрагивая клетки ЦНС, нарушения функций которых сопровождаются характерным симптомокомплексом, получившим название "водное отравление [23]".
Вследствие падения осмотического давления плазмы (ниже 285 мосмоль/л) клетки пересыщены водой, теряют калий; содержание натрия в плазме крови менее 136 ммоль/л. Снижается вязкость крови, развивается относительная гипопротеинемия. Гематокрит, несмотря на то, что объем внеклеточной жидкости увеличен, не меняется, так как пропорционально увеличивается объем эритроцитов, однако при значительном снижении осмолярности плазмы крови может наблюдаться уменьшение гематокрита, так как развивается гемолиз эритроцитов.
Дегидратация
Дегидратация характеризуется абсолютным или преобладающим дефицитом воды относительно ее физиологически оптимального объема, занимаемого в организме, в сочетании с физиологически неадекватным содержанием осмотически активных частиц. В этой связи характер расстройств водного обмена у пациента оценивается в сочетании избытка воды и концентрации осмотически активных частиц. В зависимости от концентрации осмотически активных частиц дегидратация может быть гипертонической, изотонической и гипотонической . Организм легче переносит гипергидратацию, чем дегидратацию. Увеличение внеклеточного пространства вдвое и более совместимо с жизнью, а при дегидратации, как отмечено выше, острая потеря 20% воды приводит к летальному исходу.
Гипертоническая дегидратация характеризуется абсолютным или преобладающим дефицитом воды относительно ее физиологически оптимальном объема, занимаемого в организме, в сочетании с физиологически неадекватным повышением содержания осмотически активных частиц во внеклеточном пространстве (рис. 21-21).

Она возникает при применении концентрированных питательных смесей, гастроэнтерологических заболеваниях, расстройстве чувства жажды, потере гипотонической жидкости при трахеобронхитах, пневмониях, лихорадочных состояниях, сопровождаемых профузным потоотделением, водянистом кале, в полиурической стадии острой почечной недостаточности, несахарном диабете и осмотическом диурезе при СД. При гипертонической дегидратации все жидкостные пространства уменьшаются. Однако большая часть воды теряется из внутриклеточного пространства, если учесть, что соотношение воды во вне- и внутриклеточном компартментах равно 1:2,5.
Основными проявлениями являются изменения системной гемодинамики в виде снижения ОЦК, сердечного выброса, снижения АД, нарушение микроциркуляции, гипоксия. Могут появиться мучительная жажда, за счет высокой осмолярности плазмы и уменьшения АД, нервно-психические расстройства из-за гипогидратации клеток нервной системы [7].
При лабораторных исследованиях определяются: высокая относительная плотность мочи (1030), олигоурия, осмолярность плазмы более 295 мосмоль/л, концентрация натрия превышает 147 ммоль/л. Однако повышенное содержание натрия в плазме крови не является характерным для гипертонической дегидратации и зависит от причины, вызвавшей это состояние. Так, гипертоническая дегидратация при отравлении техническими жидкостями (этиленгликоль, метанол и др.) и алкоголем не сопряжена с изменением содержания натрия в плазме крови. Концентрация натрия при этих отравлениях остается без изменения, однако осмолярность плазмы повышается вследствие осмотической активности спиртов. Значение расчетной осмоляльности в этих случаях также остается в норме, а величина осмотического промежутка превышает референтные значения.
В табл. 21-3 приведены соединения, которые при отравлениях чаще других приводят к нарушению осмотического равновесия, увеличивая разность между расчетной и измеренной осмоляльностью плазмы крови в зависимости от их содержания в крови.
Вещество | Потенциально летальный уровень, мг/100 мл | Соответствующая осмоляльная разность,** мОсм/кг |
---|---|---|
Этанол |
350 |
75 |
Метанол |
80 |
25 |
Этиленгликоль |
200 |
35 |
Изопропанол |
350 |
60 |
*Осмоляльную разницу, обусловленную присутствием спиртов, можно определить при сравнении расчетной и измеренной осмоляльности по точке замерзания раствора. При измерении осмоляльности по точке испарения раствора, вклад спиртов может быть утрачен вследствие их испарения.
**Осмоляльная разность (мОсм/л Н2 О) = Измеренная осмоляльность (мОсм/кг) - Расчетная осмоляльность (мОсм/кг).
Изотоническая дегидратация характеризуется дефицитом воды в ее физиологически оптимальном объеме, занимаемом в организме, и сочетается с физиологически достаточным содержанием осмотически активных частиц во внеклеточном пространстве (рис. 21-22). Изотоническая дегидратация возникает при потере жидкости в том или ином отделе ЖКТ (рвота, диарея, кишечная непроходимость, фистулы кишечника). Ее причиной могут быть кровопотеря, полиурия, ожоги, прием диуретиков, фистула желудка, тонкого кишечника.

Объемы воды, секретируемые в различные отделы ЖКТ в течение суток, весьма значительны, их суммарная величина достигает 7–8 л.
Электролитный состав секретов различных отделов ЖКТ представлен в табл. 21-4.
Секреты и выделения | Средний объем | Na+ | K+ | Cl- | HCO3 | H+ |
---|---|---|---|---|---|---|
Слюна |
1300 |
56 |
16 |
16 |
53 |
- |
Желудочный сок |
1200 |
47 |
13 |
100 |
- |
33 |
Желчь |
700 |
183 |
8 |
100 |
29 |
- |
Секрет поджелудочной железы |
800 |
153 |
7 |
80 |
73 |
- |
Секрет тощей кишки |
2500 |
144 |
7 |
120 |
29 |
≈10 нМ |
Секрет подвздошной кишки |
1500 |
127 |
6 |
70 |
71 |
≈10 нМ |
Испражнения |
До 200 |
196 |
9 |
103 |
- |
- |
В течение 24 ч выделяется около 8 л таких жидкостей, которые практически полностью подвергаются реабсорбции. Это равновесие может сдвигаться при кишечной непроходимости, когда большое количество жидкости и электролитов выводится в кишечную петлю [19].
При изотонической дегидратации страдает, прежде всего, внеклеточное пространство. Потери изотонической жидкости организмом приводят к тому, что вода интерстициального пространства перемещается в сосудистое русло вследствие преобладающего онкотического давления белков плазмы крови над онкотическим давлением, создаваемым белками межклеточного пространства. Потери воды клетками в этой ситуации незначительны в силу высокого онкотического давления, создаваемого белками внутриклеточного пространства. При отсутствии лечения изотонической дегидратации компенсаторные возможности внеклеточного пространства могут оказаться недостаточными, и тогда на первый план выходят нарушения кровообращения.
При лабораторном исследовании определяются олигоурия, повышение остаточного азота, снижение выведения натрия и хлора. Расчетная и измеренная осмоляльности соответствуют референтным значениям. Увеличение гематокрита указывает на дегидратацию. Уровень калия в плазме часто повышен [17]. Нередко при изотонической дегидратации обнаруживаются нарушения КОС. Вариант нарушений КОС определяется местом потери изотонической жидкости и длительностью этого состояния:
-
метаболический ацидоз при потере богатого основаниями кишечного секрета, нарушениях микроциркуляции, в результате чего происходит накопление молочной кислоты вследствие развившейся гипоксии;
-
смешанный вариант нарушений - метаболический алкалоз при потере желудочного сока и накопление молочной кислоты как следствие гипоксии при потере жидкости и нарушениях микроциркуляции.
Гипотоническая дегидратация характеризуется дефицитом воды в ее физиологически оптимальном объеме, занимаемом в организме, и сочетается с физиологически пониженным содержанием осмотически активных частиц во внеклеточном пространстве (рис. 21-23). Гипотоническая дегидратация развивается при потере солей - полиурическая стадия острой почечной недостаточности, хронический пиелонефрит; прием солевых слабительных средств; диета, бедная натрием; восполнение потерянной жидкости дистиллированной водой; осмотический диурез, например, при СД; надпочечниковая недостаточность, гипоальдостеронизм (болезнь Аддисона и др.).

Гипотоничность плазмы и интерстициальной жидкости обусловлены преимущественной потерей натрия. Преобладающее содержание белка в клетках по сравнению с интерстициальной жидкостью способствует осмотическому перемещению воды из внеклеточной жидкости в клетки. Вследствие этого при гипотонической дегидратации внеклеточное пространство уменьшено, а клетки пересыщены водой. Наблюдаются изменения системной гемодинамики в виде снижения ОЦК, сердечного выброса, артериального давления, нарушение микроциркуляции тканей, изменение КОС. У больных развивается олигоурия, снижение тургора кожи, сухость слизистых оболочек, мягкость глазных яблок. Может отсутствовать жажда из-за низкой осмолярности плазмы [15].
При лабораторном исследовании определяются олигоурия с резким повышением содержания остаточного азота; относительная плотность мочи большей частью снижена, выведение натрия с мочой - 0–35 ммоль/сут, концентрация натрия в плазме - менее 130 ммоль/л, осмотическое давление плазмы снижено. Увеличены концентрация белка в плазме крови, мочевины, повышена вязкость крови и гематокрит, так как объем внеклеточной жидкости уменьшается, а эритроциты набухают.
Нормальная или повышенная концентрация натрия исключает гипотоническую дегидратацию, а гипонатриемия, напротив, имеет большое диагностическое значение, указывая на недостаточность продукции и/или активности альдостерона и/или системы ренин–ангиотензин–альдостерон [18]. При гормональной недостаточности подобного характера нарушается активность почечных механизмов формирования фракции осмотически свободной воды и сохранения осмоляльности плазмы крови [14].
Дефицит солей можно разделить на три степени тяжести:
Потери натрия, приводящие к уменьшению осмоляльности плазмы крови, снижают активность сенсорного механизма секреции антидиуретического гормона, что, в свою очередь, не ограничивает выведение воды почками.
21.3. Обмен электролитов
Обмен электролитов в организме человека складывается из процессов их поступления, участия в клеточных и внеклеточных биохимических и физиологических реакциях, депонирования и выделения, проходящих одновременно, взаимосвязанных и характеризуемых физиологически адекватной интенсивностью. Концентрации таких электролитов, как Na+ , K+ , Са2+ , Mg2+ , Сl– в сыворотке крови удерживаются в весьма узких пределах, несмотря на то, что они не могут синтезироваться в каких-либо метаболических процессах и должны поступать извне в физиологически необходимых количествах и распределяться по компартментам организма. Сколько-нибудь значимые различия величин этих показателей не выявлены при их измерении в разное время суток, в зависимости от пола и рода занятий. Транзиторные изменения отмечаются после интенсивной физической нагрузки, что свидетельствует об исключительно эффективном функционировании системы электролитного обмена, на который расходуется более трети освобождаемой в организме энергии. Электролитный обмен не носит обособленного характера и тесно связан с углеводным, энергетическим, белковым, медиаторным и другими видами обмена.
Нарушения обмена как отдельных электролитов, так и различных их сочетаний являются причинами многих острых и хронических расстройств здоровья. В этой связи неудивительно, что терапевтическое действие 15% наиболее часто принимаемых лекарственных препаратов обусловлено их способностью оказывать нормализующее влияние на обмен тех или иных электролитов в клетках отельных тканей и/или внутренней среды организма в целом.
Обусловленные нарушениями электролитного обмена расстройства жизнедеятельности возникают вследствие недостаточного или избыточного их поступления в организм: перемещения и распределения электролитов между плазмой, интерстициальной жидкостью и клетками; неадекватного поступлению увеличения или уменьшения выделения электролитов из организма с мочой, потом, пищеварительными соками. Нарушения электролитного обмена нередко связаны с дефектами его регуляции на уровне организма, отдельных органов или группы клеток. Те или иные нарушения регуляции электролитного обмена могут носить обособленный характер или сочетаться с дефектами молекулярных структур, связанных с обменом. Оценить глубину расстройств электролитного обмена, разобраться в их патогенезе и провести адекватную коррекцию электролитных нарушений возможно, лишь сочетая клинические данные и результаты лабораторно-диагностических исследований [18]. Ниже приведены современные представления о молекулярных основах электролитного обмена, методах лабораторного контроля гомеостаза электролитов в клинической практике и принципах толкования полученных результатов при решении диагностических вопросов.
21.3.1. Гомеостаз натрия
В организме человека массой 70 кг содержится около 100 г натрия [24] (60 ммоль/кг). 40–45% от общего его количества находится в костной ткани, 7% приходится на внутриклеточный объем, содержание во внеклеточном пространстве составляет около 50% от общего количества в организме. 70% натрия активно обменивается. При этом обмениваемый пул включает весь натрий внутриклеточной и внеклеточной жидкостей, а также часть натрия костной ткани. Баланс натрия в организме складывается из равновесия между его поступлением, участием в биохимических и физиологических процессах, депонированием и выведением. Сбалансированность натриевого обмена оценивают по его концентрации в плазме (сыворотке) крови, моче и эритроцитах. При диареях различного генеза для более объективной оценки натриевого баланса в организме необходимо определять его потери с калом.
Поступление иона натрия
Принятый с пищей натрий легко всасывается в ЖКТ. Процесс всасывания начинается в желудке, однако основное количество натрия всасывается в тонкой кишке. Из гипотонических растворов натрий всасывается быстрее. Всасывание натрия осуществляется парацеллюлярно - пассивной диффузией и трансцеллюлярно - активным транспортом, который является определяющим как в обмене натрия, так и других электролитов (рис. 21-24).

Параллельно процессу всасывания парацеллюлярно происходит выведение натрия в просвет кишечника из крови пассивной диффузией, а также со слюной и кишечными соками. Секретируемый тем или иным путем ион натрия повторно всасывается в кровь. Выведение натрия через кишечник при сбалансированном метаболизме не превышает 2–3% от его общего количества, удаляемого из организма.
Распределение ионов натрия в организме
Среднее содержание натрия в некоторых тканях тела человека представлено в табл. 21-5.
Ткань | Содержание натрия, ммоль/кг массы ткани |
---|---|
Кости |
78 |
Зубы |
208 |
Мышцы |
31 |
Миокард |
80 |
Легкие |
108 |
Мозг |
74 |
Печень |
83 |
Почки |
76 |
Референтные интервалы
Референтные интервалы для натрия в сыворотке крови составляют от 136 до 145 ммоль/л как у детей, так и взрослых. У недоношенных детей через двое суток после рождения содержание натрия в крови составляет от 128 до 148 ммоль/л; в пуповинной крови у доношенных новорожденных оно равно 127 ммоль/л. Окисление компонентов смешанной пищи с освобождением энергии, эквивалентной 3000 ккал, сопровождается выведением с мочой 130–260 ммоль/л натрия. Количество натрия, удаляемого с мочой в ночное время, не превышает 20% его суточного выведения. Концентрация натрия в ЦСЖ колеблется от 136 до 150 ммоль/л, в поте - от 10 до 40 ммоль/л. Выведение натрия с калом зависит от состава продуктов питания и в среднем составляет 7,8–10,0 ммоль/сут [8].
Натрий выполняет следующие физиологические функции.
-
Предопределяет направленный транспорт воды, электролитов, питательных веществ, продуктов обмена через эпителиальные клетки различных органов, участвуя, таким образом, в обмене между внешней и внутренней средами, между внутренней средой и клетками.
-
Непосредственно участвует в образовании потенциала действия в нервных и мышечных клетках.
-
Является основным компонентом осмотически активных частиц внеклеточной жидкости. Во внеклеточной жидкости на натриевые соли (особенно на хлорид и гидрокарбонат) приходится 90–95% общей концентрации осмотически активных частиц. При ряде заболеваний (СД, уремия и др.) вклад натрия в концентрацию осмотически активных частиц внеклеточной жидкости снижается вследствие увеличения концентрации глюкозы, мочевины и других осмотически активных частиц.
-
Определяет реальный объем внеклеточного пространства (при бессолевых диетах или при применении салуретиков внеклеточное пространство уменьшается, а при повышенном введении натрия увеличивается). Объем внутриклеточного пространства также регулируется посредством содержания натрия в плазме. При возрастании внеклеточной осмолярности (при введении гипертонических растворов NaCl) вода выводится из клеток, при потере солей клетки насыщаются водой.
Выведение ионов натрия
При нормальном потреблении пищи регуляция баланса натрия зависит от изменения скорости его экскреции почками. Натрий свободно фильтруется в почечном клубочке и реабсорбируется в различных отделах почечного канальца с участием механизмов активного и пассивного транспорта.
Количество экскретируемого натрия [E(Na+ )] определяется как разность между величиной натрия, профильтрованного в клубочках, и содержанием натрия, реабсорбированного в канальцах [R(Na+ )]. Количество профильтрованного в почечных клубочках натрия есть величина, равная произведению скорости клубочковой фильтрации (СКФ) на концентрацию его в плазме Р[(Na+ )]:
E(Na+ ) = СКФ × [Р(Na+ )] – [R(Na+ )].
Теоретически результирующая величина может меняться при изменении любого из трех компонентов правой части уравнения. Однако на практике концентрация натрия в плазме крови [Р(Na+ )] мало изменяется даже при значительном нарушении натриевого баланса вследствие сопутствующего дисбаланса воды в результате ее притока из внутриклеточной жидкости или, наоборот, оттока во внутриклеточное пространство. В этой связи скорости клубочковой фильтрации и канальцевой реабсорбции выступают в качестве определяющих параметров почечного баланса натрия.
Среднесуточная скорость клубочковой фильтрации в норме составляет 120–125 мл/мин. Непрерывно в почечных клубочках фильтруется 1/5 объема почечного плазмотока, за сутки образуется до 170–180 л фильтрата. Скорость клубочковой фильтрации в дневное время, а также после приема пищи превышает среднесуточную на 30%. Напротив, в ночное время скорость клубочковой фильтрации ниже среднесуточной на 30%. Если бы реабсорбция натрия оставалась постоянной и независимой от скорости клубочковой фильтрации, то потери натрия в ночное время отсутствовали бы, а в дневное время превысили бы общее количество натрия в организме в два раза. Однако процессам реабсорбции натрия в канальцевой системе почки присуща гибкость, позволяющая им быстро и адекватно реагировать на изменения скорости клубочковой фильтрации, что обеспечивает сохранение соотношения между количеством профильтрованного и реабсорбированного натрия.
Соли натрия в клубочковом фильтрате составляют 4/5 всего количества растворенных веществ. 65% фильтруемого в клубочках натрия (натриевой нагрузки ) реабсорбируется в проксимальном извитом канальце в виде NaCl (70%) и NaHCO3 (30%). Натрий удаляется из канальцевой жидкости в интерстиций через межклеточные шунты облегченной диффузией и активным транспортом. Активный транспорт натрия создает условия для его облегченной диффузии.
Структура функционально единого процесса складывается из сопряженных механизмов. На люминальной мембране функционируют два механизма переноса натрия. Один из них ко-транспорт (симпорт) - сопряженный транспорт натрия и аниона - фосфата, сульфата, хлорида, аминокислот (рис. 21-25).

Другой - противоточный транспорт (антипорт) обеспечивает перенос в канальцевую жидкость иона водорода (Н+ ) в обмен на Na+ , поступающий из канальцевой жидкости в клетку (рис. 21-26).

Из клетки натрий поступает в интерстициальное пространство благодаря активности Na+ /K+ -АТФазы, которая за счет энергии АТФ обменивает три внутриклеточных иона натрия на два иона калия из интерстициального пространства, и ко-транспортера, который вместе с тремя ионами бикарбоната удаляет один ион натрия. Активность Na+ /K+ -АТФазы является ключевой в функционировании ионных транспортных потоков различного вида, при этом происходит формирование электрохимического и концентрационного градиентов, использующихся различными транспортерами. Бикарбонат поступает из жидкости в клетку посредством сопряжения с натриевыми потоками через Na+ /Н+ -антипорт. Вместе с бикарбонатом и натрием из канальцевой жидкости реабсорбируется вода. В канальцевой жидкости увеличивается концентрация хлора и возникает его концентрационный градиент относительно интерстиция. Хлор перемещается в интерстиций через межклеточные шунты по концентрационному градиенту, вследствие чего возникают диффузионный потенциал и электрическое поле, в котором в числе прочих катионов, вслед за хлором диффундирует натрий (см. рис. 21-26).
Взаимосвязь активного и пассивного транспорта натрия позволяет прямо и опосредованно использовать энергию гидролиза 1 молекулы АТФ для реабсорбции 9 молекул натрия. Характерной особенностью этого процесса (равно как и других веществ) в проксимальном извитом канальце является то, что количество натрия, реабсорбируемого в единицу времени, является непостоянным, а составляет лишь определенный процент от его количества в фильтрате (для хлорида натрия примерно 65%). Эта особенность реабсорбции в проксимальном извитом канальце определяется как клубочково-канальцевое равновесие. Благодаря ему натрий не извлекается полностью из канальцевой жидкости при скорости клубочковой фильтрации значительно ниже оптимального физиологического уровня и наоборот, не выводится в количествах, превышающих его содержание в организме при скорости клубочковой фильтрации, превышающей оптимальный физиологический уровень.
В нисходящей части петли Генле натрий не реабсорбируется, его реабсорбция возобновляется в восходящем колене по механизму ко-транспорта. Функциональная активность Na+ , K+ , 2Cl– -ко-транспортера обеспечивает реабсорбцию примерно 35% профильтровавшегося в клубочках натрия.
Ионы натрия поступают в клетку путем пассивного ко-транспорта: вместе с каждым из них входит один ион калия и два иона хлора. Далее из цитозоля нефроцитов ион натрия удаляется в почечный интерстиций благодаря активности Na+ /K+ -АТФазы базолатеральной мембраны (три внутриклеточных иона натрия обмениваются на два иона калия из интерстициального пространства). Часть ионов натрия поступает в интерстиций парацеллюлярно, чему способствует преобладающий положительный заряд канальцевой жидкости относительно интерстициальной. Причиной такого распределения зарядов в канальцевой и интерстициальной жидкости в толстом сегменте восходящего колена петли Генле является высокая проницаемость апикальной мембраны для ионов калия, что и предопределяет относительную их поляризацию (рис. 21-27).

К дистальной части канальца в его жидкости остается 2% профильтровавшегося натрия. Заключительная реабсорбция натрия (подобно его реабсорбции в предыдущих канальцевых сегментах) осуществляется в дистальном канальце и кортикальной части собирательной трубки, где при участии Na+ /K+ -АТФазы базолатеральной мембраны освобождается энергия АТФ для обмена трех внутриклеточных ионов натрия на два иона калия из интерстициального пространства. Благодаря активности Na+ /K+ -АТФазы базолатеральной мембраны нефроцитов между канальцевой жидкостью и цитозолем создаются электрохимический и концентрационный градиенты, обеспечивающие транспорт натрия через люминальную мембрану по натриевым каналам через синпорт с Cl– и антипорт с Н+ (рис. 21-28).

Транспорт ионов натрия через апикальную мембрану нефроцита в клетку происходит посредством работы симпорта - ко-транспорт с ионами хлора, и антипорта, осуществляющего обмен натрия канальцевой жидкости на протон водорода из цитозоля. Благодаря работе нескольких систем активного транспорта ионов натрия его удаление из канальцевой жидкости идет интенсивнее, чем удаление ионов хлора, что предопределяет формирование отрицательного заряда канальцевой жидкости относительно интерстициальной. Особенностью транспортных процессов в дистальной части канальца является их доступность для регуляторных воздействий. Неравновесная реабсорбция ионов натрия и хлора усиливается при действии альдостерона, так как он стимулирует процесс реабсорбции натрия в обмен на ионы водорода. Альдостерон стимулирует синтез и встраивание в апикальную мембрану дополнительных молекул антипортера, что увеличивает количество реабсорбируемого натрия.
Особенностью транспортных процессов в дистальной части канальца является их доступность для регуляторных воздействий, благодаря чему экскретируемое с мочой количество натрия (в норме 50–130 ммоль/л) может как снижаться до значений, близких к нулю, так и кратно превышать референтные значения.
Регуляция баланса натрия
Селективная регуляция содержания натрия осуществляется нейрогуморальными механизмами. Инициирующими сигналами дисбаланса в обмене натрия являются изменения объема жидкости и/или концентрации натрия, калия в плазме крови, снижение реабсорбции натрия в проксимальной части канальца и восходящем колене петли Генле. Уменьшение объема внеклеточной жидкости приводит к раздражению рецепторов, реагирующих на изменения объема (в системе низкого давления - рецепторы левого предсердия, в системе высокого давления барорецепторы каротидного синуса и дуги аорты), внутрипочечные барорецепторы, реагирующие на снижение перфузионного давления. Снижение реабсорбции натрия в проксимальной части канальца и восходящем колене петли Генле увеличивает количество натрия, достигающего плотного пятна (macula densa ) и вызывает секрецию ренина. Гуморальными эффекторами реакции ЦНС на сигнал с соответствующих рецепторов являются альдостерон, предсердный натрийуретический фактор (предсердный натрийуретический пептид). Параллельно с этими регуляторными факторами функционируют другие механизмы регуляции натриевого баланса, связанные с перераспределением кровотока между корковым и мозговым веществом почек, эффектами различных системных и почечных гормонов. Итоговым результатом функционирования системных и специфических механизмов регуляции баланса натрия будет восстановление физиологического равновесия.
Альдостерон
Альдостерон является гормоном, синтезируемым клубочковой зоной коры надпочечников, относится к минералокортикоидам, осуществляет специфическую регуляцию водно-солевого гомеостаза. Установлено что рецепторы к глюко- и минералокортикоидам имеют близкую структуру, поэтому минералокортикоидные рецепторы обладают одинаковым сродством как к альдостерону, так и к кортизолу. Физиологическая специфичность действия альдостерона на водно-солевой гомеостаз обеспечивается тем, что в клетках-мишенях при воздействии альдостерона экспрессируется ген, кодирующий фермент 11β-гидроксистероид-дегидрогеназу второго типа (HSD 11β2). Этот фермент трансформирует кортизол в кортизон, не имеющий сродства к минералокортикоидным рецепторам. В плазме крови не обнаружено специфического белка-переносчика, что, вероятно, обусловливает быстрое удаление альдостерона из крови клетками печени. Продукция альдостерона клубочковой зоной зависит от:
-
концентрации натрия в плазме (секреция альдостерона увеличивается в ответ на снижение уровня натрия в плазме);
-
концентрации калия в плазме (увеличение концентрации калия в плазме стимулирует секрецию альдостерона; напротив, гипокалиемия ее снижает);
-
интенсивности образования ангиотензина II (образование ангиотензина II стимулируется ренином, образующимся в результате снижения почечного перфузионного давления; ангиотензин II, среди прочих эффектов, приводит к повышению интенсивности синтеза альдостерона);
-
секреции АКТГ (АКТГ обладает пермиссионным эффектом на секрецию альдостерона).
Клетки-мишени альдостерона выявлены в дистальных извитых канальцах и собирательных трубках. Связывание гормона осуществляется белками-рецепторами цитоплазмы. Конкретный молекулярный механизм действия альдостерона не вполне ясен, однако очевидно, что его присутствие стимулирует активность Na+ /K+ -АТФазы, ряда митохондриальных ферментов и скорость оборота АТФ, увеличивает количество и проницаемость натриевых каналов на люминальной мембране. Совокупность всех этих эффектов альдостерона в норме приводит к активной адсорбции и транспорту ионов натрия из просвета канальцев в интерстициальную жидкость в обмен на ионы калия и водорода.
Предсердный натрийуретический пептид
Название "предсердный натрийуретический пептид" (ANP) объединяет группу пептидов, обладающих выраженной натрийуретической активностью, и образующихся из общего пептида предшественника - препроANP, состоящего из 151 аминокислоты. ANP включает кардионатрины, атриопептины или аурикулины. Его синтез в основном осуществляется в клетках предсердий, небольшое количество образуется в клетках желудочков. Некоторые количества ANP синтезируются в легких и нейронами центральной и периферической нервной системы. В плазме крови ANP циркулирует в форме пептида из 28 аминокислот, 17 из которых формируют кольцо через дисульфидный мостик. ANP секретируется в ответ на растяжение предсердий (увеличение объема внутрисосудистой жидкости при различных патологических состояниях, изменение положения тела из вертикального в горизонтальное, физическая нагрузка). Выработка ANP возрастает под влиянием глюкокортикоидов, вазопрессина, эндотелина или α-адренорецепторов. Рецепторы к ANPА и ANPВ связаны с гуанилатциклазой, а рецепторы ANPС ответственны за элиминацию пептидов. ANP подавляет секрецию ренина, альдостерона и вазопрессина, увеличивает скорость клубочковой фильтрации и снижает реабсорбцию натрия и воды.
Период полувыведения ANP из крови составляет 3–5 мин, он связывается с рецептором ANPС и в цитозоле тканей разрушается нейтральной эндопептидазой.
Другие механизмы регуляции баланса натрия
Количество выделяемого из организма натрия может регулироваться перераспределением кровотока между корковым и мозговым веществом почки. Особенностью функциональной активности "кортикального" нефрона является большая способность к выделению натрия, напротив, глубокий юкстамедуллярный нефрон может реабсорбировать большие количества натрия. Перераспределение кровотока в корковую или медуллярную часть почечной ткани будет приводить к натрийурезу или задержке натрия.
К снижению выведения натрия приводит возбуждение симпатической нервной системы, волокна которой иннервируют проксимальную часть канальца. Подобным образом действуют и глюкокортикоиды, гормон роста и инсулин. Напротив, паратиреоидный гормон, прогестерон, глюкагон, простагландины стимулируют натрийурез. Молекулярные основы натрийсберегающего (равно как натрийуретического) действия перечисленных гормонов не вполне ясны. Механизм регуляторного действия ряда из них может быть связан с расширением или, напротив, сужением перитубулярных капилляров, следствием этого будет изменение соотношения между гидростатическим и онкотическим давлениями, что в итоге может либо способствовать реабсорбции натрия, либо стимулировать натрийурез.
Нарушения баланса натрия
Нарушения физиологически оптимального натриевого обмена могут привести к состоянию его избыточного или недостаточного количества в организме. Натриевый баланс организма оценивается по концентрации натрия в крови. Если количество натрия в крови превышает референтное значение, то говорят о гипернатриемии, напротив, если количество натрия ниже его, то имеет место гипонатриемия.
Гипернатриемия
Состояние гипернатриемии характеризуется устойчивым повышением концентрации натрия в крови более 150 ммоль/л. Оно может быть следствием как избыточного количества натрия в крови при нормальном объеме воды, так и недостаточного объема воды относительно нормального количества натрия. Гипернатриемия независимо от механизма ее развития приводит к уменьшению объема внутриклеточного пространства. Дисбаланс между физиологически оптимальным соотношением воды и натрия может быть следствием двух причин:
Расстройства водного баланса при гипернатриемии аналогичны гипертонической дегидратации.
Гипернатриемия как следствие избыточного введения натрия и/или недостаточного поступления воды
Избыточное введение натрия при относительно меньших объемах потребляемой жидкости индуцирует секрецию гуморальных факторов, действие которых направлено на сохранение осмотически свободной воды и удаление избытка натрия. При максимальной концентрирующей способности почек потери облигатной воды являются неизбежными. Если не будет восстановлен прием воды, пропорциональный количеству натрия, развивается состояние гипернатриемии. Оно развивается тем быстрее, чем выше потери воды.
Гипернатриемия как следствие потери воды
Различают почечные и непочечные потери воды. Почечные потери воды могут быть связаны с потерей облигатной воды - вторичная полиурия, и/или осмотически свободной воды - первичная полиурия. Преимущественная потеря воды (но не натрия) может быть обусловлена внепочечными механизмами, в частности через ЖКТ.
Потеря облигатной воды (вторичная полиурия). Факторами, нарушающими реабсорбцию воды в проксимальном канальце и нисходящем колене петли Генле, являются низкомолекулярные мало- и нереабсорбируемые соединения. Они предупреждают всасывание воды из канальцевой жидкости, создавая в ней осмотическую силу, противодействующую осмотической силе реабсорбируемого натрия. Подобное явление называют осмотическим диурезом, а вещества - осмотическими диуретиками. В качестве примера можно привести осмотический диуретик маннитол (Маннит♠ ), который хорошо фильтруется в клубочке и практически не реабсорбируется в канальце. В проксимальной части канальца реабсорбция натрия обеспечивает изоосмотическое всасывание воды и уменьшение объема канальцевой жидкости. Уменьшение объема канальцевой жидкости приведет к увеличению концентрации Маннита♠ до точки, когда создаваемая им осмотическая сила превысит осмотическую силу реабсорбируемого натрия и, соответственно, остановит изоосмотическую реабсорбцию воды. В результате этого в проксимальном канальце часть воды канальцевой жидкости в присутствии Маннита♠ не реабсорбируется. Реабсорбция воды снижается и в нисходящей части петли Генле. Механизм нарушения противоточного всасывания воды обусловлен как наличием противодействующей осмотической силы канальцевой жидкости, так и снижением осмолярности медуллярного интерстиция. Последний эффект нереабсорбируемые соединения создают опосредованно. Нереабсорбированная в проксимальном канальце вода увеличивает объем канальцевой жидкости и уменьшает концентрацию натрия. В свою очередь, это уменьшает концентрационный градиент натрия относительно внутриклеточного пространства и снижает активность Na+ , K+ , 2Cl– -ко-транспортера. Итоговым результатом является снижение осмоляльности медуллярного интерстиция и соответственно уменьшение количества реабсорбируемой воды. Нереабсорбированная в проксимальном канальце и нисходящей части петли Генле вода выводится из организма. Механизм снижения реабсорбции воды при действии осмотических диуретиков сопряжен с потерей натрия. Однако потери воды более значительны, вследствие чего осмотический диурез приводит к гипернатриемии. Подобно Манниту♠ , осмотический диурез вызывают декстроза (Глюкоза♠ ) и мочевина при концентрациях, превышающих пороговые величины реабсорбции.
Потеря осмотически свободной воды почками (первичная полиурия). Она может быть связана как с поражением дистальной части канальца и кортикального отдела собирательной трубки, так и с недостаточной секрецией и/или снижением чувствительности рецепторов канальцевого аппарата к антидиуретическому гормону. Независимо от причины удаление осмотически свободной воды почками приводит к увеличению внеклеточной концентрации натрия и состоянию гипернатриемии.
Потеря воды через ЖКТ. Концентрация натрия в желудочном секрете значительно ниже его концентрации в плазме крови. Потеря желудочного секрета при рвоте или фистуле желудка сопровождается относительно меньшим удалением из организма натрия, чем воды. Интестинальные секреты в норме сравнимы по содержанию натрия с плазмой крови, однако при заболеваниях (поражениях) того или иного отдела кишечника количество натрия в них может значительно снижаться. Следствием потери интестинальных секретов, обедненных натрием, является развитие гипернатриемии.
Лабораторные данные при гипернатриемии
При гипернатриемии концентрация натрия в плазме крови более 150 ммоль/л сочетается с повышенной осмоляльностью плазмы. Концентрация натрия в моче ниже 10 ммоль/л, осмоляльность мочи выше осмоляльности плазмы. При почечных потерях суточная экскреция воды превысит 1% от количества фильтруемой жидкости (полиурия), напротив, при внепочечных потерях ее относительное содержание в экскретируемой фракции будет в пределах референтных значений. Количество экскретируемого натрия при вторичной полиурии превысит 1% от его количества в фильтруемой фракции, при первичной полиурии, напротив, относительное содержание натрия в экскретируемой фракции будет в пределах референтных значений. Дегидратационный тест (введение АДГ при ограничении приема жидкости: осмоляльность мочи увеличивается - тест положительный; осмоляльность мочи не меняется - тест отрицательный) при первичной полиурии, обусловленной дефицитом АДГ, положительный, напротив, при поражениях дистальных отделов канальца дегидратационный тест отрицательный. Возможный диагностический алгоритм варианта гипернатриемии представлен на рис. 21-29.

Гипонатриемия
Состояние гипонатриемии характеризуется устойчивым понижением концентрации натрия в крови менее 135 ммоль/л. Гипонатриемия может быть как следствием избыточного объема воды относительно нормального количества в крови, так и следствием недостаточного количества натрия относительно нормального объема воды. Гипонатриемия независимо от механизма ее развития приводит к увеличению объема внутриклеточного пространства, так как оно оказывается гипертоничным по отношению к интерстициальной жидкости. Гипонатриемия в сочетании с состоянием гипергидратации рассмотрена в разделе 21.2. Здесь остановимся на других вариантах дисбаланса между физиологически оптимальным соотношением воды и натрия, которые могут быть следствием:
Псевдогипонатриемия
Характеризуется пониженной концентрацией натрия в единице объема плазмы, однако пересчет концентрации на единицу объема воды дает нормальные значения. Подобное расхождение в удельной концентрации натрия обусловлено возрастанием объема неводного белкового и/или липидного компонента плазмы крови. В норме количество воды в единице объема плазмы составляет 94%. При СД, гипертермии при инфекционных процессах, операционном стрессе, макроглобулинемии, множественной миеломе и ряде других заболеваний в единице объема плазмы крови увеличивается доля белкового и/или липидного компонента, что соответственно понижает количество воды в единице объема плазмы. Последнее может быть рассчитано по следующей формуле:
Ws = 99,1 - 1,03 × Ls - 0,73 × Ps ,
где Ws - количество мл воды в 100 мл плазмы крови; 99,1 - объем плазмы без кристаллических (нелипидных и небелковых) твердых частиц; Ls - концентрация общих липидов (мг/дл) в плазме крови; Ps - концентрация общего белка (г/дл) в плазме крови; 1,03 и 0,73 - коэффициенты.
Увеличение содержания липидов и/или белков в 1 дл плазмы крови уменьшает количество воды в этом объеме плазмы крови и, соответственно, натрия, растворимого только в водной фазе. При псевдогипонатриемии практически не меняется измеренная осмоляльность, однако расчетная осмоляльность, в значении которой учитываются только водорастворимые фракции, снижается. В случае гипергликемии величины расчетной и измеренной осмоляльности будут соответствовать нормальным значениям, что обусловлено активностью молекул глюкозы, в этом случае будет отмечаться истинная гипонатриемия.
Преобладающие потери натрия относительно потерь воды
Эти изменения отмечаются при интестинальных потерях жидкости, когда, например, количество натрия в секрете тощей и подвздошной кишки превышает количество натрия в плазме. Если происходит селективная потеря секретов из этих отделов кишки, то потери натрия более значительны, чем потери воды, и в результате этого развивается состояние гипонатриемии.
Гипонатриемия и нормальный объем внеклеточной воды
Гипонатриемия при нормальном объеме внеклеточной жидкости может быть обусловлена избирательным нарушением функции почек по сохранению натрия. Водовыделительная функция почек при этом остается в норме. При нормальной функции почек избыточное выведение натрия и сохранение воды имеют место при онкологических заболеваниях, туберкулезе, алкоголизме. Полагают, что организм при этих заболеваниях настраивается на новый уровень осморегуляции. Предположение обосновывается тем, что при туберкулезе и онкологических заболеваниях меняется спектр внутриклеточных осмотически активных соединений, уменьшается концентрация калия. Снижение общего количества калия в организме приводит к гипонатриемии. Механизм регуляторного взаимодействия между содержанием внутриклеточного калия и внеклеточного натрия неизвестен. Водовыделительная функция почек при дефиците калия не страдает, в то время как чувствительность к регуляторным влияниям антидиуретического гормона повышена.
При нормальной функции почек к гипонатриемии приводит употребление больших количеств обедненной натрием жидкости. В качестве примера в литературе обсуждается гипонатриемия macula densa в результате ежедневного приема 5 и более литров пива. Механизм развития гипонатриемии в этой ситуации обусловлен тем, что достижение нижнего предела разведения мочи при избыточном поступлении гипоосмоляльной жидкости достигается выведением натрия, что с течением времени приводит к гипонатриемии.
Лабораторные данные при гипонатриемии
Измерение и расчет осмолярности, определение величины отношения концентрации натрия в плазме к измеренной в ней осмолярности ([Na+ ]/[Росм ]) и осмотического промежутка необходимы для диагностики псевдогипонатриемии. Учитывая основной вклад натрия в значение расчетной осмолярности, отмечается снижение ее величины при псевдонатриемии. Осмотическая активность избыточных количеств белка и липидов практически мало сказывается на изменении измеряемой осмолярности. Сочетание осмотических параметров плазмы крови при псевдогипонатриемии характеризуется увеличением осмотического промежутка. Значение [Na+ ]/[Росм ] уменьшается. В норме значение этого показателя варьирует в пределах 0,43–0,50 ед. Низкое содержание натрия в плазме крови и падение величины [Na+ ]/[Росм ] к измеренной осмоляльности ниже 0,43 наблюдаются преимущественно при гиперлипемии и гиперпротеинемии. Такое снижение величины [Na+ ]/[Росм ] при нормальной концентрации натрия и глюкозы указывает на накопление преимущественно азотистых метаболитов в крови.
При гипонатриемии, связанной с непочечными потерями воды и натрия в крови, отмечается выраженное увеличение азота мочевины на фоне нормальных значений креатинина. Суточный диурез снижается при концентрации натрия в моче менее 10 ммоль/л. Экскретируемые фракции натрия (FENa) и воды (FEH2 O) составляют менее 1% от фильтруемого количества.
Гипонатриемия при нормальном объеме внеклеточного пространства характеризуется снижением концентрации натрия и калия в плазме крови. Прием натрия при этом виде расстройств натриевого баланса приводит к натрийурезу.
Возможный диагностический алгоритм варианта гипонатриемии с учетом состояния гипонатриемии при гипергидратации (см. раздел 21.2) представлен на рис. 21-30.

Измеряемая концентрация натрия в плазме крови при гипонатриемии позволяет рассчитать его общий дефицит и количество необходимое для его восполнения.
Расчет дефицита натрия плазмы:
Деф. Na+ (ммоль/л) ~ (142 – [Na+ пл.]) × МТ × 0,2,
где [Na+ пл.]) - измеряемая (действительная) концентрация натрия в плазме крови (ммоль/л); МТ - масса тела, кг.
Пример: [Na+ пл.] - 120 ммоль/л, МТ - 70 кг.
Деф. Na+ (ммоль/л) ~ (142 – 120) × 70 × 0,2 ~ 308 ммоль/л.
Полученный результат указывает на общий дефицит Na+ около 308 ммоль/л. Количество Na+ легко перевести в единицы массы, умножив на 23 (молекулярная масса 1 ммоля натрия составляет 23 мг).
Na+ ~ 308 × 23 ~ 7084 мг или ~ 7 г.
Такое количество Na+ содержится в 18 г натрия хлорида, так как именно он используется для терапии.
Расчет объема необходимого 10% натрия хлорида для коррекции гипонатриемии проводится по формуле:
V(10%NaCl) (мл) ~ (142 – [Na+ пл.]) × МТ × 0,12.
Пример: [Na+ пл.] - 120 ммоль/л, МТ - 70 кг.
V(10%NaCl) (мл) ~ (142 – 120) × 70 × 0,12 ~ 185 мл.
185 мл 10% раствора натрия хлорида содержат примерно 18 г натрия хлорида и, соответственно, примерно 7 г Na+ .
21.3.2. Гомеостаз калия
В организме человека массой 70 кг содержится 150 г калия [25] (54 ммоль/кг массы тела), из которых 98% находится в клетках и 2% - внеклеточно. Больше всего калия содержится в мышечной ткани - 70% от общего его количества в организме, что составляет около 100 ммоль/кг мышечной ткани. Удельное содержание калия в эритроцитах не более 87 ммоль/кг эритроцитной массы. Около 7,5% от его общего количества находится в костной ткани. Практически весь калий (90%) активно участвует в обмене.
Баланс калия в организме складывается из равновесия между его поступлением, депонированием и выведением. Обмен калия оценивают, определяя его концентрацию в плазме (сыворотке) крови.
Поступление иона калия
При сбалансированном метаболизме с освобождением энергии, эквивалентной 3000 ккал, ежесуточная потребность в калии (K+ ) взрослого человека массой 70 кг составляет 2–3,5 г (50–100 ммоль), детей - 12–26 мг/кг. Необходимое количество калия обеспечивается его поступлением с водой и продуктами питания. В составе пищевого комка присутствует калий, выделяемый с пищеварительными соками, где его концентрация в 2–5 раза выше, чем в плазме крови (см. табл. 21-5). 98–99% поступившего с пищей и секретируемого с пищеварительными соками калия всасывается в ЖКТ. Его всасывание начинается в желудке, однако основное количество калия всасывается в тонком кишечнике. Всасывание калия осуществляется парацеллюлярно - пассивной диффузией и трансцеллюлярно - активным транспортом. Парацеллюлярное всасывание калия наиболее интенсивно идет в верхней трети тощей кишки. Количество поступающего в организм таким образом калия тем больше, чем выше парацеллюлярное всасывание воды. Трансцеллюлярный транспорт калия обеспечивается системами активного транспорта и работой калиевых каналов, значительно представленных на базальной мембране энтероцитов.
Распределение ионов калия в организме
Распределение калия, поступающего с пищей, в организме подчинено правилам:
Активность связана с:
-
участием в утилизации углеводов (присутствие калия в среде стимулирует активность ферментов гликолиза);
-
участием в метаболизме белков и гликогена (при расщеплении белков и гликогена K+ освобождается, а при их синтезе связывается, 1 г усвоенного азота связывает 3 ммоль K+ , 1 г синтезированного гликогена связывает 0,35 ммоль калия);
-
непосредственным участием в образовании потенциала действия в нервных и мышечных клетках.
Каждая мышечная и нервная клетка представляет собой калиевую батарею, заряд которой в значительной степени определяется соотношением калия внутри и вне клеток. В процессе формирования потенциала действия происходит активное включение внеклеточных ионов Na+ во внутриклеточную жидкость и медленный выход из нее калия.
Уровень калия в крови определяет интенсивность секреции инсулина - гиперкалиемия стимулирует, а гипокалиемия угнетает выделение инсулина.
Поступление калия в клетку находится под контролем инсулина, катехоламинов, альдостерона, концентрации ионов водорода интенсивности аэробных процессов.
Инсулин увеличивает поглощение калия клетками за счет опосредованной активации Na+ /K+ -АТФазы, которая в обмен на три внутриклеточных иона натрия обеспечивает поступление из внеклеточного пространства двух ионов калия.
Катехоламины стимулируют поглощение калия клетками, активируя β2 -адренергические рецепторы и запуская цАМФ-зависимую индукцию активности Na+ /K+ -АТФазы, обеспечивающую обмен трех внутриклеточных ионов натрия на два внеклеточных иона калия.
Альдостерон , воздействуя на внутриклеточные рецепторы клеток эпителия дистального отдела почечных канальцев, стимулирует поступление калия в них за счет увеличения количества и активности Na+ /K+ -АТФазного насоса и увеличения числа доступных для калия натриевых каналов люминальной мембраны.
Перераспределение калия между вне- и внутриклеточной жидкостями зависит от значения рН внеклеточной жидкости: снижение рН - ацидоз, приводит к увеличению содержания калия в плазме, стимулируя обмен ионов водорода на внутриклеточный калий, напротив, повышение рН - алкалоз, способствует оттоку калия из внеклеточной жидкости в клетки и выхода из них ионов водорода. Разнонаправленные потоки ионов калия и водорода при ацидозе и алкалозе связаны с включением внутриклеточных механизмов в компенсацию дисбаланса концентрации ионов водорода во внеклеточной жидкости. Влияние рН на уровень калия в крови имеет количественное выражение - изменение рН на 0,1 единицы сопряжено с изменением концентрации калия на 0,6 ммоль/л.
Усиленный синтез белка (рост, введение анаболиков, репаративные процессы), регидратация клеток, интенсивное поступление и утилизация углеводов клеткой сопровождаются усиленным притоком в нее калия и снижением его концентрации в плазме крови. Потеря калия клетками и прирост его количества во внеклеточной жидкости происходит при недостаточном снабжении тканей кислородом, усиленном разрушении белка (катаболические процессы), сниженной утилизации углеводов (СД), клеточной дегидратации.
Содержание калия в некоторых тканях тела человека представлено в табл. 21-6.
Ткань | Содержание калия, ммоль/кг массы ткани |
---|---|
Костная |
15 |
Зуба |
17 |
Мышечная |
100 |
Миокарда |
64 |
Легких |
38 |
Мозга |
84 |
Печени |
55 |
Почек |
45 |
Референтные интервалы
Референтные интервалы содержания калия в сыворотке крови взрослых составляют от 3,5 до 5,1 ммоль/л; плазмы - от 3,5 до 4,5 ммоль/л. В сыворотке новорожденных содержание калия колеблется в интервале от 3,7 до 5,9 ммоль/л. В эритроцитах содержится 80,0–92,0 ммоль/л калия.
В ЦСЖ уровень калия на 30% ниже, чем в плазме. Содержание калия в поте составляет 4,4–9,7 ммоль/л у мужчин и 7,6–15,6 ммоль/л у женщин. Выведение калия с мочой при окислении компонентов смешанной пищи с освобождением энергии, эквивалентной 3000 ккал, колеблется в диапазоне 25–77 ммоль/сут. Желудочный сок содержит в среднем 10 ммоль/л калия. Выведение калия с калом составляет 18,2±2,5 ммоль/сут. При диареях различного генеза потери калия с калом могут доходить до 60 ммоль/сут.
Выведение ионов калия
Почки являются неотъемлемой и важнейшей функциональной единицей в системе стабилизации уровня калия. На них приходится экскреция 90% калия, удаляемого из организма в течение суток. При избыточном содержании калия во внеклеточной среде возрастает его выведение с мочой, напротив, при недостаточном поступлении калия в организм и его повышенном потреблении внутриклеточным пространством функционируют калийсберегающие почечные механизмы. Ренальные процессы обработки калия включают его фильтрацию, реабсорбцию и секрецию. Около 50% фильтруемого калия реабсорбируется в извитой части проксимального канальца, далее - в прямой части проксимального канальца и в тонком нисходящем колене петли Генле происходит секреция калия. Реабсорбция и секреция в этих частях канальца не оказывают влияния на количества экскретируемого и сохраненного в организме калия.
В толстом восходящем отделе петли Генле реабсорбируется 90% фильтруемого калия механизмами активного и пассивного транспорта. Процесс активного транспорта осуществляется ко-транспортером Na+ , K+ , 2Cl– (ко-транспорт - процесс одновременного, однонаправленного транспорта нескольких видов молекул, каждая из которых в отдельности не транспортируется). Энергию для ко-транспортера Na+ , K+ , 2Cl– обеспечивает Na+ /K+ -АТФаза, связанная с базолатеральной поверхностью канальцевых клеток. Пассивный транспорт калия идет по электрохимическому градиенту (канальцевая жидкость в толстом сегменте восходящего колена петли Генле имеет избыточный положительный заряд в 2 мВ относительно внеклеточного пространства). Количество калия, реабсорбируемое в толстом восходящем отделе петли Генле, не зависит от уровня калия внеклеточной жидкости. Иными словами, функциональная активность этой части канальцев не оказывает влияния на избыток или недостаток калия в крови.
Задержка или удаление калия из организма зависит от соотношения интенсивности реабсорбции и секреции в связующем канальце и корковой части собирательной трубки. Обработка калия в этой части нефрона соответствует формуле: избыток калия в крови - секреция, недостаток калия в крови - реабсорбция. Сочетание разнонаправленных процессов функциональной активности (секреции и реабсорбции) в канальце на одном участке по отношению к калию определяется соотношением сил, обеспечивающих его реабсорбцию, с силами, обеспечивающими секрецию калия.
Движущими силами секреции калия являются:
-
более высокая концентрация калия в клетках канальцевого эпителия по отношению к его концентрации в канальцевой жидкости (подобное соотношение концентраций создается благодаря активности Na+ /K+ -АТФазы базолатеральной мембраны и ее отсутствием на люминальной мембране, где функционирует Na+ /Н+ -антипорт);
-
более отрицательный суммарный потенциал канальцевой жидкости (30 мВ) в цепочке: канальцевая жидкость → стенка канальца → внеклеточная жидкость.
Потенцируют действие сил секреции калия:
-
избыточные концентрации натрия в дистальных отделах канальцев (транспорт натрия в кровь, благодаря активности Na+ /Н+ -антипорта и Na+ /K+ -АТФазы, способствует увеличению внутриклеточной концентрации калия);
-
инсулин, катехоламины, альдостерон, алкалоз (действие перечисленных факторов способствует увеличению внутриклеточной концентрации калия, механизм действия каждого фактора приведен выше);
-
избыточные концентрации нетранспортируемых анионов - SO4 2– , HCO3 – , карбенициллин и др. (увеличивают значение отрицательного потенциала канальцевой жидкости);
-
высокая скорость тока канальцевой жидкости (увеличивает значение отрицательного потенциала канальцевой жидкости за счет не успевающих реабсорбироваться анионов и поступлению в дистальную часть канальцев больших количеств натрия).
Движущей силой реабсорбции калия является более отрицательный электрохимический потенциал цитозоля по отношению к канальцевой жидкости, составляющий –30 мВ (см. рис. 21-26).
Реабсорбция калия потенцируется снижением внутриклеточной концентрации калия вследствие:
-
недостатка калия в плазме крови (уменьшено поступление в клетки);
-
заболеваний (поражений), приводящих к снижению уровня калийрегулирующих гуморальных факторов (альдостерон, инсулин, катехоламины) и/или десенсибилизации к ним специфических рецепторов (снижен активный транспорт калия в клетки эпителия);
-
ацидоза метаболического, дыхательного или смешанного (компенсаторное перемещение калия из клеток во внеклеточное пространство в обмен на ионы водорода).
Около 10% калия удаляется из организма внепочечными механизмами. Внепочечные механизмы включают выведение калия:
Нарушения баланса калия
Существует принцип, согласно которому при сбалансированном обмене веществ уровень калия в плазме определяет его содержание во всем организме. Определение концентрации калия в плазме (сыворотке) крови позволяет оценить глубину расстройств калиевого обмена. Расстройства калиевого обмена могут приводить к увеличению его уровня в крови - гиперкалиемии или, напротив, к снижению его уровня - гипокалиемии.
Гиперкалиемия
Гиперкалиемия характеризуется нарушениями обмена калия, которые приводят к преходящему или устойчивому повышению его уровня в плазме крови более 5,0 ммоль/л.
Гиперкалиемия наступает вследствие:
Избыточное поступление калия в кровь
Избыточное поступление калия в кровь может быть связано с алиментарной нагрузкой или его чрезмерным парентеральным введением. При нормальном или повышенном диурезе гиперкалиемия является временной. Гемолиз, тяжелые массивные повреждения тканей способствуют развитию гиперкалиемии вследствие освобождения калия из эритроцитов и клеток поврежденных тканей. Длительность гиперкалиемии, ее тяжесть при гемолизе и повреждении тканей будет определяться функциональным состоянием почек. Потерю клетками калия стимулируют алкоголь, фториды, деполяризующие миорелаксанты, сердечные гликозиды. Мышечные клетки теряют значительные количества калия при кратковременной максимальной или длительной физической нагрузке. Ацидоз, недостаток инсулина, применение β-блокаторов - все эти причины приводят к гиперкалиемии, развитие которой обусловлено либо выходом калия из клеток (при ацидозе клетки поглощают ионы водорода в обмен на калий), либо снижением поступления калия в клетки (использование β-блокаторов, недостаток инсулина приводят к снижению активности Na+ /K+ -АТФазы, обменивающей два иона калия внеклеточного пространства на три иона натрия из клеток).
Недостаточное удаление калия почками
Количество выделяемого почками калия зависит от количества функционально активных нефронов, от способности клеток эпителия дистального канальца и корковой части собирательной трубки удалять калий, нормальной секреции альдостерона и чувствительности к нему рецепторов. Каждая из этих причин сама по себе или в сочетании с другими способна привести к тяжелой гиперкалиемии. Нарушение выделительной функции почек при ОПН также способно привести к гиперкалиемии. Заболевания (поражения), затрагивающие эпителий дистального отдела канальца и корковой части собирательной трубки, расстраивают механизм секреции калия, что приводит к выраженной гиперкалиемии. Гипоальдостеронизм различного генеза снижает интенсивность канальцевой секреции калия. Сочетание гипоальдостеронизма с поражением канальцев сопровождается гиперкалиемией и гиперхлоремическим канальцевым ацидозом. Развитие гиперхлоремического канальцевого ацидоза, возможно, обусловлено тем, что избыток калия снижает активность аммониогенеза, ингибируя освобождение аммиака из глутамина, и подавляет реабсорбцию бикарбоната. Подобное действие калия в избыточных концентрациях приводит к активной реабсорбции хлора, снижению щелочного резерва крови, уменьшению количества удаляемых ионов водорода и в итоге к гиперхлоремическому ацидозу (этот синдром называется почечным канальцевым ацидозом IV типа).
Гиперкалиемию вызывают гепарин, нестероидные анальгетики, спиролактон. Гепарин угнетает синтез альдостерона надпочечниками, нестероидные анальгетики снижают секрецию ренина. Спиролактон блокирует рецепторы альдостерона и угнетает образование активных метаболитов альдостерона, ингибируя активность 5α-редуктазы. Триамтерен и амилорид снижают проницаемость и, возможно, количество натриевых каналов, тем самым затрудняют отток натрия из канальцевой жидкости и формирование в ней более отрицательного суммарного потенциала, что в итоге снижает количество секретируемого калия.
Лабораторные данные при гиперкалиемии
При гиперкалиемии концентрация калия в плазме (сыворотке) крови выше 5,0 ммоль/л.
При уровне калия 5,5–7,0 ммоль/л применяют общетерапевтические средства, так как его концентрация в плазме крови более 6,5 ммоль/л опасна для жизни. Уровень калия в плазме 7–8 ммоль/л является показанием к проведению диализа. Калий в концентрации 10–12 ммоль/л может вызвать остановку сердца. Гиперкалиемия сопутствует метаболическому ацидозу.
Неправильный забор крови (длительное наложение жгута), ее хранение в холодильнике, провоцирование гемолиза и другие воздействия, вызывающие выход калия из эритроцитов и лейкоцитов, завышают при анализе содержание калия в крови, которое обозначают как ложная гиперкалиемия. При подозрении на ложное повышение уровня калия в крови необходимо повторить исследования, соблюдая требования к забору и подготовке крови для исследования.
Возможный диагностический алгоритм варианта гиперкалиемии представлен на рис. 21-31.

Гипокалиемия
Гипокалиемия характеризуется нарушениями обмена калия, которые приводят к преходящему или устойчивому понижению его уровня в организме в целом. Концентрация калия в плазме крови, как правило, ниже 3,5 ммоль/л.
Гипокалиемия наступает вследствие:
Недостаточное поступление калия в кровь
Недостаточное поступление калия в кровь имеет место при его низком содержании в пище, заболеваниях (поражениях) ЖКТ, приводящих к рвоте, диарее. Злоупотребление слабительными средствами способствует формированию порочного круга, так как недостаток калия в организме способствует развитию гипотонии кишечника, прием слабительного уменьшает количество калия, поступающего в кровь.
Избыточное удаление калия из крови
Гипокалиемия развивается при потреблении калия для процессов синтеза гликогена и белка (синтез 1 г гликогена в мышцах и печени связывает 0,35 ммоль калия, усвоение 1 г белкового азота требует связывания приблизительно 3 ммоль калия). Повышение уровня инсулина, вызванное гипергликемией или введением экзогенного инсулина, приводит к гипокалиемии. Гипокалиемию вызывает прием симпатомиметиков, особенно тех из них, которые являются β2 -агонистами (изопротеренол, ритодрин, тербуталин, сальбутамол и др.). Подобным образом действует теофиллин. Метаболический алкалоз, дыхательный алкалоз приводят к гипокалиемии вследствие компенсаторного обмена внутриклеточных ионов водорода на внеклеточный калий. Гипокалиемия развивается при почечном канальцевом ацидозе проксимального типа (тип II) и дистального типа (тип I), при которых нарушается механизм реабсорбции бикарбоната. Избыток бикарбоната в канальцевой жидкости в дистальном отделе и собирательных трубках стимулирует секрецию калия [39]. Подобным образом действуют мочегонные - ингибиторы карбоангидразы ацетазоламид (Диакарб♠ ), дихлорфенамид [23].
Гипокалиемия развивается при первичном и вторичном гиперальдостеронизме. Гипокалиемия при обоих вариантах гиперальдостеронизма обусловлена индукцией секреции калия в канальцевую жидкость и его удаление с мочой. Механизм секреции калия обусловлен увеличением количества и активности Na+ /Н+ -АТФазного и Na+ /K+ -АТФазного насосов. Активность Na+ /Н+ -АТФазы увеличивает приток натрия в клетку и отток из нее в канальцевую жидкость ионов водорода.
Развивающийся внутриклеточный алкалоз благоприятствует выходу калия через натриевые каналы люминальной мембраны. Активность Na+ /K+ -АТФазы обеспечивает стабильное поступление 2 ионов калия из плазмы крови взамен на три иона натрия из клеток. Подобная количественная асимметрия (3:2) приводит в сочетании с облегченной диффузией калия в канальцевую жидкость к увеличению значения отрицательного суммарного потенциала канальцевой жидкости с 30 до 70 мВ. Итоговым результатом действия альдостерона будет выраженная гипокалиемия.
Гипокалиемия негативно сказывается на выделительной и концентрационной функциях почек. При концентрации калия в плазме (сыворотке) крови в пределах 2 ммоль/л в нефроцитах возрастает интенсивность аммониогенеза и увеличивается выделение в канальцевую жидкость аммонийных солей. В результате чего рН канальцевой жидкости возрастает. Стойкое увеличение рН канальцевой жидкости в области дистальных канальцев и собирательных трубок сопряжено со снижением чувствительности нефроцитов к действию антидиуретического гормона. Следствием чего являются полиурия, никтурия, полидипсия. В тяжелых случаях возникает массивная миоглобулинемия, которая может осложниться развитием острого некроза канальцев почек.
Истощение запасов магния по невыясненному механизму приводит к потере калия. Антибиотики пенициллинового ряда понижают уровень калия в плазме, стимулируя секрецию его ионов клетками дистального отдела нефрона. Антибиотики, производные аминогликозидов (гентамицин, стрептомицин, амикацин и др.), способствуют выведению калия, вызывая непосредственное повреждение эпителия почечных канальцев.
Лабораторные данные при гипокалиемии
При гипокалиемии концентрация калия в плазме (сыворотке) крови ниже 3,5 ммоль/л (при хранении образцов крови при комнатной температуре в течение определенного промежутка времени может развиться ложная, временная гипокалиемия в результате захвата калия клетками).
Дефицит калия в плазме в 1 ммоль/л отражает общий дефицит в организме 200 ммоль. О дефиците калия свидетельствуют параметры КОС: метаболическому алкалозу в большей степени соответствует дефицит калия. При сохраненных почечных функциях выведение калия с мочой уменьшается при его дефиците в организме. Если с мочой выводится менее 25 ммоль калия, возможен его дефицит, если менее 10 ммоль - об этом говорят с уверенностью. При заболеваниях (поражениях) почечных канальцев общий дефицит калия может превышать 50 ммоль, но уровень калия в моче бывает высоким: при дефиците калия внепочечного происхождения выведение его может быть более 50 ммоль. Гипокалиемия при первичном альдостеронизме сочетается с высокой концентрацией альдостерона и нормальной концентрацией ренина. При вторичном гиперальдостеронизме гипокалиемия сочетается с высоким уровнем ренина и альдостерона.
Повышенный уровень ионов калия в плазме может иметь место, несмотря на дефицит его в клетке, при компенсированном метаболическом или дыхательном алкалозе, когда вместо теряемого клеткой калия в нее входят ионы натрия и водорода. Для постановки диагноза в таком случае следует оценить КОС и исключить компенсированный метаболический или дыхательный алкалоз.


21.3.3. Гомеостаз кальция
Кальций (Са2+ ) является основным минералом человеческого скелета и самым распространенным катионом организма. Общее содержание кальция в теле человека составляет 1000–1500 г или 20–25 г/кг ткани, свободной от липидов. Основное количество кальция - 99%, находится в тканях костей и зубов, остальная его часть - 1%, выявляется в различных компартментах внутри- и внеклеточного пространств. Несмотря на количественные различия кальций костной ткани, компартментов внутри- и внеклеточного пространств составляет единый, регулируемый пул, структурно-функциональная организация которого, включая обмен с внешней средой, определяет гомеостаз Са2+ в организме человека [20].
Баланс кальция в плазме (сыворотке) крови складывается из соответствующего равновесия между поступлением, депонированием и его выведением (рис. 21-34).

Поступление иона кальция
Адекватное физиологическим потребностям организма поступление ионов кальция с продуктами питания и водой является одним из важнейших условий профилактики остеопороза и сопутствующих ему осложнений, нарушений нейроиммуноэндокринной регуляции, функциональной активности различных органов и систем. Рекомендуемая суточная потребность в кальции для человека массой 70 кг и расходующего 3000 ккал в сутки составляет в США 800–1200 мг, в странах Евросоюза - 800 мг [21]. Содержание кальция в наиболее распространенных продуктах питания приведено в табл. 21-7.
Продукт | Са2+ , мг/100 г продукта |
---|---|
Сухие сливки |
1290 |
Сыры |
600–1040 |
Сухое молоко |
920 |
Сухая сыворотка молока |
890 |
Сезам (семена) |
785 |
Соя, бобы |
257 |
Орехи |
30–250 |
Петрушка |
245 |
Зеленая капуста |
210 |
Кефир, йогурт, сливки |
110–120 |
Шпинат |
125 |
Рыба |
30–90 |
Творог |
80 |
Фасоль |
105 |
Финики |
160 |
Хлеб с отрубями |
60 |
Всасывание кальция в кишечнике обеспечивается активным и пассивным транспортом, включающим три стадии:
-
3) перенос кальция из клетки в плазму крови в обмен на ионы натрия (рис. 21-35).

Кальций всасывается на протяжении всей тонкой кишки, проникая трансцеллюлярно и через межклеточные контакты в лимфу и кровь. Проник^^ новение кальция через мембраны энтероцитов подчиняется гормональному контролю с участием витамина D2 , всасывание осуществляется преимущественно в начальном отделе тонкой кишки. Всасывание кальция через межклеточные контакты представляет собой пассивную диффузию из просвета в жидкие среды организма. Количество кальция, поступающее в организм этим путем, линейно зависит от количества кальция, находящегося в растворенной форме в кишечном содержимом. Процесс не подвержен прямой эндокринной регуляции и происходит на протяжении всей тонкой кишки, более выражен в дистальных ее отделах. Количество доступного для всасывания кальция также зависит от ряда диетических факторов, включая наличие фосфата, оксалатов, жиров и фитатов, которые связывают кальций и снижают всасывание лактозы, триглицеридов определенных аминокислот, улучшающих абсорбцию кальция. Принимая в расчет все эти факторы, средняя всасываемость кальция из пищи у взрослых лиц обычно составляет 25–35%. У детей этот показатель может быть в два раза выше. Абсорбция кальция в пищеварительной системе снижается в высоких широтах зимой, с возрастом и при развитии остеопороза. Одной из причин этого является снижение выработки активных метаболитов витамина D2 в почках.
Распределение ионов кальция в организме
Содержание кальция в некоторых тканях тела человека представлено в табл. 21-8.
Ткань | Содержание кальция, ммоль/кг массы ткани |
---|---|
Костная |
2750 |
Зуба |
9000 |
Мышечная |
1,75 |
Миокарда |
2,50 |
Легких |
4,25 |
Мозга |
3,00 |
Печени |
3,00 |
Почек |
5,00 |
Референтные значения
Референтные значения общей концентрации кальция в плазме крови относительно постоянны и составляют 2,25–2,85 ммоль/л. Кальций в плазме крови распределен в трех фракциях: 50–60% находится в ионизированной форме и 5–10% связано с органическими и неорганическими кислотами. Эти две фракции составляют фильтруемый кальций. 35–50% кальция связано с белками, преимущественно с альбумином (с глобулинами около 5–10% кальция). 1 г альбумина связывает около 0,7 мг кальция. Связывание кальция альбумином действует как буфер при резком увеличении или снижении концентрации кальция в крови. Наиболее важным фактором, влияющим на связывание кальция альбумином, является рН крови. Изменение рН на каждую 0,1 меняет уровень свободного кальция примерно на 0,05 ммоль/л (при алкалозах доля ионизированного кальция уменьшается, а при ацидозах возрастает на эту величину). Изменение концентрации ионизированного кальция обусловлено не столько конкуренцией за участки связывания между водородом и кальцием, сколько с конформационными изменениями молекулы альбумина, приводящими к увеличению или уменьшению ее сродства к кальцию. Биологически активной формой является только ионизированный кальций, концентрация которого составляет 1,05–1,30 ммоль/л.
Кальций выполняет следующие физиологические функции:
-
необходим для взаимодействия сократительных белков - актина и миозина при сокращении мышечных волокон;
-
обеспечивает сопряжение гуморального сигнала и биохимических процессов;
-
регулирует активность внутриклеточных ферментов различных классов;
-
является одним из ключевых факторов в реакциях тромбообразования;
-
играет ключевую роль в проведении управляющих сигналов пролиферации, дифференцировки, апоптоза.
Кальций костной ткани
В костной ткани кальций входит в состав аморфной и кристаллической форм минеральных веществ. Аморфную форму представляют в основном трикальцийфосфат, гидрофосфат кальция (брушит) и, частично, кальций, связанный длинноцепочечными линейными фосфополимерами (количество неорганического фосфата в цепи 10–50 и более остатков); кристаллическую - гидроксиапатит. Количество минерального вещества и форма его организации определяют зрелость костной ткани и сбалансированность в ней кальциевого обмена. Зрелая костная ткань представлена слоями последовательно расположенных коллагеновых пучков, между которыми расположены клетки костной ткани - остеоциты (остеобласты). Особенностью зрелой костной ткани является структурная и функциональная сбалансированность. Минеральные вещества в ней упорядочены и пропорционально связаны с коллагеном, а соотношение кальция и фосфора в минеральном веществе составляет 1,5:1,0. Незрелая костная ткань имеет неупорядоченные пучки коллагеновых волокон, различные по размеру и форме остеоциты и диссипированные очаги минерализации. Степень минерализации очагов высока и различна. Незрелая костная ткань встречается у плода и практически полностью исчезает при нормальном развитии к 14 годам. В зрелой костной ткани, являющейся основным депо кальция в организме, активно идут процессы обмена этого элемента. Освобождение кальция из костной ткани осуществляется в процессе резорбции кости и связано с функциональной активностью особой группы клеток - остеокластов. Процесс резорбции кости остеокластами включает синтез и секрецию молочной и лимонной кислот, коллагеназы и ряда кислых гидролаз, разрушение ими костного матрикса и мобилизацию кальция. Связывание кальция в костной ткани осуществляется остеобластами, синтезирующими коллаген костного матрикса и обеспечивающими его упорядоченную минерализацию. Кальций костной ткани (около 1%) свободно обменивается с кальцием внеклеточной жидкости. Вместе обе эти фракции известны как обменивающийся пул кальция. На него приходится 2% от общего количества кальция в организме человека.
Кальций клеток мягких тканей
Кальций в строго определенном количестве необходим для жизнедеятельности всех клеток организма млекопитающих. Концентрация внутриклеточного кальция в 1000–2000 раз ниже, чем вне клетки (10–6 –10–7 и 10–3 моль соответственно). В цитозоле и нуклеоплазме уровень кальция на 1–2 порядка ниже его внутриклеточного содержания. Подобное количественное различие между отдельными компартментами клетки и ее целостным объемом обусловлено как активным неравновесным обменом между цитозолем и внеклеточным пространством, так и депонированием значительных количеств Са2+ во внутриклеточных органеллах. Органеллы, способные аккумулировать кальций против электрохимического градиента, содержат все клетки организма человека, исключая эритроциты. Мембраны органелл имеют "кальциевый насос", удаляющий из цитозоля часть Са2+ во внутреннее пространство органелл, где он обратимо связывается со специфическими депонирующими белками. Внутриклеточный кальций аккумулируется в митохондриях, секреторных гранулах, саркоплазматическом ретикулуме (СР) клеток мышечной ткани и эндоплазматическом ретикулуме (ЭР) клеток других тканей. Перечисленные внутриклеточные структуры и выполняют функцию депо Са2+ . При различных регуляторных воздействиях на мембранные рецепторы кальций поступает в клетки из внеклеточного пространства и/или выходит из внутриклеточных депо: медленно из митохондрий и секреторных гранул; быстро из сарко- и эндоплазматического ретикулумов мышечной и других тканей. Через 50–300 мс после повышения уровня кальция в цитозоле возрастает его количество в нуклеоплазме. Стабилизация уровня кальция в цитозоле и нуклеоплазме на значениях, соответствующих состоянию покоя, обеспечивается его удалением во внутриклеточные кальциевые депо и внеклеточное пространство. Физиологически оптимальный уровень кальция во внутриклеточном Са2+ -депо обеспечивается работой механизмов, определяющих при необходимости: поступление кальция из внеклеточного пространства в Са2+ -депо, или, напротив, удаление избытка кальция из Са2+ -депо во внеклеточное пространство.
Биохимические аспекты внутриклеточного гомеостаза кальция
Возможность измерения внутриклеточной концентрации ионизированного кальция с помощью Са2+ -флюоресцентного зонда Quin 2 впервые продемонстрированы Р. Тьен и соавт. в 1984 г. [45].
В последующем были разработаны Са2+ -флюоресцентные зонды, позволяющие измерять концентрацию кальция как в цитозоле, так и в органеллах, что позволило раскрыть определенные биохимические закономерности внутриклеточного депонирования этого электролита.
Биохимические закономерности депонирования кальция в митохондриях
Способность митохондрий быстро депонировать большие количества Са2+ и относительно медленно его освобождать, наряду с синтезом АТФ, является одной из их ключевых функций. Са2+ не может подвергнуться метаболическим превращениям. Его физиологически избыточное содержание в микрообъемах цитозоля способно инициировать деструктивные процессы в целостной клетке. Са2+ -аккумулирующая активность митохондрий направлена на удаление физиологически избыточных количеств Са2+ из микрообъемов цитозоля. Са2+ -транспортирующая система митохондрий имеет Км = 5–20 мкМ и практически неактивна при физиологических концентрациях кальция в цитозоле (0,2–1,0 мкМ). Значительные, физиологически избыточные количества кальция в микрообъемах цитозоля возникают в результате его поступления из внеклеточного пространства и/или освобождения из внутриклеточных депо. Са2+ -транспортирующая система митохондрий в соответствии со своими кинетическими характеристиками способна в течение короткого времени удалить избыток кальция из цитозоля.
Митохондрии, в свою очередь, расположены в клетке именно в тех ее частях, где наиболее активно происходят локальные изменения концентрации кальция. Выход Са2+ из митохондрий может осуществляться относительно медленно путем электронейтрального обмена Са2+ /2Н+ и Са2+ /2Na+ . Быстрое удаление кальция из митохондрий происходит в результате формирования во внутренней мембране митохондрий неселективных пор, обозначаемых аббревиатурой РТР (от англ. permeability transition pores), проницаемых для низкомолекулярных веществ, в их числе и Са2+ [20]. Образование РТР осуществляется с участием фермента пролил-цис-транс -изомеразы (син. циклофиллин, PPI [КФ 5.2.1.8]), селективное ингибирующее действие на который циклоспорина А препятствует образованию РТР, соответственно, выходу кальция. Такое состояние является причиной осмотического шока митохондрий, выхода митохондриальных факторов, индуцирующих последующую гибель клетки по механизму апоптоза. Выход кальция из матрикса митохондрий путем открытия РТР контролируют АТФ, АДФ, полиамины, жирные кислоты, Mg2+ , глутатион, градиент рН на митохондриальной мембране, уровень концентрации кальция в матриксе митохондрий.
Са2+ -депонирующая активность митохондрий дополняется аналогичной функцией саркоплазматического ретикулума в клетках мышечной ткани и эндоплазматического ретикулума в клетках других тканей. от:
Биохимические закономерности депонирования кальция в саркоплазматическом ретикулуме
В саркоплазматическом ретикулуме клеток мышечной ткани имеются два варианта кальциевых депо - продольные цистерны СР и терминальные цистерны СР, контактирующие с цистернами Т-системы. 90% белков мембраны саркоплазматического ретикулума приходится на Са2+ -АТФазу. Остальные 10% протеина мембраны СР представлены в основном белками кальциевых каналов. Белки Са2+ -каналов способны активно связывать растительный алкалоид рианодин, вследствие чего Са2+ -каналы СР называют рианодин-чувствительными.
Са2+ -АТФаза обеспечивает поглощение из цитозоля одного иона кальция за счет энергии гидролиза двух молекул АТФ. Активность Са2+ -АТФазы регулируется протеолипидом фосфоламбаном. Дефосфорилированная форма фосфоламбана способна связываться с Са2+ -АТФазой в соотношении 1:1 и ингибировать ее. Фосфорилирование фосфоламбана снижает его сродство к Са2+ -АТФазе и, соответственно, диссоциации с молекулой фермента и активации последнего.
Поступивший в цистерны саркоплазматического ретикулума кальций связывается с белками - кальсеквестрином (Mr 42 кДа) и Са2+ -связывающим белком (с высоким сродством к кальцию, Mr 55 кДа). Кальсеквестрин охарактеризован наиболее полно. Это кислый растворимый белок, содержащий много остатков глутаминовой и аспарагиновой кислот. Одна молекула кальсеквестрина способна связать 43 иона Са2+ . В депо СР кальсеквестрин локализован в непосредственной близости к рианодин-чувствительному Са2+ -каналу. Подобное распределение кальсеквестрина обеспечивает высокую скорость освобождения в цитозоль необходимых количеств кальция.
Рианодин-чувствительный Са2+ -канал имеет наиболее узкий фильтрующий участок диаметром 0,35 нм. Связывание рианодина с рецепторным компонентом белков канала обеспечивает увеличение размеров фильтрующего участка на 0,02–0,03 нм, что увеличивает выход Са2+ из депо. Минимальный размер фильтрующего участка Са2+ -канала обеспечивается полным восстановлением SH-групп рианодин-связывающего сайта протеинов. Соединения, окисляющие и алкилирующие SH-группы белков, образующих кальциевый канал (например, перекись водорода и N-этималеимид) вызывают активное удаление кальция из депо. Помимо приведенных веществ кальциевые каналы в СР активируются цитоплазматическим Са2+ (0,5–1,5 мкмоль), АТФ (15 ммоль), миллимолярными концентрациями кофеина и микромолекулярными концентрациями инозитол-1,4,5-трифосфата (под активацией кальциевого канала понимается его состояние, способствующее удалению кальция из депо ). Ингибиторами активности кальциевого канала являются Mg2+ (мкмоль), La3+ (0,5 мМ), сфингозин (мкмоль) (под ингибированием кальциевого канала понимается его состояние, препятствующее удалению кальция из депо ). На активность рианодин-чувствительного сайта Са2+ -канала негативно воздействуют FK506- и рапамицин-связывающие определенные изоформы пептидилпролил-цис-транс -изомераз (PPI). Связывание FK506 и рапамицина с аффинными к ним изоформами пролил-цис-транс -изомеразами снижает сродство последних к рианодин-чувствительному сайту протеинов Са2+ -канала, что в итоге приводит к активации последнего.
Биохимические закономерности депонирования кальция в эндоплазматическом ретикулуме
В эндоплазматическом ретикулуме немышечных клеток кальциевые депо более сложны и разнообразны по сравнению с Са2+ -депо мышечных клеток. Основными белками мембран эндоплазматического ретикулума являются Са2+ -АТФаза и протеины Са2+ -каналов. Белки каналов части кальциевых депо эндоплазматического ретикулума специфически связывают инозитол-1,4,5-трифосфат (IP3 ), что обеспечивает освобождение из них 30–50% депонируемого в ЭР кальция. Остальная часть депонируемого кальция может быть освобождена при использовании специфических ионофоров. Са2+ -каналы ЭР, белки которых специфически связывают инозитол-1,4,5-трифосфат, называют IP3 -чувствительными. Функциональная активность Са2+ -АТФазы мембран ЭР сходна с таковой из мембран СР.
В кальциевых депо эндоплазматического ретикулума в группе Са2+ -связывающих белков наиболее исследован кальрегулин (син. кальретикулин). Кальрегулин представляет собой гликопротеин с молекулярной массой 47 кДа. Кальрегулин, в отличие от кальсеквестрина из Са2+ -депо СР клеток мышечной ткани, имеет один участок с высоким сродством и сайты с низким сродством к Са2+ . С последними связывается до 50 моль Са2+ на 1 моль белка. Локализация кальрегулина в эндоплазматическом депо, механизм его участия в обмене Са2+ сходен с аналогичными параметрами для кальсеквестрина.
Структурная организация белков IP3 -канала, их функциональная активность сходна с протеиновыми компонентами рианодин-чувствительного Са2+ -канала. Пропускная способность канала увеличивается при окислении тиоловых групп, образующих его протеинов, действии на их сенсорные сайты IP3 , адениловых нуклеотидов (АТФ, АДФ, АМФ), полиненасыщенных жирных кислот.
Продолжением эндоплазматического ретикулума является ядерная оболочка. Транспортирующие кальций белки наружной мембраны ядерной оболочки обладают только активностью Са2+ -АТФазы. На внутренней мембране ядерной оболочки выявлены лишь белки, образующие IP3 -регулируемый Са2+ -канал. Помимо Са2+ -депо ядра, связанного с ядерной оболочкой, кальций проникает в нуклеоплазму через ядерные поры. В покое концентрация кальция в ядре, определяемая методами с использованием экворина, составляет 100–200 нМ.
Биохимические механизмы, определяющие поступление кальция в клетку
Внеклеточные ионы кальция поступают в клетку по кальциевым каналам, образуемым протеиновыми компонентами плазматической мембраны. По особенностям структурно-функциональной организации выделяют два типа кальциевых каналов цитолеммы - потенциалзависимые Са2+ -каналы и рецепторуправляемые Са2+ -каналы.
Потенциалзависимые Са2+ -каналы выявляются в плазматической мембране клеток, обладающих биоэлектрической активностью (клетки сердечной, скелетной, гладких мышц, нервной ткани, эндокринных органов и др.), и ряде других типов клеток (фибробласты, Т-лимфоциты). Потенциалзависимые Са2+ -каналы активируются только при деполяризации, обеспечивая быстрое, но кратковременное поступление кальция в клетку. На основании электрофизиологических и фармакологических свойств структур, образующих канал, различают следующие типы потенциалзависимых Са2+ -каналов: L, T, N, P, Q и N [36].
Са2+-каналы L-типа выявлены в нейронах ЦНС и периферической нервной системы, клетках сердечной, скелетной и гладких мышц. Они активируются при деполяризующих потенциалах более 10 мВ. Са2+ -каналы L-типа ингибируются верапамилом и его производными, 1,4-дигидропиридинами (например, нифедипин), D-цис-дилтиаземом. В скелетной мышце Са2+ -каналы L-типа проницаемы для ионов магния, тогда как в сердечной - нет. Ряд селективности для Са2+ -каналов L-типа сердечной мышцы имеет вид: La3+ >Cd2+ >Co2+ >Ca2+ ; скелетной мышцы: Ca2+ >Cd2+ ~ Co2+ .
Са2+-каналы Т-типа выявлены в клетках, обладающих биоэлектрической активностью, а также фибробластах и Т-лимфоцитах. Они активируются при слабых деполяризующих потенциалах, в отличие от каналов L-типа не чувствительны к ингибирующему действию дигидропиридинов. Са2+ -каналы Т-типа специфически блокируются тетраметрином, амилоридом и октанолом.
Са2+-каналы N-типа выявлены преимущественно в секреторных клетках ЦНС. Они активируются при деполяризующих потенциалах более 20 мВ, устойчивы к ингибирующему действию дигидропиридинов и La3+ . По селективности схожи с каналами L-типа.
Са2+-каналы Р-типа выявлены в клетках ЦНС и периферической нервной системы. Они активируются при деполяризующих потенциалах более 50 мВ, устойчивы к ингибирующему действию дигидропиридинов.
Са2+-каналы R и Q-типов выявлены в гранулярных клетках мозжечка, нейронах гиппокампа и коры мозга. Они активируются при высоких деполяризующих потенциалах, высокочувствительны к ингибирующему действию Ni2+ .
Рецепторуправляемые кальциевые каналы выявлены в клетках, не обладающих способностью к формированию биоэлектрического потенциала. Са2+ -каналы этих клеток связаны с мембранными рецепторами гормонов, цитокинов, нейротрансмиттеров. По характеру взаимодействия рецептора и белковых структур Са2+ -канала выделяют следующие классы рецепторуправляемых кальциевых каналов:
-
1) Са2+ -канал и рецептор образованы одним и тем же молекулярным комплексом;
-
2) Са2+ -канал и рецептор образованы различными молекулярными комплексами, их объединение в функционально единую систему осуществляется небелковым посредником;
-
3) Са2+ -канал и рецептор образованы различными молекулярными комплексами, их объединение в функционально единую систему осуществляется G-белком.
Рецепторуправляемые кальциевые каналы обеспечивают быстрое и длительное увеличение концентрации цитоплазматического кальция. Проницаемость рецепторуправляемых каналов для кальция регулируется степенью заполнения IP3 -чувствительных Са2+ -депо ("емкостной" механизм). Принципиальная схема взаимодействия между IP3 -чувствительным Са2+ -депо и структурами кальциевого канала представлена на рис. 21-36.

Варианты непосредственного взаимодействия между структурами Са2+ -депонирующих органелл и структурами рецепторуправляемого кальциевого канала определяются структурной организацией последнего.
Рецепторуправляемые кальциевые каналы, входящие в класс 1 , взаимодействуют с Са2+ -депонирующими органеллами с помощью водорастворимого вторичного посредника. Водорастворимый вторичный посредник - CIF (calcium influx factor) в активной форме представляет собой низкомолекулярное фосфорилированное соединение (Mr 500 Да) небелковой природы, содержащее гидроксильные группы в соседних атомах углерода и имеющее при физиологических значениях рН отрицательный суммарный заряд. Инактивация CIF осуществляется его дефосфорилированием. К соединениям, стабилизирующим активную форму CIF, относятся ингибиторы фосфатаз, в частности окадаиковая кислота и циклоспорин А.
Помимо СIF проницаемость рецепторуправляемого Са2+ -канала могут регулировать цГМФ, фосфорилированные формы некоторых белков (например, винкулина), активные формы кислорода. Так, активация некоторых изоформ цитохрома Р-450, ассоциированных с Са2+ -депо ЭР, увеличивает проницаемость рецепторуправляемого Са2+ -канала, напротив, их ингибирование антимикотическими азолами (клотримазол, эконазол и др.) снижает проницаемость рецепторуправляемого Са2+ -канала.
Взаимодействие с Са2+ -депонирующими органеллами рецепторуправляемых кальциевых каналов, входящих в класс 2, осуществляется посредством непосредственного контакта между специализированными элементами их структур и происходит при действии биорегуляторов на соответствующие рецепторы. Активированный в этих условиях G-белок (ГТФ ↔ G-белок) индуцирует образование IP3 , который стимулирует выход в цитозоль кальция из депо ЭР и увеличивает сродство IP3 -связывающего сайта к структурам рецепторуправляемого Са2+ -канала, что, в свою очередь, увеличивает проницаемость последнего для ионов кальция. Увеличение концентрации кальция в цитозоле, его поступление в Са2+ -депо ЭР насыщает кальций-ассоциирующие компоненты, что в итоге меняет конформацию IP3 -связывающего сайта и приводит к снижению его сродства к структурам рецепторуправляемого Са2+ -канала. Следствием подобных конформационных изменений будет разобщение IP3 -связывающего сайта Са2+ -депо ЭР и структур рецепторуправляемого Са2+ -канала и непроницаемость канала для кальция.
Рецепторуправляемые кальциевые каналы, входящие в класс 3 , связаны с Са2+ -депонирующими органеллами. Когда кальциевые депо заполнены, Са2+ -депонирующие органеллы и связанные с ними рецепторуправляемые кальциевые каналы находятся в эндомембранном компартменте под плазматической мембраной, освобождение кальция из депо приводит к встраиванию Са2+ -депонирующих органелл и, соответственно, рецепторуправляемых кальциевых каналов в цитолемму. Поступление кальция в цитоплазму через рецепторуправляемые кальциевые каналы, последующее насыщение Са2+ -депо завершается выходом Са2+ -депонирующих органелл в эндомембранный компартмент.
Выведение иона кальция
Выведение иона кальция из организма осуществляется почками. При этом за сутки фильтруется примерно 10 г кальция. Однако около 60% профильтровавшегося кальция реабсорбируется в проксимальном извитом канальце: 20–25% - в петле Генле, 10% - в дистальном извитом канальце и 5% - в избирательной трубке (рис. 21-37). В целом с мочой экскретируется 100–200 мг кальция в сутки.

Механизмы регуляции баланса кальция связаны с действием трех гормонов - паратиреоидного (ПТГ), кальцитриола [1,25(OH)2 D3 ] и кальцитонина, которые действуют на процессы всасывания кальция в кишечнике, реабсорбции в почках и обмена в костной ткани. Другие гормоны - пролактин, гормон роста, инсулин, тиреоидные гормоны, глюкокортикоиды и половые стероиды, влияют на кальциевый гомеостаз при определенных физиологических состояниях и могут рассматриваться как вторичные регуляторы. Дефицит или избыток этих вторичных регуляторов в физиологических пределах не вызывает таких нарушений гомеостаза кальция, которые наблюдаются при дефиците или избытке паратиреоидного гормона, кальцитриола и кальцитонина. В этой связи эффекты вторичных регуляторов гомеостаза кальция будут рассмотрены в разделах нарушений кальциевого гомеостаза и заболеваний костной системы.
При снижении концентрации ионизированного кальция в плазме ниже допустимой границы (менее 1,1 ммоль) увеличивается секреция ПТГ паращитовидными железами. Действие этого гормона на тропные к нему клетки инициирует каскад цАМФ-зависимых реакций. При этом действие ПТГ на нефроциты приводит к усилению реабсорбции кальция с 90% в норме до 98%. Параллельно снижается реабсорбция фосфата и активируется синтез кальцитриола. Эффект ПТГ на клетки слизистой оболочки кишечника опосредуется кальцитриолом, который увеличивает всасывание кальция.
В костной ткани под влиянием ПТГ инициируются реакции мобилизации кальция вследствие резорбции кости остеокластами, также опосредованные кальцитриолом. Таким образом, сочетанное действие ПТГ и кальцитриола приводит к нормализации уровня кальция и соответственно доли ионизированного кальция в плазме крови.
При увеличении концентрации ионизированного кальция щитовидной железой секретируется кальцитонин - гормон, действие которого направлено на восстановление нормальной концентрации кальция в крови. Его действие на нефроциты стимулирует реабсорбцию фосфата, но мало влияет на реабсорбцию кальция. Однако кальцитонин способствует минерализации кальция в костях, стимулируя и инициируя активность остеобластов, что в итоге нормализует содержание кальция в плазме крови.
Нарушения баланса кальция
Нарушения обмена кальция отражаются на уровне кальция крови, гормонов регулирующих его уровень, сопряженных с обменом кальция других электролитов (ионы магния и фосфора). Определение значений общей концентрации кальция, особенностей его количественного распределения по фракциям, уровня гормонов, регулирующих кальциевый обмен и тесно связанных с обменом ионов кальция, позволяет оценить глубину расстройств кальциевого обмена, эффективность проводимого или проведенного лечения. Референтные значения вышеуказанных показателей приведены в табл. 21-9.
Показатель | Источник образца; метод определения | Контингент обследуемых | Среднее значение или колебания |
---|---|---|---|
Кальций ионизированный |
Сыворотка или плазма; ионселективный проточный электрод |
Новорожденные 3–24 ч жизни |
1,07–1,29 ммоль/л |
Новорожденные 24–48 ч жизни |
1,00–1,17 ммоль/л |
||
Взрослые |
1,05–1,29 ммоль/л |
||
Люди старше 60 лет |
1,12–1,32 ммоль/л |
||
Кальций общий |
Сыворотка; биохимический автоанализатор |
Дети |
2,25–2,75 ммоль/сут |
Взрослые |
2,2–2,6 ммоль/сут |
||
Моча суточная; свободная кальциевая диета |
2,5–7,5 ммоль/сут |
||
Диета с низким содержанием кальция |
1,25–3,8 ммоль/сут |
||
Магний |
Сыворотка |
Взрослые |
0,65–0,95 ммоль/сут |
Суточная моча |
3,0–5,0 ммоль/сут |
||
Фосфор неорганический |
Сыворотка |
Дети |
1,5–1,8 ммоль/сут |
Взрослые |
0,8–1,55 ммоль/сут |
||
Фосфор |
Моча суточная: свободная диета |
Взрослые |
13–42 ммоль/сут |
Диета с содержанием 29–48 ммоль фосфора и 0,25 ммоль кальция на г массы тела |
Менее 32 ммоль/сут |
||
Максимальная тубулярная реабсорбция фосфата |
Сыворотка и моча; по формуле Bijvoet |
Взрослые |
0,9–1,5 моль/дл |
25ОНD |
Плазма; наборы фирмы Roche (Швейцария) |
Взрослые (лето) |
20–65 нг/мл, или 40–180 нмоль/л |
Взрослые (зима) |
14–42 нг/мл, или 35–105 нмоль/л |
||
1,25(ОН)2 D3 |
Плазма; наборы фирмы Roche (Швейцария) |
Взрослые |
25–45 пг/мл, или 12–46 мкмоль/л |
Кальцитонин |
Сыворотка; Byk Malincrodt (ФРГ) |
Взрослые |
10–100 пг/мл |
Сыворотка; CIS (Франция) |
0–10 пг/мл |
||
Сыворотка; Nichols RIA (США) |
Взрослые мужчины |
Менее 36 пг/мл |
|
Взрослые женщины |
Менее 17 пг/мл |
||
Паратиреоидный гормон |
Сыворотка; Byk Malincrodt (ФРГ) |
Взрослые |
0,15–0,6 пг/мл |
Сыворотка; CIS (Франция) |
15–76 пг/мл |
||
Сыворотка; Nichols intact (США) |
10–65 пг/мл |
||
Сыворотка; Nichols Mid-molecule (США) |
50–330 пг/мл |
Расстройства того или иного звена кальциевого обмена могут приводить к увеличению его уровня в крови - гиперкальциемии или, напротив, к снижению его уровня - гипокальциемии.
Гиперкальциемия
Гиперкальциемия характеризуется нарушениями обмена кальция, которые приводят к преходящему или устойчивому повышению его уровня в плазме крови более 2,6 ммоль/л.
Гиперкальциемия наступает вследствие:
-
избыточного всасывания кальция при интоксикации витамином D, саркоидозе, приеме в качестве антацида карбоната кальция;
-
избыточной мобилизации кальция из костного депо при онкологических заболеваниях, гиперпродукции паратиреоидного гормона, интоксикации витаминами D и А, иммобилизации, почечной патологии, гипертиреоидизме;
Избыточное всасывание кальция
Наблюдается при интоксикации витамином D и саркоидозе. Имеет общую составляющую - увеличение концентрации биологически активной формы витамина D - кальцитриола (1,25(ОН)2 D3 ), индуцирующего всасывание кальция в ЖКТ. При саркоидозе отмечена также сенсибилизация рецепторов энтероцитов к витамину D.
Гиперкальциемия развивается при алиментарной нагрузке определенными соединениями. В частности, гидрокарбонат кальция (CaНCO3 ), принимаемый как антацидное средство, обладает умеренной нейтрализующей способностью, что требует приема значительного количества препарата. Так, некоторые больные принимают до 20 и более граммов в сутки. Образующийся в результате связывания соляной кислоты растворимый хлорид кальция диссоциирует и образующийся ион кальция активно всасывается в кишечнике. Гиперпродукция соляной кислоты сопряжена с увеличением в крови гидрокарбоната (HCO3 – ), который снижает интенсивность минерализации кости. Экскреция избытка бикарбоната приводит к защелачиванию мочи, что увеличивает реабсорбцию кальция. Сочетание приема карбоната кальция с особенностями его метаболизма при гиперацидных заболеваниях желудка может сопровождаться выраженной гиперкальциемией.
Избыточная мобилизация кальция из костного депо
Избыточная мобилизация кальция из костного депо при различных по своей природе заболеваниях имеет сходный механизм, связанный с дисбалансом гуморальной регуляции обмена кальция.
Остеопороз - наиболее частый вариант метаболических заболеваний скелета, характеризующийся "прогрессирующим" снижением костной массы в единице объема по отношению к нормальному показателю пациентов, соответствующего пола и возраста, нарушением микроархитектоники трабекул, приводящим к высокому риску переломов костей от минимальной травмы или без таковой.
Некоторые исследователи рассматривают остеопороз как генерализованную атрофию костной ткани, другие используют термин "остеопения".
Остеопороз, появляющийся у женщин постклимактерического и более старшего возраста, является наиболее распространенной формой генерализованного разрежения кости. Клинически остеопороз этого типа влечет за собой две основные проблемы пожилого возраста, а именно коллапс позвонков и переломы костей конечностей, особенно шейки бедра и дистального конца лучевой кости. Процесс разрежения костной ткани у женщин начинается раньше (еще в зрелом возрасте) и развивается быстрее, чем у мужчин. Женщины европеоидной расы теряют до 47% костной массы позвонков и до 39% вещества дистального отдела лучевой кости [22].
Инволюционный, или постклимактерический, остеопороз является результатом комбинации нескольких патогенетических механизмов, включающих угасание активности яичников, изменения продукции гормонов, регулирующих метаболизм костной ткани, и факторы питания [21, 22].
Роль снижения функции гонад в развитии остеопороза достаточно определена, поскольку физиологическое снижение активности яичников или оофорэктомия приводят к повышению уровня кальция и фосфора в плазме и увеличению соотношения кальций/креатинин в моче.
Уровни эстрадиола и эстрона низки как у женщин с остеопорозом, так и у женщин, не страдающих этим заболеванием в постклимактерическом периоде, однако уровень эстрона гораздо ниже у первых, чем у последних. Возрастное снижение уровня витамина D, паратгормона и кальцитонина не всегда коррелирует со степенью выраженности остеопороза. С возрастом наблюдается снижение всасывания кальция в кишечнике, которое более выражено у женщин с остеопорозом, чем у здоровых женщин после менопаузы. Улучшение баланса кальция как у здоровых, так и у больных женщин после менопаузы происходит на фоне терапии эстрогенами.
Возрастной остеопороз является самой распространенной, но не единственной формой данного заболевания. Встречаются также идиопатический ювенильный остеопороз, иммобилизационный остеопороз, кортикостероидная остеопения, локальный остеопороз при ревматоидном артрите.
Гиперкальциемия при онкологических заболеваниях обусловлена воздействием специфических факторов, секретируемых опухолевыми клетками, на костную ткань. Их воздействие на остеокласты подобно воздействию паратиреоидного гормона, что позволило обозначить эту группу факторов как "паратиреоидный материал". Идентифицированным компонентом "паратиреоидного материала", секретируемым опухолевыми клетками, является фактор, активирующий остеокласты. Он представляет собой пептид с молекулярной массой 20 000 нДа в неактивной форме и 16 000 нДа в активной форме; простагландин - РgE2 ; иммунореактивное соединение, подобное паратиреоидному гормону. Клетки карциномы легкого из эпидермоидных плоских клеток и карциномы почек секретируют соединение, по структуре гомологичное паратиреоидному гормону.
Гиперкальциемия при гиперпаратиреоидизме связана с избыточной, физиологически неадекватной продукцией паратиреоидного гормона. Гиперпродукция этого гормона может сочетаться с избыточным поступлением или образованием витамина D. Последнее сочетание характерно для успешной трансплантации почки, которая начинает синтезировать 1,25(ОН)2 D3 вследствие низкого уровня фосфатов в крови (послеоперационная фосфатурия) и стимуляции нефроцитов паратиреоидным гормоном. Обособленная интоксикация витамином D также усиливает процессы резорбции кости (за счет стимуляции остеокластов). Подобной, но слабовыраженной активностью, обладает и витамин А. Умеренная гиперкальциемия развивается при иммобилизации, особенно у тех пострадавших, которые в силу своего общего состояния вынуждены длительное время находиться без нагрузки.
Еще одной причиной гиперкальциемии является гипертиреоз. Увеличение уровня кальция при гипертиреозе связано с преобладанием катаболических процессов практически во всех тканях, в том числе и костной. Тиреоидные гормоны сенсибилизируют рецепторы остеокластов к действию паратиреоидного гормона за счет увеличения их количества.
Недостаточная почечная экскреция кальция
Умеренная гиперкальциемия развивается при длительном приеме тиазидных диуретиков, которые увеличивают реабсорбцию кальция почками. Не исключено, что подобное действие диуретиков тиазидного ряда связано с сенсибилизацией рецепторов нефроцитов к действию паратиреоидного гормона. Состояние гипертонической дегидратации связано с относительным увеличением количества кальция и не требует специального лечения.
Лабораторные данные при гиперкальциемии
Лабораторные данные указывают на увеличение концентрации кальция в плазме: повышение уровня до 2,6 ммоль должно настораживать врача, а свыше 3,0 ммоль - достоверно свидетельствует о гиперкальциемии. Острая тяжелая гиперкальциемия (при уровне кальция выше 3,8 ммоль/л) опасна для жизни. Уровень фосфатов плазмы крови при гиперкальциемии понижен (менее 1,0 ммоль/л), а выведение фосфатов и натрия с мочой повышено. Гиперкальциемия, приводящая к повреждению почечной паренхимы, сопровождается повышением уровня ренина, снижением концентрационной активности почек.
Изменения кальциевого обмена, проявляющиеся той или иной степенью гиперкальциемии, встречаются при остеопениях различного генеза. Наиболее актуальной является лабораторная диагностика остеопороза и степени нарушений кальциевого обмена при этом заболевании.
Биохимическими методами исследования нельзя диагностировать первичный остеопороз, но они позволяют решить три важные задачи:
-
1) исключить заболевания, при которых на рентгенограммах возможны изменения, сходные с остеопорозом: остеомаляцию, метастазы в скелет, плазмоцитому, гиперпаратиреоз (диагностика исключения);
-
2) помогают дифференциальной диагностике остеопороза, способствуя обнаружению причины вторичного остеопороза;
-
3) дают возможность обнаружить или, по крайней мере, заподозрить активность остеопороза.
Методы исследования можно подразделить на обычные, дополнительные и высокоспециализированные.
Обычные методы
Кальций сыворотки крови. Точное определение общего кальция сыворотки крови требует соблюдения следующих условий:
При остеопорозе концентрация кальция в сыворотке крови обычно нормальная, лишь в постменопаузе может быть ее незначительное повышение. Так же бывает при гипертиреозе и после иммобилизации у молодых людей.
Фосфат сыворотки крови. Нормальные показатели фосфата у взрослых 0,8–1,3 ммоль/л. Уровень фосфата в сыворотке крови необходимо измерять в свежей порции крови, взятой натощак, которая должна быть немедленно обработана (задержка исследования уменьшает, а гемолиз увеличивает показатели). При остеопорозе уровень фосфора нормальный, он бывает повышен только в постменопаузальном периоде и при гипертиреозе.
Щелочная фосфатаза. Определение активности ЩФ имеет большое дифференциально-диагностическое значение. ЩФ представляет собой смесь четырех изоферментов, самыми важными из которых являются печеночный и костный. При исключении заболеваний печени (печеночные ферменты, особенно 5-нуклеотидаза) повышение активности ЩФ является указанием на изменения скелета и характеризует деятельность остеобластов.
При подозрении на кишечную остеопатию или остеопатию при заболеваниях печени изоферменты могут быть определены методом электрофореза или путем использования их различной тепловой стабильности в комбинации со специфическими ингибиторами.
Для определения активности ЩФ кровь берут утром натощак, так как длительное хранение сыворотки и липемия сказываются на результатах исследования. Нормальный показатель активности ЩФ равен 230–780 нмоль/(с · л). При остеопорозе активность ее слегка возрастает только после периферических костных переломов, при компрессионных переломах тел позвонков повышение в большинстве случаев отсутствует.
Выведение кальция с мочой. Часто определяется суточное выведение кальция, однако без точного сбора мочи, затруднительного в домашних условиях, и установленного поступления кальция с пищей этот показатель имеет лишь незначительную информативность. Нормальные показатели: 50–100–250 мг/сут (3–8 ммоль/л).
При определении выделения кальция в условиях голодания воздействие питания уменьшается. Пациент опорожняет мочевой пузырь в 8 ч утра после предшествующего 12-часового голодания и выпивает 250 мл дистиллированной воды. Через 30–60 мин мочевой пузырь снова опорожняется, в моче измеряется содержание кальция и креатинина. Нормальный показатель соотношения кальций/креатинин 0,02–0,16 мг/100 мл, он тесно коррелирует с разрушением костной ткани. Выведение кальция повышено особенно в постменопаузе, при остеопорозе в среднем возрасте, при активном остеопорозе, гипертиреозе и гиперкортизонизме.
Выведение фосфатов с мочой. Определение суточного выведения фосфора без стандартной диеты малоинформативно. Кроме того, только 10% выделенного фосфора происходит из костей. Нормальные показатели составляют 0,8–2 г/сут (25–65 ммоль/сут). При остеопорозе данный показатель не имеет диагностического значения.
Выведение оксипролина с мочой. Оксипролин - аминокислота, содержащаяся только в коллагене. 90% оксипролина, выводимого с мочой, имеет костное происхождение. Эти 90% костного оксипролина образуются при разрушении костной ткани, а 10% - в результате создания кости, поэтому данный показатель представляет собой меру разрушения кости остеокластами. При определении суточного содержания оксипролина в моче за три дня до исследования следует исключить из питания больного продукты, содержащие оксипролин (мармелад, пудинги, мороженое, колбасу, мясо, желе). Нормальные показатели 20–40 мг/сут, причем в период роста показатели вдвое выше и уменьшаются с возрастом. Выведение оксипролина повышается при активной форме постменопаузального остеопороза, но особенно при вторичном остеопорозе, вызванном гипертиреозом и гиперкортизонизмом.
Повышенное содержание креатинина в сыворотке крови указывает на поражение почек, определение печеночных ферментов позволяет исключить заболевания печени. Увеличенная СОЭ, измененные показатели электрофореза и изменения картины крови являются указанием на плазмоцитому, метастазы злокачественной опухоли в скелет и заболевания крови. Этими обычными исследованиями можно получить важные дифференциально-диагностические данные (табл. 21-10).
Заболевания скелета |
Сыворотка крови |
Моча |
СОЭ |
|||
---|---|---|---|---|---|---|
кальций, ммоль/л |
фосфор, ммоль/л |
щелочная фосфатаза, нмоль/(с · л) |
кальций, мг/сут |
оксипролин, мг/сут |
||
Нормальные показатели |
2,25–2,75 |
0,80–1,30 |
230–780 |
50–250 |
20–400 |
Зависят от пола и возраста* |
Первичный остеопороз:
|
N N(↑) |
N N(↑) |
N незначительно ↑ |
N часто ↑ |
N(↓) (↑) |
N N |
Вторичный остеопороз
|
N(↑) N N(↑) |
(↑) N N |
N N N |
↑ ↑ ↑ |
↑ N(↑) N |
N N N |
Остеомаляция, рахит |
N(↓) |
N(↓) |
↑↑ |
↓ |
(N)↑ |
N |
Первичный гиперпаратиреоз |
(N)↑ |
↓ |
(N)↑ |
↑↑ |
↑ |
N |
Почечная остеопатия |
(N)↓ |
↑ |
↑↑ |
N(↓) |
↑ |
N(↑) |
Костные метастазы (рак молочной, предстательной, щитовидной желез, почек, бронха) |
N(↑) |
N(↑) |
↑ |
↑ |
↑ |
↑ |
Плазмоцитома |
N(↑) |
N(↓) |
N! |
↑↑ |
↑ |
↑↑ |
Болезнь Педжета |
N |
N |
↑↑ |
↑↑ |
↑ |
N |
Примечание : N - норма, СОЭ - скорость оседания эритроцитов. * - Дети до 11 лет: 2–10 мм/ч; мужчины до 50 лет: 2–15 мм/ч, старше 50 лет: 2–20 мм/ч; женщины до 50 лет: 2–20 мм/ч; старше 50 лет: 2–30 мм/ч.
Дополнительные методы
Исследование гормонов должно помочь распознаванию вторичного остеопороза эндокринного происхождения при гипертиреозе, болезни Кушинга, акромегалии, гипогонадизме, СД, непереносимости лактозы.
Активность кислой фосфатазы никогда не повышается при остеопорозе, но может быть повышенной при некоторых остеолитических метастазах и при первичном гиперпаратиреозе.
Высокоспециализированные методы
При постменопаузальном остеопорозе снижаются уровни 1,25(ОН)2 D3 и паратгормона, определенного радиоиммунологическим методом. Правда, у некоторых больных содержание паратгормона бывает незначительно повышено.
Вместо определения паратгормона радиоиммунологическим методом исследуют циклический аденозинмонофосфат тем же методом или соответствующим белковосвязывающим методом в моче.
В последнее время все большее значение приобретает обнаружение с помощью радиоиммунологического метода остеокальцина, одного из самых важных неколлагеновых костных протеинов. Увеличение должно соответствовать повышению активности остеобластов.
В табл. 21-11 представлен характер изменения наиболее часто используемых для диагностики остеопений показателей минерального и других видов обмена.
Показатели | Первичный остеопороз | Стероидный остеопороз | Первичный гиперпаратиреоз | Почечная остеодистрофия | Остеомаляция | Костные метастазы |
---|---|---|---|---|---|---|
Возраст, в котором начинается заболевание, годы |
Ювенильный - до 20, идиопатический - 20–50, менопаузальный - 50–70, сенильный - старше 70 |
Эндогенный - чаще 20–40, ятрогенный - любой |
Чаще 40–60 |
Любой |
Любой |
Старше 60 |
Локализация болей и переломов |
Позвоночник, компрессионные переломы тел позвонков, переломы Коллиса, переломы проксимальной части бедра |
Позвоночник, переломы ребер, асептический некроз костей |
Конечности, ребра, позвоночник |
Конечности + боли в суставах |
Кости таза, конечности, ребра, боль при пальпации |
Позвоночник + неврологические симптомы выпадения |
Рентгенологические признаки |
Диффузный остеопороз, клиновидные и двояковогнутые тела ряда позвонков |
Диффузный остеопороз, чаще двояковогнутые тела позвонков, "пышные" костные мозоли в местах переломов ребер |
Диффузный остеопороз, субпериостальная резорбция концевых фаланг, кисты в длинных костях и деформация тел позвонков |
Спонгизация кортикального слоя фаланг, акроостеолиз, обызвествление мягких тканей и сосудов |
Диффузная остеопения, размытость структуры, симметричные лоозеровские зоны перестройки |
Компрессионные переломы тел позвонков, поражение дорсальной части тела, смазанность корней дужек, быстрое прогрессирование |
Кальций-фосфорный гомеостаз |
||||||
Кальций крови Кальций мочи Фосфор крови |
Н ↑Н Н |
↑Н↓ ↑ ↓Н |
↑↑ ↑↑ ↓ |
↓Н ↓Н ↑ |
↓Н ↓ ↓Н |
↑Н ↑Н ↑Н |
Кальций-регулирующие гормоны |
||||||
ПТГ Кальцитонин 25ОНD 1, 25(ОН)2 D3 |
Н↓ Н↓ Н↓ Н↑ |
Н↑ ↓ Н↓ Н↑ |
↑↑ ↓ Н ↓↑ |
↑ ↑ ↓ ↓ |
↑Н ? ↓ ↓Н↑ |
Н↓ Н↑ Н↓ Н↑ |
Биохимические маркеры костного формирования |
||||||
Активность ОЩФ крови Остеокальцитонин PICP (С- концевые пропептиды коллагена типа 1) |
Н↑ Н↑ Н |
Н ↓ ↓ |
↑↑ ↑↑ ↑ |
↑↑ Н↓ ? |
↑↑ ↓ ? |
↑ Н ? |
Биохимические маркеры костной резорбции |
||||||
Оксипролин мочи Пиридинолин и деоксипиридинолин мочи ТРКФ крови |
Н↑ Н↑ Н↑ |
Н↑ ↑ Н↑ |
↑↑ ↑ ↑ |
↑ ↑ ↑ |
↑ ↑ ↑ |
? ? ? |
Примечание : Н - норма; ↑ - повышен; ↑↑ - резко повышен; ↓ - понижен; ? - нет данных; ПТГ - паратиреоидный гормон; ОШФ - общая щелочная фосфатаза; ТРКФ - тартратрезистентная кислая фосфатаза.
Гипокальциемия характеризуется нарушениями обмена кальция, которые приводят к преходящему или устойчивому понижению уровня его ионизированной части в плазме крови.
Гипокальциемия наступает вследствие:
Недостаточное поступление и/или всасывание кальция. Гипокальциемия, связанная только с недостатком кальция в пище, явление редкое. Ведущей составляющей снижения всасывания кальция является дефицит в организме витамина D2 , который может быть связан с его недостаточным содержанием в пище и/или затрудненным всасыванием при заболеваниях (поражениях) ЖКТ. Дефицит витамина D2 в организме расстраивает компенсаторный механизм мобилизации кальция из костного депо и приводит к глубокой гипокальциемии.
Повышенное выведение кальция с мочой. Подобное состояние при нормальной функции почек имеет место, как правило, преходящий характер. Одним из наиболее частых механизмов избыточного выведения кальция является гипергидратация и последующий форсированный диурез. Индукция компенсаторного механизма - паратиреоидный гормон → витамин D2 → костная ткань, позволяет достаточно быстро восстановить уровень кальция в крови.
Дефекты регуляторной цепочки: ПТГ → → витамин D2 → рецептор. Гипокальциемия вследствие несостоятельности регуляторной цепочки ПТГ → витамин D2 → рецептор - наиболее тяжелый вид расстройства кальциевого гомеостаза. Недостаточная продукция или отсутствие паратиреоидного гормона, часто встречающаяся причина гипокальциемии. Снижение уровня паратиреоидного гормона в крови может быть связано с заболеваниями (поражениями) паращитовидных желез, недостатком или избытком магния. Влияние магния на уровень паратиреоидного гормона требует некоторых пояснений. Магний необходим для процесса секреции паратиреоидного гормона, на который он оказывает двоякое действие, зависящее от его концентрации в крови [31, 32]. В частности, секреция паратиреоидного гормона стимулируется магнием, когда его концентрация в крови соответствует физиологически оптимальной (0,75–1,25 ммоль/л). Напротив, секреция паратиреоидного гормона угнетается магнием, если его уровень в крови выше или ниже физиологически оптимальной концентрации [10]. Относительно состояния гипомагниемии следует отметить, что дефицит магния приводит к десенситизации рецепторов клеток костной ткани к действию паратиреоидного гормона. Недостаток гормона приводит к снижению уровня 1,25(ОН)2 D3 - кальцитриола, вследствие его сниженного образования в почках из-за падения активности 1α-гидроксилазы - фермента, индуцируемого действием ПТГ. Таким образом, гипокальциемия при гиперпарапатиреоидизме имеет комплексный механизм, будучи следствием сниженного поступления, избыточной экскреции или недостаточной мобилизации кальция из депо.
На поздних стадиях почечной недостаточности выявляется снижение синтеза 1,25(ОН2 )D3 в клетках почечного эпителия вследствие резистентности рецепторов нефроцитов к действию паратиреоидного гормона и/или стойкому падению активности 1α-гидроксилазы. Резистентность рецепторов нефроцитов к действию ПТГ может сочетаться с аналогичным феноменом со стороны рецепторов клеток костной ткани. Последний чаще встречается самостоятельно.
Преципитация ионизированного кальция наблюдается вследствие:
-
избыточного уровня фосфатов в крови (поздние стадии почечной недостаточности, алиментарная нагрузка фосфатами и др.);
-
переливания больших количеств цитратной крови (при операциях на открытом сердце, заместительном переливании крови онкологическим больным и др.);
-
проведения терапии хелатирующими средствами (внутривенное введение ЭДТА, пеницилламина и др.).
Механизм развития гипокальциемии связан с быстрым образованием слабо диссоциирующих комплексов. Фосфаты, цитрат, ЭДТА и другие вещества обладают высоким сродством к ионам кальция. Поскольку терапия проводится, как правило, при сочетанной патологии, компенсаторные возможности могут быть недостаточны, что в итоге приводит к той или иной степени гипокальциемии.
Остеомаляция - сравнительно редкое метаболическое заболевание костей, связанное с торможением обызвествления костной ткани при сохраняющейся скелетной массе у взрослых. Это заболевание аналогично рахиту у детей (без поражения ростковых зон). Вследствие недостаточной минерализации расширенных остеоидных каемок кость становится мягкой и гибкой. Причиной заболевания является кальципения в результате дефицита витамина D или его метаболитов или фосфопения из-за увеличенного выделения фосфора при тубулопатиях. Болезнь проявляется искривлением костей, мышечными болями и слабостью.
Лабораторные данные при гипокальциемии. Лабораторные данные указывают на снижение концентрации кальция в плазме. При гипопаратиреоидизме уровень кальция в крови менее 2,1 ммоль/л, гиперфосфатемия более 1,5 ммоль/л, гипокальциурия и гипофосфатурия. Глубокая гипокальциемия может сопровождаться умеренным ацидозом, компенсаторной реакцией, направленной на увеличение фракции ионизированного кальция.
При остеомаляции более или менее выражены гипокальциемия или гипофосфатемия, повышение активности ЩФ следует считать самым важным диагностическим признаком. Характер изменения других показателей кальциевого обмена при остеомаляции приведен в табл. 21-11.
21.3.4. Гомеостаз магния
В организме человека массой 70 кг содержится около 24 г магния (1000 ммоль). Магний по содержанию в организме занимает четвертое место после катионов - кальция, натрия, калия и второе в клетке, где в большем количестве определяется лишь калий. До 80–90% внутриклеточного магния образует комплекс с АТФ. Преимущественно из комплекса магний–АТФ и АТФ, и магний способны включаться в последующие биохимические реакции и молекулярные структуры в клетке. Таким образом, возможности клетки к использованию ключевого метаболита в освобождении энергии АТФ определяются внутриклеточным содержанием магния. Доступность магния для биохимических реакций в клетке зависит от интенсивности клеточных процессов освобождения энергии и состояния его обмена в организме [10].
Магний, как и другие электролиты, не может быть синтезирован в каких-либо биохимических процессах. Он должен поступать извне в физиологически необходимом количестве, распределяться во внутриклеточном пространстве организма в соответствии с физиологически адекватной потребностью клеток различных тканей (рис. 21-38).

Магний, секретируемый с пищеварительными соками в тот или иной отдел ЖКТ, абсорбируется обратно с фракцией Mg2+ , поступающего извне. При физиологически сбалансированном обмене магния с мочой удаляются те его количества, которые поступают в организм из кишечного тракта.
Поступление иона магния
При затратах энергии в 3000 ккал суточная потребность в магнии составляет 350 мг для мужчин и 300 мг для женщин, а для беременных и кормящих матерей, спортсменов и людей молодого возраста она увеличивается в среднем на 150 мг. Более точно можно рассчитать потребность в магнии, исходя из массы тела (табл. 21-12).
Контингент | Потребность в Мg2+ , мг/кг массы тела |
---|---|
Взрослые здоровые люди |
5 |
Дети |
5–10 |
Беременные или кормящие |
10–15 |
Спортсмены |
10–15 |
Больные с дефицитом магния |
До 15 |
Магний поступает в организм с пищей и водой. Количество магния в воде определяет (вместе с Са2+ ) ее жесткость. Показано, что каждые 2 мэкв/л жесткости воды обеспечивают 6–7% общего поступления магния. Важную роль в достаточном количестве поступающего в организм магния играет не только состав воды, потребляемой непосредственно, но и характеристика воды и почвы, где выращивалась сельскохозяйственная продукция, употребляемая в пищу.
Основные пищевые продукты, как правило, небогаты магнием. Главными источниками магния являются продукты растительного происхождения: крупы (гречневая, пшенная, перловая, овсяные хлопья), мука грубого помола и хлеб с отрубями, бобовые, особенно практически не употребляемая городскими жителями чечевица, шпинат, морская капуста (табл. 21-13).
Продукт | Mg2+ , мг/100 г продукта |
---|---|
Пшеничные отруби |
590 |
Подсолнечник (семена) |
420 |
Хлеб с отрубями |
90 |
Орехи |
150–260 |
Проросшие зерна пшеницы |
250 |
Соя |
247 |
Сухая сыворотка молока |
180 |
Урюк, абрикосы, изюм |
50–70 |
Бананы |
35 |
Морская рыба |
20–75 |
Чечевица |
380 |
Гречневая крупа |
78 |
Рис неочищенный |
120 |
Семя тыквы |
535 |
Мясо, говядина |
12–33 |
Устрицы |
40 |
Сыры |
30–56 |
Рис |
120–150 |
Зелень |
170 |
Фасоль |
130 |
Рожь, горох |
107–120 |
Хлеб с отрубями |
60 |
Из каждых 300 мг принимаемого с пищей и водой магния в организм поступает 30–40% (100–120 мг). Большая часть магния всасывается в верхних отделах ЖКТ, при этом в отличие от кальция он в основном всасывается за счет ионной диффузии и механизма solvent drag: межклеточное поступление воды с растворимыми соединениями, включая магний. Небольшое количество магния секретируется с пищеварительными соками.
Компоненты пищи способны как увеличивать реабсорбцию магния, так и ограничивать ее. Реабсорбция магния возрастает под влиянием витамина В6 , ряда органических кислот (молочной, аспарагиновой, оротовой) [35]. Козье и в меньшей степени коровье молоко способствует увеличению абсорбции магния, вероятно в связи с различным содержанием оротовой кислоты. Ежесуточно с пищеварительными соками в ЖКТ дополнительно к пищевому поступает более 400 мг магния, которые вновь всасываются в кровь.
Абсорбции магния в кишечнике препятствует большое содержание в пище веществ, с которыми он образует трудно- или нерастворимые соединения - белки, липиды. Всасывание уменьшается при избытке ионов кальция, конкурирующих с магнием за общие пути всасывания, фосфатов, образующих с магнием малорастворимые соли.
Паратиреоидный гормон и кальцитриол, усиливающие всасывание кальция, оказывают подобное действие и на всасывание магния, однако значительно менее выраженное.
Распределение магния в организме человека
Около 1% магния находится во внеклеточной жидкости, приблизительно 60% локализовано в костной и 20% в мышечной ткани (35–40 ммоль/кг обезжиренной ткани). Остальные 20% приходятся на другие ткани организма, причем большая часть этого количества сосредоточена в клетках нервной ткани и гепатоцитах.
Количество магния в некоторых тканях тела человека представлены в табл. 21-14.
Ткани и органы | Содержание магния, ммоль/кг массы ткани |
---|---|
Костная ткань |
40 |
Зубы |
200 |
Мышцы |
9 |
Миокард |
10 |
Легкие |
3 |
Головной мозг |
7 |
Печень |
8 |
Почки |
5 |
Неравномерное распределение магния по клеткам различных тканей определяется преобладанием тех или иных биохимических реакций, требующих биологически доступной формы магния. Исключение составляет костная ткань, в которой магний включен в минеральные структуры внеклеточной матрицы.
Референтные значения
Референтные значения общей концентрации магния в плазме (сыворотке) крови составляют 0,75–1,25 ммоль/л. Из этого количества 55–65% магния плазмы находится в ионизированной форме, 15% связано с органическими и неорганическими кислотами. Эти две фракции составляют магний, фильтруемый в канальцевую систему нефронов. 25–30% магния связано с белками, преимущественно с альбумином.
Связывание магния альбумином является частью физиологического механизма поддержания его определенного количества в растворенной ионизированной форме при резком увеличении или снижении концентрации магния в крови. Наиболее важным фактором, влияющим на связывание магния с альбумином, является рН крови. При алкалозах доля связанного магния, как и кальция, увеличивается, а при ацидозах растет содержание его ионизированной формы. Это обусловлено не столько конкуренцией за участки связывания между водородом и ионом магния, сколько с конформационными изменениями молекулы альбумина, приводящими к увеличению или уменьшению ее сродства к иону магния.
Биологически активной формой является только ионизированный магний, концентрация которого в плазме составляет 0,45–0,75 ммоль.
В эритроцитах количество магния несколько превышает его содержание в плазме (сыворотке) крови, составляя 2,0–2,6 ммоль/л.
Физиологическая роль магния
На важную роль магния в физиологических процессах впервые указал К. Kruse в 1930-х годах, анализируя причины церебральных, сердечно-сосудистых и других расстройств неясного генеза. Kruse предложил использовать для терапии таких заболеваний препараты магния. Однако до 1990-х годов предложения Kruse оставались практически без внимания. Ситуация качественно изменилась, когда был раскрыт ряд важных молекулярных механизмов участия магния в биохимических реакциях, сопряженных с клеточными процессами пролиферации, дифференцировки, апоптоза, локомоторной активностью и др. Во всех европейских странах были организованы национальные общества по изучению магния с участием ведущих специалистов биологических и медицинских наук. В последнее десятилетие раз в два года проходят международные конгрессы, посвященные результатам изучения биологической роли магния, опыту использования его соединений в клинической медицине.
Итогом экспериментальных и клинических исследований последнего десятилетия стало понимание того, что магний является одним из важнейших компонентов внеклеточной и внутриклеточной систем регуляции энергетического, пластического и электролитного обмена [11].
Ионы магния способны образовывать обратимые хелатоподобные соединения с органическими веществами, обеспечивая возможность их участия в разнообразных биохимических реакциях, активируя более чем 300 ферментов. В роли кофактора магний принимает участие в ферментативных реакциях гликолиза, в которых происходит синтез АТФ. В качестве кофактора ферментов пируватдегидрогеназного комплекса магний обеспечивает трансформацию пировиноградной кислоты в субстрат цикла Кребса, ограничивая, таким образом, накопление лактата в клетке [37]. Гепатоциты способны эффективно окислять лактат, поступающий с притекающей кровью, при физиологически достаточном содержании магния в клетках и препятствовать развитию лактат-ацидоза. В цикле Кребса магний необходим как кофактор для ферментов окисления α-кетоглутаровой кислоты.
Магний в качестве кофактора необходим ферментам утилизации АТФ - Mg+ -зависимым АТФазам. Как отмечено выше, АТФ является доступной для биохимических реакций лишь в составе комплекса Mg-АТФ.
Mg-АТФ участвует в ферментативных реакциях синтеза и распада нуклеиновых кислот, синтеза белков, жирных кислот, их включения в состав фосфолипидов.
Количество доступного Mg-АТФ для синтеза циклического АМФ (цАМФ) - универсального регулятора клеточного метаболизма и клеточных функций предопределяет способность магния опосредованно регулировать разнообразные цАМФ-зависимые клеточные процессы.
Возможность магния воздействовать на разнообразные клеточные процессы связана с его физиологической функцией антагониста ионов кальция. Магний конкурирует с кальцием за кальциевые каналы цитоплазматической и внутриклеточных мембран, сайты его связывания с функциональными белками. Например, магний вытесняет кальций из связи его с тропонином С, обеспечивая процесс расслабления.
На подобной конкуренции основано подавление и других инициированных кальцием реакций. При изменении внутриклеточного соотношения этих катионов и преобладании кальция происходит активация Са2+ -чувствительных протеаз и липаз, что негативно влияет на структурно-функциональную активность мембран. Благодаря антагонизму с кальцием, магний выступает как мембрано- и цитопротективный фактор.
Подобным механизмом обусловлена и способность магния уменьшать разобщение дыхания и окислительного фосфорилирования в митохондриях, вследствие чего уменьшаются непроизводительные потери энергии в виде тепла, увеличивается эффективность синтеза АТФ и уменьшается потребность клетки в кислороде.
Магний способствует снижению интенсивности Са2+ -зависимой передачи импульса в нервных окончаниях, препятствуя высвобождению медиаторов пресинаптической мембраной и активирует его обратный захват. Так, в адренергических синапсах магний стимулирует инактивацию норадреналина, его обратный захват (эффект опосредован через Мg+ -зависимую Na+ /K+ -АТФазу, ответственную за обратный захват катехоламинов симпатическими нейронами). В нервно-мышечных синапсах магний тормозит зависящее от поступления кальция высвобождение ацетилхолина. Существенное влияние на сокращения различных гладких мышц магний оказывает через торможение высвобождения гистамина из тучных клеток.
Антагонизмом с кальцием объясняют снижение под действием ионов магния АДФ-индуцированной агрегации тромбоцитов и подавление других кальцийзависимых реакций в каскадах коагуляции крови.
Ионы магния играют важнейшую роль в процессах мембранного транспорта других электролитов в клетки, требующих больших энергозатрат. Непосредственное влияние ионов магния на активность мембранных транспортеров и проницаемость ионных каналов обусловлено способностью Mg2+ связываться с тропными к нему регуляторными участками в структуре транспортеров цитоплазматической мембраны. Ионы магния также регулируют активность мембранных транспортеров клеточных, митохондриальных и других мембран. Регуляторное воздействие ионов магния на мембранные транспортеры и ионные каналы обеспечивает поддержание физиологического уровня трансмембранного потенциала. Активируя Mg2+ -зависимую Na+ /K+ -АТФазу, они определяют работу Na+ ,K+ -насоса, осуществляющего накопление калия внутри клетки и выведение натрия в межклеточное пространство, обеспечивая таким образом поляризацию мембраны и способствуя ее стабильности. При этом уровень магния коррелирует с концентрацией калия внутри клеток. Влияние на мембранные токи Са2+ рассматривалось выше. Регуляцией электролитного баланса в клетке (наряду с влиянием на энергетический обмен) объясняется способность магния подавлять автоматизм, проводимость и возбудимость, увеличивать абсолютную и укорачивать относительную рефрактерность в тканях, обладающих всеми или какими-то из этих функций, например, в миокарде, миометрии и др.
Принимая участие в высвобождении энергии, требующейся для функционирования мышечной клетки, и играя одну из главных ролей в расслаблении миоцита, магний контролирует работу мышц, в частности миокарда.
Взаимодействие между четырьмя белками сократительного аппарата кардиомиоцита начинается после поступления в клетку кальция, играющего роль инициатора в образовании из актина и миозина актомиозина. Последний, обладая АТФазной активностью, в присутствии кальция и гидролизует АТФ в составе комплекса Mg-АТФ и обеспечивает энергией сокращение мышцы, то есть систолу сердца. Гидролиз АТФ приводит к снижению сродства магния к АДФ и его локальному освобождению в ионизированной форме. По мере прироста концентрации магния, она достигает пороговой величины, активно вытесняет Са2+ из связи с тропонином С, в результате чего прекращается взаимодействие актина и миозина, и наступает диастола. АТФазная активность актомиозина исчезает, а кальций с использованием энергии, высвобождающейся под влиянием Са2+ /Mg+ -зависимой АТФазы саркоплазматического ретикулума, реабсорбируется против градиента концентрации в полость его продольных канальцев, а оттуда по градиенту концентрации - в цистерны. Таким образом, регуляция цикла "систола–диастола" осуществляется ионами магния как за счет его участия в формировании доступной формы АТФ - Mg-АТФ, так и вследствие прямого антагонизма с кальцием [7].
Описанные механизмы играют важную роль в вазодилатирующей активности магния, которая, возможно, опосредуется также через синтез цАМФ, являющегося мощным вазодилатирующим фактором, через подавляющее влияние на ренин-ангиотензиновую систему и симпатическую иннервацию, а также через усиление натрийуреза вследствие повышения почечного кровотока посредством активации простациклина [42]. В эксперименте было показано подавляющее влияние магния на выброс эндотелина, повышение которого, сопровождая тромбоз коронарной артерии при инфаркте миокарда, приводит к выраженной локальной вазоконстрикции в зоне ишемического риска.
Также в эксперименте продемонстрировано, что магний ингибирует протромбин, тромбин, фактор Кристмаса, факторы VI и VII [41].
Важную роль магний играет в обеспечении нормальной структуры и функции нервных клеток, что позволяет ему контролировать деятельность как ЦНС, так и периферической нервной системы, включая психоэмоциональную сферу. Имеются указания на его способность увеличивать устойчивость организма к стрессу.
Среди метаболических функций, проявляющихся на уровне целого организма, необходимо подчеркнуть его роль в поддержании нормального липидного спектра, участие в обеспечении ответа тканей на инсулин и подавление секреции гормона паращитовидной железы.
С участием ионов магния осуществляется:
Дефицит магния приводит к атрофии вилочковой железы, а также к развитию хронических грибковых и вирусных инфекций, аллергическим реакциям и аномальной активации комплемента.
Удаление ионов магния
В канальцевую систему почки в течение суток фильтруется около 2 г магния за сутки, из которых 95% реабсорбируется, а остальные 5% экскретируются с мочой. В реабсорбции магния основную роль играет восходящее колено петли Генле, где этому процессу подвергается более 60% профильтровавшегося магния (рис. 21-39).

Механизм пассивной реабсорбции магния сопряжен с реабсорбцией хлора. Концентрация хлора в канальцевой жидкости возрастает вследствие функциональной активности механизмов реабсорбции бикарбоната. Ионы хлора диффундируют через межклеточный шунт. Возникает диффузионный потенциал в электрическом поле, в котором могут перемещаться с током воды ионы магния. Механизм активного транспорта ионов магния, вероятно, является общим с ионом кальция. Введение одного из этих элементов снижает реабсорбцию другого. Выведение магния почками возрастает при действии катехоламинов, минералокортикоидов и алкоголя, аналогично действует глюкоза при внутривенном введении.
При дефиците магния в организме его почечная экскреция снижается или прекращается вовсе; при увеличении поступления магния увеличивается и его экскреция. Значительные количества магния могут теряться при сильном потоотделении при напряженной физической работе, тепловой нагрузке, при инфекционных и неинфекционных заболеваниях с интенсивным потоотделением. Потери магния с потом при этом могут достигать 15 мг/сут, в то время как в обычных условиях они не превышают 1,5 мг/сут (последними при анализе магниевого гомеостаза пренебрегают).
Нарушения баланса магния
Нарушения баланса магния не всегда отражаются на его уровне в крови вследствие незначительного внеклеточного количества. Определение общей концентрации магния и особенностей его количественного распределения по фракциям в определенной степени все же позволяет оценить глубину расстройств магниевого обмена. Расстройства магниевого обмена могут приводить к увеличению уровня магния в крови - гипермагниемии или, напротив, к снижению его уровня - гипомагниемии.
Гипермагниемия
Гипермагниемия характеризуется нарушениями обмена магния, которые приводят к преходящему или устойчивому повышению его уровня (более 4,0–8,0 ммоль) в плазме крови.
Гипермагниемия наступает вследствие:
Повышенное поступление магния во внеклеточную жидкость
Отмечается после приема магнийсодержащих антацидов и слабительных. Проведение лекарственной и даже слабительной клизм с солями магния может привести к резкой гипермагниемии вследствие активного всасывания магния в сигмовидной кишке. Гипермагниемия алиментарного происхождения при нормальной функции почек - быстропроходящее явление.
Недостаточная почечная экскреция магния
Основной причиной гипермагниемии является почечная недостаточность. Следует, однако, отметить, что гипермагниемия является поздним проявлением почечной недостаточности, когда скорость клубочковой фильтрации (СКФ) составляет не более 5 мл/мин (в норме 120 мл/мин). Кроме того, повышенное содержание магния обнаруживается на фоне диабетического ацидоза в отсутствие адекватной терапии, усиленном катаболизме белков и при излишнем введении магния.
Лабораторные данные при гипермагниемии
Лабораторные данные указывают на увеличение концентрации магния в плазме: повышение уровня от 2,60 до 3,75 ммоль достоверно свидетельствует о гипермагниемии. Острая тяжелая гипермагниемия (при уровне магния 4,2–5,4 ммоль) опасна для жизни, а свыше 6,25 ммоль - смертельна.
Гипомагниемия
Явный или скрытый дефициты магния являются широко распространенными в популяции, встречаясь в 16–42% случаев в различных регионах мира. По причинам магниевый дефицит можно подразделить на первичный и вторичный .
I. Первичный (конституциональный, латентный) дефицит магния - в типичной, "эссенциальной", форме проявляется судорожным синдромом, называемым "спазмофилией", "конституциональной тетанией" или "нормокальциевой тетанией". У большей части больных явные клинические симптомы наблюдаются при нормальном содержании магния в крови и связаны с нарушениями трансмембранного обмена Mg2+ , обусловленными, по-видимому, генетически.
II. Вторичный дефицит магния - явление, присущее практически всем обществам современного мира. Причин тому множество, и они с известным допущением могут быть разделены на две большие группы: факторы, зависящие от условий жизни и связанные с различными заболеваниями.
A. Причины магниевого дефицита, зависящие от условий жизни
Б. Причины магниевого дефицита, связанные с патологическими процессами
Различные заболевания и патологические процессы также могут приводить к развитию магниевого дефицита, благодаря:
Среди таких патологических состояний можно выделить:
-
нарушение абсорбции в связи с возрастными изменениями или заболеваниями ЖКТ (от синдрома малой абсорбции при, например, болезни Крона, до относительно небольших нарушений функции кишечника при хроническом дуодените или субклиническом течении дисбактериоза);
-
проявления СД и его осложнения (гипергликемия, полиурия, применение сахароснижающих средств, диабетическая нефропатия с нарушением реабсорбции);
-
гипергликемию любого происхождения (в том числе и ятрогенную):
Клиническое значение дефицита магния в организме
Дефицит магния может служить основой для развития множества патологических состояний, из которых наиболее полно изучены сердечно-сосудистые заболевания. Инсулинорезистентность, дис- и гиперлипидемии, развивающиеся при дефиците магния, должны способствовать ускорению развития атеросклероза , что прогностически особенно неблагоприятно при возникающих при дефиците магния повышенной активности плазменного ренина и продемонстрированного P.S. Pearson и соавт. (1998) снижения выделения эндотелием вазодилатирующего фактора - окиси азота [40]. Развитие АГ при СД 2-го типа связывают главным образом с дефицитом магния (рис. 21-40).

Имеются экспериментальные данные о роли дефицита магния в развитии атеросклероза [35]. Эти факты хорошо объясняют, почему у жителей областей с повышенным уровнем магния в воде отмечается замедление развития атеросклероза и меньшая смертность от этого заболевания. Понятна и известная связь между дефицитом магния в воде и летальностью от острого инфаркта миокарда [41]. Необходимо подчеркнуть, что важен не только абсолютный уровень магния, но и уровень кальция: физиологически избыточная величина отношения Са2+ /Mg2+ коррелирует со смертностью от проявлений ИБС [44].
Весьма существенна роль дефицита магния при остром инфаркте миокарда . Потеря кардиомиоцитом ионов магния является его ранней реакцией на ишемию, что приводит к уменьшению доступной АТФ, угнетению АТФ-зависимых реакций, в том числе к угнетению функционирования K+ /Na+ -насоса и изменению внутриклеточного соотношения основных катионов. До 95% больных в остром периоде инфаркта миокарда имеют сниженное содержание сывороточного магния. Одним из механизмов развития этого феномена можно считать повышенный выброс катехоламинов, приводящий к увеличению содержания свободных жирных кислот, связывающих магний (что наблюдается при любом стрессе).
Дефицит магния с преобладанием кальция и неконтролируемое вхождение последнего в кардиомиоцит лежит в основе так называемого реперфузионного синдрома, развивающегося после медикаментозной, инструментальной или спонтанной реваскуляризации миокарда при остром инфаркте и проявляющегося, прежде всего, нарушениями сердечного ритма [40].
Как при инфаркте миокарда, так и в других ситуациях внутриклеточный дефицит магния может служить причиной тахикардии и различных аритмий вплоть до фатальных. Выраженный магниевый дефицит сопровождается удлинением интервала Q–T (что, как известно, ассоциируется с развитием желудочковых нарушений ритма и внезапной смерти) и увеличением "дисперсии" Q–T (разницы между Q–TMAX и Q–TMIN ), считающееся еще более надежным признаком высокой вероятности развития нарушений ритма, в том числе и фатальных. Наиболее характерным для дефицита магния вариантом аритмии является желудочковая тахикардия типа "пируэт" (torsade de pointes), а также индуцированные дигиталисом нарушения ритма, пароксизмальная суправентрикулярная аритмия, мономорфная желудочковая тахикардия. У пациентов с инфарктом миокарда выявлена связь между дефицитом магния и разнообразными желудочковыми нарушениями ритма.
При застойной сердечной недостаточности магниевый дефицит возникает в результате нейрогуморальных сдвигов (симпатоадреналовой гиперфункции, активации ренин-ангиотензин-альдостероновой системы), застоя в ЖКТ, препятствующего абсорбции магния, и усугубляется вследствие диуретической и гликозидной терапии. У больных со сниженным уровнен магния отмечается двукратное увеличение смертности от сердечной недостаточности.
Гипомагнезиемия ассоциируется с повышенной агрегацией тромбоцитов и возрастанием риска тромбозов и эмболии. При недостатке магния ослабляется антиоксидантная защита.
Магниевый дефицит (уменьшение его содержания в мышцах и эритроцитах) обнаружен у больных с пролапсом митрального клапана, для которых также характерны нарушения ритма.
Если роль магниевого дефицита в возникновении СД остается весьма проблематичной (несмотря на уменьшение секреции инсулина и инсулинорезистентность при дефиците магния), то его значение в развитии осложнений этого заболевания можно считать доказанным. Более того, в областях с недостаточным содержанием магния в воде и почве повышена смертность больных СД. С другой стороны, гипергликемия, нефропатия при СД вызывают магниевый дефицит, благодаря которому возникает или усугубляется резистентность тканей к инсулину, в результате чего уменьшается захват магния клетками - так формируется один из "порочных кругов".
Дефицит магния и преобладающая активность кальция хорошо известны при некоторых формах бронхообструкции, причем этот синдром возникает как в связи с непосредственным участием этих ионов в сокращении гладкой мускулатуры бронхов, так и благодаря дестабилизации тучных клеток и высвобождению гистамина. У больных бронхиальной астмой выявлена обратная корреляция между тяжестью заболевания и плазменным и эритроцитарным уровнем магния, а также обнаружено снижение содержания магния в конденсате влаги, содержащейся в выдыхаемом воздухе.
Примерно у трети больных с нефролитиазом наряду с гиперкальциурией обнаруживают гипомагнезиурию, которая может рассматриваться как один из наиболее достоверных лабораторных признаков магниевого дефицита (см. ниже).
Полиморфизм психических и нейровегетативных симптомов при магниевом дефиците обусловлен кардинальной ролью магния в обеспечении нормальной функции нервных клеток. В современном мире широко распространен так называемый синдром хронической усталости - состояние хронического стресса (депрессивное состояние, ослабление концентрации внимания и памяти, головокружения, давящая головная боль, снижение слуха, галлюцинации, паранойя или отдельные ее симптомы), который, с одной стороны, ведет к истощению внутриклеточных запасов магния, а с другой - сам легко развивается в условиях магниевого дефицита (таким образом, образуется "порочный круг"). При низких концентрациях магния определяется эпилептиформная активность.
Развивающийся при злоупотреблении алкоголем дефицит магния играет определенную роль в формировании многих осложнений хронической интоксикации этанолом (от поведенческих реакций до миопатии) и играет существенную роль в развитии абстинентного синдрома (алкогольного делирия), похмельного синдрома и др.
Особо необходимо остановиться на магниевом дефиците у беременных и кормящих матерей. Эти состояния повышают потребность в магнии в 1,5–2–3 раза (по разным источникам), которая почти никогда не удовлетворяется, а потому содержание магния в организме беременных неуклонно снижается, начиная с 8-й недели, что может служить фактором, способствующим патологическому протеканию беременности.
У женщин с предменструальным синдромом отмечено пониженное содержания магния в эритроцитах и отсутствие его физиологического возрастания перед менструацией.
Дефицит магния в костной ткани развивается при остеопорозе, причем он наблюдается и при нормомагнезиемии.
Одним из самых постоянных клинических проявлений дефицита магния служат судороги скелетных мышц, в частности икроножных. Сочетание мышечных судорог с любым другим симптомом магниевого дефицита значительно облегчает диагностику последнего.
Таким образом, нет ни одной системы организма, в которой первичный или вторичный дефицит магния не играл бы значительной роли в нарушении функции и патогенезе заболеваний.
Лабораторные данные при гипомагниемии
Выявляемые значения концентрации магния в плазме (сыворотке) крови, соотносимые с клиническими проявлениями магниевого дефицита, позволяют считать, что:
При общем дефиците магния его содержание в плазме (сыворотке) крови 0,8 ммоль/л и выше обусловлено поступлением этого катиона из мышечной и костной тканей в кровь. Общий дефицит магния в данном случае может быть заподозрен при наличии клинических симптомов, в той или иной степени сопряженных с недостатком этого катиона. Объективным показателем общего дефицита магния при его нормальных значениях в плазме (сыворотке) было бы определение его количества в мышечной и костной ткани. Подобный подход означает проведение биопсии для получения микропорции ткани. Однако с точки зрения диагностики он малоприемлем. Поскольку трудно представить человека, который в рамках даже стационарного обследования соглашается на манипуляции, по сложности, болезненности и последствиям приближающиеся к хирургической операции.
Определение содержания магния в волосах позволяет охарактеризовать состояние магниевого гомеостаза в целом и диагностировать различные степени магниевого дефицита в организме. Однако и этот подход имеет свои ограничения, поскольку уровень магния в волосах отражает устойчивые показатели, сформировавшиеся за большие промежутки времени (недели, месяцы, годы), что неприемлемо для многих клинических ситуаций и решения вопроса о необходимом объеме и интенсивности заместительной терапии.
Определение внутриклеточного содержания магния в эритроцитах не отражает истинного состояния магниевого обмена, поскольку значимые изменения содержания магния в эритроцитах имеют место при выраженном магниевом дефиците.
Определение экскреции магния с мочой (физиологическая проба) - один из наиболее достоверных методов оценки текущего магниевого гомеостаза. Экскреция магния почками зависит от его потребности: при избыточном поступлении экскреция возрастает, а при дефиците - падает. Специальная проба позволяет количественно оценить соотношение между поступлением и выведением. На фоне трехкратного (с интервалом 8 ч) внутривенного капельного введения магния по 800 мг собирается суточная моча, в которой определяется его количество. При магниевом дефиците в организме задерживается более 30% (или, округленно, более 1/3) введенного элемента, то есть более 800 мг.
Основное условие достоверности функциональной пробы - нормальная функция почек. Недостатком функциональной пробы является громоздкость и необходимость госпитализации для ее проведения.
21.3.5. Гомеостаз лития
Литий [26] - это моновалентный катион небольшого размера, по своим свойствам очень похож на ион натрия. Однако ион лития обладает способностью конкурировать не только с ионом натрия, но и с ионами калия, магния и кальция. С ионом калия, как и с ионом натрия, катион лития объединяют одинаковые физико-химические свойства щелочных металлов. Именно поэтому катион лития свободно проникает через биологические мембраны, особенно при генерации потенциала действия, используя для этого натриевые каналы. Внутри клетки ион лития частично замещает ион калия, вытесняя его и накапливаясь в клетке, что вызывает гиперполяризацию мембраны и предохраняет клетку от чрезмерного перевозбуждения. Ионный радиус катиона лития близок к радиусу иона магния, поэтому катион лития может конкурировать с катионом магния в отношении активирования целого ряда магний-зависимых ферментов. С другой стороны, по плотности заряда ион лития сходен с катионом кальция. При замещении ионов кальция катионами лития отмечается стимуляция кальцийзависимых ферментов, в том числе и мембраносвязанных.
В 1970-х годах препараты лития стали активно использовать при лечении маниакально-депрессивного психоза, а в 1980-х была выявлена иммунопротекторная активность иона лития при различных стрессорных воздействиях. Препараты лития нашли свое применение как средство защиты нормальных клеток иммунной системы от токсического действия противоопухолевых препаратов группы растительных алкалоидов (винбластин, подофиллотоксин и др.). Результаты использования препаратов лития в клинической практике позволили выявить зависимость между его концентрацией в крови в ионизированной форме, терапевтической активностью и токсическим действием. Терапевтическая активность иона лития проявляется при его концентрации в плазме крови от 0,6 до 1,5 ммоль/л. При содержании иона лития в крови ниже 0,6 ммоль/л он не проявляет терапевтической активности, а при концентрации выше 2,0 ммоль/л Li+ токсичен. В этой связи лечение препаратами лития проводят под лабораторным контролем его концентрации в сыворотке крови.
Ион лития медленно всасывается из ЖКТ, не связывается с белками плазмы крови, медленно проникает в клетки. Его незначительная секвестрация выявлена в клетках костной ткани. Так, при рационе с большим содержанием лития он накапливается в костной ткани в количестве от 14,4 до 28,8 мкмоль/кг массы ткани. Напротив, длительный прием продуктов питания с дефицитом лития приводит к снижению его содержания в костной ткани более чем на порядок (0,72–2,88 мкмоль/кг массы ткани). Другие ткани организма не реагируют на его содержание в рационе подобным образом. Литий выводится из организма с мочой, период полувыведения из плазмы составляет около 20 ч. Клиренс лития достигает около 20% от клиренса креатинина.
Содержание лития в некоторых тканях тела человека представлено в табл. 21-15.
Ткань | Содержание лития, ммоль/кг сухой массы |
---|---|
Миокард |
3,31 |
Легкие |
2,88 |
Мозг |
4,61 |
Печень |
3,17 |
Почки |
4,32 |
Физиологическая активность лития складывается из:
-
влияния на трансмембранный ионный транспорт, что приводит к снижению активности Na+ /Са2+ -АТФазы, Na+ /K+ -АТФазы;
-
дублирования обмена и функций нейромедиаторов, что приводит к усилению эффектов серотонина, снижению оборота дофамина и норадреналина и усилению синтеза ацетилхолина (преимущественно в нервной ткани).
Дублирует действие лития на вторичные посредники, что проявляется депрессией в клетках нервной ткани уровня 1,4,5-инозитолтрифосфата и диацилглицерола, ответственных за адренергическую и мускариновую передачи нервных импульсов. В частности, литий подавляет превращение инозитолбисфосфата в инозитолмонофосфат и последнего - в инозитол (рис. 21-41).

Следствием ингибирующего действия лития на продукцию инозитола является уменьшение количества фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфата (ФИБФ), мембранного предшественника ИТФ и диацилглицерола. С течением времени клеточный ответ на регуляторное действие медиаторов снижается в той же степени, что и активность ФИБФ-зависимых метаболических путей.
Токсическое действие лития проявляется:
-
нарушением водовыделительной функции почек вследствие депрессии продукции инозитолтрифосфата и диацилглицерола;
-
нарушениями сердечного ритма, связанными с ингибирующим действием на Na+ /Са2+ -АТФазы, Nа+ /K+ -АТФазы синусного узла;
-
неврологическими и психическими расстройствами (хореоатетоз, тремор, дизартрия, афазия и др.);
Вышеперечисленные и другие проявления токсичности лития исчезают при полной или частичной отмене препарата. В тяжелых случаях показано проведение перитонеального диализа или гемодиализа до снижения концентрации лития в плазме ниже 0,6 ммоль/л.
21.3.6. Гомеостаз фосфатов
В организме содержится 500–800 г фосфатов. Из них 88% находится в костной ткани, остальные 12% приходятся на внутриклеточное и отчасти на внеклеточное пространство. В костной ткани фосфаты определяются в аморфной форме, представленной в основном трикальцийфосфатом и гидрофосфатом кальция (брушит); в кристаллической - гидроксиаппатит: длинноцепочечные линейные фосфополимеры - растворимые при количестве неорганического фосфата (Pi) в цепи 10–50 остатков и нерастворимых при >50 остатков Pi.
Баланс фосфатов в организме складывается из соответствующего равновесия между их поступлением, депонированием и выведением (рис. 21-42).

Количество фосфатов, секретируемых с пищеварительными соками в тот или иной отдел пищеварительного тракта, абсорбируется обратно с фракцией фосфатов, поступающих извне. При физиологически сбалансированном обмене фосфатов с мочой удаляется то количество, которое поступает в организм из кишечного тракта.
Поступление фосфатов
С обычной диетой за сутки в организм поступает приблизительно 1 г фосфора, 70% которого всасывается, а остальная часть выводится с калом. Основные пищевые продукты, богатые фосфатами, приведены в табл. 21-16.
Продукт | Р, мг/100 г продукта |
---|---|
Рыбные и мясные продукты |
140–230 |
Сыры |
60–400 |
Желток яйца |
до 500 |
Хлеб |
До 200 |
Крупа (гречневая, овсяная, пшено) |
220–330 |
Фасоль |
До 500 |
Горох |
370 |
Всасывание фосфатов происходит во всей тонкой кишке, однако в тощей оно интенсивнее, чем в двенадцатиперстной, а в подвздошной минимально.
Продвижение фосфатов через эпителий кишечника осуществляется двумя механизмами - активным транспортом и диффузией между клетками через парацеллюлярные "шунты". Особенностью активного транспорта является то, что при нейтральных значениях рН он проходит по механизму ко-транспорта с натрием (ко-транспорт - форма активного транспорта, при которой молекула-транспотер связывает два вида транспортируемых молекул, в отдельности она их не перемещает). При значениях рН около 6 и ниже поглощение фосфатов не зависит от натрия.
Ключевую роль в регуляции уровня фосфатов играет кальцитриол, стимулирующий всасывание посредством кальцийзависимого механизма в двенадцатиперстной кишке, и через систему, не зависящую от кальция - в подвздошной кишке.
Распределение фосфатов в организме
Референтные значения концентрации неорганического фосфата в плазме (сыворотке) крови составляют 1,12–1,45 ммоль/л. Фосфаты находятся в сыворотке преимущественно в виде свободных моно- и полимерных ионов. На последние приходится около 20–25% от общего количества ионизированных фосфатов (48,7±7,0 мкмоль). Часть фосфатов сыворотки (менее 15%) связана с белком. В течение суток концентрация фосфатов может варьировать до 50%. Пик концентрации при этом отмечается в 8 и 11 ч утра. Такая вариабельность концентрации связана с биологической ролью фосфатов в организме. Они:
-
регулируют синтез 2,3-дифосфоглицерата, определяющего кислородтранспортную способность гемоглобина;
-
являются составной частью фосфопротеинов, нуклеиновых кислот, фосфолипидов клеточных мембран, коферментов;
-
фосфорилируют углеводы, делая их доступными для метаболических процессов;
-
входят в состав макроэргов (неорганические формы - полифосфаты с разной длиной цепи; органические формы - АТФ, ГТФ и др.);
-
вместе с кальцием образует нерастворимые фосфаты костной ткани - 3Ca3 (PO4 )2 · 7Ca(OH)2 и 3Ca3 (PO4 )2 · 7CaCO3 · 7H2 O;
-
необходимы для фагоцитоза и внутриклеточного киллинга бактерий.
Некоторые биологические функции фосфатов высокоспецифичны для их полимерных форм, в частности полифосфаты выступают в качестве:
Поступление фосфатов во внутриклеточное пространство опосредованно регулируется инсулином, действие которого приводит к потреблению клетками глюкозы и соответственно фосфатов как для образования фосфорилированных углеводных соединений, так и неорганических полифосфатов [28]. Неорганические полифосфаты (полиР) - это линейные полимеры из десятков фосфатных остатков, связанных высокоэнергетическими фосфоангидридными связями. Полифосфаты образуются в реакции: АТФ + полиРn ↔ АДФ + полиРn+1 , катализируемой ферментом полифосфаткиназой (КФ 2.4.7.1). Концентрация полифосфатов в клетках некоторых тканей человека приведена в табл. 21-17.
Клетки | Класс полифосфатов | Содержание полифосфатов, мкмоль |
---|---|---|
Остеобласты |
Растворимые Нерастворимые |
394,3±30,6 133,8±15,2 |
Десенные клетки |
Растворимые Нерастворимые |
141,3±15,3 14,9±5,1 |
Мононуклеарные клетки периферической крови |
Растворимые Нерастворимые |
56,0±2,2 28,9±7,0 |
Эритроциты |
Растворимые Нерастворимые |
71,2± 14,7 28,1± 4,1 |
Освобождение неорганического фосфата из полифосфата осуществляется несколькими ферментами, из которых полифосфатгидролаза (КФ 3.6.1.11) катализирует реакцию освобождения ионизированного монофосфата (полиРn + Н2 О ↔ полиРn–1 + Рi ), а полифосфат-АМФ-фосфотрансфераза катализирует реакцию переноса фосфатной группы на АМФ (полиРn + АМФ ↔ полиРn–1 + АДФ). Синтезируемый АДФ может быть использован в аденилаткиназной реакции синтеза АТФ: АДФ + АДФ → АТФ + АМФ. Реакции, катализируемые полифосфат-АМФ-фосфотрансферазой и аденилаткиназой, обеспечивают трансформацию энергии фосфоангидридный связи полифосфата в энергию АТФ.
Выведение фосфатов
Концентрация фосфатов в плазме крови находится в пределах максимальной возможности почек по их реабсорбции. Приблизительно 98% общего количества фосфатов плазмы крови фильтруется, при этом 80–90% реабсорбируется обратно, а остальная часть выводится с мочой. Реабсорбция фосфатов осуществляется путем активного ко-транспорта с натрием в отношении 1:2 преимущественно в проксимальном (60–70%) и дистальном канальцах (10–20%) (рис. 21-43).

Процесс обработки фосфата почками подвержен регуляторному влиянию паратиреоидного гормона, кальцитонина, глюкокортикоидов, гормона роста и отчасти витамина D3. Количество реабсорбируемого фосфата зависит от концентрации ионов водорода, кальция, глюкозы.
Регуляторный эффект паратгормона реализуется через цАМФ и приводит к снижению реабсорбции фосфата, которую также снижают кальцитонин и глюкокортикоиды. Напротив, действие на клетки почечного эпителия гормона роста и витамина D3 увеличивает количество реабсорбируемых фосфатов.
Ионы водорода вне диапазона физиологического оптимума увеличивают фосфатурию. При ацидозе имеет место мобилизация фосфатов и кальция из костного депо. Увеличение количества фильтруемого фосфата выше пороговых величин реабсорбции и снижение реабсорбционных возможностей почек при ацидозе приводят к фосфатурии. При алкалозе уменьшается концентрация кальция в крови, что стимулирует секрецию паратиреоидного гормона, угнетающего реабсорбцию фосфата и приводящего к фосфатурии. Состояние гиперкальциемии, не обусловленное эффектами паратиреоидного гормона, стимулирует реабсорбцию фосфата вследствие того, что избыток кальция подавляет продукцию паратгормона и соответственно снижается депрессивное действие последнего на реабсорбцию фосфатов.
Адаптационные механизмы, включающиеся при низком и избыточном поступлении фосфатов, представлены на рис. 21-44 и 21-45.


Нарушения обмена фосфатов
Как избыток, так и недостаток фосфатов в организме влекут за собой серьезные расстройства здоровья. Избыток фосфатов в первую очередь отражается на кальциевом обмене, приводя к гипокальциемии, расстройствам гуморальной регуляции уровня кальция, увеличению интенсивности его отложения в сосудистой стенке и различных тканях. Недостаток фосфатов отражается практически на каждой клетке организма, так как ион фосфата необходим для образования АТФ. При недостатке фосфатов структурно-функциональные изменения в той или иной степени затрагивают все системы организма. Расстройства обмена фосфатов, приводящие к увеличению их уровня в крови, определяют как гиперфосфатемию, а снижение их уровня - гипофосфатемию.
Гиперфосфатемия
Гиперфосфатемия характеризуется нарушениями обмена фосфатов, которые приводят к преходящему или устойчивому повышению в плазме крови неорганического фосфата более 1,5 ммоль/л.
Гиперфосфатемия развивается вследствие:
Повышенное поступление фосфатов во внеклеточную жидкость
Причины повышенного поступления фосфатов во внеклеточную жидкость достаточно разнообразны и связаны с приемом пищи, богатой фосфатами, введением фосфатных солей, лечением витамином D3 , онкологическими заболеваниями, повышенным катаболизмом и проч. Гиперфосфатемия в большинстве случаев носит преходящий характер, так как почки способны достаточно эффективно удалить избыток фосфатов. Исключение составляют онкологические заболевания, терапия которых может привести к устойчивой гиперфосфатемии. Например, при лимфобластном лейкозе уровень фосфата в крови может превышать нормальные значения в 5–7 раз. Источником неорганического фосфата в этом случае являются трансформированные лимфобласты, содержащие неорганические и органические фосфаты в количестве в 4–5 раз большем, чем нормальные клетки. Чувствительность почечного эпителия к деструктивному действию химиотерапевтических средств снижает функциональные возможности почечного механизма стабилизации фосфатов в крови. Избыток фосфатов может в этих условиях привести к кальцификации тканей, в том числе и почек, что в итоге еще более усугубляет расстройства фосфатного обмена.
Недостаточная почечная экскреция фосфатов при заболеваниях почек
При ХПН гиперфосфатемия развивается в случае, когда скорость клубочковой фильтрации становится менее 25 мл/мин (в норме 120 мл/мин). Подобное обстоятельство означает снижение количества функционально полноценных нефронов. Компенсаторные возможности функционирующих при ХПН нефронов обусловлены увеличением количества экскретируемых фосфатов в расчете на один нефрон. При острой почечной недостаточности гиперфосфатемия варьирует в значительных пределах. При благоприятном разрешении процесса почечные функции восстанавливаются в полном объеме.
Недостаточная почечная экскреция фосфатов при дефектах в системе гуморальной регуляции их экскреции
Недостаток паратиреоидного гормона, секреция аномального паратгормона, резистентность к нему клеток почечного эпителия - все эти причины, обособленно или в сочетании могут приводить к гиперфосфатемии. Ключевым патобиохимическим звеном в цепи молекулярных событий повышения количества фосфатов в крови является увеличение их реабсорбции в почечных канальцах при дисбалансе гуморальной регуляции паратиреоидным гормоном.
Избыточная секреция гормона роста и/или повышенная чувствительность к нему рецепторов нефроцитов приводят к увеличению реабсорбции фосфата и развитию гиперфосфатемии.
Из медикаментозных средств, способных вызывать гиперфосфатемию, следует упомянуть дифосфонаты - этидроновая и амидроновая (Памидронат медак♠ ) кислоты - препараты, используемые для лечения гиперкальциемии. Бифосфонаты уменьшают почечную экскрецию фосфата и мобилизуют его из депо, что в итоге приводит к гиперфосфатемии. Уровень фосфатов в крови нормализуется при отмене препаратов.
Лабораторные данные при гиперфосфатемии
Уровень фосфатов в крови превышает 1,45 ммоль/л. В детском возрасте концентрация фосфатов в крови составляет 1,5–2,25 ммоль/л. Подобная особенность различия концентраций может быть объяснена как более высоким уровнем гормона роста, так и сенсибилизацией к нему нефроцитов. Гиперфосфатемия при онкологических заболеваниях может сочетаться с гипокальциемией, гиперурикимией, гиперкалиемией. Подобное сочетание высоко вероятно при успешной терапии онкологического заболевания. Гипокальциемия и повышенный уровень паратиреоидного гормона - это наиболее устойчивые биохимические изменения, сопутствующие гиперфосфатемии.
Гипофосфатемия
Гипофосфатемия характеризуется нарушениями обмена фосфатов, которые приводят к преходящему или устойчивому снижению в плазме крови неорганического фосфата менее 1,10 ммоль/л.
Гипофосфатемия развивается вследствие:
Недостаточное поступление фосфатов во внеклеточную жидкость
Обычно имеет место при употреблении пищи, бедной фосфатами, хронических заболеваниях (поражениях) кишечного тракта, лечении препаратами алюминия, расстройствах обмена витамина D. Недостаточное количество фосфатов в пище, затрудненное их всасывание - причины, каждая из которых сама по себе или в сочетании не вызывает глубокой гипофосфатемии, так как при этом возрастает почечная реабсорбция фосфатов. Использование препаратов алюминия в качестве антацидных средств имеет своим недостатком образование с фосфатами нерастворимых соединений. Длительное применение солей алюминия способно привести к глубокой гипофосфатемии.
Витамин D и его метаболиты являются активными регуляторами всасывания и минерализации фосфатов. Недостаточное поступление витамина D в организм, расстройства его метаболизма, резистентность рецепторов клеток кишечника и/или костной ткани - причины, которые самостоятельно или в сочетании друг с другом приводят к выраженной гипофосфатемии.
Избыточное удаление фосфатов при заболеваниях почечного эпителия
Заболевания (поражения) почечного эпителия могут приводить как к изолированному дефекту транспорта фосфатов, так и к его сочетанию с расстройствами реабсорбции других метаболитов. Гипофосфатемия при дефекте канальцев носит, как правило, устойчивый характер. Исключением является гипофосфатемия при ОПН в течение диуретической фазы. Уровень фосфатов сыворотки нормализуется при благоприятном разрешении процесса.
Избыточное удаление фосфатов при дефектах в системе гуморальной регуляции их выделения
Дисбаланс в системе гуморальной регуляции уровня фосфатов связан в основном с избыточной продукцией паратиреоидного гормона и/или сенсибилизацией к его воздействию клеток эпителия почечных канальцев. Избыточная активность паратиреоидного гормона снижает всасывание фосфатов в кишечном тракте и их реабсорбцию почками. При трансплантации почек избыток паратиреоидного гормона является ведущей причиной гипофосфатемии. Алкалоз приводит к гипофосфатемии посредством снижения уровня кальция в крови, что стимулирует секрецию паратиреоидного гормона, снижающего, в свою очередь, реабсорбцию фосфата.
Гипофосфатемия при диабетическом кетоацидозе связана с избыточным удалением фосфатов почками. Лечение диабетического кетоацидоза инсулином приводит к перемещению фосфатов во внутриклеточное пространство вслед за глюкозой. Подобные механизмы гипофосфатемии описаны у больных хроническим алкоголизмом в период устойчивого потребления алкоголя и при его отмене, когда фосфатурия сменяется перемещением фосфата во внутриклеточное пространство. Плохое питание и соответственно сниженное поступление фосфатов при алкоголизме усугубляют состояние гипофосфатемии.
Лабораторные данные при гипофосфатемии
Гипофосфатемии при уровне фосфатов в крови ниже 1,10 ммоль/л сопутствует широкий спектр изменений биохимических показателей. В частности, выявляются гиперкальциемия, гипомагниемия в сочетании с гипермагниурией, снижено количество титруемых кислот. В крови определяется повышенная активность креатинкиназы и альдолазы. В эритроцитах снижается количество АТФ и 2,3-дифосфоглицерата.
21.3.7. Гомеостаз хлора
В организме человека массой 70 кг содержится около 100 г хлора (40–45 ммоль/кг). Хлор выявляется в биологических средах, преимущественно в виде иона - Cl- . Его концентрация в плазме (сыворотке) крови составляет 97–108 ммоль/л.
Физиологические функции хлора связаны с его участием в формировании трансмембранного потенциала и обеспечении электронейтральности.
Баланс хлора в организме складывается из равновесия между его поступлением, распределением и выведением.
Поступление ионов хлора
Анион хлора поступает в организм преимущественно в виде хлорида натрия. Хлориды калия, магния и других металлов не играют значимой роли в поступлении аниона хлора. Основное количество аниона хлора всасывается вместе с натрием в тонкой кишке. Параллельно процессу всасывания происходит секреция аниона хлора в желудке вместе с ионом водорода. Секретируемый в желудке анион хлора повторно всасывается в нижележащих отделах ЖКТ.
Распределение ионов хлора
Количество хлора в крови относительно натрия несколько ниже, чем в интерстициальной жидкости. Подобная особенность распределения аниона хлора относительно натрия связана с избыточным отрицательным зарядом белков плазмы крови в сравнении с аналогичным показателем интерстициальной жидкости (равновесие Гиббса–Доннана). Избыточный отрицательный заряд белков плазмы крови в сравнении с зарядом белков межклеточной жидкости обусловлен тем, что их количество превышает концентрацию белков в интерстициальной жидкости и они в норме практически не способны преодолеть капиллярную стенку.
Выведение ионов хлора
Фильтруемый в почечном клубочке ион хлора реабсорбируется во всех отделах почечного канальца. Движущей силой реабсорбции хлора является активность Na+ /K+ -АТФазы, обеспечивающая электрохимический и концентрационный градиенты. В проксимальном канальце реабсорбция натрия и воды опережает реабсорбцию хлора. Реабсорбированный натрий обеспечивает электрохимический градиент между канальцевой и интерстициальной жидкостями. Реабсорбированная из канальцевой жидкости вода создает условия для формирования концентрационного градиента. Хлор поступает в интерстициальную жидкость через межклеточные шунты. В проксимальном канальце реабсорбируется 70% иона хлора от количества реабсорбированного натрия. В нисходящем колене петли Генле хлор не реабсорбируется. В восходящем колене петли Генле хлор реабсорбируется трансцеллюлярно. Из канальцевой жидкости в клетки эпителия хлор поступает благодаря активности ко-транспортера, одномоментно переносящего Na+ , K+ и 2Cl– . В интерстициальное пространство из клеток ионы хлора попадают, преодолевая базолатеральную мембрану посредством симпорта с K+ и, возможно, через специализированные каналы. В дистальном канальце ион хлора реабсорбируется трансцеллюлярно. Из канальцевой жидкости в клетки эпителия хлор поступает благодаря активности ко-транспортера, одномоментно переносящего Na+ и Cl– . В интерстициальное пространство из клеток ионы хлора попадают, преодолевая базолатеральную мембрану, посредством симпорта диффузии. Нереабсорбированный хлор удаляется из организма.
Регуляторные механизмы гомеостаза иона хлора опосредованы воздействием регуляторных факторов на гомеостаз натрия.
Расстройства обмена хлора не являются первичными, они сопутствуют дисбалансу натрия, ионов водорода. Реабсорбируемые потоки ионов хлора и секретируемого иона водорода определенным образом разобщены в канальцевой системе, в этой связи определение концентрации иона хлора в крови и моче оказывается полезным для тонкой диагностики расстройств КОС.
21.4. Гомеостаз гидрокарбоната
Диссоциация угольной кислоты, продукта ферментативного связывания в организме углекислого газа, сопровождается образованием гидрокарбоната:
H2 O + СО2 ↔ H2 CO3 ↔ HCO3 – + Н– .
Гидрокарбонат является ионом, который вместе с хлором составляет основную массу анионов. В отличие от количества хлора, концентрация гидрокарбоната претерпевает значительные колебания. Подобная особенность количественного непостоянства уровня бикарбоната обусловлена одной из его физиологических функций, направленной на поддержание электронейтральности растворов в жидкостных пространствах. Изменения состава ионов в жидкостных пространствах уравновешиваются, благодаря гидрокарбонату. Система гидрокарбонат–угольная кислота является важнейшей внеклеточной буферной системой.
21.5. Гомеостаз сульфата
Сульфат (SO4 – ) образуется из серосодержащих аминокислот цистеина и метионина. Его концентрация в плазме составляет 0,32 ммоль/л, и вклад сульфата в общее количество анионов невелик. Из организма сульфат удаляется через почки, однако они способны его реабсорбировать в проксимальной части канальца за счет ко-транспорта с натрием, почечный порог составляет 0,8–1,2 ммоль/л, вследствие этого концентрация сульфата в плазме крови относительно постоянна. При почечной недостаточности концентрация сульфата в плазме повышается в 15–20 раз, что приводит к снижению уровня бикарбоната и развитию метаболического ацидоза.
21.6. Гомеостаз органических кислот
К органическим относятся молочная, пировиноградная, β-гидроксимасляная, ацетоуксусная, янтарная, лимонная и другие кислоты. Избыточные их концентрации в крови приводят к ацидозу, что отражается на изменении уровня ряда электролитов - внеклеточного калия, ионизированных форм кальция, магния, содержания бикарбоната, а это, в свою очередь, требует проведения специальных терапевтических мероприятий.
Молочная кислота постоянно образуется в клетках различных тканей при окислении глюкозы в процессе гликолиза (около 1500 ммоль, приблизительно 20 ммоль/кг в сутки).
Ткани, продуцирующие лактат в состоянии покоя:
Во время тяжелых физических упражнений мышцы становятся главным источником лактата. Во время беременности важным производителем лактата является плацента.
В опухолевых клетках скорость гликолиза высока и при снабжении кислородом (аэробный гликолиз). В нормальных клетках молочная кислота интенсивно образуется лишь в условиях недостаточного снабжения кислородом (анаэробный гликолиз).
Подавляющее количество лактата метаболизируется в печени (60%), в почках (30%), лишь небольшое его количество утилизируется в других тканях (10%). Половина лактата превращается в глюкозу при глюконеогенезе, а половина метаболизируется до CO2 и H2 O в цикле лимонной кислоты.
Лактат в нормальных условиях в плазме составляет менее 2 ммоль/л. При повышенной мышечной работе, особенно у спортсменов, количество лактата может временно превысить этот уровень, однако сохраненный аэробный метаболизм будет эффективно утилизировать лактат как в печени, так и в сердечной мышце, где лактат будет служить дополнительным энергетическим субстратом. При тяжелых физических нагрузках концентрация лактата может достигать 30 ммоль/л, что не отражается на изменении рН крови, так как скорость печеночного метаболизма лактата у здоровых людей составляет от 100 до 320 ммоль/ч.
Дефицит тиамина, применение высоких доз изониазида, метформина, лекарственных препаратов, содержащих пропиленгликоль, адреналина и допамина, противовирусных препаратов, алкоголя приводят к гиперлактатемии. Уровень лактата в венозной крови отражает его продукцию клетками различных тканей, напротив, содержание лактата в артериальной крови показывает способность гепатоцитов к его утилизации.
Определенный вклад в гомеостаз лактата вносят почки, удаляя его избыток из организма с мочой при концентрации в плазме крови, превышающей пороговый уровень реабсорбции 7 ммоль/л.
Кетоновые тела - ацетон, β-оксимасляная и ацетоуксусная кислоты, являются важными источниками энергии, альтернативными жирным кислотам и глюкозе. При нормальном обеспечении кислородом все клетки, за исключением гепатоцитов, способны окислять кетоновые тела до углекислого газа и воды. В основном синтезировать и продуцировать кетоновые тела в кровь, делая их доступными для других клеток, способны только гепатоциты (рис. 21-46).

Синтез кетоновых тел осуществляется в митохондриях гепатоцита. Интенсивность их синтеза зависит от нагрузки гепатоцитов субстратами - глюкозой и жирными кислотами, регуляторного действия инсулина, глюкагона, адипоцитокинов и некоторых других гормонов.
Глюкоза и жирные кислоты как метаболиты, имеющие общий путь окисления в митохондриях, не могут в гепатоците одновременно использоваться как субстраты для удовлетворения энергетических потребностей клетки. При нагрузке гепатоцита обоими субстратами их избыток трансформируется в кетоновые тела при условии неэффективного гормонального контроля.
Инсулин подавляет образование кетоновых тел, снижая как липолиз, так и активность ацилкарнитинтрансферазы (АКТазы), фермента, облегчающего поступление свободных жирных кислот в митохондрии гепатоцитов. Напротив, глюкагон способствует продукции кетоновых тел, стимулируя процессы поступления в гепатоциты жирных кислот, их активацию и транспорт в митохондрии.
Кетоновые тела стимулируют секрецию инсулина β-клетками поджелудочной железы. При СД 1-го типа, когда нарушена или утрачена способность клеток поджелудочной железы поддерживать адекватный метаболической ситуации уровень инсулина в крови, кетоновые тела не способны инициировать гормональный механизм контроля их продукции. Напротив, СД 2-го типа, когда сохранена способность β-клеток поджелудочной железы к продукции инсулина, не сопровождается физиологически избыточным уровнем кетоновых тел в крови.
Характеризуя особенности обмена кетоновых тел при различных состояниях организма, необходимо различать:
При каждом из этих состояний уровень кетоновых тел превышает верхний предел референтного значения практически здорового человека - 0,1 ммоль/л. Однако, помимо количественной характеристики, эти состояния различают механизмы их формирования и исходы.
Физиологический кетоз - состояние, при котором уровень кетоновых тел в крови достигает 2 ммоль/л. В основе физиологического кетоза не лежат какие-либо метаболические аномалии. Этот вариант кетоза сопровождает поздние сроки беременности, особенно если не соблюдается режим питания, имеются длительные перерывы между приемами пищи, практикуется значительная физическая нагрузка. Прирост продукции кетоновых тел в печени направлен на удовлетворение клеток материнского организма в энергетическом субстрате, поскольку глюкоза активно используется клетками плода в пластических и трофических процессах. Несмотря на то, что у беременной могут быть зафиксированы признаки изменений КОС, они исчезают при адекватном поступлении глюкозы с пищей.
Патологический кетоз - состояние, при котором уровень кетоновых тел в крови превышает 2,5 ммоль/л. Причиной патологического кетоза служит дисрегуляция углеводного и липидного обмена в организме в целом и гепатоцитах в частности. Следствием этого является избыточное поступление в гепатоциты глюкозы и/или жирных кислот, которые распадаются и формируют избыток исходного субстрата синтеза кетоновых тел - ацетил-КоА. Гормональный контроль метаболизма глюкозы и жирных кислот в гепатоцитах является неэффективным или утраченным со стороны инсулина, адипоцитокинов и практически полностью сохраненным со стороны глюкагона. Недостаток регуляторного действия инсулина на гепатоциты и сохраненное влияние глюкагона предопределяют перманентное образование кетоновых тел, превышающее потребности в них клеток других тканей.
Уровни лактата, пирувата, кетоновых тел значимы в дифференциальной диагностике неотложных состояний, контроле эффективности терапии, прогнозе здоровья пациента.
21.7. Гомеостаз белков
Белки - высокомолекулярные соединения, построенные из остатков аминокислот. Общее содержание белков составляет 17% от массы тела. Концентрация в плазме крови равна 60–80 г/л. На долю альбумина - основного белка плазмы крови, приходится практически 50% всех белков плазмы, его концентрация составляет 35–55 г/л. Концентрация другой фракции белков плазмы крови - глобулинов - 20–36 г/л.
Молекулы белков крови при pH 7,4 представлены главным образом в виде анионов. Внутрисосудистый запас альбумина равен 120 г, а межтканевой - 60–400 г. В плазме нижняя граница общего белка - 66 г/л, альбумина - 37 г/л. Концентрации общего белка ниже 50 г/л и альбумина ниже 25 г/л несовместимы с жизнью.
В обмене воды и электролитов белки выполняют следующие физиологические функции:
В норме сбалансированные процессы синтеза и распада белков плазмы крови осуществляются в печени, при этом белки не фильтруются в почках и не выводятся с мочой. Расстройства белкового обмена, сопровождающиеся гипопротеинемией, приводят к количественному нарушению в обмене жидкости и электролитов, что приводит к развитию отеков. Изменения спектра клеточных и внеклеточных белков при раке и ряде других заболеваний предопределяют отличный от нормы уровень равновесия в водно-электролитном обмене.
21.8. Лабораторно-диагностические исследования водно-электролитного обмена
Вид и степень изменений обмена воды и электролитов диагностируются по результатам исследования значений показателей водно-электролитного обмена. Измеряемые величины необходимы для точного и окончательного диагноза и терапии, поскольку клиническая картина отдельных нарушений не имеет характерных признаков.
Методы определения электролитов в биологических жидкостях основаны на физических, химических и физико-химических свойствах химических элементов.
Популярными и относительно широко распространенными являются методы атомно-спектрального анализа и потенциометрические, с использованием ИСЭ. Современные анализаторы в сочетании с надежными методами калибровки обеспечивают высокую точность и воспроизводимость методов [26]. Коэффициент вариации составляет менее 1,5%. Определение содержания натрия и калия фотометрическими методами анализа длительное время было невозможно из-за отсутствия приемлемых специфичных реагентов, дающих цветную реакцию или какую-либо другую оптическую характеристику. В настоящее время эта задача получила решение, и фотометрическими методами можно определять все электролиты в биологических жидкостях организма. Удобными для лабораторно-диагностической практики определения электролитов оказались методы "сухой химии", позволяющие анализировать очень малые объемы биологического материала.
К методам количественного определения электролитов в биологических жидкостях относятся:
Список литературы
-
Аксенов С.И. Вода и ее роль в регуляции биологических процессов. М.–Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2013. 212 с.
-
Антонов В.Г., Карпищенко А.И. Водно-электролитный обмен // Медицинские лабораторные технологии. Справочник. 3-е изд., перераб. и доп. Т. 3 / под ред. А.И. Карпищенко. СПб.: Интермедика, 2014. С. 600–648.
-
Антонов В.Г., Карпищенко А.И. Водно-электролитный обмен // Медицинские лабораторные технологии. Справочник. 2-е изд., перераб. и доп. Т. 3 / под ред. А.И. Карпищенко. СПб.: Интермедика, 2002. С. 447–483.
-
Антонов В.Г., Карпищенко А.И. Водно-электролитный обмен // Медицинские лабораторные технологии. Справочник / под ред. А.И. Карпищенко. Т. 2. СПб.: Интермедика, 1998. С. 198–242.
-
Антонов В.Г., Козлов А.В. Методические подходы к определению электролитов в биологических средах. Часть 1 // TERRA MEDICA. Лабораторная диагностика. 2004. № 1. С. 3–7.
-
Антонов В.Г., Козлов А.В. Методические подходы к определению электролитов в биологических средах. Часть 2 // TERRA MEDICA. Лабораторная диагностика. 2004. № 2. С. 7–10.
-
Водно-электролитный обмен и его нарушения: руководство для врачей / под ред. А.И. Карпищенко. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2018. 208 с.
-
Гордеев В.И. Практикум по инфузионной терапии при неотложных состояниях у детей. СПб.: ЭЛБИ-СПб, 2014. 192 с.
-
Горн М.М., Хейтц У.И., Сверинген П.Л. Водно-электролитный и кислотно-основной баланс / пер. с англ. СПб.–М.: Невский диалект. Бином, 1999. 320 с.
-
Громова О.А. Магний и пиридоксин: основы знаний. М.: ПротоТип, 2006. 176 с.
-
Громова О.А., Торшин И.Ю., Волков А.Ю. и др. Динамика концентрации магния в крови после приема различных магнесодержащих препаратов // Фарматека. 2009. Т. 10. С. 43–47.
-
Единицы СИ в медицине: пер. с англ. / отв. ред. В.В. Меньшиков. М.: Медицина, 1979. 85 с.
-
Кантцунг Б.Г. Базисная и клиническая фармакология: пер. с англ. СПб.–М.: Невский диалект. Бином, 2008. 1278 с.
-
Карпищенко А.И., Антонов В.Г. Лабораторно-диагностическая оценка водно-электролитного обмена: учебное пособие. СПб.: Изд-во Военно-медицинской академии, 1996. 56 с.
-
Кишкун А.А. Лабораторная диагностика неотложных состояний. М.: Лабора, 2012. С. 89–246.
-
Клиническая биохимия / под ред. К. Дернера: пер. с нем. М.: Мир, 2001. 480 с.
-
Клиническая лабораторная диагностика (методы и трактовка лабораторных исследований) / под ред. В.С. Камышникова. М.: МЕД-пресс-информ, 2015. С. 615–648.
-
Кон Р.М., Рот К.С. Ранняя диагностика болезней обмена веществ. М.: Медицина, 1986. С. 163–180.
-
Корячкин В.А., Эмануэль В.Л., Страшнов В.И. Диагностика в анестезиологии и интенсивной терапии: руководство для врачей. СПб.: СпецЛит, 2011. С. 248–252.
-
Кутецкая З.И., Лебедев О.Е. Механизмы Са2+ сигнализации в клетках // Цитология. 2001. Т. 43, № 1. С. 5. 34.
-
Риггз Б.Л., Мелтон III Л.Дж. Остеопороз / пер. с англ. СПб.; М.: Невский диалект. Бином, 2000. 560 с.
-
Рожинская Л.Я. Системный остеопороз: практическое руководство. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Издатель Мокеев, 2000. 196 с.
-
Рябов С.И., Наточин Ю.В. Функциональная нефрология. СПб.: Лань, 1997. 304 с.
-
Снегиревская Е.С., Комиссарчик Я.Ю. Аквапорины плазматических мембран эпителиальных клеток // Цитология. 1999. Т. 41, № 10. С. 864–870.
-
Хартиг В. Современная инфузионная терапия. Парентеральное питание: пер. с нем. М.: Медицина, 1982. 496 с.
-
Хеннеси А.A.M., Джапп А.Дж. Анализ газов артериальной крови понятным языком / пер. с. англ. под ред. В.Л. Кассиля. М.: Практическая медицина, 2009. 140 с.
-
Шмидт Р., Тевс Г., Ульмер Х.Ф. Физиология человека. Т. 3: пер. с англ. 3-е изд. М.: Мир, 2005. 228 с.
-
Шредер Х.С., Курц Л., Мюллер В.Е.Г., Лоренц Б. Полифосфаты костной ткани // Биохимия. 2000. Т. 65, Вып. 3. С. 353–361.
-
Chaplin M.F. A Proposal for the Structuring of Water // Biophys Chem. 2000. Vol. 83. Р. 211–221.
-
Choate K.A., Kahle K.T., Wilson F.H. et al. RP: WNK1, a kinase mutated in inherited hypertension with hyperkalemia, localizes to diverse Cl–-transporting epithelia // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003. Vol. 100. P. 663–668.
-
Coudray C., Rambeau M., Feillet-Coudray C. et al. Study of magnesium bioavailability from ten organic and inorganic Mg salts in Mg-depleted rats using a stable isotope approach // Magnes Res. 2005. Vol. 18, N 4. P. 215–223.
-
Durlach J., Pages N., Bac P. et al. Magnesium depletion with hypo- or hyperfunction of the biological clock may be involved in chronopathological forms of asthma // Magnes Res. 2005. Vol. 18, N 1. P. 19–34.
-
Geissler P.L., Dellago C., Chandler D. et al. Autoionization in Liquid Water // Science. 2001. Vol. 291. P. 2121–2124.
-
Goldwasser P., Feldman J. Association of serum albumin and mortality risk // J. Clin. Epidemiol. 1997. Vol. 50. P. 693–703.
-
Jellinek H., Takacs E. Morphological aspects of the effects of orotic acid and magnesium orotate on hypercholesterolemia in rabbits // Arzneimittelforschung. 1995. Vol. 45, N 8. Р. 836–842.
-
Hansen P.B., Jensen B.L., Skott O. Chloride regulates afferent arteriolar contraction in response to depolarization // Hypertension. 1998. Vol. 32. P. 1066–1070.
-
Kruse J.A., Carlson R.W. Lactate metabolism // Crit. Care Clin. 1987. Vol. 3. P. 725–746.
-
Marx D., Tuckerman M.E., Hutter J., Parrinello M. The nature of the hydrated excess proton in water // Nature. 1999. Vol. 397. P. 601–604.
-
Merten G.J., Burgess W.P., Gray L.V. et al. Prevention of contrast-induced nephropathy with sodium bicarbonate: a randomized controlled trial // JAMA. 2004. Vol. 291. P. 2328–2334.
-
Pearson P.S., Evora P.R., Seccombe S.F., Schaff H.V. Hypomagnesaemia Nitric Oxide Release from Coronary Endothelium: Protective Role of Magnesium Infusion After Cardiac Operation // Ann. Thorac. Surg. 1998. Vol. 65. Р. 967–972.
-
Rubenowitz E. Magnesium in drinking water in relation to morbidity and mortality from acute myocardial infarction // Epidemiology. 2000. Vol. 11, N 4. P. 416–421.
-
Saris N.E.L., Mervaala E., Karppanen H. et al. Magnesium. An update on physiological, clinical and analytical aspects // Clin. Chim. Acta. 2000. Vol. 249. P. 1–26.
-
Tannen R.L. Approach to the patient with altered potassium concentration // Textbook of internal medicine. 2nd ed. / ed. W.N. Kelley. Philadephia: J.B. Lippincott, 1992. 853 p.
-
Taylor-Robinson D., Davies H.A., Sarathchandra P., Furr P.M. Intracellular location of mycoplasmas in cultured cells demonstrated by immunocytochemistry and electron microscopy // Int. J. Exp. Pathol. 1991. Vol. 72. P. 705–714.
-
Tsien R.Y., Pozzan T., Rink T.J. Measuring and manipulating cytosolic Ca2+ with trapped indicators // Trends Biochem. Sci. 1984. Vol. 9. Р. 263–266.
Глава 22. Газы крови
22.1. Введение
Газообмен организма человека объединяет взаимосвязанные физиологические, физико-химические и биохимические процессы, обеспечивающие поступление кислорода атмосферного воздуха к клеткам в обмен на углекислый газ (СО2 ).
Кислород и углекислый газ - дыхательные газы необходимые для нормальной функции клеток организма человека. Их недостаток, равно как и избыток, относительно физиологически необходимых величин могут привести к тяжелым последствиям и гибели организма. Кислород в атмосфере земли появился в результате глобальной экологической катастрофы произошедшей около 1,5 млрд лет назад, устроенной сине-зелеными водорослями. Для сине-зеленых водорослей О2 был одним из продуктов жизнедеятельности. Однако его появление в атмосфере не прошло бесследно. Большая часть древних организмов, сформировавшихся в ходе эволюции без кислорода (анаэробные прокариоты), оказалась неспособной адаптироваться к новым условиям газовой среды и вымерла. Эволюционное развитие получили аэробные эукариоты - организмы, в обмене которых О2 стал незаменимым субстратом. В последующем появилось огромное разнообразие растительных и животных организмов, включая человека. Все они успешно справились с возникшей "кислородной проблемой": образовались эффективный энергопродуцирующий механизм (окислительное фосфорилирование) и универсальный механизм биотрансформации ксенобиотиков (цитохромы Р450 - монооксигеназы, внедряющие атомы кислорода в органическую молекулу). Многоклеточные организмы стали использовать продукты неполного восстановления кислорода для своей защиты от бактериальных и вирусных инфекций, а также в качестве эффективного регуляторного механизма внутриклеточных, межклеточных, гуморально-клеточных и матрикс-клеточных взаимодействий. Различные метаболические процессы с прямым участием кислорода составили содержание новой формы обмена веществ.
Кислород как самостоятельный химический элемент независимо друг от друга получили Карл Вильгельм Шееле в 1769–1771 гг., Джозеф Пристли и Антуан Лоран Лавуазье в 1774 г. [27] В последующем А.Л. Лавуазье экспериментально доказал, что кислород является именно тем газом, который извлекается из воздуха легкими животных при дыхании и затем используется в химических реакциях, протекающих в организме. Свои результаты А.Л. Лавуазье опубликовал в 1777 г. в статье под названием: "Опыты над дыханием животных и об изменениях, которые совершаются в воздухе, проходящем через легкие". В ней автор отмечал, что дыхание животных тождественно горению, только идет оно медленнее, и образующееся при этом тепло поддерживает постоянную температуру в организме [14, 15].
Несмотря на фундаментальное для биологии открытие А.Л. Лавуазье, на протяжении 100 последующих лет с дефицитом кислорода не связывались причины гибели организма при остановке дыхания и кровообращения, высокогорных восхождениях и полетах на воздушных шарах. Лишь в 1878 г. П. Бэр убедительно показал, что кислород в определенной концентрации абсолютно необходим для жизни. По мере увеличения высоты над уровнем моря атмосферное давление снижается, но массовая доля кислорода в воздухе до больших высот остается постоянной, составляя 20,95 об.%. Однако парциальное давление кислорода, отражающее его абсолютное количество в воздухе, падает пропорционально снижению атмосферного давления, приводя к недостатку кислорода во вдыхаемом воздухе. Здоровый человек, постоянно проживающий на десяток другой метров выше уровня моря, не испытывает недостатка кислорода при подъеме до 2000 м (парциальное давление кислорода на этой высоте соответствует его давлению в кабине пассажирского лайнера). Признаки кислородного голодания становятся очевидны на высоте около 2500 м (одышка, головокружение, сердцебиение и др.), быстро прогрессируя при увеличении высоты без использования дополнительного источника кислорода.
Человек массой 70 кг потребляет около 250–300 мл (более 0,011 М) кислорода в 1 мин. В течение суток ему требуется 360 л (16 М) кислорода, которые извлекаются из 14–17 тыс. л воздуха. В физиологически оптимальных количествах кислород необходим для окислительных процессов освобождения энергии и синтеза АТФ, нейтрализации ксенобиотиков, образования биологически активных субстанций и сигнальных молекул, защиты клеток от инфекционных агентов [14, 15].
В нормальных условиях около 95% необходимой энергии клетки человека получают за счет окислительного (аэробного) разложения питательных веществ, и лишь 4–6% из реакций анаэробного окисления глюкозы - гликолиза [9].
Недостаток кислорода ведет к анаэробному метаболизму, неприемлемым для клеток и внутренней среды изменениям уровня рН, что, в конечном счете, может завершиться необратимыми повреждениями мозга и гибелью организма. Также неприемлемо для организма и поступление кислорода в избыточных количествах относительно физиологически необходимых потребностей. Избыток кислорода во вдыхаемом воздухе токсичен в первую очередь для паренхимы и эндотелия сосудов легких, повреждение которых нарушает физиологически необходимую проницаемость гистогематического барьера и, как следствие, газообмен в легких, приводящий к нарушению оксигенации крови и развитию гипоксемии - состояния, при котором снижено содержание кислорода в артериальной крови. Если вследствие гипоксемии клетки той или иной ткани, органа и организма в целом будут получать недостаточное количество кислорода для поддержания аэробного метаболизма, то развивается тканевая, органная или тотальная гипоксия [41]. Широкий спектр метаболических реакций с прямым участием кислорода является необходимой дополнительной составляющей процессов промежуточного обмена веществ, который сохранил свой строго анаэробный характер, о чем, в числе прочего, свидетельствует метаболическая активность СО2 [28].
Физиологически необходимая роль углекислого газа менее документирована, несмотря на то, что его концентрация во внутренней среде организма является одной из константных величин. Как правило, функции углекислого газа сводят к регуляции дыхательного центра и участию в образовании компонентов бикарбонатной буферной системы. В целом, доминирующей является точка зрения, что углекислый газ является конечным и вредным продуктом обмена, подлежащим удалению из организма. Практически не учитываются данные о том, что CO2 является естественным регулятором не только дыхания и КОС, но и кровообращения, интенсивности обмена веществ, электролитного баланса, возбудимости нервных клеток, тонуса гладкой мускулатуры, бронхов, сосудов, мочевыводящих путей, секреции инсулина β-клетками поджелудочной железы в сочетании с бикарбонатом и т.д. [9, 14, 15].
Уникальность физиологического значения углекислоты определяется тем, что она участвует в реакциях биосинтеза важнейших компонентов клетки: липидов, углеводов, белков, азотистых оснований нуклеотидов, а значит и нуклеиновых кислот. Реакции карбоксилирования с участием CO2 являются отражением выраженности анаболических процессов в обмене веществ. Синтез таких аминокислот, как серин, цитруллин, глутаминовая и аспарагиновая кислоты, полностью зависит от интенсивности процесса карбоксилирования. Способность клеток более полно осуществлять освобождение энергии ряда субстратов с участием кислорода невозможно без СО2 . Так, четыре из девяти промежуточных продуктов цикла Кребса - оксалоацетат, малат, изоцитрат, сукцинат, могут быть образованы путем карбоксилирования соответствующих субстратов - пирувата, фосфоэнолпирувата, альфа-кетоглутарата и пропионил-КоА, что означает, в числе прочего, возможность использования их энергии для процессов синтеза АТФ. Количество СО2 во внутренней среде организма, клеточных компартментах, равно как и кислорода, поддерживается на постоянном, физиологически необходимом уровне. Избыток или недостаток углекислого газа относительно физиологически необходимых концентраций, как и подобные изменения количества кислорода, неприемлемы для организма [9].
Клетки человека утратили возможность непосредственного газообмена с атмосферой, осуществляя его благодаря системе дыхания . Дыхание складывается из последовательности реакций газообмена с участием дыхательной и сердечно-сосудистой систем, крови, их регуляторных составляющих, образующих динамическую саморегулирующуюся структуру, функционирование элементов которой создает транспортные потоки, диффузионные поля и градиенты давлений дыхательных газов: кислорода (РO2 ) и углекислого газа (РСО2 ), между кровью и альвеолярной фракцией атмосферного воздуха; кровью и клетками тканей. Различают внешнее дыхание , к которому относят реакции газообмена в легких, транспорта газов кровью и их поступление в клетки, и клеточное дыхание, включающее биохимические процессы в клетке участием кислорода и метаболические процессы образования СО2 (рис. 22-1).

22.1.1. Внешнее дыхание
Внешнее дыхание складывается из:
-
вентиляции легких посредством вдоха и выдоха, сопряженной с функциональной активностью дыхательного центра, сократительной способностью диафрагмы и скелетной мускулатуры, проходимостью дыхательных путей: при вдохе осуществляется транспорт О2 в альвеолы из внешней среды в составе атмосферного воздуха или какой либо газовой смеси; при выдохе происходит удаление избытка СО2 из альвеол;
-
перфузии легких - поступление крови в капиллярную сеть легких по легочной артерии благодаря сократительной способности миокарда и активности механизмов контроля распределения крови в капиллярной сети легких;
-
диффузии кислорода из альвеол в кровь легочных капилляров, формирование связанной с гемоглобином транспортной формы О2 , освобождение СО2 из транспортных форм, его диффузия из крови легочных капилляров в альвеолы.
22.1.2. Тканевое (клеточное) дыхание
Тканевое (клеточное) дыхание включает:
22.2. Закономерности оксигенации крови
В момент рождения вода и растворенные в ней вещества реабсорбируются из просвета воздухоносных путей и поступают в кровь, превращая легкие из органа, наполненного жидкостью, в орган, наполненный газом, способный выполнять одну из своих важнейших физиологических функций - газообмен с внешней средой.
Легкие - парный орган массой 1000–1300 г. Через легкие в течение суток протекает более 7–8 тыс. л крови и проходит 11–13 тыс. л. воздуха.
Газообмен в легких осуществляется через поверхность мельчайших бронхиол, ацинозных ходов и альвеол, что составляет 70% от объема вдыхаемого воздуха. Около 30% вдыхаемого воздуха не участвует в газообмене, находясь в так называемом "мертвом пространстве" - трахее и бронхах. Площадь газообменной поверхности ~700 млн альвеол составляет 126–140 м2 . Молекулы O2 перемещаются из альвеолярного газа в кровь легочных капилляров через альвеолокапиллярную мембрану в обмен на CO2 , который поступает из крови в альвеолярный газ (рис. 22-2).

Структурно-функциональная организация, метаболическая активность составляющих альвеолокапиллярной мембраны являются одними из важнейших элементов в системе организации эффективного газообмена в целом и внешнего дыхания в частности.
Эпителиальную выстилку альвеол формируют два вида клеток альвеолярного эпителия - I и II типа (рис. 22-3).

Альвеолоциты I типа покрывают 95–97% поверхности альвеол, функционально связаны с транспортом кислорода и углекислого газа, очень чувствительны к воздействию токсичных веществ, защиту от которых осуществляет сурфактант и альвеолярные макрофаги. Толщина эпителия первого типа вне зоны ядра, где происходит газообмен, составляет около 0,2 мкм. Альвеолоциты II типа (гранулярные) покрывают только 2–5% поверхности альвеол. Имеют округлую или кубическую форму, выступают в просвет альвеол, на поверхности имеют микроворсинки. Эпителий второго типа функционально сопряжен с созданием условий эффективного газообмена в альвеолах, в числе прочего это обусловлено синтезом сурфактанта. В цитоплазме альвеолоцитов II типа содержатся осмиофильные пластинчатые тельца, включающие сурфактант. Выделение сурфактанта регулируют ацетилхолин и простагландины, инициирующие в клетке аденилатциклаза-цАМФ и/или Ca2+ -кальмодулин-зависимые процессы экзоцитоза пластинчатых телец с участием аннексина II и АТФазы: SNAP/NSF (SNAPs - soluble NSF attachment proteins; NSF - N-ethylmaleimide-sensitive fusion protein).
Содержимое пластинчатых телец высвобождается через поры, формируемые при слиянии мембраны тельца и цитоплазматической мембраны альвеолоцита. Сурфактант образует на поверхности альвеолярного эпителия пленку до 0,05 мкм толщиной. Сурфактант - эмульсия фосфолипидов, белков и углеводов; 80% составляют глицерофосфолипиды, 10% - холестерин и 10% - белки. Главный поверхностно-активный компонент - дипальмитоилфосфатидилхолин (дипальмитоиллецитин), - ненасыщенный фосфолипид (содержащий две цепи полностью насыщенных жирных кислот - пальмитаты), составляющий более 50% фосфолипидов сурфактанта. Сурфактант также содержит большое количество фосфатидилхолина, в молекуле которого присутствуют цепи ненасыщенных жирных кислот и фосфатидилглицерол (около 11% липидов) [6, 14, 15].
Примерно половину белков сурфактанта составляют белки плазмы (преимущественно альбумины) и IgA. Собственно белки сурфактанта - SP-A (surfactant-protein А), SP-B (surfactant-protein В), SP-C (surfactant-protein с), SP-D (surfactant-protein D) - необходимы для организации его пленочной структуры, так и для выполнения им других функций [6, 14, 15].
SP-A и SP-D - водорастворимые протеины, молекулы которых содержат коллагеноподобные домены. SP-A и SP-D относятся к семейству белков, известных как коллектины (коллагеноподобные лектины), имеющие первичную структуру из четырех доменов: дисульфид-формирующий NH2 -конец, коллагеноподобный участок (хвост молекулы), извитой шеечный участок и COOH-концевой распознающий углеводы домен (глобулярная головка). SP-A и SP-D связываются через свои распознающие углевод домены с сахарами и гликолипидами на поверхности микроорганизмов. SP-A и SP-D в системе врожденного иммунитета выступают как опсонины, способствуя, таким образом, фагоцитозу грибов, бактерий и вирусов альвеолярными макрофагами. SP-A участвует в формировании тубулярного миелина, а также в осуществлении обратной связи контроля секреции сурфактанта. SP-A повышает способность альвеолярных макрофагов поглощать фосфолипиды сурфактанта и тем самым препятствовать их избыточному накоплению в альвеолах. Связанный с поверхностью альвеолярного макрофага SP-A является фактором, обеспечивающим прикрепление к фагоциту ряда микроорганизмов, в частности микобактерий туберкулеза [6, 14, 15].
SP-B и SP-C - гидрофобные протеины, увеличивающие степень поступления сурфактанта на границу "вода - воздух" и ускоряющие его распределение в виде поверхностного монослоя. SP-B и SP-C отвечают за уменьшение поверхностного натяжения. SP-B участвует в формировании пластинчатых телец в пневмоцитах типа II. SP-B, как и SP-A, участвует в формировании тубулярного миелина. Наличие в структуре предшественника SP-B сапозин-подобных доменов свидетельствует об участии белка SP-B в реакциях врожденного иммунитета [6, 14, 15].
Методом геномного анализа была показана возможность существования еще одного сурфактантного белка, получившего название surfactant-protein G (SP-G) или surfactant-associated protein 2 (SFTA 2). Предполагается его участие в иммунных реакциях и процессах построения структуры сурфактанта.
Система легочного сурфактанта играет многоплановую роль, обеспечивая антиателектатическую функцию (уменьшает поверхностное натяжение альвеол в 2–10 раз, тем самым предотвращая спадение альвеол), способствует диффузии О2 , участвует в регуляции водного обмена в легких. Сурфактант предотвращает непосредственный контакт пневмоцитов с вредными частицами и инфекционными агентами, попадающими в альвеолы с вдыхаемым воздухом. Циклические изменения поверхностного натяжения, происходящие при вдохе и выдохе, обеспечивают зависимый от дыхания механизм очистки. Обволакиваемые сурфактантом пылевые частицы транспортируются из альвеол в бронхиальную систему, из которой они удаляются со слизью. Сурфактант регулирует количество макрофагов, мигрирующих в альвеолы из межальвеолярных перегородок, стимулируя активность этих клеток. Бактерии и вирусы, проникающие в альвеолы с воздухом, опсонизируются сурфактантом, что облегчает их фагоцитоз альвеолярными макрофагами.
Общее количество сурфактанта в легких крайне невелико. На 1 м2 альвеолярной поверхности приходится около 50 мм3 сурфактанта. Толщина его пленки составляет 3% общей толщины аэрогематического барьера. Основное количество сурфактанта вырабатывается у плода после 32-й недели беременности, достигая максимального количества к 35-й неделе. До рождения образуется избыток сурфактанта. После рождения этот избыток удаляется альвеолярными макрофагами. Удаление сурфактанта из альвеол происходит несколькими путями: через бронхиальную систему, через лимфатическую систему и при помощи альвеолярных макрофагов. Для гомеостаза и рециклирования сурфактанта необходим гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор (GM-CSF), рецепторы которого присутствуют на поверхности альвеолоцитов типа II и макрофагов.
Сурфактант регулярно инактивируется и конвертируется в мелкие поверхностно-неактивные агрегаты. Примерно 70–80% таких агрегатов захватывается альвеолоцитами II типа, заключается в фаголизосомы, а затем катаболизируется или используется вновь [7].
Альвеолярные макрофаги относятся к одной из самых крупных субпопуляций легочных макрофагов, на их долю приходится около 5% клеток (до 48 макрофагов в альвеоле взрослого человека). Альвеолярные макрофаги фагоцитируют пул мелких агрегатов сурфактанта, этот процесс зависит от GM-CSF. Нарушение GM-CSF-сигнального пути в альвеолярном макрофаге приводит к неспособности фагоцита катаболизировать сурфактант. В результате в макрофаге формируются и накапливаются окруженные мембраной пластинчатые агрегаты сурфактанта ("пенистый" макрофаг). Одновременно с этим процессом происходит накопление внеклеточного сурфактанта и клеточных обломков в альвеолярном пространстве, что уменьшает возможности газообмена. Развивается клинический синдром альвеолярного протеиноза. При дефиците сурфактанта некоторые альвеолы подвергаются ателектазу, другие - перерастягиваются, вентиляция легких становится негомогенной, нарушается вентиляционно-перфузионное отношение [6, 14, 15].
При спадении альвеолы концентрация сурфактанта на ее поверхности возрастает, возникает снижение поверхностного натяжения, что повышает их стабильность и препятствует дальнейшему слипанию альвеол. Стабильность альвеол обеспечивается и так называемым феноменом "взаимозависимости" альвеол, то есть их взаимной тяги. Альвеолоциты II типа регулируют транспорт воды и ионов через альвеолярный эпителий, являются камбиальными элементами альвеолоцитов.
Альвеолоциты III типа (щеточные) отличаются наличием на апикальной поверхности коротких микроворсинок, а в цитоплазме - многочисленных везикул и пучков микрофибрилл. Предполагается, что альвеолоциты III типа осуществляют всасывание жидкости и концентрацию сурфактанта, либо хеморецепцию. Высказывается предположение об их нейросекреторной функции [6].
Базальные мембраны не являются однородной структурой, их глубокая часть состоит из сети коллагеновых волокон IV типа, непосредственно над ними располагается электронно-плотный слой толщиной 50–100 нм, который называется базальной пластинкой. Эпителиальные клетки способны синтезировать вещество базальной мембраны. Базальные мембраны являются эластичной опорой для клеток (эпителия, эндотелия) и структурой для избирательной фильтрации и диффузии воды и различных молекул, обеспечивая гидратацию в области альвеолокапиллярной мембраны и интерстиция легких. В альвеолах, где происходит газообмен, базальные мембраны альвеолярного эпителия и эндотелия капилляров сливаются, образуя единую альвеолокапиллярную мембрану. Вне этой зоны газообмена между базальными мембранами эпителия и эндотелия находится интерстиций. Повреждение базальных мембран приводит к изменению их функции, в частности повышается проницаемость кровеносных капилляров для белков, органических молекул, воды; легочного эпителия для компонентов вдыхаемого воздуха (токсичные вещества, микрочастицы, бактерии и вирусы), что приводит к увеличению объема интерстиция, толщины альвеолокапиллярной мембраны, ухудшению доступности кислорода в легких, если нарушена функциональная эффективность сосудистой и лимфатической капиллярных систем легких [6].
Постоянный поток воды и растворенных в ней веществ из капилляров в интерстициальное пространство, ее возврат в сосудистое русло через лимфатические капилляры обеспечивает оптимальную гидратацию в области альвеолокапиллярной мембраны и интерстиция легких (рис. 22-4).

Лимфатические капилляры имеют диаметр до 50 мкм, слепо начинаются в тканях, переходя в дальнейшем в посткапилляры (см. рис. 22-4) [6].
Они выстланы одним слоем черепицеобразно перекрывающихся эндотелиальных клеток без непрерывной базальной мембраны и перицитов. Особенности лимфатических капилляров, такие как отсутствие базальной мембраны, неплотные соединения между клетками, наличие якорных элементов, прикрепляющих эндотелиальные клетки к окружающему внеклеточному матриксу, позволяют лимфатическим эндотелиальным клеткам функционировать в качестве первичных клапанов, пропуская интерстициальную жидкость внутрь капилляра и ограничивая ее выход обратно в ткань. В открытом состоянии разрыв между эндотелиоцитами может достигать нескольких микрометров, что позволяет проникать не только воде и электролитам, но и белкам, клеточному детриту и целым клеткам. Эффективный лимфатический дренаж легких позволяет поддерживать легкие "сухими", очищать легочный эпителий от различных частиц, токсичных веществ, микроорганизмов, удалять избыток жидкости, сохраняя физиологически оптимальную толщину альвеолокапиллярной мембраны для газообмена. "Легочный интерстиций является функционально сухим пространством ткани" - это выражение подчеркивает низкую гидратацию интерстиция в области альвеол несмотря на большой объем протекающей крови. При физической нагрузке перфузия легких может достигать 25–30 л/мин, что увеличивает поступающее в интерстиций количество жидкости, эффективно удаляемое лимфатической системой легких.
В отличие от лимфатических капилляров, эндотелиальные клетки кровеносных капилляров расположены на базальной мембране. Снаружи капилляр окружен малодифференцированными адвентициальными клетками и соединительной тканью. Клетки эндотелия соединены с помощью плотных межклеточных контактов. Транспорт веществ между кровью и интерстициальной жидкостью происходит преимущественно трансцеллюлярно через цитоплазму эндотелиоцитов. Мембраны клеток пронизаны большим количеством мельчайших (4–5 нм) каналов или пор. Активный транспорт Na+ , K+ , аминокислот, глюкозы, нуклеотидов и пуринов через стенку капилляров осуществляется с участием белков транспортеров. Объем капиллярной сети в легких человека составляет 213 мл. Если кровь капилляров равномерно распределить по альвеолярной поверхности, то образуется слой толщиной 2 мкм. В легких имеет место компактизация поверхности газообмена, которая достигается тем, что капиллярные сосуды легких способны одновременно осуществлять газообмен с двумя и даже с тремя альвеолярными пространствами. Эритроциты проходят легочные капилляры, образуя два-три слоя. При этом каждый слой эритроцитов одного и того же капилляра участвует в газообмене с воздухом различных альвеол, динамика состава которого определяется, в числе прочего, вдыхаемой газовой смесью [15, 16].
Вдыхаемый воздух - газовая смесь, включающая азот, физиологически значимые газы - кислород и углекислый газ, другие газообразные компоненты. Характеризуется давлением (Р), объемом (V) и температурой (Т). Давление сухой газовой смеси является суммой парциальных давлений образующих его газов:
Р = РN2 + РO2 + РСО2 +…+ Pх – РН2О ,
где х - любой газ; РН2О – давление водяного пара.
Давление измеряют в паскалях (Па) или миллиметрах ртутного столба (мм рт.ст.). Запись более компактна в килопаскалях (кПа). Пересчет между единицами: 1 кПа = 7,5 мм рт.ст. Давление атмосферного воздуха на уровне моря - 101 кПа или 760 мм рт.ст.
Парциальное давление любого химически чистого газа определяется количеством молекул этого газа - Mх .
Общее количество молекул (М) респираторной газовой смеси будет складываться из молекул образующих ее газов: М = М N2 + М O2 + М СО2 + … + М n х (Мn х , х - любой газ).
Количество молекул определенного газа в респираторной газовой смеси определяется как фракция газа - Fх . Фракция газа - F х = М х /М , выражается в долях единицы или процентах. Атмосферный воздух характеризует постоянство состава и, следовательно, значения величины каждой фракции из образующих его газов. Сухой атмосферный воздух, то есть воздух, в котором нет воды, содержит 78,62% N2 ; 20,84% O2 ; 0,04% CO2 ; окислы азота, Ar и следы других инертных газов [8, 14, 15].
При оценке газообмена в клинической практике N2 , Ar, инертные благородные газы, другие следовые газообразные вещества суммируют и учитывают во фракции "азота" . Содержание углекислого газа во вдыхаемом атмосферном воздухе принимается равным нулю. В связи с этим в оценке газообмена используют следующие величины респираторных газов во вдыхаемом атмосферном воздухе: 21% кислорода; 0,0% углекислого газа; 79,0% азота. Аналогичным образом характеризуют другие респираторные составы, то есть если CO2 не вводится как компонент дыхательной газовой смеси, его значение принимается равным нулю. Величина Fх позволяет рассчитать значение парциального давления газа - Рх = Fх · (Р – РН2 О). Так, на уровне моря давление сухого атмосферного воздуха составляет 760 мм рт.ст. (101 кПа), доля кислорода - 21% или 0,21, парциальное давление O2 - РO2 = 0,21 · 760 ≈ 160 мм рт.ст. В связи с тем, что количественные параметры газовой смеси и отдельного газа рассматриваются применительно к процессу дыхания, то при физической характеристике газа ставят индекс, например, Pi O2 - давление вдыхаемого (инспирируемого) кислорода, FiO2 - фракция вдыхаемого (инспирируемого) кислорода. Дыхательные пути содержат относительно постоянное количество водяного пара - 47 мм рт.ст. при 37 °C, что приводит к понижению концентрации кислорода при вдохе (Pi O2 ) до 150 мм рт.ст. [14, 15]:
Pi O2 = (Р – РН2 О) × FiO2 = (760 – 47) × 0,21 ≈ 150 мм рт.ст.
В процессе внешнего дыхания выделяют количественно связанные между собой составляющие: вентиляцию легких дыхательными газами (вдох и выдох), перфузию легких кровью (сократительная активность миокарда) и перераспределение респираторных газов между кровью и воздухом альвеол в результате диффузии.
Вентиляция (V или V A ) - поступление кислорода в составе газовой смеси в альвеолы в результате вдоха и удаление избытка CO2 при выдохе. Парциальное давление кислорода на пути в альвеолы понижается от ≈150 мм рт.ст. в атмосферном воздухе до ≈100 мм рт.ст. в альвеолах, что обусловлено его перемешиванием с газовой смесью "мертвого пространства" и остаточного воздуха альвеол (рис. 22-5).

Влияние давления водяного пара (рН2О ) дыхательных путей и альвеол на концентрацию кислорода постоянно и рассмотрено выше. Парциальные давления кислорода и углекислого газа в альвеолярном воздухе, и тем самым парциальные давления О2 и СО2 в артериальной крови определяет не легочная, а только альвеолярная вентиляция (V A ).
Критичными для альвеолярной концентрации кислорода (РA O2 ) и, соответственно, эффективности внешнего дыхания являются Pi O2 и PCO2 . Величина РCO2 относительно стабильна у здорового человека - РСО2 ≈40 мм рт.ст. Заболевания/поражения различного генеза, гиповентиляция, недостаточное удаление и/или увеличение продукции CO2 в организме приводят к повышению его содержания в альвеолах, что становится критичным для содержания в них кислорода и его поступления в кровь [5]. Если пациент дышит атмосферным воздухом, где FiO2 = 0,21, то концентрация кислорода во вдыхаемом воздухе будет равна:
Рi O2 = (Р – РН2О ) × FiO2 = (760 – 47) × 0,21 ≈ 150 мм рт.ст.
РA O2 - среднее альвеолярное содержание O2 , является количественной характеристикой эффективности альвеолярной вентиляции, измеряется в мм рт.ст. или кПа.
РA O2 с учетом парциального давления CO2 в альвеолах составит:
РA O2 = Рi O2 – Рa CO2 /RQ ≈ 150 – 40/0,8 ≈ 100 мм рт.ст.,
где:
Рi O2 = (Р – РН2 О) × FiO2 = (760 – 47) × 0,21 ≈ 150 мм рт.ст.;
RQ - дыхательный коэффициент, который в среднем составляет 0,8.
При увеличении Рa CO2 до 70 мм рт.ст. РA O2 уменьшится:
РA O2 = 150 – 70/0,8 ≈ 62,23 мм рт.ст.
Уровень Рa CO2 , превышающий 90 мм рт.ст., является несовместимым с жизнью у людей, дышащих обычным воздухом:
РA O2 = (760 – 47) × 0,21 – 90/0,8 = 150 – 112,5 ≈ 37 мм рт.ст.
Поскольку Рa O2 должно быть меньше РA O2 , значение РA O2 = 37 не может обеспечивать необходимое поступление кислорода в кровь [5, 14, 15].
Таким образом, гиперкапния, независимо от происхождения, подразумевает под собой снижение содержания кислорода в крови - гипоксемию, по крайней мере, у людей, предрасположенных к гипоксии. Увеличение содержания кислорода во вдыхаемой смеси позволяет в определенных пределах преодолеть последствия гиперкапнии: при повышении доли кислорода до 40% (FiO2 = 0,4) его содержание в альвеолярном газе составит:
РA O2 = (760 – 47) × 0,4 – 70/0,8 = 285,2 – 87,5 = 197,7 мм рт.ст.
Вентиляция легких в покое равна 5 л воздуха в минуту, что обеспечивает поступление в кровь необходимого количества O2 и удаление из нее физиологически избыточного объема углекислого газа.
Перфузия (Q ) легких - поступление крови в сосуды легких, процесс, сопряженный с вентиляцией. Благодаря сократительной активности миокарда в покое через легкие каждую минуту протекает около 5 л крови (минутный объем сердца). Вентиляция легких в покое равна 5 л воздуха. Соотношение объемов вентиляции и перфузии легких определяют как вентиляционно-перфузионное отношение (VPR). Исходя из значений оптимальных минутных объемов вентиляции и перфузии в покое, значение VPR = 1. Особенностью перфузии легких является ее неравномерность, что особенно очевидно при нахождении тела человека в вертикальном положении. Капиллярное русло нижних отделов легких в этом случае содержит больший объем крови, чем верхних. Увеличение объема крови капилляра, контактирующего с альвеолой, уменьшает объем альвеолярного газа. В этом случае оттекающая от альвеолы артериальная кровь может быть оксигенирована лишь частично. Крайний вариант преобладания перфузии над вентиляцией - отсутствие оксигенации гемоглобина, что приведет к примешиванию венозной крови в общий объем оттекающей от легких крови. Напротив, в верхних отделах перфузия будет недостаточной, альвеолы хорошо вентилируются, кровь оксигенирована полностью, но ее количество относительно невелико [5, 14, 15].
Физиологически оптимальное соотношение вентиляции и перфузии альвеолы - одно из необходимых составляющих полноценного газообмена в легких, так как в сравнении с кислородом углекислый газ более чем в 20 раз быстрее покидает кровь и попадает в альвеолярный воздух. Удаление избытка CO2 эффективно достигается увеличением частоты дыхания - гипервентиляцией. Более низкая диффузионная способность кислорода требует достаточного объема воздуха в альвеоле и достаточного объема крови в контактирующем с альвеолой легочном капилляре, что соответствует VPR = 0,8–1,0. В случае избыточной перфузии (VPR <0,8) кровь оказывается недооксигенированной, и она будет примешиваться к крови, оттекающей от легких (венозное примешивание), напротив, при недостаточной перфузии (VPR >1,0) кровь оксигенирована, но ее объем не имеет решающего значения в общем количестве переносимого кислорода [5, 14, 15].
Вентиляционно-перфузионное отношение регулируемо, в частности уровнем локального O2 . Так, снижение O2 в альвеолах приводит к сужению артериол и, следовательно, к уменьшению кровотока (феномен Эйлера–Лилиестранда). В результате такого повышения сосудистого сопротивления, вызванного гипоксией, количество крови, протекающей через плохо вентилируемые участки легких, снижается, и кровоток перераспределяется в пользу хорошо вентилируемых отделов. Тем самым снижение объема перфузии локальной области увеличивает объем альвеолярного воздуха, что обеспечивает поступление больших количеств кислорода в кровь. Таким образом, местная перфузия Q в известной мере приспосабливается к местной альвеолярной вентиляции V А . В состоянии покоя в сосудах легких находится около 500 мл крови (10% от общего объема). В условиях нагрузки объем крови в легких может возрастать в 5–6 раз, в то время как вентиляция может возрасти в 20 раз, при этом происходит лишь незначительное увеличение давления в сосудах малого круга кровообращения за счет высокой растяжимости. Давление в артериолах легких составляет в среднем 9–15 мм рт.ст. Несоответствие между вентиляцией и перфузией является одной из предпосылок формирования кислородной задолженности [5, 14, 15].
Диффузия дыхательных газов в легких - процесс движения молекул O2 и CO2 между альвеолярным газом и кровью легочных капилляров через альвеолокапиллярную мембрану.
Молекулы углекислого газа перемещаются в альвеолярный газ, который покидают молекулы кислорода, диффундируя в притекающую венозную кровь. Направление диффузии молекул O2 и CO2 определяется градиентами их давлений в альвеолярном воздухе и притекающей венозной крови (рис. 22-6).

Диффузионная способность легких для газа (л) характеризуется его количеством, которое обменивается за 1 минуту на 1 мм рт.ст. градиента давления между альвеолярным газом и кровью. Для кислорода в норме она равна 25–60 мл мин/мм pт.cт. Кислород переходит из альвеолярного воздуха в кровь капилляра легких по градиенту давления, которое на глубине вдоха составляет ~60 мм рт.ст., заменяя уходящий CO2 из крови капилляра в альвеолярный воздух, для которого градиент давлений на глубине вдоха составляет ~6 мм pт.cт. Человеку в покое нужно примерно 25–30 мл кислорода в минуту. Следовательно, градиент давления кислорода в 60 мм рт.ст. достаточен для обеспечения организма кислородом при разных условиях его деятельности, например, при физической работе или спортивных упражнениях. Скорость диффузии углекислого газа из крови в 20–23 раз выше, чем кислорода, поэтому за счет разности в 6–7 мм рт.ст. углекислый газ успевает выделиться из крови. Таким образом, высокая скорость диффузии компенсирует более низкий градиент давления углекислого газа. Содержание CO2 в крови эффективно контролируется частотой дыхания, независимо от его глубины [8, 11, 14, 15].
22.3. Транспорт кровью дыхательных газов
Кровь играет интегрирующую роль в обмене кислорода и углекислого газа между клетками и внешней средой с участием дыхательной и сердечно-сосудистой систем, а также межклеточной жидкости.
Транспорт кислорода. Кислород транспортируется в растворенном в крови виде и связанной с гемоглобином форме. В растворенном состоянии кровью переносится всего 0,3 об.% кислорода (0,3 мл кислорода в 100 мл крови). Основная часть О2 транспортируется в связанном с гемоглобином виде - О2 Нb. В норме она составляет 18–24 об.%. Транспортируемое Нb количество О2 в 70 раз превышает его содержание в растворенной форме. Этап растворения необходим для поступления кислорода в эритроциты для связывания с гемоглобином в капиллярной сети легких, равно как для поступления О2 в клетки различных тканей после диссоциации оксигемоглобина в тканевых капиллярах.
Гемоглобин - неотъемлемая составляющая обмена кислорода и углекислого газа между клетками и внешней средой. Он состоит из 4 белковых субъединиц, каждая из которых содержит одну небелковую группу - гем. Гем представляет собой протопорфирин, содержащий центрально расположенный ион двухвалентного железа (Fe2+ ) (рис. 22-7).

Гемоглобин впервые был обнаружен в 1839 г. Р. Хюнефельдом в крови дождевого червя. О. Функ спустя 12 лет предложил метод получения устойчивых кристаллов гемоглобина (их называли кристаллы крови). Немецкий физиолог Ф. Гоппе-Зейлер в 1864 г. предложил название гемоглобин . Клод Бернар показал, что гемоглобин в красных кровяных тельцах переносит кислород и что О2 в гемоглобине может замещаться на монооксид углерода. В 1909 г. А. Хилл, описывая экспериментальные данные, предложил модель связывания О2 с гемоглобином. Согласно модели центры связывания О2 на молекулах гемоглобина зависимы, то есть присоединение одной молекулы О2 к одному из центров увеличивает сродство других центров к О2 . Связывание двух молекул О2 еще более облегчает связывание гемоглобина с третьей молекулой кислорода. Уравнение, описывающее процесс связывания О2 гемоглобином, называют уравнением Хилла. В 1910 г. Херрик обнаружил серповидную форму эритроцитов. Решающую роль в биохимическом и генетическом анализе серповидноклеточной анемии сыграла работа выдающегося химика Лайнуса Полинга. В 1949 г. Л. Полинг выявил, что красные кровяные клетки больных этой болезнью становятся серповидными только в венозной крови, где низок уровень содержания кислорода. На основе знания химии гемоглобина Л. Полинг выдвинул предположение, что серповидная форма красных клеток вызывается генетическим дефектом клеточного гемоглобина. В 1952 г. он доказал, что нормальный гемоглобин и гемоглобин, взятый у больных серповидноклеточной анемией, можно различать с помощью электрофореза, метода разделения различных белков в смеси. Сделанное открытие подтвердило убеждение Л. Полинга в том, что причина аномалии кроется в белковой части молекулы гемоглобина. Точная структура гемоглобина стала известна главным образом благодаря работам английского биофизика Макса Перуца. Он впервые провел рентгеноструктурный анализ молекулы гемоглобина в конце 40-х годов ХХ в. За эти исследования в 1962 г. он был удостоен Нобелевской премии.
Существует несколько видов генов, кодирующих глобин - белковую часть гемоглобина. Разные комбинации пептидных цепочек формируют разные структуры гемоглобина: α ("альфа"), β ("бета"), γ ("гамма"), δ ("дельта"), ξ ("кси"). В состав молекулы гемоглобина входят по две цепи двух разных типов. Гем соединяется с белковой субъединицей как через остаток гистидина координационной связью железа, так и через гидрофобные связи пиррольных колец и гидрофобных аминокислот. Гем располагается как бы "в кармане" своей цепи, в результате и формируется гемсодержащий протомер (см. рис. 22-7).
При связывании O2 с атомом железа (Fe2+ ) гема (оксигенация Hb) или выходе O2 из связи с Fe2+ (дезоксигенация), степень окисления атома железа не меняется. Окисление Fe2+ до Fe3+ в составе гема носит случайный характер. Окисленная форма гемоглобина, метгемоглобин, не способна переносить O2 . Доля метгемоглобина поддерживается ферментами на низком уровне, не более 1–2% [2, 8, 14, 15].
Помимо способности взаимодействовать с кислородом и углекислым газом, гем в составе гемоглобина может координироваться с различными эндогенными и поступающими извне химическими соединениями, снижающими или полностью устраняющими его сродство к кислороду. Для оценки кислородного статуса организма важно определение трансформированных гемоглобинов, не участвующих в транспорте кислорода и привносящих негативный вклад в газообмен.
Существует несколько физиологических вариантов гемоглобина, различающихся структурой пептидной цепи глобул тетрамера [14, 15]:
-
HbР - примитивный гемоглобин, содержит 2ξ- и 2ε-цепи, встречается в эмбрионе между 7–12-й неделями жизни;
-
HbF - фетальный гемоглобин, содержит 2α- и 2γ-цепи, появляется через 12 нед внутриутробного развития плода и является основной формой гемоглобина после 3 мес, к моменту рождения составляет не более 20%;
-
HbA - гемоглобин взрослых составляет 98% общего количества, содержит 2α- и 2β-цепи, у плода появляется через 3 мес жизни и к рождению составляет 80% всего гемоглобина;
-
HbA2 - гемоглобин взрослых составляет 2% общего количества, содержит 2α- и 2δ-цепи.
В зависимости от природы, координируемой с гемом или связывающейся с глобином молекулы, выявляют следующие диагностически значимые варианты трансформированного гемоглобина [14, 15]:
-
О2 Нb - оксигемоглобин (фракция молекул гемоглобина, связанных с кислородом, железо в составе гема имеет степень окисления Fe2+ );
-
НbН - восстановленный гемоглобин или дезоксигемоглобин (фракция молекул гемоглобина, образующаяся после диссоциации оксигемоглобина и вступившая во взаимодействие с протонами, железо в составе гема имеет степень окисления Fe2+ );
-
CO2 Hb - карбогемоглобин (образуется при связывании углекислого газа в тканевых капиллярах с молекулой гистидина в составе гемоглобина) в венозной крови составляет 15–20% от всего количества гемоглобина, железо в составе гема имеет степень окисления Fe+2 ;
-
СОНb - карбоксигемоглобин (фракция молекул гемоглобина, связанных с оксидом углерода, железо в составе гема имеет степень окисления Fe2+ );
-
SulfHb - сульфгемоглобин (фракция молекул гемоглобина, в которых железо в составе гема имеет степень окисления Fe2+ и координировано с различными лигандами по атому серы);
-
NOHb - нитрозогемоглобин (фракция молекул гемоглобина, в которых железо в составе гема имеет степень окисления Fe2+ и координировано с оксидом азота);
-
MetHb - метгемоглобин (фракция молекул гемоглобина, в которых железо в составе гема находится в трехвалентном состоянии - Fe3+ );
-
CNmetHb - цианметгемоглобин или гемиглобинцианид (фракция молекул гемоглобина, в которых железо в составе гема координировано с цианидной группой и имеет степень окисления Fe3+ );
-
HbA1c - гликозилированный гемоглобин, концентрация которого нарастает при хронической гипергликемии, является показателем уровня глюкозы крови за длительный период времени.
Карбокси-, сульф-, мет-, цианметгемоглобины, гемоглобин серповидноклеточной анемии (HbS) и гликозилированный гемоглобин относят к патологическим формам гемоглобина. Их образование не связано с генетическими дефектами.
Помимо физиологических, выделяют более 200 форм патологических гемоглобинов, отличающихся друг от друга физико-химическими свойствами, в частности различной электрофоретической подвижностью и разным отношением к щелочам. Причиной возникновения патологических форм гемоглобина является повреждение генов, отвечающих за синтез той или иной цепи гемоглобина. К примеру, гемоглобин серповидноклеточной анемии - HbS, в структуре пептидной цепи содержит в 6-м положении валин вместо глутаминовой кислоты. Реже, чем HbS, встречается HbС, который в отличие от HbS на шестом месте полипептидной цепи вместо отрицательно заряженной глутаминовой кислоты содержит положительно заряженный лизин. Этот вариант гемоглобина маркирован по названию города, у жителя которого была впервые обнаружена мутация, - Christchurch (Новая Зеландия), хотя преимущественно встречается в Западной Африке. Эритроциты характеризует низкая пластичность, наличие кристаллов гемоглобина внутри, сокращение срока жизни. В тех случаях, когда присутствуют комбинации гемоглобинов С и S, у человека возникают тяжелые формы анемии. Гемоглобин Е (HbE) возникает, когда на 26-м месте пептидной цепи глутаминовая кислота заменена на лизин. Этот мутационный тип гемоглобина наиболее часто встречается у коренного населения Юго-Восточной Азии.
Насыщение гемоглобина кислородом. Связывание кислорода с гемоглобином происходит в легочных капиллярах, поэтому оттекающая из легких артериальная кровь в норме насыщена кислородом практически на 100%. Закономерность связывания гемоглобина с кислородом определяется его парциальным давлением в альвеолярном воздухе, а следовательно напряжением О2 (Рa O2 ) в крови легочных капилляров. Зависимость насыщения гемоглобина О2 от его напряжения в крови отражена на линейном графике (рис. 22-8).

Зависимость между парциальным давлением кислорода и его количеством, связанным с гемоглобином, на графике имеет S-образную форму. При РO2 от 0 до 10 мм рт.ст. оксигенация гемоглобина незначительна, в крови находится преимущественно восстановленный гемоглобин (ННb); в диапазоне РO2 от 10 до 40 мм рт.ст. насыщение гемоглобина кислородом происходит достаточно быстро, достигая 75% за сотые доли секунды. Замедление образования О2 Нb до 90% происходит в диапазоне РO2 от 40 до 60 мм рт.ст. При РO2 свыше 60 мм рт.ст. заполнение оставшейся кислород связывающей емкости гемоглобина кислородом идет очень медленно. Процент насыщения гемоглобина кислородом достигает предела, приближаясь к 96–100%. Насыщение гемоглобина кислородом, удаление CO2 в альвеолярный газ происходит в начальной трети легочного капилляра в течение 0,25–0,30 с [14, 15].
Однако не вся кровь легочной артерии проходит капиллярное русло легких, оксигенируется и попадает в легочную вену. Шунтирование некоторой части венозной крови из легочной артерии в легочную вену, ее последующее смешивание с артериальной кровью предопределяет значение SО2 = 97–98%.
Увеличение pO2 более 100 мм рт.ст. не изменяет концентрацию О2 Нb (гемоглобин, способный связывать O2 , полностью насыщен), однако может повысить количество растворенного кислорода из расчета 0,03 мл/л/мм рт.ст. Кривая насыщения гемоглобина кислородом в зависимости от PO2 зеркально отображает график диссоциации О2 Нb. В этой связи график сродства гемоглобина к кислороду называют S-образной кривой диссоциации оксигемоглобина (КДО). Положение S-образной кривой диссоциации оксигемоглобина зависит от сродства гемоглобина к кислороду. Снижение сродства гемоглобина к кислороду приводит к смещению S-образной кривой диссоциации оксигемоглобина вправо, напротив, повышение сродства гемоглобина к кислороду приводит к смещению кривой влево. Количественной характеристикой степени сродства гемоглобина к кислороду является величина р50 - напряжение (давление) кислорода, соответствующее 50% насыщению гемоглобина.
Максимальное количество кислорода, которое может связать гемоглобин при его полном насыщении, называется кислородной емкостью крови . Кислородную емкость крови определяют по концентрации Нb, в котором железо в составе гема имеет степень окисления +2. Максимально 1 моль гемоглобина может присоединить 4 моля О2 к своим 4 молям железа гема. Принимая во внимание молекулярную массу (64 500 Да), 1 г гемоглобина связывает 4/64500 = 0,062 ммоль О2 = 1,39 мл О2 (молярный объем идеального газа равен 22,4 л/моль). Непосредственно измеренное количество О2 в крови имеет меньшую величину, так как около 1–2% крови в нормальных условиях из легочных артерий шунтируется в легочные вены, минуя капиллярную сеть легких, часть гемоглобина находится в измененной форме, которая не может связываться с О2 (например, MetHb, HbСО, HbA1c ). Для практических целей используется число Хуфнера, равное 1,34 мл О2 на 1 г гемоглобина, с помощью которого на основе определения концентрации гемоглобина крови рассчитывают кислородную емкость. Значение кислородной емкости крови, суммированное с количеством растворенного кислорода, показывает содержание кислорода в артериальной крови (ctO2 ) [14, 15].
Доставка кислорода. Доставка кислорода (DO2 ) представляет собой скорость транспорта кислорода артериальной кровью, которая зависит от величины сердечного выброса (СВ) и содержания кислорода в артериальной крови (ctO2 ).
DO2 = СВ · ctO2 = СВ · (1,34 · Hb · SaO2 ),
где 1,34 - здесь и далее число Хуфнера, 1,34 мл О2 связывает 1 г гемоглобина; Hb - концентрация гемоглобина в крови г/л; SaO2 - насыщение гемоглобина кислородом в долях от 1.
Расчетное значение DO2 здорового человека с учетом концентрации гемоглобина - 140 г/л, SaO2 - 0,98, сердечном индексе 3 л/(мин · м2 ) (СВ, деленный на площадь поверхности тела): DO2 = 3 · (1,34 · 140 · 0,98) ≈ 540 мл/(мин · м2 ).
Изменения сердечного выброса в норме от 2,5 до 3,5 л/(мин · м2 ), обеспечивают DO2 от 520 до 720 мл/(мин · м2 ). В норме поставляемое количество O2 превышает потребности клеток. При высоком потреблении кислорода (например, при физической нагрузке) повышенная потребность компенсируется увеличением сердечного выброса. Однако низкий сердечный выброс, низкое содержание гемоглобина (анемия) или низкая его сатурация приведут к неадекватной доставке кислорода, что требует компенсаторных изменений в одном из перечисленных звеньев. Доставка кислорода является физиологически оптимальной, если сатурация смешанной венозной крови (Sv O2 ) превышает 75%. При Sv O2 меньше 75%, но более 50% компенсаторные реакции обеспечивают достаточное поступление кислорода. Падение Sv O2 ниже 50% указывает на неэффективность компенсаторных реакций, что подтверждается увеличением в крови уровня молочной кислоты (лактата). Выраженный лактат-ацидоз отмечается при 30% >Sv O2 >25%. Sv O2 меньше 25% сопряжено с гибелью клеток [8, 14, 15].
Транспорт СO2. Углекислый газ образуется преимущественно в митохондриях в результате клеточного метаболизма основных питательных веществ. Количество СО2 зависит от интенсивности метаболизма и относительного количества катаболизируемых углеводов, липидов и белков. Скорость образования СО2 при смешанном питании в покое составляет 200 мл/мин, что соответствует 80% потребляемого кислорода (~250 мл/мин). Закономерный характер этого отношения позволяет ввести респираторный коэффициент - RQ, определяемый как отношение скорости образования СО2 к скорости потребления О2 . В случае смешанного питания RQ равен 0,8; при чисто углеводной диете значение RQ увеличивается до 1,0; напротив, при чисто липидной диете величина RQ снижается до 0,7. Образовавшийся СО2 удаляется из клеток и поступает в легкие. Перенос углекислого газа от тканей к легким происходит в трех формах: растворенной, гидрокарбоната (угольной кислоты), карбгемоглобина. Напряжение углекислого газа в венозной крови составляет 46 мм рт.ст. Всего в крови находится около 50 об.% углекислого газа. В плазме растворяется 2,5 об.% [7, 14, 15]. В виде карбгемоглобина, в соединении с глобином, переносится около 5 об.%. Остальное количество транспортируется в виде гидрокарбонатов, находящихся в плазме и эритроцитах [7, 14, 15]. В капиллярах тканей углекислый газ поступает в эритроциты. Там под влиянием фермента карбоангидразы он соединяется с катионами водорода и превращается в угольную кислоту, диссоциация которой смещена в сторону образования гидрокарбонат-аниона. Основное количество гидрокарбонат-анионов выходит в плазму в обмен на ионы хлора, где они образуют с катионами натрия гидрокарбонат натрия. Оставшийся в эритроцитах гидрокарбонат-анион соединяется с катионами калия, образуя гидрокарбонат калия (рис. 22-9).

В капиллярах легких напряжение углекислого газа падает, а напряжение кислорода возрастает. Образующийся в эритроцитах оксигемоглобин является более сильной кислотой, чем угольная кислота. Именно поэтому он вытесняет из гидрокарбоната калия анионы угольной кислоты и образует с калием калиевую соль оксигемоглобина. Освобождающиеся анионы угольной кислоты соединяются с катионами водорода. Образуется свободная угольная кислота. При низком напряжении углекислого газа карбоангидраза действует противоположным образом, то есть расщепляет ее на углекислый газ и воду, которые затем удаляются с выдыхаемым воздухом. Одновременно из плазмы в эритроциты поступают анионы угольной кислоты, образующиеся в ходе диссоциации гидрокарбоната натрия. Они также образуют с катионами водорода угольную кислоту, которая расщепляется карбоангидразой на углекислый газ и воду. При дыхании из организма выводится около 200 мл углекислого газа в минуту. Это важный механизм поддержания кислотно-основного равновесия крови [7, 14, 15].
22.4. Закономерности оксигенации тканей
Адекватное поступление кислорода в клетки - важнейшее условие поддержания их функциональной активности. "Главная тайна регуляции количества кислорода, потребляемого организмом, заключается в том, что оно определяется только самой клеткой. Содержание кислорода в артериальной крови, давление в аорте, скорость кровотока, тип дыхания - все они второстепенны и подчинены одной цели - обслуживанию клеток" [25]. Кислородный баланс клеток является ключевым показателем жизнеобеспечения.
Потребление кислорода (VO2 ) клетками - заключительный этап транспорта O2 в ткани, создающий условия для его освобождения из связи с гемоглобином в крови тканевых капилляров. Ткани и клетки не в состоянии запасать кислород впрок, в этой связи потребление O2 из крови капилляров определяется метаболическими потребностями клетки и контролируется факторами, связанными с аэробным метаболизмом [14, 15].
Постоянство потребления клеткой кислорода в необходимом количестве достигается увеличением плотности капилляров на единицу объема тканей. Клетки скелетной и сердечной мышц дополнительно имеют мобильное депо кислорода. Плотная капиллярная сеть в сочетании с депонирующим кислород белком - миоглобином (только в скелетных и сердечной мышцах) обеспечивают непрерывный относительно стабильный приток кислорода в аэробные метаболические процессы. Миоглобин обладает высоким сродством к О2 (р50 = 8 мм рт.ст.), депонирует и транспортирует О2 в клетке, отдает его только при низком РО2 (например при физической нагрузке) [14, 15].
Сродство гемоглобина к кислороду снижают температура тканей, рН, повышение РСО2 , содержание в эритроците 2,3-дифосфоглицерата, так или иначе связанные с интенсивностью аэробного метаболизма (рис. 22-10).

Увеличение концентрации Н+ (рН снижается) уменьшает сродство гемоглобина к кислороду, кривая диссоциации оксигемоглобина смещается вправо (эффект Бора). Напротив, снижение концентрации Н+ (рН повышается) предопределяет смещение кривой диссоциации оксигемоглобина влево, что связано с повышением сродства гемоглобина к кислороду [14, 15]. Противоположно направленные относительно рН изменения температуры и парциального давления СО2 (эффект Холдейна) в крови влияют на сродство гемоглобина к кислороду подобным образом. Физиологическое значение эффектов Бора и Холдейна заключается в том, что в активно функционирующих тканях выделение кислых продуктов и СО2 облегчает отдачу кислорода гемоглобином, а в капиллярах малого круга кровообращения, где РCO2 крови снижается и увеличивается величина рН, ускоряется присоединение кислорода к гемоглобину [14, 15].
2,3-Дифосфоглицерат образуется в эритроцитах из 1,3-дифосфоглицерата, промежуточного метаболита гликолиза, в реакциях, получивших название шунт Раппопорта (рис. 22-11).

При снижении концентрации кислорода во вдыхаемом воздухе в эритроцитах повышается содержание 2,3-дифосфоглицерата, что имеет особенное значение при подъеме на высоту, при нехватке кислорода во вдыхаемом воздухе. В этих условиях связывание кислорода с гемоглобином в легких не нарушается, так как концентрация его относительно высока. Однако в тканях за счет 2,3-дифосфоглицерата отдача кислорода возрастает в 2 раза [14, 15].
Клетки при необходимости способны экстрагировать до 70% кислорода из артериальной крови, проходящей через тканевые капилляры.
Потребление кислорода можно рассчитать, зная сердечный выброс (СВ) и артериовенозную разницу в содержании кислорода (ctO2 - СvО2 ). При расчете потребления кислорода с учетом насыщения гемоглобина венозной крови кислородом (SvO2 ), равное 73%:
VO2 = СВ (ctO2 - CvO2 ) = СВ (1,32 · Нb) · (SaO2 - SvO2 ),
где нормальное значение VO2 = 3 (1,32 · 140) · (0,97 - 0,73) = 130 мл/(мин · м2 ).
Выделение выражения (1,32 · Hb) связано с тем, что оно представляет собой отдельную часть в рассмотренной выше формуле, определяющей содержание кислорода. При нормальных значениях сердечного индекса 2,5–3,5 л/(мин · м2 ) величина VO2 колеблется от 110 до 140 мл/(мин · м2 ) [7].
Утилизация кислорода. Клетки человека в покое каждую минуту потребляют 100–140 мл кислорода (~25% кислорода притекающей артериальной крови). От 40 до 85% всего потребляемого O2 используется в процессе биологического окисления (заключительная реакция четырехэлектронного восстановления O2 до воды под действием цитохромоксидазы в дыхательной цепи митохондрий) сопряженного с окислительным фосфорилированием - синтезом АТФ. От 10 до 40% потребляемого O2 используется в реакциях микросомального окисления с участием моно- и диоксигеназ, внедряющих один или два атома кислорода, что приводит к образованию полярных (то есть водорастворимых) веществ [9]. Основные функции этого пути - синтез и инактивация стероидных гормонов, детоксикация ксенобиотиков, в том числе лекарств [9]. Наиболее изученным семейством ферментов микросомальных процессов утилизации кислорода является цитохром Р450 , в котором насчитывается более 500 изоформ. Кислород используется отдельными ферментами цитоплазмы и цитоплазматической мембраны для образования активных продуктов неполного восстановления О2 (супероксидный анион, перекись водорода, гидроксильный радикал, пероксид водорода, синглетный кислород) - 5–15% (в нейтрофилах - до 90%) всего потребляемого О2 . Их функциональная роль: фагоцитарная активность лейкоцитов, вазомоторное действие, лизис клеточных мембран (например, при овуляции) и др. [9].
В артериальной крови напряжение кислорода составляет 96 мм рт.ст., в тканевой жидкости - около 25–30 мм рт.ст., в работающих мышечных клетках - близко к 0. Снижение рO2 "на пути" от вдыхаемого воздуха до митохондрий называют кислородным каскадом (рис. 22-12).

Градиент давления в кислородном каскаде физиологически очень важен для доставки кислорода воздуха к тканям, а патологические нарушения каскада, например, при гиповентиляции, могут привести к тканевой гипоксии [6, 7].
Кислород диффундирует из артериальной крови капилляров в межклеточное пространство, а затем в клетки. Для нормального протекания окислительно-восстановительных процессов в митохондриях необходимо, чтобы напряжение кислорода в клетках было не менее 1 мм рт.ст. Эта величина называется критическим напряжением кислорода в митохондриях [14, 15].
Интенсивность потребления кислорода клетками отражает коэффициент утилизации кислорода (КУО2 ). Его определяют как отношение потребления кислорода к его доставке [9].
КУО2 = VO2 /DO2 · 100.
В норме:
КУО2 = 130/540 · 100 = 24%.
Скорость доставки кислорода в нормальных условиях значительно превышает его потребление, в результате чего лишь малая доля доступного кислорода извлекается из капиллярной крови в обычном состоянии (в покое КУО2 = 22–32%). При тяжелой мышечной работе КУО2 может повышаться до 60–80% [9].
Недостаточное поступление кислорода относительно интенсивности его утилизации приводит в первую очередь к снижению активности аэробных окислительных процессов освобождения энергии, увеличению активности гликолиза, образованию физиологически избыточных количеств лактата.
22.4.1. Лактат и оксигенация тканей
Лактат является естественным конечным продуктом заключительной реакции гликолиза (рис. 22-13).

Гликолиз - последовательность ферментативных реакций распада глюкозы до лактата, протекающая в цитозоле и сопровождающаяся освобождением энергии. Анаэробный гликолиз - образование лактата в условиях гипоксии или аноксии. Аэробный гликолиз - интенсивное образование лактата при нормально функционирующих митохондриях и напряжении кислорода.
Изучение различных аспектов метаболизма лактата насчитывает более двух с половиной веков.
В 1780 г. шведский аптекарь и химик Carl Wilhelm Scheele дал первое описание лактата, выделив его из кислого молока и назвал "mjolksyra", что означает "молочная кислота".
В 1807 г. J. Berzelius обнаружил повышение содержания лактата в мышцах только что убитых оленей. Ученый сделал вывод, что количество молочной кислоты пропорционально нагрузке, которую выполняли мышцы. J. Berzelius полагал, что лактат, выделенный из мышц, аналогичен обнаруженному С. Scheele в 1780 г. в кислом молоке.
В 1843 г. J.J. Scherer сообщил о наличии лактата в крови женщин, умерших от родильной горячки (послеродовый септический шок).
В 1848 г. H. Engelhardt выявил различие свойств молочной кислоты, образующейся в мышцах и кислом молоке, позднее в 1873 г. эти данные подтвердил J. Wislicenus [29].
В 1847 г. немецкий химик Justus von Liebig установил присутствие лактата в мышечной ткани у мертвых организмов.
В 1886 г. S. Gaglio описал метод определения уровня лактата, который требовал 100–200 мл крови и несколько дней инкубации для получения результата.
В 1907 г. W. Fletcher и F. Hopkins обнаружили, что повышение лактата приводит к увеличению кислотности в мышцах и фактически связали это с данными, полученными ранее J. Berzelius.
В 1920 г. О. Варбург и его коллеги доказали, что опухолевые клетки активно поглощают глюкозу и продуцируют лактат.
В 1927 г. J. Meakins и C. Long показали связь между повышением уровня лактата в крови и наличием признаков тканевой гипоксии у пациентов с циркуляторным шоком.
В 1958 г. W. Huckabee описал лактат-ацидоз как клинический синдром.
В 1964 г. G. Broder и M.X. Weil разработали метод фотометрического анализа лактата.
В 1976 г. R. Cohen и H. Woods выделили 4 типа лактат-ацидоза: А, В1, В2, В3.
В 1980 г. определение лактата включено в протоколы лабораторной диагностики при неотложных состояниях.
С 1990 г. ведутся активные исследования лактата как метаболического биорегулятора.
В 1994 г. началось использование в экспресс-диагностике амперометрического биосенсорного элемента для определения концентрации лактата.
В 1996 г. G. Gutierrez и M.E. Wulf показали отсутствие тесной связи между уровнем лактата и концентрацией Н+ -ионов у септических больных, отметив влияние на эти отношения таких факторов, как наличие почечной дисфункции или уровня рСО2 вследствие манипуляций с аппаратом ИВЛ.
Все клетки способны вырабатывать лактат, при этом скорость его продукции отражает интенсивность гликолиза в клетке. Клетки тканей с высоким уровнем метаболизма (кишечник, мозг, скелетные мышцы и др.) привносят наибольший вклад в ежедневную продукцию лактата, формируя его нормальный уровень в крови около 1,3 ммоль/л [1, 8, 12].
Основными продуцентами лактата в покое являются эритроциты. Они не имеют митохондрий и поэтому не участвуют в утилизации лактата [5, 7].
В норме суммарная продукция лактата в организме составляет ≈1,0 ммоль/кг/ч, приблизительно 20 ммоль/кг в сутки или около 1500 ммоль [5, 7].
Лактат в состоянии покоя продуцируют кожа (25%), эритроциты (20%), мозг (20%), мышцы (25%), кишечник (10%). Во время беременности важным производителем лактата является плацента [5, 7].
При тяжелых физических нагрузках концентрация лактата может достигать 30 ммоль/л, что не отражается на изменении рН крови, так как скорость печеночного метаболизма лактата у здоровых людей составляет от 100 до 320 ммоль/ч [1, 5, 7]. Половина образовавшегося лактата вновь превращается в глюкозу в процессе глюконеогенеза, а вторая половина метаболизируется до CO2 и H2 O в цикле лимонной кислоты. Цикл "глюкоза–лактат–глюкоза" называется циклом Кори (рис. 22-14) [5, 7].

Другие ткани могут использовать лактат в качестве субстрата и окислять его до CO2 и H2 O, но только печень и почки имеют необходимые ферменты для превращения лактата в глюкозу. Почки метаболизируют около 30% молочной кислоты и удаляют ее избыток с мочой при концентрации в плазме крови, превышающей пороговый уровень реабсорбции 7 ммоль/л [1, 5, 7].
Уровень лактата венозной крови отражает его продукцию клетками различных тканей. Напротив, содержание лактата артериальной крови показывает способность гепатоцитов к его утилизации.
При неотложных состояниях расстройства газообмена, как правило, не первичны, но, возникнув на фоне других нарушений, они требуют первостепенного внимания. Оценить глубину и механизм расстройств газообмена, провести его адекватную коррекцию позволяют результаты лабораторного исследования значений показателей газообмена в сочетании с оптимальным алгоритмом их анализа.
22.5. Анализ газов крови
Получение результатов анализа газов крови - основа эффективной диагностики, определения состава и объема терапии неотложных состояний. Ключевым моментом для получения точных результатов при выполнении исследования на анализаторах газов крови являются правильная подготовка и корректное проведение забора крови, а также соблюдение соответствующих правил при работе с образцами крови [3, 4].
Тип образца, место и частота забора крови определяются лечащим врачом.
Для забора крови используют капилляры, стеклянные и пластиковые шприцы, внутренняя поверхность которых обрабатывается антикоагулянтом для предупреждения свертывания крови. Предпочтительной является литиевая соль гепарина (Li-гепарин). Используемое количество гепарина зависит от того, применяется ли он в сухом виде или используется его раствор, в какой сосуд берется проба крови - стеклянный или пластиковый [8].
Эмпирически определены следующее количества сухого гепарина и его растворов в зависимости от материала изготовления шприца:
Оптимальным является использование лиофилизированной формы Li-гепарина (в конечной концентрации 50 МЕ/мл крови). Если в пробе крови наряду с газами крови определяют количество Са2+ , то концентрация Li-гепарин должна составлять 10–20 МЕ/мл. Более предпочтительным является использование специального оттитрованного ионами кальция Li-гепарина, сбалансированного для определения электролитов. Использование жидкого гепарина изменяет объем пробы крови, что отражается на значениях количества электролитов, РСО2 и РО2 [3, 4, 8].
Артериальная кровь более предпочтительна для анализа газов крови пациента, однако ее забор не всегда осуществим, вследствие чего газы определяют в венозной и капиллярной крови.
Венозная кровь в разных частях организма значительно различается по содержанию дыхательных газов и не подходит для анализа газового состава.
Смешанная венозная кровь легочной артерии может быть использована для анализа газового состава, но ее использование ограничено случаями установки катетера в легочную артерию по медицинским показаниям [3, 4, 8].
Капиллярная кровь - альтернатива забору артериальной крови в условиях стабильного кровообращения. Место забора капиллярной крови (мочка уха или латеральная область пяток у детей до года, подушечка среднего или безымянного пальца) должно быть предварительно согрето. Согревание производят инфракрасным облучением полотенцем или грелкой с температурой 39–40 °C в течение 5–7 мин. Минимизация обмена газов окружающего воздуха и крови, поступающей в капилляр, достигается непосредственным контактом капиллярной трубки с каплей крови. Прокол производят после смачивания места забора крови нейтральной антисептической жидкостью, первую каплю крови удаляют. Кровь должна изливаться без надавливания, образуя каплю диаметром 3–4 мм, в которую помещают конец капилляра до его полного заполнения. После заполнения капилляра находящийся в капле крови конец закрывают заглушкой, с другой стороны вставляют металлический стержень и затем заглушку. Кровь и гепарин смешивают движением металлического стержня с помощью магнита по всей длине капилляра 5 раз. При заборе крови в капилляр необходимо помнить следующее [8].
Капиллярная кровь часто используется для анализа на газовый состав крови у новорожденных и в интенсивной педиатрической терапии [37]. Однако эта методика должна использоваться с предосторожностью ввиду присутствия нескольких потенциальных дефектов.
-
В зависимости от состояния периферического кровообращения капиллярный РО2 часто существенно отличается от уровня артериального. В этой связи оценка кислородного статуса на основе капиллярной крови должна проводиться весьма осторожно.
-
Во время взятия пробы воздух в определенных количествах попадает в образец крови, что оказывает существенное влияние на все респираторные параметры.
-
Незначительный гемолиз при заборе капиллярной крови является ведущей причиной относительно низкой достоверности значений электролитных показателей.
Нельзя приравнивать капиллярную кровь к артериальной у больных в критическом состоянии!
Предпочтительно определение значений показателей газообмена, КОС и электролитов производить в крови из артерии, отбираемой в одноразовые пластиковые гепаринизированные шприцы со специальной иглой, которые придаются ко всем анализаторам [3, 4, 8].
Забор крови в обычные шприцы : для заполнения "мертвого пространства" в шприц набирают 0,3–0,5 мл гепарина и тщательно смачивают им внутреннюю стенку. Иглу заменяют канюлей для пункции, направляя шприц вверх, выдавливают воздух, опуская вниз - остатки антикоагулянта. "Мертвое пространство" шприца, заполненное гепарином, не должно превышать 5% от объема взятой крови, который, в свою очередь, должен в 20 раз превышать объем "мертвого пространства" шприца. После удаления из крови пузырьков воздуха иглу заменяют заглушкой, шприц переворачивают 5 раз, перед измерением его вращают ладонями в течение 5 секунд.
Забор крови из катетера : до взятия крови удалить количество жидкости, равное тройному объему "мертвого пространства" системы катетера, далее соблюдать описанные выше правила забора крови в шприц. Необходимо помнить , что при исследовании состояния газообмена, КОС крови и электролитов, результат анализа может быть ошибочным, если через катетер переливают кровь или растворы, содержащие электролиты.
Если нет возможности выполнить измерение значений газов крови в течение 10 мин, то необходимо охладить пробу крови, поместив ее на лед или в воду с кусочками льда, и выполнить анализ в течение 30 мин после забора материала.
Кровь, оставленная на 30 мин при комнатной температуре, имеет значения показателей газового состава и рН, не соответствующие таковым реальной крови.
Если определение значений показателей газообмена в пробе крови будет проводиться более чем через 30 мин, то необходимо забирать кровь на анализ только в стеклянные капилляры и стеклянные шприцы. Подобное требование обусловлено особенностями газопроницаемости стекла и пластика.
-
Стеклянные шприцы или капилляры с плотной заглушкой непроницаемы для газов в течение 2 ч.
-
Пластиковые шприцы даже с плотной заглушкой проницаемы для газов уже через 15 мин.
-
Стеклянные шприцы или капилляры (в сосуде со льдом): исследование значений показателей КОС, РО2 , SO2 , гемоглобина и кальция можно проводить при хранении пробы в течение 2 ч, концентрации калия - в течение часа.
-
Исследование РО2 и SO2 должно быть проведено в течение 15 мин. Если предполагается, что в пробе крови величина РО2 >200 мм рт.ст., то анализ должен быть сделан немедленно! В этом случае, при невозможности выполнить анализ сразу, кровь необходимо брать только в стеклянные шприцы.
-
Перед проведением измерения пробу крови после хранения необходимо тщательно перемешать: в капилляре - движением металлического стержня магнитом в течение 5–10 с, в шприце - переворачивая его 10 раз, затем вращая горизонтально в течение 10 с.
Исследование крови (независимо от того, во что она взята - стеклянный или пластиковый шприц, капилляр) необходимо проводить немедленно, если у больного:
22.5.1. Показатели, применяемые в лабораторной диагностике
Определение значений рН, Ра О2 , Ра СО2 является "золотым стандартом" лабораторной диагностики критических состояний; при проведении оперативных вмешательств под общей анестезией с ИВЛ; проведении продленной ИВЛ в послеоперационном периоде; пациентам отделений реанимации и интенсивной терапии в стационаре. Необходимость измерения параметров "золотого стандарта" закреплена законодательно как непреложный минимум [3, 4, 10]. Анализ газов крови пациента проводят, измеряя давление кислорода и углекислого газа в артериальной крови, содержание лактата и различных видов гемоглобина, учитывается величина барометрического атмосферного давлении (Ратм ). При необходимости определяется количество О2 и СО2 в выдыхаемом воздухе. Измерения могут быть выполнены на стационарном анализаторе газов крови или непосредственно у постели больного с использованием мобильного анализатора (реализация концепции "на месте оказания медицинской помощи" - Point-of-Care-Testing, РОСТ).
Измеряемые величины показателей газообмена, полученных на их основе значения расчетных параметров позволяют провести клинически необходимую оценку адекватности поступления кислорода в легкие, объемы его транспорта кровью, эффективность отдачи и использования О2 в процессе клеточного дыхания, при необходимости назначить адекватное лечение, проводить контроль его эффективности, делать прогноз исхода заболевания.
Парциальное давление кислорода в артериальной крови
Ра O2 - парциальное давление (напряжение) кислорода в газовой фазе, находящейся в равновесии с кровью. Стандартный параметр для оценки обеспечения организма кислородом, измеряется в мм рт.ст. или паскалях (Па). Пересчет из одних единиц в другие производят, исходя из равенств: 1 мм рт.ст. = 133,3 Па; 1 паскаль = 7,5 · 103 мм рт.ст. Ра O2 составляет небольшую часть (1–2%) всего кислорода крови, растворенную в плазме [40]. Остальные 98–99 % кислорода крови связаны с гемоглобином в эритроцитах.
Определяют Ра O2 с помощью электрода Кларка, который включает платиновый (Рt) катод, серебряный (Аg) анод, раствор электролита, расположенные в изолирующем корпусе. Между анодом и катодом поддерживается постоянное напряжение (напряжение поляризации) (рис. 22-15).

Анализаторы газов крови имеют вычислительные возможности, позволяющие уточнить значение Ра O2 в случае, если пациент имеет температуру, отличную от нормальной. Формула расчета Ра O2 (мм рт.ст.) при температуре пациента:

где T - температура пациента, °C; Ра O2t - Рa O2 при температуре пациента, мм рт.ст.; Ра O2(37) - Ра O2 при 37 °C, мм рт.ст.
Референтный диапазон значений Ра O2
Кровь из пуповины [8, 11, 22]:
Новорожденные [8, 11, 22]:
Следующие возрастные периоды [8, 11, 22]:
Следует отметить, что Ра О2 снижается со скоростью ~2,2 мм рт.ст. (~0,29 кПа) в десятилетие в возрасте старше 40 лет [5]. Нормальное для пациента значение рассчитывается по эмпирической формуле:
Ра О2 [мм рт.ст.] = 102 – 0,33 · возраст в годах.
Рa O2 [кПа] = 13,6 – 0,044 · возраст в годах.
В возрасте старше 65 лет снижение Рa O2 до уровня меньше 60 мм рт.ст. считается опасным для жизни.
Применение в диагностике. Определение уровня O2 используется для диагностики, оценки тяжести и мониторинга пациентов с тяжелым острым или хроническим респираторным заболеванием, дыхательной недостаточностью, вызванной другими причинами (например, травмой головного мозга или грудной клетки, передозировкой наркотиков).
Величина Рa O2 позволяет:
Клиническая интерпретация значений РаO2. Значение Ра O2 указывает на доступность кислорода в легких и потенциально доступного клеткам. Рa O2 отражает лишь очень небольшую часть общего содержания кислорода (ctO2 ) (см. ctO2 ), транспортируемого кровью, но именно этот параметр определяет количество кислорода, связанного с гемоглобином (см. SO2 ) и, тем самым, общее количество кислорода, транспортируемого артериальной кровью и потенциально доступного клеткам. Отношение между Рa O2 и SO2 описывает кривая диссоциации оксигемоглобина (КДО) (рис. 22.10). При уровне Рa O2 выше 75–83 мм рт.ст. (10–11 кПа) гемоглобин связывает практически максимальное количество кислорода (то есть SO2 >95%). При значении Ра O2 <75 мм рт.ст. (~10 кПа) снижается SO2 и, следовательно, количество транспортируемого к клеткам кислорода.
Нормоксемия - Рa O2 в пределах референтных значений.
Гипоксемия - снижение общего содержания кислорода в крови. Причины гипоксемии: нарушение доступности кислорода и, как следствие, оксигенации крови в легких и анемия. Снижение значения Рa O2 и/или уровня гемоглобина указывают на гипоксемию. Пациенты с отравлением угарным газом или метгемоглобинемией как правило имеют нормальное значение Рa O2 [8, 11].
Гипоксемия может быть [8, 16]:
Причины гипоксемии [39]:
Симптомы гипоксемии [11]:
Гипероксемия - повышение Рa O2 в крови, то есть Рa O2 >120 мм рт.ст. (>16,0 кПа) следствие назначения газовой смеси с повышенным содержанием кислорода или дыхание чистым кислородом - FiO2 - 100%. Проведение кислородотерапии требует интерпретации Ра O2 , то есть необходимо решить, достаточно ли высоко Ра O2 для увеличенной FiO2 . Использование в диагностике метода заключается в том, что разница между FiO2 (%) и Рa O2 , измеренного в кПа, не должна превышать 10 [11]. Если эта разница существенно больше 10, то доступность кислорода в легких снижена.
Гипоксия - состояние, возникающее в результате недостаточного обеспечения тканей организма кислородом и/или нарушения его усвоения в ходе биологического окисления.
Гипоксия - типовой патологические процесс, развивающийся в результате недостаточности биологического окисления, приводящий к нарушению энергетического обеспечения функций и пластических процессов в организме.
Гипоксия может быть:
-
гипоксическая (экзогенная) - при снижении содержания кислорода во вдыхаемом воздухе (душные непроветриваемые помещения, условия высокогорья, высотный полет без кислородного оборудования);
-
-
дыхательная (респираторная) - при возникновении полного или частичного нарушения движению воздуха в легких (пример, удушение, утопление, отек слизистой оболочки бронхов, бронхоспазм, отек легких, пневмонии и т.д.);
-
гемическая (кровяная) - при снижении кислородной емкости крови, то есть когда кровь теряет способность присоединять к гемоглобину эритроцитов (главному переносчику кислорода) кислород. Наиболее часто возникает при отравлениях угарным газом, при гемолизе эритроцитов, при анемии (малокровии);
-
циркуляторная - при сердечно-сосудистой недостаточности, когда движение крови, обогащенной кислородом, к тканям и органам затруднено или невозможно (пример, инфаркт миокарда, пороки сердца, васкулиты, поражение сосудов при СД и т.д.);
-
гистотоксическая (тканевая) - при нарушении поглощения кислорода тканями организма (например, некоторые яды и соли тяжелых металлов способны блокировать ферменты, участвующие в "тканевом дыхании");
-
перегрузочная - вследствие чрезмерной функциональной нагрузки на орган или ткань (например, чрезмерные нагрузки на мышцы при тяжелой работе, когда потребность в кислороде выше его реального притока в ткань);
-
Гипоксия приводит к переходу клеток на гликолиз и, соответственно, продукцию молочной кислоты (лактата), повышению его содержания в крови.
Дыхательная недостаточность - неспособность легких выполнять адекватный газообмен. Рa O2 <60 мм рт.ст. (8 кПа) и, как следствие, гипоксемия увеличивает риск гипоксии даже при нормальном сердечном выбросе. При такой гипоксемии показано назначение кислорода для обеспечения адекватной оксигенации тканей (подробнее см. ниже определение дыхательной недостаточности типа I и типа II) [16].
Парциальное давление двуокиси углерода
Парциальное давление углекислого газа в крови (pCO2 ) зависит от содержания небольшой порции CO2 (~5–7% общего количества CO2 ), растворенной в плазме крови. Основная часть (85%) CO2 , образовавшегося в организме, транспортируется кровью в виде бикарбоната, который не учитывается при измерении pCO2 .
CO2 - постоянно образуемый продукт в реакциях клеточного метаболизма. Избыток CO2 удаляется из организма в легких в обмен на кислород. Физиологически необходимое количество CO2 в крови контролируется частотой и глубиной дыхания. CO2 поступает в легкие в составе смешанной венозной крови по легочной артерии. CO2 диффундирует из крови в альвеолярный воздух через альвеолярно-капиллярную мембрану в обмен на кислород. Интенсивность альвеолярной вентиляции определяет количество выдыхаемого CO2 в единицу времени. Альвеолярная вентиляция, определяя pCO2 в крови, контролирует величину рН, так как углекислый газ интегрирован в буферные процессы и физиологические механизмы регуляции КОС [26] (см. главу 20). Тяжесть вентиляционных нарушений, их продолжительность можно установить на основании соответствующих изменений КОС. Для сохранения pH в физиологически оптимальном диапазоне количество CO2 , выводимого легкими, должно всегда соответствовать количеству CO2 , образовавшемуся в тканях, что достигается путем регуляции альвеолярной вентиляции [5, 7]. Избыток CO2 в крови относительно физиологически оптимального уровня - гиперкапния, является частым нарушением у пациентов в критическом состоянии. Клинические наблюдения выявили у пациентов с гиперкапнией некоторые позитивные моменты. Гиперкапния приводит к увеличению глубины дыхания (при гипоксемии увеличивается частота дыхания).
Легочные эффекты гиперкапнии суммированы D.A. Kregenow и E.R. Swenson [28]:
-
респираторный ацидоз - вазоконстриктор, легочный сосудистый тонус более чувствителен к изменениям рН, усиление гипоксической вазоконстрикции, улучшение вентиляционно-перфузионного соотношения;
-
уменьшает обусловленную легочной ишемией/реперфузией гибель клеток;
-
снижает повреждающую способность повышенного инспираторного давления, однако не уменьшает степень повреждения легких у больных с дефицитом сурфактанта;
-
повышает органную устойчивость к гипоксии, коррекция pH до нормальных величин в этих случаях непременно ускоряла гибель клеток;
-
оказывает умеренный противовоспалительный эффект за счет снижения количества цитокинов, ингибирует высвобождение ФНОα и ИЛ-1 из макрофагов;
-
приводит к увеличению сердечного выброса, несмотря на ухудшение контрактильности миокарда, что связано, по-видимому, с пропорциональным снижением общего периферического сосудистого сопротивления.
Защитный эффект гиперкапнии может быть обусловлен как гиперкапнией, так и гиперкапническим ацидозом (рН крови ниже физиологической нормы). И ацидоз, и гиперкапния обладают целым рядом негативных эффектов, однако окончательная оценка польза/вред может быть дана только исходя из состояния больного в целом, наличия сопутствующих патологий. В этой связи отсутствие очевидных побочных эффектов гиперкапнии и/или респираторного ацидоза позволяют не вмешиваться в гомеостаз средствами терапии.
Рa CO2 , определяют с помощью РCO2 -электрода (рис. 22-16).

Референтный диапазон Ра CO2 [7, 8, 11, 24]:
где a - артериальная кровь; к - капиллярная кровь.
Использование в диагностике. Измерение Рa CO2 проводят для:
Определение Рa CO2 вместе с pH и HCO3 – - важнейший элемент для оценки тяжести острого или критического заболевания, например тяжелой сочетанной травмы. Значения показателей газообмена, включая PаCO2 , а также pH и HCO3 – определяют в приемном отделении.
Клиническая интерпретация значений Ра СO2
Ра CO2 >49 мм рт.ст. (6,5 кПа) - гиперкапния вследствие гиповентиляции, развивающейся при:
-
повреждении (заболевании) легких или дыхательных путей (пневмония, фиброз легких, отек легких, инородные тела в верхних дыхательных путях и др.);
-
повреждении (заболевании) дыхательной мускулатуры (дефицит калия, боль в послеоперационном периоде и др.);
-
угнетении дыхательного центра (опиаты, барбитураты, бульбарный паралич и др.);
Гиповентиляция приводит к респираторному ацидозу (см. главу 20).
РCO2 <20 мм рт.ст. - гипокапния вследствие гиповентиляции, развивающейся при:
-
возбуждении дыхательного центра: изолированный ацидоз ЦСЖ (непосредственная стимуляция дыхательного центра ионами водорода и углекислым газом); субарахноидальное кровоизлияние (непосредственная стимуляция дыхательного центра продуктами гемолиза); при циррозе и сепсисе (непосредственная стимуляция дыхательного центра продуктами измененного метаболизма);
Гипервентиляция приводит к респираторному алкалозу (см. главу 20).
Дыхательная недостаточность типа I и II. Нарушения газообмена в легких называют дыхательной недостаточностью. Выделяют два типа дыхательной недостаточности с учетом особенностей газообмена в легких СО2 и О2 [14, 23].
Тип I. Дыхательная недостаточность I типа развивается при отсутствии нарушения вентиляции легких. Для нее характерны Рa CO2 <60 мм рт.ст. (8,0 кПа) (гипоксемия) на фоне нормального Ра CO2 или сниженного Рa CO2 вследствие гипервентиляции, вызванной гипоксемией. Дыхательная недостаточность I типа имеет место при нарушении физиологически адекватного вентиляционно-перфузионного отношения, которое практически не сказывается на удалении CO2 , однако критично для поступления достаточного количества кислорода в кровь.
Тип II. Дыхательная недостаточность II типа (гиперкапническая дыхательная недостаточность) характеризуется нарушением оксигенации крови вследствие неадекватной вентиляции, для нее характерны Рa CO2 <60 мм рт.ст. (8,0 кПа) (гипоксемия) на фоне Рa CO2 >50 мм рт.ст. (6,6 кПа) (гиперкапния). Заболевания/поражения различного генеза, гиповентиляция, недостаточное удаление и/или увеличение продукции CO2 в организме приводят к повышению содержания CO2 в альвеолах, что становится критичным для содержания в них кислорода и его поступления в кровь. Если пациент дышит атмосферным воздухом, где FiO2 = 0,21, концентрация кислорода во вдыхаемом воздухе будет равна:
Рi O2 = (Р – РН2О ) × FiO2 = (760 – 47) × 0,21 ≈ 150 мм рт.ст.
Альвеолярная концентрация кислорода - РA O2 с учетом парциального давления CO2 в альвеолах составит:
РA O2 = Рi O2 – Рa CO2 /RQ ≈ 150 – 40/0,8 ≈ 100 мм рт.ст.,
где RQ - дыхательный коэффициент, который в среднем составляет 0,8.
При увеличении Рa CO2 до 70 мм рт.ст. РA O2 уменьшится:
РA O2 = 150 – 70/0,8 ≈ 62,23 мм рт.ст.
Уровень Рa CO2 , превышающий 90 мм рт.ст., является несовместимым с жизнью у людей, дышащих обычным воздухом:
Рa CO2 = (760 – 47) · 0,21 – 90/0,8 = 150 – 112,5 ≈ 37 мм рт.ст.
Поскольку Рa CO2 должно быть меньше РA O2 , то значение РA O2 = 37 мм рт.ст. не может обеспечивать необходимое поступление кислорода в кровь.
Таким образом, гиперкапния, независимо от происхождения, подразумевает под собой снижение содержания кислорода в крови - гипоксемию.
Концентрация гемоглобина (ctHb)
Общая концентрация гемоглобина в крови (ctHb) включает концентрацию оксигемоглобина (cO2 Hb), дезоксигемоглобина (cHHb), а также дисгемоглобинов, неспособных связывать кислород: карбоксигемоглобина (cCOHb), нитрозогемоглобина (cNOНb), метгемоглобина (cMetHb) и сульфогемоглобина (cSulfHb):
ctHb= cO2 Hb + cHHb + cCOHb + cNOНb + cMetHb + cSulfHb.
В большинстве оксиметров редкий sulfHb не включается в расчет ctHb. Различные фракции гемоглобина поглощают свет различной длины волны, что позволяет провести их прямое количественное спектрофотометрическое определение - метод СО-оксиметрии (рис. 22-17).

Адекватная оксигенация органов и тканей критически зависит от концентрации гемоглобина в крови, так как основная часть кислорода (>98%) связана с гемоглобином, лишь около 2% O2 транспортируется плазмой крови в растворенном состоянии. Для практически здоровых людей критическая величина, ниже которой неизбежно возникает тканевая (анемическая) гипоксия, составляет <3,1 ммоль/л (5,0 г/дл) [8, 11]. Эта критическая величина ctHb выше для тех, у кого имеются сердечно-сосудистые или респираторные заболевания, ограничивающие возможность компенсаторной реакции на снижение ctHb [8, 11]. В тканевых капиллярах состояние среды (pH, РCO2 , температура и др.) способствуют освобождению кислорода из O2 Hb в клетки (у практически здорового человека Hb в венозной крови состоит из ~75 % O2 Hb и ~25% HHb) [5]. Гемоглобин, непосредственно связываясь с CO2 , участвует в переносе углекислого газа [5]. HHb может также связывать ионы водорода, что определяет буферную роль гемоглобина в поддержании pH крови в физиологически оптимальном диапазоне.
Нормальный уровень ctHb указывает на способность крови к переносу кислорода, достаточного для оксигенации тканей, лишь в отсутствие повышения дисгемоглобинов.
Референтный диапазон значений ctHb [11, 16]:
Диагностическое значение
ctHb позволяет:
Клиническая интерпретация снижения значения ctHb. Концентрации гемоглобина в крови у женщин <11,4 г/дл (7,1 ммоль/л), у мужчин <13,4 г/дл (8,3 ммоль/л) свидетельствует об анемии, клиническом синдроме, вызванном снижением ctHb [17].
Легкая анемия : ctHb >10,0 г/дл (6,2 ммоль/л) обычно протекает бессимптомно.
Тяжелая анемия : ctHb <6,0 г/дл (3,7 ммоль/л) проявляется клинически (бледность, увеличение частоты сердечных сокращений, сердцебиение, одышка, особенно при физической нагрузке, головная боль, усталость и сонливость, головокружение, обмороки). Клинические проявления анемии обусловлены той или иной степенью гипоксемии и, как следствие, развитием гемической гипоксии [11, 16]. Пациенты с сопутствующими респираторными и/или сердечно-сосудистыми заболеваниями особенно подвержены действию анемии, и у них наиболее вероятны ее клинические проявления.
Возможные причины снижения уровня ctHb:
Примерно 1–3% от измеренного ctHb неспособны переносить кислород, что связано с присутствием следовых количеств COHb и MetHb. Нарушение функции транспорта O2 отражено в общем названии COHb и MetHb - дисгемоглобины. MetHb и COHb в норме составляют менее 3% от ctHb, их влияние на способность крови к переносу кислорода минимально. Увеличение количества MetHb или COHb снижает способность крови к переносу кислорода и может привести к потенциально смертельной тканевой гипоксии.
Клиническая интерпретация повышения значения ctHb. Высокие значения ctHb могут приводить к повышению вязкости крови, что может вызвать сердечную недостаточность из-за увеличения постнагрузки левого желудочка.
Возможные причины повышения уровня ctHb:
Сатурация кислородом
Насыщение гемоглобина кислородом называют сатурацией (SO2 , SatO2 , O2 Sat), значение которой выражают в процентах. Сатурация кислородом (SO2 ) - отношение концентрации оксигемоглобина к концентрации функционального гемоглобина [то есть оксигемоглобина (O2 Hb) и дезоксигемоглобина (HHb), способного переносить кислород] [17]:
SО2 (%) = [О2 Нb]/([О2 Нb]+[Нb]) · 100
Величина SО2 (%) отражает степень использования гемоглобина в транспорте кислорода.
В артериальной крови 98–99% кислорода транспортируется эритроцитами в связанном с гемоглобином виде. Сатурация крови кислородом (SO2 ) может быть определена с помощью пульсоксиметра, рассчитана из значения Рa CO2 или определена на анализаторе газов крови.
Первая попытка оксиметрии относится к 1874 г., когда K. von Vierordt [39] обнаружил, что поток красного света, проходя через кисть, ослабевает после наложения жгута. В 30–60-х годах прошлого века были предприняты попытки создать устройство для быстрого выявления гипоксемии: прибор Карла Мэттеса (Лейпциг, 1936), гемоксиметр Глена Милликана (Кембридж, 1940). Широкому распространению гемоксиметров в те годы препятствовала низкая ценность результатов, поскольку световой поток, проходя через ткани, встречает на своем пути не только артериальную, но также венозную и капиллярную кровь, а значит, результат измерения зависит как от насыщения гемоглобина артериальной крови кислородом, так и от состояния периферического кровотока и метаболизма тканей. С конца 1950-х годов ЛПО "Красногвардеец" приступило к серийному выпуску модифицированного "Оксигемографа 036 М" с ушным датчиком, сделав оксиметрию доступной для медицинской практики. В 1972 г. T. Aoyagi [33] обнаружил, что по колебаниям абсорбции света, вызванной пульсацией артериол, можно рассчитать оксигенацию именно артериальной крови. В 1977 г. был выпущен пульсоксиметр Oximet MET-1471 (Minolta, Япония) со стекловолоконным кабелем, передающим световые потоки светодиодов от монитора к пальцевому датчику. Через несколько лет S. Wilber использовал принцип T. Aoyagi, но взял в качестве источников излучения светодиоды, что позволило создать легкий и компактный датчик.
Сатурация, измеренная с помощью пульсоксиметра, обозначается символом SpO2 , является неинвазивным методом. Принцип метода пульсоксиметрии приведен на рис. 22-18.

Пульсоксиметрия является непрямым методом оценки вентиляции, она не дает информации о влиянии pH и Рa CO2 артериальной крови. В тех случаях, когда кровоток замедлен (вазоконстрикция, гиповолемия), пульсоксиметр может оказаться неспособным выполнять корректное определение. Для практической работы полезно знать, что показатели SpO2 коррелируют с парциальным давлением кислорода в крови: снижение Рa O2 влечет за собой снижение SpO2 . Указанная зависимость носит нелинейный характер, что объясняется S-образным видом кривой диссоциации оксигемоглобина (см. рис. 22-8):
Для пациентов в критическом состоянии во избежание лечебных ошибок предпочтительнее использовать измеренное или вычисленное SO2 , значения которых определяются с учетом Рa O2 , pH, Рa CO2 . Алгоритм расчета основан на использовании математической функции S-образной кривой диссоциации оксигемоглобина с учетом влияния рН и РCO2 (см. рис. 22-10).
В алгоритме вычисления значения SO2 используется формула:
SO2 с (%) = 100 · [(р3 + 150р)/(р3 + 150р + 23400)],
где с - от англ. calc (вычисление); р = Рa O2 · 10^[(0,48(рН - 7,4) - 0,0013(НСО^ 3– ^- 25)]^ ; НСО3 – = РСО2 · 10^(рН - 7,6228)^ ; pH = измеренное значение при 37 °C в единицах pH; РCO2 = измеренное значение при 37 °C, мм рт.ст.
Прямое количественное спектрофотометрическое определение оксигемоглобина и HHb производится в газоанализаторе со встроенным СО-оксиметром. Результаты измерения на максимумах поглощения (А) - O2 Hb и HHb с учетом коэффициентов экстинкции (e) - O2 Hb и HHb используются в вычислительном алгоритме расчета их концентрации и SО2 (%):
SО2 (%) = [О2 Нb]/([О2 Нb]+[Нb]) · 100
Референтный диапазон значений SО2 (%) [8, 11, 22]:
где цк - цельная кровь, а - артериальная кровь.
Использование в диагностике
SО2 вместе с Рa O2 - инструмент для оценки оксигенации крови. Измерение SО2 клинически важно для диагностики, оценки и контроля оксигенации при тяжелых острых и хронических респираторных заболеваниях, дыхательной недостаточности, вызванной другими заболеваниями (например, травмы головного мозга или грудной клетки, передозировка наркотиков). Причины нарушения SО2 идентичны тем, что влияют на Pa O2 , ctHb или ctO2 .
Значение SО2 позволяет:
Клиническая интерпретация изменения значений SO2 (%)
Снижение SO2 указывает на нарушение оксигенации крови. SO2 менее 80% у взрослых рассматривается как угрожающее жизни [38].
Результаты прямого определения SО2 предпочтительны у пациентов ОРИТ с высоким риском тканевой гипоксии вследствие дыхательной и/или сердечной недостаточности, нарушения транспорта кислорода, микроциркуляции, клеточного дыхания для назначения оптимальной терапии [11]. В сравнении с вычисленным значением SО2 (SO2 с) SО2 (%) снижает риск критических ошибок при вычислении фракции шунта или общего содержания кислорода [11].
Из-за S-образной формы КДО при адекватной оксигенации крови SО2 мало информативна, в сравнении с Рa O2 . Так, в верхней плоской части кривой существенные изменения Рa O2 (>100 мм рт.ст.) не приведут к изменению SО2 (%), достигшему 100% (см. рис. 22-8). Дополнительный кислород при гипероксемии будет только растворяться в плазме крови. В этой связи объективным критерием оксигенации крови будет служить значение pa O2 .
Причины снижения SО2(%). Снижение SО2 (%) может быть вызвано гиповентиляцией, которая возникает вследствие [7, 11]:
-
повреждения (заболевания) легких или дыхательных путей (пневмония, фиброз легких, отек легких, инородные тела в верхних дыхательных путях, приступ бронхиальной астмы, ОРДС, пневмоторакс и др.);
-
повреждения (заболевания) дыхательной мускулатуры (дефицит калия, боль в послеоперационном периоде синдром Гийена–Барре, миастения и др.);
-
угнетения дыхательного центра (опиаты, барбитураты, бульбарный паралич и др.);
Симптомы снижения SО2 (%) аналогичны симптомам при гипоксемии.
Фракция оксигемоглобина (FO2 Hb)
FO2 Hb(%) - отношение количества оксигенированного гемоглобина (сO2 Hb) к общему количеству гемоглобина (ctHb). FO2 Hb(%) является мерой использования потенциальной способности гемоглобина транспортировать кислород.
FO2 Hb(%) определяют на основании данных прямого количественного спектрофотометрического определения оксигемоглобина и дисгемоглобинов крови в газоанализаторе со встроенным СО-оксиметром. Результаты измерения на максимумах поглощения (А) - O2 Hb, HHb, COHb, NOHb, MetHb с учетом коэффициентов молярной экстинкции (e) используются в вычислительном алгоритме расчета их концентрации и фракции FO2 Hb(%):
FO2 Hb(%) = (сO2 Hb/ctHb) · 100 =(cO2 Hb/cO2 Hb + cHHb + cCOHb + сNOНb + cMetHb) · 100,
где cO2 Hb - концентрация оксигемоглобина; cHHb - концентрация редуцированного гемоглобина; cMetHb - концентрация метгемоглобина; cCOHb - концентрация карбоксигемоглобина.
Референтный диапазон значений FO2 Hb(%)
Использование в диагностике. FO2 Hb - мера использования способности гемоглобина к транспорту кислорода. FO2 Hb подобен, но не аналогичен SO2 , вследствие чего необходимо понимать схожесть и различия между этими двумя параметрами. SO2 - отношение концентрации O2 Hb к концентрации функционального гемоглобина (то есть сO2 Hb + сHHb). FO2 Hb - это отношение концентрации O2 Hb к концентрации общего гемоглобина, которая включает как функциональный гемоглобин, так и дисгемоглобины - O2 Hb + HHb + + COHb + MetHb + NOHb. В отсутствие дисгемоглобинов (COHb, MetHb, NOHb в норме составляют менее 3%) значение SO2 (%) фактически не будет отличаться от величины FO2 Hb(%). Заболевания (поражения), связанные с повышением уровня COHb, MetHb или NOHb, приведут к значительному снижению FO2 Hb при неизменной SO2 . Низкая SO2 показывает, что поглощение кислорода может быть улучшено, тогда как низкая FO2 Hb на фоне нормальной SO2 требует дальнейшего обследования, например выявления MetHb, NOHb или COHb.
Значение FO2 Hb(%) позволяет:
Клиническая интерпретация изменения значений FO2Hb. В отсутствие анемии нормальная FO2 Hb - объективный показатель нормальной оксигенации крови; он показывает, что кислород с адекватной скоростью диффундирует из вдыхаемого воздуха в кровь, и в полной мере используется способность гемоглобина к связыванию и транспорту O2 , указывая на то, что содержание дисгемоглобинов - COHb, MetHb, NOHb, не превышает референтных значений.
Снижение FO2 Hb происходит при нарушении переноса кислорода из вдыхаемого воздуха в кровь. Причины этого идентичны причинам снижения РO2 .
Снижение FO2 Hb может быть также результатом повышения уровня дисгемоглобинов. Повышение уровня дисгемоглобинов может привести к функциональной анемии, несмотря на нормальную общую концентрацию гемоглобина. Причинами этого повышения могут быть:
Симптомы снижения FO2 Hb(%) аналогичны симптомам при гипоксемии.
Общее содержание кислорода
Общее содержание кислорода - ctO2 , или СаO2 - сумма концентраций кислорода, растворенного в плазме крови и кислорода, связанного с гемоглобином. Количественно ctO2 выражают в ммоль/л; мл/дл; об.%. Количество ctO2 (СаO2 ) рассчитывают исходя из данных измерения парциального давления кислорода (Ра O2 ), сатурации крови кислородом (SO2 ) и концентрации функционального гемоглобина, представляющего общую концентрацию гемоглобина в крови за вычетом количества карбокси- и метгемоглобинов [40]:
ctO2 = [SO2 × (1 – FCOHb – FMetHb) · ctHb] + αO2 × Ра O2 ,
где α - коэффициент растворимости кислорода в крови = 0,0105 ммоль/л/кПа (0,00314 мл/дл/мм рт.ст.) [8, 11].
Референтный диапазон значений ctO2 [8, 11]:
Использование в диагностике. ctO2 - общее содержание кислорода в крови. Его значения используются для определения риска тканевой гипоксии. Пациенты в критическом состоянии особенно чувствительны к тканевой гипоксии, и поддержание адекватности оксигенации тканей имеет важнейшее значение для их лечения. Значение ctO2 позволяет оценить как возможность крови транспортировать кислород, так и определить вклад работы сердечно-сосудистой системы в доставку кислорода (DO2 ):
DO2 = СВ · ctO2 = СВ · (1,3 · Hb · SaO2 ),
где 1,3 - здесь и далее число Хуфнера, 1,3 мл О2 связывает 1 г гемоглобина; Hb - концентрация гемоглобина в крови г/л; SaO2 - насыщение гемоглобина кислородом в долях от единицы; СВ - сердечный выброс.
Величина DO2 учитывает все составляющие, обеспечивающие адекватную оксигенацию тканей: функциональную активность легких и сердца, транспортные возможности крови (см. раздел "Транспорт кислорода").
Например, нормальное ctO2 в артериальной крови само по себе еще не гарантирует адекватной оксигенации тканей, если сердечный выброс снижен. Напротив, отрицательное действие низкого ctO2 на оксигенацию тканей может быть компенсировано увеличением сердечного выброса. Соответственно, с адекватностью доставки или ее нарушением определяются вид и объем терапии: необходимость в кислороде, переливании эритроцитной массы, лекарственных средств воздействия на дыхательную и сердечно-сосудистую системы, микроциркуляцию, клеточный сигналинг и/или метаболизм.
Значение ctO2 обособленно или в сочетании с DO2 позволяет:
Клиническая интерпретация изменения значения ctO2. Общее содержание кислорода (ctO2 ) является интегративным показателем, снижение значения которого определяется снижением Ра O2 и/или снижением ctHb и/или снижением SO2 .
Причины снижения идентичны причинам, связанным с Ра O2 , ctHb или SO2 (см. выше).
Давление 50% сатурации гемоглобина кислородом (Р50)
Р50 - парциальное давление кислорода (Ра O2 ) в артериальной крови, при котором достигается 50% сатурация гемоглобина кислородом. В вычислительном алгоритме получения значения Р50 результаты измерения парциального давления кислорода (Ра O2 ) и сатурации крови кислородом (SO2 ) использованы для решения уравнения функции КДО [21]. Полученный таким образом показатель Р50 называют "актуальный" или "актуальное in vivo " Р50 . Помимо него, может быть еще рассчитан "стандартный" Р50 [Р50 (st)] - это "актуальный in vivo" Р50 , скорректированный к pH 7,4 при Ра CO2 40 мм рт.ст. (5,3 кПа), температура 37 °C [11].

где O2 Hb% - измеренное значение; 2,7 - коэффициент Хилла.

где Ра O2t = значение РO2 в мм рт.ст. при указанной температуре.
В значении Р50 (st) математически устранено влияние pH, РCO2 и температуры, отличной от 37 °C, поэтому на величину Р50 (st) влияет только уровень 2,3-ДФГ и/или количество дисгемоглобинов.
Референтный диапазон значений Р50 [8, 11, 19, 34]:
Применение в диагностике. Если не указано иначе в результатах анализа, символ Р50 = Р50 "актуальное in vivo".
Величина Р50 позволяет:
Увеличение Р50 отражает снижение сродства гемоглобина к кислороду и потому усиление высвобождения кислорода в тканях ценой потенциального риска снижения связывания кислорода с гемоглобином в легких.
Снижение Р50 отражает увеличение сродства гемоглобина к кислороду и, следовательно, нарушение высвобождения кислорода в тканях.
Определение Р50 необходимо в случаях:
Клиническая интерпретация изменений значения Р50. В условиях повышенного pH (алкалоз), сниженного РCO2 , понижения температуры или снижения 2,3-ДФГ, КДО смещается влево (рис. 22-19).

В легких некоторые из этих условий существуют в норме, поэтому сниженный в них Р50 и увеличенное сродство гемоглобина к кислороду способствуют образованию оксигемоглобина. Напротив, сниженный pH (ацидоз), увеличение РCO2 , увеличение температуры и увеличение содержания 2,3-ДФГ вызывают сдвиг КДО вправо. В тканях некоторые из этих условий существуют в норме, поэтому увеличенный в них Р50 и снижение сродства гемоглобина к кислороду способствуют освобождению кислорода в тканях.
При критических состояниях некоторые факторы, влияющие на Р50 , могут действовать одновременно. Ацидемия увеличивает Р50 , но снижает образование 2,3-ДФГ, снижая в итоге Р50 . Алкалемия действует противоположным образом. Продолжительная гипоксемия увеличивает концентрацию 2,3-ДФГ и, следовательно, Р50 .
Причины увеличения Р50 [11, 16]:
Причины снижения Р50 [11, 16]:
При критических состояниях снижение доставки кислорода к тканям может быть результатом комбинации низкого сердечного выброса и анемии. Выраженное сужение сосуда может вызвать тяжелую локальную ишемию. В этих случаях увеличение Р50 должно улучшить экстракцию кислорода при данном парциальном давлении в венозной крови.
Хроническая анемия сопровождается увеличением концентрации 2,3-ДФГ [11] и, следовательно, сдвигом КДО вправо (увеличение Р50 ). Эта защитная адаптивная реакция, приводит к снижению сродства гемоглобина к кислороду, увеличению количества освобождаемого из крови тканевых капилляров О2 и, соответственно, увеличению доступного для потребления клетками кислорода.
Фетальный гемоглобин (HbF) имеется у плода в процессе развития и в течение 3–6 мес после рождения. HbF имеет большее сродство к кислороду по сравнению с гемоглобином A (HbA), что проявляется сдвигом КДО HbF влево по сравнению с КДО HbA. Именно поэтому референтный диапазон Р50 у новорожденных ниже [18].
Определение Р50 (st) полезно при обследовании пациентов с эритроцитозом [32]. Одна из многих причин эритроцитоза - врожденное наличие гемоглобина с аномально высоким сродством к кислороду. Было описано почти 100 различных вариантов гемоглобина с высоким сродством к кислороду [28]; каждый из них достаточно редок, но все они характеризуются снижением Р50 .
И наоборот, врожденное наличие гемоглобина с аномально низким сродством к кислороду - редкая причина анемии и/или цианоза [11]. У таких пациентов высвобождение кислорода в тканях происходит более эффективно, чем в норме, поэтому почки вырабатывают меньше эритропоэтина. В результате снижаются число эритроцитов и уровень гемоглобина (анемия). Хотя артериальное Ра O2 в норме, сниженное сродство гемоглобина к кислороду приводит к снижению артериальной SO2 и увеличению уровня дезоксигемоглобина (HHb), что проявляется цианозом. При гемоглобине со сниженным сродством Р50 (st) увеличено, что позволяет использовать этот параметр в диагностических целях [11].
Карбоксигемоглобин Карбоксигемоглобин (FCOHb, %) - фракция общего гемоглобина (ctHb). FCOHb определяют на основании данных прямого количественного спектрофотометрического определения оксигемоглобина и дисгемоглобинов крови в газоанализаторе со встроенным СО-оксиметром. Результаты измерения на максимумах поглощения (А) - O2 Hb, HHb, COHb, NOHb, MetHb с учетом коэффициентов молярной экстинкции (e) используются в вычислительном алгоритме расчета их концентрации и фракции FCOHb [24]:
COHb(%) = COHb/ctHb · 100.
FCOHb в диапазоне 0–60% одинакова в артериальной [COHb(a)] и венозной крови [COHb(v)], что позволяет определять ее как в артериальной, так и в венозной крови [11]. Во многих медицинских текстах FCOHb(%) обозначают просто как COHb, что и используется нами ниже.
Карбоксигемоглобин образуется при связывании CO с гемоглобином. CO легко проникает через альвеолярную мембрану и связывается с гемоглобином с более высоким сродством (примерно в 250 раз), чем кислород [14]. Поскольку COHb неспособен связывать кислород, его относят к дисгемоглобинам.
Уровень COHb в крови определяется количеством CO в крови. У здоровых людей в составе общего гемоглобина <2% содержится COHb, что является результатом эндогенного образования небольшого количества CO при нормальном катаболизме гема до билирубина [20] и присутствия CO во вдыхаемом воздухе. В присутствии COHb способность крови к транспорту кислорода снижается. Увеличение содержания COHb связано с риском недостаточной доставки кислорода и возникновением тканевой гипоксии.
Референтный диапазон значений COHb [8, 11] составляет:
Применение COHb в диагностике. Величина COHb позволяет:
Клиническая интерпретация изменения значений COHb. Вишнево-красная окраска кожи - хорошо известный и специфичный признак отравления угарным газом, связанный с цветом COHb, проявляется при FCOHb выше 30%.
При значении FCOHb:
-
10% - нет проявлений, кроме усиленной одышки при интенсивной физической нагрузке;
-
20% - одышка при умеренной физической нагрузке, умеренная головная боль;
-
30% - постоянная головная боль, утомляемость, тошнота, затуманенное сознание;
-
60–70% - судороги, кома, дыхательная недостаточность; возможен летальный исход;
Повышение COHb - результат повышения CO в крови. CO может поступать извне (экзогенный) или образовываться в процессе метаболизма (эндогенный).
Экзогенные причины повышения COHb - намеренное или случайное отравление CO может произойти в случае вдыхания СО в составе [29]:
Закрытые и плохо вентилируемые помещения повышают риск и тяжесть отравления угарным газом. Значения COHb составляют 15–30%, но могут достигать и 50–70%, если концентрация угарного газа во вдыхаемом воздухе особенно велика [25].
Эндогенные причины повышения COHb связаны с [30]:
Значения COHb в случае эндогенного образования составляют 3–10% [30].
Уровень COHb >10% всегда указывает на отравление угарным газом, нормальный уровень COHb не исключает этот диагноз при отсрочке в заборе пробы крови, особенно на фоне кислородотерапии. Интерпретация результатов измерения COHb должна учитывать время забора после отравления CO.
Время полувыведения CO из COHb при дыхании атмосферным воздухом - 3–4 ч; при дыхании 100% кислородом оно сокращается до 30–90 мин [29]. Относительно короткое время полувыведения COHb означает, что результат измерения COHb может создать ложное впечатление о низкой дозе CO, если прошло время между воздействием и забором пробы крови. В частности, уровень COHb в 30% может снизиться до 7% через 6 ч при дыхании атмосферным воздухом. Такое же снижение произойдет уже через 2 ч при дыхании 100% кислородом.
Отравление CO не отражается на изменениях значений SpO2 , Ра O2 и SO2, полученных при измерении, тогда как имеют место снижение общего содержания кислорода (ctO2 ) в крови и последующая тканевая гипоксия. SpO2 при отравлении угарным газом остается нормальным, так как большинство пульсоксиметров не различают COHb и O2 Hb [11]. Кислородный статус, оцениваемый с помощью пульсоксиметрии, кажется нормальным. Ра O2 при отравлении угарным газом не изменяется.
Метгемоглобин (MetHb)
FMetHb(%) - фракция молекул общего гемоглобина (ctHb), в которых железо в составе гема находится в трехвалентном состоянии (Fe3+ ). MetHb неспособен связывать кислород, что делает его дисгемоглобином. FMetHb(%) определяют на основании данных прямого количественного спектрофотометрического определения оксигемоглобина и дисгемоглобинов крови в газоанализаторе со встроенным СО-оксиметром. Результаты измерения на максимуме поглощения (А) - MetHb с учетом коэффициента молярной экстинкции (ε) используются в вычислительном алгоритме расчета концентрации и процентной доли фракции:
MetHb(%) = MetHb/ctHb · 100.
Если метод многоволновой спектрофотометрии недоступен, то содержание метгемоглобина оценивают по разнице между SаO2 , измеренным непосредственно и рассчитанным, исходя из РаО2 . При высокой метгемоглобинемии капля крови, помещенная на фильтровальную бумагу, имеет характерную шоколадную окраску. При пропускании через пробирку с кровью пузырьков кислорода цвет крови не меняется, но становится нормальным при добавлении 10% раствора цианида калия.
MetHb постоянно образуется в эритроцитах при сбалансированном метаболизме из гемоглобина, однако его содержание не превышает при этом физиологического уровня 1–2%, так как в организме функционируют механизмы, обеспечивающие обратный процесс превращения MetHb в гемоглобин, где железо в составе гема находится в двухвалентном состоянии (Fe2+ ). Восстановление трехвалентного железа (Fe3+ ) в двухвалентное (Fe2+ ) - обязательное условие превращения MetHb в гемоглобин, происходит под действием фермента цитохром b5 редуктазы эритроцитов. Врожденные дефекты в системе метаболизма гемоглобина и/или окислительная модификация Fe2+ в Fe3+ в составе гема вследствие приема различных химических агентов приводят к повышению MetHb>2% и клиническим проявлениям, которые в совокупности определяют как метгемоглобинемию.
Приобретенная метгемоглобинемия (острая) возникает под действием токсичных химикатов или лекарств, обладающих окислительным действием:
-
органических и неорганических нитритов и нитратов, которые могут попадать в питьевую воду в результате применения органических удобрений;
-
местных анестетиков (например, бензокаин, лидокаин, прилокаин);
-
сульфата меди, органических соединений (хлорит натрия, карбонат аммония, 2,4-динитрофенол);
-
противоопухолевых средств (циклофосфамид, ифосфамид, флутамид);
-
анальгетиков и антипиретиков (ацетаминофен, ацетанилид, фенацетин и целекоксиб);
-
диагностических средств - метиленового синего (высокой дозы или у пациентов с дефицитом глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы), индигокармина;
-
антимикробных препаратов (сульфаниламиды, нитрофураны и парааминосалициловая кислота);
-
промышленных/бытовых агентов (анилиновые красители, нитробензол, нафталин, аминофенол и нитроэтан - средство для удаления лака).
Окислительный потенциал этих веществ приводит к патологически усиленному образованию MetHb, превышающему максимальную скорость обратного превращения MetHb в гемоглобин.
Врожденная метгемоглобинемия (хроническая) возникает в результате дефицита фермента цитохром b5 редуктазы и сниженной способности к превращению MetHb в гемоглобин. Кроме того, метгемоглобинемия - один из симптомов гемоглобинопатий M, при которых врожденный дефект структуры гемоглобина препятствует превращению MetHb в гемоглобин.
В соответствии с принятой практикой изложения медицинских текстов FMetHb(%) обозначается как MetHb или MHb, что использовано в описании ниже.
Референтный диапазон значений MetHb( %)
Применение в диагностике. Наиболее частый повод для измерения MetHb - необъяснимый цианоз, рефрактерный к оксигенотерапии, а также подозрение на отравление рядом химикатов или лекарств. Диагностика, как правило, затруднена вследствие полиморфизма клинической картины (от бессимптомного течения до фатального исхода). Увеличение содержания MetHb в крови отражается на величине FO2 Hb, но параметры Ра O2 , SO2 и SpO2 при этом не меняются. При метгемоглобинемии практически всегда наблюдается цианоз. Он возникает из-за сине-коричневого цвета MetHb эритроцитов (рис. 22-20).

Цианоз при метгемоглобинемии не исчезает на фоне кислородотерапии, которая устраняет цианоз при заболеваниях сердца и легких. Пробы венозной крови, содержащие повышенные концентрации MetHb имеют характерный темный цвет, часто описываемый как "шоколадно-коричневый" [11, 42].
Результат определения количества MetHb позволяет определиться относительно метгемоглобинемии.
Уровень MetHb позволяет:
Клиническая интерпретация изменений значения MetHb. Симптомы метгемоглобинемии зависят от тяжести заболевания, его острой или хронической формы. Изменения MetHb в диапазоне:
-
2–10% - небольшое увеличение, обычно протекает бессимптомно;
-
10–30% - умеренное увеличение, почти всегда проявляется слабовыраженным цианозом слизистых оболочек, может сопровождаться одышкой при небольшой физической нагрузке;
-
30–50% - выраженное увеличение, может вызвать цианоз, головную боль, одышку, головокружение, сонливость и слабость;
-
50–70% - тяжелая метгемоглобинемия, вызывает цианоз, сердечные аритмии, оглушенность, судороги, спутанность сознания, кому, сопровождается лактат-ацидозом;
-
>70% - сильная тканевая гипоксия, приводящая к полиорганной недостаточности, часто смертельной.
MetHb при врожденной метгемоглобинемии редко превышает 30%. Более высокие уровни (до 50–70%) наблюдаются в случае острой формы заболевания.
Способность крови к транспорту кислорода снижается в присутствии MetHb. Метгемоглобин вызывает сдвиг влево кривой диссоциации оксигемоглобина, что приводит к повышению сродства гемоглобина к кислороду со снижением кислородно-транспортной функции крови. Повышение уровня MetHb увеличивает риск недостаточной доставки кислорода и тканевой гипоксии. Тяжелая гипоксия при выраженном увеличении MetHb может привести к смертельному исходу.
Фетальный гемоглобин
Фетальный гемоглобин (HbF) содержит 2α- и 2γ-цепи, появляется через 12 нед внутриутробного развития, замещая эмбриональный гемоглобин. После 3 месяцев является основной формой Hb, к моменту рождения составляет не более 60–70%. После рождения ребенка HbF продолжает убывать, к 2–3-му году жизни составляет всего 1–1,5%. HbF обладает более высоким аффинитетом к кислороду и менее чувствителен к влиянию 2,3-ДФГ, чем взрослый HbA. Именно поэтому при высоких концентрациях HbF КДО смещается влево, что обеспечивает поступление кислорода в плаценту. Несмотря на сдвиг КДО влево, более 50% связанного кислорода поступает в эмбриональную ткань, так как в ней концентрация кислорода низкая. После родов уровни кислорода меняются, и высокая концентрация HbF может ухудшить периферийное высвобождение кислорода.
HbF в сравнении с HbA обладает меньшей стойкостью к разрушению и меньшей стабильностью в физиологически широком интервале рН и температур. Однако фетальный гемоглобин устойчив к воздействию щелочи, что легло в основу метода его количественного определения. В последние годы предпочтение количественного определения HbF отдается иммунохимическим тестам в связи с их высокой специфичностью и чувствительностью. С учетом результата определения концентрации HbF, рассчитывается его доля в общем количестве Hb - фракция фетального гемоглобина FHbF(%):FHbF(%) = (cHbF/ctHb) · 100.
Референтный диапазон значений FHbF(%) [8, 11]:
Использование в диагностике. Величина FFHb позволяет:
Клиническая интерпретация изменения значений HbF. Количество HbF, превышающее 1,5%, считается патологическим для взрослого человека и для детей старше 3 лет.
Повышенные уровни FHbF у детей и взрослых могут быть связаны с такими гематологическими болезнями, как, например, менискоцитарная анемия, талассемия и некоторые типы лейкоза, хронические заболевания органов дыхания и сердечно-сосудистой системы.
Определение фетального гемоглобина важно для диагностики лейкозов. Повышение фетального гемоглобина является показателем возврата к эмбриональному типу кроветворения, то есть свидетельствует о появлении молодых, незрелых клеток крови, что на ранних стадиях заболевания может быть одним из ключевых показателей, свидетельствующем о болезни.
Уровень фетального гемоглобина также может свидетельствовать о полноте ремиссии после проведенных курсов лечения, а также о новом обострении.
Содержание фетального гемоглобина повышается при гипоксии тканей и гипоксемии. Оно происходит в результате компенсаторной активации синтеза гемоглобина, обладающего повышенным сродством к кислороду.
Переливания крови или эритроцитной массы новорожденным при гемолитической анемии проводятся донорской кровью, в которой практически отсутствует фетальный гемоглобин. При обменных трансфузиях измерение FHbF может способствовать оценке полноты заместительной трансфузии.
Фракция шунта (FShunt)
Фракция шунта (FShunt) - часть сердечного выброса, которая при прохождении легочных капилляров не уравновешивается полностью с альвеолярным газом. FShunt определяется как отношение между шунтированным сердечным выбросом (Qs) и общим сердечным выбросом (Qt) - Qs/Qt. При наличии шунта отношение альвеолярной вентиляции (VА ) к перфузии легких (Q) - V/Q меньше 1. Различают два типа шунта.
Истинный шунт указывает на отсутствие газообмена между кровью и альвеолярным газом (отношение V/Q равно 0, то есть эта кровь, минуя капиллярную сеть легких, поступает в легочную вену без оксигенации, что имеет место при наличии легочных артериовенозных анастомозов (внутрилегочный шунт). Внелегочное анатомическое сосудистое шунтирование происходит через сосуды тибезия в сердечной перегородке. При внелегочном шунте венозная кровь полностью минует легочный круг кровообращения. В участках внутрилегочного шунта не происходит газообмена, поскольку в зоне перфузии не осуществляется вентиляции.
Венозное примешивание представлено кровью, которая в той или иной степени уравновешивается с альвеолярным газом, то есть подвергается в легких частичной оксигенации.
Определение значения FShunt осуществляется в соответствии с формулой:
FShunt = (CАO2 – CaO2 )/(CАO2 – CvO2 ),
которая представляет отношение альвеоло-артериальной и альвеоло-венозной разницы к общей концентрации кислорода. FShunt может быть вычислена при анализе одновременно собранных артериальной и смешанной венозной проб крови. Смешанная венозная кровь должна быть взята из легочной артерии. Если пробы венозной крови из легочной артерии недоступны, FShunt можно оценить из единственной пробы артериальной крови, предполагая стандартную альвеоло-венозную разницу в содержании кислорода [ctO2 (A) – ctO2 (v)] 2,3 ммоль/л (5,1 мл/дл).
CАO2 = содержание кислорода в альвеолах = (1,39 · Hb · K) + (0,0031 · РA O2 ),
где РA O2 = Рi O2 – Рa CO2 /RQ; RQ - дыхательный коэффициент, который в среднем составляет 0,8; Рi O2 - парциальное давление инспирируемого кислорода; Рa CO2 - парциальное давление углекислого газа в артериальной крови; K = [1 – (%СOHb)/100] для РA O2 >150; [1 – (%СOHb)/100] – 0,01 для РA O2 от 125 до 150; [1 – (%СOHb)/100] – 0,02 для РA O2 <125.
Референтный диапазон значений FShunt
Использование в диагностике. FShunt используют как индикатор адекватности поглощения кислорода в легких, что показывает вклад дыхательной системы в гипоксемию. При критическом состоянии FShunt - надежный критерий количественной оценки дефицита переноса кислорода в легких [11, 16].
Определение FShunt полезно при диагностике, оценке состояния и мониторинге больных в критическом состоянии с тяжелыми респираторными заболеваниями или дыхательной недостаточностью, вызванной другими причинами (например, заболеваниями сердца).
Клиническая интерпретация изменения значений FShunt. Отношение между количеством воздуха, достигающего альвеол, и количеством крови, протекающей через альвеолы вентиляционно-перфузионное (V/Q) близко к 1 при физиологически адекватной вентиляции и соответствующей ей перфузии, то есть более 90% крови принимает участие в газообмене.
При критическом состоянии FShunt в диапазоне 10–19% практически не требует существенного лечения. FShunt в диапазоне 20–29% может угрожать жизни на фоне ограниченной функции сердечно-сосудистой системы. Если FShunt превышает 30%, пациентам требуется существенная поддержка сердечно-сосудистой системы [11].
При увеличении фракции шунта прогрессивно снижается Ра О2 , в то время как Ра СО2 не повышается до тех пор, пока отношение Qs/Qt не достигнет 50%. У больных с внутрилегочным шунтом в результате гипервентиляции (из-за патологии или вследствие гипоксемии) РaСО2 часто бывает ниже нормы.
Фракция шунта определяет способность к повышению Рa О2 при вдыхании кислорода. При возрастании доли шунта (Qs/Qt) увеличение фракционной концентрации кислорода во вдыхаемом воздухе или газовой смеси (FiO2 ) сопровождается меньшим повышением Ра О2 . Когда отношение Qs/Qt достигает 50%, РaО2 уже не реагирует на изменения FiO2 . В таком случае внутрилегочный шунт ведет себя как истинный (анатомический). Исходя из изложенного, можно не применять токсических концентраций кислорода, если величина шунтового кровотока превышает 50%. Больные с полным шунтом не отвечают на кислородотерапию (100%) [11].
Внутрилегочный шунт возникает при ОРДС, астме, воспалительных заболеваниях легких или их отеке, вызывающем утолщение альвеолокапиллярной мембраны, пневмонии, муковисцидозе и др.
Внелегочный шунт возникает при врожденных пороках сердца, сосудистых опухолях в легких, артериовенозных аневризмах в легких, кардиогенном отеке легких.
Относительный шунт возникает при гипервентиляции, пневмокониозе, хроническом бронхите, астме, муковисцидозе, действии лекарственных средств, увеличивающих сердечный выброс.
Концентрация лактата в крови (СLac)
Лактат (молочная кислота, МК) - конечный продукт гликолиза, его физиологически избыточное количество в крови является индикатором анаэробного метаболизма клеток. В условиях сбалансированного метаболизма и нормального газообмена образование лактата идет со скоростью ≈1 ммоль/кг в час, однако концентрация в плазме всегда будет менее 2 ммоль/л, так как скорость печеночного метаболизма МК у здоровых людей составляет от 100 до 320 ммоль/ч. Гиперлактатемия - повышение концентрации лактата в крови - развивается при увеличении образования лактата и/или нарушении его утилизации. Как правило, гиперлактатемия с лактат-ацидозом или без него имеет место при выраженной гипоксии тканей, возникающей вследствие нарушения транспорта кислорода, нарушения его доставки (гипоперфузия) либо утилизации . За развитие гиперлактатемии ответственны метаболические процессы в клетках, приводящие к:
-
нарушению окислительно-восстановительного состояния в клетках, метаболизирующих пируват (рис. 22-21).

При анаэробном энергетическом метаболизме (гликолизе) лактат образуется в скелетных мышцах, эритроцитах, головном мозге и других тканях.
Содержание лактата в крови при экспресс-диагностике определяют:
-
амперометрическим ферментативным - лактатоксидазным методом с использованием биосенсорной мембраны для лактата (рис. 22-22).

Биосенсорный элемент для определения концентрации лактата включает внешнюю мембрану, проницаемую для низкомолекулярных метаболитов и кислорода, слой с лактатоксидазой, трансформирующей лактат в пируват с образованием перекиси водорода (Н2 О2 ), внутреннюю мембрану, проницаемую для Н2 О2 , но не метаболитов. Окисление Н2 О2 приводит к выделению электронов и изменению величины тока пропорционально количеству лактата в образце. Один моль окисленной перекиси водорода соответствует одному молю лактата.
Референтный диапазон значений CLac [11, 22]. Нормальная концентрация лактата в крови в отсутствие стресса составляет 1,0–1,5 ммоль/л. Допустимой считается концентрация лактата:
Применение в диагностике. Увеличение уровня лактата - ранний и чувствительный индикатор нарушения соответствия потребности тканей в кислороде и его доставки [23]. Иными словами, уровень лактата в крови является бесспорным индикатором соответствия биоэнергетики клетки с ее способностью к освобождению энергии с одной стороны, и эффективности газообмена с другой. Значения концентрации лактата в сыворотке крови могут быть использованы для оценки баланса между VО2 и метаболической потребностью в кислороде (VO2 - объем вентиляции кислорода в легких за 1 минуту). Уровень лактата венозной крови отражает интенсивность его образования в клетках различных тканей. Содержание лактата артериальной крови показывает возможности гепатоцитов по его утилизации, что определяется как состоянием гепатоцитов, так и эффективностью газообмена в сочетании с возможностями сердечно-сосудистой системы. Скорость выведения лактата из крови может оценить его нормальную и патологическую продукцию. Так, например, период полувыведения лактата в норме составляет 1 ч, а при патологии - более 2 ч. Определение уровня лактата необходимо для диагностики, контроля эффективности терапии, объективного прогноза состояния пациента, выбора средств и объема терапии для профилактики возможных осложнений. Определение лактата включено во все современные протоколы лабораторной диагностики неотложных состояний.
В числе прочего он широко используется как:
Измерение уровня лактата особенно полезно для мониторинга эффективности лечения пациентов в критическом состоянии, так как увеличение данного показателя в этой группе связано с повышением риска осложнений и смертности [5, 12].
Клиническая интерпретация изменения значений CLac. Гиперлактатемия - увеличение уровня лактата в крови >2,0 ммоль/л [1, 5]. Гиперлактатемия возникает, когда скорость освобождения лактата из периферических тканей в кровоток превышает скорость удаления лактата из крови печенью и почками.
Комбинацию гиперлактатемии и ацидоза называют лактат-ацидозом. Лактат-ацидоз устанавливается при наличии ацидемии (pH <7,35) и повышении уровня лактата в крови выше 2,0 ммоль/л. Анализ крови для определения лактата должен быть осуществлен как можно быстрее, желательно в течение 5 минут после взятия пробы. Образец крови должен быть помещен в лед, что снижает метаболизм лейкоцитов и предотвращает выработку лактата. Различают следующие варианты лактат-ацидоза: тип А; тип Б и тип D. Непосредственное отношение к нарушениям газообмена имеет тип А. Типы лактат-ацидоза Б и D могут приводить к нарушениям газообмена, в связи с чем представлено их описание.
Лактат-ацидоз типа А. Подавляющее большинство встречаемых в клинической практике лактат-ацидозов относится к типу А. Любое снижение тканевой перфузии в конечном итоге приводит к нехватке кислорода для цепи биологического окисления, снижению окисления пирувата в цикле Кребса, его конверсия в лактат. Наиболее частая причина у больных в реанимации - сердечно-сосудистая недостаточность, затем идет шок любой этиологии и сепсис. При этом здесь имеет место не общая гипоксия, а именно тканевая гипоксия вследствие гипоперфузии. Содержание кислорода в артериальной крови может быть в переделах нормы, однако в связи с блокадой микроциркуляторного русла (гипоперфузия, сладж-феномен, застойная сердечная недостаточность) время прохождения крови через капилляры значительно увеличивается, экстракция кислорода достигает максимума, а затем при развитии кислородной задолженности развивается лактат-ацидоз.
При сепсисе имеет место так называемая цитопатическая гипоксия, когда оксигенация тканей может быть не нарушена, но присутствует дефект утилизации кислорода в митохондриях. Такое состояние может быть обусловлено эндотоксин-индуцируемым ингибированием пируватдегидрогеназы, катализирующую митохондриальное окисление пирувата. В экспериментальных моделях на животных было показано, что инфузия эндотоксина в течение часа ассоциируется с прогрессивным увеличением уровня лактата в крови. Дополнительной причиной гиперлактатемии у септических больных является индукция медиаторами воспаления аэробного гликолиза. Так, у гемодинамически стабильных пациентов уровень лактата и пирувата был существенно увеличен, что ассоциировалось со сверхактивированным метаболизмом глюкозы - продукция глюкозы у пациентов с сепсисом в четыре раза превышает таковую у здоровых людей. У пациентов с эндотоксининдуцированным РДС ведущую роль в производстве лактата играют легкие, что подтверждено в экспериментальных моделях на животных - увеличением количества лактата в артериальной крови по сравнению со смешанной венозной. Причиной этого, по-видимому, является "респираторный взрыв" (respiratory burst) - увеличение поглощения кислорода активированными нейтрофилами и макрофагами в легких.
При кровотечениях основной механизм развития лактат-ацидоза - геморрагический шок с активацией анаэробного метаболизма. Выраженная анемия, вплоть до 30 г/л гемоглобина, не вызывает накопления лактата в отсутствие гипоперфузии тканей (при сохраненном ОЦК). Наоборот, обусловленное кровопотерей снижение гематокрита и увеличение сердечного выброса обеспечивают эффективную "прокачку" микроциркуляторного русла. Действительно, основной метод терапии острой кровопотери - возмещение ОЦК, лишь затем идет возмещение глобулярного объема. Как показано в современных исследованиях, дефицит кислорода начинает развиваться при снижении гематокрита менее 10% и при уровне гемоглобина менее 30 г/л.
Более точно кислородный статус можно оценить по коэффициенту экстракции кислорода. В норме экстракция кислорода составляет не более 30%. В условиях снижения кислородтранспортной функции крови коэффициент экстракции возрастает, и до определенных значений доставка кислорода не страдает. Когда экстракция кислорода начинает превышать 50%, потребление кислорода начинает прогрессивно снижаться, что проявляется ростом уровня лактата. Соответственно, показанием к гемотрансфузии должен являться не уровень гемоглобина и гематокрита, а отношение SaO2 к SvO2 (насыщение гемоглобина артериальной и венозной крови, соответственно). Например, когда SvO2 = 45% при SaO2 = 98%, то экстракция кислорода будет равна 53%.
Возможно развитие физиологического лактат-ацидоза при интенсивной работе мышц, когда кровь не будет эффективно снабжать кислородом перегруженные миоциты, создавая относительный кислородный долг. Уровень лактатемии при тяжелых физических упражнениях может достигать 2025 ммоль/л, а pH снижаться до 6,8. При прекращении мышечной работы наступает повышенное кровенаполнение мышечной ткани, что способствует "вымыванию" лактата и возобновлению окислительных реакций. Таким образом, наработанный лактат утилизируется как дополнительный источник энергии. В норме соотношение лактат/пируват в клетках составляет 10:1. Для лактат-ацидоза типа А характерно непропорциональное увеличение количества лактата по сравнению с пируватом ("избыток" лактата), увеличение соотношения НАД-Н/НАД+ .
Лактат-ацидоз типа Б. Для лактат-ацидоза типа Б характерно увеличение уровня лактата в крови без признаков сопутствующей гипоксемии. Наблюдается взаимное увеличение уровня как лактата, так и пирувата. Такой тип ацидоза характерен при повышенном образовании пирувата, что зачастую обусловлено замедлением других путей его метаболизма. Так, тиамин является кофактором реакции превращения пирувата в ацетил-КоА. При дефиците тиамина происходит накопление пирувата и увеличение его метаболизма по остальным путям, в частности, по пути синтеза молочной кислоты. Следовательно, любой лактат-ацидоз без видимой или предполагаемой гипоперфузии/гипоксемии нужно расценивать в первую очередь как лактат-ацидоз вследствие дефицита тиамина.
При парентеральном питании больных с преимущественным применением углеводов, последние эффективно метаболизируются циклом Кребса через образование пирувата. В итоге в скором времени наступает истощение запаса тиамина, и происходит накопление пирувата с переходом его в лактат. Именно поэтому при интенсивном парентеральном питании повышение уровня лактата в крови свидетельствует о необходимости увеличения количества вводимого тиамина. Интенсивный гликолиз также способен вызвать дефицит тиамина, что характерно для гиперметаболических состояний.
Поскольку лактат в основном метаболизируется в печени, то ее тяжелые поражения способны спровоцировать развитие лактат-ацидоза. Однако даже при выраженном нарушении функции печени уровень лактата в крови может быть в пределах нормы, если его образование в организме не увеличено, и работа альтернативных "утилизаторов" не нарушена. В целом при изолированном нарушении функции печени более характерно развитие гиперлактатемии, но не ацидоза.
Одной из причин лактат-ацидоза типа Б в отделениях интенсивной терапии может являться длительное введение лекарственных средств, содержащих в качестве растворителя пропиленгликоль. Пропиленгликоль применяется для увеличения растворимости в воде гидрофобных препаратов, таких как диазепам, лоразепам, эсмолол, нитроглицерин и фенитоин. Помимо местной болезненности по ходу вены, пропиленгликоль может вызывать лактат-ацидоз, так как его первичными метаболитами являются пируват и лактат. Такое состояние должно быть заподозрено у всех больных с необъяснимой гиперлактатемией, получающих длительную инфузию одного из вышеперечисленных лекарственных средств. В таком случае альтернативой должно быть применение препаратов, не содержащих пропиленгликоль, например, мидазолама среди других бензодиазепинов.
Применение контринсулярных гормонов адреналина и глюкагона вызывает интенсивный гликолиз, повышая наработку лактата. Кроме того, адреналин способствует спазму сосудов микроциркуляторного русла, дополнительно формируя лактат-ацидоз типа А.
Антиретровирусные препараты могут разобщать передачу энергии на цитохроме, приводя к тяжелому и подчас летальному лактат-ацидозу. В некоторых случаях лактат образуется вследствие сопутствующего дефицита рибофлавина, являющегося предшественником многих кофакторов, необходимых для продукции энергии в митохондриях. Доза рибофлавина для человека составляет 50 мг/сут. Отмечен лучший эффект при одновременном использовании тиамина (100 мг/сут) и L-карнитина (50 мг/кг). Изониазид в больших дозах ингибирует ЛДГ и при тяжелом отравлении вызывает судороги, что способствует накоплению лактата.
Пероральные сахароснижающие препараты класса бигуанидов (метформин, фенформин) по не совсем понятным механизмам также могут вызвать лактат-ацидоз. Предположительно данный эффект обусловлен нарушением вхождения пирувата в митохондрии и активацией анаэробного гликолиза, который в полной мере проявляется при наличии сопутствующей тканевой гипоперфузии.
При длительном введении или применении больших доз нитропруссида натрия продукты его метаболизма - цианидные ионы - вступают в реакцию с цитохромоксидазой, нарушая реакции микросомального окисления. В результате блокируется аэробный и активируется анаэробный гликолиз, приводящий к развитию лактат-ацидоза.
Также активизировать лактатогенез может употребление этанола. В процессе своего метаболизма этанол вызывает увеличение соотношения НАД-Н/НАД+ , что по описанным выше механизмам стимулирует переход пирувата в лактат. Однако на практике такое явление наблюдается весьма редко, в основном в период неумеренного употребления этанола. Гораздо чаще приходится сталкиваться с алкогольным кетоацидозом.
Лейкозы сопровождаются увеличением количества лейкоцитов, которые производят повышенное количество лактата. Повышенная вязкость крови затрудняет капиллярный кровоток, потенцируя гипоксический лактат-ацидоз, а гиперактивность лейкоцитов приводит к превышению потребления кислорода над его доставкой.
Не совсем понятно развитие лактат-ацидоза при злокачественных образованиях. Предположительные механизмы - образование плотных кластеров опухоли с локальным снижением перфузии и метастатическое поражение печеночной паренхимы, однако лактат-ацидоз развивался и при небольших опухолевых образованиях. Возможна и прямая продукция опухолями лактата, однако это не объясняет редкость тумор-индуцированного лактат-ацидоза. Независимо от механизмов возникновения, ликвидация опухоли обычно приводила к исчезновению ацидоза.
Тяжелый алкалоз (респираторный либо метаболический) может быть причиной лактат-ацидоза в результате снижения активности основных ферментов гликолиза. При сохраненной функции печени образовавшийся в результате алкалоза лактат эффективно метаболизируется. Лактат-ацидоз проявляется только при тяжелой алкалемии (pH 7,6 и выше) и при тяжелом нарушении функции печени. Лактат-ацидоз в этом случае является компенсаторной реакцией, направленной на поддержание стабильного внутриклеточного pH.
Группа наследственных заболеваний, включающих нарушения метаболизма, является более редкой причиной развития лактат-ацидоза. Она включает дефицит глюкозо-6-фосфатазы (болезнь Гирке), пируваткарбоксилазы, пируватдегидрогеназы и др. Иногда лактат-ацидоз может быть маркером MELAS-синдрома (от англ. mitochondrial encephalopathy, lactic acidosis, strokelike episodes). Этот синдром характеризуется мигренеподобными головными болями, деменцией, потерей слуха, атаксией и периодической рвотой.
В целом большинство состояний, относящихся к типу Б, сопровождается лишь умеренной лактатацидемией, и развитие значимого лактат-ацидоза возможно только при наличии дополнительных патологических воздействий, иногда достаточно сопутствующей умеренной гипоперфузии тканей, не способной самостоятельно вызвать лактат-ацидоз типа А.
D-лактат-ацидоз. Лактат является оптически активным соединением и существует в виде двух изомеров: левовращающего (L-изомера) и правовращающего (D-изомера). В организме млекопитающих присутствует только левовращающий изомер лактата и только соответствующая ему ЛДГ. Катализируя конверсию L-лактата в пируват, L-ЛДГ не влияет на метаболизм правовращающего изомера лактата.
D-лактат могут образовывать некоторые виды бактерий. Так, обитающие в кишечнике Bacteroides fragilis и Escherichia coli могут вырабатывать D-изомер лактата, который поступает в системную циркуляцию и вызывает метаболический ацидоз, часто сочетающийся с метаболической энцефалопатией. Такое состояние характерно для больных с обширной резекцией тонкой кишки (синдром короткой кишки), кишечными анастомозами (особенно еюноподвздошными анастомозами у людей с выраженным ожирением) и просто у чрезмерно тучных людей. Богатая углеводами диета может спровоцировать заболевание, так как не всосавшиеся в тонком кишечнике углеводы попадают в толстый кишечник, где служат питательной средой для бактерий.
D-лактат-ацидоз можно заподозрить у больных диареей и пациентов после хирургических вмешательств на кишечнике при наличии у них необъяснимого ацидоза с увеличенной анионной разницей.
Лактат, определяемый в клинико-диагностических лабораториях, является левовращающим изомером, поэтому при подозрении на D-лактат-ацидоз необходимо провести дополнительное исследование со специальными тест-системами для выявления D-изомера. Стандартное определение лактата заключается в добавлении к пробе крови L-ЛДГ и определении количества НАД-Н, образованного в результате конверсии лактата в пируват. Для определения D-лактата необходимо использовать D-ЛДГ. Такое исследование, к сожалению, весьма дорогостоящее вследствие видоспецифичности и проводится в специализированных, хорошо оснащенных клинических биохимических лабораториях.
В интенсивной терапии определение D-изомера лактата является ценным критерием для оценки ишемии кишечника у постоперационных больных.
Непосредственно лактат-ацидоз не вызывает выраженных неблагоприятных эффектов для организма. Ацидоз способен снижать сократимость миокарда, что было подтверждено опытами на изолированной сердечной мышце животных, но вследствие активации симпатоадреналовой системы (увеличения высвобождения катехоламинов из надпочечников) сердечный выброс увеличивается. Этому способствует также обусловленное ацидозом снижение общего периферического сосудистого сопротивления, уменьшающее постнагрузку на левый желудочек. Лактат вызывает увеличение пикового давления в левом желудочке, замедляя его релаксацию.
Умеренное повышение уровня лактата вызывает также некоторый противовоспалительный эффект, что может играть определенную роль у больных с сепсисом в период предварительного или генерализированного системного ответа. Опытным путем было доказано, что после предварительного введения лактата в культуру макрофагальных клеток и последующего добавления липополисахарида E. сoli происходило значимое снижение продукции цитокинов, в том числе NF-κB, NO, ИЛ-6, ИЛ-10, причем противовоспалительный эффект лактата был дозозависимым [5, 11].
Таким образом, сам лактат-ацидоз не является основой патологии, но является маркером имеющегося грозного состояния - гипоперфузии, сепсиса и др. Необъяснимая гиперлактатемия может являться важным индикатором тяжелого воспалительного процесса! Исходя из степени лактатемии, можно вычислить приблизительный прогноз для больного - увеличение содержания в крови лактата выше 4 ммоль/л коррелирует с летальностью в течение суток до 11% и более 60% летальных исходов в целом, особенно на фоне гипотермии [5, 11, 22].
Программа борьбы с сепсисом (Surviving Sepsis Campaign) рекомендует, среди прочего, измерять уровень лактата в течение 3 ч после поступления пациента. Если содержание лактата повышено, то в течение 6 ч показано повторное его измерение [11].
Параметр конечно-капиллярного давления кислорода
Параметр Рх - теоретический расчетный параметр конечно-капиллярного парциального давления кислорода (Рс О2 ) после извлечения части О2 клетками из артериальной крови в количестве 2,3 ммоль/л. Вычислительный алгоритм определения Рх учитывает положение кривой диссоциации оксигемоглобина (измеренные рН и Ра СО2 ) значения Ра О2 , сtО2 и Р50 артериальной крови пациента, на основании чего рассчитывает значение конечного капиллярного давления кислорода [36]. Непосредственное измерение значения РсО2 во множестве капилляров - технически невыполнимая задача. Однако градиент давления между капилляром и клеткой - направляющая сила диффузии кислорода, что делает актуальным знание значений РсО2 . Доставка кислорода, особенно к головному мозгу, может быть нарушена при величине Рx менее 38 мм рт.ст. (5 кПа).
Физиологически оптимальное значение Рx указывает на уровень конечно-капиллярного парциального давления кислорода в условиях полноценной тканевой перфузии и нормальных запросах кислорода клетками (2,3 ммоль/л) [34–36]. Недостаточное количество извлекаемого кислорода может быть при Рx ниже нормального значения. Достаточное поступление кислорода может быть достигнуто за счет увеличения его извлечения из крови, повышения тканевой перфузии или снижения скорости метаболизма. Активность компенсаторных механизмов сопряжена с пониженным значением Рx в сочетании с нормальным напряжением кислорода в венозной крови.
Референтный диапазон значений Рx [11] у взрослых:
Диагностическое значение. Величина Рх позволяет:
Клиническая интерпретация изменений значения Рx. Низкое значение Рx указывает на недостаточную эффективность компенсаторных реакций и/или проводимой терапии.
Значение Рx , превышающее референтное, необходимо соотнести с клинической ситуацией, которая может свидетельствовать о достаточном потреблении кислорода и нормальном сердечном выбросе. В этом случае избыточная поставка кислорода является нежелательной ввиду его возможного токсического воздействия, требует коррекции терапии.
Количество извлекаемого кислорода [СO2 (х)]
СO2 (х) или Сx - количество О2 , которое может быть извлечено из литра артериальной крови при снижении напряжения кислорода до 38 мм рт.ст. (5,1 кПа) при измеряемых рН и РСО2 [35, 36].
Референтное значение [11]
Диагностическое значение. Сх ниже референтного значения указывает на недостаточное количество кислорода транспортируемое артериальной кровью и ограничение его поступления в ткани, которые могут быть компенсированы увеличением сердечного выброса [31, 32].
Клиническое значение. Если потребление кислорода в норме, то низкое Сх часто указывает на низкое напряжение смешанной венозной крови и/или увеличенный сердечный выброс.
Компенсаторный фактор
Компенсаторный фактор (Qx ) - фактор, значение которого указывает на необходимый прирост сердечного выброса для поддержания напряжения кислорода смешанной венозной крови на уровне 38 мм рт.ст. (5,1 кПа) при артериовенозной разнице концентрации кислорода Сх = 2,3 ммоль/л крови. Qx является теоретическим и расчетным параметром, основанным на определении положения S-образной КДО:Qx = (2,3 ммоль/л)/Cx [8, 35].
Референтное значение [8, 35]:
Применение в диагностике. Высокий Qx означает, что транспортные возможности артериальной крови недостаточны для доставки необходимого количества O2 тканям и могут быть компенсированы увеличением сердечного выброса (например, при анемии) [8].
Клиническая интерпретация изменения значений Qx. Высокий Qx указывает на то, что сердечный выброс может быть или увеличен, и/или напряжение кислорода смешанной венозной крови снижено менее 38 мм рт.ст. (5,1 кПа), с тем чтобы компенсировать недостаточную артериальную доставку кислорода [8, 35].
Содержание кислорода во вдыхаемом воздухе
Содержание кислорода во вдыхаемом воздухе количественно характеризуют с помощью парциального давления вдыхаемого (инспирируемого) кислорода (РiО2 ) и значения фракции инспирируемого кислорода (FiО2 ) [14, 15]. Если пациент дышит атмосферным воздухом, FiО2 составляет приблизительно 21%. При дыхании газовой смесью с повышенным содержанием кислорода FiО2 >21%. Величина FiО2 вводится пользователем при исследовании газов крови, так как она необходима для вычислительных алгоритмов получения точных значений параметров газообмена.
Среднее давление кислорода в альвеолярном газе (РА О2)
Давление кислорода в альвеолярном газе - один из главных параметров, определяющих значения показателей газообмена. Однако прямое измерение РА О2 не представляется возможным. В связи с этим значение РА О2 определяют с помощью следующего упрощенного уравнения [15].
РA О2 = Рi О2 – (Ра CO2 /RQ),
где Ра CO2 - показатель, значение которого может быть определено в образце артериальной крови; RQ - дыхательный коэффициент, который в среднем составляет 0,8; Рi O2 как функция от FiO2 , барометрического давления (Р) и парциального давления водяных паров (РH2 O), которое в альвеолах составляет 47 мм рт.ст. и может быть рассчитано по формуле:
Рi О2 = FiO2 (Р – РН2 О).
Например, при:
Р = 760 мм рт.ст.; FiO2 = 21%; РН2 О = 47 мм рт.ст.;
РiO2 = (Р – РН2О ) · FiO2 = (760 – 47) · 0,21 = 150 мм рт.ст.
РA О~2 =~ Рi О2 – (Ра CO2 /RQ) ≈ 150 – 40/0,8 ≈ 100 мм рт.ст.
Референтный диапазон [8, 15]:
Применение в диагностике. РA О2 необходим для вычисления разности парциального давления кислорода в альвеолах и артериях; РА-а О2 ; индекса артерио-альвеолярной оксигенации RI = Рa O2 /FiO2 .
Альвеолярно-артериальная разница давления кислорода (РА-а О2 )
РА-а О2 (А-а РО2 ) - разность парциальных давлений кислорода альвеолярного газа и артериальной крови.
Референтный диапазон [8, 15]:
Величина РА-а О2 изменяется с возрастом (табл. 22-1).
Возраст, годы | Ра О2 , мм рт.ст. | РА-а О2 , мм рт.ст. |
---|---|---|
20 |
90–95 |
10–12 |
30 |
85–95 |
10–21 |
40 |
80–90 |
10–24 |
50 |
75–87 |
14–27 |
60 |
72–84 |
17–31 |
70 |
70–81 |
21–34 |
80 |
67–79 |
25–38 |
Диагностическое значение. Величина РА-а О2 позволяет:
Клиническая интерпретация изменений значения РА-аО2. РА-а О2 показывает эффективность процесса оксигенации в легких. РА-а О2 изменяется в зависимости от увеличения содержания кислорода во вдыхаемом воздухе или газе. РА-а О2 возрастает на 5–7 мм рт.ст. на каждые 10% прироста FiO2 [8, 11, 16].
Влияние возрастающей концентрации О2 в альвеолярном газе на величину РА-а О2 объясняется устранением действия гипоксических стимулов, которые ведут к вазоконстрикции и изменению кровоснабжения плохо вентилируемых участков легких. Вследствие этого кровь возвращается в плохо вентилируемые сегменты, в результате чего может увеличиться фракция шунта [11, 16]. Снижение содержания кислорода в альвеолах приводит к сужению артериол и, следовательно, к уменьшению кровотока (феномен Эйлера–Лилиестранда). В результате такого повышения сосудистого сопротивления, вызванного гипоксией, количество крови, протекающей через плохо вентилируемые участки легких, снижается, и кровоток перераспределяется в пользу хорошо вентилируемых отделов. Тем самым снижение объема перфузии локальной области увеличивает объем альвеолярного воздуха, что обеспечивает поступление больших количеств кислорода в кровь.
Респираторный индекс
Респираторный индекс (RI), или индекс оксигенации, - параметр, используемый в анестезиологии и реаниматологии, интенсивной терапии для оценки функции обмена кислорода в легких. RI численно равен отношению парциального давления (напряжения) кислорода артериальной крови к значению фракции инспирируемого кислорода [8, 11, 16]:
RI = Рa O2 /FiO2 .
Референтный диапазон [8, 11]:
RI = 500 (РaO2 /FiO2 = 100 мм рт.ст./0,21 ≈ 500).
Диагностическое значение. Индекс оксигенации используется при:
Клиническая интерпретация изменений значения RI
RI - неотъемлемая составляющая международных шкал, применяемых в рутинной практике отделений интенсивной терапии, анестезиологии и реанимации, где используется как качественный признак для определения степени острой дыхательной недостаточности [8, 11].
Снижение RI считается одним из основных критериев ОРДС. При этом степень нарушения оксигенирующей функции легких является дифференциально-диагностическим критерием острого повреждения легких (ОПЛ) и его наиболее тяжелой стадии - ОРДС:
По значению RI можно определить степень тяжести ОРДС и вероятность летального исхода (табл. 22-2).
Степень тяжести острого респираторного дистресс-синдрома | Индекс оксигенации | Летальность, % |
---|---|---|
Легкая |
200–300 |
27 |
Средняя |
100–200 |
32 |
Тяжелая |
<100 |
45 |
Значение RI может быть использовано как ориентировочный критерий фракции шунта (Fshunt) [11]:
Значения RI являются одним из ведущих прогностических критериев состояния больных COVID-19 при ИВЛ.
22.5.2. Анализ газов крови: алгоритм оценки результатов
Результаты анализа газов крови должны быть оценены вместе с клиническими данными о пациенте. Для интерпретации результатов анализа газов крови пациента предлагается алгоритм, в соответствии с которым показатели разбиты на группы, ассоциированные с соответствующим этапом газообмена (рис. 22-23).

Диаграмма адаптирована к реальной клинической обстановке, включает лишь ключевые показатели, влияющие факторы и наиболее вероятные причины. Ключевые показатели - Ра O2 , ctO2 , Р50 - имеют наибольшую значимость. Величина Ра O2 определяет доступность кислорода в легких; ctO2 - количество транспортируемого кислорода; Р50 - способность гемоглобина отдавать кислород, его доступность для клеток. Значение лактата показывает способность клеток использовать кислород. Если повышен уровень лактата, следующим шагом является анализ значений Ра O2 , ctO2 , Р50 , чтобы найти возможную причину высокого уровня лактата [13]. При отклонении значения ключевого показателя от нормы, оценивается величина влияющего фактора и наиболее вероятная причина или причины изменений.
РаO2 ниже нормы - гипоксемия - указывает на неадекватное поступление кислорода в легких, требует определения влияющего фактора и возможной причины развития.
Гипоксемия с нормальным РА-а О2 может быть обусловлена:
Гипоксемия с увеличением РА-а О2 (RI <500) может быть обусловлена:
Неадекватное поступление кислорода в легких необходимо улучшить лечебными мероприятиями, в зависимости от причины, вызвавшей нарушение.
-
Вдыхаемое РО2 может быть увеличено от нормального 150 мм рт.ст. (20 кПа) до 750 мм рт.ст. (100 кПа) - чистый кислород при атмосферном давлении. Риск заключается в кислородной интоксикации.
-
Альвеолярное РА О2 может быть увеличено улучшением режима вентиляции альвеол.
-
Физиологическое шунтирование в легких (то есть увеличенным РА-а О2 , RI <500) может быть уменьшено адекватным дренированием легких или изменением режима вентиляции.
-
Сердечный выброс может быть увеличен инотропными препаратами.
ctO2 ниже нормы при нормальном Ра О2 имеет место либо при низком содержании гемоглобина (ctHb), либо при наличии дизгемоглобинов. Выраженное смещение кривой диссоциации оксигемоглобина (КДО) вправо (Р50 ↑) может обусловить низкое сtO2 . Коррекция низкого сtO2 при нормальном Ра О2 заключается в трансфузии эритроцитной массы, если ctHb снижено, или имеется дизгемоглобинемия (СОНb ↑; МetHb ↑), то производится лечение последней.
ctO2 выше нормы при нормальном ра О2 может быть только благодаря высокому ctHb , что увеличивает нагрузку на сердце, поэтому может понадобиться гемодилюция.
Р50 - параметр, определяемый положением КДО, свидетельствует о доступности кислорода для клеток. Изменения значения Р50 вторичны относительно повышения рН, РСО2 , снижения уровня 2,3-дифосфоглицерата (2,3-ДФГ). Путем уменьшения pH (корригируя гипервентиляцию и алкалоз) можно снизить сродство гемоглобина к кислороду (увеличить Р50 ). Средней степени ацидемия (pH не ниже 7,2) может быть действительно полезна с точки зрения снабжения кислородом. Низкая концентрация 2,3-ДФГ, которая может сопровождаться тяжелой гипофосфатемией, может быть предупреждена введением фосфатов. Лекарственных средств для контролируемого влияния на сродство гемоглобина к кислороду на текущий момент не существует. Уровень потребления О2 может быть уменьшен воздействием седативных средств и средств, понижающих температуру тела.
Снижающийся или стабильно низкий уровень лактата при критическом состоянии - показатель улучшения состояния пациента [11–13].
Список литературы
-
Анаев Э.Х. Лактат и легкие: от теории к практике // Пульмонология. 2014. № 6. С. 108–114.
-
Зильбернагль С., Деспопулос А. Наглядная физиология: пер. с англ. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Лаборатория знаний, 2019. 424 с.
-
Клиническая лабораторная диагностика: национальное руководство: в 2 т. / гл. ред. В.В. Долгов, В.В. Меньшиков; АСМОК. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. Т. 1. 928 с.
-
Клиническая лабораторная диагностика: национальное руководство: в 2 т. / гл. ред. В.В. Долгов, В.В. Меньшиков; АСМОК. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. Т. 2. 808 с.
-
Костюченко С.С. Кислотно-щелочной баланс в интенсивной терапии. 2-е изд. Минск: ОИТАР МОКБ, ГрГМУ, 2009. 268 с.
-
Лобов Г.И. Роль лимфатической системы в гомеостазе интерстициальной жидкости в легких и плевральной жидкости // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2018. Т. 18, № 1. С. 104–112.
-
Медицинская лабораторная диагностика: программы и алгоритмы: руководство для врачей / под ред. А.И. Карпищенко. 3-е изд., перераб. и доп. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. 696 с.
-
Микульчик П. Диагностика критических состояний: пер. с англ. М.: ЗАО МедСервис, 2009. 131 с.
-
Нельсон Д., Кокс М. Основы биохимии Ленинджера: биоэнергетика и метаболизм: пер. с англ. Т. 2. 4-е изд. М.: Лаборатория знаний, 2020. 636 с.
-
Об утверждении критериев оценки качества медицинской помощи [Электронный ресурс]: приказ Минздрава РФ от 10.05.2017 № 203н. Доступ из справочно-правовой системы «Гарант».
-
Сигер К., Хиггинс К. Лабораторные показатели в неотложной медицине: руководство: пер. с англ. М.: Практическая медицина, 2016. 251 с.
-
Соловьева И.В. Лактат в оценке тяжести критических состояний, 2018. 35 с. URL: http://www.diakonlab.ru/nauka/.
-
Торшин В.А. Уровень лактата крови как показатель STAT-анализа // Лаборатория. 2001. № 4. С. 17–19.
-
Физиология человека с основами патофизиологии. Т. 2 / под ред. Р.Ф. Шмидт, Ф. Ланга, М. Хекмана; пер. с нем. под ред. М.А. Каменской и др. 2-е изд. М.: Лаборатория знаний, 2021. С. 252–344.
-
Фундаментальная и клиническая физиология / под ред. А. Камкина, А. Каменского. М.: Академия, 2004. С. 770–838.
-
Хеннеси А.А.М., Джапп А.Дж. Анализ газов артериальной крови понятным языком: пер. с англ. 2-е изд. М.: Практическая медицина, 2018. 168 с.
-
Шурыгин И.А. Мониторинг дыхания: пульсоксиметрия, капнография, оксиметрия. М.: БИНОМ, 2000. 301 c.
-
Andersen C. Critical haemoglobin thresholds in premature infants // Arch. Dis. Child. Fetal Neonatal Ed. 2001. Vol. 84. Р. 146–148.
-
Banak T. Fetal blood gas values // Modak R.K., ed. Anesthesiology Keywords Review: 2nd ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 2013. 212 p.
-
Breimer L., Mikhailidis D. Could carbon monoxide and bilirubin be friends as well as foes of the body // Scand. J. Clin. and Lab. Invest. 2010. Vol. 70. P. 1–5.
-
Burnett R. Minimizing error in the determination of p50 // Clin. Chem. 2002. Vol. 48. P. 567–570.
-
Burtis C.A., Rifai N., Bruns D.E. Tietz Fundamentals of Clinical Chemistry and Molecular Diagnostics. Elsevier eBook on VitalSource: 7th ed. St. Louis: Saunders Elsevier, 2015. 1104 p.
-
Cohen R., Woods H. Disturbance of acid-base homeostasis // Warrel D.A., Cox T.M., Firth J.D., eds. Oxford Textbook of Medicine. 5th ed. Oxford: Oxford University Press, 2010.
-
Cousineau J., Anctil S., Carceller A. et al. Neonate capillary blood gas reference values // Clin. Biochem. 2005. Vol. 38. P. 905-07.
-
Pflüger E.F.W. Über die Diffusion des Sauerstoffs, den Ort und die Gesetze der Oxydationsprozesse im tierischen Organismus // Arch. Gesamte Physiol. 1872. Vol. 6. P. 43.
-
Kao L., Nanagas K. Carbon monoxide poisoning // Emerg. Clin. N. America. 2004. Vol. 22. Р. 985-1018.
-
Klaestrup E., Trydal T., Pederson J. Reference intervals and age and gender dependency for arterial blood gases and electrolytes in adults // Clin. Chem. Lab. Med. 2011. Vol. 49. Р. 1495-1500.
-
Kregenow D.A., Swenson E.R. The lung and carbon dioxide: implications for permissive and therapeutic hypercapnia // Eur. Respir. J. 2002. Vol. 20. P. 6-11
-
Lippi G., Rastelli G., Meschi T. et al. Pathophysiology, clinics, diagnosis and treatment of heart involvement in carbon monoxide poisoning // Clin. Biochem. 2012. Vol. 45. Р. 1278-1285.
-
Owens E. Endogenous carbon monoxide production in disease // Clin. Biochem. 2010. Vol. 43. Р. 1183-88.
-
Percy M., Butt M., Crotty G. et al. Identification of high oxygen affinity hemoglobin variants in the investigation of patients with erythrocytosis // Hematologica. 2009. Vol. 94. Р. 1321-22.
-
Rumi E., Passamoniti F., Pagan L. et al. Blood p50 evaluation enhances diagnostic definition of isolated erythrocytosis // J. Intern. Med. 2009. Vol. 74. P. 265–266.
-
Severinghaus J.W. Takuo Aoyagi: discovery of pulse oximetry // Anesthesia and analgesia. 2007. Vol. 105, Suppl. 6. P. 1–4.
-
Siggaard-Andersen O., Wimberley P.D., Fogh-Andersen N., Gøthgen I.H. Arterial oxygen status determined with routine pH/blood gas equipment and multi-wavelength hemoximetry: reference values, precision and accuracy // Scand. J. Clin. Lab. Invest. 1990. Vol. 50, Suppl. 203. Р. 57–66.
-
Siggaard-Andersen O., Fogh-Andersen N., Gøthgen I.H., Larsen V.H. Oxygen status of arterial and mixed venous blood // Crit. Care Med. 1995. Vol. 23, N. 7. P. 1284–1293.
-
Siggaard-Andersen O., Ulrich A., Gøthgen I.H. Classes of tissue hypoxia // Acta Anaesthesiol. Scand. 1995. Vol. 39, Suppl. 107. Р. 137–142.
-
Sola A., Rogido M., Deulofeut R. Oxygen as a neonatal health hazard: call for détente in clinical practice // Acta Paediatrica. 2007. Vol. 96, N 6. Р. 801–812.
-
Thomas L. Critical limits of laboratory results for urgent clinician notification // eJIFCC. 2003. Vol. 14, N 1. Р. 1–8. URL: http://www.ifcc.org/ifccfiles/docs/140103200303.pdf.
-
Vierordt K. Die quantitative Spektralanalyse in ihrer Anwendung auf Physiologie, Physik, Chemie und Technologie. Tubingen: H. Laupp’sche Buchhandlung, 1876.
-
Wettstein R., Wilkins R. Interpretation of blood gases // Clinical assessment in respiratory care, 6th ed. St. Louis: Mosby, 2010. 1495–1500 p.
-
White A. The evaluation and management of hypoxemia in the chronic critically ill patient // Clin. Chest. Med. 2001. Vol. 22. Р. 123–134.
-
Wolak E., Byerly F., Mason T., Cairns B. Methemoglobinemia in critically ill burned patients // Am. J. Crit. Care. 2005. Vol. 14. Р. 104–108.
Глава 23. Онкомаркеры
23.1. Онкогенез, свойства опухолевой клетки
Автономная, неограниченная пролиферация клеточного клона в структуре собственной ткани и за ее пределами, обусловленная сочетанными дефектами в механизмах регуляции клеточного цикла, дифференцировки, программируемой гибели клеток (апоптоза), сопровождающаяся неэффективным функционированием системы иммунитета, расстройствами общего метаболизма, называется злокачественным ростом. Способностью злокачественного роста обладают раковые (неопластические, опухолевые, злокачественные, малигнизированные) клетки, которые образуются из нормоцитов в многостадийном процессе канцерогенеза (от лат. cancer - рак и греч. genes - рождаю).
Злокачественное перерождение нормальных клеток является относительно длительным процессом, измеряющимся годами. Это перерождение возникает вследствие повреждений молекул ДНК в соматических клетках, приводя к онкологическим заболеваниям. Приобретение нормоцитом измененных характеристик, которые являются свойствами раковых клеток, определяют как трансформацию . Клетку, обладающую отдельными измененными характеристиками, называют трансформированной . Образование трансформированной клетки происходит в течение стадии, получившей название инициации . Факторы, оказывающие инициирующее воздействие, получили название канцерогены . Канцерогены могут быть:
-
физической природы - ультрафиолетовое и радиационное излучения;
-
химической природы - ряд ароматических и линейных углеводородов (3,4-бензпирен, хлороформ и др.), нитрозосоединений (N-нитрозодимегиламин, N-нитрозометилмочевина и др.), некоторые металлы и металлоиды (мышьяк, никель, свинец и др.);
-
биологической - вирусы (ДНК-содержащие вирусы папилломы, гепатитов В и С, Эпстайна–Барр и другие, РНК-содержащие вирусы клеточного лейкоза человека I и II типов, рака молочной железы мышей и др.).
Сформировавшаяся при действии канцерогена трансформированная клетка в отличие от нормоцита обладает наследуемым свойством - иммортальностью - способностью к неограниченному числу удвоений. Нормальные клетки человека имеют ограниченное количество клеточных удвоений, получившее название лимита Хейфлика.
В 60-е годы ХХ столетия Леонард Хейфлик и Пол Мурхед (1961) впервые на культуре фибробластов доказали, что нормоциты совершают 50±10 клеточных удвоений, после чего перестают делиться, и это ограничение клеточных удвоений не удалось выявить лишь у герминативных, раковых и стволовых клеток [42]. Совершив последний цикл деления, нормальные клетки останавливаются в фазе G1 клеточного цикла и утрачивают способность к дальнейшему движению по клеточному циклу, которое у нормоцитов происходит при действии ростовых факторов или при устранении контактного торможения. Гибель нормальных клеток в этих условиях происходит по механизму апоптоза (от греч. арорtosis - опадение лепестков цветка или листьев деревьев) - процесса, который на клеточном уровне проявляется вакуолизацией цитоплазмы и конденсацией хроматина с последующей клеточной фрагментацией на апоптотические тельца, содержащие остатки хроматина и клеточные органеллы. Цикл апоптотических изменений проходит в течение часа. В последующем апоптозные тельца захватываются и катаболизируются тканевыми макрофагами.
Иммортализация клетки приводит к аномальному накоплению ее потомков, что проявляется гиперплазией ткани. При повышенной митотической активности трансформированных клеток образуется доброкачественная опухоль, которая порой, достигая массы в десять и более килограммов, не нарушает общего метаболизма и не приводит организм к гибели. Следовательно, помимо обретения свойства иммортализации трансформированной клетке необходимо формирование дополнительных характеристик, определяющих ее злокачественность.
Озлокачествление трансформированной клетки требует постоянного, длительного действия определенных веществ, которые получили название промоторов. Одним из первых обнаруженных промоторов (1906) был краситель - шарлаховый красный. Действие этого соединения на нормальные клетки различных тканей стимулировало их митотическую активность, вызывая гиперплазию ткани, но как только введение вещества заканчивалось, прекращалось и размножение клеток. Относительно быстро восстанавливался исходный объем ткани, клетки которой в последующем не проявляли никаких злокачественных потенций.
Промоторами являются некоторые представители физиологических биорегуляторов различных классов - ростовые факторы, цитокины, гормоны эстрогенной и андрогенной природы; компоненты кротонового масла - форболовые эфиры, и ряд других химических веществ. Соединения, обладающие только промоторной активностью, не вызывают трансформации нормоцитов, но у трансформированных клеток они индуцируют формирование злокачественных свойств. Вещества, обладающие как трансформирующим действием на клетки, так и активностью промотора (например, бензпирен), называются полными канцерогенами.
Промотор обладает физиологической активностью, направленной на:
Процесс озлокачествления при действии промотора - стадия промоции, сопровождается формированием у трансформированной клетки целого ряда свойств:
-
способности стимулировать ангиогенез и другие (рис. 23-1).

Развивающиеся в процессе промоции неопластические клетки параллельно формируют сложную структуру - опухолевую ткань или злокачественную опухоль, состоящую из многих различных клеточных типов, участвующих в гетеротипических взаимодействиях друг с другом [2]. Мобилизованные и необходимые для роста опухоли здоровые клетки, образуют ассоциированную с опухолью строму, становясь активными участниками опухолеобразования; по существу, эти стромальные клетки способствуют развитию и проявлению некоторых отличительных признаков - опухоль индуцирующее воспаление, индукция ангиогенеза и др. Неопластические клетки опухолевой ткани не нуждаются в действии промотора и не является частью единого организма, обладая набором свойств, позволяющим вести паразитическое существование (рис. 23-2).

Злокачественная опухоль ведет себя как отдельный паразитический организм, способный эволюционировать в соответствии с законами дарвиновского отбора. Клетки опухолевого клона оказывают выраженное иммунодепрессивное действие, обладая при этом иммунной толерантностью - способностью "ускользать" от воздействия иммунной системы хозяина. Проявление паразитических потенций неопластических клеток - их диффузное прорастание в структуре нормальной ткани их зарождения - инвазивный рост; и за ее пределами - метастазирование определяют базовое содержание стадии прогрессирования при опухолевом росте.
23.2. Молекулярно-генетические аспекты злокачественного перерождения клетки
Злокачественная трансформация клеток вызывается мутациями в генах ДНК, которые отвечают за регуляцию деления, дифференцировки и запрограммированной гибели клеток (апоптоза). Концептуальное предположение о том, что "рак - болезнь генов", позволили экспериментально доказать результаты работ по биохимии, иммунологии, молекулярной биологии и генетике развития злокачественных новообразований, другим направлениям биологической и медицинской науки [3]. Первые успешные опыты, в которых ДНК, выделенная из трансформированных вирусом саркомы Рауса клеток, индуцировала в эмбриональных фибробластах курицы развитие клеток с признаками опухолевого фенотипа, были выполнены в 1971 г. М. Hill и J. Hillova [12]. Результаты последующих исследований полностью подтвердили положение о том, что признаки трансформированного фенотипа закодированы в ДНК. Индукция и промоция канцерогенеза невозможна без нарушения работы определенных генов (в геноме человека их не менее 200). Эти гены в своей нормальной форме кодируют белки, участвующие в контроле клеточного цикла. Нормальный ген, изменения нуклеотидной последовательности которого (мутация) и/или его цитогенетическая аномалия приводят к формированию фенотипа злокачественной клетки, стали называть протоонкогеном . Протоонкоген называют онкогеном , если его цитогенетическая аномалия, мутация или устойчивое деметилирование промоторной области приводят к появлению у нормоцита измененных характеристик, являющихся свойствами раковых клеток. Онкогены - это дефектные гены факторов положительной регуляции клеточного деления (семейства ras- и mys- генов, семейства генов ростовых рецепторов и так далее) и генов, тормозящих апоптоз (bcl-2, bcl-ХI ) [16].
Образование онкогенов становится возможным при снижении или инактивации продуктов группы генов, определяемых как опухолевые супрессоры (рецессивные протоонкогены, или антионкогены) - гены факторов отрицательной регуляции клеточного деления или гены апоптоза. Рецессивные протоонкогены кодируют белки, имеющие отношение к процессу репликации ДНК, а точнее - к процессу исправления дефектов при репликации ДНК. Нарушение работы этой системы в результате инактивации продуктов супрессорных генов сопровождается повышением частоты спонтанного мутагенеза.
Молекулярный анализ состояния протоонкогенов в опухолевых клетках больного позволяет понять этиологию возникновения данной опухоли, составить обоснованный прогноз в отношении ее развития и выбрать дифференциальную стратегию лечения. Среди генов-супрессоров опухолевого роста наибольшее диагностическое значение имеют мутации гена белка p53 - ингибитора клеточного деления и ключевого фактора апоптоза, а также гена белка p16. Опухолевые супрессоры, или антионкогены, - это гены, дефекты которых значительно увеличивают вероятность возникновения раковых клеток вследствие цитогенетической и хромосомной нестабильности (мутации и цитогенетические аномалии, аберрантное метилирование), а восстановление их активности приводит к депрессии митотической активности клеток опухолевого клона.
Цитогенетические аномалии, вызывающие активацию прото- и антионкогена, могут быть в форме транслокации, амплификации и делеции хромосом.
Транслокация - это перестройка хромосом, при которой часть одной хромосомы отрывается, а затем присоединяется к другой хромосоме.
Амплификация - образование дополнительных копий хромосомных последовательностей, обнаруживаемых в хромосомной или вне хромосомной ДНК.Делеция - удаление части ДНК хромосомы; при этом области, фланкирующие удаленные участки, соединяются.
Изменения структуры ДНК прото- и антионкогена могут быть в форме внутригенных и промоторных мутаций, делеций части гена, вставок (рис. 23-3).

Особым вариантом онкогенной модификации прото- и антионкогенов является аберрантное метилирование. Под аберрантным метилированием понимают нарушение физиологического профиля энзиматического метилирования регуляторных последовательностей ДНК прото- и антионкогенов. Следствием аберрантного метилирования является стабильная избыточная или недостаточная активность гена, сопоставимая с наличием в нем "физической" мутации. Вследствие этого подобный тип онкогенной модификации прото- и антионкогенов получил название эпимутации. Синоним термина "эпимутация" - MAGI (methilation-associated gene inactivation).
Мутации, цитогенетические перестройки хромосом, аберрантное метилирование являются неотъемлемыми составляющими процесса хромосомной и генетической нестабильности, который в физиологических рамках отражает активность генетического уровня адаптивных реакций к действию неблагоприятных факторов среды [23]. Негативное проявление генетической и хромосомной нестабильности представляет собой, в числе прочего, онкогенная модификация протоонкогенов.
В табл. 23-1 представлены некоторые протоонкогены, онкогенная модификация которых приводит к образованию тех или иных форм новообразований человека.
Протоонкоген | Функция белка | Изменения | Новообразования |
---|---|---|---|
RET (GDNF-R) |
Рецепторная тирозинкиназа |
Точечные активирующие мутации. Рекомбинации, образующие химерные гены Ret/pic, кодирующие постоянно активированный рецептор |
Синдромы множественных эндоконных неоплазий (MEN2a, MEN2b), медуллярный* и папиллярный раки щитовидной железы |
ERBBI (EGE-R) |
Рецепторная тирозинкиназа |
Амплификация и гиперэкспрессия гена |
Глиобластомы и другие нейрогенные опухоли |
ERBB2 (HER2) |
Рецепторная тирозинкиназа |
Амплификация и/или гиперэкспрессия гена |
Рак молочной железы |
PDGE-R β |
Рецепторная тирозинкиназа |
Хромосомные транслокации, образующие химерные гены TEE/PDGF-R β, CVE6/PDGF-R β, кодирующие постоянно активированные рецепторы |
Хронический миелоцитарный лейкоз, острый миелобластный лейкоз |
SRC |
Нерецепторная тирозинкиназа |
Мутации в экзоне 531, отменяющие негативную регуляцию киназной активности |
Часть опухолей толстого кишечника на поздних стадиях |
K-RAS, N-RAS, H-RAS |
G-белки - участвуют в передаче митогенных сигналов и регуляции морфогенетических реакций |
Мутации в экзонах 12, 13, 61, вызывающие образование постоянно активированной ГТФ-связанной формы Ras-белка |
60–80% случаев рака поджелудочной железы; 25–30% различных солидных опухолей и лейкозов |
PRAD /циклин D1 |
Регулирует клеточный цикл |
Амплификация и/или гиперэкспрессия гена |
Рак молочной и слюнных желез |
C-MYC |
Фактор транскрипции, регулирует клеточный цикл и активность тело- меразы** |
Хромосомные транслокации, перемещающие ген под контроль регуляторных генов иммуноглобулинов. Амплификация и/или гиперэкспрессия гена; мутации, стабилизирующие белок |
Лимфома Беркитта. Многие формы новообразований |
CTNNB1 ( β-катенин) |
Транскрипционный фактор, регулирует C-MYC и циклин DI; связываясь с кадхерином, участвует в образовании адгезионных контактов |
Мутации, увеличивающие количество несвязанного с Е-кадхерином В-катенина, который функционирует как транскрипционный фактор |
Наследственный аденоматозный полипоз толстой кишки; различные формы спорадических опухолей |
BCL2 |
Подавляет апоптоз, регулирует проницаемость митохондриальных и ядерных мембран |
Хромосомные транслокации, перемещающие ген под контроль регуляторных элементов генов иммуноглобулинов |
Фолликулярная лимфома |
ABE |
Регулирует клеточный цикл и апоптоз |
Хромосомные транслокации, ведущие к образованию химерных генов BCR/ABL |
Продукты этих генов стимулируют пролиферацию клеток и подавляют апоптоз |
MDM2 |
Инактивирует опухолевые супрессоры р53 и pRb |
Амплификация и/или гиперэкспрессия гена |
Часть остеосарком и сарком мягких тканей |
*Полужирным шрифтом выделены наследственные формы заболеваний, возникающие при мутациях генов в половых клетках. В остальных случаях онкогенные модификации структуры ДНК протоонкогенов происходят в соматических клетках, которые дают начало опухоли.
**Теломераза (ДНК-нуклеотидилэкзотрансфераза [КФ 2.7.7.31]) - фермент, способный восстановить утраченные нуклеотиды теломер, концевых фрагментов ДНК хромосом, обеспечивая, таким образом, иммортальность трансформированных и опухолевых клеток.
Примечания. Здесь и далее для обозначения протоонкогенов и их белковых продуктов используются общепринятые принципы: гены обозначаются курсивом (для генов человека все буквы прописные, для генов животных - строчные), а их белковые продукты - с прописной буквы обычным шрифтом. Протоонкогены клеточного происхождения обозначаются индексом С, онкогены вирусного происхождения обозначаются индексом v, например v-myc и С-МYС . Названия онкогенов происходят от форм заболеваний, индуцируемых соответствующими вирусами (например, название онкогена МYС происходит от заболевания - myelocytoma , индуцируемого соответствующим вирусом).
Ключевая роль онкогенов и соответственно их продуктов в формировании фенотипа злокачественной клетки обусловлена функциями, которые выполняют продукты протоонкогенов, обеспечивая структурно-метаболическое и функциональное единство всех клеток организма, адекватное их месту, времени и условиям среды.
23.2.1. Продукты протоонкогенов, их функции
Продукты протоонкогенов формируют сложную сеть сигнальных коммуникаций, вовлеченных в многостадийный процесс регуляции клеточного цикла, апоптоза, целостности генома, морфогенетических реакций, дифференцировки, выживаемости клеток и других клеточных функций, без которых невозможны ни развитие многоклеточного организма, ни его жизнедеятельность. Продукты протоонкогенов могут быть подразделены на биорегуляторы (факторы роста, цитокины, растворимые в липидах сигнальные молекулы - стероиды, оксид азота и др.), рецепторы биорегуляторов (рецепторы жирорастворимых сигнальных молекул, локализованные в цитоплазме), трансмембранные и цитоплазматические белки, связанные с мембраной, белки цитоплазмы и ядерные белки. Структурные компоненты сигнального пути генерируют, усиливают, координируют и завершают преобразование внеклеточных сигналов в специализированные клеточные функции (рис. 23-4).

Одним из ключевых принципов организации внутриклеточных сигнальных коммуникаций является наличие общих вторичных посредников. Для митогенных биорегуляторов - ростовых факторов и отчасти цитокинов таковыми являются G-белки, представители которых объединены в пять семейств: Ras, Rho, Rab, Ran и Art (в проведении митогенных сигналов посредничают преимущественно G-белки семейства Ras: K-Ras, N-Ras, H-Ras), расположенные на внутренней поверхности плазматической мембраны [54], а также ионы кальция, фосфолипиды, циклические нуклеотиды - цАМФ и цГМФ.
Связывание специфического ростового фактора с поверхностным доменом рецептора меняет конформацию последнего, в результате активируется цитоплазматический каталитический домен (трансмембранный перенос сигнала). Далее регуляторный сигнал от рецепторов ростовых факторов распространяется на продукт протоонкогена - G-белок (например, p2l/K-Ras), который приобретает сродство к ГТФ. ГТФ-связанное состояние белка р21 ведет к стимуляции ряда его эффекторов, которые увеличивают концентрацию внутриклеточного посредника ц-АМФ. Регуляторное действие ц-АМФ распространяется в числе прочего на серин-треониновые киназы - Raf и МЕКК, запускающие другие МАР-киназные каскады. Конечные продукты этого сигнального пути протеинкиназы - ERK (МАРК), р38 и JNK (SAPK) транслоцируются из цитоплазмы в ядро, где они фосфорилируют и активируют множество субстратов (рис. 23-5). Обратимое фосфорилирование эффекторов по остаткам тирозина, треонина, серина является общим механизмом дифференциации и/или интеграции регуляторного сигнала в сигнальных коммуникациях.

Активированный G-белок (комплекс ГТФ–G-белок), обеспечивая проведение митогенного импульса на следующий компонент сигнального пути, одновременно проявляет ГТФазную активность. ГТФазная активность Ras-белка распространяется на связанную ГТФ, которая распадается на ГДФ и ортофосфат. Комплекс ГДФ↔G-белок быстро распадается, что ведет к инактивации G-белка и, соответственно, прерыванию передачи митогенного сигнала (рис. 23-6). Для последующей активации G-белка необходимо воздействие митогенного фактора. Таким образом, стимуляция митотической активности в нормоцитах имеет дискретный, импульсный характер, определяемый воздействием внеклеточных митогенных биорегуляторов.

Онкогенная модификация Ras-белка (например, мутация гена K-RAS в 12-м экзоне) приводит к тому, что G-белок (р21) теряет ГТФазную активность, в силу чего, связывая ГТФ, находится в состоянии, постоянно активирующем последующий компонент сигнальной цепи (эффект "нажатого звонка"), проводящей митогенный сигнал [54]. Иными словами, клетка фактически находится в режиме самостимуляции митотической активности в отсутствие ростовых факторов.
Обширное семейство цитокинов (интерлейкины, интерфероны, колониестимулирующие факторы, пептидные гормоны) также частично использует G-белки в структуре сигнальной коммуникации. Рецепторы цитокинов - трансмембранные белки, лишены протеинкиназной активности, но приобретают ее, образуя после активации лигандом прочные комплексы с продуктами протоонкогенов - цитоплазматическими тирозинкиназами Src-семейства [28]. Дальнейшее движение сигнала, индуцируемого цитокином, осуществляется тирозинкиназами Src-семейства через Ras-зависимые и Ras-независимые сигнальные пути, которые регулируют различные клеточные процессы - митотическую активность, выживаемость, локомоторную активность, способность к адгезии и др. (табл. 23-2).
Белок-мишень | Функция белка | Регулируемая клеточная функция |
---|---|---|
р85-субъединица Р13-киназы |
Некаталитическая субъединица Р13-киназы |
↑ выживаемости клеток |
RasGAP |
ГТФазный активатор Ras |
↑ митотической активности; ↑ выживаемости клеток |
Shptp2lSyp |
Фосфотирозинфосфатаза |
– |
Shc |
Связывает Grb2 - адапторный белок, участвующий в транслокации факторов нуклеотидного обмена (GEF) к мембране, где находится Ras, способствуя активации сигнального пути |
↑ митотической активности; ↑ выживаемости клеток |
Plcγ |
PI-специфичная фосфолипаза С |
Ингибирование апоптоза; ↑ выживаемости; ↑ митотической активности клеток |
p62 |
RasGAP-ассоциированный белок |
↑ митотической активности, ↑ выживаемости клеток |
pl90 |
ГТФазный активатор Rho |
– |
Тензин |
Связывание с актином, интегриновая система передачи сигналов |
Ингибирование апоптоза; ↑ выживаемости; ↑ митонической и ↑ локомоторной активности клеток |
Винкулин |
Связывание с актином, интегриновая система передачи сигналов |
То же, что и тензин |
Кортактин |
Связывание с кортикальным актином |
– |
Талин |
Связывание с актином и интегрином, интегриновая система передачи сигналов |
То же, что и тензин |
Паксилин |
Интегриновая система передачи сигналов |
То же, что и тензин |
AfapllO |
Ассоциирован с актиновыми филаментами |
– |
Faк |
Тирозинкиназа, связывание с интегрином и интегриновая система передачи сигналов |
То же, что и тензин |
β1 -Интегрин |
Образование адгезионных соединений и система передачи сигналов |
То же, что и тензин |
pl30cas |
Интегриновая система передачи сигналов |
То же, что и тензин |
pl20cas |
Катенин, клеточная адгезия |
То же, что и тензин |
β-Катенин |
Связывание с интегрином, межклеточная адгезия |
То же, что и тензин |
γ-Катенин |
Клеточная адгезия |
То же, что и тензин |
Sam68 |
Связывание РНК |
– |
Калпактин I - аннексии II |
Связывание Са2+ -фосфолипидов |
– |
Примечания. ↑ - возрастание показателя.
Структура Src [sb] Ras-зависимых сигнальных коммуникаций представлена на рис. 23-7. Онкогенные изменения тирозинкиназ Src-семейства, подобно онкогенной модификации G-белков, способны вызывать перманентную стимуляцию митотической активности в соответствии с эффектом "нажатого звонка".

Специфичное взаимодействие сигнальных белков друг с другом обеспечивается обособленными некаталитическими доменами. Первые из них были обнаружены в молекулах протеинтирозинкиназ семейства Src и названы доменами Src-гомологии - SH2, так как находились вблизи каталитического домена Src-киназ - SH1. В состав SН2-домена входят 100–150 аминокислотных остатков, в последовательности которых имеются участки, избирательно и с высоким сродством взаимодействующие с сайтом из трех-пяти аминокислот, расположенных сразу после фосфотирозина на молекуле рецептора и других сигнальных белков [7]. Вслед за SН2-доменами у Src-киназ были обнаружены SН3-домены - последовательности из 50–80 аминокислот, которые обладали высоким сродством к полипролиновым участкам белков мембран и цитоскелета. Позже SH2- и SН3-домены были обнаружены в различных белках, образующих сигнальные коммуникации - фосфолипазах, цитоплазматических протеин-тирозинкиназах, липид-киназах, адаптерных белках и факторах транскрипции. Сигнальные белки, имеющие SH2- и SН3-домены, оказались филогенетически древними и консервативными. В ряде сигнальных белков были выявлены домены, последовательности аминокислот которых обладали высоким избирательным сродством к мембранным фосфолипидам. Эти структуры стали называть плекстриновыми доменами (РН-домены) по названию белка плекстрина, где они впервые были обнаружены.
Однако образования в клетке одного какого-то онкогена недостаточно для проявления ее злокачественных потенций, необходима комплементация нескольких определенных групп онкогенов.
23.2.2. Группы комплементации онкогенов, антионкогены
Установлены две комплементарные группы онкогенов. Функциональная активность онкогенов в одной из них ответственна за иммортализацию клетки, индуцируется она на стадии инициации.
Активность онкогенов другой группы наделяет иммортализованные клетки способностью автономного существования, постоянной митотической активности, депрессией апоптоза и другими свойствами, проявляется на стадии промоции. Образование этих групп онкогенов становится возможным при снижении или депрессии функциональной дееспособности генов, определяемых как опухолевые супрессоры или антионкогены. Продукты антионкогенов являются белками, которые контролируют клеточный цикл, интактность ДНК, программируемую гибель клеток. Например, белок р53 является ядерным белком, который при повреждении ДНК запускает процесс апоптоза, что позволяет избежать размножения клеток с измененным генетическим аппаратом. Опухолевые супрессоры или антионкогены - это гены, инактивация которых значительно увеличивает вероятность появления раковых клеток вследствие возникновения генетической и хромосомной нестабильности. Восстановление их активности приводит к депрессии митотической активности клеток опухолевого клона. К опухолевым супрессорам также относят "мутаторные" гены, нарушение функции которых приводит к генетической нестабильности и увеличивает частоту онкогенных модификаций прото- и антионкогенов. Опухолевые супрессоры и возникающие при нарушении их функции онкологические заболевания приведены в табл. 23-3.
Ген | Функции белка | Новообразования |
---|---|---|
р53 |
Транскрипционный фактор; регулирует клеточный цикл и апоптоз, контролирует целостность генома |
Синдром Ли–Фраумени (опухоли мозга, остеосаркомы, лейкозы, карциномы молочной железы) : большинство форм спорадических опухолей |
INK4a/ARF |
Негативная регуляция клеточного цикла за счет ингибирования Cdk4, активации р53 |
Наследственные меланомы, опухоли поджелудочной железы, головы и шеи , многие спорадические опухоли |
RB |
Негативная регуляция клеточного цикла за счет депрессии активности фактора транскрипции E2F, индуцирующего начало в S-фазу |
Наследственные ретинобластомы и многие формы спорадических опухолей |
TBR-II |
Рецептор второго типа для цитокина - ингибитора митотической активности |
Наследственные и спорадические раки толстой кишки |
SMAD2 SMAD3 |
Необходимы для депрессии митотической активности, обеспечивая передачу регуляторного сигнала от активированных рецепторов TGF-β к Smad4 |
Рак толстой кишки, легкого, поджелудочной железы |
SMAD4/DPC4 |
Негативная регуляция клеточного цикла за счет активации ингибиторов Cdk - p21WAf1’ , p27K1P1 ,Р15 iNKib - терминальных эффекторов цитокина TGF-β |
Ювенильный гамартоматозный полипоз желудка и кишечника , различные формы спорадических опухолей |
Е-кадгерин |
Контактное торможение размножения за счет индукции активности р53, р27К1Р1 |
Наследственные раки желудка и многие формы спорадических опухолей |
APC |
Депрессия митотической активности за счет нейтрализации цитоплазматического β-катенина, что препятствует образованию транскрипционных комплексов β-катенин–Tсf |
Наследственный аденоматозный полипоз и спорадические опухоли толстой кишки |
VHL |
Негативная регуляция митотической активности за счет депрессии экспрессии гена VEGF (фактора роста эндотелия сосудов) и других генов, активируемых при гипоксии |
Синдром фон Гиппеля–Линдау (множественные гемангиомы) : светлоклеточные карциномы почки |
WT1 |
Транскрипционный фактор; связываясь с р53, модулирует экспрессию р53-респонсивных генов, продукты которых контролируют клеточный цикл, апоптоз, целостность генома |
Наследственные нефробластомы (опухоль Вилмса) |
PTEN/MMAC1 |
Фосфатаза; стимулирует апоптоз, подавляя активность Pi3k-Pkb/Act сигнального пути |
Синдромы: Коулена, Банаяна–Зонана, Банаяна–Райли–Рувалкаба ; спорадические опухоли - рак молочной, предстательной, щитовидной желез, яичников и эндометрия |
NFI (нейрофибромин) |
Белок семейства Gap - приводит к депрессии митотической активности за счет негативной регуляции онкогена RAS |
Нейрофиброматоз 1-го типа : шванномы периферической нервной системы |
NF2 (мерлин) |
Участвует во взаимодействиях мембраны с цитоскелетом, стабилизирует клеточные контакты, за счет чего восстанавливает контактное ингибирование пролиферации |
Нейрофиброматоз 2-го типа : спорадические менингиомы, мезотелиомы и другие опухоли |
BRCA1 |
Депрессия митотической активности, индукция апоптоза за счет повышения активности р53 и других факторов транскрипции, увеличение интенсивности репарации повреждений ДНК за счет повышения активности Rad51 |
Наследственные опухоли молочной железы и яичников : различные формы спорадических опухолей |
BRCA2 |
Транскрипционный фактор с активностью гистоновой ацетилтрансферазы; связываясь с Rad51, участвует в репарации ДНК |
Наследственные опухоли молочной железы и яичников : различные формы спорадических опухолей |
MSH2, MLHI, PMS1, PMS2 |
Репарация неспаренных участков ДНК (mismatch repair) |
Неполипозный рак толстой кишки и яичников ; многие спорадические опухоли |
ATM и АТМ- подобные гены (ATR, FRAP, ATR/ FRP-1 и др.) |
Сенсорная компонента молекулы белка контролирует интактность ДНК в интерфазной клетке и при прохождении ею клеточного цикла эффекторная компонента молекулы активирует функцию р53 |
Атаксия-телеангиоэктазия (характерны: Т-клеточные лейкозы. В-клеточные лимфомы. медуллобластомы и глиомы) |
NBSI |
Репарация двухцепочечных разрывов ДНК |
Синдром Ниджмиген (иммунодефицит, предрасположенность к развитию лимфомы, лимфобластного лейкоза, гемобластомы, нейробластомы) |
Примечания. Полужирным шрифтом выделены наследственные формы заболеваний, возникающие при мутациях в половых клетках. Локус INK4a/ARF кодирует два белка: p16, NK’4a - ингибитор циклинзависимых киназ Cdk4,6 и р19АRF (Alternative Reading Frame) - продукт альтернативной рамки считывания, который, связывая р53 и Mdm2, блокирует их взаимодействие и препятствует деградации р53. Делеции и многие точечные мутации в локусе 1NК4а/ARF вызывают одновременно инактивацию супрессорных активностей обоих этих белков.
Инактивация опухолевых супрессоров, вероятно, наиболее раннее генетическое событие стадии инициации, приводящее к выраженной генетической нестабильности. Негативным последствием генетической нестабильности может явиться образование иммортализованных клеток.
Иммортализованные клетки с нестабильным геномом при действии промотора способны образовывать клоны с опухолевым фенотипом. Иными словами, в них формируется вторая комплементарная группа онкогенов, наделяющая иммортализованные клетки с нестабильным геномом способностью автономного существования и постоянной митотической активностью, а также депрессией апоптоза и другими свойствами малигнизированных клеток (рис. 23-8).

Генетические нарушения в опухолевых клетках, определяющие особое направление их развития, предопределяют качественные и количественные изменения как их метаболизма, так и обмена веществ в клетках нормальных тканей и организма в целом. Отмечается повышение или снижение синтеза различных биомолекул, включая появление особых белковых и небелковых соединений, характерных и для эмбрионального периода развития. Необходимо, однако, подчеркнуть, что ни в опухолевых клетках, ни в биологических жидкостях онкологических больных не обнаружены такие соединения, которые были бы специфичны только лишь для малигнизированных клеток и не обнаруживались бы в нормальных клетках на тех или иных стадиях их развития. Тем не менее данные, полученные в результате фундаментальных исследований в биохимии, иммунологии, молекулярной биологии и генетике развития злокачественных новообразований, нашли свое применение в лечебно-диагностической практике клинической онкологии. В структуру лабораторно-диагностических показателей введена группа, получившая название "опухолевые маркеры" или "онкомаркеры".
Онкомаркеры - это ДНК онкогенов и антионкогенов, их РНК-продукты, другие соединения, обнаруживаемые в биологическом материале онкологических больных, синтезируемые опухолевыми клетками или клетками нормальных тканей в ответ на инвазию опухоли (рис. 23-9).

История изучения специфических молекул, связанных с развитием опухолевого процесса, насчитывает более 150 лет. Первым онкомаркером в современном понимании является белок Бенс Джонса, который был выявлен в 1846 г., когда патолог-химик Генри Бенс Джонс (Henry Bence Jones) изучил мочу пациента со странной реакцией на нагревание, присланную доктором Вильямом Макинтайром. В 1873 г. русский врач О.А. Рустицкий описал "множественную миелому", а впервые это заболевание было увязано с протеинурией Бенс Джонса австрийским терапевтом Отто Калером (Otto Kahler) в 1889 г. Однако потребовалось более 100 лет от первого наблюдения до разработки рутинных методов определения белка на основе использования специфических антител и последующего внедрения в клиническую практику. Возможность использования АФП для диагностики гепатокарциномы на ранних стадиях развития опухоли, доказанное отечественными учеными - Г.И. Абелевым и соавт. (1963) и Ю.С. Татариновым (1964), положило начало современного этапа использования онкомаркеров в клинической практике [1, 2, 26, 27].
К реальным характеристикам опухолевого маркера при внедрении в клиническую практику относятся:
Ассоциированные с опухолевым ростом биомолекулы, такие как ферменты и субстраты, активность или содержание которых изменены при онкологических заболеваниях, вошли в группу биохимических онкомаркеров. Открытие протоонкогенов и антионкогенов, разработка приемлемых для работы практической лаборатории методов анализа их структуры и функциональной активности стали основой для развития лабораторной ДНК-диагностики (молекулярной онкодиагностики) [4]. Анализ ДНК прото- и антионкогенов составляет группу молекулярно-генетических онкомаркеров. Сопоставление свойств различных типов маркеров представлено в табл. 23-4.
Свойства | ДНК-маркеры | Белки, гормоны, биогенные амины |
---|---|---|
Универсальность |
Абсолютная |
Отсутствует |
Онкоспецифичность |
Абсолютная |
Относительная |
Тканевая специфичность |
Практически отсутствует |
Высокая |
Стадия выявления |
Инициированные клетки |
Сформированная опухоль |
Происхождение |
Продукты гибели клетки |
Продукты жизнедеятельности |
Клинический материал |
Опухоль, естественные выделения, кровь, моча |
Кровь (в основном), моча |
23.3. Онкомаркеры в лабораторной диагностике раковых заболеваний
Проблема онкологической заболеваемости занимает ведущее место среди неинфекционной патологии. В последние десятилетия отмечается неуклонный рост онкологических заболеваний. Частота некоторых видов рака по отношению к общему числу раковых заболеваний выбранного спектра представлена на рис. 23-10.

23.3.1. Молекулярно-генетические онкомаркеры, направления ДНК-диагностики
Тестирование молекулярно-генетических онкомаркеров предполагает определение дефектов структуры ДНК протоонкогенов и антионкогенов и их функциональной активности с использованием возможностей лабораторных технологий, основанных на полимеразной цепной реакции (ПЦР-анализ). При ПЦР тестируемая молекула ДНК многократно копируется и далее определяют количество копий химерных, мутантных или амплифицированных генов в структуре тестируемой ДНК. Достоинством ПЦР-анализа является высокая чувствительность, позволяющая определить 10–15 –10–18 г дефектной ДНК, что означает возможность выявления злокачественных клеток на доклинической стадии развития опухолевого процесса при выполнении одного лишь анализа.
Исследуемые диагностически значимые протоонкогены и антионкогены приведены в табл. 23-1 и 23-3 (также см. ниже табл. 23-5).
Выше отмечалось, что мутации могут затрагивать регуляторные - промоторные - элементы протоонкогенов, тогда как базовый вариант ПЦР-анализа позволяет определять дефекты той части структуры гена, которая кодирует информацию о последовательности аминокислот в полипептидной цепочке белкового продукта. Для лабораторной практики разработаны варианты ПЦР, комбинированные с этапом обратной транскрипции (ОТ-ПЦР) при анализе м-РНК продуктов хромосомных транслокаций. Разрабатываются также другие варианты ПЦР-анализа, например метод бисульфитной модификации ДНК с последующей метилспецифической полимеразной цепной реакцией - МС-ПЦР, позволяющие оценивать функциональную активность тестируемых генов.
Состояние данных о биологической роли тех или иных онкогенов и антионкогенов в предрасположенности к возникновению трансформированных клеток, формированию раковой клетки, ее прогрессированию, реакции на терапию и, соответственно, прогноза терапевтического воздействия позволяют выделить в клинической практике следующие направления ДНК-диагностики:
Лабораторная ДНК-диагностика наследственных форм рака
Наследуемые формы рака составляют около 5% всей онкологической заболеваемости. Результаты анализа структуры онкологических заболеваний в семьях с повышенным риском их развития показали, что в большинстве случаев идет наследование склонности к опухолям определенного тканевого происхождения. Наследование повышенной предрасположенности одновременно к опухолям различного тканевого происхождения - явление относительно редкое. Для формирования злокачественного фенотипа необходимо 6–9 независимых онкогенных мутаций. При наследуемых формах рака путь к формированию злокачественных клеток сокращается на один шаг. Протоонкогены и антионкогены, дефекты которых имеют место при наследуемых формах рака, приведены в табл. 23-5.
Синдром | Ген | Опухоли | Комментарии |
---|---|---|---|
Семейный рак молочной железы и яичника |
BRCA1, BRCA2, PALB2 |
Рак молочной железы, яичника, желудка (BRCA1, BRCA2 ); роль мутаций в гене PALB2 продемонстрирована преимущественно для опухолей молочной железы и поджелудочной железы; мутации BRCA2 характерны также для рака предстательной железы и поджелудочной железы |
Опухоли характеризуются дефектом гомологичной рекомбинации ДНК |
Семейный рак молочной железы: новые гены и/или гены с умеренной пенетрантностью |
CHEK2, ATM, BARD1, BLM, BRIP1, NBS/NBN, MRE11, RAD50, RAD51C, RAD51D, FANCC, FANCM |
Рак молочной железы |
– |
Синдром Линча (наследственный неполипозный рак толстой кишки) |
MLH1, MSH2, MSH6, PMS2, EPCAM |
Карциномы толстой кишки, эндометрия, яичника, желудка, тонкой кишки, уротелия |
Микросателлитная нестабильность в опухолевых клетках |
Наследственный рак толстой кишки |
POLE, POLD1 |
Полипоз толстой кишки, колоректальный рак |
Очень высокая мутационная нагрузка в опухолевых клетках |
Семейный аденоматозный полипоз |
APC |
Множественные (>100) аденомы толстой кишки, десмоидные опухоли, рак толстой кишки |
– |
MUTYH -ассоциированный полипоз |
MUTYH |
Умеренное количество аденом толстой кишки, рак толстой кишки |
Аутосомно-рецессивное наследование; высокая мутационная нагрузка в опухолевых клетках |
NTHL1 -ассоциированный полипоз |
NTHL1 |
Полипоз толстой кишки, колоректальный рак |
Аутосомно-рецессивное наследование |
Ювенильный полипоз |
SMAD4, BMPR1A |
Полипоз толстой кишки, колоректальный рак, другие опухоли желудочно-кишечного тракта |
– |
Синдром Peutz-Jeghers |
STK11 |
Гамартомы, опухоли желудочно-кишечного тракта |
– |
Наследственный рак желудка |
CDH1 |
Рак желудка |
– |
Синдром Li-Fraumeni |
TP53 |
Саркомы мягких тканей, рак молочной железы, опухоли мозга, карциномы надпочечников |
– |
Множественная эндокринная неоплазия, тип 1 |
MEN1 |
Опухоли паращитовидных желез, гипофиза, желудка, тонкой кишки, поджелудочной железы |
– |
Множественная эндокринная неоплазия, тип 2 |
RET |
Медуллярный рак щитовидной железы, феохромоцитома |
Активирующий характер наследственных мутаций |
Синдром Von Hippel-Lindau |
VHL |
Светлоклеточные карциномы почки, гемангиобластомы, другие опухоли |
– |
Синдром Cowden |
PTEN |
Множественные гамартомы, рак молочной железы, рак щитовидной железы |
– |
Семейная ретинобластома |
RB1 |
Билатеральная ретинобластома |
– |
Семейная меланома |
CDKN2A, CDK4 |
Меланомы |
– |
Проведение ДНК-диагностики при наследственных формах рака должно строиться с учетом анамнестических данных. Следствием положительных результатов ДНК-диагностики при наследственных формах рака может быть профилактическое лечебное воздействие. Например практикуются профилактические маст- и тиреоэктомии при выявлении терминальных мутаций в генах BRCA1, BRCA2 и RET .
Лабораторная ДНК-диагностика спорадических форм рака с определением эффективных методов терапевтического воздействия и прогноза развития заболевания
Подавляющее большинство злокачественных новообразований (95%) возникает спорадически, трансформация затрагивает одну или несколько соматических клеток [21]. В лабораторной диагностике первичный скрининг единичных клеток при спорадических формах рака различного происхождения может быть осуществлен посредством выявления в биоматериале (кровь, биоптаты ткани, мокрота и др.) онкогенов и дефектных антионкогенов, представленных в табл. 23-1, 23-3, 23-5. В табл. 23-6 приведена частота обнаружения нарушений структуры генов р53 , K-RAS и теломеразной активности при различных формах рака [12].
Вид опухоли | Число мутаций р53 | Число мутаций K-RAS | Количество онкологических больных с повышенной активностью теломеразы* |
---|---|---|---|
Полипозный рак толстой кишки |
85 |
73 |
89 (80–100)** |
Неполипозный рак толстой кишки |
13 |
8 |
89 (80–100) |
Аденокарцинома желудка |
– |
12 |
86 (84–88) |
Аденокарцинома поджелудочной железы |
40 |
100 |
95–100 |
Немелкоклеточный рак легких |
40 |
30–56 |
83 (78–100) |
Мелкоклеточный рак легких |
70–100 |
30 |
83 (78–100) |
Опухоли молочной железы |
53–86 |
5 |
86 (83–95) |
Опухоли шейки матки |
19–50 |
18 |
92 (88–100) |
Опухоли щитовидной железы |
– |
50 |
100 |
Опухоли головы и шеи |
63 |
– |
82 (75–90) |
*Активность теломеразы определялась методом ПЦР-амплификации теломерного повтора.
**Цифры в скобках отражают минимальные и максимальные значения частоты определения теломеразной активности в образцах пораженной ткани.
Выявление мутации гена K-RAS позволяет при проведении одного лишь исследования поставить диагноз злокачественного новообразования, локализация которого может быть выявлена на основании данных о состоянии здоровья конкретного пациента, мониторингового использования соответствующих биохимических онкомаркеров [31].
Выявление повышенной активности теломеразы и дефекта гена р53 (равно как и любого другого антионкогена) не является столь же бесспорным критерием наличия опухолевых клеток, как наличие дефекта гена K-RAS [20, 58]. Так, при отсутствии каких-либо других тестируемых отклонений в состоянии здоровья пациента положительный результат тестирования дефекта гена р53 или активности теломеразы указывает на предрасположенность к развитию ракового заболевания. Подобная противоречивость обусловлена тем, что для злокачественного перерождения клетки необходимо повреждение обоих аллелей гена-супрессора.
Мутантный аллель является рецессивным, однако выявляется методом ПЦР-анализа [48]. При наличии дефекта лишь в одном аллеле гена-супрессора и сопутствующей активности теломеразы формируется иммортализованная трансформированная клетка, способная обеспечить гиперплазию ткани, в которой высоко вероятно образование раковых клеток. Уровень дефектного гена р53 и активности теломеразы позволяют оценить эффективность проводимых профилактических лечебных мероприятий по поводу предракового заболевания [22]. Устойчивая тенденция снижения уровня рассматриваемых показателей или отрицательный результат их выявления являются благоприятным лабораторно-прогностическим признаком эффективности проводимой профилактической терапии, в противном случае схема проводимых терапевтических мероприятий требует коррекции. При наличии злокачественного новообразования своевременная и рациональная ДНК-диагностика позволяет выбрать наиболее эффективную схему лечения. Подобный подход базируется на ряде характеристик, присущих опухолевому росту. В частности, формирование злокачественного новообразования из клеток одного, наиболее злокачественного клона, проходит стадию клонально-гетерогенной опухоли. Подобное обстоятельство означает, что онкогенетические изменения в различных клетках, образующих опухоль, имеют полиморфизм. Однако определенному типу опухоли присущи характерные нарушения структуры прото- и антионкогенов, возникающие в различных клетках первичного очага в различной последовательности. Спектр этих нарушений, составленный на основе тестирования характерных для определенного типа опухоли онкогенетических дефектов, позволяет создать молекулярный "портрет" злокачественного образования. Обнаруженный молекулярный фенотип опухоли является основой выбора максимально агрессивной противоопухолевой терапии и прогноза ее эффективности [14].
Сформулированные выше положения проиллюстрируем характерной ситуацией, возникающей при химиотерапии злокачественных новообразований. Так, пациенты с онкологическим заболеванием ко времени постановки диагноза могут иметь 1012 опухолевых клеток. Вследствие применения какого-либо весьма действенного и избирательного в отношении данной опухоли препарата, например цисплатина, гибнет, предположим, 99,9% всех ее клеток (значительный эффект?). Клональная гетерогенность клеток опухоли делает весьма вероятным вариант, при котором в ее составе окажется клон, резистентный к этому препарату в силу того, что клетки имеют дефект гена опухолевого супрессора белка р53. Оставшиеся 0,1% составляют 109 опухолевых клеток, начинают размножаться и постепенно замещают собой погибшие. Если продолжительность клеточного цикла равна примерно 20–24 ч, то для полного восстановления массы опухоли потребуется всего лишь около 10 дней. В итоге произошла трансформация опухоли к иному, злокачественному фенотипу. Пролиферирующие клетки опухоли устойчивы к использованному химиопрепарату. Клиническая ремиссия в анализируемом случае сменится рецидивом болезни. Проведенная ранее химиотерапия цисплатином в случае ее повторного применения успеха иметь не будет. Идентификация ДНК-маркеров неблагоприятного прогноза предполагаемого типа химиотерапии позволяет создать максимально агрессивную комбинацию химиотерапевтических препаратов с момента первичной диагностики [6]. На рис. 23-11 приведена графическая иллюстрация результатов терапевтического воздействия на раковые клетки при различных вариантах химиотерапии и при ее сочетании с хирургическим лечением. Низкая противоопухолевая активность химиопрепаратов может быть обусловлена экспрессией генов, продукты которых определяют МЛУ. МЛУ - это невосприимчивость популяции клеток опухоли одновременно к целому ряду химиотерапевтических препаратов различного химического строения и с разным механизмом действия на клетку. МЛУ является серьезным препятствием успешного лечения злокачественных новообразований. Выше был приведен пример лекарственной устойчивости к действию цисплатина, повреждающее действие которого на ДНК раковой клетки не находит своего продолжения в индукции механизма гибели этой клетки. Подобное обстоятельство обусловлено функциональной недееспособностью РНК-продукта дефектного гена р53 [29].

Лекарственная устойчивость, обусловленная инактивацией антионкогенов и/или экспрессией генов, способствующих выживаемости клетки (ген фосфоинозитол-3-фосфаткиназы, белка Вс1–2 и др.), играет существенную, но вспомогательную роль. Специализированные механизмы множественной лекарственной устойчивости связаны с функцией особой группы белков. В табл. 23-7 представлены гены и их РНК-продукты, определяющие МЛУ.
Ген человека | Хромосомная локализация | Белок | Молекулярная масса, кДа |
---|---|---|---|
MDRI |
7q21.1 |
Р-гликопротеин (Pgp) |
140–170 |
MRPI |
16p13.1 |
Mrp |
190 |
LRP |
16p11.2 |
Lrp |
110 |
Ген MDR1 кодирует трансмембранный Р-гликопротеин (Pgp), который принадлежит к суперсемейству ABC-транспортеров (ATP-Binding Cassette). Как и другие белки этого семейства, Р-гликопротеин имеет трансмембранные и АТФ-связывающие домены. Широкая субстратная специфичность обеспечивается лигандосвязывающим доменом белка, а-спираль которого, расплетаясь, образует карман, содержащий отрицательно заряженный глутамин, с высокой аффинностью связывающий положительно заряженные лиганды. Последующее удаление связанного лиганда во внеклеточное пространство требует энергии АТФ. Система MDR1 /Pgp регулируется на разных уровнях. Функциональная активность гена MDR1 находится под контролем генов р53, RAS, RAF , генов рецепторов ретиноевой кислоты RAP α и RAP β. В регуляции активности Pgp принимают участие протеинкиназы С и А.
Ген MDR1 широко представлен в нормальных клетках различных тканей (табл. 23-8).
Ткань | Степень экспрессии гена MDR1 |
---|---|
Кожа, мышцы |
1* |
Толстая кишка |
20 |
Легкое |
20 |
Печень |
25 |
Ободочная кишка |
31 |
Почка |
51 |
Кора надпочечников |
160 |
Примечание : уровень экспрессии принят за единицу, относительно которой приведены другие значения.
Основной функцией белка Pgp является защита клеток от токсических соединений. Функциональную активность Pgp in vitro подавляют блокаторы кальциевых каналов - верапамил, нифедипин; гипотензивные средства - резерпин и его производные; антибиотики - цефалоспорины, грамицидин, пуромицин; иммуносупрессоры - хинидин, циклоспорин А и его производные; блокатор натриевых каналов - хинидин.
Новообразования, происходящие из клеток с высоким уровнем экспрессии гена MDR1 , исходно обладают выраженной степенью множественной лекарственной устойчивости. В частности, это карциномы толстой кишки, почек, печени, надпочечников, легких. Индуцированная лечебным воздействием активность системы MDR1/Pgp отмечается после первых курсов терапии аденокарциномы легких и яичников, рака молочной железы, сарком (включая остеосаркомы). Множественная миелома является наиболее наглядным примером индуцируемой терапевтическим воздействием активности системы MDR1/Pgp. При постановке диагноза не более 6% пациентов имеют Pgp-МЛУ. После курса терапии по схеме VAD (винкристин, доксорубицин, дексаметазон) до 85% резистентных к лечению пациентов имеют гиперэкспрессию активности MDR1/Pgp. При миелодиспластическом синдроме, остром миелолейкозе повышенная экспрессия гена MDR1 коррелирует с фенотипом незрелых клеток, несущих антиген CD34. При остром миелолейкозе экспрессия MDR1/Pgp в сочетании с CD34 является плохим прогностическим признаком.
Ген MRP и кодируемый им трансмембранный белок Mrp (multidrug resistance associated protein) были открыты в 1992 г. Белок Mrp выявлен в нормальных клетках различных тканей. В опухолевых клетках он обеспечивает резистентность к тому же кругу противоопухолевых препаратов, что и Р-гликопротеин. Белок Мrр, как и Pgp, принадлежит к семейству ABC-транспортеров, требующих для реализации своих функций энергию АТФ. Помимо АТФ, для функционирования белка Мrр необходим восстановленный глутатион клетки.
Экспрессия гена MRP выявлена в случаях острого миелолейкоза и хронического лимфолейкоза, резистентных к лечению.
Ген LRP и кодируемый им цитоплазматический белок Lrp (lung resistance related protein) были открыты в 1993 г. Ген LRP экспрессируют клетки нормального эпителия и клетки тканей, которые подвергаются токсическим воздействиям. Белок Lrp входит в состав специфических клеточных органелл рибонуклеопротеиновых частиц "vaults", которые, как полагают, обеспечивают транспорт субстратов из ядра в цитоплазму. Белок Lrp ассоциирует с везикулами и лизосомами, что позволяет связывать его активность с транспортом лекарств в эти органеллы и последующее их удаление из клетки путем экзоцитоза. Гиперэкспрессия LRP выявлена в случаях рака яичника и острого миелолейкоза, резистентных к химиотерапии.
Идеальное противоопухолевое средство должно уничтожать только раковые клетки, не повреждая при этом нормоциты. В настоящее время не существует лекарственных средств, отвечающих этому критерию. Оборотной стороной химиотерапии злокачественных новообразований является негативное воздействие препаратов в используемых терапевтических дозах на нормальные клетки, что способно привести даже к гибели пациента. Защита нормальных клеток является актуальнейшей проблемой клинической онкологии, в решении которой целесообразным является использование возможностей ДНК-диагностики. В качестве примера рассмотрим использование в химиотерапии острого лейкоза у детей меркаптопурина, который при недостаточности S-метилтрансферазы (ТМПТ КФ 2.1.1.67) оказывает выраженное токсическое действие на клетки кишечного эпителия, кроветворной системы и др. [40]. Уровень активности S-метилтрансферазы определяет величину переносимой дозы тиопуринов. Результаты исследований последних лет показали, что генетический полиморфизм ТМПТ и других ферментов, вовлеченных в метаболизм лекарственных препаратов, - правило, в котором имеются лишь некоторые исключения. Выделение и клонирование мутантных аллелей гена сделало возможным разработку, основанную на ПЦР-технологии, обнаружения ТПМТ-недостаточности. Дозы меркаптопурина, выбранные с учетом степени недостаточности ТМПТ, могли составлять 10–15% от обычной, оказывали выраженный лечебный эффект при остром лейкозе у детей и минимум побочных эффектов. Возможно, что тестирование нежелательных для химиотерапии вариантов того или иного фермента метаболизма лекарственного средства может оказаться не столь значимо, если будут реализованы подходы к цитопротекции, основанные на ингибировании в нормоцитах активности р53 [41].
Приведенные в табл. 23-9 ДНК-маркеры могут быть использованы для прогноза развития ракового заболевания той или иной локализации.
Вид опухоли | ДНК-маркеры неблагоприятного прогноза | ДНК-маркеры благоприятного прогноза |
---|---|---|
Рак молочной железы |
RHAMM, CCNDI, ST3Gal I и ST3Gal III, HGF, MDRI, HER2, ERBB2 |
Ген стероидной сульфатазы, кадгерина-11 |
Рак предстательной железы |
Эктопическая экспрессия в тестикулах гена TSPY , гиперэкспрессия орнитин-карбоксилазы, отсутствие экспрессии трансформирующего фактора роста TGF- β |
– |
Немелкоклеточный рак легкого |
Гиперэкспрессия циклин-зависимых киназ Cdc 25A и Cdc 25В, снижение экспрессии ингибитора клеточного цикла р27К1Р1 , аллельная потеря антионкогена FHIT |
Экспрессия гена TSP2 |
Колоректальные опухоли |
Повышенная экспрессия катепсина D, CD44, р53 и тимидилатсинтетазы, экспрессия генов MRPI и рецептора витамина D, отсутствие экспрессии р21 и потеря гетерозиготности по маркерам длинного плеча хромосомы 18 |
– |
Карциномы пищевода и желудка |
Гиперэкспрессия генов ST3, BM-40/SPARK, МЕТ , потеря гетерозиготности по маркерам длинного плеча хромосомы 18 |
– |
Рак поджелудочной железы |
Гиперэкспрессия генов транскрипционного фактора Id2, каспазы-1, тимидинфосфорилазы, потеря гетерозиготности по короткому плечу 1-й хромосомы |
– |
Глиомы |
Экспрессия гена опухолеассоциированного антигена Gage и гомозиготные делеции длинного плеча 10-й хромосомы, включая ген-супрессор PTEN |
– |
Карцинома печени |
Гиперэкспрессия генов циклина А |
– |
Саркома мягких тканей конечностей |
Гиперэкспрессия генов циклина А |
– |
Карцинома почки |
Экспрессия гена кадгерина-6 |
– |
Примечание : CCNDI - ген циклина; ERBB2 - ген эстрогеновых рецепторов; HGF - ген фактора роста гепатоцитов; ST3Gal I и ST3Gal - гены сиалотрансферазы; MDRI - ген лекарственной резистентности; ICAM-I - ген интегринового рецептора; PSA - ген простатоспецифического антигена; NM2 - антиметастатический ген; TGF- β - ген трансформирующего фактора роста; TSP2 - ген тромбоспондина.
Нейробластома является одним из наиболее полно охарактеризованных в онкогенетическом плане раковых заболеваний детского возраста. Молекулярные характеристики опухоли определяют тактику лечения и прогноз заболевания (табл. 23-10).
Фактор | Тип 1 | Тип 2 | Тип 3 |
---|---|---|---|
N-MYC |
2 копии |
2 копии |
Амплификация |
Плоидия ДНК |
Гиперплоидия/триплоидия |
Диплоидия/тетраплоидия |
Диплоидия/тетраплоидия |
Потеря гетерозиготности 1р |
Отсутствует |
± Присутствует |
Обычно присутствует |
Потеря гетерозиготности 14q |
Отсутствует |
± Присутствует |
Обычно присутствует |
Активность теломеразы |
Низкая |
– |
Высокая |
Экспрессия TRK-A |
Высокая |
Варьирует |
Низкая/отсутствует |
Возраст |
Обычно <1 года |
Обычно >1 года |
Обычно 1–5 лет |
Стадия |
I, II, IVS |
III, IV |
III, IV |
Трехлетняя выживаемость |
95% |
25–50% |
<5% |
Результаты сравнительного анализа эффективности лечения при исследовании молекулярной характеристики раковой клетки и без него показывают в первом случае снижение расходов на лечение пациентов, сокращение сроков их госпитализации при улучшении показателей общей и безрецидивной выживаемости. Так, в случае нейробластомы детского возраста программы лечения, составленные с учетом молекулярных характеристик, позволяют добиться длительных ремиссий у 50–80% пациентов. Рецидивы и прогрессирование опухоли при этом заболевании обусловлены резистентностью к терапии первой линии.
23.3.2. Лабораторная ДНК-диагностика микрометастазов
Диагностика микрометастазов является дополнением и продолжением предыдущего направления. Так, выявление микрометастазов в крови, лимфатических узлах и костном мозге необходимо для контроля эффективности лечения и в периоды ремиссий. В случае опухолей, характеризующихся высоким уровнем метастатической активности (например, v-src-индуцированный канцерогенез), диагностика микрометастазов в крови, лимфатических узлах и костном мозге важна для определения первичной схемы комбинированного терапевтического воздействия. Основным методическим приемом, используемым для выявления опухолеспецифических генов в единичных раковых клетках, находящихся в образце крови, биоматериале из лимфатического узла или КМ, является полимеразная цепная реакция с вложенными праймерами на обратно транскрибированной мРНК (nested RT-PCR), выделенной из анализируемого материала. Чувствительность указанного метода анализа позволяет выявить 1–2 раковые клетки среди 1–5 млн лимфоцитов.
В табл. 23-11 приведены ДНК-маркеры, которые могут быть использованы для выявления микрометастазов при ряде онкологических заболеваний [18, 22].
Тип опухоли | ДНК-онкомаркер | Источник биоматериала |
---|---|---|
Меланома |
Ген β-1-4-N-ацетилгалактозаминилтрансферазы* |
Кровь, лимфатические узлы, костный мозг |
Нейробластома |
Ген тирозингидроксилазы |
Кровь, костный мозг |
Рак молочной железы (РМЖ) |
|
|
Опухоли желудка, кишечника |
Ген цитокератина 20 |
Кровь, лимфатические узлы, костный мозг |
Рак предстательной железы |
Ген простатспецифического антигена |
Кровь, лимфатические узлы, костный мозг |
Саркома Юинга |
Выявляются химерные гены: FL11/EWS - t(11;22)(q24;ql2)** ERG/EWS% - t(21;22)(q24:ql2) |
Кровь, лимфатические узлы, костный мозг |
Рабдомиосаркома |
PAX3/FKHR - t(2;13)(q35;ql4) РАХ7/FKHR - t(l:13)(q36;ql4) |
Кровь, лимфатические узлы, костный мозг |
Липосаркома |
FUS/CHOP - t(12;l6)(ql3;qll) |
Кровь |
*В ряде лабораторий определяют активность тирозиназы - ключевого фермента синтеза меланина в крови, биоматериале лимфатических узлов, костного мозга, где меланоциты в норме отсутствуют.
**t(11;22) - t-транслокация; цифры в скобках - номера хромосом в порядке возрастания; (q24;ql2) - место локализации гена на длинном плече хромосомы.
Обнаружение микрометастазов в процессе лечения позволяет своевременно изменить схему лечения и начать его в периоды ремиссии.
23.3.3. Лабораторная ДНК-диагностика предрасположенности к возникновению рака
Злокачественная трансформация клеток сопряжена с повреждениями не единиц и не десятков, а сотен генов. Процесс накопления мутаций генов, "необходимых" для преуспевающей опухолевой клетки, продолжителен по времени, реализуется только в многоклеточной среде, где триггерным фактором выступает способность клеток интегрировать сигналы от растворимых факторов, межклеточных и матриксклеточных взаимодействий. Однажды возникшая мутация передается всем последующим клеточным поколениям, при этом каждое поколение добавляет к ней новые. Определенные мутации в прото- и антионкогенах, также как и взаимодействия в многоклеточной среде, способствуя появлению и закреплению в клетках этой среды возникших единичных мутаций, способствуют их трансформации по пути появления все более злокачественных форм [5].
Существует множество генетических дефектов зародышевых клеток, имеющих фенотипическое выражение в виде различных наследственных синдромов. У таких людей риск злокачественной трансформации клеток по сравнению с нормальными людьми будет гораздо выше, поскольку все клетки такого индивидуума исходно мутантны [24].
Организация и проведение мероприятий, обеспечивающих снижение онкологических заболеваний, является важнейшей социальной задачей. Ее решение требует научно обоснованных принципов и методов этой работы.
Онкологическая предрасположенность во многом определяется нестабильностью генома и полиморфизмом ДНК и может быть обусловлена вредными факторами окружающей среды и/или образом жизни (табл. 23-12).
Негативный фактор | Значимость негативного фактора, % |
---|---|
Неправильное питание |
35 |
Курение |
30 |
Инфекционный фактор |
10–15 |
Профессиональные вредности |
4–5 |
Ионизирующая радиация |
4–5 |
Ультрафиолетовое облучение |
2–3 |
Алкоголь |
2–3 |
Загрязнение атмосферы |
1–2 |
Молекулярно-генетические данные организма человека позволяют индивидуализировать его повышенную чувствительность к ряду негативных факторов риска, провести наиболее эффективные лечебно-профилактические мероприятия.
В странах Западной Европы реализация социальных программ борьбы с вредными привычками, проводимая в последнее десятилетие, позволила в целом и по отдельным нозологическим формам онкологических заболеваний кратно снизить первичную заболеваемость по сравнению с предыдущими периодами.
В определении предрасположенности к онкологическим заболеваниям молекулярно-генетическими методами проводится выявление:
Полиморфизм генов и онкологический риск. Сравнительно унифицированные доступные условия жизни развитого общества не являются благоприятными для всех его членов и вносят свой вклад в развитие онкологических заболеваний. Это связано с тем, что предрасположенность к болезни является следствием особого фенотипа, который в свою очередь зависит не от выраженных генетических повреждений, а от экспрессируемых аллелей гена, активность продуктов которых оказывается вовлеченной в канцерогенез. Пример: частота развития рака кожи и меланомы в Африке и Австралии значительно выше у представителей белой расы, чем у коренного населения.
Экспрессия аллелей одного и того же гена у разных людей получила название генного полиморфизма, то есть существует не одна единственно возможная форма гена, а несколько его форм, различающихся своими структурно-функциональными свойствами. По-видимому, особенности индивидуального генетического фона играют очень существенную, если не решающую, роль в детерминации онкологического риска [23].
Фенотип, предрасполагающий к болезни или не защищающий от нее, может быть обусловлен не аллелями какого-либо одного гена, а сочетанием экспрессии ряда генов, в нуклеотидной последовательности которых произошли однонуклеотидные замены, получившие аббревиатуру - SNP-Single Nucleotide Polimorfism. Фенотипически проявления генного полиморфизма выявляются в том, что белковые продукты имеют отличия по регулируемости, активности и другим характеристикам, которые определяют особенности метаболизма людей и в большинстве случаев указывают лишь на вероятность развития онкологического заболевания [13].
Отдельные полиморфные формы какого-либо гена и его белкового продукта, встречающиеся у человека, ассоциируются с повышенной частотой развития того или иного онкологического заболевания, обеспечивая предрасположенность к нему. Выявление специфических вариантов ДНК генов в группах риска или семьях позволяет проводить целенаправленные профилактические и лечебные мероприятия [16].
Ген ароматазы CYP19 кодирует изоформу цитохрома Р450, катализирующую переход андрогенов в эстрогены. Встречается 11 вариантов гена CYP19 . У людей, имеющих вариант структуры гена, в 80-м кодоне третьего экзона которого имеет место замена G→A, отмечается повышенный риск развития опухолевого заболевания. РНК-продукт гена имеет повышенную активность и нечувствителен к его ингибитору - 4-гидроксиандростендиону. У людей, имеющих вариант структуры гена с тетрануклеотидным повтором (ТТТА) в 4-интроне длиной в 171 п.н. отмечается предрасположенность к развитию рака легких, толстой кишки и других органов.
Ген CYP17 кодирует цитохром - Р450с17α, участвует в биосинтезе стероидных гормонов. У людей, имеющих вариант структуры гена, в 27 позиции 5’-области которого имеет место замена Т→С, создающая сайт узнавания фермента МspAI и транскрипционного фактора Spl , отмечается увеличение риска развития рака молочной железы в 2,5 раза. Замена Т→С в соответствующей позиции приводит к увеличению экспрессии гена и, соответственно, уровню его РНК-продукта.
Ген CYP1А1 кодирует цитохром Р4501А1, метаболизирующий углеводороды табачного дыма. У людей, имеющих варианты замен в структуре гена Т6235С и А4889G , увеличивается риск развития рака молочной железы. У людей, имеющих в структуре гена вариант однонуклеотидной замены Т→С в 264 нуклеотидах ниже сайта полиаденилирования в 2,4 раза увеличивается риск развития плоскоклеточного рака легкого [19].
Полиморфизм гена N-ацетилтрансферазы (С190Т и G560А) увеличивает риск опухоли легких у курящих людей [51, 56].
Ген АR кодирует андрогеновый рецептор. В клетках предстательной железы выявлена связь между количеством тринуклеотидного повтора - CAG в четветом экзоне и предрасположенностью к раку. У лиц, содержащих 18 и менее повторов тринуклеотидного повтора CAG, выше предрасположенность к раку предстательной железы, чем у людей с количеством этого повтора 26 и более единиц.
Ген GSTP1 кодирует одну из изоформ глутатионтрансферазы. У людей, имеющих замену в 104 кодоне, имеет место предрасположенность к раку мочевого пузыря, яичка и пищевода.
Изучение полиморфных форм генов, определяющих предрасположенность к развитию онкологического заболевания, является одним из актуальных направлений лабораторной ДНК-диагностики. Результаты тестирования предрасположенности к тем или иным формам рака, ДНК-диагностика носительства "раковой" мутации, могут быть использованы для проведения эффективных профилактических мероприятий. При этом формирование групп риска, мониторинг носителей определенных полиморфизмов и профилактическое их лечение позволят сократить показатели смертности от онкологических заболеваний.
Инфекционный фактор и онкологический риск. Около 15% злокачественных новообразований обусловлены инфекционными патогенами, такими как простейшие, различные бактерии и вирусы. В табл. 23-13 приведены инфекционные агенты, провоцирующие злокачественный рост.
Возбудитель | Опухоли |
---|---|
Шистосома |
Рак мочевого пузыря |
Папилломатозный вирус |
Рак шейки матки |
Helicobacter pylori |
Рак желудка |
Вирусы гепатита В и С |
Рак печени |
Вирус Эпстайна–Барр |
Лимфопролиферативные заболевания |
Инфекционные патогены являются тем биологическим фактором, который вступая в биотические взаимоотношения с клетками той или иной ткани, провоцирует злокачественную трансформацию. В настоящее время показано, что существует три возможных механизма канцерогенеза, вызываемых вирусами:
-
протоонкоген может содержаться в вирусном геноме и интегрироваться в геном клетки-хозяина;
-
вирус может не содержать онкоген, но интеграция его генома в клетку приведет к нарушению регуляции экспрессии клеточных генов;
-
вирусный геном может персистировать в виде эписомальных или интегрированных копий: экспрессия вирусного генома ведет к активации клеточных ДНК-последовательностей, ответственных за пролиферацию.
Онкогенным потенциалом обладают РНК-содержащие ретровирусы, некоторые ДНК-содержащие (палиомавирусы, папилломавирусы, аденовирусы, герпес-вирусы, поксвирусы и гепаднавирусы). РНК-содержащие онкогенные вирусы, в основном, вызывают лейкозы, саркомы и лимфомы. Среди онкогенных ДНК-содержащих вирусов наиболее изучены вирусы гепатитов В и С, ассоциированные с гепатокарциномами, причем риск возникновения опухоли при хроническом гепатите С возрастает почти в 100 раз.
К онкогенным относится ДНК-содержащий вирус Эпстайна–Барр, имеющий очень большую тропность к В-лимфоцитам. Он выявляется при лимфоме Беркитта, раке носоглотки, так называемых "midline летальных гранулемах" (особенно агрессивной формой является неходжкинская лимфома - NHL), а также при лимфопролиферативной болезни после трансплантаций. Большой практический интерес представляет ДНК-содержащий вирус папилломы человека (сейчас обнаружено около 100 типов этого вируса), являющийся этиологическим агентом рака шейки матки (обнаруживается в 90% случаев). Вирусы папилломы человека относят к условно-патогенным вирусам, однако в большинстве случаев предраковых поражений - интраэпителиальных неоплазиях шейки матки, его обнаружение увеличивает риск развития рака. Тестирование методами ДНК-диагностики и выявление вирусов HPV-16, HPV-18, HPV-31, HPV-45, позволяет определить группы высокого риска по развитию рака шейки матки. С разновидностями вируса папилломы человека связаны эпителиальные злокачественные опухоли верхних дыхательных путей, хронический папилломатоз верхних дыхательных путей. При интеграции генома этого вируса в геном клетки нарушается экспрессия ранних вирусных генов Е6 и Е7 , продукты которых воздействуют на важнейшие клеточные регуляторные гены р53 и ген ретинобластомы, вызывают злокачественную клеточную трансформацию и опухолевый рост. Инфицирование Helicobacter pylori ведет к индукции лимфом с низкой степенью мукозоассоциированной лимфоидной ткани желудка. По-видимому, индуцированные этими бактериями гастриты каким-то образом приводят к эволюции клонов CD5 и CD10 В-лимфоцитов и, в конце концов, к злокачественной трансформации клеток. В настоящее время для людей - носителей онкогенных вирусов, простейших, бактерий разработаны протоколы профилактики злокачественных заболеваний с использованием противовирусной, антибактериальной, антипаразитарной терапии [11].
23.3.4. Лабораторная диагностика функциональной активности генов
Хорошо известно, что при ряде опухолевых заболеваний имеет место функциональная делеция генов, вовлеченных в онкогенез. В качестве примера рассмотрим антионкоген р16 . Продукты этого гена белки Ink4 являются негативными регуляторами клеточного цикла, ингибируя циклинзависимые киназы Cdk4 и Cdk6 (cyclin-dependent kinase), они препятствуют образованию их комплексов с циклинами D, что необходимо для инициации клеточного цикла [4]. Основной причиной инактивации гена р16 является гиперметилирование промоторной области, которое имеет место в 70% случаев гепатокарцином и аденокарцином поджелудочной железы. Таким образом, при отсутствии каких-либо структурных изменений нуклеотидной последовательности он теряет свою активность, что может рассматриваться как функциональная делеция. В табл. 23-14 приведены другие гены, функциональная инактивация которых обусловлена гиперметилированием промоторного района или других компонентов нуклеотидной последовательности и предопределяет развитие злокачественного новообразования.
Ген | Гиперметилируемый фрагмент | Частота новообразований |
---|---|---|
AR |
Промоторная область, третий экзон |
Рак предстательной железы - до 15% |
ER |
Промоторная область |
Опухоли толстой кишки в значительной части случаев |
MYOD |
Промоторная область |
Рак мочевого пузыря и молочной железы - 40–60% |
N33 |
Промоторная область |
Рак мочевого пузыря и молочной железы - 90% |
TIMP-3 |
Промоторная область |
|
E-CAD |
5’-UTP |
Папиллярный рак щитовидной железы - до 70% |
IGP2 |
Промоторная область |
Нефробластома, рабдосаркома, рак легкого, рак мочевого пузыря |
RBI |
Промоторная область |
Ретинобластома - до 30% |
RET |
Промоторная область |
Рак щитовидной железы - до 15% |
VHL |
Промоторная область |
Светлоклеточный рак почек - 20% |
Определение в образцах ткани различных опухолей особенностей метилирования генов, которое используется в регуляции клеточного цикла, репарации ДНК, метаболизме лекарственных препаратов, иммунном ответе, ангиогенезе, образовании метастазов, может служить диагностическим и прогностическим маркером.
23.4. Биохимические маркеры
Область метаболизма опухолей - одна из старейших в биологии рака, восходящая к основополагающей работе Отто Варбурга в 1920-х годах. В течение последнего десятилетия интерес к опухолевому метаболизму резко возобновился. Благодаря новым биохимическим и молекулярно-биологическим методикам, исследования обмена веществ опухолевых клеток расширили наше понимание механизмов и результатов опухоль-ассоциированных метаболических нарушений на различных этапах опухолеобразования [12].
Выделены следующие опухоль-ассоциированные ключевые метаболические изменения:
Стоит отметить, что немногие опухоли обладают всеми шестью признаками; большинство же имеют неполный их набор. Специфические особенности, проявляющиеся в отдельной опухоли, могут, в конечном счете, способствовать более четкой ее классификации, что ускорит выбор соответствующей направленной терапии. Биохимическое обследование онкологического больного (общий скрининг) позволяет во многих случаях судить о степени распространения опухоли, функциональном состоянии жизненно важных органов и систем, сопутствующих заболеваниях и иногда о локализации опухолевого очага.
Для оценки общего метаболического статуса пациента оценивают "белково-синтетическую функцию" печени: общий белок, альбумин, мочевина, активность аланинаминотрансферазы; выделительную функцию почек: мочевина, креатинин; работу инсулярного аппарата поджелудочной железы: глюкоза, состояние гемостаза, функции КМ, гемоглобин, уровень железа. О возможности поражения костей скелета первичной опухолью или метастазами судят по содержанию в сыворотке крови щелочной фосфатазы.
Обнаруживаемые при общем скрининге наиболее существенные сдвиги могут быть интерпретированы следующим образом.
-
Увеличение содержания мочевины при нормальной концентрации креатинина свидетельствует об интенсивном распаде опухоли, а при повышенной его концентрации - о нарушении функции почек.
-
Увеличение содержания глюкозы указывает на нарушение функции инсулярного аппарата, а снижение - на значительную утилизацию глюкозы опухолевыми клетками (например, при лимфосаркоме и некоторых быстро растущих опухолях у детей).
-
Увеличение содержания общего белка (при снижении концентрации альбумина) - характерный признак миеломной болезни.
-
Снижение содержания общего белка и альбумина обнаруживается у онкологических больных при поражении печени метастазами и в ряде других случаев как отражение общего действия опухоли на организм.
-
Белки острой фазы - повышение их уровня свидетельствует о сопутствующем воспалительном процессе либо о секреции опухолью специфических ростовых факторов.
-
Повышение активности щелочной фосфатазы свидетельствует о нарушении функции печени, в частности в результате появления в ней метастазов (появление избыточных количеств фермента в крови может быть также следствием его гиперпродукции клетками остеогенной саркомы).
-
Лактатдегидрогеназа - общая активность фермента возрастает в сыворотке крови при различных онкологических заболеваниях, специфичность изоферментного спектра при тех или иных формах опухолей не выявлена.
-
Гипопротеинемия и гипоальбуминемия - показатели общего воздействия опухоли на организм как следствие снижения синтеза белка и усиленного его распада.
-
Изменения обмена железа при онкологическом заболевании, сопровождающиеся его преимущественным депонированием в макрофагах и низкой доступностью для эритроидного ростка, характеризуют как перераспределительный дефицит этого биоэлемента. Перераспределительный дефицит железа имеет место не только при анемии, обусловленной опухолевым процессом, но и при железодефицитной анемии в регенераторной и гиперрегенераторной стадиях. В этой связи важна диагностика причины перераспределительного дефицита железа и соответственно характера железодефицитной анемии, особенно при скрыто текущем онкологическом заболевании. Значения показателей обмена железа, красной крови и факторов гуморального иммунитета при различных железодефицитных анемиях приведен в табл. 23-15.
Показатель (обозначение) | Нормальные значения | Железодефицитная анемия, регенераторная стадия | Железодефицитная анемия, гиперрегенераторная стадия | Анемия при онкологическом заболевании |
---|---|---|---|---|
Количество эритроцитов (RBC1 ) |
М - 4,3–5,7×1012 /л Ж - 3,8–5,3×1012 /л |
N |
↓ |
↓ |
Гемоглобин (Hb или HGB) |
М - 132–173 г/л Ж - 120–160 г/л |
↓ |
↓ |
↓ |
Средний объем эритроцита (MCV) |
80–95 мкм3 |
↓ |
↓ |
N |
Средняя концентрация гемоглобина в эритроците (MCHC) |
30–38 г/дл |
↓ |
↓ |
N |
Показатель анизоцитоза эритроцитов (RDW) |
11,5–14,5% |
↓ |
↓ |
N |
Среднее содержание гемоглобина в эритроците (MCH) |
27–31 пг |
↓ |
↓ |
N |
Ретикулоциты |
0,8–1,2% |
N |
↓ |
↓ |
Эритрокариоциты (к/м) |
↑ |
↓ |
↓ |
|
Fe сыворотки |
М - 1,6–31,3 мкмоль/л Ж - 9,0–30,4 мкмоль/л |
↓ |
↓ |
↓ |
Трансферрин |
2,0–4,0 мг/л |
↑ |
↑ |
↓ |
Насыщение трансферрина Fe |
15–45% |
↓ |
↓ |
↓ |
Ферритин |
М - 15–200 мкг/л Ж - 12–15 мкг/л |
↓ |
↓ |
↑ |
Интерлейкин-1β (ИЛ-1β) |
<5 пг/мл |
N |
N |
↑ |
Фактор некроза опухоли-α (ФНОα) |
<8,1 пг/мл |
N |
N |
↑ |
STfR2 |
1,2–3,8 мг/л |
↑↑↑ |
↑↑↑ |
N↓ |
Примечания. 1 В скобках приведены обозначения показателей в распечатке гематологического анализатора.2 STfR - сокращение от англ: soluble transferrin receptors - растворимые трансферриновые рецепторы.
N - норма; ↑ - возрастание показателя; ↓ - снижение показателя.
Красный КМ является местом относительно частого поражения метастазами при солидных опухолях различной локализации. Так, при раке молочной железы они выявляются в 50% случаев, при ретинобластоме у детей - 50–70%, при мелкоклеточном раке легкого - в 17–45% наблюдений. Анемия при множественных метастазах в красный КМ носит нормохромный нормоцитарный характер. В мазках крови выявляются анизоцитоз, пойкилоцитоз, полихроматофилия, встречаются нормобласты. Уровни ИЛ-1β и TNFα значительно повышены, значения показателей обмена железа подобны таковым при отсутствии метастазов в красный КМ. При морфологическом исследовании пунктатов красного КМ выявляются комплексы опухолевых клеток.
Ошибочная диагностика железодефицитной анемии при скрыто текущем онкологическом заболевании может повлечь парентеральное назначение препаратов железа, итоговым результатом будет не улучшение состояния, а развитие вторичного гемосидероза.
Впервые внимание на связь между системой гемостаза и опухолевым ростом обратил знаменитый французский врач Арманд Труссо (Armand Trousseau). В своей лекции "Phlegmasia alba dolens" [61]в 1865 г. он отметил, что одним из первых, самых ранних клинических проявлений злокачественного новообразования могут быть мигрирующий тромбофлебит и флеботромбоз [30].
Результаты лабораторного исследования значений показателей системы гемостаза (табл. 23-16) указывают на сочетание претромбического состояния с тромбофилией.
Показатель/размерность | Референтное значение | Злокачественное новообразование |
---|---|---|
Актированное парциальное тромбопластиновое время, с |
36,7±0,4 |
34,8±0,4 |
Фибриноген, г/л |
2,3±0,9 |
4,7±0,2 |
Фактор VII, % |
106,0±6,2 |
176,0±9,8 |
Фактор VIII, % |
118,0±8.3 |
233,0±11,4 |
Антитромбин VIII, % |
100,0±2,7 |
88,1±3,2 |
Протеин С, % |
100,0±3,1 |
76,0±4,1 |
Протеин S, % |
100,0±2,9 |
81,0±3,9 |
Внутрисосудистая агрегация тромбоцитов, % |
8,1±0,9 |
17,6±3,4 |
β-Тромбоглобулин в плазме, нг/мл |
21,4±1,2 |
32,6±4,5 |
Фибринолитическая активность крови, % |
36,0±2,9 |
20,3±2,4 |
Активность PAI-1, ед/мл |
2,0±0,05 |
4.8±0,2 |
Фрагменты протромбина 1+2, нмоль/л |
2,0±0,1 |
2,7±0,2 |
Комплекс тромбин–антитромбин III, мкг/мл |
1,8±0,3 |
29,2±3,1 |
D-димер, мкг/мл |
7,6±1,2 |
25,8±3,9 |
Фибрин-мономер, нмоль/л |
14,2±2.1 |
36,0±4.0 |
Комплекс плазмин–антиплазмин, мг/л |
253,0±19,2 |
512,0±19,6 |
Антитромбогенная активность стенки сосудов (индекс) |
||
Антиагрегационная |
1,5 |
1,1 |
Антикоагулянтная |
1,28 |
1,05 |
Фибринолитическая |
1,7 |
1,2 |
Тромбоз вен и артерий, тромбоэмболия возникают у онкологических больных с большой частотой и являются одной из ведущих причин смертности.
Подобная особенность состояния гемостаза у ракового больного обусловлена биологической значимостью его компонентов как в защите организма от агрессии опухолевого клона, так и в использовании защитных, регуляторных возможностей для прогрессии опухолевого клона. Система гемостаза обеспечивает раковые клетки временным, пластичным матриксом - фибрином, биорегуляторами митотической активности, цитопротекции и протеиназами, тропными к структурам нормального матрикса.
Реакция системы гемостаза в ходе воспалительного ответа (спутник быстрого роста злокачественной опухоли) предопределяет развитие новых сосудов и последующую регенерацию поврежденной ткани с участием иммуноцитов, фибробластов, эндотелиоцитов и других клеток. Прорастание новых сосудов в фибринозное микроокружение первичного опухолевого узла и его периферической области, обеспечивает приток питательных веществ, необходимых для пролиферации раковых клеток. Формирование новых сосудов в последующем становится неотъемлемой составляющей процесса роста злокачественной опухоли, клетки которой приобретают способность контролировать этот процесс. Однако вновь формируемая в опухолевой ткани сосудистая сеть располагается в ее периферической области, что предопределяет перманентный некроз раковых клеток в центре опухолевого узла и соответственно, воспалительный ответ. Свертывающий и фибринолитический компоненты системы гемостаза выступают молекулярным инструментом формирования опухолевой ткани, перестройки внеклеточного матрикса и межклеточных пространств, метастазирования раковых клеток.
-
Несмотря на безусловные достижения современного лечения злокачественных опухолей, проблема токсичности средств химиотерапии по-прежнему остается актуальной. Своевременная диагностика осложнений химиотерапии позволяет избежать фатальных исходов, скорректировать схему лечения, обеспечить условия для проведения курсов химиотерапии в срок и в полном объеме. Биохимические критерии токсичности химиотерапии широко используются в современных протоколах диагностики [6]. Биохимические маркеры токсичности химиотерапии в сочетании с клиническими и гематологическими критериями приведены в табл. 23-17.
Токсичность (критерии ВОЗ)* |
Степени |
||||
---|---|---|---|---|---|
0 |
I |
II |
III |
IV |
|
Гемоглобин |
>11,0 г/100 мл >6,8 ммоль/л |
9,5–10,0 г/100 мл 5,6–6,7 ммоль/л |
8,0–9,4 г/100 мл 4,95–5,5 ммоль/л |
<6,5–7,9 г/100 мл <4,0–4,9 ммоль/л |
<6,5 г/100 мг <4,0 ммоль/л |
Лейкоциты, 1000/мм3 |
>4,0 |
3,0–3,9 |
2,0–2,9 |
1,0–1,9 |
<1,0 |
Гранулоциты, 1000/мм3 |
>2,0 |
1,5–1,9 |
1,0–1,4 |
0,5–0,9 |
<0,5 |
Тромбоциты, 1000/мм3 |
>100 |
75–99 |
5–74 |
25–49 |
<25 |
Кровоизлияния |
Отсутствуют |
Петехии |
Умеренная кровопотеря |
Значительная кровопотеря |
Тяжелая кровопотеря |
Функция печени: билирубин, АСТ/АЛТ, ЩФ |
<1,25×N** |
1,26–2,5×N** |
2,6–5×N** |
5,1–10×N** |
>10×N** |
Функция почек: мочевина крови, креатинин |
<1,25×N** |
1,26–2,5×N** |
2,6–5×N** |
5,1–10×N** |
>10×N** |
Тошнота/рвота |
Отсутствует |
Тошнота |
Преходящая рвота |
Рвота, требующая медицинской помощи |
Неукротимая рвота |
Алопеция |
Отсутствует |
Минимальное выпадение волос |
Умеренная алопеция |
Полная, обратимая алопеция |
Необратимая алопеция |
Периферическая нейротоксичность |
Отсутствует |
Парестезии и/или ослабление сухожильных рефлексов |
Тяжелые парестезии и/или легкая слабость |
Непереносимые парестезии, выраженное нарушение двигательной функции |
Паралич |
Инфекция |
Отсутствует |
Легкая |
Умеренная |
Выраженная |
Выраженная инфекция с артериальной гипотензией |
Воспаление слизистых оболочек |
Отсутствует |
Болезненность, покраснение |
Покраснение, изъязвление, можно употреблять твердую пищу |
Изъязвление, можно употреблять только жидкую пищу |
Прием пищи невозможен |
Запор |
Отсутствует |
Легкий |
Умеренный |
Вздутие живота |
Вздутие живота, рвота |
*WHO Handbook for reporting results of cancer treatment, WНО Offset Publication N 48. Geneva, 1979, 1985.** N - верхняя граница нормы.
Примечание : АЛТ - аланинаминотрансфераза, АСТ - аспартатаминотрансфераза; ЩФ - щелочная фосфатаза.
23.5. Основные опухолевые маркеры
Основные опухолевые маркеры перечислены ниже.
23.5.1. Раковый эмбриональный антиген
Показания к назначению РЭА: мониторинг течения заболевания и эффективности терапии рака толстого кишечника, молочной железы, легкого, диагностика С-клеточной карциномы. Пригоден для скрининга группы риска, но в основном для мониторинга развития заболевания и эффективности терапии у пациентов с колоректальной карциномой.
РЭА представляет собой гликопротеин с молекулярной массой 175–200 кДа. При электрофорезе мигрирует в зоне подвижности β-глобулинов. Одна из самых существенных особенностей его молекулярной структуры - высокое (до 60%) содержание углеводов, что определяет высокую гетерогенность его физико-химических свойств. В молекуле РЭА идентифицировано шесть различных антигенных детерминант. РЭА является опухолево-эмбриональным антигеном, вырабатывается в тканях пищеварительного тракта эмбриона и плода и определяется в сыворотке крови плода [4]. В сыворотке крови беременных этот гликопротеин не выявлен. После рождения ребенка синтез его подавляется, поэтому в сыворотке здоровых взрослых людей он практически не обнаруживается, равно как и в других биологических жидкостях. В очень малых количествах РЭА обнаруживается только в некоторых тканях взрослых людей, таких как кишечная, печеночная, и в поджелудочной железе. При развитии опухолей концентрация РЭА в сыворотке крови повышается и достаточно точно отражает состояние злокачественного процесса. Высокие концентрации РЭА определяются при колоректальных карциномах. Верхняя граница нормы обычно не превышает 3 нг/мл. На уровень РЭА влияют курение, употребление алкоголя. Для некурящих норма составляет 2,5–5 нг/мл. Верхняя граница нормы для здоровых курильщиков - 7–10 нг/мл.
Причины повышения РЭА
При карциномах ЖКТ и дыхательных путей у 50–90% больных уровни РЭА в крови выше нормы, то же наблюдается у 30–50% больных карциномами молочной железы, головы и шеи, а также у 25% больных злокачественными образованиями соединительнотканного происхождения [13, 17].
Предоперационный уровень РЭА может отражать объем опухоли и таким образом служить фактором прогноза течения опухолевого процесса (длительности безрецидивного периода и 5-летней выживаемости). Кроме того, концентрацию РЭА, превышающую соответствующий пороговый уровень, выявляют в 22–50% случаев при аденогенных новообразованиях желудка, молочной железы, женских половых органов и легкого. Наибольшей чувствительности для опухолей органов ЖКТ удается достичь при использовании комплекса маркеров (РЭА, СА 19-9, СА 72-4). РЭА - один из наиболее чувствительных маркеров гематогенных метастазов аденогенных карцином. Его наиболее высокие уровни обнаруживают при метастазах в костях, печени, легких, в связи с чем в последнее время РЭА рассматривается в основном в качестве маркера распространенности опухолевого процесса. В связи с наличием у РЭА свойств острофазного белка он малопригоден для дифференциальной диагностики в онкологии. РЭА успешно используют в мониторинге больных аденогенным раком с целью оценки эффективности лечения и доклинического выявления рецидива при указанных выше опухолях [8].
23.5.2. Альфа-фетопротеин
Показания к назначению АФП:
-
1) выявление, мониторинг течения и эффективности терапии первичной гепатоцеллюлярной карциномы;
-
2) мониторинг, эффективность терапии и диагностика термином;
-
3) выявление пороков развития плода (дефекты нервной трубки и брюшной стенки, синдром Дауна) и мониторинг состояния плода в течение беременности.
АФП - гликопротеин (содержит до 4% углеводов) с молекулярной массой 70 кДа. По составу аминокислот и их последовательности сходен с альбумином. На молекуле АФП идентифицировано от 3 до 7 различных эпитопов. При электрофорезе мигрирует в зоне α-глобулинов. Обладает высокой эстрогенсвязывающей способностью. При беременности АФП вырабатывается клетками желточного мешка, позднее - печенью эмбриона, а также клетками ЖКТ плода. АФП обнаруживают в сыворотке плода, начиная с 4-й недели беременности, при максимальных уровнях между 12-й и 16-й неделями с пиком содержания в 13 нед (2–3 мг/мл). Затем уровень АФП в сыворотке крови плода постепенно снижается вплоть до рождения [1, 3, 32].
В сыворотке крови матери он обнаруживается на 30-й неделе беременности (примерно 0,5 мкг/мл), с максимальными значениями между 32-й и 36-й неделями беременности, снижаясь к концу беременности. В амниотической жидкости максимальное значение обнаруживают на 15-й неделе беременности (10 мкг/мл). В возрасте 1 год количество АФП в сыворотке крови ребенка равняется уровню взрослого и в норме составляет менее 15 нг/мл. Для мониторинга антенатального периода важно тестирование АФП в сыворотке крови и амниотической жидкости беременной. При этом значения АФП, существенно превышающие уровень нормы для данного срока беременности, свидетельствуют о дефекте нервной трубки плода. Аномально низкие значения АФП после 10 нед беременности могут свидетельствовать о синдроме панкреас-Дауна [36, 38].
В настоящее время определены следующие основные функции АФП при нормальном развитии плода:
Нормальные значения АФП в сыворотке крови здорового человека не превышают 15 нг/мл. Причины повышения АФП:
Злокачественные новообразования:
-
герминогенные опухоли (эмбриональный рак, незрелая тератома, опухоли эндодермального синуса) любых локализаций (яичников, яичка, средостения);
-
метастатическое поражение печени при опухолях разных локализаций (в 10–15% случаев);
-
рак желудка, кишечника, желчного пузыря, поджелудочной железы, легкого (в небольшом проценте случаев).
Неопухолевые заболевания:
Пороки развития ЦНС и хромосомные аномалии плода. В онкологии АФП является надежным маркером гепатоцеллюлярного рака (уровень повышен у 90% больных). При этом уровень АФП в сыворотке крови (более 1000 нг/мл) коррелирует с размером растущей опухоли и эффективностью терапии. Снижение концентрации АФП в крови после удаления опухоли или лечения до нормального значения служит благоприятным признаком. Повторное повышение уровня или недостаточное его снижение может свидетельствовать о рецидиве заболевания или наличии метастазов. При злокачественных опухолях молочной железы, бронхов, колоректальной карциноме у 9% пациентов с метастатическим поражением печени уровень АФП бывает повышен, обычно до 100 нг/мл, и практически никогда не превышает 500 нг/мл. В то же время у таких больных очень высок уровень РЭА, поэтому сочетанное определение АФП и РЭА позволяет дифференцировать эти патологии с первичной гепатоцеллюлярной карциномой. Определение АФП пригодно для скрининга гепатоцеллюлярной карциномы в группах риска, особенно на фоне постоянно возрастающей активности таких ферментов, как ГГФ, ЩФ, АСТ и глутаматдегидрогеназа. Повышенный уровень АФП обнаруживают и при гепатите, но в этих случаях его содержание редко превышает 500 нг/мл и имеет временный характер.
Уровень АФП и РЭА при первичной карциноме печени и при метастатическом поражении печени другими злокачественными опухолями представлен на рис. 23-12 и 23-13.


23.5.3. Раковый антиген 19-9
Показания к назначению СА 19-9: диагностика карциномы поджелудочной железы. СА 19-9 является вторым по важности после РЭА маркером для диагностики карциномы желудка. Возможно применение для дифференциальной диагностики карциномы поджелудочной железы и панкреатита. Для ранней диагностики карциномы поджелудочной железы непригоден.
Раковый антиген СА 19-9 представляет собой гликопротеин с молекулярной массой 10 кДа, является гаптеном антигена группы крови Lewis (а). СА 19-9 обнаруживают в эпителии ЖКТ плода. Незначительные концентрации обнаруживают в слизистых клетках у взрослых людей, а также в поджелудочной железе, печени, легких. Верхняя граница нормы - 37 Ед/мл.
Причины повышения уровня СА 19-9:
При карциноме поджелудочной железы нет корреляции между концентрацией СА 19-9 и массой опухоли. Пациенты с уровнем СА 19-9 >10 тыс. Ед/мл практически все имеют отдаленные метастазы. СА 19-9 выводится исключительно с желчью, в связи с чем даже незначительный холестаз может быть причиной существенного повышения уровня СА 19-9. В этих случаях необходим контроль активности ГГТФ и ЩФ. Полезно его определение в некоторых РЭА-отрицательных случаях карциномы толстого кишечника.
Уровень СА 19-9 может быть повышен при воспалительных процессах ЖКТ и печени (обычно до 100 Ед/мл, реже до 500 Ед/мл), при муковисцидозе.
Следует учитывать, что уровень СА 19-9 зависит от набора реактивов, которым проводился анализ: в результате всего лишь изменения применяемого метода может быть получено неправильное представление о прогрессировании или ремиссии заболевания. При использовании тест-систем фирмы Hoffmann-La Roche (Швейцария) у 65% больных карциномой поджелудочной железы уровень СА 19-9 превышает 120 Ед/мл, при панкреатите у 98% больных содержание этого маркера ниже 120 Ед/мл.
23.5.4. Раковый антиген 50
Показания к назначению СА 50: мониторинг течения заболевания и эффективности терапии при карциноме поджелудочной железы. Раковый антиген СА 50 - это гликолипид. Антитела к СА 50 обнаруживают в качестве антигенной компоненты Lewis (а) структуру и пока еще слабо охарактеризованную структуру, не ассоциированную с Lewis-положительной группой. Верхняя граница нормы - 23 Ед/мл.
Повышенный уровень СА 50 (до 100 Ед/мл и выше) обнаруживают при циррозах печени и заболеваниях поджелудочной железы (около 18% пациентов). Применение СА 50 не имеет преимуществ перед СА 19-9. Совместное их определение, по данным большинства исследователей, не имеет смысла.
23.5.5. Раковый антиген 195
По показаниям к назначению СА 195 аналогичен маркеру СА 19-9, преимуществ по сравнению с ним не имеет. СА 195 формирует антигенную детерминанту группы крови Lewis, специфически выявляемую моноклональными IgM-антителами ССЗС195 [64].
23.5.6. Раковый антиген 72-4
Показания к назначению СА 72-4: тестирование и мониторинг течения заболевания карциномы желудка и слизеобразующей карциномы яичника. Раковый антиген СА 72-4 - муциноподобный гликопротеин с молекулярной массой 400 кДа, обнаруживается в эпителиальных клетках плода. В тканях взрослого в норме практически не определяется. Верхняя граница нормы - 2,0–4,0 Ед/мл.
Причины повышения уровня СА 72-4 - злокачественные новообразования (аденогенные опухоли):
Антиген характеризуется высокой специфичностью (более 95%), так как редко повышается при воспалительных процессах и доброкачественных опухолях. Только в отдельных наблюдениях отмечают незначительное увеличение концентрации СА 72-4 при следующих заболеваниях:
Уровень данного маркера повышается прежде всего при раке желудка, для диагностики которого он является маркером выбора. Чувствительность панкреас-Даун 72-4 при раке желудка составляет 28–80% (в зависимости от стадии). Рекомендуется его сочетанное определение с РЭА, что обеспечивает необходимые чувствительность и специфичность. Уровень СА 72-4 повышается и при слизеобразующей карциноме яичника. Изредка повышенный уровень СА 72-4 (около 7 Ед/мл) наблюдают при доброкачественных и воспалительных процессах. Уровень этого маркера зависит от используемого набора реактивов.
23.5.7. Раковый антиген 15-3
Показания к назначению СА 15-3: мониторинг течения заболевания и эффективности терапии при карциноме молочной железы.
Раковый антиген СА 15-3 представляет собой муциноподобный гликопротеин с молекулярной массой 300 кДа. К нему получены два вида моноклональных антител:
Верхняя граница нормы у здоровых небеременных женщин составляет 28 ЕД/мл. Период полувыведения - 7 дней. Физиологическое возрастание уровня СА 15-3 (до 50 ЕД/мл) возможно в III триместре беременности. Причины повышения уровня СА 15-3:
СА 15-3 отличается высокой специфичностью: уровень антигена может повышаться до 40 ЕД/мл в редких случаях мастопатии и при доброкачественных опухолях молочных желез. Описаны единичные случаи повышения уровня СА 15-3 при хроническом гепатите, циррозе печени, саркоидозе, туберкулезе, хроническом бронхите, пневмонии, системной красной волчанке, ВИЧ-инфекции.
При опухолях яичников, шейки матки и эндометрия повышение уровня этого маркера наблюдается только на поздних стадиях развития опухоли. При доброкачественных заболеваниях молочной железы и ЖКТ концентрация СА 15-3 не увеличивается.
23.5.8. Раковый антиген 125
Показания к назначению СА 125: мониторинг течения и эффективности терапии серозной карциномы яичника.
Раковый антиген 125 - это гликопротеин с молекулярной массой 200 кДа, представляет собой дифференцировочный антиген, который происходит из дериватов целомического эпителия тканей плода.
Верхняя граница нормы - 35 Ед/мл, но там, где требуется повышенная специфичность, эта граница поднимается до 65 Ед/мл.
Причины повышения уровня СА 125:
-
-
заболевания, сопровождающиеся вовлечением в процесс серозных оболочек: экссудативный плеврит, перикардит, асцит разной этиологии, перитонит;
-
воспалительные процессы органов малого таза, острый панкреатит, гепатит, пневмония, почечная недостаточность, цирроз; СА 125 (как и большинство опухолевых маркеров) проявляет некоторые свойства острофазного белка;
-
-
менструация: уровень СА 125 минимален в первую фазу менструально-овариального цикла и возрастает с увеличением толщины эндометрия во вторую фазу, превышая верхнюю границу нормы во время менструации.
Повышенный уровень СА 125 наблюдается в сыворотке крови больных раком яичников. Диагностическая чувствительность СА 125 для рака яичников колеблется от 42 до 99% в зависимости от стадии (при III–IV стадии близка к 100%). Ограничение использования СА 125 для диагностики рака яичников - низкая чувствительность маркера (<50%) для I стадии болезни и низкая специфичность, особенно у молодых женщин. Значительное повышение СА 125 наблюдается и при опухолях ЖКТ, карциноме бронхов, карциноме молочной железы. Иногда уровень СА 125 бывает повышен при воспалительных процессах, захватывающих придатки, и при доброкачественных гинекологических опухолях. Отмечают незначительное повышение этого маркера при беременности, при аутоиммунных заболеваниях, гепатите, хроническом панкреатите и циррозе печени. Устойчивое повышение уровня СА 125 у леченых больных раком яичников, находящихся в ремиссии, свидетельствует о развитии рецидива. Промежуток времени между началом увеличения содержания маркера и клиническим выявлением рецидива колеблется от 1 до 8 мес (в среднем 4,7 мес). Чувствительность СА 125 при выявлении рецидива серозного рака яичников составляет около 97%. Уровень СА 125 целесообразно использовать для контроля эффективности лечения больных раком яичников. Чем ниже уровень СА 125, достигнутый в процессе комбинированного лечения больных раком яичников, тем длиннее безрецидивный период. Наилучшим считают прогноз, если после комбинированного лечения уровень СА 125 не превышает 10 ЕД/мл. Таким образом, усиление секреции СА 125 при различных состояниях незлокачественного характера у женщин репродуктивного возраста, а также в постменопаузе, существенно снижает специфичность маркера и ограничивает его диагностическую значимость. Поиск нового опухолевого маркера с большей специфичностью, который может заменить или дополнить CA 125, является целью многочисленных исследований в последние десятилетия. Однако, несмотря на огромное количество работ и большие экономические вложения, на протяжении последних 25 лет не было одобрено и утверждено ни одного маркера для клинического применения при раке яичника. Специфичность СА 125 низкая.
23.5.9. Муциноподобный карцинома-ассоциированный антиген
Показания к назначению: мониторинг течения и выявление рецидивов карциномы молочной железы.
Муциноподобный карцинома-ассоциированный антиген (МСА) представляет собой муцин-гликопротеин с молекулярной массой 350–500 кДа. Граница нормы - не выше 11 Ед/мл.
Повышенный уровень МСА наблюдается в сыворотке крови больных раком молочной железы. Часто это повышение коррелирует со стадией заболевания. Повышенный уровень МСА регистрируется у беременных (начиная с 4-го месяца) и в 20% случаев доброкачественных заболеваний печени и мастопатии. Нецелесообразно сочетанное использование МСА и СА 15-3 или СА 549, так как при этом диагностическая чувствительность не повышается. Для повышения чувствительности желательна комбинация его с РЭА.
23.5.10. Раково-ассоциированный антиген 549
Показания к назначению раково-ассоциированного антигена 549 (СА 549): мониторинг течения заболевания и терапевтического эффекта при карциноме молочной железы. СА 549 - муциноподобный гликопротеин с молекулярной массой 400–500 кДа. Граница нормы - не выше 11 Ед/мл.
Уровень СА 549 повышен у больных карциномой молочной железы.
По информативности этот маркер не отличается от других муциноподобных маркеров. Повышенный уровень СА 549 наблюдается при доброкачественных заболеваниях печени (до 30%) и иногда при мастопатии.
23.5.11. Антиген плоскоклеточной карциномы
Показания к назначению: мониторинг течения и терапии плоскоклеточной карциномы шейки матки, носоглотки, уха, легких и пищевода.
SCC - гликопротеин с молекулярной массой 42 кДа, выделен из печеночных метастазов плоскоклеточной карциномы шейки матки. Граница нормы - не выше 2 нг/мл.
Причины повышения уровня SCC:
При цервикальной интраэпителиальной неоплазии уровень SCC повышен у 7–14,3% больных, при карциноме in situ - у 14–18%, при инвазивном раке шейки матки I стадии - у 24–53,8%, II стадии - у 33–85,8%, III стадии - у 67–96,5%, IV стадии - у 71–96,5%. У пациентов с карциномой носоглотки и уха SCC повышен в 60% случаев. Повышенный уровень SCC обнаруживают в 31% случаев плоскоклеточной карциномы легких и 17% случаев немелкоклеточного рака легкого [51, 56].
Повышение уровня SCC обнаруживают при почечной недостаточности (до 10 нг/мл), иногда у больных с гепатобилиарной патологией. При исследовании SCC следует обращать внимание на забор материала и работу с тестируемыми образцами, так как загрязнение элементами кожи и слюны ведет к ложноположительным результатам.
23.5.12. Нейронспецифическая енолаза
Показания к назначению: диагностика и эффективность терапии мелкоклеточной карциномы легких (SCLC). Нейронспецифическая енолаза (НСЕ) представляет собой гликолитический нейронспецифический изофермент енолазы. Он состоит из двух почти идентичных полипептидных цепей, каждая из которых имеет молекулярную массу 3900 Да. Он выявляется в нейронах, нейроэндокринных клетках нервной системы, а также в эритроцитах и тромбоцитах. Граница нормы - не выше 12,5 нг/мл.
Причины повышения уровня НСЕ:
НСЕ, обладая высокой чувствительностью (44–87% в зависимости от стадии процесса) и специфичностью для мелкоклеточного рака легких, можно использовать в дифференциальной диагностике опухолей легкого, а также для мониторинга больных с целью оценки эффективности лечения. Повышенная концентрация НСЕ может встречаться при доброкачественных заболеваниях легких (до 20 нг/мл и чуть выше), поэтому для клинической диагностики рекомендуют более высокий уровень границы (более 25 нг/мл).
НСЕ - наиболее значимый (после стадии процесса) прогностический фактор выживаемости больных мелкоклеточным раком легкого. У преобладающего большинства больных (84%) в случае ремиссии уровень маркера нормализуется. Уровень НСЕ часто повышен у больных злокачественными новообразованиями нейроэктодермального происхождения (нейробластомы, медуллобластомы, ретинобластомы), и с помощью данного маркера можно осуществлять динамическое наблюдение за этими пациентами. НСЕ - дополнительный опухолевый маркер в диагностике семином.
Поскольку НСЕ обнаруживается в эритроцитах и тромбоцитах, гемолиз и отсроченное центрифугирование существенно завышают результаты анализа. Центрифугировать образцы крови следует не позднее, чем через 1 ч после забора крови.
23.5.13. Фрагмент цитокератина 19
Показания к назначению: немелкоклеточная карцинома легких и плоскоклеточная карцинома легких. Может использоваться для мониторинга течения мышечно-инвазивной карциномы мочевого пузыря.
Цитокератины - нерастворимые каркасные белки клеток, их известно более 20. CYFRA 21-1 растворим в сыворотке, имеет молекулярную массу 30 кДа. В тесте на опухолевый маркер CYFRA 21-1 используются два моноклональных антитела (Ks 19,1, ВМ 19,21) для выявления фрагмента цитокератина 19. Граница нормы - 2,3 нг/мл.
Причины повышения уровня CYFRA 21-1:
CYFRA 21-1 наиболее информативен в уточняющей диагностике рака легкого в аспекте дифференциальной диагностики между доброкачественными и злокачественными опухолями, а также между мелкоклеточным и немелкоклеточным раком легкого. Важным преимуществом CYFRA 21-1 является его высокая специфичность, обусловленная независимостью сывороточных уровней маркера от пола, возраста, вредных привычек и т.д.
Диагностическая чувствительность CYFRA 21-1 для РШМ составляет 42–52%. Исходно повышенный уровень CYFRA 21-1 у больных РШМ до начала лечения - неблагоприятный прогностический фактор в плане быстрого прогрессирования заболевания.
CYFRA 21-1 у больных плоскоклеточным раком (легкого, шейки матки) адекватно отражает эффективность проведенного лечения: повышенный уровень опухолевого маркера после завершения лечения - аргумент в пользу остаточной опухоли, а возрастание уровня этого маркера в мониторинге свидетельствует о прогрессировании заболевания.
Незначительный подъем CYFRA 21-1 (до 10 нг/мл) наблюдается при доброкачественных заболеваниях печени, при почечной недостаточности. Следует отметить, что загрязнение образцов крови слюной ведет к завышенным результатам.
23.5.14. Хорионический гонадотропин человека
Показания к назначению: ранняя диагностика беременности, мониторинг эффективности терапии и диагностика рецидивов трофобластических опухолей, хорионкарцином яичка или плаценты, хорионаденом, семином.
Хорионический гонадотропин человека (ХГЧ) - это гликопротеиновый гормон, состоящий из двух субъединиц - α и β, нековалентно связанных между собой. α-Субъединица идентична ос-субъединице лютеинезирующего и фолликулостимулирующего гормонов и тиреотропина гипофиза. β-Субъединица специфична для ХГЧ [26].
ХГЧ содержит нейраминовые кислоты, количество которых пропорционально его активности: при их отщеплении биологическая активность ХГЧ исчезает. Период полувыведения β-ХГЧ 1,5–2,5 дня. ХГЧ-специфичная антисыворотка взаимодействует только с β-субъединицей. Граница нормы - не выше 5 МЕд/мл у мужчин и небеременных женщин.
ХГЧ образуется физиологически в синцитиотрофобластах плаценты, его обнаруживают в материнской сыворотке на 6–10-е сутки после оплодотворения и еще через 1–2 сут в моче. Концентрация ХГЧ в амниотической жидкости коррелирует с сывороточной, но на порядок меньше.
Причины повышения уровня β-ХГЧ:
Причины понижения уровня β-ХГЧ:
Уровень ХГЧ повышается до конца I триместра беременности, достигая максимума на 40–80-е сутки, а затем снижается. Снижение содержания ХГЧ наблюдается при внематочной беременности и угрожающем выкидыше (ниже, чем при нормальной беременности). У мужчин и небеременных женщин повышение уровня ХГЧ является верным признаком наличия злокачественной опухоли [22].
Повышение концентрации ХГЧ обнаруживают при пузырном заносе (может достигать в отдельных случаях >1 млн МЕ/мл), хорионкарциноме, семиномах, тератомах яичника и яичек, у больных раком легкого (14% случаев), при раке ЖКТ (до 60%), органов мочеполовой системы (30%), при раке толстой и прямой кишки (25–77% в зависимости от размеров опухоли). Трофобластические неоплазмы, как доброкачественные, так и злокачественные, вызывают увеличение содержания ХГЧ. Наибольшее количество ХГЧ вырабатывается при хорионэпителиоме - наиболее злокачественной опухоли. Она продуцирует около 5 мкг ХГЧ в сутки на каждый миллиграмм влажной массы опухоли. Примерно 10–20% этого количества выводится с мочой. Анализ ХГЧ дает значение 0,45 мкг на суточное количество мочи и, следовательно, позволяет обнаружить около 1 мг опухоли. Необходимо отметить, что, наряду с высокой злокачественностью, хорионэпителиома является одной из немногих локализаций опухолей, которая при условии своевременной диагностики и химиотерапевтического лечения может привести к полному излечению (в 95% случаев) при отсутствии метастазов и (в 83% случаев) у больных с метастазами. Чувствительность данного маркера при карциноме яичка и плаценты - 100%, при хорионаденоме - 97%, при несеминоматозных герминомах - 48–86%, при семиномах - 7–14%. Некоторые опухоли продуцируют только отдельные субъединицы ХГЧ. Так, установлено, что при аденокарциноме поджелудочной железы обнаруживаются в основном свободные а-субъединицы. При гемолизе крови и липемии возможны ложноположительные реакции.
23.5.15. Простатические специфические маркеры
Показания к назначению: мониторинг течения и эффективности терапии карциномы предстательной железы, мониторинг состояния пациентов с гипертрофией предстательной железы с целью обнаружения ее злокачественного перерождения.
Основные формы, в виде которых ПСА определяется в сыворотке крови человека - это свободная, не образующая комплексов форма f-ПСА (молекулярная масса 33 кДа) и комплекс f-ПСА с α1 -антихимотрипсином (молекулярная масса 100 кДа). Обе формы составляют главную фракцию общей ПСА (t-ПСА), которую чаще всего и определяют в сыворотке человека [15, 37].
Граница нормы - 4 нг/мл у здоровых мужчин без гипертрофии предстательной железы. Пограничные значения - 4–10 нг/мл, патологические - 10 нг/мл и выше.
Значительное повышение уровня ПСА в сыворотке крови обнаруживают при карциноме предстательной железы, а также при гипертрофии и при воспалительных заболеваниях предстательной железы. Если уровень t-ПСА находится между 4–10 нг/мл, то рекомендуется определять и f-PSA, так как в этом случае диагностическое значение будет иметь соотношение f-PSA/t-PSA. При злокачественных опухолях соотношение достигает 0–15%; пограничное значение составляет 15–20%; при доброкачественной опухоли - 20% и выше. Повышение уровня маркера наблюдается после пальцевого ректального исследования, цистоскопии, колоноскопии, трансуретральной биопсии, лазерной терапии. Влияние этих факторов особенно выражено на следующий день после процедуры и наиболее значительно у пациентов с гипертрофией предстательной железы, поэтому забор крови следует проводить спустя неделю после процедур или до них.
Основное применение - мониторинг течения карциномы предстательной железы. Однако чувствительность этого маркера ниже, чем ПСА. Кроме того, он нестабилен при хранении.
Определение простатспецифической кислой фосфатазы дополнительной, полезной для клинициста информации, по сравнению с ПСА, не привносит, поэтому в последнее время определять активность РАР не рекомендуется.
23.5.16. Тканевой полипептидный антиген
Показания к назначению: мониторинг карциномы мочевого пузыря.
Тканевой полипептидный антиген (ТРА) - это пролиферативный антиген кератиновой природы с молекулярной массой 22 кДа. Обнаруживается в большинстве эпителиальных клеток, в сыворотке крови, в клеточных мембранах опухолевых клеток. Верхняя граница нормы - 85–120 Ед/мл.
Повышенный уровень ТРА наблюдается при карциноме мочевого пузыря, у пациентов с карциномой молочной железы, бронхов, колоректального отдела кишечника, шейки матки.
Повышение уровня ТРА выявляется и при некоторых доброкачественных заболеваниях легких, печени, урогенитального тракта. При повышении исходного уровня до 131 Ед/мл достигается 95% специфичность по отношению к доброкачественным заболеваниям легких. Чувствительность в отношении карциномы мочевого пузыря, особенно мышечно-инвазивных форм, также достаточно высокая.
23.5.17. Тканевой полипептид-специфический антиген
Тканевой полипептид-специфический антиген (TPS) входит в состав тканевого полипептидного антигена, являясь основным его компонентом, и может быть идентифицирован в реакциях с моноклональными антителами к эпитопу МЗ. TPS обнаруживается в большинстве эпителиальных клеток, в мембранах опухолевых клеток и сыворотке крови. Является пролиферационным антигеном.
Верхняя граница нормы - 85–120 Ед/мл.
Повышенный уровень TPS наблюдается при карциномах мочевого пузыря, молочной железы, бронхов. Несмотря на то, что TPS является активным компонентом ТРА, его чувствительность при некоторых солидных опухолях ниже, чем ТРА. В частности, при раке мочевого пузыря и бронхов она в два раза ниже чувствительности ТРА, а при немелкоклеточной карциноме легких - почти в 3 раза.
23.5.18. β2-Микроглобулин
Показания к назначению: мониторинг множественной миеломы, неходжкинские лимфомы, мониторинг состояния пациентов со СПИД и перенесших трансплантацию органов.
β2 -Микроглобулин состоит из 100 аминокислот, молекулярная масса 11,8 кДа. Он идентичен легкой цепи антигенов HLA-системы и имеет выраженную гомологию с СН3-регионом молекулы иммуноглобулина G.
Обнаруживается на поверхности мембран лимфоцитов, макрофагов, некоторых эпителиальных клеток. β2 -Микроглобулин, как свободный, так и связанный с HLA, в низкой концентрации выявляется во многих биологических жидкостях: в сыворотке крови, моче, слюне, амниотической жидкости. Он свободно проходит через мембрану почечных клубочков, а затем реабсорбируется в проксимальном отделе почечных канальцев. Уменьшение клубочковой фильтрации ведет к повышению уровня сывороточного β2 -микроглобулина, а нарушение функции почечных канальцев приводит к экскреции его с мочой.
Границы нормы: в сыворотке крови - 0,8–2,4 мг/л; в ЦСЖ - 0,8–1,8 мг/л; в моче - 0,02–0,3 мг/л.
Уровень β2 -микроглобулина возрастает при миеломах, неходжкинских лимфомах, различных аутоиммунных заболеваниях, нарушении клеточного иммунитета (например, при СПИДе), состояниях после трансплантации органов. У пациентов с лейкемией повышение уровня β2 -микроглобулина в ЦСЖ свидетельствует о вовлечении в патологический процесс ЦНС. Тестирование в сыворотке крови и моче в основном проводится при диагностике гломерулонефрита и канальцевых нефропатий. При множественной миеломе этот маркер является наиболее полезным прогностическим показателем, не зависящим от концентрации моноклонального иммуноглобулина.
23.5.19. Сывороточная дезокситимидинкиназа
Показания к назначению: мониторинг течения заболевания и прогноз при неходжкинских лимфомах, включая лейкемию и множественную миелому.
Сывороточная дезокситимидинкиназа (С-ТК) - фермент, катализирующий фосфорилирование дезокситимидина с образованием монофосфата дезокситимидина. В клетках человека существует три изофермента ТК. В высокой концентрации ТК-1 присутствует в пролиферирующих и в опухолевых клетках. Разработаны методы определения ТК-1 в сыворотке крови (С-ТК-1).
Повышение уровня С-ТК выявляется у пациентов с множественной миеломой, хронической лимфатической лейкемией, неходжкинскими лимфомами. При этом у пациентов с прогрессирующей хронической лейкемией (при плохом прогнозе) уровень ТК значительно выше, чем у больных в стабильном состоянии.
23.5.20. Трофобластический β1-гликопротеин
Трофобластический β1 -гликопротеин (ТБГ) - гликопротеин с молекулярной массой 42 кДа. Определяется в полиморфно-ядерных нейтрофилах и культуре фибробластов человека, а также в плаценте и сыворотке крови беременных, превышая почти в 20 раз содержание ХГЧ. Граница нормы - не выше 5 мкг/мл в сыворотке крови небеременных женщин.
Вне периода беременности ТБГ появляется в значительных количествах при хорионэпителиоме, пузырном заносе, а также у больных с солидными злокачественными опухолями: при раке яичника, легкого, молочной железы, ЖКТ. Обнаруживается в сыворотке крови при трофобластических опухолях наряду с ХГЧ [10].
Информативным оказывается соотношение концентраций ТБГ и ХГЧ, которое для хорионкарциномы составляет 0,36, для инвазивного заноса - 1,56, а пузырного - 10,9. Оба эти маркера - чувствительные индикаторы остаточной опухолевой активности. Считается, что ТБГ - более информативный маркер трофобластического остаточного опухолевого роста, особенно когда очень низкие значения ХГЧ указывают на наличие остаточной болезни. Однако известны и ТБГ-негативные трофобластные опухоли, при которых ТБГ не секретируется или по каким-то причинам не определяется.
23.5.21. Плацентарный белок
Плацентарный белок (РР-10) - это растворимый гликопротеин ткани плаценты, богатый глутаминовой и аспарагиновой аминокислотами.
В нормальной сыворотке крови обнаруживают следы РР-10. Уровень его в сыворотке крови возрастает при беременности (более чем в 100 раз), при карциноме молочной железы (в 85% случаев), у пациентов с карциномой половых органов (100% случаев).
23.5.22. Кальцитонин
Показания к назначению: мониторинг медуллярной карциномы щитовидной железы, пригоден для скрининга групп риска, так как медуллярный рак может наблюдаться у членов одной семьи и является частью синдрома множественной эндокринной неоплазии, для диагностики.
Кальцитонин - полипептид с молекулярной массой 3500 Да, содержащий 32 аминокислоты. Вырабатывается парафолликулярными (С-клетками) щитовидной железы.
Границы нормы - не выше 100 пг/мл. Повышенная концентрация кальцитонина выявляется при карциноме щитовидной железы.
23.5.23. Тиреоглобулин
Показания к назначению: мониторинг лечения дифференцированного рака щитовидной железы, для ведения пациентов, перенесших хирургическое удаление щитовидной железы по поводу рака. Тиреоглобулин - гликопротеин с молекулярной массой 660 кДа, находится внутри фолликулов щитовидной железы и в кровь обычно не поступает. После удаления щитовидной железы по поводу рака метастазы фолликулярного рака способны осуществлять синтез тиреоглобулина. Уровень тиреоглобулина очень низок в крови пациентов после полного удаления щитовидной железы и у большинства пациентов, принимающих тиреоидные гормоны после оперативного лечения щитовидной железы. Повышенный или возрастающий уровень тиреоидного гормона свидетельствует о наличии рецидива опухоли.
23.5.24. Раковый антиген 242
Показания к назначению: для ранней диагностики и мониторинга рака ПСА, желудка, толстого кишечника и прямой кишки. Эпитоп антигена СА 242 - сиаловый углевод, который расположен на гликопротеине типа муцина в карциномах многих органов. Экспрессируется на том же апопротеине, что и СА 19-9 и S (Lea), но в злокачественных опухолях экспрессия СА 242 значительно выше по сравнению с СА 19-9, поэтому и специфичность намного выше, чем СА 19-9. При раке поджелудочной железы в I стадии заболевания специфичность достигает 90%. В доброкачественных опухолях экспрессия СА 242 низкая (менее 6% пациентов с доброкачественными опухолями ЖКТ имеют незначительное повышение уровня СА 242). Комбинация СА 242 и РЭА повышает чувствительность теста при раке ЖКТ на 25–40%, по сравнению с использованием только одного СА 242. Граница нормы - 0–30 МЕ/мл.
23.5.25. Глутатион-S-трансфераза
Глутатион-S-трансфераза (P1-1, ГТ Р1-1) - изофермент семейства глутатионтрансфераз с молекулярной массой 45 кДа и изоэлектрической точкой 4,7, является органоспецифическим общим онкологическим маркером.
Повышенное содержание ГТ P1-1 выявлено у 87% больных плоскоклеточным раком с ороговением, у 79% больных плоскоклеточным раком без ороговения и у 75% больных аденокарциномой. Повышение уровня фермента выше 9,85 нг/мл должно определить более направленный поиск рака легких, а в случае стойкого негативного результата - раковых поражений других органов. Сравнение диагностических возможностей при опухолях легких данного маркера с HCЕ и РЭА показало гораздо большую чувствительность и специфичность ГТ P1-1. Определение ГТ P-1 в сыворотке крови позволяет диагностировать не только злокачественные поражения легких, но и патологические процессы, связанные с повышенным риском злокачественной трансформации, а также проводить мониторинг эффективности хирургического лечения. Отсутствие тенденции к снижению уровня маркера до нормальных значений в течение 3 нед свидетельствует о недостаточности проведенного лечения и возможной последующей генерализации опухолевого процесса.
23.5.26. Остеопонтин
Показания к назначению остеопонтина (ОРN): карциномы легкого, молочной железы, предстательной железы, желудка, яичников, поджелудочной железы и пищевода.
OPN - белок костной ткани состоит из 314 аминокислот и экспрессируется как белок массой 33 кДа. OPN может подвергаться посттрансляционным модификациям, которые увеличивают его молекулярную массу примерно до 44 кДа, в зависимости от типа клеток. Это кислый кальций-связывающий гликофосфопротеин, который обнаруживается во всех биологических жидкостях и в межклеточном матриксе. Участвует в связывании остеокластов на поверхности кости. OPN является секреторным белком, что позволяет определить его концентрацию в плазме крови методом ИФА.
Наблюдается корреляция уровня экспрессии остеопонтина (особенно изоформы OPNc) с агрессивностью течения заболевания. Впервые остеопонтин был идентифицирован в клетках рака яичников с помощью ДНК-микрочипов, используемых для выявления генов с повышенными уровнями экспрессии [50, 53, 57, 64].
23.5.27. Гастрин-рилизинг-пептид, проформа
Показания к назначению проформы гастрин-рилизинг-пептида (ProGRP): диагностика мелкоклеточного рака легких, особенно на ранних стадиях, оценка распространенности опухоли, так как он склонен к метастазированию. GRP - гормон кишечника, пептид, состоящий из 27 аминокислот, структурно и функционально подобный С-концевому участку бомбезина. Первично был выделен из желудка свиньи. GRP присутствует в тканях мозга, в нервных волокнах, в нейроэндокринных клетках, клетках ЖКТ и легких.
Использование GRP в качестве маркера для исследований затруднено из-за его нестабильности в крови и сложности выделения. В настоящее время разработаны тест-системы для определения ProGRP - более стабильного белка-предшественника гормона, также являющегося специфичным маркером для мелкоклеточного рака легкого [60].
Концентрация ProGRP в сыворотке пуповинной крови и у новорожденных примерно в десять раз выше, чем у взрослых. В первые два года жизни уровни ProGRP быстро падают, а затем постепенно снижаются до верхнего предела нормального уровня у взрослых, который составляет <65 пг/мл. Высокий уровень ProGRP у плода, а также его постепенное снижение после рождения, подтверждает участие GRP в стимуляции роста клеток. У здоровых взрослых людей наблюдается тенденция к увеличению уровней ProGRP с возрастом, а также у курильщиков и людей с высокой массой тела. Отмечаются более высокая концентрация ProGRP у женщин по сравнению с мужчинами.
Поскольку ProGRP в основном метаболизируется почками, наблюдаются более высокие уровни ProGRP в сыворотке крови пациентов с ХПН. Умеренно повышенные уровни ProGRP, не более 80 пг/мл, наблюдаются примерно у 2–4,1% пациентов с расстройствами ЖКТ, острым гепатитом и неинфекционными воспалительными состояниями легких.
Повышенные уровни ProGRP обнаруживаются у определенного процента пациентов с локализацией рака, отличной от рака легкого (13%). Так, повышенные концентрации этого маркера, обнаруживаются у пациентов с раком груди, с раком половых органов, с лейкемией.
Оценка эффективности лечения рака - снижение уровня Pro-GRP до нормальных значений свидетельствует о результативности химио- или лучевой терапии, а повторное повышение уровня онкомаркера может указывать на рецидив заболевания.
23.5.28. Тканевой ингибитор металлопротеиназы 1-го типа
Тканевый ингибитор металлопротеиназы-1 (TIMP-1) подавляет активность некоторых матричных металлопротеиназ (MMPs) по разложению внеклеточного матрикса, тем самым регулируя инвазию и метастазирование раковых клеток.
MMPs представляют собой группу цинксодержащих генетически различных, но структурно связанных протеолитических ферментов, которые разрушают почти все белки внеклеточного матрикса. Эти белки могут также иметь прямое сигнальное воздействие на различные белки клеточной поверхности, такие как кластеры дифференцировки (CD) 44 и интегрины [7]. Кроме того, MMPs и TIMP-1 влияют на апоптоз, рост раковых клеток и иммунный надзор, что, в свою очередь, может способствовать инвазии и метастазированию. Повышенная экспрессия некоторых MMPs может быть обнаружена при большинстве раковых заболеваний человека, и их сверхэкспрессия связана с плохим прогнозом.
Имеются четыре известных TIMPs. TIMP-1 является гликопротеином с молекулярной массой 21 кДа, состоит из двух доменов, фиксируемых шестью дисульфидными связями. Один домен в основном ответственен за ингибирование, формируя нековалентные комплексы с активными ферментами, в то время как другой домен может связываться с прожелатиназами, а также стимулировать клеточную пролиферацию. Все соединительные ткани содержат TIMPs. Основные места экспрессии TIMP-1 находятся в яичниках и костной ткани.
TIMP-1 выявляется как при ранних, так и при поздних стадиях колоректального рака, и обладает высокой чувствительностью и специфичностью, при этом он не определяется ни при аденоме толстой кишки, ни при воспалительных заболеваниях кишечника.
При колоректальном раке мРНК TIMP-1 в основном экспрессируется ассоциированными с опухолью миофибробластами на инвазивном фронте опухоли, хотя экспрессия также наблюдалась в некоторых раковых клетках [62]. При колоректальном раке печени метастазы TIMP-1 мРНК локализованы в "веретенообразных фибробластоподобных клетках стромы". Клеточная локализация TIMP-1 не была описана подробно или в отношении паттернов роста.
Определение TIMP-1 в плазме крови используется в диагностике колоректального рака. Уровни TIMP-1, РЭА, СА 242 и растворимого рецептора активатора плазминогена урокиназного типа (suPAR) являются хорошими предикторами исхода заболевания вне зависимости от стадии. Определение РЭА, СА 242 или их комбинации рекомендовано для получения прогностической информации и отбора группы пациентов с ранней стадией колоректального рака и высоким риском развития рецидива. У пациентов со стадией II/В по Дюку и низким уровнем TIMP-1 и suPAR, период выживаемости сравним со сроками жизни здоровых людей соответствующего пола и возраста в общей популяции в данном регионе.
23.5.29. Человеческий эпидидимальный протеин 4
Показания к назначению: дифференциальная диагностика образований малого таза, рак яичников и эндометрия, а также контроль лечения и диагностики рецидива рака яичника и эндометрия.
Человеческий эпидидимальный протеин 4 (HE4) представляет собой секреторный гликопротеин, принадлежащий к семейству сывороточно-кислых белков и содержащий домены четырехдисульфидного ядра с молекулярной массой 25 кДа, белковая часть составляет примерно 12 кДа. Биологическая роль HE4 до конца не известна. Предполагается, что он обладает антипротеиназной активностью, но протеиназа-мишень неизвестна, в нормальном эпидидимисе он вовлечен в созревание спермы. Возможно, HE4 обладает также антимикробной и противовоспалительной активностью, участвуя в поддержании системы врожденного иммунитета дыхательного тракта и ротовой полости.
НЕ4 экспрессируется в нормальном эпителии репродуктивных органов, верхних дыхательных путей и поджелудочной железы. Повышенная продукция белка выявлена при опухолях яичников и эндометрия, в некоторых случаях - при аденокарциноме легких.
Высокая экспрессия при эпителиальном раке яичников и эндометрия позволяет рассматривать НЕ4 как сывороточный маркер, обладающий более высокой чувствительностью и специфичностью, чем CA 125, в подтверждающей ранней диагностике этих патологий. Он демонстрирует лучшую чувствительность и специфичность в диагностике рецидива по отношению к CA 125 и, по-видимому, является независимым прогностическим фактором для идеальной циторедуктивной хирургии опухоли и сохраняет прогностическую роль даже после рецидива [30, 42, 45, 47, 48, 52].
В 2008 г. FDA одобрило использование теста HE4 для мониторинга рецидивов заболевания и терапевтического ответа у пациентов с эпителиальным раком яичников, так как он начинает определяться примерно за 4,5 мес до возникновения клинических признаков рецидива этого заболевания Дополнительные результаты показали, что сывороточный HE4 во время химиотерапии первой линии может предсказать ответ на химиотерапию, и является хорошим предиктором ответа и исхода химиотерапии для пациентов с поздней стадией серозного рака яичников высокой степени злокачественности.
Высокие уровни HE4 в сыворотке коррелировали с химиорезистентностью и снижением выживаемости у пациентов с эпителиальным раком яичников. Показано, что при концентрации HE4 в сыворотке крови более 70 пмоль/л рецидив рака эндометрия выявляется с чувствительностью 81% и специфичностью 64% в 80% случаев, а рецидив рака яичника - с чувствительностью 74% и специфичностью 100%. Использование комбинации онкомаркеров HE4 и CA 125 при рецидиве рака яичника позволяет увеличить чувствительность до 76% [33].
Для скрининга рака яичников HE4 используют панели тестов в комбинации с CA 125, молекулой адгезии сосудистого эндотелия 1 типа VCAM-1 и РЭA. Использование этих онкомаркеров позволяет выявить рак яичника уже на ранних стадиях с чувствительностью 86% и специфичностью 98%.
Референсные значения:
23.5.30. Белок S-100
Белок S-100 - это член семейства кислых Са2+ -связывающих белков, состоит из двух субъединиц, которые имеют молекулярную массу около 10,5 кДа каждая. Белок S-100 представляет собой гомо- или гетеродимер, состоящий из двух субъединиц (β или α) в различных комбинациях: αα (S-100a), αβ (S-100 ab) и ββ (S-100b).
Каждая субъединица содержит два сайта связывания для кальция и один - для цинка. S-100 активно участвуют в процессах клеточного деления, дифференцировки, гомеостаза ионов Са2+ , в сборке и деструкции микротрубочек и микрофиламентов, проведении внутриклеточного регуляторного сигнала апоптоза и могут поэтому участвовать в процессе онкогенеза.
Известно 25 различных представителей этого семейства: S100A1 - S100A18, trichohylin, fillagrin, repetin, S100B, S100G, S100P, S100Z. Белки S-100 обнаружены в клетках различных тканей: нервной системы (глиальные и шванновские клетки), мышечной (поперечнополосатые мышцы), в тканях внутренних органов (печень, почки и др.).
Возможность применения белков S-100 в клинической практике была показана не только при злокачественных заболеваниях, но и при широком спектре других патологий [63].
Белок S-100 является неспецифичным биомаркером, вследствие чего его иногда сравнивают с С-реактивным белком - другим неспецифичным, но широко используемым биомаркером заболеваний разной этиологии. Поскольку возможен ложноположительный результат исследования на белок S-100, во избежание диагностических ошибок рекомендуется проведение повторных анализов [34].
Показания к назначению при подозрении на онкологическую патологию:
Белок S-100B является стандартным иммуногистохимическим маркером, который рутинно используется при патоморфологической диагностике меланомы. Он также выделяется злокачественными меланоцитами в кровь, где может быть измерен. На данный момент белок S-100B - это наиболее изученный биомаркер меланомы.
Биомаркер меланомы S-100B сильно коррелирует с отдаленной выживаемостью без метастазов и общей выживаемостью у пациентов с меланомой IIB-III стадии. Концентрация белка S-100B в сыворотке коррелирует со стадией заболевания, а обнаружение его является независимым предиктором прогноза меланомы у пациентов, перенесших терапевтическую лимфодиссекцию (TLND) по поводу узловых макрометастазов.
Согласно данным литературы, доля пациентов с повышенными концентрациями белка S-100B составляла 0–9% при I–II стадиях, 5–98% - при III стадии и 40–100% - при меланоме IV стадии [46, 55, 59]. Самые высокие концентрации белка S-100B были обнаружены у пациентов с метастазами в печень и/или скелет. Таким образом, концентрация S-100B в сыворотке коррелирует с клинической стадией заболевания.
Белок S-100B оказался независимым прогностическим маркером на стадиях II и III. 5-летняя выживаемость пациентов со значениями S-100B <0,10 г/л составила 91% по сравнению с 51% при значениях >0,10 г/л. Информативность биомаркера S-100B в качестве прогностического маркера выше, чем информативность других биомаркеров меланомы - ЛДГ и 5-S-цистеинилдопы, и имеет самую высокую специфичность.
В нескольких исследованиях рекомендовано использовать S-100B в качестве онкомаркера для мониторинга течения заболевания у пациентов с меланомой III стадии и для оценки эффекта терапии у пациентов с IV стадией. Успешное лечение лимфодиссекцией, химиотерапией или иммунотерапией было связано со снижением концентрации S-100B, тогда как повышение концентрации являлось выражением прогрессирования заболевания.
Повышение уровня белка S-100B наблюдается при астроцитоме, опухолях почек и некоторых разновидностях лейкозов, а также при заболеваниях почек, печени (в том числе метастазах различных опухолей в печень), различных воспалительных и инфекционных заболеваниях.
Другие белки S-100 также могут иметь определенное клиническое значение при диагностике других видов рака. Так, например, белок S-100A4 может быть использован для оценки прогноза рака молочной железы, желудка, мочевого пузыря, поджелудочной железы и легкого. Белок S-100A7 является биомаркером рака легкого и яичника. Белок S-100A9 может быть использован для дифференциальной диагностики рака предстательной железы и доброкачественной гиперплазии предстательной железы.
Референсные значения: 0–0,11 мкг/л.
23.5.31. Мезотелин
Сывороточный мезотелин - дифференцирующий антиген, который обычно присутствует в мезотелиальных клетках, выстилающих плевру, брюшину и перикард, но сильно экспрессируется при мезотелиоме (ограничивается эпителиоидными опухолевыми клетками) и некоторыми другими злокачественными новообразованиями, включая рак яичников и поджелудочной железы.
Это мембранный гликопротеин с молекулярной массой 40 кДа. Ген мезотелина (MSLN ) кодирует белок-предшественник массой 69 кДа, который расщепляется на растворимую фракцию 31 кДа, фактор потенцирования мегакариоцитов и связанный с мембраной гликопротеин - мезотелин. MSLN высоко экспрессируется при мезотелиоме, раке яичников и аденокарциномах поджелудочной железы, а недавние исследования показывают, что он также экспрессируется при аденокарциномах легких, серозной карциноме матки, ОМЛ и холангиокарциноме [43].
У мезотелина есть три предполагаемых изоформы, которые могут поступать в кровоток либо путем отщепления мембраносвязанной части (изоформа 1 и 2), либо путем мутации сдвига рамки считывания (изоформа 3). Растворимые пептиды семейства мезотелина (SMRP), образующиеся в дальнейшем при протеолитическом расщеплении, попадают в кровоток. Сывороточный мезотелин относится ко всем изоформам, которые присутствуют в кровотоке, хотя изоформа 1 преимущественно экспрессируется и высвобождается из мембраны.
В 2003 г. с использованием иммуноферментного анализа (ELISA) была разработана коммерческая тест-система Mesomark (Fujirebio Diagnostics, Malvern, PA), которая выявляет обе изоформы 1 и 3. Этот анализ был одобрен для помощи в наблюдении за пациентами с эпителиоидной и двухфазной мезотелиомой.
Верхний предел нормы 9 нг/мл.
23.5.32. Неоптерин
Неоптерин - пуриновый нуклеотид, синтезируемый макрофагами и моноцитами под действием гамма-интерферона, цитокинов, продуцируемых хелперными T (Th1)-клетками 1-го типа. Количество синтезируемого неоптерина прямо пропорционально количеству гамма-интерферона и косвенно свидетельствует о повышении его содержания. Повышенная концентрация неоптерина может служить маркером цитотоксического иммунного ответа.
Этот показатель определяется при ряде заболеваний инфекционного генеза, а также при аутоиммунных и онкологических заболеваниях. Данный лабораторный показатель также может использоваться для контроля эффективности проводимой терапии.
Повышенная экскреция неоптерина определяется у больных с опухолями различной локализации:
-
новообразования ЖКТ (карцинома желудка, тонкого и толстого кишечника, карцинома поджелудочной железы);
-
опухоли системы крови (неходжкинская лимфома, острые и хронические лейкозы, лимфогранулематоз, миелома);
-
злокачественные новообразования репродуктивных органов и мочеполового тракта (карцинома тела и шейки матки, яичников, мочевого пузыря и предстательной железы);
Степень повышения уровня неоптерина различается в зависимости от первичной локализации и стадии опухоли, но почти всегда высокие концентрации неоптерина указывают на плохой прогноз.
Концентрация неоптерина в моче или сыворотке определяется для большинства первичных опухолей. У онкологических больных повышенная концентрация неоптерина была связана также с другими биомаркерами ответа организма пациентов.
Системные концентрации неоптерина также коррелируют с параметрами фенотипа и функцией лимфоцитов периферической крови. У пациентов с первичными и метастатическими опухолями печени концентрация неоптерина в моче обнаруживала обратную корреляцию с количеством Т-лимфоцитов CD4. Фактически у некоторых пациентов количество Т-лимфоцитов CD4 было уменьшено до количества, наблюдаемого у пациентов с распространенной инфекцией ВИЧ-1. Повышенные концентрации неоптерина также обратно коррелировали с пролиферативным ответом лимфоцитов периферической крови на митогены. Это показывает, что повышение концентрации неоптерина отражает хроническую иммунную стимуляцию, связанную с дисфункцией иммунной системы.
Диагностическая чувствительность теста на неоптерин неодинакова при различных формах рака и составляет от 100% при поздних стадиях некоторых заболеваний крови до 20% при карциноме молочной железы.
Увеличение концентрации неоптерина является прогностически неблагоприятным признаком и указывает на прогрессирование опухолевого процесса, метастазирование или является показателем возможного летального исхода [49].
Диагностическая ценность и прогностическое значение неоптерина при опухолевых заболеваниях не ниже, а в некоторых случаях даже выше, чем у специфических онкомаркеров, таких как РЭА и СА19-9.
Повышенные концентрации неоптерина в моче были определены как независимый предиктор плохого прогноза у пациентов с карциномой эндометрия и шейки матки, эпителиальной карциномой яичников.
Высокие концентрации неоптерина в моче коррелировали с плохим прогнозом у пациентов с ранней и с запущенной/метастатической колоректальной карциномой, а также у пациентов с раком поджелудочной железы и гепатоцеллюлярной карциномой. Высокий уровень неоптерина в моче был связан с более выраженной печеночной дисфункцией и плохим прогнозом.
Высокие уровни неоптерина также наблюдались у пациентов с гемобластозами. У пациентов с лимфомой высокие концентрации неоптерина в моче коррелируют с активностью заболевания У пациентов с множественной миеломой концентрация неоптерина в сыворотке увеличивается с активностью заболевания и связана с плохим прогнозом.
Повышенные концентрации неоптерина также связаны с неблагоприятным исходом у пациентов с урологическими злокачественными новообразованиями и меланомой кожи.
Концентрация неоптерина обычно коррелирует с активностью заболевания, поэтому целесообразен контроль данного показателя во время проведения терапии заболевания.
Референтные значения:
-
в сыворотке крови в зависимости от возраста: 19–75 лет - <8,7 нмоль/л; >75 лет - <19,0 нмоль/л;
-
в моче в зависимости от возраста и пола: 18–25 лет (мужчины - 123–195 нмоль/л, женщины - 128–208 нмоль/л); 26–35 лет (мужчины - 101–182 нмоль/л, женщины - 124–209 нмоль/л); 36–45 лет (мужчины - 109–176, женщины - 140–239 нмоль/л); 46–55 лет (мужчины - 105–197 нмоль/л, женщины - 147–229 нмоль/л); 56–65 лет (мужчины - 119–218 нмоль/л, женщины - 156–249 нмоль/л); >65 лет (мужчины - 133–229 нмоль/л, женщины - 151–251 нмоль/л).
23.5.33. 5-Гидроксииндолилуксусная кислота в моче
5-Гидроксииндолилуксусная кислота (5-ГИУК) в моче - показатель обмена серотонина в организме. При карциноидных опухолях кишечника, бронхов, яичников, предстательной железы, феохромоцитоме образуется избыточное количество серотонина, который метаболизируется в 5-ГИУК и выводится с мочой.
Показания к назначению: опухолевый рост различных локализаций, оценка проведенного лечения.
Анализ на 5-ГИУК в суточной моче применяется для подтверждения диагноза "карциноидная опухоль" и характеризуется высокой чувствительностью (75%) и специфичностью (88–100%). Однако стоит отметить, что существуют и не секретирующие серотонин карциноиды.
Для карциноидных опухолей разной локализации характерна секреция различных специфических гормонально активных веществ (соматостатина, глюкагона, вазоактивного интестинального пептида и многих других). Однако общим клинико-лабораторным маркером большинства карциноидов является секреция серотонина, который затем метаболизируется в печени с образованием 5-гидроксииндолуксусной кислоты. Функционирующие карциноидные опухоли с метастазами могут вызывать значительное увеличение экскреции этого маркера, часто превышающее 350 мг/сут. Уровень экскреции 5-ГИУК с мочой >25 мг/сут является диагностическим для карциноидного синдрома после исключения пищевых источников 5-оксииндолов (грецких орехов, бананов, авокадо, баклажанов и др.) [22].
Референтные значения: 2–7 мг/сут.
23.5.34. Ингибиторы активации плазминогена 1-го типа и активатор плазминогена урокиназного типа
Активатор плазминогена урокиназного типа (uPA) представляет собой протеазу, разрушающую внеклеточный матрикс, и его ингибитор, ингибитор активатора плазминогена типа 1 (PAI-1), играют важную роль в инвазии и метастазировании опухоли, участвуя в деградации стромы и базальной мембраны опухоли [24]. Опухолевые клетки экспрессируют на своей поверхности рецептор для этого фермента (u-PAR) По сравнению с доброкачественными поражениями или нормальной тканью молочной железы при карциноме груди наблюдаются повышенные уровни uPA и PAI-1. Ассоциированная с рецептором урокиназа выполняет функцию цитопротективного фактора для малигнизированных клеток и инициирует реакции фосфорилирования сигнальных белков адгезии, которые, в свою очередь, контролируют реакции выживаемости клеток и облегчают прохождение митогенного сигнала. Эффекты uPA нейтрализуются ингибиторами активатора плазминогена 1 и 2 (PAI-1 и 2), продуцируемыми стромальными клетками, окружающими опухолевые клетки. Высокая активность первичной опухоли uPA связана с плохой выживаемостью у пациентов с раком груди.
Повышенные уровни uPA и PAI-1 в ткани опухоли молочной железы являются статистически независимыми и мощными предикторами неблагоприятного исхода для пациента, включая неблагоприятный исход у больных с раком груди при отсутствии метастазов в лимфатические узлы. Помимо прогноза, высокие уровни uPA и PAI-1 предсказывают пользу от адъювантной химиотерапии у пациентов с ранним раком груди. Уникальная клиническая полезность uPA/PAI-1 в качестве прогностических биомаркеров при раке молочной железы с отсутствием метастазов в лимфатические узлы была подтверждена в независимых исследованиях с уровнем доказательности. Таким образом, uPA и PAI-1 являются прогностическими биомаркерами, доступными для рака молочной железы без метастазов в лимфатические узлы. Это важно при идентификации пациентов у которых отсутствуют метастазы в лимфатические узлы, и у которых есть HER-2-отрицательные опухоли.
Негативные по узлу пациенты с низким уровнем опухоли uPA и PAI-1 имеют отличный прогноз с 5-летней выживаемостью без признаков заболевания, превышающей 90%, даже без адъювантной системной терапии. Прогностическая ценность уровней uPA и PAI-1 в опухолевой ткани в ответ на адъювантную химиотерапию также была исследована и подтверждена [39, 44].
23.6. Использование опухолевых маркеров при некоторых солидных опухолях
23.6.1. Колоректальная карцинома
Эта патология составляет около 90% общего числа раковых заболеваний ЖКТ. Полипоз толстого кишечника и язвенный колит рассматриваются как предраковые состояния. Антигеном выбора при колоректальных опухолях является РЭА. Его содержание коррелирует со стадией опухоли, а предоперационный уровень РЭА коррелирует с продолжительностью безрецидивного постоперационного периода и степенью выживаемости. Снижение уровня РЭА после терапевтических процедур свидетельствует об уменьшении объема опухоли. После успешной радикальной операции уровень маркера возвращается к нормальному за 6–8 нед. Отсутствие снижения концентрации свидетельствует о неполном удалении опухоли или наличии множественных опухолей. Вторичный подъем уровня РЭА предполагает наличие рецидива или метастазов. Медленное, пологое увеличение содержания маркера, например от 2 до 4 нг/мл в течение 6 мес, свидетельствует о локальном рецидиве, а более быстрый, то есть крутой подъем - о метастазировании. В очень редких случаях РЭА-негативной карциномы толстого кишечника может оказаться полезным определение СА 19-9. При диагностике рака толстого кишечника и прямой кишки высока чувствительность СА 242. Серийные определения СА 242 позволяют выявить развитие рецидивов колоректального рака за 5–7 мес до клинического выявления.
23.6.2. Карцинома поджелудочной железы
Заболеваемость карциномой поджелудочной железы - 10 случаев на 100 тыс. человек в год. Мужчины заболевают в 3 раза чаще, чем женщины. Опухолевыми маркерами выбора при этой патологии являются СА 19-9 и СА 242. Не обнаружено корреляции между массой опухоли и уровнем маркера СА 19-9. Однако очень высокий его уровень (более 10 тыс. Ед/мл) практически всегда предполагает плохой прогноз. Содержание маркера более 1000 Ед/мл у больных с карциномой поджелудочной железы обычно свидетельствует о вовлечении в процесс лимфатических узлов. Уровень маркера выше 10 тыс. Ед/мл свидетельствует о гематогенной диссеминации. Пациентам с эпигастральной симптоматикой рекомендуется проходить обследование на СА 19-9 через 2–3 нед после болевого приступа. Нормальный уровень СА 19-9 не исключает возможности наличия карциномы поджелудочной железы. Равно как и повышенное значение этого маркера может наблюдаться при ряде доброкачественных заболеваний, а также при раке желудка, толстой кишки и других органов и тканей. Уровень маркера СА 242 при доброкачественных опухолях низок, в случае злокачественной ^^ опухоли - резко повышается.
23.6.3. Карцинома желудка
Частота заболеваемости раком желудка от общего числа раковых заболеваний составляет 12%. Мужчины болеют в 3 раза чаще, чем женщины. Наиболее приемлемым маркером для мониторинга течения и эффективности терапии карциномы желудка является СА 72-4. При специфичности 95% чувствительность первичной диагностики для СА 72-4 составляет 48%, в то время как для РЭА - 43%, для СА 19-9 - 41%. Чувствительность маркера СА 72-4 возрастает у пациентов с отдаленными метастазами. Сочетание СА 72-4 и РЭА позволяет достигнуть максимальной чувствительности и специфичности, в связи с чем в настоящее время для мониторинга течения и эффективности терапии карциномы желудка рекомендуется именно эта комбинация.
23.6.4. Карцинома пищевода и анального отдела
Опухолевым маркером выбора при данной патологии является SCC, поскольку большинство этих опухолей являются плоскоклеточными.
23.6.5. Гепатоцеллюлярная карцинома
Частота заболеваемости ГЦК мужчин в 3 раза выше, чем женщин. Пик заболеваемости приходится на возраст 40–60 лет. Опухолевым маркером выбора для мониторинга течения заболевания и эффективности терапии является АФП. При первичной диагностике у 95% пациентов отмечается повышенное содержание АФП, 68% имеют уровень выше 100 нг/мл, а 40% - 10 тыс. нг/мл. В отличие от больных с первичной гепатоцеллюлярной карциномой, при метастатическом поражении печени существенно повышается уровень РЭА (у 72 выше 10 нг/мл), поэтому сочетанное определение АФП и РЭА обеспечивает хорошую дифференциальную диагностику первичной гепатоцеллюлярной карциномы и метастатического процесса в печени. При гепатите и других доброкачественных заболеваниях печени уровень АФП может быть повышен, но редко выше 500 нг/мл. Таким образом, АФП пригоден для раннего выявления гепатоцеллюлярной карциномы у больных с циррозом печени. При АФП-негативных холангиоцеллюлярных карциномах онкомаркером выбора является СА 19-9, а при вторичных процессах в печени - РЭА [17].
Рациональное использование опухолевых маркеров при опухолях ЖКТ представлено в табл. 23-18.
Опухоль |
Маркер |
||||
---|---|---|---|---|---|
раковый эмбриональный антиген |
альфа-фетопротеин |
СА 19-9 |
СА 72-4 |
SCC |
|
Толстый кишечник |
+++ |
– |
++ |
– |
– |
Поджелудочная железа |
+ |
– |
+++ |
– |
– |
Желудок |
++ |
– |
+ |
+++ |
– |
Пищевод |
+ |
– |
– |
– |
+ |
Печень (гепатоцеллюлярная карцинома) |
– |
+++ |
– |
– |
– |
Билиарные протоки |
– |
– |
+++ |
– |
– |
Примечание : количество (+) отражает степень важности маркера; СА - раковый антиген; SCC - антиген плоскоклеточной карциномы.
23.6.6. Карцинома яичника
Карцинома яичника составляет около 20% всех гинекологических злокачественных заболеваний. Наиболее важным опухолевым маркером для мониторинга течения и эффективности терапии серозной карциномы яичника является СА 125. Этот маркер также пригоден и при слизеобразующей карциноме яичника, и карциноме эндометрия. Его чувствительность зависит от стадии опухолевого процесса. Обычно данный маркер не дает ложноположительных результатов, то есть диагностическая операция, выполняемая после обнаружения повышенного уровня или вторичного повышения уровня СА 125, всегда выявляет наличие резидуальной опухолевой ткани. В последнее время для мониторинга лечения и обнаружения рецидивов используют и маркер НЕ 4 (секреторный белок эпидермиса человека), а также маркер 5-Protein signatore (Oval 1).
23.6.7. Карцинома шейки матки
Опухолевым маркером выбора при данной карциноме является SCC, позволяющий не только обнаруживать рецидив на ранней стадии, но и отражать реакцию уже обнаруженной карциномы на проводимую терапию. Если изначально повышенный уровень SCC не снижается в течение 3 циклов лечения, химиотерапия должна быть прекращена. Определение РЭА в дополнение к SCC увеличивает прогностическую ценность, способствует обнаружению рецидивов, позволяет оценить эффективность терапии.
23.6.8. Герминомы
Среди данной группы заболеваний самыми распространенными являются опухоли яичка - наиболее частые онкологические заболевания молодых мужчин. Абдоминальное расположение яичек при крипторхизме в 4 раза увеличивает риск их онкологического заболевания. Маркером выбора для диагностики этих опухолей, для мониторинга течения заболевания и эффективности терапии являются в равной степени АФП и ХГЧ. Более того, так как гистологический тип опухоли может меняться в ходе терапии, при герминомах рекомендуется сочетанное определение этих двух маркеров. Серийное тестирование АФП и ХГЧ особенно показано в ходе лечения гермином, причем профили маркеров могут не совпадать. Концентрация АФП снижается до нормальных значений в течение 5 дней после радикальной операции, причем это снижение отражает и уменьшение общей массы опухоли. Сочетанное определение АФП и ХГЧ при определении рецидивов несеминоматозных опухолей яичка позволяет повысить чувствительность до 86%. Возрастающая концентрация АФП и/или ХГЧ указывает на продолжающийся рост опухоли. Изначально высокие значения АФП и/или ХГЧ предполагают неблагоприятный прогноз.
23.6.9. Аденокарцинома предстательной железы
Аденокарцинома предстательной железы является второй по распространенности опухолью у мужчин. Особенно важна дифференциальная диагностика между карциномой и аденомой предстательной железы. Маркером выбора для диагностики, мониторинга течения заболевания и эффективности терапии при аденокарциноме предстательной железы является PSA. При специфичности 90% чувствительность PSA приближается к 70%. Наблюдение за концентрацией PSA обеспечивает более раннее обнаружение рецидива и метастазирования, чем прочие методы. После тотальной простатэктомии PSA не должен выявляться. Его обнаружение свидетельствует об остаточной опухолевой ткани, регионарных или отдаленных метастазах. PSA может быть рекомендован для скрининговых обследований мужчин старше 50 лет. При этом наиболее важным является динамика изменения показателя, а не его абсолютное значение. По динамике изменения концентрации PSA аденокарцинома предстательной железы может быть распознана на ранней стадии [15]. Следует иметь в виду, что экспрессия PSA может ингибироваться при антиандрогенной терапии.
23.6.10. Рак молочной железы
Частота этой опухоли по отношению к общему числу раковых заболеваний составляет 18%. Она является наиболее распространенным злокачественным образованием у женщин. Опухолевым маркером выбора при раке молочной железы является СА 15-3. В настоящее время данный маркер принят за эталон, относительно которого оценивается каждый новый маркер для рака молочной железы. Муциноподобный карцинома-ассоциированный антиген (МСА) и антиген СА 549 преимуществ перед СА 15-3 не имеют. Мониторинг течения и эффективности терапии данной патологии наилучшим образом осуществляется с помощью РЭА и СА 15-3. При специфичности 95% по отношению к доброкачественным заболеваниям молочной железы сочетанное определение РЭА и СА 15-3 может достигать чувствительности 31% (первичная диагностика) и 71% (диагностика метастазирующего рака молочной железы). Для определения возможности гормональной терапии используют такие маркеры как HER2/neu и рецепторы эстрогена/рецепторы прогестерона (ЕR/РR), а для оценки риска рецидивов - генетические тесты oncotype DX и mam-maprint.
Рациональное использование опухолевых маркеров репродуктивных органов и тканей представлено в табл. 23-19.
Опухоль |
Маркер |
||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
раковый эмбриональный антиген |
СА 19-9 |
СА 72-4 |
СА 125 |
СА 15-3 |
SCC |
хорионический гонадотропин человека |
|
Яичники |
– |
– |
++ |
+++ |
– |
– |
– |
Молочная железа |
+++ |
– |
– |
– |
+++ |
– |
– |
Шейка матки |
++ |
+ |
+++ |
– |
– |
+++ |
– |
Хорион |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
+++ |
Примечание : количество (+) отражает степень важности маркера; СА - раковый антиген; SCC - антиген плоскоклеточной карциномы.
23.6.11. Карцинома мочевого пузыря
Карцинома мочевого пузыря встречается в 3,5 раза чаще у мужчин, чем у женщин. Пик заболевания приходится на людей старше 70 лет. Особое прогностическое значение имеет патологоанатомическая классификация карциномы мочевого пузыря на поверхностные (Та/Т1) и мышечно-инвазивные (Т2–4) карциномы. Поверхностные рецидивирующие опухоли легко обнаруживаются при урологическом обследовании. Для инвазивных рецидивирующих опухолей маркером выбора является CYFRA 21-1. Онкомаркеры ТРА и TPS имеют несколько меньшую чувствительность. В последнее время для мониторинга реакции на лечение исследуют такие маркеры, как "ядерный матриксный белок 22" и фибрин/фибриноген, а также UBC (Urinary Bladder Cancer), который определяют в моче.
23.6.12. Карцинома бронхов
Карцинома бронхов является наиболее распространенной опухолью у мужчин. Чувствительность маркеров по отношению к доброкачественным заболеваниям легких при первичной диагностике карциномы бронхов низка. Так, при специфичности 95% РЭА имеет чувствительность 27%, SCC - 15%, НСЕ - 16%. Наиболее высока чувствительность у опухолевого маркера CYFRA 21-1, она достигает 47%. Маркером выбора при мелкоклеточной карциноме легких (SCLC) как для диагностики, так и для мониторинга эффективности терапии является НСЕ [35, 51]. Сочетанное определение НСЕ и CYFRA 21-1 позволяет увеличить чувствительность. Для немелкоклеточной карциномы легкого (NSCLC) маркером выбора является CYFRA 21-1. Этот же маркер обеспечивает наилучшую дифференциальную диагностику между плоскоклеточной карциномой и доброкачественными заболеваниями легких. При аденокарциноме легких равно пригодны онкомаркеры CYFRA 21-1 и РЭА. Их диагностическая чувствительность равноценна (табл. 23-20). Для оценки возможности целевой терапии при мелкоклеточном раке легкого проводят анализ на мутации к RAS.
Опухоль |
Маркер |
|||
---|---|---|---|---|
раковый эмбриональный антиген |
нейронспецифическая енолаза |
SCC |
CYFRA 21-1 |
|
Легкие (SCLC) |
– |
+++ |
– |
++ |
Легкие (NSCLC) |
+ |
– |
– |
+++ |
Носоглотка |
+ |
– |
+++ |
– |
Примечание : количество (+) отражает степень важности маркера. CYFRA 21-1- фрагмент цитокератина 19; SCC - антиген плоскоклеточной карциномы.
23.6.13. Опухоли носоглотки и уха
Частота этих опухолей к общему числу раковых заболеваний составляет 2%. Маркерами выбора являются SCC и РЭА. Чувствительность SCC зависит от стадии опухоли, в то время как уровень РЭА от этого зависит значительно меньше. Временные профили уровней SCC и РЭА в большинстве случаев различны, поэтому рекомендуют сочетанное определение этих маркеров у пациентов с заболеваниями носоглотки и уха, что позволяет выявлять рецидивы в 87% случаев со временем опережения 4,4 мес. Опухолевый маркер SCC можно использовать и для мониторинга эффективности терапии, поскольку возрастающий или же устойчивый (патологический) уровень его свидетельствует о неэффективности проводимой терапии. Изменение концентрации SCC в ответ на проводимую терапию коррелирует с клинической картиной (ремиссия или прогрессирование).
Рациональное использование опухолевых маркеров при опухолях легких и носоглотки представлено в табл. 23-21.
Маркер | Скрининг | Диагностика | Мониторинг | Прогноз |
---|---|---|---|---|
Раковый эмбриональный антиген |
Группы риска |
С-клеточная карцинома |
Толстая кишка, молочная железа, легкие, С-клетки |
Толстая кишка |
Альфа-фетопротеин |
Группы риска |
Герминома, гепатоцеллюлярная карцинома |
Герминома, гепатоцеллюлярная карцинома |
Герминома |
СА 19-9 |
– |
Поджелудочная железа |
Поджелудочная железа, билиарные протоки |
– |
СА 72-4 |
– |
– |
Желудок, яичники |
– |
СА 125 |
– |
– |
Яичники |
– |
СА 15-3 |
– |
– |
Молочная железа |
– |
Нейронспецифическая енолаза |
– |
Мелкоклетоточная карцинома легких (SCLC) |
Легкие (SCLC), нейробластома, апудома |
– |
SCC |
– |
– |
Шейка матки, опухоли носоглотки, уха, пищевода |
– |
CYFRA 21-1 |
– |
– |
Легкие (NSCLC), мочевой пузырь |
– |
Хорионический гонадотропин человека |
Группы риска |
Герминома, трофобластические опухоли |
Герминома, трофобластические опухоли |
Герминома, трофобластические опухоли |
Простатспецифический антиген |
Мужчины старше 50 лет |
Предстательная железа |
Предстательная железа |
– |
ТРА |
– |
– |
Мочевой пузырь |
– |
Кальцитонин |
Группы риска |
С-клетки |
С-клетки |
С-клетки |
β2 -М |
– |
– |
Множественная миелома (неходжкинские лимфомы) |
– |
Примечание : СА - раковый антиген; CYFRA 21-1- фрагмент цитокератина 19; SCC - антиген плоскоклеточной карциномы.
23.6.14. Менингеальная карцинома
Обнаружение внутриоболочечного синтеза РЭА позволяет установить диагноз менингеальной карциномы в 80% случаев. Однако в ЦСЖ не обнаружено корреляции между уровнем РЭА и массой опухолевых клеток. Комбинированное использование цитологических и онкомаркерных методов анализа позволяет диагностировать практически все случаи карцином с вовлеченной в процесс твердой мозговой оболочкой. Для правильной интерпретации результатов необходимо учитывать существование ГЭБ, а также тот факт, что после успешной внутриоболочечной химиотерапии количество опухолевых клеток уменьшается значительно быстрее, чем уровень РЭА, поскольку погибшие клетки могут не удаляться из ЦСЖ. Полезно бывает определять изоцитратдегидрогеназу 1 и 2 (IDH 1, IDH 2), так как при карциномах мозга бывает мутация в генах.
23.6.15. Множественная миелома. Неходжкинские лимфомы
Злокачественные заболевания лимфатической системы можно подразделить на злокачественные лимфомы и множественную миелому. Для прогноза и выбора терапии крайне важную роль играет классификация лимфом. Неходжкинские лимфомы представляют собой разнородную группу заболеваний, которые можно рассматривать как злокачественную моноклональную пролиферацию лимфоцитов, которые остановились на определенной стадии развития, поэтому важным моментом является обнаружение характеристических маркеров на мембранах клеток различных субпопуляций, то есть дифференцировочных антигенов или дифференцировочных антигенных кластеров. Они не являются специфическими для лейкемических или лимфомных клеток, но характеризуют клеточную форму, на которой остановилось развитие клетки. Распространенность неходжкинских лимфом составляет 5,8 случаев на 100 тыс. мужчин и 4,1 случаев на 100 тыс. женщин в год. Около 90% случаев приходится на В-клеточные лимфомы, остальные 10% - на лимфомы Т-клеточного происхождения. Наиболее удачным онкомаркером для мониторинга течения заболевания и обоснования прогноза у пациентов с неходжкинскими лимфомами является β2 -М. В зависимости от стадии заболевания, степени злокачественности и типа клеток уровень β2 -М в сыворотке крови таких больных бывает повышен. При этом пациенты с прогрессирующим заболеванием имеют более высокий уровень β2 -М, чем пациенты в период стабилизации заболевания. Пациенты с патологически высоким уровнем β2 -М имеют значительно более низкую продолжительность жизни, чем больные с нормальным или слегка повышенным содержанием маркера. У больных с хроническим лимфолейкозом имеется корреляция между числом лимфоцитов в периферической крови и уровнем β2 -М.
Широко используется также для обоснования прогноза и для мониторинга течения заболевания онкомаркер С-ТК, причем высокий уровень С-ТК характерен для агрессивной формы заболевания. Пациенты с уровнем С-ТК выше 5 Ед/л имеют более низкую продолжительность жизни, чем имеющие уровень ниже этой величины. Множественная миелома является наиболее распространенной моноклональной гаммапатией. Это заболевание можно рассматривать как результат инфильтрации КМ и реже прочих органов и тканей пролиферирующими лимфоплазмоцитоидными клетками, сопровождающейся появлением большого количества моноклональных иммуноглобулинов, вырабатываемых этими клетками. Наиболее важно для постановки диагноза выявление моноклонального иммуноглобулина (IgM) или его субъединиц в сыворотке крови и/или в моче. Количественное определение IgМ важно для прогнозирования и мониторинга течения заболевания и эффективности терапии. Возрастание концентрации является прогностически плохим признаком и указывает на прогрессирование заболевания. Особую важность имеет определение относительного (процентного) роста концентрации в единицу времени. У пациентов с доброкачественными моноклональными гаммапатиями концентрация IgМ остается постоянной на протяжении нескольких лет. При вялотекущей миеломе концентрация IgМ может оставаться на одном уровне на протяжении более 10 лет даже без лечения. Переход в прогрессивную множественную миелому, требующую лечения, характеризуется быстрым ростом концентрации этого белка.
Для прогностических заключений наиболее приемлемыми являются β2 -М и С-ТК. Пациенты с повышенным уровнем этих маркеров имеют значительно более низкую продолжительность жизни (до 1,7 года), чем пациенты с нормальным значением.
В сводных табл. 23-22 - 23-26 представлены диагностическая значимость, показания к назначению определения онкомаркеров, рекомендуемый график их исследования при контроле лечения и др.
Маркер | Границы нормы | Показания к использованию | Примечание |
---|---|---|---|
Кальцитонин |
<100 пг/мл |
Медуллярная карцинома щитовидной железы |
Пригоден также для скрининга групп риска и для диагностики |
Раковый антиген 72-4 (СА 72-4) |
<3 Ед/мл |
Карцинома желудка, слизеобразующая карцинома яичника |
В сочетании с РЭА при карциноме желудка. Маркер 2-й группы выбора при карциноме яичника |
β2 -Микроглобулин |
1,2–2,5 мг/л |
Множественная миелома, неходжкинские лимфомы |
Важен также при диагностике заболеваний почек |
Антиген плоскоклеточной карциномы (SCC) |
<2,5 нг/мл |
Мониторинг течения и терапии плоскоклеточной карциномы шейки матки, носоглотки, уха, легких и пищевода |
Важно: загрязнение элементами кожи и слюны ведет к завышенным результатам |
Фрагмент цитокератина 19 (CYFRA 21-1) |
<3,3 нг/мл |
Немелкоклеточная карцинома легких |
Важно: загрязнение элементами слюны ведет к завышенным результатам |
Раковый антиген 15-3 (СА 15-3) |
<28 Ед/мл |
Мониторинг терапии карциномы молочной железы |
В сочетании с РЭА |
Углеводный антиген 19-9 (СА 19-9) |
<37 Ед/мл |
Карцинома поджелудочной железы |
Маркер 2-й группы выбора при колоректальных опухолях |
Раковый антиген 125 (СА 125) |
<35 Ед/мл (<65 Ед/мл) |
Мониторинг течения и терапии карциномы яичника |
Дифференцировочный антиген из дериватов целомического эпителия (эпителий мюллерова протока), низкая специфичность |
Нейронспецифическая енолаза |
<12,5 нг/мл |
Мелкоклеточная карцинома легких, нейробластома, апудома (например, инсулинома, феохромоцитома, карциноидные опухоли) |
Образцы крови не должны храниться долго (ложноположительные результаты). Центрифугировать не позднее 1 ч после взятия образца. В сочетании с РЭА при мелкоклеточной карциноме легких |
Хорионический гонадотропин человека |
Мужчины 0–5 МЕд/мл |
Несеминоматозные герминомы (48–86%); хорионкарциномы яичка или плаценты (100%); хорионаденома (97%); семиномы (комбинированные опухоли) (7–14%) |
– |
Тканевой полипептидный антиген |
<80 Ед/л |
Карцинома мочевого пузыря |
Значение >80 Ед/л: карцинома мочевого пузыря, бронхов, яичника, желудка, возможны заболевания печени, почек, легких и др. Специфичность низкая |
Раковый эмбриональный антиген (РЭА) |
<3 нг/мл |
Мониторинг течения и терапии карцином: колоректальной, бронхиальной и желудочной |
5% курильщиков имеют уровень маркера 2,5–5 нг/мл; 3% - 5–10 нг/мл; 1% - 10–20 нг/мл |
α-Фетопротеин (АФП) |
<15 нг/мл |
Мониторинг беременности, диагностика и мониторинг течения и терапии первичной гепатоцеллюлярной карциномы и гермином |
Преходящие повышения уровня АФП при заболеваниях печени |
Простатспецифический антиген (PSA) |
<3,7 нг/мл |
Карцинома предстательной железы |
Тканеспецифический, но опухоленеспецифический. Забор крови для анализа должен проводиться до ректального исследования. При карциноме предстательной железы, как правило, уровень выше 10 нг/мл |
Локализация опухоли (обнаруженной или предполагаемой) | Лабораторные тесты |
---|---|
Печень, поджелудочная железа |
α-Фетопротеин, раковый эмбриональный антиген, СА 19-9, лактатдегидрогеназа, лактатдегидрогеназа-5, щелочная фосфатаза, гаммаглутамилтрансфераза, ферритин, эластаза, паратиреоидный гормон |
Желудок, тонкая, толстая, прямая кишка |
Раковый эмбриональный антиген, СА 19-9, лактатдегидрогеназа-5, серотонин |
Яичник, матка |
Раковый эмбриональный антиген, СА 125, β2 -микроглобулин, альфа-фетопротеин, хорионический гонадотропин человека |
Молочная железа |
Раковый эмбриональный антиген, муциноподобный раковый антиген, ферритин, лактатдегидрогеназа, лактатдегидрогеназа-5, амилаза, адренокортикотропный гормон |
Яичко |
α-Фетопротеин, хорионический гонадотропин человека, раковый эмбриональный антиген, лактатдегидрогеназа, лактатдегидрогеназа-5 |
Легкие |
Раковый эмбриональный антиген, нейронспецифическая енолаза, СА 19-9, β2 -микроглобулин, ферритин, лактатдегидрогеназа, лактатдегидрогеназа-2, адренокортикотропный гормон, кортизол, паратиреоидный гормон |
Предстательная железа |
Кислая фосфатаза (простатический изофермент), раковый эмбриональный антиген, простатспецифический антиген |
Гемобластозы |
Раковый эмбриональный антиген, β2 -микроглобулин, ферритин, общий анализ крови, миелограмма, цитохимическая реакция форменных элементов крови, белок Бенс–Джонса в моче, иммуноглобулины, определение парапротеинов в крови и моче |
Локализация рака | Гистологический тип | Опухолевый маркер | Диагноз | Стадия | Прогноз | Мониторинг |
---|---|---|---|---|---|---|
Молочная железа |
Аденокарцинома |
Раковый эмбриональный антиген |
+ |
++ |
++ |
+++ |
Муциноподобный раковый антиген |
+ |
+ |
+++ |
+++ |
||
Легкие |
Мелкоклеточный рак легкого |
Нейронспецифическая енолаза |
++ |
++ |
+++ |
+++ |
Аденокарцинома и малые клеточные карциномы |
Раковый эмбриональный антиген |
+ |
+ |
++ |
+++ |
|
Раковый эмбриональный антиген + СА 19-9 |
+ |
+ |
+ |
+++ |
||
Ободочная и прямая кишка |
Аденокарцинома |
Раковый эмбриональный антиген |
++ |
++ |
+++ |
+++ |
Печень |
Гепатоцеллюлярная карцинома |
Альфа-фетопротеин |
+++ |
– |
– |
+++ |
Метастазы из первичной опухоли |
Раковый эмбриональный антиген |
++ |
– |
+ |
+++ |
|
Желудок |
Аденокарцинома |
СА 19-9 |
++ |
– |
– |
+++ |
Раковый эмбриональный антиген |
– |
– |
– |
++ |
||
Поджелудочная железа |
Аденокарцинома |
СА 19-9 |
+++ |
+ |
– |
+++ |
Раковый эмбриональный антиген |
+ |
+ |
+ |
++ |
||
Яичко |
Несеминома |
Альфа-фетопротеин и/или хорионический гонадотропин человека |
+++ |
++ |
+++ |
+++ |
Семинома |
Хорионический гонадотропин человека |
+++ |
++ |
+++ |
+++ |
|
Матка |
Аденокарцинома |
Раковый эмбриональный антиген |
– |
– |
+ |
++ |
Хорионкарцинома |
Хорионический гонадотропин человека |
+++ |
+++ |
+++ |
+++ |
|
Яичник |
Слизистые опухоли |
Раковый эмбриональный антиген |
– |
– |
+ |
+++ |
Эпителиальные опухоли, кроме слизистых |
СА 125 |
– |
++ |
+ |
+++ |
|
Эмбриональная клеточная опухоль |
Альфа-фетопротеин и/или хорионический гонадотропин человека |
+++ |
– |
– |
+++ |
|
Щитовидная железа |
Медуллярная карцинома |
Раковый эмбриональный антиген + кальцитонин |
+++ |
++ |
++ |
+++ |
Предстательная железа |
Аденокарцинома |
Кислая фосфатаза (простатический изофермент) + простатспецифический антиген |
++ |
+++ |
+++ |
+++ |
Примечание : + - полезный, ++ - важный, +++ - очень важный.
Маркеры | Норма | Хорион | Прямая кишка | Желудок | Печень | Лимфоциты | Нейробластома | Яичники | Поджелудочная железа | Легкие | Предстательная железа | Молочная железа | Яички | Щитовидная железа | Мочевой пузырь | Неспецифическое повышение опухолевых маркеров |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Раковый эмбриональный антиген |
<3 нг/мл |
2 |
1 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
Курение, алкоголизм, воспалительные заболевания желудочно-кишечного тракта, желчного пузыря, печени, легких, бронхов |
Альфа-фетопротеин |
<15 нг/мл |
2 |
1 |
2 |
1 |
Заболевания желудочно-кишечного тракта, печени, желчного пузыря. Беременность, аномалии плода |
||||||||||
Хорионический гонадотропин человека |
0–5 МЕд/мл |
1 |
2 |
1 |
Беременность, эндометриоз, киста яичников |
|||||||||||
СА-125 |
<30 Ед/мл |
2 |
1 |
2 |
2 |
2 |
Беременность. Панкреатит. Гинекологические заболевания. Заболевания желудочно-кишечного тракта, печени, желчного пузыря |
|||||||||
СА 19-9 |
<37 Ед/мл |
2 |
2 |
Воспалительные заболевания легких, печени, желчевыводящих путей |
||||||||||||
Ферритин |
23–233 нг/л |
1 |
1 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
Воспалительные заболевания печени, желчевыводящих путей, гемохроматозы, гиперхромные анемии, перегрузки железом |
|||||||
Муциноподобный раковый антиген |
<11 Ед/мл |
1 |
Беременность. Заболевания печени, желчного пузыря |
|||||||||||||
Нейронспецифическая енолаза |
<12,5 нг/мл |
1 |
1 |
Заболевания легких, черепно-мозговая травма, гемолитическая болезнь |
||||||||||||
Простатспецифический антиген |
<3,7 нг/мл |
1 |
Воспалительные заболевания предстательной железы |
Локализация рака | Опухолевый маркер | Предоперационный период (контрольный показатель для больных) | 1-й год после операции | 2-й год после операции | 3-й год после операции |
---|---|---|---|---|---|
Молочная железа |
Муциноподобный раковый антиген, раковый эмбриональный антиген |
Один раз |
Каждый курс терапии, затем ежеквартально |
Ежеквартально |
2 раза в год, затем 1 раз в год после 5 лет |
Легкие |
Нейронспецифическая енолаза |
– |
– |
– |
2 раза в год |
Раковый эмбриональный антиген |
– |
– |
– |
2 раза в год |
|
Ободочная и прямая кишка |
Раковый эмбриональный антиген + СА 19-9 |
– |
После операции, затем ежеквартально |
– |
2 раза в год 3 года, затем 1 раз в год |
Поджелудочная железа, желчный пузырь, желчные протоки |
СА 19-9 |
– |
Ежемесячно 6 мес, затем ежеквартально |
– |
2 раза в год |
Печень |
Альфа-фетопротеин |
– |
– |
– |
– |
Желудок |
СА 19-9 или раковый эмбриональный антиген |
– |
Каждый курс терапии, затем ежеквартально |
– |
2 раза в 3-й год, затем 1 раз в год |
Яичко |
Альфа-фетопротеин + хорионический гонадотропин человека |
– |
Ежедневно 1-ю неделю, затем ежемесячно |
– |
2 раза в год |
Матка |
Раковый эмбриональный антиген |
Один раз |
Сразу после лечения, затем ежеквартально |
Ежеквартально |
2 раза в 3-й год, затем 1 раз в год |
Яичники |
Раковый эмбриональный антиген, СА 125, альфа-фетопротеин или хорионический гонадотропин человека |
– |
Каждый курс терапии, затем ежеквартально |
– |
2 раза в год |
Щитовидная железа |
Раковый эмбриональный антиген |
– |
После операции, затем ежеквартально |
– |
2 раза в 3-й год, затем 1 раз в год |
Список литературы
-
Абелев Г.И. Альфа-фетопротеин: биология, биохимия, молекулярная генетика // Иммунология. 1993. № 3. С. 4–10.
-
Абелев Г.И. Механизмы дифференцировки и опухолевый рост // Биохимия. 2000. Т. 65. Вып. 1. С. 127–138.
-
Абелев Г.И., Перова С.Д., Храмкова Н.И. и др. Эмбриональный сывороточный альфа-глобулин и его синтез перевиваемыми гепатомами мышей // Биохимия. 1963. Т. 28, № 4. С. 625–634.
-
Алексеева М.Л., Гусарова Е.Л., Муллабаева С.М., Понкратова Е.С. Онкомаркеры, их характеристика и некоторые аспекты клинико-диагностического использования (обзор литературы) // Проблемы репродукции. 2005. № 3. С. 65–79.
-
Антонов В.Г., Козлов В.К. Патогенез онкологических заболеваний: иммунные и биохимические феномены и механизмы. Внеклеточные и клеточные механизмы общей иммунодепрессии и иммунной резистентности // Цитокины и воспаление. 2004. Т. 3, № 1. С. 8–19.
-
Базисная и клиническая фармакология: учеб. пособие / пер. с англ. под ред. Б.Г. Катцунга. СПб.: Бином. Диалект, 2005. Т. 2. 784 с.
-
Белоусова А.К. Молекулярные основы специфического взаимодействия сигнальных белков // Успехи современной биологии. 1999. Т. 119, № 4. С. 345–358.
-
Джубалиева Т.Л., Пугачев К.К., Хаманн Т.Л. и др. Клинико-диагностическое значение изучения уровня высокомолекулярного муцина СА 19-9 в сыворотке крови больных с заболеваниями молочной железы // Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2009. № 8. С. 34–43.
-
Долгов В.В., Луговская С.А., Морозова В.Т., Почтарь М.Е. Лабораторная диагностика анемий: пособие для врачей. Тверь: Губернская медицина, 2001. 88 с.
-
Залетаев Д.В., Стрельников В.В., Немцова М.В. Системы генетических и эпигенетических маркеров в ДНК-диагностике злокачественных новообразований / под ред. М.А. Пальцева и Д.В. Залетаева. М.: Медицина, 2009. С. 7–75.
-
Имянитов Е.Н. Роль молекулярно-генетической диагностики в практической онкологии // Практическая онкология. 2019. Т. 20, № 4. С. 261–273.
-
Карпищенко А.И., Антонов В.Г., Бутенко А Б. и др. Онкомаркеры и их диагностическое значение. СПб.: ВМедА, 1999. 48 с.
-
Карпищенко А.И., Антонов В.Г., Шелепина Е.П. Онкомаркеры // Медицинская лабораторная диагностика (Программы и алгоритмы). СПб.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. С. 228–245.
-
Комарова Е.А., Гудков А.В. Супрессия р53: новый подход к преодолению побочных эффектов противоопухолевой терапии // Биохимия. 2000. Т. 65. Вып. 1. С. 48–56.
-
Комлева Е.О. Диагностическая и прогностическая значимость количественного определения простатического специфического антигена (ПСА) в сыворотке крови: методические рекомендации. СПб.: Алкор Био, 2010. 88 с.
-
Копнин Б.П. Мишени действия онкогенов и опухолевых супрессоров: ключ к пониманию базовых механизмов канцерогенеза // Биохимия. 2000. Т. 65. Вып. 1. С. 5–33.
-
Кривоногова О.В., Репина В.П., Ставинская О.А., Добродеева А.К. Уровни содержания раково-эмбрионального антигена и лимфопролиферации у жителей промышленных городов севера России с градообразующим предприятием — целлюлозно-бумажным комбинатом // Известия Самарского научного центра РАН. 2009. Т. 11, № 1 (5). С. 970–972.
-
Кушлинский Н.Е., Любимова Н.В. Опухолевые маркеры: общая характеристика, клиническое значение и рекомендации по использованию // Лабораторная диагностика. Спецвыпуск № 8. Лаборатория ЛПУ. 2016. С. 62–82.
-
Лихтенштейн А.В., Потапова Г.И. Генетические дефекты как маркеры опухолевого роста // Молекулярная биология. 2003. Т. 37, № 2. С. 181–191.
-
Микер А.К., Коффи Д.С. Теломераза: многообещающий маркер биологического бессмертия половых, стволовых и раковых клеток // Биохимия. 1997. Т. 62. Вып. 11. С. 1547–1557.
-
Назаренко Г.И., Кишкун А.А. Клиническая оценка результатов лабораторных исследований. М.: Медицина, 2006. 544 с.
-
Первый В.С., Сухой В.Ф. Онкомаркеры. Клинико-диагностический справочник. Ростов н/Д: Феникс, 2012. 128 с.
-
Прохорчук А.В., Рузов А.С. Метилирование генома и его роль в функционировании эукариотического организма // Генетика. 2000. Т. 36, № 11. С. 1475–1486.
-
Ровенский Ю.А. Клеточные и молекулярные механизмы опухолевой инвазии // Биохимия. 1998. Т. 63. Вып. 9. С. 1204–1221.
-
Страворская А.А. Клеточные механизмы множественной лекарственной устойчивости опухолевых клеток // Биохимия. 2000. Т. 65. Вып. 1. С. 112–126.
-
Татаринов Ю.С. Новые данные об эмбриоспецифических компонентах сыворотки крови человека // Вопр. мед. химии. 1964. № 10. С. 584–588.
-
Татаринов Ю.С. Трофобластический бета-гликопротеин // Успехи современной биологии. 1983. Т. 95. Вып. 1. С. 57–64.
-
Татосян А.Г., Мизенина О.А. Киназы семейства Src: структура и функции // Биохимия. 2000. Т. 65. Вып. 1. С. 57–67.
-
Чумаков П.М. Функция гена Р53: выбор между жизнью и смертью // Биохимия. 2000. Т. 65. Вып. 1. С. 34–47.
-
Angioli R., Plotti F., Capriglione S. et al. The role of novel biomarker HE4 in endometrial cancer: a case control prospective study // Tumor Biology. 2013. Vol. 34, N 1. P. 571–576.
-
Anker Ph., Lefort F., Vasioukhin V. et al. K-ras mutations are found in DNA extracted from the plasma of patients with colorectal cancer // Gasrtoenterology. 1997. Vol. 112. P. 1114–1120.
-
Bernuau D., Moreau A., Tournier I. et al. Activation of nuclear protooncogenes and alfa-fetoprotein gene in rat liver during the acute inflammatory reaction // Liver. 1993. Vol. 13, N 2. P. 102–109.
-
Carolien van Haaften-Day Ph.D., Yu Shen Ph.D., Fengji Xu M.D. et al. OVX1, macrophage-colony stimulating factor, and CA-125-II as tumor markers for epithelial ovarian carcinoma // Cancer. 2001. Vol. 92, Issue 11. P. 2837–2844.
-
Chen H., Xu C., Jin Q., Liu Z. S100 protein family in human cancer // Am. J. Cancer Res. 2014. Vol. 4, N 2 P. 89–115.
-
Chen X., Stroun M., Magnenat J.L. et al. Microsatellite alterations in plasma DNA of small cell lung cancer patients // Nature Medicine. 1996. Vol. 2. P. 1033–1035.
-
Christiansen M., Inhiguro Т., Hogdall C. et al. Alfa-fetoprotein // Up dating on tumor markers in tissues and in biological fluids. Torino: Edizioni Minerva Medica, 1993. P. 245–269.
-
Corrka N.A.B., Costa G.F.M., Massambani E.M. et al. Diagnуstico precoce de carcinoma de prуstata: Antigeno Prostбtico Especнfico (PSA), um marcador quase ideal / A precocious diagnosis of prostate carcinoma: prostate specific antigen (PSA), an almost ideal marker // Rev. Bras. Anal. Clin. 2003. Vol. 35, N 2. Р. 63.
-
Deutsch H.F. Chemistry and biollogy of alfa-fetoprotein // Adv. Cancer. Res. 1991. Vol. 56. P. 253–312.
-
Duffy M.J., McGowan P.M., Harbeck N., Thomssen C. uPA SM. PAI-1 as biomarkers in breast cancer: validated for clinical use in level-of-evidence-1 studies // Breast Cancer Res. 2014. Vol. 16, N 4. P. 428.
-
Gupta D.K., Caradi R. Pediatric Oncology. Surgical and Medical Aspekts. New Delhi: Jaypee Brothers Pablishers, 2007. 674 p.
-
Hayflick L., Moorhead P.S. The serial cultivation of human diploid cell strains // Exp. Cell Res. 1961. Vol. 25. P. 585–621. URL: https://doi.org/10.1016/0014–4827(61)90192–6.
-
He Y., Wang J., Ma Chun-Xing, Kang Yan-Hua. Role of Human Epididymis Protein 4 (HE4) in Determining Survival of Patients With Endometrial Cancer: A Meta-Analysis // Technology in Cancer Research &Treatment. 2020. Vol. 19. P. 1–8.
-
Hollevoet K., Reitsma J.B., Creaney J. et al. Serum mesothelin for diagnosing malignant pleural mesothelioma: An individual patient data meta-analysis // J. Clin. Oncol. 2012. Vol. 30, N 13. P. 1541–1549.
-
Jevrić M., Matić I.Z., Krivokuća A. et al. Association of uPA and PAI-1 tumor levels and 4G/5G variants of PAI-1 gene with disease outcome in luminal HER2-negative node-negative breast cancer patients treated with adjuvant endocrine therapy // BMC Cancer. 2019. Vol. 19, N 71. P. 2–13. URL: https://doi.org/10.1186/s12885–018–5255-z.
-
Karlsen M.A., Hogdall E.V., Christensen I.J. et al. A novel diagnostic index combining HE4, CA125 and age may improve triage of women with suspected ovarian cancer — An international multicenter study in women with an ovarian mass // Gynecologic oncology. 2015. Vol. 138, Is. 3. P. 640–646.
-
Leiter U., Buettner P.G., Eigentler T.K. Is detection of melanoma metastasis during surveillance in an early phase of development associated with a survival benefit? // Melanoma Res. 2010. Vol. 20, N 1. P. 240–246.
-
Li X., Gao Y., Tan M. et al. Expression of HE4 in endometrial cancer and its clinical significance // Biomed Res. Int. 2015; article ID 437468. URL: https://doi.org/10.1155/2015/437468.
-
Lu Q., Chen H., Senkowski C. et al. Recombinant HE4 protein promotes proliferation of pancreatic and endometrial cancer cell lines // Oncol Rep. 2016. Vol. 35, N 1. P. 163–170. URL: https://doi.org/10.3892/or.2015.4339.
-
Melichar B., Spisarová M., Bartoušková M. et al. Neopterin as a biomarker of immune response in cancer patients // Ann. Transl. Med. 2017. Vol. 5, N 13. Р. 280. URL: https://doi.org/10.21037/atm.2017.06.29.
-
Milivojevic М., Boskovic V., Atanackovic J. et al. Evaluation of osteopontin and CA125 in detection of epithelial ovarian carcinoma // Eur. J. Gynaecol. Oncol. 2013. Vol. 34. N. 1. Р. 83–85.
-
Molina R., Auge J.M., Bosch X. et al. Usefulness of serum tumor markers, including progastrin-releasing peptide, in patients with lung cancer: correlation with histology // Tumour Biol. 2009. Vol. 30, N 3. P. 121–129. URL: https://doi.org/10.1159/000224628.
-
Moore R.G., Hill E.K., Horan T. et al. HE4 (WFDC2) gene overexpression promotes ovarian tumor growth // Scientific reports. 2014. Vol. 4. Р. 3574.
-
Moszynski R., Szubert S., Szpurek D. et al. Role of osteopontin in differential diagnosis of ovarian tumors // J. Obstet. Gynaecol. Res. 2013. Vol. 39, N 11. Р. 1518–1525. URL: https://doi.org/10.1111/jog.12097
-
Mulcahy H.E., Lyautey J., Lederrey C. et al. A prospective study of K-ras mutations in the plasma of pancreatic cancer patient // Clin. Cancer Res. 1998. Vol. 82, N 2. P. 271–275.
-
Palmer S.R., Erickson L.A., Ichetovkin I. et al. Circulating serologic and molecular biomarkers in malignant melanoma // Mayo Clin. Proc. 2011. Vol. 86, N 10. P. 981–990. URL: https://doi.org/10.4065/mcp.2011.0287.
-
Pujol J.L., Quantin X., Jacot W. et al. Neuroendocrine and cytokeratin serum markers as prognostic determinants of small cell lung cancer // Lung Cancer. 2003. Vol. 39, N 2. P. 131–138. URL: https://doi.org/10.1016/s0169–5002(02)00513–5.
-
Shi S.M., Su Z.B., Zhao J.J. et al. Increased osteopontin protein expression may be correlated with poor prognosis in non-small-cell lung cancer: a meta analysis // J. Cancer Res. Ther. 2016. Vol. 12, Is. 1. P. 277–282. URL: https://doi.org/10.4103/0973–1482.150362.
-
Somers V.A., Pietersen A.M., Theunissen P.H., Thunnissen F.B. Detection of K-ras point mutations in sputum from patients with adenocarcinoma of the lung by point-EXACCT // J. Clin. Oncol. 1998. Vol. 16, N 9. P. 3061–3068.
-
Speijers M.J., Francken A.B., Hoekstra-Weebers J.E. et al. Optimal follow-up for melanoma // Expert. Rev. Dermatol. 2010. Vol. 5, Is. 4. P. 461–478.
-
Stieber P., Dienemann H., Schalhorn A. et al. Pro-gastrin-releasing peptide (ProGRP) — a useful marker in small cell lung carcinomas // Anticancer Res. 1999. Vol. 19. P. 2673–2678.
-
Trousseau A. Lectures on Clinical Medicine. Paris, 1872. P. 281–295
-
Webber J.P., Spary L.K., Sanders A.J. et al. Differentiation of tumour-promoting stromal myofibroblasts by cancer exosomes // Oncogene. 2015. Vol. 34. P. 290–302.
-
Wevers K.P., Kruijff S., Speijers M.J. et al. S-100B: a stronger prognostic biomarker than LDH in stage IIIB-C melanoma // Ann. Surg. Oncol. 2013. Vol. 20, N 8. P. 2772–2779.
-
Zduniak K., Agrawal A., Agrawal S. et al. Osteopontin splice variants are differential predictors of breast cancer treatment responses // BMC Cancer. 2016. Vol. 16. P. 441. doi: 10.1186/s12885-0-16-2484-x.
-
Zhu L.C., Gao J., Hu Z.H. et al. Membranous expressions of Lewis y and CAM-DR-related markers are independent factors of chemotherapy resistance and poor prognosis in epithelial ovarian cancer // Am. J. Cancer Res. 2015. Vol. 5. P. 830–843.
Глава 24. Особенности иммунопатогенеза и диагностики новой коронавирусной инфекции (COVID-19)
К семейству Coronaviridae с двумя родами, Coronavirus (включающим также возбудителей гастроэнтерита) и Torovirus , относятся вирусы округлой формы диаметром 50–220 нм. Вирионы имеют суперкапсид, над которым выступают шипы длиной 12–24 нм, они состоят из тонкой шейки и массивной головки шаровидной или грушевидной формы и напоминают фигуру солнечной короны, в связи с чем семейство получило название коронавирусов. В сердцевине вириона располагается нуклеокапсид. Из всех РНК-вирусов коронавирусы имеют самый большой геном в виде однонитевой нефрагментированной позитивной РНК из 27000–32000 п.н. Вирион содержит три группы белков: белок нуклеокапсида, связанный с РНК; матриксный белок и наделяющие вирус способностью адсорбироваться на рецепторах клетки и проникать в нее - гликозилированные белки суперкапсида. Коронавирусы человека (human Corona Virus - HCoV) - это крупные РНК-вирусы с позитивной цепью, которые можно разделить на четыре рода: альфа, бета, дельта и гамма [11, 17, 18]. Известно, что альфа и бета CoV заражают людей. Семь HCoV (HCOV-229E, HCOV-OC43, SARS-COV, HCOV-NL63, HCOV-HKU1, MERS-COV и SARS-COV2) являются эндемичными во всем мире.
Естественными хозяевами коронавирусов являются человек, домашние и дикие животные, у которых они вызывают широко распространенные заболевания. Для них характерны отсутствие перекрестного иммунитета, отсутствие эффективных вакцин, наипростейший способ заражения (воздушно-капельным путем), обусловливающий быстрое распространение возбудителя, которое при отсутствии иммунитета может стать причиной не только эпидемий, но и пандемий. Этим вирусам в разной степени свойственна антигенная изменчивость. Дрейф (продолжается 1–2 года) приводит к точечным мутациям в гене и сопровождается накоплением и закреплением этих изменений, в том числе и адсорбционных антигенов гликопротеиновой природы. Шифт (продолжается 10–15 лет) приводит к рекомбинации генов, заканчивающейся полной заменой гена и сменой антигенов гликопротеиновой природы [21, 22].
Заражение от больного человека происходит воздушно-капельным путем; заболеваемость до 2019 г. была спорадическая. Эпидемические вспышки коронавирусных инфекций в виде лихорадки, насморка, бронхита и пневмонии отмечались преимущественно в холодное время года и чаще всего вызывались коронавирусом HCV-209E.
В ноябре 2002 г. в Китае произошла вспышка болезни, получившей название тяжелый острый респираторный синдром (ТОРС), или атипичная пневмония- Severe Acute Respiratory Syndrome (SARS), она была описана в Гонконге К. Урбани. Болезнь стала быстро распространяться и, по данным ВОЗ, на 19 июня 2003 г. в 32 странах было зарегистрировано 8462 случая SARS (больше всего в Китае - 7058). Погибло 804 человека (летальность около 9,5%). В России зарегистрирован 1 случай. Эпидемия SARS к июню 2003 г. была ликвидирована, однако позднее было выявлено еще несколько случаев заболевания, и опасность повторения эпидемии не исключена. Возбудитель SARS был идентифицирован в апреле 2003 г. Им оказался коронавирус, не родственный ни одному из известных штаммов этого вируса. Его геномная РНК состояла из 29 727–29 736 п.н. По нуклеотидным последовательностям вирус SARS отличается на 50–60% от трех известных серогрупп коронавирусов.
Природными носителями этого вируса могут быть грызуны, насекомые. Полагают, что главным носителем его является мелкий хищник - виверра азиатская, или восточная (Viverra zibetha ). Основная биологическая особенность вируса - высокая контагиозность, которая во много раз превышает таковую вирусов возбудителей различных ОРЗ, включая грипп. Причина ее также неясна. Инкубационный период составляет 4–6, реже 7–10 дней. Однако спустя почти 20 лет факторы, связанные с передачей SARS-CoV, начиная от ограниченной передачи от животного к человеку до эпидемического распространения, остаются недостаточно изученными [2, 3].
Другим важным событием коронавирусной инфекции стал в 2012 г. другой высокопатогенный штамм - бета-CoV, который вызвал заболевание, классифицированное как ближневосточный респираторный синдром - Middle East Respiratory Syndrome (MERS-CoV) [10, 16]. Вирус MERS-CoV был обнаружен в мокроте саудовского мужчины, который умер от дыхательной недостаточности. В отличие от SARS-CoV, который быстро распространился по всему земному шару и был ликвидирован в относительно короткие сроки, инфекция, связанная с MERS-CoV, характеризовалась спорадической зоонозной передачей и ограниченными вспышками заболевания в человеческой популяции. Чаще всего MERS-CoV вызывал внутрибольничные вспышки, которые, скорее всего, были связаны с гипервирулентными штаммами [8]. По данным ВОЗ на ноябрь 2019 г. MERS-CoV вызвал в общей сложности 2494 случая заболевания и 858 смертей, большинство из них - в Саудовской Аравии [6]. Предполагается, что естественным резервуаром MERS-CoV также являются летучие мыши, однако выявлены единичные случаи заражения человека от верблюдов [15].
MERS-CoV имеет много общих клинических признаков с ОРВИ, но ключевые различия очевидны. Пациенты, страдающие ближневосточным респираторным синдромом, имеют выраженные желудочно-кишечные симптомы, ОПН, что, вероятно, объясняется связыванием гликопротеина (S) MERS-CoV с дипептидилпептидазой 4 (DPP4), которая присутствует в нижних дыхательных путях, а также в ЖКТ и почках. MERS-CoV требует искусственной вентиляции легких у 50–89% пациентов и имеет показатель летальности до 36%. Хотя MERS-CoV не вызвал международной паники, связанной с атипичной пневмонией, появление этого второго, высокопатогенного зоонозного HCoV иллюстрирует угрозу, связанную с вирусами семейства Coronaviridae . В 2017 г. ВОЗ включила SARS-CoV и MERS-CoV в список приоритетных патогенов, надеясь активизировать их изучение и разработать специфические профилактические меры [12, 14].
В декабре 2019 г. началась вспышка новой коронавирусной инфекции - Coronavirus disease-2019 (COVID-19), которая с 11 марта 2020 г. признана ВОЗ пандемией. Китайский центр по контролю и профилактике заболеваний (CDC) подтвердил доклад "The Wall Street Journal" и объявил об идентификации нового коронавируса - CoV (SARS-CoV-2 - 2019-nCoV) 9 января 2020 г. Однако источник появления SARS-CoV-2 пока неизвестен, хотя первые случаи были связаны с рынком морепродуктов Huanan South China Seafood Market. Многие из первых пациентов работали на рынке или посещали его, но ни один из экспортированных случаев не имел контакта с рынком, что свидетельствует о передаче вируса от человека к человеку или с продуктами животного происхождения: морепродуктами, змеями, птицами, мелкими грызунами, сурками и летучими мышами. Впоследствии ВОЗ сообщила, что в пробах как из морепродуктов, так и из других объектов рынка Huanan South China Seafood Market были получены положительные результаты на SARS-CoV-2, но никаких конкретных ассоциаций с животными выявлено не было. Предполагалось также, что возможным источником нового коронавируса могут быть змеи. Зоонозный резервуар предполагает возникновение SARS-CoV и MERS-CoV, а первый высокопатогенный человеческий CoV, с установленной передачей от животных людям появился в 2002 г. Так, вирусная РНК SARS-CoV была обнаружена у пальмовых циветт и у енотовидных собак, продаваемых на рынках. Однако SARS-CoV не был обнаружен у этих животных в дикой природе. Видимо, эти виды животных служили промежуточным резервуаром для их адаптации к заражению людей. Впоследствии были выявлены высокородственные nCoV у летучих мышей, которые могли инфицировать клетки человека без необходимости в промежуточной адаптации. Серологические исследования сывороток человека показывают, что для nCoV летучих мышей характерна и низкоуровневая зоонозная передача атипичных коронавирусов, вне вспышек заболевания, что может свидетельствовать о наличии менее вирулентных штаммов. Учитывая, что MERS-CoV является зоонозным вирусом и также был выделен от летучих мышей и верблюдов, установить первичный источник SARS-CoV-2 представляется вряд ли возможным.
Установлено, что SARS-CoV-2 имеет наибольшее генетическое сходство с вирусом атипичной пневмонии - SARS и MERS-CoV, в результате чего его назвали SARS-CoV-2. Вероятно и то, что существуют разные типы или субтипы коронавирусов. Выявлены существенные различия в геномах выделенных вирусов в разных странах, связанные с транскрипционно-регуляторной последовательностью - ORF8. В подавляющем большинстве случаев происходили мутации/делеции на этом фрагменте, причем они были связаны со снижением репликативной активности вируса.
Коронавирусы экологически разнообразны, причем наибольшее их разнообразие наблюдается у летучих мышей, что позволяет предположить, что они являются основными резервуарами коронавирусов. Исследования генома нового коронавируса - Severe acute respiratory syndrome-related coronavirus 2 (SARS-CoV-2, ранее novel coronavirus - 2019-nCoV), показали, что он имеет около 80% нуклеотидной идентичности с оригинальными вирусами возбудителями тяжелого острого респираторного синдрома и возможность связываться с рецепторами ангиотензинпревращающего фермента 2 (АПФ 2). Это, наряду с высокой генетической близостью коронавирусов, свидетельствует об их общем происхождении и общем вероятном источнике. Однако рецепторы АПФ 2 как раз и являются тем самым ключом, который дает доступ SARS-CoV-2 в клетку даже с низкой инфицирующей активностью.
Однако присутствие АПФ 2 не является достаточным для того, чтобы произошла интернализация вируса. Например, некоторые эндотелиальные клетки и клеточные линии кишечника человека, экспрессирующие AПФ 2, не инфицируются SARS-CoV, в то время как клетки без определяемого уровня экспрессии АПФ 2, такие как гепатоциты, могут быть инфицированы вирусом SARS-CoV. Данные факты позволяют предполагать, что адгезия вируса SARS-CoV-2 с клетками макроорганизма может происходить с использованием других, не идентифицированных до настоящего времени, рецепторов. Было показано, что в дополнение к рецепторному комплексу S-гликопротеин–АПФ 2 вирус может проникать в клетки мишени по альтернативному пути, через комплекс S-гликопротеин–CD147. Это было подтверждено в тестах с гуманизированными антителами против CD147, которые в большинстве случаев препятствовали проникновению вирусов в клетки-хозяина. Подобно SARS-CoV и другим коронавирусам, SARS-CoV-2, вероятно, проникает в клетки-мишени рецептор-опосредованным эндоцитозом, где слияние вируса охватывает эндосомные мембраны и приводит к высвобождению вирусного нуклеокапсида в цитозоль инфицированной клетки.
Мембраны всех коронавирусов содержат по меньшей мере три вирусных белка. Это так называемый белковый шипик (spike-белок - SHC014), гликопротеин I типа, образующий пепломеры на поверхности вириона, придающие коронообразную морфологию вирусу; мембранный белок (М-белок) и маленький мембранный белок (Е-белок).
Белок S SARS-CoV-2 имеет полный размер - 1273 аминокислоты, это больше, чем у SARS-CoV (1255 аминокислот) и белков S SARS-CoV известных летучих мышей SARSr-CoVs (1245–1269 аминокислот). Белок S большинства членов подрода Сарбековирус идентичен последовательностям аминокислот - 76,7–77,0% SARS-COVs циветок и людей, 75–97,7% - коронавирусам летучих мышей в том же подроде и 90,7–92,6% коронавирусам панголинов. Однако в рецепторно-связывающем домене (RBD) белка S аминокислотное сходство между SARS-CoV-2 и SARS-CoV составляет всего 73%. Еще одной специфической геномной особенностью SARS-CoV-2 является вставка четырех аминокислотных остатков (PRRA) на стыке субъединиц S1 и S2 белка S. Эта вставка генерирует эффективное расщепление фурином и другими протеазами. Такой сайт расщепления S1-S2 не выявлен у других вирусов, принадлежащих к подроду Сарбековирус, за исключением аналогичных трех аминокислот вставки (PAA) в RmYN02 летучих мышей. Структурное исследование показало, что фурин-протеазное расщепление сайта может снизить стабильность S-белка SARS-CoV-2 и облегчить конформацию адаптации, которая необходима для связывания RBD с соответствующим рецептором. Однако пока еще не до конца ясно, является ли более высокая трансмиссивность SARS-CoV-2 по сравнению с SARS-CoV следствием приобретения фурин-протеазной функции - расщепление сайта. В S-белке четыре аминокислотных изменения (V483A, L455I, F456V и G476S) расположены рядом с интерфейсом связывания в RBD, но их влияние на привязку к рецептору хозяина неизвестно. Изменение D614G в участке S1 встречалось гораздо чаще, чем другие изменения варианта S. С марта 2020 г. варианты SARS-CoV-2 с G614 в белке S заменили оригинальные варианты D614 и стали доминирующей формой, циркулирующей во всем мире. По сравнению с вариантом D614, более высокие вирусные нагрузки были выявлены у пациентов, инфицированных вариантом G614. Однако клинические данные не показали существенной связи между изменением D614 и G614 с тяжестью заболевания.
Филогенетический анализ всего генома SARS-COV-2 показывает, что он может быть отнесен в группу с геномами коронавирусов SARS-COV и MERS-COV, выделенных от летучих мышей, и помещен в подрод Сарбековирус рода Бетакоронавирус. В рамках этого рода SARS-COV-2 может быть выделен в отдельную линию вместе с четырьмя коронавирусными изолятами летучих мышей и панголинов (RaTG13, RmYN02, QC45 и хК21) (рис. 24-1).

Мембранный (М) гликопротеин и белок оболочки (Е) обеспечивают кольцевую структуру. М-белок является основным белком мембраны вириона. Считается, что М-белок, кроме выполняемой им роли в сборке вирусных частиц, влияет также на взаимодействие с клеткой хозяина. Белок нуклеокапсида является структурным белком, но также принимает участие в транскрипции.
Экспрессия М-белка необходима для эффективного образования вирусных частиц из копий ДНК. Е-белок оболочки является интегральным мембранным белком. Вместе с М-белком он играет важную роль в сборке вирусных частиц. Возможно, из-за активности катионселективного ионного канала он может усиливать интенсивность вирусного морфогенеза и сборку вирусных частиц. Предполагается, что Е-белок играет определенную роль во взаимодействии вируса и клетки-хозяина, индуцируя апоптоз инфицированной клетки. Белки-репликазы влияют на тропизм вируса к тканям, на интенсивность вирусной репликации, взаимодействуют с некодирующими последовательностями вирусного генома, а также клеточными и гуморальными факторами адаптивного иммунного ответа. Ферменты вируса нарушают многие аспекты метаболизма клетки хозяина.
Анализ белков нуклеокапсида (N) показал, что это самый распространенный белок, секретируемый CoV. Как правило, белок N хорошо сохраняется в семействе CoV, включая группу 2B. Протеин N для SARS-CoV-2 в 90% случаев идентичен белку N SARS-CoV. Эти белки менее консервативны, чем другие CoV группы 2B, такие как HKU3-CoV и SHC014-CoV. Антитела SARS-CoV-2 к белку N, вероятно, способны распознавать и связывать белок N SARS-CoV. Однако антитела к N не обеспечивают развития иммунитета к COVID-19. Возможно, что перекрестная реактивность с белком N SARS-CoV позволила бы изучить биологические эффекты нового CoV в бессимптомных случаях. Вероятно, что эта информация может дать представление о восприимчивости и потенциальных маршрутах распространения вируса через бессимптомных носителей.
Новый коронавирус (штамм IVDC-HB-01/2019) имеет 14 открытых рамок считывания (ORF), кодирующих 29 белков. 5’-конец генома содержит гены ORF1ab и ORF1a . ORF1ab является самым большим геном и кодирует белок pp1ab, который содержит 15 неструктурных белков, называемых nsps (nsp1–nsp10 и nsp12–nsp16). ORF1a кодирует белок pp1a и также имеет 10 nsps (nsp1–nsp10). 3’-конец генома содержит 4 структурных белка: шип (S) гликопротеин; белок оболочки (Е); мембранный (М) гликопротеин и нуклеокапсид (N) фосфопротеин. Он также содержит 8 вспомогательных белков (3a, 3b, p6, 7a, 7b, 8b, 9b и ORF14). Многие из добавочных белков являются факторами вирулентности вируса. Они подавляют синтез интерферонов I типа в зараженных клетках, стимулируют их апоптоз, активируют синтез провоспалительных цитокинов и хемокинов, вызывают нарушения в системе свертывания.
Гиперактивированные нейтрофилы и моноциты-макрофаги секретируют в больших количествах провоспалительные цитокины и хемокины (ИЛ-6, ФНОα, CXCL8, G-CSF, GM-CSF), способствуя развитию "цитокинового шторма", поэтому абсолютное количество нейтрофилов и отношение нейтрофилов к лимфоцитам (NLR) тесно связаны с тяжестью заболевания у пациентов с COVID-19 и были предложены в качестве маркеров неблагоприятного прогноза заболевания. Колониестимулирующие факторы индуцируют дифференцировку клеток миелоидного происхождения. GM-CSF вызывает пролиферацию и активацию легочных дендритных клеток и макрофагов. Хемокин CXCL8 целенаправленно рекрутирует нейтрофилы в очаг поражения легких, способствуя развитию пневмонии и полиорганной недостаточности.
Основной причиной смертности от COVID-19 является дыхательная недостаточность, вызванная острым респираторным дистресс-синдромом (ARDS). Развитию "цитокинового шторма" способствуют не только высокие уровни провоспалительных цитокинов, но и ИЛ-2, ИЛ-7, ИЛ-10, G-CSF, IP-10, MCP-1, MIP-1α и ФНОα. Неблагоприятное развитие событий также связано с повышенными уровнями ИЛ-6 и С-реактивного белка. С другой стороны, было установлено, что люди с наличием аллелей HLA: HLA-B*4601, HLA-B*0703, HLA-DRB1*1202 и HLA-Cw*0801 ассоциированы с низким риском развития коронавирусной инфекции. Отмечено, что многие люди, перенесшие инфекцию SARS-CoV, сохраняли специфический Т-клеточный иммунный ответ в течение нескольких лет. Противовирусные антитела также имеют большое значение в предотвращении повторного заражения SARS-CoV. Так, антитела против SARS-CoV-2 были обнаружены уже через 4 дня после начала заболевания, при этом среднее время положительной реакции на сероконверсию IgM и IgG составляло 11 и 14 дней после начала заболевания, соответственно. Интересно, что высокие уровни антител не всегда обеспечивают нейтрализацию вируса, так, у пациентов в критическом состоянии были обнаружены значительно более высокие титры антител, специфичных к вирусу, по сравнению с теми, у кого заболевание протекало в более легкой форме. Кроме IgM и IgG, при развитии COVID-19 обнаруживались и специфические IgA. Среди субизотипов IgG наибольшей реактивностью обладали IgG3-антитела, меньшей - IgG1. Данные, появившиеся в последнее десятилетие, свидетельствуют, что антитела против одних коронавирусов могут перекрестно реагировать с другими коронавирусами. Установлена и важная особенность: антитела к Spike-белку с низкой специфичностью или низким титром не нейтрализуют вирус и способствуют контаминации иммунокомпетентных клеток через Fc-рецепторы, что в итоге приводит к нарушению развития противовирусного иммунного ответа. Низкоаффинные антитела или низкий уровень антител могут способствовать повышенной чувствительности к SARS-CoV-2 и развитию тяжелых форм заболевания COVID-19.
Со стороны клеточного иммунного ответа при COVID-19 было отмечено значительное снижение количества CD4+ - и CD8+ -лимфоцитов. При этом у пациентов с тяжелыми проявлениями COVID-19 количество CD8+ Т-лимфоцитов, ответственных за распознавание и уничтожение инфицированных клеток, было значительно ниже по сравнению с показателями больных с легкими формами инфекции. У таких пациентов также было снижено количество регуляторных Т-лимфоцитов, что приводило к развитию мощных воспалительных реакций и повреждению тканей при COVID-19.
Коронавирусы, попав в организм, контактируют со специфическими клеточными рецепторами хозяина с помощью своего spike-белка. Это запускает изменения структуры spike-белка, что, в свою очередь, приводит к слиянию вирусной и клеточной мембран, заканчивающейся введением нуклеокапсида в клетку хозяина и распространением от клетки к клетке. Spike-белок также определяет тропизм вируса к ткани. Способность коронавируса реплицироваться в определенных типах клеток зависит только от его способности взаимодействовать с рецепторами этого типа клеток. Было показано также, что spike-белок является главной детерминантой патогенности. При проникновении в клетку хозяина начинается активная трансляция гена репликазы на рибосомах в цитоплазме. Получающиеся многочисленные ферменты, как считается, играют роль в метаболизме РНК коронавируса и в клетке хозяина. Репликация генома вируса включает синтез полноразмерной отрицательной нити РНК, которая присутствует в низкой концентрации и служит матрицей для синтеза полноразмерной геномной РНК. После трансляции всех вирусных белков собирается нуклеокапсид вируса, который одевается оболочкой. После этого вирусные частицы транспортируются на поверхность клетки хозяина и затем покидают ее.
М-белок является основным белком мембраны вириона. Считается, что М-белок, кроме выполняемой им роли в сборке вирусных частиц, влияет на взаимодействие с клеткой хозяина. Белок нуклеокапсида является структурным белком, но также принимает участие в транскрипции. Экспрессия М-белка необходима для эффективного образования вирусных частиц из копий ДНК. Е-белок оболочки является интегральным мембранным белком. Вместе с М-белком он играет важную роль в сборке вирусных частиц. Возможно, из-за активности катионселективного ионного канала он может усиливать интенсивность вирусного морфогенеза и сборку вирусных частиц. Предполагается, что Е-белок играет определенную роль во взаимодействии вируса и клетки хозяина, индуцируя ее апоптоз. Белки-репликазы способны влиять на тропизм и патогенез с помощью определения степени вирусной репликации, возможно, через взаимодействие с некодирующими последовательностями вирусного генома, специфическими факторами клеточных типов или с факторами иммунного ответа. Некоторые ферментативные активности могут быть вовлечены в нарушение метаболизма клетки хозяина. Вирусу также свойственна высокая контагиозность, которая превышает контагиозность других коронавирусов.
Это может быть связано с высокой тропностью SARS-CoV-2 к клеткам-мишеням, имеющим рецепторы АПФ 2. Рецепторы АПФ 2 представлены на клетках дыхательного тракта, почек, пищевода, мочевого пузыря, подвздошной кишки, сердца, ЦНС. Однако основной и быстро достижимой мишенью являются альвеолярные клетки II типа (AT2) легких, что определяет развитие пневмонии. Обсуждается также роль рецептора CD147 (белок из семейства иммуноглобулинов). Он запускает работу металлопротеиназ. Связывание коронавируса с CD147 происходит через так называемые спайковые белки - шиповидные выросты на поверхности вируса [7]. Ранее этот путь был доказан для другого коронавируса SARS-CoV - возбудителя острого респираторного синдрома SARS, известного также как атипичная пневмония.
Инкубационный период заболевания, вызванного SARS-CoV-2, составляет 4–10 дней. Заболевание начинается с повышения температуры тела до 38 °C и выше, озноба, сухого кашля, слабости, одышки, а затем быстро развивается тяжелая пневмония, вызывающая нарушения дыхания в силу возникновения отека и воспаления альвеол. Так же как у больных, инфицированных SARS-CoV и MERS-CoV, у пациентов COVID-19 выявляли симптомы вирусной пневмонии, включая лихорадку, затрудненное дыхание и двустороннюю инфильтрацию легких в наиболее тяжелых случаях. Однако по сравнению с SARS-CoV (смертность 10%) и MERS-CoV (смертность 35%) SARS-CoV-2, по-видимому, на данный момент является менее вирулентным, за исключением пожилых людей и тех, кто имеет тяжелые сопутствующие заболевания.
Первая последовательность SARS-CoV-2 была опубликована в интернете через один день после ее подтверждения от имени доктора Юн-Чжэнь Чжана и ученых из университета Фудань, Шанхай. Впоследствии пять дополнительных последовательностей SARS-CoV-2 были внесены в базу данных Глобальной инициативы обмена всеми данными о гриппе (Global initiative an sharing all influenza data, GSAID), что позволило исследователям по всему миру начать анализ нового CoV.
Для анализа генома SARS-CoV-2 было осуществлено секвенирование почти 30 тыс. нуклеотидных последовательностей генома nCoV группой Д. Чжана из университета Фудань. На основе анализа нуклеотидных последовательностей было установлено, что новый вирус можно охарактеризовать как группу 2b CoV, отличную от штаммов SARS-CoV. Исследования генома SARS-CoV-2 показали, что он имеет около 80% нуклеотидной идентичности с оригинальными вирусами эпидемии SARS. Близкую (89%) нуклеотидную последовательность генома SARS-CoV-2 имеют геномы вирусов двух летучих мышей SARS-подобных CoV (ZC45 и ZXC21). Сравнение с депонированными штаммами nCoV показало 99,5% идентичность их геномов, что показывает отсутствие выраженного разнообразия геномов и свидетельствует об общей линии происхождения и общем вероятном источнике.
На основании изученных мутаций исследователи обнаружили, что SARS-CoV-2 можно разделить на два подтипа. Гаплотип "CT" был определен как тип "L", потому что T28,144 кодирует лейцин, а гаплотип "TC" был определен как тип "S", потому что C28,144 кодирует серин. Тип "L" оказался более распространенным и агрессивным. Тип "S" может быть наследственным, так как сайты 8782 и 28,144 были идентичны сайтам близкородственных вирусов. Заражение возможно обоими типами вирусов. Данные, относящиеся к мутациям последовательностей SARS-CoV-2, доступны и постоянно обновляются в режиме онлайн через Китайский национальный центр биоинформации (CNCB) (https://bigd.big.ac.cn/ncov).
Сравнение вирусов SARS-CoV и SARS-CoV-2 показывает, что у последнего аффинность к рецепторам АСЕ2 выше. Основные отличия между вирусами SARS-CoV и SARS-CoV-2 сосредоточены между 435 и 510 аминокислотными остатками рецептор-связывающего домена (RBD). Это регион рецептор-связывающего мотива (RBM) RBD, определяющего специфичность к клеткам хозяина. Анализ аминокислотных последовательностей RBM двух типов коронавирусов летучих мышей (RaTG13-CoV, Bat-CoV), коронавируса панголинов (GD Pangolin-CoV) и SARS-CoV-2 показал пять ключевых отличий в аминокислотной последовательности, которые являются общими только для GD Pangolin-CoV и SARS-CoV-2. Впоследствии была идентифицирована 92% идентичность последовательностей Bat-CoV, RaTG3 с новым вирусом, что может свидетельствовать о том, что SARS-CoV-2 - мутационный Bat-CoV. Последующий анализ белков нуклеокапсида (N) показал, что это самый распространенный белок, секретируемый CoV. Как правило, белок N хорошо сохраняется в семействе CoV, включая группу 2B. Протеин N для SARS-CoV-2 в 90% случаев идентичен N белку SARS-CoV. Эти белки менее консервативны, чем другие CoV группы 2B, такие как HKU3-CoV и SHC014-CoV. Антитела SARS-CoV-2 к белку N, вероятно, способны распознавать и связывать белок SARS-CoV N. Однако антитела к N не обеспечивают развития иммунитета к COVID-19, возможно, что перекрестная реактивность с белком SARS-CoV N позволила бы изучить биологические эффекты нового CoV в бессимптомных случаях. Вероятно, что эта информация может дать представление о восприимчивости и потенциальных маршрутах распространения вируса через бессимптомных носителей.
Сравнение гликопротеиновых адгезионных белков вирусов SARS-CoV-2 и SARS-CoV, ответственных за проникновение вируса в клетку, показало их 75% аминокислотную идентичность. Анализ RBD SARS-CoV (аминокислоты 318–518) и RBD вируса SARS-CoV-2 показал их 73% идентичность относительно эпидемического RBD. Вирус летучих мышей не может использовать человеческий ACE2, хотя этот белок в большом количестве находится не только в легочной ткани, которая поражается активнее всего, но и в системе кровообращения. Таким образом, белок ACE2 как раз и является тем самым ключом, который дает доступ коронавирусу в клетку. Среди установленных четырнадцати аминокислотных остатков, которые непосредственно взаимодействуют с человеческим ACE2, рецептором для SARS-CoV, восемь аминокислот сохраняются и в SARS-CoV-2. Некоторые из этих остатков также сохраняются относительно WIV1- и WIV16-CoV, двух штаммов летучих мышей, тесно связанных с SARS-CoV и взаимодействующих с ACE2. Первоначальное структурное моделирование позволило предположить, что SARS-CoV-2 может взаимодействовать с АСЕ2, хотя аффинность этого взаимодействия была снижена относительно эпидемических штаммов SARS-CoV. Таким образом, ACE2 является рецептором для SARS-CoV-2. На данный момент инфицирующая возможность SARS-CoV-2 для других видов и типов клеток неизвестна.
Эпидемиологические исследования свидетельствуют, что инфицированные морепродукты рынка "Хуанань" в Ухане были причиной заболеваний, вызванных SARS-CoV-2, хотя многие случаи и не имели прямой связи c морепродуктами. Этот факт предполагает наличие вторичного источника передачи инфекции либо от человека к человеку, либо, возможно, от инфицированных животных. Эти данные указывают, что вспышка может быстро и легко распространиться, особенно учитывая возможность передачи вируса от человека к человеку. Еще один важный параметр распространения вируса SARS-CoV-2 - его интенсивная передача отдельными людьми, что, вероятно, может быть связано с повышенной чувствительностью к SARS-CoV-2 данной категории. Так, при вспышках ОРВИ, связанными с SARS-CoV и MERS-CoV были документально подтверждены факты высокой скорости передачи вируса. Это встречается примерно в 10% случаев у пациентов, страдающих ОРВИ, вызванной SARS-CoV и MERS-CoV, что в итоге и способствует распространению эпидемии в мире. Необходимо также учитывать, что ни мутации в вирусах, ни тяжесть заболевания не связаны с высокой инфицирующей активностью вируса, скорее всего, это может быть также связано с генотипом хозяина. Видимо, такая инфицирующая активность может играть определенную роль в этой продолжающейся эпидемии SARS-CoV-2.
Рассмотренные далеко не полные биологические характеристики SARS-CoV-2 свидетельствуют, что лабораторное подтверждение этой инфекции на сегодняшний день является весьма существенной проблемой. Для подтверждения клинического диагноза обычно исследуют биологический материал мазков из носоглотки методом полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР). Показано, что вирус может быть обнаружен в биологическом материале из других образцов и, следовательно, потенциально передаваться другими механизмами, кроме воздушно-капельного.
Лабораторная диагностика. Лабораторная диагностика коронавирусных инфекций, включая SARS, осуществляется путем выделения культур вирусов и их идентификации либо путем определения вирусспецифических антител и нарастания их титра в парных сыворотках с помощью различных серологических реакций или с помощью ДНК- и РНК-зондов, ПЦР с применением зарегистрированных в установленном порядке на территории Российской Федерации тест-систем, в соответствии с инструкциями по их применению. В частности, для диагностики SARS с помощью ПЦР уже предложено несколько типов праймеров. Для обнаружения РНК-вируса с помощью ПЦР может быть использован любой биологический материал: кровь, мокрота, моча, фекалии и т.п. Однако все предложенные тест-системы для диагностики SARS нуждаются в дополнительном изучении степени их специфичности.
У пациентов, перенесших искусственную вентиляцию легких, исследовались образцы крови, мокроты, кала, мочи, мазков из зева и носа, а также бронхоальвеолярный лаваж. Были получены положительные результаты в ПЦР-диагностике SARS-CoV-2 с высоким числом копий из фекальных образцов, которые культивировали, а затем проводили электронную микроскопию, с помощью которой подтверждали наличие вируса в исследуемом материале. Данные по диагностической ценности исследуемого биоматериала расположились следующим образом: бронхоальвеолярный лаваж - 93% положительных результатов, мокрота - 72%, мазки из носа - 63%, мазки из глотки - 32%, кал - 29%, кровь - 1%, моча - 0%.
То, что вирус был обнаружен в кале, свидетельствует о вполне вероятной передаче SARS-CoV-2 фекально-оральным путем. Все это указывает на то, что для повышения диагностической ценности исследований и снижения ложноотрицательных результатов тестов необходимо одновременно исследовать биосубстраты из различного материала. Учитывая выраженное генетическое родство коронавирусов, основным методом диагностики SARS-CoV-2 для снижения ложноположительных результатов могут быть варианты ПЦР или иммуноблоттинг, позволяющие выявлять уникальные последовательности генома или антитела методом ИФА к уникальным белкам SARS-CoV-2. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, но, несомненно, что для повышения диагностической чувствительности и специфичности исследований COVID-19 необходимо применять оба метода [4, 5].
В настоящее время Временные методические рекомендации Минздрава России от 08.02.2021 г. версия 10 рекомендуют использовать следующие подходы к этиологической диагностике COVID-19 [1]:
Объем, сроки и кратность лабораторных исследований зависят от степени тяжести заболевания. Легкое течение заболевания с наблюдением пациента в амбулаторных условиях не требует дополнительных лабораторных исследований. В случае госпитализации по поводу среднетяжелого, тяжелого и крайне тяжелого течения необходимо выполнить ряд исследований.
Общий (клинический) анализ крови с определением количества эритроцитов, гемоглобина, лейкоцитов, тромбоцитов, лейкоцитарной формулы и гематокрита.
Лимфопения и тромбоцитопения. У большинства пациентов с COVID-19 наблюдается нормальное число лейкоцитов, у одной трети обнаруживается лейкопения; лимфопения присутствует у 83,2% пациентов. Тромбоцитопения носит умеренный характер, но более отчетлива среди пациентов с тяжелым течением и умерших от COVID-19.
Биохимический анализ крови : содержание С-реактивного белка, мочевины, креатинина, электролитов, глюкозы, билирубина, альбумина, лактата, тропонина, ферритина, прокальцитонина, мозгового натрийуретического пептида - NT-proBNP/BNP, активность ЛДГ, АЛТ и АСТ.
Биохимический анализ крови не дает какой-либо специфической информации, но обнаруживаемые отклонения могут указывать на наличие органной дисфункции, декомпенсацию сопутствующих заболеваний и развитие осложнений, имеют определенное прогностическое значение, оказывают влияние на выбор лекарственных средств и/или режим их дозирования.
СРБ - основной лабораторный маркер активности воспалительного процесса в легких. Повышение его уровня коррелирует с объемом поражения легочной ткани и является основанием для начала противовоспалительной терапии.
Прокальцитонин при коронавирусной инфекции с поражением респираторных отделов легких, его содержание находится в пределах референсных значений. Повышение уровня прокальцитонина свидетельствует о присоединении бактериальной инфекции и коррелирует с тяжестью течения, распространенностью воспалительной инфильтрации и прогнозом при бактериальных осложнениях.
Коагулограмма : АЧТВ, протромбиновое время (протромбиновое отношение, протромбин по Квику и МНО), содержание фибриногена и D-димера.
Возрастание уровня D-димера в 3–4 раза более возрастной нормы и удлинение протромбинового времени, особенно при тяжелом течении (снижение протромбина), увеличение количества фибриногена имеют клиническое значение. Необходимо учитывать возрастные особенности содержания D-димеров. Оно повышается в возрасте старше 50 лет в связи с накоплением хронических заболеваний. Расчет возрастного уровня верхней границы референтного интервала может быть выполнен по формуле: возраст × 0,01 мкг/мл (при измерении в единицах FEU). С осторожностью также нужно подходить к оценке содержания D-димера у беременных. Для беременности, даже физиологически протекающей, характерно повышение D-димера с существенным разбросом значений в этой группе. Вне инфекции SARS-CoV-2 D-димер не является определяющим в тактике и при назначении низкомолекулярных гепаринов. Клиническое значение повышения его содержания при COVID-19 у беременных окончательно не определено.
Наличие органной дисфункции, декомпенсации сопутствующих заболеваний и развитие осложнений, выявленные биохимическими исследованиями крови, имеют прогностическое значение и оказывают влияние на выбор лекарственных средств и/или режим их дозирования. Возможно повышение активности аминотрансфераз и креатинкиназы, концентрации тропонина, креатинина или мочевины;
Уровень СРБ коррелирует с тяжестью течения, распространенностью воспалительной инфильтрации и прогнозом при пневмонии. Концентрация СРБ увеличивалась у большинства пациентов одновременно с увеличением уровня ИЛ-6 и СОЭ в разной степени. Уровни ИЛ-6, ИЛ-10 и ФНОα возрастают во время болезни и снижаются при выздоровлении. Пациенты, нуждающиеся в госпитализации, имеют значительно более высокие уровни ИЛ-6, ИЛ-10 и ФНОα и сниженное количество CD4 и CD8 T-клеток. Уровень ИЛ-6, ИЛ-10 и ФНОα обратно коррелирует с количеством CD4 и CD8, ассоциированных с лимфопенией. Отмечено увеличение уровня острофазового белка ферритина при неблагоприятном течении заболевания.
Лабораторными признаками "цитокинового шторма" и ОРДС могут быть: внезапное нарастание клинических проявлений через 1–2 нед от момента начала заболевания, сохраняющаяся или вновь появившаяся фебрильная лихорадка, выраженная лимфопения в общем анализе крови, снижение количества Т- и В-лимфоцитов, значительное повышение уровня D-димеров (>1500) или его быстрое нарастание и/или высокие уровни ИЛ-6 (>40 пг/мл), и/или повышение уровня С-реактивного белка более 75 мг/л, интерстициальное поражение легких. При развитии ОРДС каждые 48–72 ч до стойкого получения отрицательных уровней необходимо определять содержание ИЛ-6, D-димеров, ферритина, фибриногена, C-реактивного белка, триглицеридов, активность ЛДГ.
В диагностике и прогнозе течения сепсиса имеет значение уровень прокальцитонина: <0,5 мкг/л - низкий риск бактериальной коинфекции и неблагоприятного исхода; >0,5 мкг/л - пациенты с высоким риском, вероятно присоединение бактериальной коинфекции. Определение прокальцитонина при поступлении является дополнительной информацией для ранней оценки риска и исключения бактериальной коинфекции у пациентов с COVID-19.
Развитие сердечно-сосудистых осложнений при COVID-19 также сопровождается лимфопенией, тромбоцитопенией, повышением содержания СРБ, высокочувствительного тропонина и мозгового натрийуретического пептида (NT pro-BNP), а также активности МВ фракции креатинкиназы. Для выявления пациентов группы риска необходимо рассмотреть регулярный контроль уровня тропонина (ежедневно в ОРИТ, через день - у стационарных пациентов), контроль содержания NT-proBNP как маркера миокардиального стресса: у пациента с нарастающей одышкой и NT-proBNP ≥2000 пг/мл отмечен наивысший риск и приоритет для очного осмотра и госпитализации в ОРИТ; при 400≤ NT-proBNP <2000 пг/мл пациенты рассматриваются как больные с промежуточным риском.
Этиологическая диагностика COVID-19 проводится с применением методов амплификации РНК с обратной транскрипцией и флюоресцентной детекцией: методами ПЦР в реальном времени и методами изотермальной амплификации. Для выявления COVID-19 исследуются респираторные биологические материалы, взятые у пациента: мазки из носоглотки и ротоглотки, мокрота, эндотрахеальный аспират, бронхоальвеолярный лаваж. Могут быть исследованы и другие виды диагностического материала: кровь (сыворотка, цельная кровь), кал. Взятие диагностического материала, его упаковка, маркировка и транспортировка осуществляется в соответствии с требованиями и правилами к работе с материалами, потенциально инфицированными возбудителями II группы патогенности, их хранении и транспортировки согласно МУ 1.3.2569-09 "Организация работы лабораторий, использующих методы амплификации нуклеиновых кислот при работе с материалом, содержащим микроорганизмы I–IV групп патогенности" и "Временными рекомендациями по лабораторной диагностике новой коронавирусной инфекции, вызванной SARS-CoV-2", направленными в адрес органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации в сфере охраны здоровья Роспотребнадзором письмом от 21.01.2020 № 02/706-2020-27.
Медицинский работник, выполняющий взятие диагностического материала, его маркировку и упаковку должен пройти инструктаж по санитарно-эпидемиологическим требованиям и правилам биологической безопасности при работе с пациентами, потенциально инфицированными микроорганизмами II группы патогенности. Биологический материал (мазки из носоглотки, ротоглотки, моча, фекалии) может быть отобран самостоятельно пациентом согласно инструкции. Сотрудники, осуществляющие взятие диагностического материала, должны быть обеспечены средствами индивидуальной защиты: респираторы типа FFP2 или их эквивалент, или пневмошлем, обеспечивающий более высокий уровень защиты; очки для защиты глаз или защитный экран; противочумный костюм, одноразовые латексные (резиновые) перчатки; водонепроницаемый фартук.
Мазок из носоглотки или ротоглотки (зева) берется стерильным тампоном, который, после взятия материала помещается в стерильную пластиковую пробирку с транспортной средой (с учетом рекомендаций производителя применяемых тест-систем/наборов, реагентов). Для повышения концентрации вируса носоглоточные и орофарингеальные мазки должны быть помещены в одну пробирку. Температура при транспортировке должна быть +2…+8 °C. Время хранения образцов до исследования не должна превышать 5 дней при +2…+8 °C, при температуре ниже 0 °C может быть более длительным.
Мокрота собирается в одноразовый стерильный пластиковый контейнер объемом 30–50 мл, герметично закрывающийся завинчивающейся пробкой. Диаметр горлышка контейнера должен быть не менее 30 мм. Убедитесь, что собранный материал представляет собой мокроту (отделяемое нижних дыхательных путей). Транспортировка образцов может проводиться при температуре +2…+8 °C. Время хранения образцов до исследования не должна превышать 48 ч при +2…+8 °C при хранении в транспортной среде, содержащей противогрибковые и антибактериальные препараты.
Эндотрахеальный аспират, аспират носоглотки или смыв из носа собирается в стерильный одноразовый контейнер. Транспортировка образцов может проводиться при температуре +2…+8 °C. Время хранения образцов до исследования не должно превышать 48 ч при +2…+8 °C, при температуре ниже 0 °C может быть более длительным.
Бронхоальвеолярный лаваж собирается в стерильный одноразовый контейнер. Транспортировка образцов может проводиться при температуре +2…+8 °C. Время хранения образцов исследования не должна превышать 48 ч при +2…+8 °C, при температуре ниже 0 °C может быть более длительным.
Ткани биопсии или аутопсии, включая легкие, помещают в одноразовые контейнеры с 0,9% раствором натрия хлорида, содержащим противогрибковые и антибактериальные препараты (собирается в стерильный одноразовый контейнер). Транспортировка образцов может проводиться при температуре +2…+8 °C. Время хранения образцов до исследования не должна превышать 24 ч при +2…+8 °C, при температуре ниже 0 °C может быть более длительным.
Для идентификации образцов контейнеры/пробирки маркируются в месте сбора с использованием самоклеящихся этикеток с информацией, обеспечивающей однозначную идентификацию образца и его соответствие направлению.
Транспортировка герметично закрытых контейнеров с образцами в лабораторию осуществляется в специальных контейнерах/биксах. Направления и другая документация на бумажных носителях передаются в отдельном полиэтиленовом пакете.
При необходимости пересылки образцов в лабораторию другого медицинского учреждения выполняются требования к пересылке инфекционных материалов II группы патогенности (СП 1.2.036-95 "Порядок учета, хранения, передачи и транспортирования микроорганизмов I–IV групп патогенности"). Пробирки/контейнеры с образцами вместе с крышкой герметизируют различными пластификаторами (парафин, парафильм и др.); емкость маркируют. Образцы каждого пациента помещают в индивидуальный герметичный пакет с адсорбирующим материалом и дополнительно упаковывают в общий герметичный пакет. Два или более образца одного пациента могут быть упакованы в один пластиковый пакет. Запрещается упаковывать образцы клинического материала от разных людей в одну упаковку.
Пакет с контейнерами помещают в герметично закрывающийся контейнер для транспортировки биологических материалов. Контейнер помещают в пенопластовый термоконтейнер с охлаждающими термоэлементами. Транспортный контейнер опечатывают и маркируют. В контейнер желательно поместить одноразовый индикатор, контролирующий соблюдение температуры от 2 до 8 °C.
Сопроводительные документы помещают в индивидуальную упаковку отдельно от биологического материала и прочно прикрепляют снаружи контейнера.
Таким образом, к настоящему времени остается много неизвестного, связанного с жизнедеятельностью вируса SARS-CoV-2 и его диагностикой. Предстоит осуществить четкую идентификацию и сравнение геномов вируса в различных странах, выявить те генетические вставки, которые позволяют вирусу уходить от контроля иммунной системы и превращаться в гипервирулентный штамм, доказать или опровергнуть возможность вируса SARS-CoV-2 изменять свой генетический и антигенный потенциал в различных видах животных и становиться новым типом вируса [9, 13, 20]. Мировому сообществу микробиологов и эпидемиологов предстоит еще многое узнать о биологических характеристиках новейшего вируса SARS-CoV-2, которые позволят создать эффективную вакцину или разработать алгоритмы ведения и лечения таких больных.
Список литературы
-
Временные методические рекомендации Министерства здравоохранения РФ. Профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции (COVID-19). Версия 10 от 08.02.2021. М., 2021. 361 с.
-
Москалев А.В., Сбойчаков В.Б., Рудой А.С. Общая иммунология с основами клинической иммунологии. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2015. 351 с.
-
Москалев А.В., Гумилевский Б.Ю., Апчел В.Я., Цыган В.Н. Старый новый коронавирус // Вестник Российской Военно-медицинской академии. 2020. № 2 (70). С. 182–188.
-
Каротяев А.И., Бабичев С.А. Медицинская микробиология, иммунология и вирусология. СПб.: СпецЛит, 2010. 715 с.
-
Сбойчаков В.Б., Москалев А.В. Лабораторная диагностика вирусных инфекций // Медицинские лабораторные технологии: руководство по клинической лабораторной диагностике. 3-е изд., испр. и доп. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. Т. 2. С. 513–568.
-
Assiri A., Al-Tawfiq J.A., Al-Rabeeah A.A. et al. Epidemiological, demographic, and clinical characteristics of 47 cases of Middle East respiratory syndrome coronavirus disease from Saudi Arabia: a descriptive study // Lancet Infect. Dis. 2013. Vol. 13, No. 9. P. 752–761.
-
Belouzard S., Millet J.K., Licitra B.N., Whittaker G.R. Mechanisms of coronavirus cell entry mediated by the viral spike protein // Viruses. 2012. Vol. 4. P. 1011–1033.
-
Cauchemez S., Fraser C., Van Kerkhove M.D. et al. Middle East respiratory syndrome coronavirus: quantification of the extent of the epidemic, surveillance biases, and transmissibility // Lancet Infect. Dis. 2014. Vol. 14, N 1. P. 50–56.
-
Chang H., de Groot R.J., Egberink H.F., Rottier P.J. Feline Infectious Peritonitis: insights into feline coronavirus pathobiogenesis and epidemiology based on genetic analysis of the viral 3c gene // Journal of General Virology. 2010. Vol. 9. P. 415–420.
-
Chan K.H., Chan J.F., Tse H. et al. Cross-reactive antibodies in convalescent SARS patients sera against the emerging novel human coronavirus EMC (2012) by both immunofluorescent and neutralizing antibody tests // J. Infect. 2013. Vol. 67. P. 130–140.
-
Chan J.F., Li K.S., To K.K. et al. Is the discovery of the novel human betacoronavirus 2c EMC/2012 (HCoV-EMC) the beginning of another SARS-like pandemic? // J. Infect. 2012. Vol. 65. P. 477–489.
-
De Groot R.J., Baker S.C., Baric R.S. et al. Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV): announcement of the coronavirus study group // J. Virol. 2013. Vol. 87. P. 7790–7792.
-
Decaro N., Mari V., Elia G. et al. Recombinant Canine Coronaviruses in Dogs // Europe. Emerging Infectious Diseases. 2013. Vol. 16, N 1. P. 41–47.
-
De Wilde A.H., Raj V.S., Oudshoorn D. et al. MERS-coronavirus replication induces severe in vitro cytopathology and is strongly inhibited by cyclosporin A or interferon-α treatment // J. Gen. Virol. 2013. Vol. 94. P. 1749–1760.
-
Hashemi-Shahraki A.V., Raj S., Oudshoorn D. et al. Human Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus in Bat, South Africa // Emerg. Infect. Dis. 2013. Vol. 19, N 10. P. 1697–1699.
-
Hijawi B., Abdallat M., Sayaydeh A. et al. Novel coronavirus infections in Jordan, April 2012: epidemiological findings from a retrospective investigation // East. Mediterr. Health. J. 2013. Vol. 19, N 1. P. 12–20.
-
Kenneth J., George R.C. Sherris medical microbiology. 6th ed. New York, 2014. 994 p.
-
Mahon C.R., Lehman C.D., Manuselis G. Diagnostic microbiology, 3rd ed. St. Louis, Missouri: Saunders Elsevier, 2007. 1211 p.
-
Meredith A., Troyer J.L., Pecon-Slattery J. et al. Genetics and Pathogenesis of Feline Infectious Peritonitis Virus // Emerging Infectious Diseases. 2009. Vol. 15, N 9. P. 1445‒1452.
-
Rose N.R., Mackay I.R. The autoimmune diseases. 6th ed. Philadelphia, 2018. 1265 p.
-
Scobey T., Yount B.L., Sims А.С. et al. Reverse genetics with a full-length infectious cDNA of the Middle East respiratory syndrome coronavirus // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2013. Vol. 110. P. 16157–16162.
-
Zabriskie J.B. Essential clinical immunology. New York, 2009. 362 p.
Глава 25. Острые отравления современными синтетическими наркотическими средствами
25.1. Введение
В настоящее время в России [5] и в мире [54] отмечается неуклонный рост количества пациентов, поступающих в лечебные учреждения с острыми и хроническими отравлениями наркотическими средствами и психоактивными веществами. В материалах Всемирного доклада ООН (2019) о наркотиках имеются сведения о том, что в 2013 г. запрещенные наркотики принимали в общей сложности 246 млн человек, или каждый двадцатый житель планеты в возрасте от 15 до 64 лет [54]. Кроме того, список наркотических средств ежегодно дополняется. Так, согласно данным Системы раннего оповещения Европейского союза (EU EWS), только в 2014 г. впервые было выявлено 101 новое психоактивное вещество, а в период с 2005 по 2018 г. их зарегистрировано 730 [32]. В настоящее время в РФ происходит замещение героина и марихуаны их синтетическими аналогами - производными фентанила и синтетическими каннабимиметиками.
Синтетические каннабимиметики (каннабиноиды) составляют обширную группу соединений, обнаруживаемых на рынке психоактивных средств, по крайней мере, с 2008 г. Начиная с 2010 г., эта группа неоднократно занимала лидирующие позиции по числу новых соединений, которые регистрировались Системой раннего оповещения Европейского союза [32]. Несмотря на то, что были введены ограничительные меры правительствами ряда стран (в том числе в России), к настоящему времени распространение синтетических каннабимиметиков привело к появлению их устойчивого спроса [20]. Фармакологическое действие синтетических каннабимиметиков, сходное с действием тетрагидроканнабинола, обычно связывают с их активностью по отношению к каннабиноидным рецепторам человека [58].
Наряду с синтетическими каннабиноидами, синтетические катиноны - одна из двух основных групп психоактивных средств, лидирующая как по числу новых соединений, так и по количеству изымаемого органами контроля в мире. В настоящее время в группу синтетических катинонов Европейский центр мониторинга наркотиков и наркомании (The European Monitoring Centre for Drugs and Drug Addiction, EMCDDA) включил более 110 новых соединений, но популярность их на нелегальном рынке различна. Так, согласно нашим наблюдениям, одним из наиболее часто обнаруживаемых в Российской Федерации соединений является PVP [α-PVP, α-пирролидиновалерофенон, 1-фенил-2-(пирролидин-1-ил)пентан-1-он]. Впервые свойства PVP были описаны еще в 1963 г., но на нелегальный рынок Европы данное соединение стало поступать только в 2012 г. [23], а в РФ - начиная с 2013 г.
Фентанил и его производные являются сильнодействующими синтетическими опиоидами, которые зачастую продаются на нелегальном рынке под видом героина. Несложный синтез ряда этих веществ в сочетании с легкостью получения необходимых химических веществ-прекурсоров и оборудования привел к их устойчивому спросу у наркоманов ввиду доступности. В настоящее время насчитывают около 200 аналогов фентанила, различающихся по эффективности и продолжительности действия.
Фентанил впервые был синтезирован Полом Янссеном (Paul Janssen) в 1960 г. [34]. Затем фармацевтическая промышленность начала разрабатывать производные фентанила, обладающие различной эффективностью, такие как альфентанил, суфентанил, ремифентанил и др.
Помимо терапевтического применения производных фентанила, встречаются и злоупотребления этими препаратами, особенно 3-метилфентанилом, который был подпольно синтезирован в 80-е годы ХХ в. США [30]. В России препарат появился в нелегальной продаже в 1990 г. [49]. Пик злоупотребления 3-метилфентанилом в РФ пришелся на 2005–2006 гг. в основном в западных и северо-западных регионах России [10]. Тем не менее случаи незаконного использования таких производных фентанила, как 3-метилфентанил и карфентанил, в северо-западных регионах РФ (и особенно в Ленинградской области) в настоящее время также не являются редкостью.
Первые публикации по результатам изучения новых синтетических наркотических средств и психоактивных веществ в научных изданиях стали появляться после 2008 г. Однако метаболизм большинства этих соединений в организме человека изучен недостаточно, а структура и свойства метаболитов новых психоактивных веществ, как правило, изначально неизвестны. Исследованию биотрансформации этих веществ посвящено множество работ, значительная часть которых основана на модельных экспериментах in vivo (с использованием крыс) и in vitro (ферментация на субклеточных фракциях человеческой печени). Для структурной идентификации метаболитов и последующего рутинного анализа нередко применялся метод газовой хромато-масс-спектрометрии (ГХ-МС). Недостатком подобных работ являются значительные различия результатов модельных экспериментов с метаболическим профилем человека [29, 41, 46], а также ряд ограничений, присущих методу ГХ-МС.
Появление новых наркотических средств в нелегальном обороте и отсутствие современных методов и подходов при определении данных соединений вызывает трудности в диагностике отравлений и, соответственно, лечении пациентов. Таким образом, совершенствование химико-токсикологической диагностики в настоящее время является актуальной задачей для лабораторной диагностики и клинической токсикологии.
25.2. Синтетические каннабимиметики и методы их определения
Синтетические (каннабимиметики) каннабиноиды - это соединения, структура которых позволяет связываться с каннабиноидными рецепторами СВ1 и СВ2. К синтетическим каннабиноидам относятся соединения самых различных классов. Они обладают сродством к каннабиноидным рецепторам и способны оказывать агонистический или частично агонистический эффект [10].
Продукты, содержащие синтетические каннабиноиды, впервые появились на рынке для рекреационного использования примерно в 2004 г. под видом травяных смесей для курения, благовоний и пр. [9]. Они наносились путем пропитки измельченного высушенного растительного материала раствором одного или нескольких синтетических соединений (часто в ацетоне или спирте) и упаковывались в красочную, по внешнему виду с яркими символами, упаковку [43].
Синтетические каннабиноиды продаются обычно в виде субстанций (кристаллические порошки), которые также наносят на растительный материал в домашних условиях, что приводит к неоднородному распределению активного соединения в материале. Способы приема такого продукта аналогичные с гашишем.
Клинические проявления после использования "курительных смесей" крайне разнообразны. Чаще всего наблюдаются изменения психического состояния - чувство страха, зрительные и слуховые галлюцинации. Возможны тремор конечностей, судороги. Длительное употребление влияет на мыслительные способности и может привести к структурным изменениям головного мозга.
При острых отравлениях синтетическими каннабимиметиками наблюдаются такие же симптомы, что и после приема высоких доз растительных каннабиноидов (конопли). Однако возбуждение, судороги, рвота, АГ и гипокалиемия характерны, в основном, после применения синтетических каннабиноидов, имеющих высокое сродство к СВ1 рецепторам.
Все синтетические каннабиноиды, как и растительные, - жирорастворимые вещества. Они, как правило, накапливаются в головном мозге, легких и других органах, богатых липидами. Несмотря на разнообразие структур синтетических каннабимиметиков, все они подвержены интенсивному метаболизму, условно разделенному на фазы (фаза I и фаза II), что объясняет отсутствие исходных соединений в моче и быстрое удаление их из кровяного русла [58]. Именно поэтому необходимо принятие срочных мер по обнаружению и идентификации метаболитов для каждого нового соединения, а также разработке аналитических схем для скрининга уже обнаруженных соединений.
Еще недавно, используя метод газовой хроматографии, исследователи рассматривали только метаболиты фазы I [28, 59], что требовало специальной длительной подготовки проб, а именно деконъюгирования (гидролиза) мочевых образцов. В последующем стали появляться работы по исследованию метаболитов фазы II [16, 57], результаты которых показали значительные методические преимущества обнаружения глюкуронидированных метаболитов вместе с метаболитами фазы I, в том числе, например, нивелирование стадии деконъюгирования и меньшую загрязненность образцов.
Ввиду значительной молекулярной массы и малой термостабильности глюкуронидов синтетических каннабимиметиков возникают трудности при попытках элюирования их дериватов газохроматографическим методом. Однако при использовании жидкостных хромато-масс-спектрометров (ЖХ-МС/МС), такие затруднения отсутствуют. Необходимо также учесть, что глюкурониды, образованные при участии карбоксильных групп агликона, подвержены при хранении гидролизу, скорость которого определяется в основном температурой и pH образца [48]. Результатом гидролиза может быть образование малорастворимых соединений, что приводит к снижению содержания аналитов в пробе при ее исследовании.
Хотя интерес исследователей к свойствам глюкуронидов и особенностям их поведения в условиях жидкостного хромато-масс-спектрометрического анализа отмечается сравнительно давно [48], появление новых соединений требует определения их характеристик и разработки соответствующих методов подготовки проб и последующего анализа.
При определении метаболитов синтетических каннабимиметиков в моче методом ГХ-МС необходимо проведение минерального или ферментативного гидролиза с последующей жидкостно-жидкостной экстракцией и дериватизацией с образованием силильных дериватов. Однако использование метода ГХ-МС не всегда позволяет дать однозначное заключение о строении используемого синтетического каннабимиметика, поэтому для этого необходимо использование метода ЖХ-МС/МС.
При исследовании же мочи методом ЖХ-МС/МС, обладающим высокой селективностью и чувствительностью, при пробоподготовке достаточно извлечения из нее искомых соединений ацетонитрилом, что позволяет определять глюкуронидированные метаболиты синтетических каннабимиметиков, преобладающих в моче.
25.3. Катиноны и методы их определения
В настоящее время синтетические катиноны набирают все бóльшую популярность (известность) на нелегальном рынке под названием "соли для ванн", "удобрение", причем их упаковки нередко маркируются предостережением "Не для потребления человеком".
Катинон ((S)-2-амино-1-фенил-1-пропанон, β-кетоамфетамин) является природным алкалоидом, содержащимся в листьях ката (Cathaedulis ). Жевание листьев этого растения популярно в некоторых ближневосточных странах, в частности, в Йемене, и используется для получения тонизирующих эффектов [7]. Катинон находится только в свежих листьях растений, и по этой причине листья можно жевать только в течение нескольких дней после сбора урожая. Эффекты катинона схожи с действием амфетамина и вызывают тахикардию и гипертензию, а также эйфорию и повышенную тревожность.
Впервые производные катинона были синтезированы в конце 1920-х годов [33] для медицинского использования. В настоящее время единственным катиноном, применяемым в медицинских целях в США и Европе для лечения депрессии и как средства борьбы с курением, является бупропион [18]. Другие катиноны не имеют медикаментозного применения из-за тяжелых побочных эффектов. Меткатинон использовался в России в качестве антидепрессанта в 1930-е и 1940-е годы. Производные пировалерона использовались в качестве лекарства для лечения хронической усталости, вялости и ожирения, но были запрещены из-за злоупотребления и возникающей зависимости [25, 27, 36].
Многочисленные синтетические производные катинона получили популярность в качестве "легальных наркотиков". Первые упоминания о продуктах, содержащих синтетические катиноны, появились в интернет-магазинах в 2007 г. [47, 55]. Вещества, которые были выявлены в этих продуктах, были идентифицированы как бутилон, диметилкатинон, эткатинон, этилон, 3-F и 4-F катинон, мефедрон, метедрон, МДПВ, метилон и пировалерон [8].
Согласно нашим наблюдениям, в РФ одним из наиболее часто обнаруживаемых соединений из синтетических стимуляторов является PVP [α-PVP, α-пирролидиновалерофенон, 1-фенил-2-(1-пирролидинил)-1-пентанон] (рис. 25-1).

α-PVP [α-пирролидиновалерофенон, 1-фенил-2-(1-пирролидинил)-1-пентанон] является синтетическим стимулятором ЦНС и относится к классу пирролидинофенонов. Начиная с 2010–2011 гг., α-PVP появился в нелегальной продаже в РФ в качестве стимулятора и энтактогена [2]. С 2012 г. входит в "Перечень наркотических средств, психотропных веществ и их прекурсоров, подлежащих контролю в РФ" [4].
Действие α-PVP связано с повышением внеклеточного уровня моноаминов в головном мозге, вызванным ингибированием обратного захвата допамина и норэпинефрина.
Синтетические катиноны можно приобрести в виде порошка в капсулах или таблетках. Основными способами приема α-PVP называют оральный, внутривенный и интраназальный. Дозировки составляют примерно 1–25 мг, причем более популярен интраназальный способ приема [15]. Описаны также иные способы приема: ректальный, сублингвальный, ингаляционный, инъекционный [21, 47].
Синтетические катиноны оказывают стимулирующие эффекты, аналогичные приему кокаина, амфетамина и метилендиоксиметамфетамина (МДМА): увеличение бдительности, энергии и мотивации, эйфория, возбуждение, улучшение настроения, открытость и легкость в общении, коммуникабельность и болтливость, умеренное сексуальное возбуждение, снижение аппетита и бессонница [14, 15].
Побочные эффекты приема катинонов включают широкий спектр симптомов, которые могут быть разделены на следующие основные группы.
-
Нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы: тахикардия (более 120 уд./мин), сердцебиение, боль в груди, АГ (от 160/100 мм рт.ст.), миокардит, сердечная недостаточность [12].
-
Нарушения со стороны ЦНС: длительные когнитивные нарушения, умственная усталость, дезориентация в месте, во времени, раздражительность, агрессия, тревожность, панические атаки, отсутствие мотивации, депрессия, суицидальные мысли, действия, зрительные и слуховые галлюцинации. Нарушения структуры сна и ночные кошмары, бессонница, тремор, судороги, гипертермия, мидриаз, нечеткость зрения, головная боль и головокружение.
-
Нарушения со стороны кроветворной системы: ДВС-синдром, тромбоцитопения, анемия.
-
Нарушения со стороны ЖКТ: тошнота, рвота, анорексия, боли в животе [39].
-
Другие: обильное потоотделение, сухость во рту, гипонатриемия, гиперкалиемия, повышение в сыворотке крови уровня креатинина и активности креатининкиназы, метаболический ацидоз, потеря веса после длительного использования.
Из перечисленных выше нежелательных эффектов синтетических катинонов наиболее распространенными являются тахикардия и АГ, гипертермия, бессонница, галлюцинации, бред, спутанность сознания.
Психические нарушения были зарегистрированы в основном после употребления высоких доз препарата одновременно или последовательно [55].
Хроническое употребление катинонов может оказывать различные побочные эффекты, такие как депрессия, анорексия, психоз, нарушение памяти, со стороны сердечно-сосудистой системы вплоть до инфаркта миокарда, гастрит, печеночная недостаточность. Аналогично действию амфетамина, катиноны могут усугубить психические симптомы у людей с уже существующими психозами [6, 11, 17].
Начиная с 2010 г. регулярно регистрируются смертельные случаи, вызванные отравлениями синтетическими катинонами [13, 19], в том числе α-PVP [52].
PVP - экстенсивно метаболизируемое соединение, экскретируется с мочой в смеси с метаболитами. Первые публикации, посвященные исследованию метаболизма PVP у крыс, появились в 2009 г., причем авторы использовали метод ГХ-МС [46]. Они сообщили об обнаружении моно- и дигидроксилированных метаболитов, продуктов гидроксилирования пирролидинового цикла и последующего окисления гидроксильной группы (образования амида), продуктов разрушения пирролидинового цикла и окисления пропильного остатка. Однако ценность подобных работ несколько ограничена возможными различиями метаболизма крыс и человека, и это же замечание можно адресовать работе A. Namera и соавт. [41]. Несмотря на то, что ее авторы применяли метод жидкостной хроматографии с масс-спектрометрией высокого разрешения, объектами анализа были продукты ферментации PVP in vitro на печеночном цитозоле и микросомах человека. Тем не менее ими было обнаружено дополнительное важнейшее направление метаболизма PVP - восстановление кетогруппы до спирта и дополнительным глюкуронидированием. B частности, исследование E. Tyrkkö и соавт. [53] посвящено обнаружению метаболитов PVP в моче людей (применяли метод жидкостной хроматографии с квадрупольной времяпролетной масс-спектрометрией, ЖХ-QTOF), но, рассматривая метаболизм сразу нескольких совершенно различных соединений, авторы уделили мало внимания самому PVP.
Дополнительным источником сведений о метаболизме и хромато-масс-спектрометрических характеристиках метаболитов PVP являются библиотеки для методов ГХ-МС [38] и ЖХ-МС/МС [37]. К сожалению, по нашему опыту, в плане подбора метаболитов PVP они совершенно недостаточны, возможно, по причине их формирования на основании анализа мочи лабораторных животных.
Несмотря на сравнительно простую структуру PVP (рис. 25-2), определение структур его метаболитов затруднено рядом причин:
-
1) наличие в молекуле двух алкильных остатков, содержащих идентичное число (по 4) углеродных атомов, что мешает уверенному определению позиций функциональных групп, приобретаемых при метаболизме;
-
2) значительное число изобарных ионов, структуры которых могут кардинально различаться (это относится как к протонированным молекулам, так и к фрагментным ионам);
-
3) соэлюирование метаболитов (в том числе изобаров и диастереомеров).

Данные затруднения ограничивают возможности масс-спектрометров при определении структур метаболитов (в том числе при измерении точных масс, QTOF) и мешают получению чистых спектров.
В результате проведенных исследований нами было идентифицировано 10 основных метаболитов PVP (рис. 25-3), которые ранее не были определены при химико-токсикологических исследованиях.

Все идентифицированные метаболиты мы разделили на три основные серии:
Ион-хроматограммы проб мочи, содержащие PVP и его основные метаболиты (ЖХ-МС/МС с трехквадрупольным масс-спектрометром, ЖХ-QqQ) приведены на рис. 2-54.

Как видно из представленного рис. 25-4, ионы m/z 126 и 161 в спектре PVP являются продуктами элиминирования фенацильного и пирролидинового остатков. Ион-радикал m/z 189 образован отщеплением пропанового остатка от протонированной молекулы, а ион m/z 105 соответствует фенацильному остатку, скорее всего, находящемуся в форме кетотропильного катиона. Наиболее интенсивный ион m/z 91 соответствует самому катиону тропилия, причем его образование возможно связано с энолизацией структуры PVP и последующим элиминированием гидроксила. Все эти ионы или их производные были основными признаками при идентификации метаболитов.
В спектре метаболита М1, подобно неизмененному PVP, также имеются пики ионов m/z 91, 105, и 161 (рис. 25-5). При этом на наличие дополнительной карбонильной группы указывают ионы m/z 69, 86 и 128. Ион m/z 143, пик которого мало интенсивен в спектре неизмененного PVP, образуется вследствие дегидратации β-кетона и элиминирования лактамного остатка.

При фрагментации метаболита М2 (рис. 25-6), предположительно идентифицированных как продукты дополнительного моногидроксилирования по пропановому остатку, наиболее интенсивный ион m/z 200 образован элиминированием части пропанового остатка. Все три моногидроксилированных метаболита легко дегидратируются в ионном источнике.

В спектре метаболита М3 присутствуют пики ионов, соответствующие трем стадиям дегидратации (m/z 246, 228 и 210) (рис. 25-7), а также характерные ионы m/z 87 и 160, образующиеся при разрыве связи между азотом и пропилкарбоксильной цепью. Присутствие интенсивных пиков ионов m/z 91, 161 и 143 свидетельствуют о сохранении неизмененной фенилпентоновой цепи.

В спектре метаболита М4 (рис. 25-8) наиболее интенсивны пики ионов m/z 220 и 202, причем второй ион является продуктом дегидратации первого. Ион m/z 87 соответствует пропилкарбоксильной цепи.

Метаболит М5 имеет в структуре гидроксильную группу, расположенную на фенильном остатке. В спектре М5 (рис. 25-9) присутствует интенсивный пик иона m/z 140, а в спектрах обоих метаболитов - ионы m/z 87, 107 и 177. Ион m/z 176 образуется при элиминировании пропилкарбоксильной цепи.

Наличие ионов m/z 161 и 178 в спектре метаболита М6 указывает на существование неизмененной фенилпентоновой цепи, а ионов m/z 101 и 73 - на существование оксопропилкарбоксильной цепи (рис. 25-10).

В спектре метаболита М7 образование ионов m/z 145 и 173 (рис. 25-1) связано с дегидратацией, что свидетельствует о восстановлении β-карбонильной группы до спиртовой.

В спектрах метаболита М8 образование интенсивного пика иона m/z 143 и ион, m/z 228 (рис. 25-12), гидроксилирование пропильного остатка связано с дегидратацией двух гидроксильных групп, находящихся на пентановой цепи при сохранении β-лактамного цикла, что подтверждено спектрами МС3.

Диастереомеры М9.1 и М9.2 представляют собой продукты восстановления карбонильной группы метаболита М3. Это следует из наличия ионов m/z 87, 145 и 162 (рис. 25-13).

В спектрах диастереомеров М10.1 и М10.2 ион m/z 106 (C7 H8 N+ ) образуется в результате перегруппировки (рис. 25-14).

Чаще всего наиболее интенсивные хроматографические пики соответствуют метаболитам М1, М3, М4, М7, М8, М10 и PVP. Однако, ввиду значительного отличия структуры метаболитов М3, М4 и М10 от структуры исходного соединения, их обнаружение следует считать лишь вспомогательным признаком наличия в моче смеси метаболитов PVP. Обнаружение самого PVP и его метаболита (или двух метаболитов при малом содержании неизмененного PVP) повышает достоверность результатов анализа. Обнаружение же исключительно неизмененного PVP следует признать недостаточным, поскольку отсутствие метаболитов свидетельствует о возможном загрязнении пробы. Основные метаболиты PVP присутствуют в моче в большей степени в свободной форме (фаза I), что делает необязательной процедуру деконъюгирования при применении метода ГХ-МС.
25.4. Производные фентанила и методы их определения
Фентанил (N-phenyl-N-[1-(2-phenylethyl)-4-^^ piperidinyl]-propanamide) - высокоэффективный синтетический анальгетик, агонист μ-опиоидных рецепторов, используемый в анестезиологии в качестве сильного обезболивающего [35]. Производные фентанила используются на нелегальном рынке как заменители героина, биологическое действие которых сходно с действием опиатов, но по анальгетической активности фентанил превышает морфин в 100 раз, 3-метилфентанил - в 1000 раз [35, 40]. После введения оказывает сильное, но кратковременное анальгезирующее действие [24, 50, 56].
В табл. 25-1 приведены эффективные дозы (ED50 ), летальные дозы (LD50 ), относительная анальгетическая активность по морфину и по фентанилу некоторых производных фентанила после перорального приема.
Производное фентанила | ED50 , мг/кг | LD50 , мг/кг | LD50 /ED50 | Активность по морфину | Активность по фентанилу |
---|---|---|---|---|---|
Морфин |
0,33 |
470 |
1424 |
1,0 |
0,02 |
Фентанил |
0,0061 |
62 |
10164 |
54,1 |
1,0 |
α-Метилфентанил |
0,0058 |
8,6 |
1482 |
56,9 |
1,1 |
3-Метилфентанил |
0,0058–0,0068 |
– |
– |
48,5–569 |
0,9–10,5 |
Ацетилфентанил |
0,021 |
9,3 |
443 |
15,7 |
0,29 |
р-Фторфентанил |
0,021 |
9,3 |
443 |
15,7 |
0,29 |
α-Метилацетилфентанил |
0,106 |
125 |
1179 |
3,1 |
0,06 |
р-Хлорфентанил |
0,22 |
– |
– |
1,5 |
0,03 |
р-Фторацетилфентанил |
0,045 |
70 |
1555 |
7,3 |
0,14 |
р-Метилфентанил |
0,22 |
– |
– |
1,3 |
0,02 |
Величины ED50 большинства производных фентанила на том же уровне или выше, чем у фентанила, и все они обладают более сильным обезболивающим действием по сравнению с морфином.
В частности, обезболивающее действие 3-метилфентанила более чем в 569 раз превышает действие морфина, и в 10,5 раз - самого фентанила.
Как показано в табл. 25-1, диапазон между ED50 и LD50 альфа-метилфентанила ниже, чем у фентанила. Диапазон между ED50 и LD50 ацетилфентанила в 10 раз ниже, чем у морфина, но в 3 раза выше, чем у фентанила. Индекс безопасности для ацетилфентанила ниже, чем у морфина и фентанила.
Наиболее часто, подобно героину, используют инъекционный (внутримышечный или внутривенный) способ введения, но встречаются интраназальный и пероральный способы. Производные фентанила на нелегальном рынке продаются в виде порошка от чисто белого до беловатого или светло-бежевого, иногда темно-коричневого цвета [1].
Клиническая картина наркотического опьянения или острого отравления сходна с признаками опьянения или острого отравления наркотическими анальгетиками, в частности опиатами. При введении фентанила в концентрации 50–100 мкг наблюдается потеря сознания, при этом период угнетения дыхания значительно короче, чем после применения морфина. При острых отравлениях наблюдаются эйфория, угнетение дыхания до комы, сужение зрачков, тошнота, рвота, снижение АД, брадикардия.
При регулярном приеме производных фентанила развивается толерантность и физиологическая зависимость [1].
В Эстонии массовые отравления 3-метилфентанилом со смертельным исходом начали регистрировать с 2005 г. [42]. По данным Европейского мониторингового центра по наркотикам и наркомании (EMCDDA) количество смертей от передозировки в этой стране в 2012 г. было в 11 раз выше, чем в других европейских странах. При этом в 80% случаях причиной смертельного исхода составляли производные фентанила [22].
По некоторым данным, аэрозоль с добавками карфентанила мог применяться при освобождении заложников из числа зрителей мюзикла "Норд-Ост" в Театральном центре на Дубровке в Москве в 2002 г. с целью уменьшения вероятности подрыва террористами взрывных устройств. В ходе данной операции погибло 130 человек [44].
Фентанил и его производные, благодаря своим липофильным свойствам, легко и быстро проникают через мембрану клеток и поступают в головной мозг, что способствует быстрому началу действия. После внутривенного введения через 1–2 мин наступает расслабление и эйфория. Как правило, при введении сверхдозы в этот период времени наступает остановка дыхания вплоть до летального исхода [57].
Основным путем биотрансформации фентанила и его производных является дезалкилирование до норметаболитов и дезацетилирование. Кроме того, возможно гидроксилирование по фенилэтильному и пиперидиновому остаткам. Однако в литературе [3] приведены данные о метаболизме ацетилфентанила: авторы утверждают, что основным путем биотрансформации является не дезалкилирование, а гидроксилирование по фенилэтильному фрагменту, то есть образование моно- и дигидроксилированнных метаболитов, с последующим связыванием с глюкуроновой и серной кислотами, то есть образование уронидов и сульфатов. При этом степень конъюгирования всех идентифицированных гидроксилированных метаболитов находится в пределах от 74±10% (n=3) для моногидроксилированных и до 100% (n=3) для дигидроксилированного метаболита [3]. Схема биотрансформации ацетилфентанила до стадии конъюгирования в организме человека по результатам проведенных экспериментов [3] представлена на рис. 25-15.

Около 90–98% введенной дозы фентанила или его производных выводятся преимущественно в виде метаболитов в течение 72 ч, что создает трудности обнаружения данных соединений.
Фентанил и его производные включены в Списки I–III "Перечня наркотических средств, психотропных веществ и их прекурсоров, подлежащих контролю в РФ" [4].
Низкие концентрации производных фентанила в биологических жидкостях и недостаточность данных о метаболизме затрудняют их обнаружение при химико-токсикологических исследованиях. Ряд авторов [3, 51] для идентификации производных фентанила рекомендуют использовать метод газовой хроматографии с масс-селективным детектированием. Для наилучшего определения метаболитов производных фентанила они же предлагают использовать дериватизацию, а именно, образование пентафторпропионовых производных. При этом применение триметилсилилирования и трифторацетилирования показали худшие результаты.
Первые публикации исследования метаболизма ацетилфентанила в организме человека были сделаны А.Б. Мелентьевым и соавт. [3], которые идентифицировали метаболиты фазы I ацетилфентанила и пришли к выводу, что основным путем биотрансформации данного соединения является гидроксилирование фенилэтильного остатка, то есть образование моно- и дигидроксилированнных метаболитов (рис. 25-16).

Для исследования методом ЖХ-МС/МС и поиска метаболитов ацетилфентанила использовали извлечение ацетонитрилом, как наиболее быстрый способ пробоподготовки.
В результате такой пробоподготовки мы смогли идентифицировать метаболиты фазы II ацетилфентанила, а именно моно- и дигидроксилированные конъюгированные метаболиты. Предполагаемые структуры приведены на рис. 25-17.

ЖХ-МС/МС хроматограмма образца мочи, содержащей моногидроксилированный метаболит и его конъюгаты, представлена на рис. 25-18.

Изучение биотрансформации ацетилфентанила в организме человека показало, что на первой стадии метаболизма происходит N-дезалкилирование (образование нор-метаболита) и гидроксилирование (образование моногидроксилированного и дигидроксилированного метаболитов), а на второй стадии метаболизма - связывание с глюкуроновой и серными кислотами с образованием соответствующих конъюгатов. Следует отметить, что по интенсивности пиков на хроматограмме конъюгированные метаболиты значительно превышают неконъюгированные метаболиты (см. рис. 25-18). Фрагментация глюкуронидов ацетилфентанила подобна фрагментации свободных форм с учетом элиминирования остатка глюкуроновой кислоты.
В некоторых источниках литературы [26, 45] описаны случаи обнаружения 3-метилфентанила в биологических объектах методом ГХ-МС, однако все эти случаи относятся к летальным передозировкам.
Схема биотрансформации 3-метилфентанила (без стадии конъюгации с глюкуроновой кислотой) приведена в работе M.R. Meyer и соавт. [39]. Авторы данной работы утверждают, что основным путем биотрансформации 3-метилфентанила является N-дезалкилирование, и предлагают использовать в качестве маркера употребления 3-метилфентанила использовать его основной метаболит (нор-3-метилфентанил).
При исследовании методом ГХ-МС 3-метилфентанил и карфентанил возможно определить только при регистрации хроматограмм в режиме селективного мониторинга ионов (SIM), при этом 3-метилфентанил (рис. 25-19) элюируется в виде двух пиков, которые соответствуют диастереомерам.

Хроматограммы (ЖХ-МС/МС, ESI) образцов мочи, содержащих 3-метилфентанил и карфентанил, приведены на рис. 25-20.

В данных условиях диастереомеры неизмененного 3-метилфентанила соэлюируются, хотя диастереомеры его дезалкилированного метаболита (нор-)разделены. Разделение диастереомеров 3-метилфентанила возможно также при увеличении времени ЖХ градиента.
Спектры ионов-продуктов производных фентанила изображены на рис. 25-21.

Как видно из рис. 25-21, фрагментация 3-метилфентанила сводится к элиминированию N-фенилпропиоамидного остатка и последующему распаду остальной части структуры. Для карфентанила характерно элиминирование N-фенилпропиоамидного и метилкарбоксилатного остатков, а также дезпропионилирование. Ионы m/z 105 и 134 одинаковы для обоих соединений.
Кроме неизмененных соединений, в моче обнаружили дезалкилированные метаболиты производных фентанила, спектры ионов-продуктов которых приведены на рис. 25-22.

Фрагментация 3-метилфентанила (нор-) проходит в основном через разрыв связи между метилпиперидиновым остатком и атомом азота, причем заряд может оставаться на любом из фрагментов. При фрагментации карфентанила (нор-) происходит полное или частичное элиминирование заместителей в положении 4 пиперидинового кольца.
Постоянное появление новых наркотических средств, низкие дозы, необходимые для получения наркотического эффекта, быстрый и практически полный метаболизм создают трудности в идентификации современных синтетических наркотических средств и их метаболитов в биологических объектах. Несмотря на то, что большинство синтетических наркотических средств можно обнаружить в результате скрининга мочи методом ГХ-МС, надежная идентификация возможна только при использовании метода высокоэффективной жидкостной хроматографии с тандемной масс-спектрометрией, позволяющего идентифицировать метаболиты фазы I и II.
Список литературы
-
Веселовская Н.В., Коваленко А.Е., Галузин К.А. Наркотики. Свойства, действие, фармакокинетика, метаболизм. М.: Нарконет, 2008. 204 c.
-
Мелентьев А.Б. Идентификация продуктов биотрансформации в организме человека дизайнерских наркотиков, производных пирролидина, методами ГХ-МС и ВЭЖХ-МС // Актуальные вопросы судебно-медицинских и химико-токсикологических исследований. Материалы международной научно-практической конференции. Екатеринбург: Типография для Вас, 2012. С. 49–59.
-
Мелентьев А.Б., Катаев С.С., Дворская О.Н. Идентификация и аналитические характеристики метаболитов ацетилфентанила // Журнал аналитической химии. 2015. Т. 70. С. 216–224.
-
Перечень наркотических средств, психотропных веществ и их прекурсоров, подлежащих контролю в Российской Федерации. Утв. постановлением Правительства РФ от 30.06.1998 г. № 681. [Электронный ресурс]. Доступ из справочно-правовой системы «Гарант».
-
Шикалова И.А., Лодягин А.Н., Барсукова И.М. и др. Анализ токсикологической ситуации по данным трех специализированных центров Российской Федерации // Журнал им. Н.В. Склифосовского «Неотложная медицинская помощь». 2019. Т. 8, № 4. С. 373–378.
-
Al-Habori M. The potential adverse effects of habitual use of Catha edulis (khat) // Expert opinion on drug safety. 2005. Vol. 4, N 6. P. 1145–1154.
-
Al-Motarreb A., Al-Habori М., Broadley K.J. Khat chewing, cardiovascular diseases and other internal medical problems: the current situation and directions for future research // Journal of ethnopharmacology. 2010. Vol. 132, N 3. P. 540–548.
-
Archer R.P. Fluoromethcathinone, a new substance of abuse // Forensic Science International. 2009. Vol. 185, N 1. P. 10–20.
-
Auwärter V., Dresen S., Weinmann W. et al. Spice’and other herbal blends: harmless incense or cannabinoid designer drugs? // Journal of Mass Spectrometry. 2009. Vol. 44, N 5. P. 832–837.
-
Auwärter V., Kneisel S., Hutter М., Thierauf А. Synthetische cannabinoide // Rechtsmedizin. 2012. Vol. 22, N 4. P. 259–271.
-
Balint E.E., Falkay G., Balint G.A. Khat — a controversial plant // Wiener Klinische Wochenschrift. 2009. Vol. 121, N 19–20. P. 604–614.
-
Borek H.A., Holstege С.Р. Hyperthermia and multiorgan failure after abuse of “bath salts” containing 3, 4-methylenedioxypyrovalerone // Annals of emergency medicine. 2012. Vol. 60, N 1. P. 103–105.
-
Brandt S.D., Freeman S., Sumnall H.R. et al. Analysis of NRG ‘legal highs’ in the UK: identification and formation of novel cathinones // Drug testing and analysis. 2011. Vol. 3, N 9. P. 569–575.
-
Brenneisen R., Fisch H.U., Koelbing U. et al. Amphetamine-like effects in humans of the khat alkaloid cathinone // Brit. J. Clin. Pharmacol. 1990. Vol. 30, N 6. P. 825–828.
-
Carhart-Harris R.L., King L.A., Nutt D.J. A web-based survey on mephedrone // Drug and alcohol dependence. 2011. Vol. 118, N 1. P. 19–22.
-
Chimalakonda K.C., Bratton S.M., Le V.H. et al. Conjugation of Synthetic Cannabinoids JWH-018 and JWH-073, Metabolites by Human UDP-Glucuronosyltransferases // Drug Metab. Dispos. 2011. Vol. 39. P. 1967–1976.
-
Colzato L.S. Khat use is associated with impaired working memory and cognitive flexibility // PloS Оne. 2011. Vol. 6, N 6. P. e20602.
-
Coppola M., Mondola R. Synthetic cathinones: chemistry, pharmacology and toxicology of a new class of designer drugs of abuse marketed as “bath salts” or “plant food” // Toxicology letters. 2012. Vol. 211, N 2. P. 144–149.
-
Cosbey S.H., Peters K.L., Quinn А., Bentley А. Mephedrone (methylmethcathinone) in toxicology casework: a Northern Ireland perspective // Journal of analytical toxicology. 2013. Vol. 37, N 2. P. 74–82.
-
Cottencin O., Rolland В., Karila L. New designer drugs (synthetic cannabinoids and synthetic cathinones): review of literature // Curr. Pharm. Des. 2014. Vol. 19. P. 1–6.
-
Dargan P.I., Sedefov R., Gallegos А., Wood D.M. The pharmacology and toxicology of the synthetic cathinone mephedrone (4-methylmethcathinone) // Drug testing and analysis. 2011. Vol. 3, N 7–8. P. 454–463.
-
EMCDA. Drugnet Europe 85 (2014). [Electronic resource] URL: http://www.emcdda.europa.eu/system/files/publications/785/Drugnet_85_weboptimised_461952.pdf..
-
European Monitoring Centre for Drugs and Drug Addiction // EMCDDA-Europol, Report on the risk assessment of 1-phenyl-2-(pyrrolidin-1-yl)pentan-1-one (α-pyrrolidinovalerophenone, α-PVP), 2016. URL: http://www.emcdda.europa.eu/system/files/publications/2934/TDAK16001ENN.pdf.
-
Gardocki J.F., Yelnosky J. A study of some of the pharmacologic actions of fentanyl citrate // Toxicology and applied pharmacology. 1964. Vol. 6, N 1. P. 48–62.
-
Gardos G., Cole J.O. Evaluation of pyrovalerone in chronically fatigued volunteers // Current therapeutic research, clinical and experimental. 1971. Vol. 13, N 10. P. 631.
-
Godunov A.V., Kireeva A.V., Volchenko S.V. Determination of 3-methylfentanyl by GC/MS in biological and non-biological objects // Forensic Science International. 2007. Vol. 169. P. S33.
-
Goldberg J., Gardos G., Cole J.O. A controlled evaluation of pyrovalerone in chronically fatigued volunteers // International pharmacopsychiatry. 1972. Vol. 8, N 1. P. 60–69.
-
Grigoryev A., Melnik A., Savchuk S. et al. Gas and liquid chromatography–mass spectrometry studies on the metabolism of the synthetic phenylacetylindole cannabimimetic JWH-250, the psychoactive component of smoking mixtures // Journal of chromatography B. 2011. Vol. 879, N 25. P. 2519–2526.
-
Haas C., Sauer С., Meyer M.R. et al. Studies on the metabolism and toxicological analysis of the new designer drug alpha-Pyrrolidino-valerophenone (PVP) in rat urine using GC-MS techniques // Current Contributions to Forensic and Clinical Toxicology. 2008. P. 269.
-
Henderson G.L. Designer Drugs: Past History and Future Prospects // Journal of Forensic Science. 1988. Vol. 33, N 2. Р. 569–575.
-
Higashikawa Y., Suzuki S. Studies on 1-(2-phenethyl)-4-(N-propionylanilino) piperidine (fentanyl) and its related compounds: novel metabolites in rat urine following injection of α-methylfentanyl, one of the most abused typical designer drugs // Journal of health science. 2008. Vol. 54, N 6. P. 629–637.
-
http://www.emcdda.europa.eu/system/files/publications/11364/20191724_TDAT19001ENN_PDF.pdf.
-
Hyde J.F., Browning Е., Adams R. Synthetic homologs of d, l-ephedrine // Journal of the American Chemical Society. 1928. Vol. 50, N 8. P. 2287–2292
-
Janssen P.A.J., Eddy N.B. Compounds related to pethidine-IV new general chemical methods of increasing the analgesic activity of pethidine // J. Medicinal Pharma Chem. 1960. Vol. 2. Р. 31–45.
-
Kennedy S.K., Longnecker D.E. History and principles of anaesthesiology. Goodman and Gillman: The pharmacological basis of therapeutics, 1990. 508 р.
-
Kriikku P., Wilhelm L., Schwarz О., Rintatalo J. New designer drug of abuse: 3, 4-Methylenedioxypyrovalerone (MDPV). Findings from apprehended drivers in Finland // Forensic Science International. 2011. Vol. 210, N 1. P. 195–200.
-
Maurer H.H., Pfleger K., Weber A.A. MPW Edition 2011. Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, STM Databases, 2011.
-
Maurer H.H., Wissenbach D.K., Weber A.A. LC-MCn Library of Drugs, Poisons, and Their Metabolites. Wienheim: Wiley-VCH, 2014.
-
Meyer M.R., Dinger J., Schwaninger A.E. et al. Qualitative studies on the metabolism and the toxicological detection of the fentanyl-derived designer drugs 3-methylfentanyl and isofentanyl in rats using liquid chromatography-linear ion trap-mass spectrometry (LC-MSn) // Anal. Bioanal. Chem. 2012. Vol. 402. P. 1249–1255.
-
Meyer M.R., Maurer Н.Н. Absorption, distribution, metabolism and excretion pharmacogenomics of drugs of abuse // Pharmacogenomics. 2011. Vol. 12, N 2. P. 215–233.
-
Namera A., Konuma К., Kawamura М. et al. Time-course profile of urinary excretion of intravenously administered α-pyrrolidinovalerophenone and α-pyrrolidinobutiophenone in a human // Forensic Toxicology. 2014. Vol. 32, N 1. P. 68–74.
-
Ojanperä I., Gergov М., Liiv М. et al. An epidemic of fatal 3-methylfentanyl poisoning in Estonia // International journal of legal medicine. 2008. Vol. 122, N 5. P. 395–400.
-
Ortega-Albás J.J., López-Bernabé R., García A.L.S., Gómez J.R.D. Suicidal ideation secondary to sodium oxybate // The Journal of neuropsychiatry and clinical neurosciences. 2010. Vol. 22, N 3. P. 352.
-
Riches J.R., Read R.W., Black R.M. et al. Analysis of clothing and urine from Moscow theatre siege casualties reveals carfentanil and remifentanil use // Journal of analytical toxicology. 2012. Vol. 36, N 9. P. 647–656.
-
Riikoja A. Analysis of 3-methylfentanyl in whole blood and urine // Forensic Science International. 2007. Vol. 169. P. S32.
-
Sauer C., Peters F.T., Haas С. et al. New designer drug α- pyrrolidinovalerophenone (PVP): studies on itsmetabolism and toxicological detection in rat urine using gas chromatographic/mass spectrometric techniques // J. Mass Spectrom. 2009. Vol. 44. P. 952–964.
-
Schifano F., Psychonaut Web Mapping; ReDNet Research Groups. Mephedrone (4-methylmethcathinone; ‘meow meow’): chemical, pharmacological and clinical issues // Psychopharmacology (Berl). 2011. Vol. 214, N 3. P. 593–602.
-
Shipkova M., Armstrong V.W., Oellerich М., Wieland Е. Acyl glucuronide drug metabolites: toxicological and analytical implications // Therapeutic drug monitoring. 2003. Vol. 25, N 1. P. 1–16.
-
Sorokin V.I., Semkin E.P., Savilov A.P. Expert examination of 3-methylfentanyl // Microgram. 1994. Vol. 27. Р. 221.
-
Stanley T.H., Webster L.R. Anesthetic requirements and cardiovascular effects of fentanyl-oxygen and fentanyl-diazepam-oxygen anesthesia in man // Anesthesia & Analgesia. 1978. Vol. 57, N 4. P. 411–416.
-
Strano-Rossi S., Álvarez I., Tabernero M.J., Cabarcos P. Determination of fentanyl, metabolite and analogs in urine by GC/MS // Journal of Applied Toxicology. 2011. Vol. 31, N 7. P. 649–654.
-
Sykutera M., Cychowska М., Bloch-Boguslawska Е. A fatal case of pentedrone and α-pyrrolidinovalerophenone poisoning // Journal of analytical toxicology. 2015. Vol. 39, N 4. P. 324–329.
-
Tyrkkö E., Pelander А., Ketola R.A., Ojanperä I. In silico and in vitro metabolism studies support identification of designer drugs in human urine by liquid chromatography/quadrupole-time-of-flight mass spectrometry // Analytical and bioanalytical chemistry. 2013. Vol. 405, N 21. P. 6697–6709.
-
UNODC Word drug report 2015. URL: http://doi/https://wdr.unodc.org/wdr2019/prelaunch/WDR19_Booklet_1_EXECUTIVE_SUMMARY.pdf.
-
Winstock A., Mitcheson L., Ramsey J. et al. Mephedrone: use, subjective effects and health risks // Addiction. 2011. Vol. 106, N 11. P. 1991–1996.
-
Winstock A.R., Mitcheson L.R., Deluca Р. et al. Mephedrone, new kid for the chop? // Addiction. 2011. Vol. 106, N 1. P. 154–161.
-
Wohlfarth A., Roman М., Andersson М. et al. 25C-NBOMe and 25I-NBOMe metabolite studies in human hepatocytes, in vivo mouse and human urine with high-resolution mass spectrometry // Drug testing and analysis. 2017. Vol. 9, N 5. P. 680–698.
-
Zawilska J.B., Wojcieszak J. Spice K2 drugs-more than innocent substitutes for marijuana // Int. J. Neuropsychopharmacol. 2014. Vol. 17. P. 509–525.
-
Zawilska J.B., Wojcieszak J. α-Pyrrolidinophenones: a new wave of designer cathinones // Forensic Toxicology. 2017. Vol. 35, N 2. P. 201–216.
Глава 26. Общий анализ крови: значение в клинической практике
26.1. Введение
Клинический, или общий, анализ крови - наиболее распространенное исследование, назначаемое в клинической практике. Один из самых доступных и важных диагностических тестов, отображающий реакцию кроветворных органов на влияние различных физиологических и патологических факторов.
Общий анализ крови является основой для диагностики большинства патологических процессов, оценки тяжести течения, активности острого процесса или обострения хронического заболевания, развития осложнений. В то же время клинический анализ крови позволяет оценить эффективность проводимой терапии, ее влияние на течение патологического или физиологического процесса.
Назначение клинического анализа крови проводится медицинскими специалистами в разных клинических ситуациях. Систематизировав все критерии, можно выделить следующие группы показаний, при которых требуется проведение общего анализа крови:
Частота назначения исследования может значительно варьировать от 1 раза в год до нескольких раз в сутки, в зависимости от конкретной клинической ситуации. При стабильном состоянии пациента частота проведения клинического анализа крови должна измеряться сроками жизни клеточных популяций, что для лейкоцитарного и тромбоцитарного ростка в среднем составляет 7 дней, для эритроцитов - 90–120 дней. В критических ситуациях параметры клинического анализа крови - это быстро и динамично меняющиеся показатели, оценка которых доступна на всех уровнях оказания медицинской помощи. В случае развития воспалительных и инфекционных процессов количество и соотношение клеток лейкоцитарного ростка могут меняться за короткий период времени, а тромбоцитарное звено гемопоэза быстро реагирует на геморрагические события. Степень и сроки изменения содержания эритроцитов на фоне кровотечения или гемолиза зависят от выраженности произошедших событий и регенераторной способности КМ [3, 8–12, 29].
26.2. Преаналитический этап исследования
Проведение клинического анализа крови должно сопровождаться соблюдением соответствующих правил и требований на всех этапах лабораторного процесса. Однако, как и для большинства лабораторных исследований, для общего анализа крови наиболее трудноконтролируемым этапом, на котором допускается максимальное количество ошибок, остается преаналитический. Он включает назначение исследования, заполнение направления, подготовку пациента, взятие крови и маркировку проб, транспортировку и хранение биоматериала. Вероятно, именно распространенность и "рутинность" делают клинический анализ крови "простым" исследованием в глазах и пациентов, и медицинских работников, что в итоге оказывает негативное влияние на его проведение.
За последние 25 лет произошли колоссальные изменения в выполнении клинического анализа крови: на смену ручному исследованию пришли автоматизированные гематологические анализаторы, отличающиеся между собой по используемым технологиям и перечню выполняемых параметров. Произошедшие перемены изменили требования к преаналитическому этапу и особенности интерпретации результатов, а также свели к минимуму проведение традиционных, рутинных исследований, которые были очень востребованы ранее (оценку клеточных элементов в камере Горяева, подсчет тромбоцитов по Фонио и т.д.) [54].
Первым и принципиальным отличием автоматизированного анализа стало использование для исследования венозной крови. Пробы капиллярной крови должны быть сведены к минимуму и использоваться в исключительных случаях. Причин использования капиллярной крови немного, они закреплены в методических рекомендациях Минздрава России.
Для исследований клеточного состава капиллярную кровь рекомендуется брать в следующих случаях:
Приоритет использования венозной крови связан с трудностью стандартизации забора капиллярной крови: малый объем материала, разведение пробы тканевой жидкостью, высокая вероятность гемолиза и образования сгустков in vitro . Все это приводит к значительной вариативности получаемых результатов и, как следствие, к необходимости повторных исследований.
Требования к подготовке пациента перед сдачей крови на клинический анализ в плановом порядке стандартные, как и для забора крови для других исследований. Исследование необходимо проводить утром с 8 до 11 ч с оптимальным перерывом в приеме пищи не менее 8 ч (минимум 3–4 ч, прием пищи может провоцировать лейкоцитоз). Перед сдачей крови пациент должен воздержаться от курения (за 1 ч), за сутки исключить интенсивную физическую нагрузку. Пробу крови получают до проведения медицинских манипуляций и приема лекарственных препаратов. Перед процедурой необходимо отдохнуть 10–15 мин, успокоиться, согреться. Для устранения или сведения к минимуму влияния некоторых факторов биологической вариации (время суток, фаза цикла у женщин, положение, сидя/лежа при заборе крови, длительное нахождение на высоте) кровь для повторных анализов необходимо брать в тех же условиях, что и при первом исследовании [5]. При экстренных показаниях кровь для исследования берут вне зависимости от перечисленных факторов.
На точность и правильность результатов оказывают влияние техника взятия крови и используемые при этом инструменты (иглы, пробирки и др.). При получении крови следует соблюдать все правила по взятию проб венозной крови для лабораторных исследований [16].
Основные правила по взятию проб венозной крови [15]:
-
жгут должен накладываться не более чем на 1 мин - он должен быть снят, как только кровь начинает поступать в первую пробирку;
-
нельзя рекомендовать пациенту сжимать и разжимать кулак (все это создает условия для развития венозного застоя в месте пункции, гемоконцентрации и увеличения некоторых показателей, в том числе гемоглобина, а также повышает риски гемолиза и образования сгустков in vitro );
-
кровь для общего анализа крови берут в вакуумную пробирку с К2 ЭДТА или К3 ЭДТА в качестве антикоагулянта (предпочтительнее использовать вакуумные пробирки с К2 ЭДТА, так как он обеспечивает большую стабильность формы клеток крови).
У некоторых пациентов может наблюдаться небольшая спонтанная агрегация тромбоцитов или так называемая ЭДТА-зависимая псевдотромбоцитопения (иммунного характера), причем эти явления прогрессируют по мере увеличения времени, прошедшего после взятия крови [45]. У таких пациентов точный подсчет числа эритроцитов может быть осуществлен при взятии крови с цитратом в качестве антикоагулянта.
Необходимо убедиться, что пробирки полностью заполнены кровью (то есть до указанного на пробирке уровня). Недостаточное заполнение пробирок (менее чем на 90% объема) неприемлемо.
После заполнения пробирки пробу перемешивают, однократно повернув пробирку вертикально на 180° и возвратив в исходное положение. Когда все пробирки будут заполнены и игла удалена из вены пациента, необходимо перемешать все пробирки дополнительно 4–12 раз в соответствии с рекомендациями производителя. Следует избегать энергичного перемешивания проб (например, встряхивания) для предотвращения повреждений клеток крови, гемолиза, активации тромбоцитов или свертывания крови.
Получение пробы крови шприцом без антикоагулянта, с последующим переливанием в пробирку через иглу или без нее, категорически нежелательно из-за формирования микросгустков и/или развития гемолиза.
Взятие крови на общий анализ из центральных венозных катетеров допустимо при соблюдении всех условий для предотвращения попадания вводимых инфузионных растворов и гепарина в пробу.
При взятии капиллярной крови необходимо использовать специальные пробирки с К2 /К3 ЭДТА для капиллярной крови и ланцеты одноразового применения. Кожа в месте прокола должна быть сухой, розовой и теплой. Первую каплю крови, полученную после прокола кожи, следует удалить тампоном, поскольку она содержит примесь тканевой жидкости. Кровь должна свободно вытекать, нельзя давить на палец и массировать зону вокруг прокола, так как при этом в кровь попадает тканевая жидкость, что существенно искажает результаты исследования. Обязательным условием для обеспечения качества полученной пробы является ее обязательное немедленное перемешивание с антикоагулянтом осторожным переворачиванием пробирки до 8–10 раз.
Для обеспечения качественного результата исследования необходимо четко контролировать время и условия хранения и транспортировки проб до выполнения анализа. Общий анализ крови необходимо проводить в интервале от 1 до 4 ч. В интервале от 5 до 30 мин происходит адаптация клеток к антикоагулянту - проведение исследования в этот промежуток может привести к их ложному снижению в пробе крови (особенно тромбоцитов). При анализе, проведенном через 6–8 ч после получения материала, уменьшается достоверность результатов. Хранение крови более 24 ч не рекомендуется, так как изменяются некоторые характеристики клеток (преимущественно объемные показатели: снижается объем лейкоцитов, повышается объем эритроцитов), что в итоге приводит к ошибочным результатам измерения и неправильной интерпретации результатов. При длительном хранении пробы крови повышается риск гемолиза, при этом концентрация гемоглобина может оставаться стабильной в течение суток.
Кровь для общего анализа крови до исследования нужно хранить при комнатной температуре. При необходимости проведения отсроченного анализа (транспортировка на отдаленные расстояния, техническая неполадка прибора и т.д.) пробы крови хранят в холодильнике (4–8 °C) и исследуют в течение 24 ч. При этом нельзя исключить изменение объемных характеристик клеток. У практически здоровых людей подобные изменения не носят критического характера и не сказываются на количественных показателях, но при наличии нарушении гемопоэза спрогнозировать развитие или отсутствие изменений не возможно. Замораживать пробы для общего анализа крови нельзя.
При необходимости транспортировки проб на значительные расстояния следует избегать любых факторов, которые могут влиять на их качество: тряска, вибрация, нарушения температурного режима, возможные проливы и загрязнения проб. Для минимизации воздействия транспортировки на пробы необходимо тщательно упаковывать пробирки, проверять их герметичность, а также осуществлять транспортировку проб в специальных транспортных изотермических контейнерах.
Непосредственно перед исследованием кровь должна быть тщательно перемешана для равномерного распределения форменных элементов в плазме [15, 45].
26.3. Аналитический этап
26.3.1. Гематологические анализаторы
В настоящее время в лабораториях общий анализ крови выполняется на автоматических гематологических анализаторах, которые подсчитывают количество клеток крови, оценивают их размеры, структурные, цитохимические и другие характеристики. Гематологические анализаторы в отличие от используемого ранее ручного метода, имеют высокую производительность, считают значительно больше клеток (до 30 тыс. клеток в одном образце), таким образом сводя к минимуму коэффициент вариации, а также позволяют получить большое количество напрямую измеренных параметров. На основании количества определяемых параметров и степени сложности используемых технологий гематологические анализаторы можно условно разделить на три основных класса.
I класс (3-diff) - автоматические гематологические анализаторы, определяющие до 20 параметров, включая расчетные показатели красной крови и тромбоцитов, гистограммы распределения лейкоцитов, эритроцитов и тромбоцитов по объему, а также частичную дифференцировку лейкоцитов на три популяции - лимфоциты, моноциты (средние клетки) и гранулоциты.
II класс (5-diff) - гематологические анализаторы, позволяющие проводить развернутый анализ крови, в том числе полную дифференцировку лейкоцитов по пяти параметрам (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы, лимфоциты и моноциты), гистограммы распределения лейкоцитов, эритроцитов и тромбоцитов по объему, скатерограммы.
III класс (5-diff+, с расширенными возможностями) - сложные аналитические системы, выполняющие не только развернутый анализ крови с дифференцировкой лейкоцитов по пяти параметрам, но и подсчет и анализ ретикулоцитов, некоторых субпопуляций лимфоцитов; при необходимости комплектуются блоком для автоматического приготовления и окраски мазков из заданных образцов крови.
В основе работы анализаторов I класса лежит кондуктометрический метод. Анализаторы II и III классов используют в своей работе комбинации разных методов.
Параметры общего анализа крови, определяемые на разных классах гематологических анализаторов
Эритроцитарное звено
RBC (red blood cells) - количество эритроцитов в крови. Определение количества эритроцитов осуществляется путем вычитания из общего числа клеток в цельной крови тромбоцитов и лейкоцитов. Коэффициент вариации для данного параметра составляет 1–2%, а в некоторых приборах - менее 1% [20, 49].
Возможные ошибки измерения на анализаторе:
HGB (hemoglobin) - концентрация гемоглобина (г/дл или г/л) в большинстве гематологических анализаторов определяется фотометрически гемиглобинцианидным или гемихромными методами. Коэффициент вариации при этом не превышает 2%.
Возможные ошибки измерения:
НСТ (hematocrit) - гематокрит. Отражает сумму прямо измеренных объемов эритроцитов в единице объема крови. Коэффициент вариации для автоматического метода - менее 1%.
Возможные ошибки измерения:
Повышение RBC, Hb, HCT наблюдается при реактивных и опухолевых эритроцитозах, уменьшении объема циркулирующей плазмы (ожоговая болезнь, обезвоживание). Снижение - при анемиях, гемодилюции, гипергидратации.
MCV (mean corpuscular volume) - средний объем эритроцита, выражается в кубических микрометрах (мкм3 ) или фемтолитрах (1 фл = 10–15 л). MCV определяется большинством гематологических анализаторов напрямую, как результат прямой зависимости амплитуды электрического импульса от объема клетки. MCV - это средний показатель объема всей популяции эритроцитов, находящихся в измеряемом диапазоне, поэтому необходимо учитывать, что MCV может иметь нормальное значение при наличии у пациента одновременно выраженного макро- и микроцитоза, большом количестве аномальных эритроцитов (например, при серповидноклеточной анемии, выраженном пойкилоцитозе). В этом случае особую диагностическую важность приобретает анализ эритроцитарной гистограммы и морфологии клеток в мазках крови [10].
К ложному увеличению данного параметра может приводить длительное хранение крови (более 8 ч) и агглютинация эритроцитов (прибор воспринимает агрегаты как одну большую клетку, если размер их меньше верхнего порога эритроцитарного канала). MCV также будет меняться при изменении осмолярности плазмы крови.
MCV является важным показателем в дифференциальной диагностике анемий. На основании MCV анемии разделяют на нормоцитарные (MCV 80–95 фл), микроцитарные (MCV менее 80 фл) и макроцитарные (MCV более 95 фл).
МСН (mean corpuscular hemoglobin) - среднее содержание (масса) гемоглобина в одном эритроците. Выражается в долях грамма (пикограммах - пг, 1 пг = 10–12 г). Является более объективным аналогом цветового показателя, который не отражает синтез гемоглобина и его содержание в эритроците.
Параметр МСН является расчетным, поэтому к ложному повышению результата приводят все факторы, влияющие на увеличение значений гемоглобина и снижение количества эритроцитов. Ложное понижение МСН связано с неправильным определением числа эритроцитов (завышения их количества) и занижением концентрации гемоглобина.
Изменения МСН лежат в основе разделения анемий на нормохромные (МСН - 27–31 пг), гипохромные (МСН менее 27 пг) и гиперхромные (МСН более 31 пг). Снижение МСН наблюдается при анемиях, обусловленных нарушением синтеза гемоглобина (железодефицитной анемии, порфирии, гемоглобинопатии), повышение - при макроцитарных и мегалобластных анемиях [7, 21, 33].
МСНС (mean corpuscular hemoglobin concentration) - средняя концентрация гемоглобина в эритроците (г/дл, г/л). Вычисляется по формуле: MCHC = [Hb (г/дл)/HCT (%)]×100 (г/дл). Различия между двумя последними индексами заключаются в том, что МСН указывает на массу гемоглобина в одном эритроците и выражается в долях грамма (пикограммах), а МСНС показывает концентрацию гемоглобина в одном эритроците, то есть соотношение содержания гемоглобина к объему клетки. Он отражает насыщение эритроцита гемоглобином. В норме МСНС составляет 30–38 г/дл. В отличие от МСН, МСНС в меньшей степени зависит от клеточного объема и является чувствительным показателем нарушения процессов гемоглобинообразования.
Поскольку параметр МСНС является расчетным, то к ложному повышению результатов приводят все факторы, влияющие на завышение значений гемоглобина и занижение гематокрита (последний связан с измерением объема эритроцитов). Ложное понижение МСНС связано с неправильным определением MCV (завышения их значения) и занижением концентрации гемоглобина.
Снижение значения МСНС наблюдается при заболеваниях, сопровождающихся нарушением синтеза гемоглобина.
Повышение МСНС выше 38 г/дл встречается редко (врожденный сфероцитоз), так как увеличение концентрации может закончиться кристаллизацией гемоглобина и гемолизом эритроцита. Чаще всего увеличение МСНС свидетельствует об ошибках измерения пробы на анализаторе (погрешности определения гемоглобина или MCV) и используется в качестве индикатора ошибок, допущенных на аналитическом или преаналитическом этапах работы. Результат с высоким MCHC не должен выдаваться лабораторией до выяснения возможных причин таких изменений.
RDW (red cell distribution width) - показатель гетерогенности эритроцитов по объему, хaрaктеризует степень aнизоцитоза. RDW вычисляется большинством современных гематологических aнализaторов на основaнии гистогрaммы рaспределения эритроцитов кaк коэффициент вaриации объемa эритроцитов.
Повышение RDW свидетельствует об умеренном (до 20%) или вырaженном (>20%) aнизоцитозе эритроцитов за счет присутствия смешaнной популяции клеток (микро-/нормоциты, макро-/нормоциты, микро-/макро-/нормоциты). Анизоцитоз улавливaется прибором знaчительно быстрее, чем при визуaльном просмотре мaзка крови, так как он измеряет непосредственно объем клеток, а морфолог под микроскопом видит клетку в плоскости и может пропустить начaльные изменения объемa. Кроме того, оценка степени анизоцитозa под микроскопом сопровождается целым рядом ошибок. При высыхании в мaзках диаметр эритроцитов уменьшaется на 10–20%. В толстых препарaтах он меньше, чем в тонких. Показaтель RDW харaктеризует колебaния объемa клеток внутри популяции и не связан с aбсолютной величиной объемa эритроцитов. И поэтому при наличии в крови популяции эритроцитов с измененным, но достаточно однородным рaзмером (нaпример, микроциты), знaчения RDW могут быть в пределах нормы (11,5–14,5%). В то же время при вырaженном aнизоцитозе эритроцитов показатель MCV, харaктеризующий средний объем всей клеточной популяции, может быть нормaльным, а RDW будет повышенным. Таким образом, совместное использование двух парaметров - RDW и MCV - позволяет точнее харaктеризовать изменения в периферическом звене эритронa.
Перечисленные параметры (RBC, Hb, HCT, MCV, MCH, MCHC, RDW ) являются стандартными для оценки эритроцитарного звена и доступны на всех гематологических анализаторах, в том числе I класса. Однако возможности современных гематологических анализаторов клеток крови существенно изменились за последние 20 лет. Анализаторы, основанные на проточной цитометрии (II и III классов), обеспечивают нас информацией об индивидуальных особенностях клеток, различая небольшие субпопуляции эритроцитов из общей популяции. В результате есть возможность получать сведения о таких показателях, как ретикулоцитарные параметры, процент микроцитов/макроцитов, процент гипохромных/гиперхромных эритроцитов (табл. 26-1).
Параметр | Расшифровка | Описание |
---|---|---|
RET% |
Процент ретикулоцитов |
Процентное содержание ретикулоцитов в общем количестве эритроцитов (%) |
RET# |
Абсолютное количество ретикулоцитов |
Количество ретикулоцитов в единице объема крови (×109 /л) |
MCVr |
Средний объем ретикулоцитов |
Средний объем ретикулоцита (фл) |
MSCV |
Средний объем сферических ретикулоцитов |
Средний объем всех красных клеток (включая ретикулоциты) после обработки гипоосмолярным раствором, в норме MCV<MSCV<MRV. |
LFR% |
Популяция малых зрелых RET |
В норме составляют 87–99% |
MFR% |
Популяция средних RET |
В норме составляют 2–12% |
HFR% |
Популяция больших незрелых RET |
В норме составляют 1–2% |
IRF% |
Фракция незрелых ретикулоцитов |
MFR+HFR |
CRC |
Скорректированный подсчет ретикулоцитов |
С учетом величины гематокрита |
RPI |
Индекс продукции ретикулоцитов |
Расчетный показатель, при гематокрите 0,40 равен 1 |
Ret-HЕ/CHr |
Гемоглобин ретикулоцитов |
Содержаниние гемоглобина в одном ретикулоците |
% Hypo He |
Процент гипохромных эритроцитов |
Процент гипохромных эритроцитов с содержанием Hb <17 пг |
% Hyper-Нe |
Процент гиперхромных эритроцитов |
Процент гиперхромных эритроцитов с содержанием Hb >49 пг |
% MicroR |
Процент микроцитов |
Процент микроцитов (RBC) с объемом ниже 60 фл |
% MacroR |
Процент макроцитов |
Процент макроцитов (RBC) объемом выше 120 фл |
NRBC |
Нормобласты |
Ядросодержащие предшественники ретикулоцитов |
Примечание. Пояснения в тексте.
Ретикулоцитарные параметры позволяют значительно дополнить информацию об анемии и эритропоэзе. В частности, Ret-HЕ дает четкое представление о количестве гемоглобина во вновь поступающих из КМ эритроцитах, поскольку, в отличие от эритроцитов, ретикулоциты обладают более коротким сроком жизни. Они формируются и созревают в костном мозге за 2 дня, после чего покидают его и еще 24–36 ч дозревают в кровотоке. Ret-HЕ снижается как при абсолютном (железодефицитная анемия), так и при функциональном дефиците железа (анемия хронической болезни). Объемные показатели ретикулоцитов (MCVr, MVSR ) могут использоваться в диагностике железодефицитной анемии, мониторинге ответа на терапию железосодержащими препаратами, фолиевой кислотой, витамином В12 .
Показатель числа ретикулоцитов (RET ) и IRF (фракция незрелых ретикулоцитов) являются индикатором активности эритропоэза. Увеличение IRF свидетельствует об ускоренном выбросе незрелых клеток из КМ. Данный параметр повышается значительно раньше количества ретикулоцитов и является наиболее чувствительным маркером для наблюдения за состоянием активности эритропоэза и эффективности лечения анемий.
Показатель RPI (индекс продукции ретикулоцитов) отражает скорость образования ретикулоцитов при стимуляции костномозгового кроветворения (гипоксия или стимуляция ЭПО) когда время созревания ретикулоцитов в костном мозге сокращается с 3,5 дней в норме до 1,5–1 дня.
Тромбоцитарное звено
Все гематологические анализаторы, от самых простых до сложных, оценивают такие параметры, как средний объем тромбоцитов (MPV, фл), ширину распределения тромбоцитов по объему (PDW, %), тромбокрит (PCT, %) [24, 39, 52]. В то же время гематологические анализаторы различных фирм отличаются по набору дополнительных критериев оценки тромбоцитарного звена. Современные технологии (кондуктометрический метод с гидродинамическим фокусированием, ПЦ), используемые в высокотехнологичных гематологических анализаторах, позволяют получить более подробную информацию о клеточных популяциях в виде таких параметров, как количество больших тромбоцитов (L-PLT ); процент объема крупных тромбоцитов (>12 фл) от всего объема тромбоцитов (P-LCR ); показатель фракции незрелых тромбоцитов (IPF ); средняя концентрация компонентов тромбоцитов (MPC , г/дл), средняя сухая масса тромбоцитов (MPM , пг), ширина распределения тромбоцитов по концентрации компонентов (PCDW , г/дл), ширина распределения тромбоцитов по сухой массе (PMDW , пг) [26, 41, 44]. Данные параметры общего анализа крови довольно сложны для анализа, но при грамотной интерпретации и строгом соблюдении преаналитического этапа (правильный выбор антикоагулянта, время выполнения исследования и т.д.) могут оказать большую помощь клиницистам в оценке тромбоцитарного звена.
PLT (platelet) - количество тромбоцитов (×109 /л). Подсчет тромбоцитов гематологическими анализаторами проводится без предварительного лизиса эритроцитов, на основании различий в размере тромбоцитов и эритроцитов. Это может создавать проблемы при дифференцировке больших форм тромбоцитов (макротромбоцитов) и сравнимых с ними по объему эритроцитов (микроцитов) или их фрагментов (шизоцитов), а также фрагментов цитоплазмы лейкоцитов (клеточный дебрис).
Возможные ошибки при подсчете тромбоцитов:
-
ложное завышение: выраженный микроцитоз эритроцитов, криоглобулинемия, гемолиз, наличие фрагментов эритроцитов и лейкоцитов;
-
ложное занижение: агрегация тромбоцитов, тромбоцитарный "сателлизм" (прилипание тромбоцитов к лейкоцитам), гигантские тромбоциты, агглютинация эритроцитов, тромбообразование, взятие крови с гепарином, гипертромбоцитоз (более 1000×109 /л).
У некоторых пациентов может происходить спонтанная агрегация тромбоцитов или, реже, так называемая ЭДТА-зависимая псевдотромбоцитопения (иммунного характера). Таким пациентам точный подсчет клеток возможен при взятии крови с цитратом натрия в качестве антикоагулянта.
MPV (mean platelet volume) - средний объем тромбоцитов, выражается в фемтолитрах (фл). В норме этот показатель варьирует от 7,4 до 10,4 фл и имеет тенденцию к увеличению с возрастом [34–36, 53]. В течение первых двух часов после взятия крови с ЭДТА происходит "набухание" тромбоцитов с изменением их объема и соответственно увеличением MPV. При наличии макротромбоцитов порог измерения для тромбоцитов может быть превышен, и они не попадают в счет, что приводит к занижению MPV. Небольшие фрагменты эритроцитов и лейкоцитов могут препятствовать измерению MPV. Тромбоциты могут быть в агглютинатах эритроцитов, что приведет к ошибочным результатам MPV. Подобные ошибки можно проверить по аномальным значениям МСН и МСНС.
MPV рассматривается как маркер интенсивности тромбоцитопоэза, поскольку молодые пластинки более крупные, или как маркер агрегационной активности тромбоцитов, так как увеличивается при их активации и превращении из дисков в сферы с псевдоподиями на начальных этапах агрегации. Несмотря на большое количество исследований, свидетельствующих о высокой прогностической ценности MPV при различных состояниях, следует учитывать особенности трактовки результатов измерения данного параметра. Во многих исследованиях показано, что MPV не имеет одного интервала нормальных значений, а существует нелинейная, обратная зависимость между MPV и количеством тромбоцитов у здоровых лиц с нормальным их числом [43]. Именно поэтому некоторые авторы рекомендуют при решении вопроса о соответствии величины MPV нормальным значениям вместо одного интервала для каждого прибора разработать номограмму, которая отражает указанную зависимость.
Другими параметрами анализаторов, связанными с размером тромбоцитов, являются L-PLT - число крупных тромбоциты и P-LCR - процент объема крупных тромбоцитов (>12 фл) от всего объема тромбоцитов. Большие тромбоциты, вероятно, являющиеся молодыми формами, дают более высокий сигнал флюоресценции. Процент L-PLT рассчитывается от общего количества тромбоцитов и предположительно является индикатором активности тромбоцитопоэза в костном мозге. Общее число тромбоцитов включает суммарный счет обычных и крупных тромбоцитов. При увеличении числа L-PLT возрастает риск тромбообразования.
На некоторых анализаторах доступен показатель IPF (фракции незрелых тромбоцитов) - он рассчитывается по соотношению объема и содержанию нуклеиновых кислот в клетках, меченных полиметином (ПЦ). Установлено, что данный параметр имеет одинаковые референтные интервалы в разных лабораториях, что делает его более удобным для клинического использования. В целом, показатели L-PLT и IPF являются более чувствительными параметрами, чем MPV, так как не зависят от распределения объемов по различным значениям.
Для анализа степени однородности популяции тромбоцитов используют параметры PDW, PCDW и PMDW .
PDW - показатель, отражающий степень гетерoгенности тромбoцитов пo размеру (анизoцитoз трoмбoцитов). Величина PDW в среднем составляет 10–15% [42, 48]. Этот показатель находится в обратной зависимости от числа тромбоцитов и периода их жизни. В каждом конкретном случае важна не только величина PDW, но и ее изменение во времени, а также связь с другими тромбоцитарными показателями. Одновременное присутствие фракций мелких (зрелых, неактивных) и больших (молодых, активированных) тромбоцитов ведет к увеличению PDW, но при этом MPV может оставаться в пределах нормы. Сочетание повышенного PDW с увеличением MPV отражает нарастание числа крупных трoмбоцитов при усилении их прoдукции и активации. Ложное увеличение PDW может быть признаком присутствия агрегатов тромбоцитов, микроэритроцитов, фрагментов эритроцитов.
Параметры PCDW и PMDW , определяемые на некоторых анализаторах, характеризуют степень гетерогенности тромбоцитов по МРС и МРМ и рассчитываются как стандартные среднеквадратичные отклoнения кoнцентрации компoнентов тромбoцитов или сухoй массы тромбоцитов oт их средних значений. PCDW можно использовать для контроля пригодности (жизнеспособности) тромбоцитарных кoнцентратов при трансфузиях. По некоторым данным, пациенты с высокими PCDW и PMDW имеют бoлее высoкие риски смертельного исхода при ДВС.
РСТ - тромбокрит, отражает долю тромбоцитов в общем объеме крови. Нормальные значения варьируют в пределах от 0,15 до 0,35% [32, 47]. У здорового человека при уменьшении числа тромбоцитов усиливается тромбоцитопоэз, в циркулирующую кровь попадает большое число молодых, более крупных тромбоцитов, что ведет к увеличению MPV. При увеличении количества циркулирующих тромбоцитов снижается продукция их в костном мозге, в результате снижается процент крупных форм и уменьшается MPV. Однако при нарушении этого равновесия происходит или уменьшение РСТ, что в конечном счете приводит к патологии первичного гемостаза и риску возникновения кровотечений, или пoвышение РСТ, что увеличивает риск трoмбозов. По данным литературы, РСТ является более чувствительным параметром для оценки риска возникновения кровотечений, чем число тромбоцитов. Снижение параметра РСТ до уровня менее 0,1% обусловливает возникновение послеоперационных крoвотечений у пациентoв с развивающейся тромбoцитопенией.
Оценка тромбоцитарных параметров с использованием гематологических анализаторов является дешевым и быстрым методом анализа состояния тромбоцитов. Однако тромбоцитарные индексы довольно вариабельны в зависимости от преаналитических факторов [13, 38]. В частности, время после венопункции является критическим для определения параметров активации тромбоцитов in vivo . Тромбоциты могут быть спонтанно активированы in vitro , что доказано зависимыми от времени изменениями тромбоцитарных параметров. В случае хранения образцов крови в пробирках с К3ЭДТА при комнатной температуре в течение 2 ч наблюдается ступенчатое увеличение MPV, уменьшение MPC, увеличение MPM и снижение PCDW. Эти колебания не зависят от тяжести сопутствующих ССЗ. По данным многих авторов оптимальным временем для исследования MPV в пробирках с ЭДТА можно считать 2 ч после взятия крови. Существуют также определенные сложности с установлением референтных интервалов (необходимо учитывать антикоагулянт, возраст пациента, модель анализатора). Все это создает определенные трудности при интерпретации результатов тромбоцитарных параметров.
Лейкоцитарное звено
WBC (white blood cells) - количество лейкоцитов крови (×109 /л). Измерение числа лейкоцитов проводится после полного лизиса эритроцитов. Все частицы размером более 35 фл считаются как лейкоциты. Тромбоциты, размер которых меньше порогового значения 35 фл, исключаются из подсчета. Коэффициент вариации (CV) при автоматическом определении этого показателя составляет 2–3%.
Возможные ошибки при подсчете лейкоцитов:
Подсчет лейкоцитарной формулы. Количество параметров лейкоцитарной формулы, определяемое на гематологическом анализаторе, варьирует от 6 до 10 с учетом относительного и абсолютного количества клеток. Гематологические анализаторы 3-diff дифференцируют лейкоциты на три популяции (лимфоциты, средние клетки и гранулоциты) и определяют как относительное, так и абсолютное их содержание. В гематологических анализаторах 5-diff подсчитываются все пять классов лейкоцитов, встречающихся в норме: нейтрофилы, лимфоциты, моноциты, эозинофилы и базофилы. Технология ПЦ, используемая в современных гематологических анализаторах, позволяет "заглянуть" внутрь клетки, когда по количеству нуклеиновых кислот можно судить об их метаболической активности. Это позволило разработать новые параметры, позволяющие представить количественную оценку реактивных изменений системы кроветворения пациента в ответ на воспаление и инфекции: статус активации нейтрофилов (NEUT-RI, NEUT-GI), незрелые гранулоциты (IG) и активированные лимфоциты (RE-LYMP, AS-LYMP).
Главным преимуществом автоматического подсчета лейкоцитарной формулы является повышение точности результатов за счет измерения большего количества клеток по сравнению с микроскопическим исследованием. Ограниченное число клеток, анализируемое при подсчете мазка крови, неравномерное распределение лейкоцитов в препарате, использование нестандартных методов подсчета являются главными причинами расхождения результатов обоих методов. В то же время при микроскопическом исследовании врач дифференцирует лейкоциты не только по их размерам, но и оценивает в полном объеме морфологию клетки (ядерно-цитоплазматическое отношение, структуру распределения хроматина и особенности окраски ядра, наличие зернистости в цитоплазме), что позволяет ему с гораздо большей точностью отнести клетку к тому или иному виду лейкоцитов. На дифференциальный подсчет популяций лейкоцитов влияют те же факторы, что и на общее количество лейкоцитов.
26.3.2. Подсчет и оценка лейкоцитарной формулы, эритроидных и тромбоцитарных изменений с помощью светового микроскопа
Лейкоцитарной формулой называется процентное соотношение отдельных видов лейкоцитов в крови. Подсчет лейкоцитарной формулы проводится в окрашенных мазках крови с помощью микроскопа с иммерсионной системой.
Необходимой предпосылкой для правильного учета морфологических особенностей клеток крови является удачно сделанный и хорошо окрашенный мазок крови. Мазок крови выполняют путем нанесения на предметное стекло капли венозной (капиллярной) крови, взятой из пробирки.
Хорошо сделанный мазок крови должен отвечать следующим условиям:
-
1) должен начинаться на 1–1,5 см от узкого края предметного стекла и кончаться в 2–3 см от его другого края. Общая длина мазка должна охватывать 0,5–0,75 площади стекла;
-
2) должен быть равномерной толщины, а не волнообразным. Хороший мазок крови толще всего в начале, постепенно утончается и заканчивается в виде следа, как бы оставленного тонкой щеткой;
Невыполнение одного из этих условий ведет к неправильному распределению клеток крови или плохому выявлению их морфологических особенностей, а вместе с тем и к ошибкам в определении.
С помощью красителя-фиксатора типа Май–Грюнвальд и красителя по Романовскому–Гимзе (метод Паппенгейма) получают качественную микроскопическую картину мазка с детализацией ядерного и цитоплазматического аппаратов клетки.
В мазке крови различные виды лейкоцитов располагаются неравномерно (моноциты и нейтрофилы - преимущественно вдоль верхнего и нижнего продольного края препарата, а лимфоциты - ближе к его центру). Под малым увеличением микроскопа находят край мазка крови вблизи образовавшейся "щеточки". У продольного края мазка наносят каплю иммерсионного масла, после чего фокусируют плоскость препарата, в поле зрения определяют вид каждого лейкоцита, обращая внимание на размеры, окраску зернистости в цитоплазме, форму и размеры ядра. Согласно рекомендациям ВОЗ (2008) должно быть подсчитано минимум 200 лейкоцитов при наличии признаков онкогематологического заболевания у пациента. В рутинной практике подсчитывается, как правило, 100 клеток. Подсчет ведут по зигзагообразной линии ("линии Меандра"): 3–5 полей зрения вдоль продольного края мазка, затем 3–5 полей зрения под прямым углом к середине мазка, потом 3–5 полей зрения параллельно краю и вновь под углом 90° возвращаются к краю мазка.
При дифференциации различных видов лейкоцитов в окрашенных мазках крови учитывают морфологические признаки:
В зависимости от наличия в цитоплазме клеток специфических гранул выделяют подгруппу гранулоцитов - зернистых лейкоцитов (нейтрофилы, базофилы, эозинофилы) и агранулоцитов - незернистых лейкоцитов (лимфоциты и моноциты).
26.3.3. Оценка морфологических параметров клеток крови
Отсутствие рекомендаций при описании морфологических особенностей клеток крови для врачей клинической лабораторной диагностики является актуальным вопросом не только в нашей стране, но и во всем мире. Различия в описании и трактовке клеток крови приводят к существенным затруднениям в работе клиницистов, особенно при сравнении анализов, полученных в различных лабораториях. В нашей стране до сего момента большинство лабораторий ориентируется на морфологические характеристики, принятые еще в 1970-х годах. Международным комитетом по стандартизации в гематологии (ICSH) в 2015 г. была разработана общая номенклатура и рекомендации по описанию клеток крови [28].
В основных положениях данного документа рекомендовано оценивать показатели, полученные с помощью гематологических анализаторов при интерпретации результатов исследования, особенно это касается изменений эритроцитарных параметров, таких как MCV, MCH, MCHC, RDW, которые объективно отражают изменения размеров и гемоглобинизации эритроцитов.
При описании степени выявленных изменений не следует использовать градации "малой/слабой степени" и т.п. Были выбраны количественные критерии и предложено обозначать степень выраженности для большинства параметров, используя двухуровневую систему: умеренно выраженные изменения/умеренное количество (++) и резко выраженные изменения/много (+++).
Эритроидные параметры в соответствии с рекомендациями ICSH (2015)
При определении степени выраженности анизоцитоза, пойкилоцитоза, включений в эритроцитах следует произвести ориентировочный подсчет: сколько эритроцитов из 100 являются, например, сфероцитами.
Экспертами ICSH рекомендовано использовать врачами клинической лабораторной диагностики при описании изменения формы эритроцитов определенные термины из числа многочисленных синонимов, чтобы уменьшить вероятность неправильного понимания врачами-клиницистами [37].
Эллиптоциты - клетки эллиптической формы, длинная ось которых больше короткой оси более чем в два раза, овалоциты - клетки овальной формы, длинная ось которых менее чем в 2 раза больше короткой оси.
Шизоциты - фрагменты разрушенных эритроцитов, которые образуются при внешнем воздействии на эритроциты в ходе их циркуляции в сосудистом русле. Шизоциты всегда меньше, чем интактные эритроциты. Имеют форму с острыми углами, в виде маленьких полумесяцев, шлемовидных клеток.
Согласно рекомендации рабочей группы ICSH по изучению шизоцитов число шизоцитов более 1% в периферической крови - надежный цитоморфологический критерий наличия у взрослых больных тромботической микроангиопатической анемии [46].
Сфероциты - эритроциты, диаметр которых менее 6,5 мкм, отсутствует центральное просветление. Обычно MCV этих клеток в пределах референтных интервалов (редко понижен).
Акантоциты - эритроциты округлой формы, гиперхромные, с многочисленными (от 2 до 20) шипиками булавовидной или остроконечной формы различной величины и толщины.
Эхиноциты (зубчатые клетки) - эритроциты, потерявшие форму двояковогнутого диска, на поверхности которых появились короткие шипики с тупыми концами приблизительно одинакового размера (в количестве от 10–30), распределенные равномерно по поверхности эритроцита.
Серповидные эритроциты - эритроциты полулунной формы или в форме серпа с заостренными концами.
Стоматоциты - эритроциты, центральное просветление которых имеет вид полоски (щели) прямой или изогнутой формы.
Мишеневидные эритроциты - тонкие эритроциты, у которых отношение площади поверхности к объему клетки увеличено. Имеют участок интенсивной окраски в середине зоны центрального просветления.
Каплевидные эритроциты - эритроциты в форме капли или груши.
Выделяют следующие внутриэритроцитарные включения.
Базофильная пунктация - гранулы (агрегированные рибосомы), мелкие, среднего размера и достаточно крупные (сравнивают с помолом соли - от мелкозернистого до крупнозернистого состояния), синего цвета, равномерно распределенные по всей поверхности эритроцита.
Тельца Жолли - остатки ядра (фрагменты ДНК) в эритроцитах, размером около 1 мкм, округлой формы, плотные, базофильные. В среднем в эритроците может быть от 1 до 3 телец.
Тельца Папенгеймера - агрегаты ферритина, светло-фиолетового цвета включения, которые выявляются иногда при обычной окраске по Романовскому–Гимзе в сидероцитах. Размеры, форма включений варьируют. Чаще они лежат в определенных областях эритроцита (не по всей поверхности клетки).
Кольца Кебо/Кебота - тонкие, нитеобразные, кольцевидные или в виде восьмерки включения, являющиеся остатками ядерной мембраны.
Изменение окраски эритроцитов:
При оценке гипохромии необходимо ориентироваться в большей степени на данные гематологического анализатора, используя показатель МСН (среднее содержание гемоглобина в эритроците, пг), чем на визуальную оценку. Визуальная объективная оценка гиперхромии затруднена.
Полихроматофилия - состояние, при котором обнаруживаются эритроциты серо-фиолетового цвета. Такая окраска обусловлена наличием в цитоплазме РНК-содержащих структур. Наблюдается она при анемиях различного генеза, обычно связана с усилением эритропоэза.
Отсутствие отечественных рекомендаций не должно припятствовать внедрению современной оценки и стандартизации морфологических характеристик, необходимо ориентироваться на международные документы. Различия в традиционном подходе к описанию морфологических особенностей и рекомендованных ICSH (2015) приводятся в табл. 26-2.
Принятая в РФ морфологическая оценка | Оценка, принятая Международным комитетом по стандартизации в гематологии в 2015 г. |
---|---|
Эритроцитарное звено |
|
Анизоцитоз |
|
По отечественным рекомендациям [19] микроциты имеют диаметр менее 6,5 мкм; макроциты - более 8 мкм; мегалоциты - диаметр более 12 мкм [19], или более 9,5 [1] |
От 5% до 20% (микро- или макроцитов) умеренно выраженный анизоцитоз (++). Свыше 20% - резко выраженный (+++). При определении характера анизоцитоза следует выделять следующие преобладающие варианты:
Диаметр микроцитов менее 7 мкм, макроцитов - более 8,5 мкм. Выделения мегалоцитов отдельно нет |
Пойкилоцитоз |
|
|
Исключения: № 1 - при наличии шизоцитов менее 1% указывается на (+); 1–2% - соответствует (++); более 2% - на (+++). № 2 при наличии серповидноклеточных эритроцитов 1–2% - оценивается на (++); более 2% - на (+++) |
Форма эритроцитов |
|
Овалоциты:
|
|
Включения в эритроцит |
|
Четких отечественных рекомендаций, каким образом оценивать наличие включений в эритроцитах, нет |
|
Изменение окраски эритроцитов |
|
Гипохромия:
|
Гипохромия:
|
Полихроматофилия:
|
Полихроматофилия:
|
Оценка лейкоцитарных параметров в соответствии с рекомендациями ICSH (2015)
По морфологии невозможно дифференцировать бластные клетки (миелобласты, лимфобласты, монобласты), поэтому используется термин "бласты" или "бластные клетки". Промоноциты рекомендуется считать эквивалентом бластных клеток при подсчете лейкоцитарной формулы крови. В бланке результата исследования указываются морфологические особенности бластов (размер клеток, особенности строения ядра, цвет цитоплазмы, вакуолизация, наличие азурофильной зернистости и т.д.).
Особенно внимательно следует относиться к бластам с необычными ядрами (складчатыми, скрученными, моноцитоидными) и с наличием в цитоплазме грубой азурофильной зернистости и палочек Ауэра ("атипичные промиелоциты"), поскольку любое подозрение на острый промиелоцитарный лейкоз должно быть отражено в бланке общего анализа крови и служить основанием для немедленных действий в отношении больного. ICSH рекомендует отмечать в обязательном порядке в бланке исследования наличие палочек Ауэра в бластных клетках, телец Князькова–Деле , токсическую (токсогенную/токсигенную) зернистость [31] или гипергранулярность нейтрофилов, гипогранулярность нейтрофилов и вакуолизацию цитоплазмы (табл. 26-3).
Наименование морфологических особенностей | Умеренно выраженные изменения (++) | Резко выраженные изменения (+++) |
---|---|---|
Тельца Князькова–Деле |
2–4 |
>4 |
Вакуолизация нейтрофилов |
4–8 |
>8 |
Гипергранулярность нейтрофилов |
4–8 |
>8 |
Гипогранулярность нейтрофилов |
4–8 |
>8 |
Гиперсегментация нейтрофилов - это состояние, при котором в любом количестве встречаются нейтрофилы с числом сегментов более пяти. ICSH дает еще более строгое определение гиперсегментации: при наличии в периферической крови 3% и более нейтрофилов с пятью сегментами.
Гипосегментация нейтрофилов формируется по причине нарушения нормального созревания ядра на конечном этапе дифференцировки нейтрофилов. ICSH рекомендует отмечать наличие как гиперсегментации в бланке исследования крови, так и гипосегментации [50]. В данном документе также подчеркивается, что в случае гипосегментации при подсчете лейкоцитарной формулы нельзя клетки с круглым ядром относить к миелоцитам или метамиелоцитам, поскольку структура хроматина в этих нейтрофилах зрелая.
Следует дифференцировать данные клетки на палочкоядерные и сегментоядерные формы (если есть сегментация ядра). Морфологические особенности (форма ядра, число сегментов, структура хроматина) следует описать в виде комментария в бланке исследования. При лимфопролиферативных заболеваниях можно обнаружить при исследовании мазков периферической крови лимфоциты с признаками атипии, которые, вероятно, принадлежат опухолевому клону.
ICSH рекомендует использовать в отношении этих клеток термин "аномальные" или "атипичные" лимфоциты [28, 37, 46]. Обнаруженные клетки со своеобразной морфологией при первичном исследовании крови у пациента следует подсчитывать отдельно, относить к атипичным лимфоцитам и сопровождать подробным описанием их морфологии.
В последующем, если диагноз у данного пациента точно установлен, мы можем подсчитывать их как клетки лимфомы или, допустим, "волосатые клетки", характерные для волосатоклеточного лейкоза, уже без подробного морфологического описания.
Оценка тромбоцитарных параметров в соответствии с рекомендациями ICSH (2015)
Нормальный диаметр тромбоцитов - 1,5–3 мкм. Если диаметр тромбоцитов составляет 3–7 мкм (приближается к размеру эритроцитов-нормоцитов), то это популяция больших тромбоцитов (макротромбоцитов, макроформ), если диаметр 10–20 мкм - это гигантские тромбоциты (мегалоформы), наличие которых отмечается гематологическими анализаторами в виде соответствующего флага. У здоровых людей менее 5% тромбоцитов являются макротромбоцитами.
При хранении венозной крови, стабилизированной калиевыми солями ЭДТА, постепенно происходит увеличение размера тромбоцитов. В случае обнаружения гигантских тромбоцитов следует отметить их наличие в виде комментария в бланке исследования по следующей схеме: 11–20% - умеренное количество (++), более 20% - значительное количество (много; +++).
В редких случаях обнаруживаются гипогранулярные тромбоциты (в центре тромбоцита отсутствует азурофильная зернистоть, "голубые пластинки"), что обязательно отражается в бланке исследования. Широкое применение общего анализа крови связано с тем, что полученные данные позволяют заподозрить наличие многих заболеваний у пациента, в том числе и онкогематологических. В связи с этим очень важно, чтобы врачи клинической лабораторной диагностики имели хорошие навыки распознавания клеток крови и умели грамотно описывать их морфологические изменения.
26.4. Трактовка результатов общего анализа крови
26.4.1. Изменения эритроидных показателей гемограммы
Нарушения эритроцитарного равновесия в сторону уменьшения или увеличения количества циркулирующих эритроцитов называются анемиями и полицитемиями соответственно. В функциональном отношении анемии более правильно определять как уменьшение содержания гемоглобина в единице объема крови, так как клинические проявления анемий связаны в основном с нарушением главной функции эритроцитов - переноса кислорода из альвеолярного воздуха в ткани молекулами гемоглобина. С другой стороны, полицитемии лучше характеризуются увеличением показателя гематокрита, то есть увеличением объема эритроцитов в 100 мл крови. Действительно, клинические проявления полицитемии связаны с повышением объема и вязкости крови.
Анемия - это клинико-гематологический синдром, характеризующийся снижением концентрации гемоглобина и, в большинстве случаев, эритроцитов в единице объема периферической крови вследствие нарушения их образования или повышенного разрушения [17, 18].
Критерии, предложенные экспертами ВОЗ для диагностики анемий:
В 1929 г. М. Wintrobe предложил морфологическую классификацию, в дальнейшем модернизированную с учетом параметров, выдаваемых гематологическими анализаторами [56] (табл. 26-4).
Тип анемии | Эритроцитарные индексы |
---|---|
Микроцитарные. Гипохромные |
|
Нормоцитарные. Нормохромные |
|
Макроцитарные. Нормо и гиперхромные |
|
Для оценки тяжести заболевания используют показатели, представленные в табл. 26-5.
Степень анемии | Критерии Всемирной организации здравоохранения, гемоглобин, г/дл | Критерии Национального онкологического института США, гемоглобин, г/дл |
---|---|---|
0 - норма |
>11 |
Норма |
1 - легкая |
9,5–10,9 |
10,0 - норма |
2 - умеренная |
8,0–9,4 |
8,0–10,0 |
3 - выраженная |
6,5–7,9 |
6,5–7,9 |
4 - угрожающая жизни |
<6,5 |
<6,5 |
По патофизиологическому признаку анемии делятся на связанные:
Согласно классификации, основанной на общих патогенетических принципах , выделяют семь разновидностей анемий.
-
Железодефицитные анемии (острая и хроническая постгеморрагические). Это наиболее распространенные патологические состояния, характеризующиеся гипохромией эритроцитов в сочетании с клиническими признаками сидеропении, низким уровнем железа в сыворотке крови и его депо.
-
Анемии, связанные с нарушением синтеза или утилизации порфиринов. Это патологические состояния, в основе которых лежат наследственно обусловленные или приобретенные ферментопатии, влекущие за собой нарушение синтеза порфиринов и гема, характеризующиеся микроцитозом и гипохромией эритроцитов на фоне высокого или нормального уровня железа в организме пациента.
-
Анемии, связанные с нарушением синтеза ДНК и РНК (мегалобластные, или мегалобластические, анемии). Это большая группа наследственных и приобретенных заболеваний, объединенных общими признаками нарушений эритропоэза, проявляющимися морфологически мегалобластным типом кроветворения. К ним относятся В12 -дефицитная и фолиеводефицитная анемии, которые не только обусловлены недостаточным поступлением и утилизацией указанных витаминов, но и нарушением образования коферментных форм, активности ферментов, участвующих в метаболизме В12 и фолиевой кислоты.
-
Гемолитические анемии (анемии вследствие усиленного разрушения эритроцитов). Это анемические синдромы, врожденные или приобретенные, в основе которых лежит избыточное разрушение эритроцитов, укорочение продолжительности их жизни.
-
Анемии, обусловленные преимущественным нарушением регуляции эритропоэза (эритропоэтинзависимые). Это патологические состояния, характеризующиеся избыточным апоптозом клеток эритроидного ряда в результате нарушения выработки эритропоэтина или снижения чувствительности к нему.
-
Анемии, связанные с костномозговой недостаточностью. Это разнообразная группа патологических состояний, в основе которых лежит уменьшение плацдарма костномозгового кроветворения в результате развития аплазии, фиброза или клональной пролиферации опухолевых клеток (острые и хронические гемобластозы, метастазы в костный мозг солидных опухолей).
-
Анемии хронических заболеваний. Это многокомпонентная по этиологии анемия, сопровождающая и осложняющая хронические заболевания (злокачественные опухоли, хронические инфекции, аутоиммунные заболевания) [55].
Важным методом, позволяющим оценивать регенеративные возможности КМ (эритропоэза) на фоне анемического синдрома, является оценка содержания ретикулоцитов в крови. У здоровых людей взрослого возраста в норме уровень ретикулоцитов в крови составляет 0,2–1,2%.
Увеличение содержания ретикулоцитов на фоне анемического синдрома позволяет отнести их к гиперрегенераторным, а снижение - к гипорегенераторным (гипопролиферативным). Анемии с нормальным содержанием ретикулоцитов в крови обозначают как норморегенераторные.
26.4.2. Изменения гемограмм при анемиях различного генеза
Железодефицитная анемия
Изменения в общем анализе крови:
-
снижение уровня гемоглобина - ключевой показатель для установления факта анемии и степени ее тяжести;
-
среднее содержание гемоглобина в эритроците (МСН) - менее 27 пг;
-
средняя концентрация гемоглобина в эритроците (MCHC) - ниже 320 г/л;
-
число эритроцитов в 1 л (RBC) может быть сниженным/нормальным/повышенным в зависимости от фазы течения и тяжести анемии;
-
число ретикулоцитов - в регенераторную фазу нормальное или несколько повышенное, в гипорегенераторную - пониженное.
Дифференциальную диагностику железодефицитной анемии следует проводить с другими анемиями, входящими в группу гипохромных: сидеробластными, связанными с нарушением синтеза гема, гемоглобинопатиями (чаще всего с талассемией) и с анемией хронических заболеваний.
В12 -дефицитная анемия
Изменения в общем анализе крови:
-
при мегалобластных анемиях отмечается преимущественно снижение эритроцитов, в меньшей степени гемоглобина;
-
MCV более 100 фл, а нередко более 120 фл; при сочетании В12 -дефицитной анемии с железодефицитной или анемией хронических болезней MCV может оставаться в пределах нормы;
-
число ретикулоцитов снижено; выраженное увеличение количества ретикулоцитов (до 20–30% и более) развивается через 5–8 дней лечения витамином В12 и свидетельствует об эффективности терапии;
-
в эритроцитах могут появляться патологические включения (тельца Жолли, кольца Кебота);
-
у многих больных отмечается лейкопения и тромбоцитопения, причем их выраженность обычно коррелирует со степенью анемии; к этому могут прилагаться гиперсегментированные нейтрофилы, иногда сдвиг до метамиелоцитов.
Динамика лабораторных показателей после назначения фолиевой кислоты или витамина В12 :
-
число эритроцитов и уровень гемоглобина значительно увеличиваются за 2 нед и нормализуются между 8-й и 12-й неделями лечения в зависимости от выраженности дефицита, уровень гемоглобина нарастает медленнее, периферическая кровь нормализуется через 1–2 мес от начала терапии;
-
содержание ретикулоцитов начинает увеличиваться на 2–4-й день и становится максимальным на 8–9-й день, к 14-му дню нормализуется, одновременно повышается количество лейкоцитов и тромбоцитов;
-
гиперсегментация ядер нейтрофилов сохраняется 10–14 дней от начала лечения.
Для дефицита фолиевой кислоты, как и для дефицита витамина В12 , характерно появление в периферической крови макроцитоза. Повышены MCV и MCH.
Анемия хронических болезней
Изменения в общем анализе крови:
-
анемия в начале нормоцитарная нормохромная с нормальным содержанием Ret-HE, но постепенно, если процесс не ликвидируется, прогрессирует, и на следующем этапе возникает нормоцитарная гипохромная анемия, а на завершающем этапе - микроцитарная гипохромная (обусловлена функциональным дефицитом железа);
-
микроцитоз при анемии хронических болезней, если он наблюдается, не достигает такой степени, как при железодефицитной анемии: MCV менее 72 фл наблюдается редко;
-
в лейкоцитарной формуле могут быть изменения, характерные для основного заболевания.
Анемия при хронической болезни почек
Изменения в общем анализе крови:
В окрашенных мазках крови обнаруживаются деформированные эритроциты с множественными крошечными шипами (эхиноциты) с резко измененными, ненормальными контурами (акантоциты) и с уменьшенным объемом (микроциты).
Отдельные формы наследственных гемолитических анемий
Наследственный микросфероцитоз (болезнь Минковского–Шоффара)
Изменения в общем анализе крови:
-
тяжесть анемии зависит от частоты и степени гемолиза, вне гемолитических кризов уровень гемоглобина может быть нормальным или незначительно сниженным;
-
количество ретикулоцитов вне криза меняется мало и может составлять около 10%, а после криза достигает 50–60%;
-
характерное изменение эритроцитов - микросфероцитоз, в мазке крови микросфероциты имеют вид мелких клеток без центрального просветления; обнаружение в мазках микросфероцитов нестрого специфично для наследственного сфероцитоза [22].
Следует помнить, что микросфероциты встречаются и при аутоиммунной гемолитической анемии с неполными тепловыми агглютининами, при наследственных дизэритропоэтических анемиях.
Гемоглобинопатии
Наиболее часто встречающийся и тяжелый вариант гемоглобинопатии - талассемия - наследственное нарушение синтеза одной из цепей глобина (альфа или бета), что приводит к нарушению баланса в синтезе нормальных фракций гемоглобина A, A2 и F и, как следствие, к развитию анемии и целому ряду осложнений [4, 6]. Клинические проявления заболевания определяются степенью нарушения синтеза глобиновых цепей.
"Большая" бета-талассемия (болезнь Кули) - наследственная гемолитическая анемия, развивающаяся вследствие выраженного дефицита бета-глобиновых цепей, описана в 1925 г. Т. Cooley и Р. Lee у выходцев из средиземноморских стран. Для нее характерна тяжелая анемия с детства, сочетающаяся у нелеченых больных с задержкой роста и изменениями костей вследствие увеличения объема КМ. Характерны гепатоспленомегалия, гиперспленизм, деформация черепа (башенный череп, монголоидное лицо). Бледность, желтуха и отложение меланина придают коже особый медный оттенок. Отмечаются перегрузка железом легких, сердца, печени, эндокринных органов, инфекционные осложнения, переломы костей, сдавление периферических нервов.
В периферической крови обнаруживаются микроцитарная гипохромная анемия (без лечения уровень гемоглобина не выше 70 г/л), мишеневидные эритроциты (вследствие деформации эритроидных клеток), выраженный анизо- и пойкилоцитоз. Наряду с признаками анемии, в периферической крови появляются нормобласты.
Малая форма β-талассемии возникает в гетерозиготном состоянии как следствие единичной β-талассемической мутации.
Изменения в общем анализе крови:
-
как правило, наблюдают умеренный (5,1–5,8×1012 /л) или выраженный (>6×1012 /л) эритроцитоз, на фоне нормальных или субнормальных показателей гемоглобина (100–130 г/л);
-
отмечаются выраженные микроцитоз (снижение MCV) и гипохромия (снижение МСН); расчет индекса Менцера (М) = MCV/RBC позволяет с высокой степенью вероятности заподозрить гетерозиготную талассемию при значении М <11,5;
-
число ретикулоцитов - нормальное или незначительно повышенное;
Анемии, обусловленные носительством гемоглобина, изменяющего структуру в условиях гипоксии (серповидноклеточная анемия)
Наиболее частой аномалией качественной структуры гемоглобина является гемоглобинопатия S, когда вследствие наследственной замены глютаминовой кислоты на валин в положении 6 β-цепи гемоглобина синтезируется аномальный HbS [23]. В случае гомозиготного носительства говорят о серповидноклеточной анемии, а при гетерозиготном носительстве - о серповидноклеточной аномалии. Заболевание наследуется по аутосомно-доминантному типу.
Клинические проявления связаны с эпизодическим образованием серповидных эритроцитов, что зависит от количества HbS в клетке. Серповидные клетки (дрепаноциты) закупоривают микрососуды и вызывают вазоокклюзионные осложнения, при этом они быстро разрушаются, что приводит к анемии.
При гомозиготном состоянии концентрация HbS высокая, и серповидные клетки обнаруживаются при физиологическом парциальном давлении кислорода (РО2 ), при гетерозиготном - образование серповидных эритроцитов происходит при пониженном РО2 . Клинически выраженное заболевание развивается только у гомозигот по серповидноклеточной анемии (SS). У гетерозигот клинические проявления развиваются редко, но они имеют большое значение в связи с риском развития гемоглобинопатии у потомства.
В анализах крови отмечается снижение гемоглобина, обнаруживаются серповидные эритроциты, отмечается базофильная пунктация эритроцитов, мишеневидность, повышено содержание ретикулоцитов.
Приобретенные гемолитические анемии
Изменения в общем анализе крови:
26.4.3. Изменения гемограмм при эритроцитозах различного генеза
Увеличение количества эритроцитов в периферической крови, сочетающееся с повышением концентрации гемоглобина, гематокрита и массы циркулирующих эритроцитов выше нормальных возрастных и физиологических значений называется эритроцитозом. Лабораторными признаками эритроцитозов являются увеличение количества эритроцитов в периферической крови выше 5,0×1012 /л у женщин и более 5,5×1012 /л - у мужчин; концентрации гемоглобина выше 164 г/л у женщин и 172 г/л - у мужчин; массы циркулирующих эритроцитов выше 32 мг/кг у женщин и более 36 мг/кг - у мужчин; возрастание гематокрита, соответственно выше 0,47 и 0,48 [2].
26.4.4. Изменения лейкоцитарных параметров гемограммы
Автоматические анализаторы оценивают от 10 до 30 тыс. лейкоцитов при подсчете в зависимости от их количества в пробе. Исследование с использованием гематологического анализатора дает в несколько раз более точный результат, чем микроскопическое исследование (стандартный подсчет на 100 клеток в окрашенном мазке) [10, 25, 30, 40].
Если при автоматизированном подсчете имеются "флаги", или резко измененный клеточный состав гемограммы (выраженная анемия, лейкоцитоз, лейкопения, наличие молодых форм, тромбоцитопения и т.д.), то обязательна оценка морфолога. Повторное исследование назначается при резкой, отрицательной динамике любых показателей, появлении новых флагов (рис. 26-1).

Пересмотр результата не требуется, если при повторном исследовании сохраняются флаги, проверенные морфологом при первичном исследовании, и нет отрицательной динамики.
Изолированное увеличение числа лейкоцитов называется лейкоцитозом, снижение - лейкопенией (табл. 26-6, 26-7).
Лейкоцит | Лейкоцитоз | Лейкопения |
---|---|---|
Базофил |
>1% базофилия |
Не бывает |
Эозинофил |
>5% эозинофилия |
Анэозинофилия - 0. Эозинопения <0,5% |
Нейтрофил |
>72% нейторофилез |
Нейтропения <47% |
Лимфоцит |
>39% лимфоцитоз |
Лимфопения <19% |
Моноцит |
>11% моноцитоз |
Моноцитопения <3% |
Лейкоцит | Лейкоцитоз абсолютный | Лейкопения абсолютная |
---|---|---|
Базофил |
>0,09 |
Не бывает |
Эозинофил |
>0,3 |
<0,02 |
Нейтрофил (миелоциты+метамиелоциты + палочкоядерные + сегментоядерные) |
>6,0 |
<2,0 |
Лимфоцит |
>3,0 |
<1,2 |
Моноцит |
>0,6 |
<0,09 |
Такие изменения могут касаться одной или более подгрупп циркулирующих лейкоцитов, включая нейтрофилы, эозинофилы, базофилы, моноциты и лимфоциты.
Оценка отклонений лейкоцитарных показателей
Физиологический лейкоцитоз
(перераспределительный, без увеличения продукции лейкоцитов) наблюдается при эмоциональном напряжении, боли, приеме белковой пищи, резкой смене температуры окружающей среды, действии ультрафиолетовых лучей, ионизирующей радиации, физической нагрузке и т.д.
Реактивный лейкоцитоз возникает как реакция красного КМ на патогенные воздействия. Развивается при инфекционных заболеваниях, воспалении, действии низких доз токсичных веществ как результат воздействия провоспалительных факторов (цитокинов, токсинов, продуктов активации комплемента).
Лейкемоидные реакции
Лейкемоидные реакции - это патологические реакции системы крови, характеризующиеся изменениями в периферической крови, как правило, увеличением общего количества лейкоцитов и появлением в периферической крови незрелых форм неопухолевых лейкоцитов.
Лейкемоидные реакции представляют собой изменения в крови и органах кроветворения, напоминающие лейкозы и другие опухоли кроветворной системы, но не трансформирующиеся в ту опухоль, на которую они похожи (рис. 26-2).

Морфологическая классификация лейкемоидных реакций по И.А. Кассирскому и Г.А. Алексееву (1970) [8]:
-
3) лейкемоидные реакции смешанные (моноцитарно-лимфатического типа);
-
4) лейкемоидные реакции миелобластного типа [32].
Лейкемоидные реакции миелоидного типа - наиболее распространенный вариант лейкемоидных реакций. Патогенез развития такого типа реакций представлен на рис. 26-3.

Формирование миелоидных лейкемоидных реакций может иметь наследственный характер в связи с дефицитом рецепторов для С3-компонентов комплемента или при дефектах хемотаксиса (синдром Джоба).
Миелоцитарные, промиелоцитарные и нейтрофильные реакции
Морфологические особенности нейтрофилов при патологии. Нейтрофильные гранулоциты - самая многочисленная группа лейкоцитов, составляющая 48–78%. В популяции нейтрофилов крови могут находиться клетки различной степени зрелости. Основная функция нейтрофилов - фагоцитоз.
Свойства нейтрофилов:
Морфологические изменения цитоплазмы представляют собой дефекты созревания, возникающие в результате "токсических условий", создавшихся в костном мозге. К ним относят:
Пенистая базофилия (вакуолизация цитоплазмы). Признак относится к наиболее ранним патологическим изменениям в лейкоцитах. В соответствии с Рекомендациями ICSH (2015) следует отмечать наличие вакуолизации в нейтрофилах в бланке результата исследования в случае ее обнаружения по схеме:
Токсическая зернистость - результат физико-химических изменений белковой структуры цитоплазмы под влиянием продуктов интоксикации.
В норме нейтрофилы в зависимости от метода окраски содержат в цитоплазме мелкие пылевидные сине-фиолетовые или красные гранулы. При токсическом изменении в цитоплазме нейтрофилов выявляется грубая, обильная черно-синего цвета зернистость, обусловленная усилением синтеза лизосомальных ферментов.
При подсчете лейкоцитарной формулы оценивать токсогенную зернистость следует, выражая результат в процентах, или плюсами:
Тельца Деле (Князькова–Деле, Доули) - это включения, светло-синие глыбки различного размера и формы, представляющие собой РНК из фрагментов шероховатого эндоплазматического ретикулума. Появляются при инфекционных и воспалительных заболеваниях (иногда даже при легком течении).
Показатели гемограммы при миелоцитарных и промиелоцитарных лейкемоидных реакциях: умеренный или часто выраженный лейкоцитоз со сдвигом лейкоцитарной формулы до молодых форм гранулоцитов (до миело- и промиелоцитов).
Показатели гемограммы при нейтрофильных лейкемоидных реакциях: нейтрофильный лейкоцитоз (выше 9,0×109 /л) со сдвигом лейкоцитарной формулы до палочкоядерных и метамиелоцитов.
Этиологические факторы:
По своей морфологической картине требуют дифференциальной диагностики с миелопролиферативными заболеваниями, в частности с хроническим миелолейкозом (табл. 26-8).
Признак | Лейкемоидная реакция миелоидного типа | Хронический миелолейкоз |
---|---|---|
Клиническая картина |
Клинические проявления основного заболевания |
Длительное состояние относительного благополучия |
Количество лейкоцитов |
Умеренный лейкоцитоз |
Высокий лейкоцитоз, реже количество лейкоцитов не изменено или снижено |
Лейкоцитарная формула |
Сдвиг влево до единичных миелоцитов, поликлональный характер гранулоцитов, дегенеративные изменения ядер и цитоплазмы гранулоцитов |
Сдвиг влево до промиелоцитов, миелобластов, наличие цитологических особенностей неоплатических миелоидных элементов |
Количество эозинофилов |
Снижение до полного отсутствия |
Эозинофильно-базофильная ассоциация |
Картина костного мозга |
Клеточность нормальная или некоторое увеличение клеток гранулоцитарного ростка, лейко-эритробластический индекс 5:1 |
Гиперплазия гранулоцитарного ростка, лейко-эритробластический индекс 50:1 |
Цитохимическое исследование |
Высокая или нормальная активность щелочной фосфатазы |
Низкая активность щелочной фосфатазы |
Цитогенетическое исследование |
Не выявляет хромосомных аномалий |
Наличие Ph-хромосомы, положительный тест на химерный белок AB/BCA |
Динамика состояния периферической крови |
Преходящий характер изменений, быстрая динамика картины крови |
Тенденция нарастания лейкоцитоза, нарастание анемии |
Лейкемоидные реакции эозинофильного типа
Эозинофилы содержат особую группу бактерицидных белков, включая эозинофильный катионный протеин.
Свойства:
-
способность высвобождать содержимое гранул в окружающее пространство (дегрануляция);
-
слабый фагоцитоз, при котором специфические гранулы могут сливаться с лизосомами и фагосомами;
-
эозинофилы способны прикрепляться к паразитам, локально высвобождать содержимое гранул и вводить его в цитоплазму паразита.
При подсчете лейкоцитарной формулы количество эозинофилов в норме составляет 0,5–5% или в абсолютных цифрах - 0,02–0,3×109 /л. Увеличение количества эозинофилов более 5% - эозинофилия. Причины развития эозинофильных реакций представлены на рис. 26-4.

Повышение абсолютного числа эозинофилов в периферической крови:
Лейкемоидные реакции моноцитарного типа
Моноциты - мононуклеарные клетки, которые выходят из кровеносного русла в ткани, где они дифференцируются в макрофаги.
Свойства:
В норме количество моноцитов при подсчете лейкоцитарной формулы составляет 3–11%, а в абсолютных цифрах - 0,09–0,6×109 /л. Увеличение количества моноцитов - моноцитоз.
Причины моноцитоза
-
Инфекции и воспалительные процессы, вызванные возбудителями, фагоцитируемыми, в основном, макрофагами (туберкулез, бруцеллез, сифилис, сальмонеллезы, листериоз, микозы, сап, протозойные инфекции, септический эндокардит, обусловленный грамотрицательной микрофлорой и др.), вирусные инфекции, период выздоровления от острых инфекций.
-
Неинфекционные причины, например, неспецифический язвенный колит, аутоиммунный тиреоидит, иммунопатологический цирроз печени и другие иммунопатологические заболевания.
Лейкемоидные реакции лимфоидного типа
Лимфоциты - мононуклеарные клетки, координирующие и осуществляющие иммунный ответ. Лимфоциты представлены тремя основными морфологические не отличимыми клеточными линиями - В-, Т-, NК-клетками. В-лимфоциты превращаются в плазматические клетки, которые вырабатывают антитела, Т-лимфоциты синтезируют активные вещества, включая интерферон.
Свойства:
В норме при подсчете лейкоцитарной формулы количество лимфоцитов составляет 18–37%, или в абсолютных цифрах - 1,2–3,0×109 /л; плазмоцитов до 5%. Увеличение количества лимфоцитов в периферическом русле более 40% или в абсолютных цифрах более 5,0×109 /л называется лимфоцитозом.
Физиологический лимфоцитоз. С 4–5 дня после рождения лимфоциты в крови начинают относительно преобладать над гранулоцитами - так называемый "первый перекрест". Физиологический лимфоцитоз сохраняется до 4–5 лет, когда наблюдается выравнивание относительного количества лимфоцитов и нейтрофилов - "второй перекрест". Физиологический относительный лимфоцитоз может сохраняться до 8 лет и затягиваться при наличии гипотрофии, дефицита железа, рахита. Максимальное количество лимфоцитов, как правило, в норме не должно превышать 9,0×109 /л у детей дошкольного возраста и 7,2×109 /л - у детей школьного возраста.
Патологический поликлональный лимфоцитоз (лейкемоидные реакции лимфоидного типа) является иммунным ответом на инфекционные и неинфекционные антигены и суперантигены, поликлональные иммуностимуляторы (табл. 26-9). Дифференциальная диагностика требуется с лимфопролиферативными заболеваниями (табл. 26-10).
Лимфоцитарные с наличием лимфоцитов с типичной морфологией | Лимфоцитарные с преобладанием лимфоцитов с атипичной морфологией | Плазмоцитарные |
---|---|---|
На фоне |
||
Инфекционного лимфоцитоза, индуцированном вирусом Коксаки, инфекционном паротите, коклюше, риккетиозе, коклюше, туберкулезе и др. |
Иммунопатологических состояний, на фоне бактериальных, паразитарных, вирусных инфекций, индуцированных герпес-вирусами, в частности вирусом Эстайна–Барр, цитомегаловирусами |
Вирусных инфекций: ветряной оспе, кори, краснухе; бактериальных: тифах; протозойных: токсоплазмозе, хламидиозе и др. |
В крови |
||
Выраженный лейкоцитоз, абсолютный лимфоцитоз, представленным морфологически не измененными лимфоцитами ≥20,0×109 /л, относительная нейтропения |
Выраженный или умеренный лейкоцитоз 10,0–25,0×109 /л, абсолютный лимфоцитоз с наличием 30–95% атипичных лимфоцитов, абсолютный моноцитоз, нейтропения, плазмоцитоз, тенденция к эозинофилии, аутоиммунные анемия и тромбоцитопения |
Лейкоцитоз, абсолютный лимфоцитоз, плазмоцитоз более 2–4%, часто моноцитоз |
В костном мозге |
||
Увеличение количества пролимфоцитов и лимфобластов |
Признаки гиперплазии лимфоцитарного ростка |
Более 20% плазмоцитов |
Признаки | Лимфолейкоз | Лейкемоидная картина |
---|---|---|
Возраст пациентов |
Старше 40 лет |
Дети до 15 лет |
Связь с инфекцией |
Сомнительна |
Протекает на фоне краснухи, кори, ветрянки, коклюша, скарлатины |
В лейкоцитарной формуле и в крови |
Сдвиг влево до лимфобластов (10% и более), наличие клеток с разрушенными ядрами, снижение количества тромбоцитов и эритроцитов |
Преобладают неизмененные лимфоциты, имеется эозинофилия |
Лейкемоидная реакция лимфоидного типа - инфекционный мононуклеоз, острое вирусное заболевание, вызываемое вирусами герпеса. Вирус Эпстайна–Барр обладает тропизмом к В-лимфоцитам, на поверхности которых имеются ВЭБ-рецепторы (CD21). Вирус встраивается в геном лимфоидной клетки и стимулирует ее к бластотрансформации. В нашей стране традиционно используется термин "атипичные мононуклеары". В Рекомендациях ICSH (2015) используется термин "реактивные лимфоциты", который наиболее правилен [28, 37].
Лейкопении
Лейкопения - это уменьшение общего количества лейкоцитов ниже 4×109 /л. У детей количество лейкоцитов в периферической крови имеет выраженную возрастную зависимость, в связи с чем под лейкопенией у ребенка подразумевают снижение количества лейкоцитов на 30% от средневозрастной нормы. Лейкопения - это показатель угнетения костномозгового кроветворения, тяжести патологического процесса, низкой реактивности организма и часто выступает симптомом какого-либо заболевания.
Классификация лейкопений
По патогенезу:
По происхождению:
В зависимости от вида лейкоцитов:
Механизмы лейкопении вследствие нарушения поступления лейкоцитов из красного КМ в кровь:
В основе нарушения созревания лейкоцитов могут лежать генетически обусловленные дефекты как самих кроветворных клеток (нейтропения Костмана), так и клеток "микроокружения". При этом созревание клеток крови достигает определенной стадии (например, промиелоцитов) и останавливается. Такие нарушения часто связаны с генетическими дефектами, нарушающими основные свойства и функции лейкоцитов (например, подвижность).
Уменьшение "плацдарма" лейкопоэза имеет место при замещении кроветворной ткани лейкозными клетками, метастазами опухолей, при аплазии кроветворения.
Механизмом сокращения времени пребывания лейкоцитов в периферической крови и, как следствие, лейкопении, может быть деструкция лейкоцитов, усиленное использование лейкоцитов, обусловленное аутоиммунным механизмом (системная красная волчанка, ревматоидный артрит), образование антител типа лейкоагглютининов при переливании крови (особенно лейкоцитарной массы), развитие гаптеновых механизмов (лекарственная нейтропения).
Усиленное выведение лейкоцитов из организма может быть обусловлено действием токсических факторов инфекционного происхождения (тяжелые инфекционные заболевания, обширные воспалительные процессы), гиперспленизмом и повышением фагоцитарной активности макрофагов селезенки при коллагенозах, циррозе печени, гемолитической анемии.
Повышенному использованию лейкоцитов предшествует ускоренный выход лейкоцитов из крови в ткани в условиях хронического рецидивирующего воспаления. Потеря лейкоцитов характерна для гнойного эндометрита, холецистохолангита и др.
Выраженная хроническая потеря нейтрофилов наблюдается у курильщиков, когда во время утреннего кашля с мокротой теряется от 0,5 до 2,0×108 гранулоцитов и 0,8–1,6×108 макрофагов.
Изменение соотношение между циркулирующим и пристеночным (маргинальным) пулом лейкоцитов в результате их скопления в расширенных капиллярах органов-депо (легкие, печень, кишечник). Эта лейкопения носит временный характер и обычно сменяется лейкоцитозом.
Нейтропения
Тяжесть нейтропении связана с относительным риском инфекции.
В зависимости от количества нейтрофилов в периферической крови выделяют четыре степени тяжести нейтропении:
Чаще всего у пациентов с выраженной нейтропенией развиваются воспаление подкожной клетчатки, фурункулез, пневмония, септицемия инфекционной природы.
Наследственные нейтропении
Нейтропения Костманна - это аутосомно-рецессивное наследственное заболевание, обусловленное дефектом рецептора колониестимулирущего фактора и характеризуется тяжелой нейтропенией (нейтрофилов или совсем нет, или их содержание не превышает 1–2%) и сопровождается различными инфекциями, гнойничками на теле (фурункулами и карбункулами), в дальнейшем - повторными пневмониями, абсцессами легких. Общее количество лейкоцитов в крови обычно в пределах нормы (за счет увеличения количества).
Циклическая нейтропения - заболевание, характеризующееся периодическим (обычно через довольно точный интервал от 2–3 нед до 2–3 мес) исчезновением из крови нейтрофилов. До возникновения "приступа" кровь больного имеет нормальный состав, а при исчезновении нейтрофилов увеличивается содержание моноцитов и эозинофилов.
Синдром Глассена - семейная лейкопения, распространенная среди арабов, африканских и американских негров, обычно протекающая доброкачественно.
К наследственным нейтропениям относятся также врожденные апластические состояния (костномозговая недостаточность), такие как апластическая анемия Фанкони, миелокахексия, синдром Швахмана–Даймонда–Оски.
Приобретенные нейтропении
Приобретенные нейтропении можно встретить при вирусных инфекциях (грипп, ОРВИ, краснуха, ВИЧ-I, инфекционный мононуклеоз, вирусные гепатиты, ветряная оспа), бактериальных инфекциях (коклюш, сальмонеллезы, риккетсиозы, спирохетозы).
Встречается также так называемая "вторичная нейтропения истощения" после длительной нейтрофилии при тяжелых инфекциях (кокковых и др.).
Приобретенные нейтропении наблюдаются при токсическом поражении нейтрофилов лекарственными препаратами: антитиреоидные средства, антибиотики, сульфаниламиды, нестероидные противовоспалительные средства, новокаинамид, фенотиазины, атипичные нейролептики и др.
Вторичные аплазии КМ развиваются при действии ионизирующего излучения, цитостатиков, миелотоксинов, при онкогематологических поражениях КМ.
Агранулоцитоз
Это клинико-гематологический синдром, характеризующийся полным или почти полным исчезновением нейтрофильных гранулоцитов в крови.
Условно за агранулоцитоз принимают число гранулоцитов менее 0,75×109 /л или общее количество лейкоцитов ниже 1,0×109 /л.
Наиболее часто причиной агранулоцитоза становится прием лекарственных препаратов (цитостатиков, аминазина, антитиреоидных препаратов, сульфаниламидов, некоторых антибиотиков, барбитуратов и др.).
Это состояние может развиться под действием ионизирующей радиации, а также при некоторых инфекционных заболеваниях (брюшном тифе, дизентерии, туберкулезе, гриппе, кори, краснухе) и при нарушениях питания, авитаминозах (особенно при авитаминозе В1 ).
В основе миелотоксического агранулоцитоза лежит угнетающее действие медикаментов на пролиферативную активность гранулоцитарных элементов. Этот агранулоцитоз обычно сочетается с анемией и тромбоцитопенией.
Ведущее значение в патогенезе иммунного (гаптенового) агранулоцитоза имеет появление в организме антител (агглютининов, лизинов и др.), действие которых направлено против собственных лейкоцитов. При этом лекарственные препараты выступают в роли гаптенов, образующих комплексные соединения с белками плазмы и мембран лейкоцитов, а вырабатываемые на образовавшийся "чужеродный" комплекс (антиген) антитела, фиксируясь на поверхности лейкоцитов, вызывают их разрушение.
Алейкия - это апластическое поражение КМ с резким угнетением и даже полным выключением миелоидного кроветворения и лимфоцитопоэза. Алиментарно-токсическая алейкия развивается при употреблении в пищу перезимовавшего в поле зерна, зараженного плесневыми грибками, образующими токсические вещества.
Эозинопения
Уменьшение количества эозинофилов наблюдается при:
Эозинопения является показателем тяжести состояния и неблагоприятного прогноза в динамике септических гнойных процессов на фоне выраженной абсолютной нейтрофилии.
Лимфопения
Ограничение продуцирования лимфоцитов возникает при:
Ускоренная гибель лимфоцитов развивается под воздействием лимфотропных вирусов: коревого, полиомиелита, Zoster, ВИЧ - как цитостатический эффект лекарственных противовирусных препаратов, действием антилимфоцитарных аутоантител при коллагенозах.
Потеря лимфоцитов происходит при свищах и дренировании грудного протока, застойной сердечной недостаточности, при экссудативных энтеропатиях.
Моноцитопения
Наиболее часто причинами снижения уровня моноцитов в крови являются острые инфекционные заболевания, при которых уменьшается уровень нейтрофилов (брюшной тиф). Долговременное лечение глюкокортикоидами при некоторых заболеваниях может сопровождаться моноцитопенией.
26.4.5. Оценка тромбоцитов в клиническом анализе крови
Тромбоциты - безъядерные клетки крови, имеющие форму диска, их количество составляет 150–400×109 /л крови. Они являются основным компонентом в образовании первичного тромба и важнейшим фактором гемостаза. Количественные и качественные нарушения тромбоцитарного состава приводят к нарушению свертывающей системы крови и склонности к кровотечениям [27].
Тромбоциты отделяются от мегакариоцитов КМ в процессе цитогенеза. При микроскопии окрашенного препарата они представляют собой маленькие гранулированные клетки с грубой мембраной и состоящей из четырех зон: периферической зоны, зоны золя - геля, органелл и системы мембран.
Из общего количества тромбоцитов, находящихся в единицу времени в организме, 70% циркулирует в общем объеме крови, а 30% находится в депонированном, "спящем" состоянии. Жизненный цикл тромбоцитов составляет около 10 дней, затем они утилизируются ретикулоэндотелиальными клетками печени и селезенки.
Выделяют следующие основные группы типовых видов нарушений и реактивных изменений в системе тромбоцитов:
Тромбоцитозы
Тромбоцитозы подразделяются на первичные (опухолевые, эссенциальные) и вторичные (реактивные и развивающиеся после спленэктомии).
Первичные тромбоцитозы возникают в результате клонального дефекта гемопоэтических стволовых клеток. Они могут быть либо симптомом миелопролиферативных заболеваний (хронический миелолейкоз, эритремия, миелофиброз, острый мегакариобластный лейкоз и др.), либо самостоятельной нозологической формой (эссенциальная тромбоцитемия, на которую распространяются закономерности опухолевой прогрессии гемобластозов). Диагностические критерии эссенциальной тромбоцитемии является длительный (более 3 мес) тромбоцитоз более 450×109 /л и наличие мутации JAK2 V617F.
Вторичные - реактивные тромбоцитозы - это количественные, доброкачественные изменения без нарушения морфологии и функции. Их генез не связан с поражением гемопоэтических клеток. Возникают они в результате воздействия лекарственных препаратов (Адреналин♠ , Норадреналин♠ , винкристин, винбластин), при массивных кровотечениях, травмах, оперативных вмешательствах, острых и хронических инфекциях, болезнях соединительной ткани, гемолизе, хроническом дефиците в организме железа, физических нагрузках, стрессах, либо после спленэктомии. Реактивный/вторичный тромбоцитоз - результат повышенной активации мегакариоцитопоэза, который составляет 80–90% случаев всех тромбоцитозов. Причинами могут послужить воспалительные процессы (язвенный колит, ревматоидный артрит, остеомиелит), инфекции, стресс, повреждения тканей (травмы, операции, ожоги), острая/хроническая кровопотеря, железодефицитные состояния, злокачественные новообразования (рак почки, рак предстательной железы, неходжкинские лимфомы), гемолитическая анемия, состояние после спленэктомии.
Выделяют также абсолютные (истинные, пролиферативные) тромбоцитозы, характеризующиеся возрастанием числа тромбоцитов в крови в результате их повышенного образования, и относительные (ложные, непролиферативные). Последние не сопровождаются увеличением общего числа тромбоцитов в крови (перераспределительные и гемоконцентрационные тромбоцитозы).
Гематологический анализатор может ошибочно сортировать мелкие частицы и относить их к тромбоцитам и показывать ложное увеличение числа тромбоцитов [14]. Причинами подобного ложного тромбоцитоза могут быть фрагменты клеток (например, бластных клеток во время химиотерапии), эритроциты малых размеров (сфероциты или фрагментоциты), шистоциты. Количество тромбоцитов возрастает также при криоглобулинемии.
Для подтверждения случайно обнаруженного тромбоцитоза необходимо проведение повторного анализа крови через несколько недель (особенно это относится к пограничным референтным значениям). Если количество тромбоцитов составляет >450×109 /л, первым шагом должно являться исключение любого сопутствующего заболевания, которое могло бы вызвать тромбоцитоз. В дифференциальной диагностике первичных и вторичных тромбоцитозов большое значение имеют лабораторные данные, поэтому при отсутствии каких-либо клинических проявлений и отклонений в лабораторных показателях как диагностический тест первой линии рекомендуется генотипирование JAK2 1849G/T (617V/F) - соматической мутации, возникающей в гемопоэтических клетках-предшественницах при миелопролиферативных заболеваниях, характерное для истинной полицитемии, эссенциальной тромбоцитемии и первичного миелофиброза. При отсутствии мутации JAК2 и клинико-лабораторных признаков, свидетельствующих о возможном миелопролиферативном заболевании, требуется исследование КМ.
Тромбоцитопении
Тромбоцитопенией является уменьшение количества тромбоцитов в периферической крови менее 100×109 /л.
Однако геморрагические проявления тромбоцитопении обычно наблюдаются при снижении количества тромбоцитов менее 50×109 /л и включают внутрикожные кровоизлияния, кровоточивость десен, меноррагию, петехии. Более тяжелый тромбоцитарный дефицит проявляется носовыми и желудочно-кишечными кровотечениями, геморрагическими пузырьками на слизистых оболочках (влажная пурпура).
Выделяют следующие группы тромбоцитопений:
Недостаточная продукция тромбоцитов костным мозгом может быть обусловлена угнетением стволовой кроветворной клетки или нарушением отшнуровки тромбоцитов от мегакариоцитов под влиянием лекарственных препаратов (левомицетин, цитостатические, антитиреоидные препараты, эстрогены), ионизирующей радиации, при аплазии КМ, дефиците тромбопоэтина, алкогольной интоксикации, вирусной инфекции и др.
Повышенное разрушение тромбоцитов является самой частой причиной тромбоцитопении и чаще обусловлено влиянием иммунных механизмов (образование антитромбоцитарных антител).
Тромбоциты также могут легко повреждаться при взаимодействии с патологически измененным эндотелием сосудов (митральный и аортальный стенозы, искусственные клапаны сердца, сосудистые протезы, катетеры, резко выраженный атеросклероз артерий, метастазы рака), при ожоговой болезни, гипотермии, постдекомпрессионной болезни, тяжелом кровотечении, при массивных трансфузиях.
Идиопатическая иммунная тромбоцитопеническая пурпура (ранее имела название болезнь Верльгофа) встречается чаще всего в молодом возрасте и преимущественно у женщин. Основные клинические симптомы заболевания - кровоизлияния в кожу и кровотечения из слизистых оболочек, возникающие спонтанно и при незначительных травмах. Патогенез заболевания в одних случаях связан с замедлением созревания мегакариоцитов и нарушением процесса отшнуровки тромбоцитов, в других - с образованием антитромбоцитарных антител, действие которых направлено на разрушение тромбоцитов в периферической крови [31].
Одной из причин тромбоцитопений является нарушение распределения пулов тромбоцитов. В норме примерно 70% всего количества тромбоцитов циркулирует в периферической крови, остальные 30% - секвестрируется в селезенке [31]. При спленомегалии значительно увеличивается секвестрация тромбоцитов в селезенке (увеличивается селезеночный пул) и уменьшается пул циркулирующих тромбоцитов (тромбоцитопения).
Список литературы
-
Абрамов М.Г. Гематологический атлас. М.: Медицина, 1979. 280 с.
-
Войцеховский В.В., Ландышев Ю.С., Гоборов Н.Д. Гипоксические эритроцитозы // Бюллетень. 2016. № 61. С. 107–119.
-
Гематология. Национальное руководство / под ред. О.А. Рукавицына. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2015. 776 с.
-
Гемоглобинопатии и талассемические синдромы / под ред. А.Г. Румянцева, Ю.Н. Токарева, Н.С. Сметаниной. М.: Практическая медицина, 2015. 448 с.
-
ГОСТ Р 53079.4-2008. Технологии лабораторные клинические. Обеспечение качества клинических лабораторных исследований. Часть 4. Правила ведения преаналитического этапа [Электронный вариант]. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200072566.
-
Жиленкова Ю.И., Зенина М.Н., Козлов А.В. и др. Использование эритроцитарных индексов для скрининга бета-талассемии // Медицинский алфавит. 2015. Т. 3 (Современная лаборатория), № 11. С. 60–63.
-
Зубрихина Г.Н., Блиндарь В.Н., Матвеева И.И. Возможности современного автоматизированного клинического анализа крови в дифференциальной диагностике истинного и перераспределительного (функционального) дефицита железа при анемическом синдроме у онкологических больных // Клиническая и лабораторная диагностика. 2014. № 5. С. 21–25.
-
Кассирский И.А., Алексеев Г.А. Клиническая гематология. 3-е изд. М.: Изд-во медицинской литературы, 1962. 812 с.
-
Клиническая лабораторная диагностика. Национальное руководство. В 2 т. / под ред. В.В. Долгова, В.В. Меньшикова. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. 928 с.
-
Луговская С.А. Современный автоматизированный анализ крови: клинико-диагностическое значение // Медицинский алфавит. 2010. Т. 4, № 20. С. 6–8.
-
Луговская С.А., Почтарь М.Е. Гематологический атлас. М.: Триада, 2016. 434 с.
-
Луговская С.А., Почтарь М.Е. Морфология клеток костного мозга в норме и патология: интерпретация миелограмм. Тверь: Триада, 2018. 246 с.: ил.
-
Малинова Л.И., Фурман Н.В., Долотовская П.В. и др. Тромбоцитарные индексы как маркеры интенсивности тромбоцитогенеза и агрегационной активности тромбоцитов: патофизиологическая трактовка, клиническое значение, перспективы исследования (обзор) // Саратовский научно-медицинский журнал. 2017. Т. 13, № 4. С. 813–820.
-
Мининкова А.И. Аналитические возможности гематологических анализаторов в оценке тромбоцитов (обзор литературы) // Клиническая и лабораторная диагностика. 2012. № 3. С. 27–34.
-
Обеспечение качества сбора первичных биологических образцов для лабораторных исследований при оказании экстренной и неотложной помощи: методические рекомендации. М., 2016. 26 с.
-
Практические рекомендации по взятию проб венозной крови для лабораторных исследований. М.: Российская федерация лабораторной медицины, 2021. 41 с.
-
Рукавицин О.А. Анемии / под ред. О.А. Рукавицина, А.Д. Павлова. СПб.: Д.-П., 2011. 240 с.
-
Рукавицын О.А. Актуальные вопросы диагностики и лечения анемии при хронических заболеваниях // Клиническая онкогематология. 2012. Т. 5, № 4. С. 296–304.
-
Справочник по клиническим лабораторным методам исследования. 2-е изд., испр. и доп. / под ред. Е.А. Кост. М.: Медицина, 1975. 384 с.
-
Aoki T.A. Соmprehensive review of our current understanding of red blood cell (RBC) glycoproteins // Membranes. 2017. Vol. 7, N 4. Р. 56. URL: https://doi.org/10.3390/membranes7040056.
-
Archer N., Brugnara C. Diagnosis of iron-deficient states // Crit. Rev. Clin. Lab. Sci. 2015. Vol. 52, Is. 5. P. 256–272. URL: https://doi.org/10.3109/10408363.2015.1038744.
-
Archer N., Shmukler B., Andolfo I. et al. Hereditary xerocytosis revisited // Am. J. Hematol. 2014. Vol. 89, N 12. P. 1142–1146.
-
Bain B.J. Haemoglobinopathy diagnosis. 3rd еd. Blackwell Publishing, 2020. 448 p.
-
Bancroft A.J., Abel E.W., McLaren M., Belch J.J. Mean platelet volume is a useful parameter: a reproducible routine method using a modified Coulter thrombocytometer // Platelets. 2000. Vol. 11, N 7. P. 379–387.
-
Barnes P.W., McFadden L., Machin S.J., Simson E. The International Consensus Group for Hematology Review: suggested criteria for action following automated CBC and WBC differential analysis // Lab. Hematol. 2005. Vol. 11, N 2. P. 83–90. URL: https://doi.org/10.1532/LH96.05019.
-
Bessman J.D., Williams L.J., Gilmer P.R.Jr. Mean platelet volume. The inverse relation of platelet size and count in normal subjects, and an artifact of other particles // Am. J. Clin. Pathol. 1981. Vol. 76, N 3. P. 289–293. URL: https://doi.org/10.1093/ajcp/76.3.289.
-
Brereton M., McCafferty R., Marsden K. et al. Recommendation for standardization of haematology reporting units used in the extended blood count // Int. J. Lab. Hematol. 2016. Vol. 38, N 5. P. 472–482. URL: https://doi.org/10.1111/ijlh.12563.
-
Briggs C., Culp N., Davis B. et al. ICSH guidelines for the evaluation of blood cell analysers including those used for differential leucocyte and reticulocyte counting // Int. J. Lab. Hematol. 2014. Vol. 36, N 6. P. 613–627. URL: https://doi.org/10.1111/ijlh.12201.
-
Buoro S., Da Rin G., Fanelli A., Lippi G. Harmonization of interpretative comments in laboratory hematology reporting: the recommendations of Working Group on Diagnostic Hematology of the Italian Society of Clinical Chemistry and Clinical Molecular Biology (WGDH-SIBioC) // Clin. Chem. Lab. Med. 2018 [Epub ahead of print]; URL: https://doi.org/10.1515/cclm-2017–0972.
-
Buttarello M., Plebani M. Automated blood cell counts: state of the art // Am. J. Clin. Pathol. 2008. Vol. 130, N 1. P. 104–116. URL: https://doi.org/10.1309/EK3C7CTDKNVPXVTN.
-
Cesari F., Marcucci R., Caporale R. et al. Relationship between high platelet turnover and platelet function in high-risk patients with coronary artery disease on dual antiplatelet therapy // Thromb. Haemost. 2008. Vol. 99, N 5. P. 930–935. URL: https://doi.org/10.1160/TH08–01–0002.
-
Da Costa L. Digital image analysis of blood cells // Clin. Lab. Med. 2015. Vol. 35, N 1. P. 105–122.
-
Goodnough L.T., Nemeth E., Ganz T. Detection, evaluation, and management of iron-restricted erythropoiesis // Blood. 2010. Vol. 116, Is. 23. P. 4754–4761. URL: https://doi.org/10.1182/blood-2010-05-286260.
-
Harrison P., Goodall A.H. Message in the platelet — more than just vestigial mRNA // Platelets. 2008. Vol. 19, Iss. 6. P. 395–404. URL: https://doi.org/10.1080/09537100801990582.
-
Jaumdally R.J, Varma C., Blann A.D. et al. Platelet activation in coronary artery disease: intracardiac vs peripheral venous levels and the effects of angioplasty // Chest. 2007. Vol. 132, N 5. P. 1532–1539.
-
Johansson U., Bloxham D., Couzens S. et al. British Committee for Standards in Haematology // Br. J. Haematol. 2014. Vol. 165, Iss. 4. P. 455–488. URL: https://doi.org/10.1111/bjh.12789.
-
Keng T.B., De La Salle B., Bourner G. et al. ICSH standardization of haematology critical results management in adults: an International Council for Standardization in Haematology, ICSH, survey and recommendations // Int. J. Lab. Hematol. 2016. Vol. 38, N 5. P. 457–471. URL: https://doi.org/10.1111/ijlh.12526.
-
Kim H.K., Kim J.E., Ham C.K. et al. Prognostic value of platelet indices as determined by ADVIA 120 in patients suspected of having disseminated intravascular coagulation // Int. J. Lab. Hematol. 2008. Vol. 30, Iss. 2. P. 117–123. URL: https://doi.org/10.1111/j.1751-553X.2007.00904.
-
Koupenova M., Kehrel B.E., Corkrey H.A., Freedman J.E. Thrombosis and platelets: an update // Eur. Heart J. 2017. Vol. 38, N 11. P. 785–791. URL: https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehw550.
-
Kratz A., Brugnara C. Automated hematology analyzers: state of the art // Clin. Lab. Med. 2015. Vol. 35. P. 225–235. URL: https://doi.org/10.1016/j.cll.2014.11.004.
-
Lance M.D., van Oerle R., Henskens Y.M., Marcus M.A. Do we need time adjusted mean platelet volume measurements? // Lab. Hematol. 2010. Vol. 16, N 3. P. 28–31. URL: https://doi.org/10.1532/LH96.10011.
-
Lecompte T.P., Bernimoulin M.P. Novel parameters in blood cell counters // Clin. Lab. Med. 2015. Vol. 35, N 1. P. 209–224. URL: https://doi.org/10.1016/j.cll.2014.11.001.
-
Levin J., Bessman J.D. The inverse relation between platelet volume and platelet number. Abnormalities in hematologic disease and evidence that platelet size does not correlate with platelet age // J. Lab. Clin. Med. 1983. Vol. 101, N 2. P. 295–307.
-
Lippi G., Buonocore R., Cervellin G. The Mean Platelet Volume Is Decreased in Patients Diagnosed with Venous Thromboembolism in the Emergency Department // Semin. Thromb. Hemost. 2016. Vol. 42, N 6. P. 632–635. URL: https://doi.org/10.1055/s-0036–1571335.
-
Macey M., Azam U., McCarthy D. et al. Evaluation of the anticoagulants EDTA and citrate, theophylline, adenosine, and dipyridamole (CTAD) for assessing platelet activation on the ADVIA 120 hematology system // Clin. Chem. 2002. Vol. 48, N 6, Pt 1. P. 891–899.
-
Palmer L., Briggs C., Mucfadden S. et al. ICSH recommendation for the standardization of nomenclature and grading of peripheral blood cell morphological features // Int. Lab. Hem. 2015. Vol. 37, N 3. P. 287–303. URL: https://doi.org/10.1111/ijlh.12327.
-
Pipitone S., Germagnoli L., Da Rin G. et al. Comparing the performance of three panels rules of blood smear review criteria on an Italian multicenter evaluation // Int. J. Lab. Hematol. 2017. Vol. 39, Iss. 6. P. 645–652.
-
Plebani M. Harmonization in laboratory medicine: more than clinical chemistry? // Clin. Chem. Lab. Med. 2018. Vol. 56. P. 1579–1586.
-
Pretini V., Koenen M.H., Kaestner L. et al. Red Blood Cells: Chasing Interactions // Front. Physiol. 2019. Vol. 10. Р. 945. URL: https://doi.org/10.3389/fphys.2019.00945.
-
Prinyakupt J., Pluempitiwiriyawej C. Segmentation of white blood cells and comparison of cell morphology by linear and naïve Bayes classifiers // BioMed Eng. OnLine. 2015. Vol. 14. Р. 63. URL: https://doi.org/10.1186/s12938-015-0037-1.
-
Reena M.R., Ameer P.M. Localization and recognition of leukocytes in peripheral blood: A deep learning approach // Computers in Biology and Medicine. 2020. Vol. 126, article 104034. URL: https://doi.org/10.1016/j.
-
Riedl J., Kaider A., Reitter E.M. et al. Association of mean platelet volume with risk of venous thromboembolism and mortality in patients with cancer. Results from the Vienna Cancer and Thrombosis Study (CATS) // Thromb Haemost. 2014. Vol. 111, N 4. P. 670–678. URL: https://doi.org/10.1160/TH13–07–0603.
-
Tekbas E., Akdemir I., Soydinc S. et al. Mean platelet volume in functional and thrombotic prosthetic mitral valve // Blood Coagul Fibrinolysis. 2012. Vol. 23, N 1. P. 91–93. URL: https://doi.org/10.1097/MBC.0b013e32834b827c.
-
Vis J.Y., Huisman A. Verification and quality control of routine hematology analyzers // Int. J. Lab. Hematol. 2016. Vol. 38, Suppl. 1. P. 100–109. URL: https://doi.org/10.1111/ijlh.12503.
-
Weiss G. Anemia of chronic disorders: new diagnostic tools and new treatment strategies // J. Semin. Hematol. 2015. Vol. 52, N 4. P. 313–320. URL: https://doi.org/10.1053.
-
Wintrobe M.M. Anemia: classification and treatment on the basis of differences in the average volume and hemoglobin content of red corpuscles // Arch. Intern. Med. 1934. Vol. 54. P. 256.
Глава 27. Менингиты и энцефалиты
Менингит - острое нейроинфекционное заболевание, характеризующееся преимущественным поражением мягкой и паутинной оболочек головного и спинного мозга. Для развития энцефалита обязательным является формирование воспаления вещества головного мозга.
Нейроинфекционные заболевания составляют значительную часть неврологической патологии в целом. При этом одной из наиболее часто встречающихся ее форм являются менингиты и менингоэнцефалиты, доля которых составляет более 6% органических заболеваний нервной системы [13, 22]. Помимо этого, инфекционные бактериальные процессы являются одним из наиболее частых осложнений при открытой черепно-мозговой травме и нейрохирургических оперативных вмешательствах, зачастую определяя течение и исход нейрохирургической патологии [6, 7]. На долю послеоперационных и посттравматических гнойных бактериальных менингитов приходится до 50% всех внутричерепных инфекционных процессов [10]. Посттравматические гнойные бактериальные менингиты и менингоэнцефалиты возникают у 11,1% всех больных с тяжелой черепно-мозговой травмой [8, 10, 30]. При этом у 26,7% пациентов, перенесших менингит, в последующем сохраняются остаточные проявления поражений нервной системы [33].
27.1. Классификация
В настоящее время существует несколько классификаций менингитов (энцефалитов), основанных на этиопатогенетических механизмах развития и клинико-лабораторных проявлениях заболевания. Необходимо отметить, что клиническая "ценность" этих градаций несколько различается. Самой значимой является классификация, основанная на этиологическом принципе. Наибольшую роль в развитии менингитов (энцефалитов) играют вирусы и бактерии. Значительно реже причиной этих форм острой нейроинфекции являются грибы, а также микоплазмы, простейшие, гельминты, риккетсии, амебы [1, 5].
Другой градацией, имеющей особую практическую ценность, является классификация, основанная на характере изменений состава ЦСЖ. Согласно ей выделяют две большие группы: гнойные и серозные менингиты. Гнойные менингиты, как правило, вызываются бактериями, а серозные - вирусами. Исключение составляют туберкулезный, сифилитический и некоторые другие менингиты.
Существует также классификация по течению и остроте развития симптоматики, согласно которой все менингиты (энцефалиты) подразделяют на молниеносные, острые, подострые, хронические и рецидивирующие формы.
По степени тяжести выделяют легкие формы, формы средней тяжести, тяжелые и крайне тяжелые.
Кроме того, менингиты (энцефалиты) делятся на первичные и вторичные. Процессы, развивающиеся без предшествующей инфекции, как самостоятельное заболевание, относятся к первичным (например, менингококковый, острый лимфоцитарный хориоменингит). К вторичным относят менингиты, возникающие как осложнение общей или локальной инфекции (пневмококковый, туберкулезный, при гнойном отите и др.), а также после нейрохирургических вмешательств и черепно-мозговых травм.
В зависимости от преимущественной локализации процесса выделяют конвекситальные, базальные и цереброспинальные менингиты [8, 15]. Энцефалиты по локализации подразделяются на лейкоэнцефалиты (с преимущественным поражением белого вещества), полиоэнцефалиты (с преимущественным поражением серого вещества), панэнцфалиты, стволовые и др. Кроме того, по морфологическим признакам выделяют некротический, геморрагический энцефалит и др. [2].
27.2. Этиология
Серозные вирусные менингиты составляют 60–65% общего количества случаев менингита. На долю гнойных бактериальных менингитов приходится до 30–35% случаев [34]. Остальные микроорганизмы в качестве возбудителей выступают значительно реже. При этом основную роль в развитии вирусных менингитов играют вирусы группы Коксаки и ЕСНО, лимфоцитарного хориоменингита, паротита. Гнойные менингиты могут вызываться большим количеством патогенных микроорганизмов, но наибольшее значение в развитии заболевания имеют лишь некоторые из них. У новорожденных основными этиологическими факторами являются кишечная палочка, листерии, клебсиеллы и энтерококки различных видов. В возрасте от 1 до 50 лет наибольший вклад в возникновение заболеваний вносят три микроорганизма. Это менингококк, пневмококк и гемофильная палочка. На их долю приходится до 90% всех случаев бактериальных менингитов данной возрастной категории. При этом N. meningitidis является причиной менингитов в 60% случаев, S. pneumoniae - 30% и H. influenzae - 10%. Остальные микроорганизмы встречаются намного реже. В возрастной группе старше 50 лет, кроме трех перечисленных микроорганизмов, определенную роль в возникновении заболеваний играют листерии и грамотрицательные бактерии. Иная этиологическая структура у больных с посттравматическими и послеоперационными гнойными бактериальными менингитами [6]. Здесь на первое место выходят стафилококки, энтерококки и стрептококки различных видов. Наиболее часто встречаются золотистый и коагулазоотрицательные стафилококки. Всего грамположительные бактерии обнаруживаются в 70–80% случаев. Кроме того, достаточно часто высеваются грамотрицательные бактерии [21, 24, 27–29, 32].
27.3. Патогенез и патологическая анатомия
Основой формирования заболевания является проникновение возбудителя в субарахноидальное пространство и/или вещество головного мозга с дальнейшей контаминацией мозговых оболочек. Наиболее часто распространение патогенов происходит гематогенным путем. Кроме того, поражение оболочек может осуществляться в области переломов костей черепа при черепно-мозговых травмах и при нейрохирургическом вмешательстве, а также в результате контактного распространения из септических очагов в костях черепа, позвоночника, околоносовых пазух. Необходимо отметить, что, проникая в ЦНС, возбудитель должен преодолеть ГЭБ, поэтому для развития заболевания необходимо предшествующее нарушение его структурно-функциональной организации барьера. К патогенетическим механизмам формирования клинических проявлений менингита и энцефалита относятся воспаление и отек оболочек и прилегающей ткани мозга, развитие дисциркуляции в мозговых и оболочечных сосудах, гиперсекреция ликвора и задержка его резорбции (что приводит к повышению внутричерепного давления), перераздражение рецепторов в мягкой мозговой оболочке, корешков и спинальных нервов и, наконец, общее воздействие интоксикации [2].
При патологоанатомическом исследовании при гнойных менингитах (менингоэнцефалитах) обнаруживается заполнение субарахноидального пространства гнойным экссудатом желто-зеленого цвета, определяющегося на конвекситальных поверхностях коры и основании мозга. Кроме того, формируется отек оболочек и вещества мозга. Поверхностные вены расширены, имеются мелкие кровоизлияния и тромбы в сосудах. Отмечается увеличение размеров желудочков и субарахноидального пространства. При гистологическом исследовании оболочек мозга удается обнаружить гиперемию сосудов и воспалительную клеточную инфильтрацию, в сосудах также наблюдается инфильтрация стенок, кроме того, нередко обнаруживаются некрозы и разрастание интимы. Гнойное воспаление затрагивает и сосудистые сплетения мозговых желудочков. При этом скопление лейкоцитов, отеки и гиперемия наблюдаются как в эпендиме, так и субэпендимарно, создавая картину гнойного эпендиматита. При серозных вирусных менингитах также находят отек оболочек и вещества мозга, увеличение размеров ликвороносных пространств. Отмечается диффузная инфильтрация паутинной и мягкой мозговых оболочек, максимально выраженная вокруг сосудов и состоящая из лимфоцитарных и плазматических клеток. На мозговых оболочках обнаруживаются единичные мелкоклеточные кровоизлияния. При энцефалитах в веществе мозга обнаруживаются изменения, которые могут носить некротический геморрагический и иной характер. При этом локализация этих изменений достаточно разнообразна и может охватывать различные отделы головного мозга. Это определяется как возбудителем заболевания, так и индивидуальными особенностями течения болезни [2, 26].
27.4. Диагностика
Диагностика менингитов складывается из триады синдромов:
Кроме того, для энцефалита также характерен и четвертый симптомокомплекс - очагового поражения головного мозга, который определяется топической локализацией и объемом нарушений [4, 9].
Синдром инфекционного заболевания представляет собой неспецифический симптомокомплекс и складывается из ряда клинических и лабораторных проявлений, таких как озноб, чувство жара, повышение температуры тела, кожных экзантем, воспалительных изменений в периферической крови (лейкоцитоз со сдвигом влево, увеличение СОЭ и др.).
Оболочечный симптомокомплекс складывается из общемозговых и собственно оболочечных (менингеальных) симптомов. Общемозговые симптомы вызваны раздражением болевых рецепторов мозговых оболочек и внутримозговых сосудов вследствие воздействия токсинов и повышенного внутричерепного давления. К ним относятся головная боль распирающего характера, нередко настолько интенсивная, что больные, даже находясь в бессознательном состоянии, громко вскрикивают ("гидроцефальный крик"). Нередко беспокоит тошнота. На высоте головной боли часто развивается обильная, так называемая мозговая рвота. При тяжелом течении менингита возникают судороги, психомоторное возбуждение. Степень расстройства сознания варьирует от умеренного оглушения до глубокой комы. Возможно возникновение продуктивной психопатологической симптоматики в виде бреда и галлюцинаций.
Собственно оболочечные симптомы можно подразделить на три группы. К первой группе относятся симптомы общей гиперестезии . У больного обнаруживается непереносимость шума или громкого разговора, наблюдается усиление головной боли от сильных звуков и яркого света. Отмечается кожная гиперестезия.
Вторую группу симптомов составляют реактивные болевые феномены . Для их выявления применяются перкуссия или пальпация определенных точек. Например, болезненность при надавливании на глазные яблоки. Симптом Керера - болезненность при пальпации точек выхода затылочных нервов. Симптом Менделя - резкая болезненность при давлении изнутри на переднюю стенку наружного слухового прохода. Скуловой симптом Бехтерева - перкуссия по скуловой дуге вызывает усиление головной боли. Симптом Флатау - расширение зрачков при быстром пассивном сгибании головы больного.
Третью группа симптомов составляют так называемые мышечные тонические напряжения или контрактуры . В клинической практике наиболее часто исследуются следующие симптомы.
-
Ригидность затылочных мышц - один из ранних и наиболее постоянных менингеальных симптомов. При появлении этого феномена не удается пассивно пригнуть голову больного к груди из-за напряжения мышц, разгибающих шею.
-
Ригидность длинных мышц спины - напряжение мышц приводит к тому, что больной изогнут кзади и не может разогнуться. В сочетании с напряжением мышц затылка в положении лежа на боку, создается "поза легавой собаки" или "поза взведенного курка": голова запрокинута назад, туловище максимально разогнуто, ноги приведены к животу, живот ладьевидно втянут. Эта поза, называемая также менингитической, встречается при тяжелом течении менингита.
-
Симптом Кернига - невозможность разогнуть ногу больного в коленном суставе, когда она согнута в тазобедренном. При этом мешает разгибанию не боль, а напряжение задней группы мышц бедра.
-
Верхний симптом Брудзинского - при пассивном сгибании головы больного происходит рефлекторное сгибание ног в коленных и тазобедренных суставах.
-
Средний симптом Брудзинского - такое же рефлекторное сгибание ног при надавливании на лонное сочленение больного.
-
Нижний симптом Брудзинского - рефлекторное сгибание ноги в коленном и тазобедренном суставах при пассивном сгибании другой ноги в этих же суставах.
-
Подскуловой симптом Брудзинского - рефлекторное поднятие плеч и сгибание предплечий при надавливании непосредственно под скулами. Вследствие своеобразной позы этот симптом называют также симптомом "креста".
-
Симптом Гийена - сдавливание четырехглавой мышцы бедра, с одной стороны, приводит к непроизвольному сгибанию в тазобедренном и коленном суставах противоположной ноги.
-
Симптом Гордона - при сдавливании икроножной мышцы происходит рефлекторное разгибание большого пальца стопы.
-
Симптом Германа - при пассивном сгибании головы происходит экстензия больших пальцев стоп.
Синдром воспалительных изменений ЦСЖ играет ведущую роль в установлении диагноза менингита. Отбор ликвора производят при поступлении пациента в медицинское учреждение посредством люмбальной пункции в положении лежа на боку по стандартной методике с соблюдением всех правил асептики и антисептики в условиях процедурного кабинета, перевязочной или операционной. Весьма желательным является забор проб ЦСЖ до начала антибактериальной терапии. Наиболее рациональным является исследование парных проб ликвора и сыворотки крови. Общие сведения о физических свойствах ликвора в норме и его составе отображены в табл. 27-1 [20, 25].
Свойства и состав | Значения |
---|---|
Прозрачность |
Прозрачный |
Цвет |
Бесцветный |
Давление, в положении лежа, мм вод.ст. |
Взрослые - 80–180. Новорожденные - 45–50. Младенцы - 85–11 |
Температура, °C |
37–37,5 |
рH |
7,4–7,6 |
Относительная плотность на уровне конечной цистерны |
1,006–1,008 |
Хлориды, ммоль/л |
120–130 |
Натрий, ммоль/л |
111–144 |
Глюкоза, ммоль/л |
50% от уровня глюкозы крови (в среднем 2,50–4,44) |
Молочная кислота, ммоль/л |
1,0–1,67 |
Общий белок, г/л |
0,22–0,33 |
Альбумины, г/л |
0,16–0,2 |
Глобулины, г/л |
0,04–0,05 |
Клеточный состав |
0–3 (до 6) в 1 мкл, лимфоциты, единичные моноциты |
Общее количество ликвора, используемого для лабораторного анализа, составляет 3–5 мл. Из них 1 мл идет на выполнение общеклинического и цитологического исследования, до 1 мл расходуется на проведение биохимического исследования, остальное количество необходимо для постановки микробиологических методов. Параллельно производят забор крови посредством пункции вены в области локтевой ямки.
Количество отбираемой крови составляет 1–2 мл - у новорожденных, 2–5 мл - у детей иных возрастных групп и 5–10 мл - у взрослых. Из них 0,5–1,0 мл идет на оценку воспалительных изменений, остальное количество используется для микробиологической диагностики.
При менингитах отмечается значительное повышение давления ЦСЖ (свыше 200 мм вод.ст.). Обязательно учитывают прозрачность и цвет ликвора. При серозных менингитах ЦСЖ, как правило, прозрачная, слегка опалесцирует, при гнойных - мутная желтовато-зеленого цвета. Цитологическое исследование ликвора обнаруживает значительное повышение в нем количества клеток (плеоцитоз). При гнойных менингитах преобладают нейтрофилы (40–100%), а при серозных - лимфоциты (40–60%) [25].
Весьма важно, чтобы подсчет количества форменных элементов в ликворе проводился в течение первых 30 мин после проведения люмбальной пункции. Этим обеспечивается оптимальная количественная оценка полученных данных. При этом для подсчета лейкоцитов производят предварительное окрашивание препарата.
После окрашивания препарат помещают в камеру Фукса–Розенталя, имеющую объем 3,2 мкл. Лейкоциты считают на малом увеличении во всех 16 больших (256 малых) квадратах. В случае наличия плеоцитоза в размере 200–1000×106 /л результат считают в половине квадратов камеры и затем умножают на 2, при плеоцитозе, составляющем более 1000×106 /л оценку проводят в одном ряду (в 4 больших квадратах) и затем результат умножают на 4. Полученное число затем делят на 3 (для оценки количества клеток в 1 мкл). Подсчет эритроцитов проводят в камере Горяева по правилам, аналогичным для подсчета эритроцитов крови.
В ЦСЖ также отмечается увеличение содержания белка (более выражено при гнойных бактериальных менингитах). Концентрация сахара при гнойных бактериальных менингитах обычно понижена. При вирусных - в пределах нормы или снижена (например, при туберкулезном менингите). Кроме этого, при формировании воспалительного процесса в оболочках головного мозга, в ликворе возможно возникновение так называемых синдромов диссоциации. Клеточно-белковая диссоциация характеризуется существенным повышением количества клеточных элементов в ЦСЖ на фоне нормального или умеренного повышения количества белка. Она характерна для многих бактериальных менингитов (менингоэнцефалитов). Белково-клеточная диссоциация характеризуется значительным повышением общего белка при умеренном плеоцитозе. Встречается при тяжелом течении менингита (менингоэнцефалита). Основные дифференциальные критерии ликворологической диагностики менингитов (менингоэнцефалитов) с рядом других состояний отражены в табл. 27-2 [9].
Характер ликвора |
Нормальный ликвор |
Менингизм |
Менингиты (менингоэнцефалиты) |
Субарахноидальное кровоизлияние |
||
---|---|---|---|---|---|---|
серозные вирусные |
серозные бактериальные |
гнойные бактериальные |
||||
Цвет и прозрачность |
Бесцветный, прозрачный |
Бесцветный, прозрачный |
Бесцветный, прозрачный или опалесцирующий |
Бесцветный, ксантохромный или опалесцирующий |
Белесоватый или зеленоватый, мутный |
Кровянистый или ксантохромный |
Давление, мм вод.ст. |
130–180 |
200–250 |
200–300 |
250–500 |
Повышено |
250–400 |
Цитоз, 109 /л |
0,002–0,008 |
0,002–0,008 |
0,02–1,0 |
0,2–0,7 |
Более 1,0–15,0 |
В первые дни соответствует количеству эритроцитов, с 5–7-го дня болезни - 0,015–0,12 |
Цитограмма, %:
|
80–85 0 |
80–85 3–5 |
80–100 0–20 |
40–60 20–60 |
0–60 40–100 |
С 5–7-го дня преобладают лимфоциты |
Белок, г/л |
0,25–0,33 |
0,16–0,45 |
0,33–1,0 |
1,0–3,3 |
0,66–16,0 |
0,66–16,0 |
Осадочные реакции (Панди, Нонне–Апельта) |
– |
– |
+; ++ |
+++; ++++ |
+++; ++++ |
+++ |
Нарушение соотношения содержания числа клеток и количества белка |
Нет |
Нет |
Нерезкая клеточно-белковая диссоциация; с 8–10-го дня болезни - белково-клеточная |
Умеренное повышение цитоза и белка, а затем белково-клеточная диссоциация |
Выраженная клеточно-белковая диссоциация |
Нет |
Фибриновая пленка |
Не образуется |
Не образуется |
В 3–4% случаев |
В 30–40% случаев |
Часто грубая в виде осадка |
Редко |
Содержание глюкозы, г/л |
0,55–0,65 |
0,55–0,65 |
0,55–0,65 |
Резко снижается |
Снижается |
Содержание не изменено |
27.5. Строение и функции гематоэнцефалического барьера
Учитывая значимую роль в развитии менингитов (энцефалитов) ГЭБ, зачастую возникает необходимость оценки нарушения его функций. В настоящее время ГЭБ рассматривается в качестве сложного саморегулирующегося морфофункционального объединения, регулирующего поступление в головной мозг одних веществ и выведение других для обеспечения нормальных метаболических процессов нервных клеток. Установлено, что ГЭБ обладает двумя тесно связанными между собой функциями - защитной и регуляторной [11, 17, 18]. Защитная функция направлена на недопущение проникновения в ткани головного мозга и воздействия на них веществ, чужеродных ЦНС. В основе регуляторной функции находится физиологически адекватная проницаемость, способствующая поступлению только тех веществ и только в тех концентрациях, которые необходимы в данный момент времени для нормального полноценного функционирования клеток ЦНС. В рамках ГЭБ выделяют несколько барьерных образований: собственно ГЭБ, гематоликворный барьер [20], а также ликвороэнцефалический барьер [4, 19, 23]. Схематическая структура организации ГЭБ отображена на рис. 27-1.

Значительную роль в осуществлении функций ГЭБ играют капилляры головного мозга, имеющие определенные особенности. К ним относятся следующие:
Кроме эндотелиоцитов капилляров, к структурным элементам ГЭБ также относятся их базальная мембрана, астроцитарная муфта, эпиндимная глия и ее базальная оболочка, поверхностная и субэпиндемальная глиальные мембраны, сосудистые сплетения желудочков мозга, элементы мягкой мозговой оболочки, арахноидальная оболочка, синусы твердой мозговой оболочки [3, 4, 14, 16, 31].
В качестве методов оценки состояния ГЭБ используются так называемые индексы (коэффициенты) проницаемости, характеризующие возможность проникновения тех или иных веществ из сыворотки крови в ЦСЖ. Для оценки защитной функции ГЭБ используется индекс проницаемости альбуминов, поскольку данные белки не вырабатываются в ЦНС и попадают в нее вследствие проникновения через барьер. Увеличение их количества свидетельствует о нарушении защитной функции ГЭБ.

Для оценки регуляторной функции используются индексы проницаемости по конкретному химическому веществу (метаболиту), например:

27.6. Методы микробиологической диагностики
Важнейшую роль в диагностике менингитов (энцефалитов) играют микробиологические методы. Именно с их помощью удается установить этиологию заболевания и, соответственно, наиболее эффективно и рационально назначить антибактериальную терапию, исходя из чувствительности выделенных штаммов микроорганизмов к антибиотикам различных групп.
В качестве методов экспресс-диагностики может быть использована реакция латекс-агглютинации. Она может проводиться при обнаружении воспалительных изменений в ликворе для предварительной постановки диагноза. Для ее постановки используют супернатант (надосадочную жидкость), полученный после центрифугирования ликвора.
Еще одной методикой, применяющейся в экспресс-диагностике, является встречный иммуноэлектрофорез . Он основан на движении друг к другу материала, содержащего антитела и антигены, в поддерживающем геле под воздействием электрического поля с формированием преципитата. Учет результатов производят с помощью увеличительного стекла в проходящем или падающем свете.
Нужно отметить, что методы экспресс-диагностики, к сожалению, не обладают достаточной эффективностью в детекции возбудителей заболевания, что предопределяет необходимость применения более сложных методов диагностики.
Одним из основных методов является проведение бактериоскопии нативного материала. Ликвор предварительно центрифугируют. Затем образец из осажденного слоя наносят на предметное стекло и высушивают в термостате при 37 °C или при комнатной температуре. После этого на приготовленный препарат наносят водно-спиртовой раствор красителя метиленового синего, проводят экспозицию в течение 2 мин. Затем образец тщательно промывают водопроводной водой. После подсушивания препарата его микроскопируют при большом увеличении.
Микроскопическое исследования препарата, окрашенного по Граму. Проводят окрашивание по Граму в модификации Калины. Сначала на обезжиренное предметное стекло наносят около 0,05 мл стерильного 0,9% раствора натрия хлорида. Затем в него вносят биологический образец в таком же количестве. После этого добавляют 0,02 мл спиртового раствора бриллиантового зеленого. Препарат высушивают при комнатной температуре и фиксируют над пламенем. Затем на препарат наносят основной краситель. Проводят экспозицию в течение 1,5–2,0 мин, оставшуюся краску сливают, а предметное стекло аккуратно промывают водой. Затем проводят отмывку препарата в наклонном положении спиртом до отхождения облачков краски и снова промывают водой. В последующем дополнительно окрашивают препарат водным раствором фуксина в течение 2 мин. Затем его повторно промывают водой и просушивают. Полученный образец оценивают с помощью микроскопии при большом увеличении светового микроскопа ×1000 [10, 14].
Приготовление препарата крови "толстая капля" . Приблизительно на середину предметного стекла наносят каплю крови, которую с помощью стерильного аппликатора аккуратно и равномерно концентрически распределяют по стеклу до достижения диаметра пятна около 1,5 см, дожидаются высыхания препарата. Затем на образец наносят спиртовой раствор метиленового синего и выдерживают его в течение 2–3 мин. По истечении этого времени препарат промывают водой и высушивают при комнатной температуре. Микроскопическое исследование препарата проводят при использовании иммерсионного объектива с увеличением ×1000.
Полученные в ходе микроскопического исследования данные должны быть в обязательном порядке подтверждены культуральными (бактериологическими) методами. Непосредственно после проведения спинальной пункции 3–4 капли ЦСЖ помещают на поверхность питательной среды (шоколадный агар). После этого чашку Петри закрывают и аккуратно равномерными круговыми движениями распределяют ликвор по всей поверхности агара. Кроме того, 5–6 капель ЦСЖ вносят в пробирку с 0,1% полужидким сывороточным агаром. Чашки Петри и пробирки с биологическим материалом инкубируют в термостате при температуре 37 °C в течение 24–48 ч в условиях атмосферы, обогащенной СО2 до 5–10%. После этого проводят идентификацию выделенных микроорганизмов до вида. Быстрой и точной является идентификация с помощью прямого белкового профилирования белков микроорганизмов, например, метода MALDI-TOF масспектрометрии с использованием анализатора Bruker (Германия) с программным обеспечением Biotyper. После окончательной верификации возбудителей заболевания определяют их чувствительность к антибиотикам различных групп. Рекомендуется определение минимальной подавляющей концентрации. Для некоторых возбудителей допускается диско-диффузионный метод определения чувствительности к антимикробным препаратам.
Посев образцов крови выполняют во флаконы, содержащие "двухфазную" питательную среду, приводя соотношение крови к жидкой фазе к 1:10. После этого образцы крови инкубируют в термостате при температуре 37 °C в течение 5 сут. После этого ежедневно производится контроль образцов на наличие роста бактерий, признаками которого является помутнение среды, появление осадков, хлопьев, газообразование. При отсутствии роста в течение 48 ч проводят посев образцов на шоколадный агар. В случае отрицательных результатов роста при посеве инкубацию флаконов продолжают еще в течение 72 ч. При обнаружении роста микроорганизмов проводят микроскопическое исследование препаратов, окрашенных по Граму. После проведения микроскопического исследования выполняют посев на шоколадный агар для детекции менингококков, пневмококков и гемофильной палочки. В случае предварительного обнаружения при бактериоскопии иных возбудителей могут быть использованы другие питательные среды, такие как среда Эндо, среда Сабуро, желточно-солевой агар.
Широкое применение в диагностической практике получило обнаружение бактериальных и вирусных антигенов в инфекционных материалах, тканях и культурах клеток при помощи флюоресцирующих антител (сывороток). Приготовление флюоресцирующих сывороток основано на способности некоторых флюорохромов (например, изотиоцианата флюоресцеина) вступать в химическую связь с сывороточными белками, не нарушая их иммунологической специфичности.
Реакция иммунофлюоресценции (РИФ) - это сложная серологическая реакция, которая выявляет неизвестные микробные антигены с помощью известных сывороток (антител) меченных или связанных с флюорохромами. Возбуждаемое внешним излучением свечение позволяет их обнаружить антигены при помощи люминесцентного микроскопа. В качестве стандартного флюорохрома обычно используют флюоресцеин-изотиоцианат, прочно связывающийся с глобулинами антител.
Различают две разновидности метода: прямой и непрямой. Прямой метод РИФ основан на том, что антигены тканей или микробы, обработанные иммунными сыворотками с антителами, меченными флюорохромами, способны светиться в УФ-лучах люминесцентного микроскопа. Бактерии и вирусы в мазке, обработанные такой люминесцирующей сывороткой, светятся в клетках зеленым цветом.
Непрямой метод РИФ заключается в выявлении комплекса антиген–антитело с помощью антиглобулиновой (против антитела) сыворотки, меченной флюорохромом. Для этого мазки обрабатывают антителами антимикробной кроличьей диагностической сыворотки. Затем антитела, не связавшиеся антигенами микробов, отмывают, а оставшиеся на микробах антитела выявляют, обрабатывая мазок антиглобулиновой (антикроличьей) сывороткой, меченной флюорохромами. В результате образуется комплекс микроб + антимикробные кроличьи антитела + антикроличьи антитела, меченные флюорохромом. Этот комплекс наблюдают в люминесцентном микроскопе, как и при прямом методе.
27.7. Другие серологические реакции для обнаружения специфических антигенов и антител
Реакция связывания комплемента (РСК) - это сложная многокомпонентная серологическая реакция. В ней используют две конкурирующие системы антиген и антитело и один комплемент. Первую систему называют исследуемой или тест-системой, вторую - индикаторной или гемолитической.
РСК заключается в том, что при соответствии друг другу антигенов и антител они образуют иммунный комплекс, к которому через Fc-фрагмент антител присоединяется комплемент, то есть происходит связывание комплемента комплексом антиген–антитело. Если же комплекс не образуется, то комплемент остается свободным. PCK проводят в две фазы: 1-я фаза - инкубация смеси, содержащей антиген, антитело и комплемент; 2-я фаза (индикаторная) - выявление в смеси свободного комплемента путем добавления к ней гемолитической системы, состоящей из эритроцитов барана (антиген) и гемолитической сыворотки, содержащей антитела к ним. В 1-й фазе реакции при образовании комплекса антиген–антитело происходит связывание им комплемента, и тогда во 2-й фазе гемолиз сенсибилизированных антителами эритроцитов не произойдет (реакция положительная). Если антиген и антитело не соответствуют друг другу (в исследуемом образце нет антигена или антитела), комплемент остается свободным и во 2-й фазе присоединится к комплексу эритроцит - антиэритроцитарное антитело, вызывая гемолиз (реакция отрицательная). РСК имеет много компонентов, поэтому ставят несколько контролей. Все компоненты используют в эквивалентных количествах. Так же как и другие серологические реакции, РСК применяют для серодиагностики и сероидентификации.
Реакция непрямой гемагглютинации (РНГА - Indirect hemagglutination test) - метод выявления антигенов и антител, основанный на способности эритроцитов, на поверхности которых предварительно адсорбированы антигены или антитела, агглютинироваться в присутствии гомологичных сывороток или соответствующих антигенов.
При обнаружении антигенов реакция обозначается обратной пассивной гемагглютинацией - РОПГА (reversed passive hemagglutination test), а при обнаружении антител - пассивной гемагглютинацией - РПГА (passive hemagglutination test).
В настоящее время разработаны различные методы изготовления эритроцитарных диагностикумов, отличающихся по способам сенсибилизации эритроцитов (с помощью танина, глютарового альдегида, хлорида хрома, риванола и т.п.), их видовой принадлежности (человека, барана, курицы, индюка и т.д.), вариантам постановки реакции (в планшетах для микротитрования, в пробирках, капиллярах и т.д.) и учета результатов (визуальный и инструментальный).
Чаще РНГА проводится в планшетах для микротитрования, в которых предварительно приготовляются разведения исследуемой сыворотки и контрольных образцов. После внесения эритроцитарного диагностикума и инкубации проводится учет результатов реакции. Положительными считают образцы, в которых происходит агглютинация эритроцитов, имеющая вид перевернутого "зонтика". При отрицательной реакции эритроциты оседают на дно лунки в виде кольца, диска или пуговки.
Для выявления антител или антигенов в биологических жидкостях может использоваться ИФА.
Иммуноферментный анализ (англ. enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA) - сложная серологическая реакция - серодиагностика и сероидентификация с обязательным участием АТ, меченных ферментами. Самый популярный в современных лабораториях иммунологический метод качественного или количественного определения различных низкомолекулярных соединений, макромолекул, вирусов и прочих, в минимальных концентрациях (нг/л) в основе которого лежит специфическая реакция антиген–антитело. Выявление образовавшегося комплекса проводят с использованием фермента в качестве метки для визуализации реакции.
27.8. Молекулярно-биологическая диагностика
В настоящее время для этиологической диагностики менингитов (энцефалитов) широко применяются молекулярно-биологические методы, в частности ПЦР. Выявление ДНК или РНК возбудителей с использованием ПЦР является одним из наиболее достоверных методов лабораторной диагностики инфекционных заболеваний и позволяет получить результат через несколько часов от начала исследования. Кроме того, ПЦР имеет большое значение при исследовании ликвора пациентов, которые получали лечение антибиотиками до люмбальной пункции, так как в этом случае результат культурального исследования может быть отрицательным. Вирусологическое исследование при менингитах (энцефалитах) обладает низкой чувствительностью и проводится в редких случаях, поэтому применение ПЦР в случаях вирусной природы менингитов является наиболее информативным методом. Диагностические тесты позволяют выявить Enterovirus, Herpes simplex virus 1/2, Epstein-Barr virus, Varicella Zoster virus, Cytomegalovirus, Human herpes virus 6, Parvovirus B19, Rubella virus, вирусы кори и паротита и др. Недостатком этого метода исследования является то, что предложенные тесты позволяют обнаружить только наиболее распространенных возбудителей менингита (энцефалита), и данный метод не позволяет получить информацию о чувствительности выделенного возбудителя к антимикробным препаратам. В связи с этим в настоящее время ПЦР не является основным методом диагностики менингита (энцефалита), а может использоваться только в комплексе с другими методами исследования.
27.9. Методы определения чувствительности выделенных микроорганизмов к антибиотикам различных групп
Методы определения чувствительности микроорганизмов подразделяют на методы серийных разведений и диффузные методы. Методы серийных разведений в бульоне и агаре основаны на прямом воздействии антимикробного препарата и количественном определении минимальной подавляющей концентрации антибиотика по отношению к исследуемому микроорганизму. Диффузионные методы основаны на подавлении роста исследуемой культуры при диффузии из носителя антибактериального препарата в плотную питательную среду. Существуют две модификации диффузионного метода: диско-диффузионный и Е-тест.
Диско-диффузионный метод - качественный метод. Он позволяет отнести исследуемый микроорганизм к чувствительным (S), умеренно устойчивым (I) и устойчивым ® штаммам. Благодаря простоте исполнения он является основным для практических лабораторий. Е-тест - количественный метод, непосредственно определяющий минимальную подавляющую концентрацию антибиотика. Распространение получили тест-системы для определения лекарственной чувствительности, в основе которых лежит метод микроразведений антибиотиков. Это позволяет стандартизировать подготовительные этапы исследования, оценивать результат визуально или с применением различных автоматизированных систем. Одной из разновидностей метода серийных разведений является метод, основанный на использовании двух концентраций антибиотика, соответствующих пограничным значениям минимальной подавляющей концентрации. Такая тест-система представляет собой пластиковую полоску с расположенными на ней двумя рядами лунок. Каждый антибактериальный препарат, представленный на полоске, в первой лунке содержит "малую" пороговую концентрацию лиофилизированного антибиотика, а во второй лунке "большую" пороговую концентрацию. Первая пара лунок не содержит антибиотик и служит для контроля роста исследуемой культуры. Последняя пара лунок нужна для дополнительного тестирования культуры на чувствительность к препаратам, не входящим в набор системы. Результат оценивают по наличию или отсутствию мутности (роста) в лунках. Наличие роста в лунках с "малой" и "большой" концентрацией антибиотика свидетельствует о резистентности культуры к данному антибиотику. Наличие роста в лунке с "малой" концентрацией препарата и отсутствием роста в лунке с "большой" концентрацией - указывает на умеренную устойчивость штамма. Отсутствие роста в обеих лунках позволяет отнести исследуемую культуру к чувствительным штаммам.
Список литературы
-
Андреева Г.О., Базилевич С.Н., Бисага Г.Н. и др. Нервные болезни / под ред. М.М. Одинака. СПб.: СпецЛит, 2014. 526 с.
-
Андреева Г.О., Базилевич С.Н., Бисага Г.Н. и др. Частная неврология / под ред. М.М. Одинака. М.: Медицинское информационное агентство, 2009. 576 с.
-
Баранич А.И., Савин И.А., Табасаранский Т.Ф. и др. Нарушения системы гемостаза у пациентов с аневризматическим субарахноидальным кровоизлиянием // Вопросы нейрохирургии. 2018. № 4. С. 109–116.
-
Бредбери М. Концепция гематоэнцефалического барьера / пер. с англ. М.: Медицина, 1983. 480 с.
-
Виленский Б.С. Острые нейроинфекции: Справочник. СПб.: Фолиант, 2008. 67 с.
-
Горбунов В.И. О патогенезе внутричерепных гнойных осложнений при тяжелой черепно-мозговой травме // Нейрохирургия. 1998. № 2. С. 22–25.
-
Гусев Е.И., Коновалов А.Н., Скворцова В.И. Неврология и нейрохирургия. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2015, Т. 2. 408 с.
-
Гусев Е.И., Коновалов А.Н., Скворцова В.И. Неврология. Национальное руководство. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2018. 880 с.
-
Дифференциальная диагностика нервных болезней. Руководство для врачей / под ред. Г.А. Акимова, М.М. Одинака. 3-е изд., испр. и доп. СПб.: Гиппократ, 2004. 742 с.
-
Клинические рекомендации (протокол лечения) оказания медицинской помощи детям больным менингококковой инфекцией. СПб., 2015. 80 с.
-
Коновалов А.Н., Лихтерман Л.Б., Потапов А.А. и др. Нейротравматология. М.: Вазар, 1994. 416 с.
-
Крыжановский Г.Н. Общая патофизиология нервной системы. М.: Медицина, 1997. 352 с.
-
Куффлер С., Николс Дж. От нейрона к мозгу: пер. с англ. М.: Мир, 1979. 439 с.
-
Лабораторная диагностика менингококковой инфекции и гнойных бактериальных менингитов. Методические указания. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2005. 48 с.
-
Лебедев В.В. Гематоэнцефалический барьер в практической нейрохирургии // Нейрохирургия. 2006. № 2. С. 6–11.
-
Лобзин Ю.В., Пилипенко В.В., Громыко Ю.Н. Менингиты и энцефалиты. СПб.: Фолиант, 2003. 128 с.
-
Моргун А.В. Основные функции гематоэнцефалического барьера // Сибирский медицинский журнал (Иркутск). 2012. Т. 109, № 2. С. 5–8.
-
Моргун А.В., Кувачева Н.В., Комлева Ю.К. и др. Модели гематоэнцефалического барьера in vitro: современное состояние проблемы и перспективы // Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2012. Т. 6, № 4. С. 42–51.
-
Никифорова Н.В. Регуляторная и защитная функции гематоэнцефалического барьера при критических состояниях у пострадавших с черепно-мозговой травмой: автореф. дис. … д-ра мед. наук: 14.00.37 / Никифорова Наталья Владимировна; ГУ НИИ общей реаниматологии РАМН. М., 2004. 46 с.
-
Новикова Л.Н. Ультраструктура гематоликворного барьера в сосудистом сплетении боковых желудочков головного мозга кролика при острой ишемии // Журнал Гродненского государственного медицинского университета. 2009. Т. 26, № 2. С. 76–78.
-
Одинак М.М., Корнилов Н.В., Грицанов А.И. и др. Невропатология контузионно-коммоционных повреждений мирного и военного времени / под ред. А.И. Грицанова. СПб.: МОРСАР АВ, 2000. 432 с.
-
Одинак О.М., Воробьев С.В. Нейроинфекции. Нейросифилис и бактериальные менингиты (особенности этиотропной и патогенетической терапии). СПб.: ВМедА, 2003. 100 с.
-
Скрипченко Н.В., Алексеева Л.А., Железникова Г.Ф. Ликвор и его клиническое значение при инфекционных заболеваниях нервной системы // Педиатр. 2011. Т. 2, № 3. С. 21–31.
-
Скрипченко Н.В., Сорокина М.Н., Иванова В.В. и др. Серозные менингиты энтеровирусной этиологии. Методические рекомендации. СПб., 2000. 32 с.
-
Филатова Т.Г. Бактериальные гнойные менингиты. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2014. 42 с.
-
Ходюкова А.Б, Дальнова Т.С., Василиу-Светлицкая С.Г. Лабораторное исследование цереброспинальной жидкости // Медицинские новости. 2012. № 1. С. 36–40.
-
Цинзерлинг В.А., Чухловина М.Л. Инфекционные поражения нервной системы: вопросы этиологии, патогенеза и диагностики. Руководство для врачей. СПб.: Элби-СПб, 2011. 584 с.
-
Ku L.C., Boggess K.A., Cohen-Wolkowiez M. Bacterial meningitis in infants // Clin. Perinatol. 2015. Vol. 42, N 1. P. 29–45.
-
Lin T.Y., Chen W.J., Hsieh M.K. et al. Postoperative meningitis after spinal surgery: a review of 21 cases from 20,178 patients // BMC Infect Dis. 2014. Vol. 14. P. 220.
-
Roos K.L. Acute bacterial meningitis // Semin. Neurol. 2000. Vol. 20, N. 3. P. 293–306.
-
Rutland-Brown W., Langlois J.A., Thomas K.E., Xi Y.L. Incidence of traumatic brain injury in the United States // J. Head. 2003. N 3. Р. 23–28.
-
Sweeney M.D., Zhao Z., Montagne A. et al. Blood-Brain Barrier: From Physiology to Disease and Back // Physiol Rev. 2019. Vol. 99, N 1. P. 21–78.
-
Tebruegge M., Curtis N. Epidemiology, etiology, pathogenesis, and diagnosis of recurrent bacterial meningitis // Clin. Microbiol. Rev. 2008. Vol. 21, N 3. P. 519–537.
-
Thomas R., Le Tulzo Y., Bouget J. et al. Trial of dexamethasone treatment for severe bacterial meningitis in adults // Intensive Care Med. 1999. Vol. 25, N 5. P. 475–480.