Патогенез апластической анемии

Согласно современным представлениям, основанным на многочисленных культуральных, электронно-микроскопических, гистологических, биохимических, ферментативных методах исследования, в патогенезе апластической анемии имеют значение три основных механизма: непосредственное повреждение полипотентных стволовых клеток (ПСК), изменение микроокружения стволовой клетки и вследствие этого торможение или нарушение ее функции; иммунопатологическое состояние.

По современным представлениям, причиной панцнтопении на клеточном и кинетическом уровне является значительное снижение количества ПСК и более зрелых коммитированных предшественников эритро-, миело- и тромбоцитопоэза. Определенную роль играет и качественный дефект резидуальных стволовых клеток, выражающийся в их неспособности продуцировать адекватное количество зрелых потомков. Дефект ПСК является первичным расстройством, который проявляется или усиливается при воздействии различных этиологических факторов. Первичность дефекта ПСК, как ведущего фактора патогенеза апластической анемии, основывается на выявлении у больных резкого снижения колониеобразующей способности клеток костного мозга, сохраняющегося даже в период клинико-гематологической ремиссии, и обнаружении морфологически дефектных клеток гемопоэза, свидетельствующих о функциональной неполноценности ПСК. Установлено, что при снижении уровня ПСК более чем на 10 % от нормы возникает дисбаланс процессов дифференциации и пролиферации с преобладанием дифференциации, чем, вероятнее всего, и объясняется снижение колониеобразующей способности костного мозга. Первичность дефекта ПСК при апластической анемии подтверждается следующими фактами:

• развитие апластической анемии возможно на фоне приема хлорамфеникола (левомицетнна), необратимо ингибирующего включение аминокислот в белки митохондрий и синтез РНК в клетках-предшественниках костного мозга, что приводит к нарушению их пролиферации и дифференциации;
• лучевые воздействия вызывают гибель части ПСК и развившиеся в стволовой системе облученных изменения могут быть причиной апластической анемии;
• доказана эффективность аллогенной трансплантации костного мозга при апластической анемии;
• подтверждена связь апластической анемии с клональными заболеваниями - возможна трансформация апластической анемии в пароксизмальную ночную гемоглобинурию, миелодиспластический синдром, острый миелобластный лейкоз.

В настоящее время полагают, что редукция пула гематопоэтических предшественников опосредована механизмом запрограммированной клеточной смерти (апоптозом). Причиной развития аплазий кроветворения, вероятно, является повышенный апоптоз стволовых клеток. Повышенная склонность стволовых клеток к апоптозу может быть врожденной (такой механизм постулирован для врожденных аплазий) или индуцированной гиперэкспрессией проапоптотических генов активированными участниками иммунного ответа (идиопатические аплазии, аплазии после инфузий донорских лимфоцитов) или миелотоксическими воздействиями (у-излучение). Установлено, что темпы сокращения пула предшественников и конкретные эффекторные механизмы апоптоза отличаются при различных вариантах А А.

Важным аспектом патогенеза апластической анемии является патология кроветворного микроокружения. Возможен первичный дефект клеток кроветворного микроокружения, о чем свидетельствует уменьшение колониеобразующей функции фибробластов костного мозга и изменение ультраструктурных и ультрацитохимических показателей костномозговых клеток стромального микроокружения. Так, у больных апластической анемией наряду с тотальным жировым перерождением отмечаются общие для всех стромальных клеток изменения, независимо от их локализации в паренхиме костного мозга. Кроме того, обнаружено увеличение содержания митохондрий, рибосом и полисом в цитоплазме клеток. Возможен дефект функции стромы костного мозга, что приводит к уменьшению способности стромальных клеток выделять гемопоэтические ростовые факторы. Существенная роль в изменении кроветворного микроокружения отводится вирусам. Известно, что имеется группа вирусов, способных воздействовать на клетки костного мозга - это вирус гепатита С, вирус Денге, вирус Эпштейна-Барр, цитомегаловирус, парвовирус В19, вирус иммунодефицита человека. Вирусы могут воздействовать на гемопоэтические клетки как непосредственно, так и через изменение кроветворного микроокружения, о чем свидетельствует обнаружение множественных патологических включении в ядрах практически всех клеток стромы по данным электронной микроскопии. Персистирующие вирусные частицы способны воздействовать на генетический аппарат клеток, тем самым извращая адекватность передачи генетической информации другим клеткам и нарушая межклеточное взаимодействие, что может передаваться по наследству.

Значимы иммунологические механизмы развития апластической анемии. Описаны различные иммунные феномены, мишенью которых может быть гемопоэтическая ткань: усиление активности Т-лимфоцитов (главным образом, с фенотипом CD 8) с увеличением выработки интерлейкина-2 и угнетением интерлейкина-1, депрессия активности естественных киллеров, нарушение созревания моноцитов в макрофаги, повышение продукции уинтерферона, возможно, наличие антител, ингибирующих активность колониеобразующих клеток. Сообщается об усилении экспрессии антигенов гистосовместимости DR 2 и о повышенном уровне фактора некроза опухоли, который является потенциальным ингибитором гемопоэза. Указанные иммунологические сдвиги приводят к ингибированию гемопоэза и способствуют развитию аплазии кроветворения.

Таким образом, в основе развития апластической анемии лежат мультифакторные патологические механизмы.

В результате повреждающего воздействия костный мозг больных апластической анемией претерпевает ряд существенных изменений. Неизбежным является уменьшение содержания в нем пролиферирующих кроветворных клеток, которое приводит к выраженному в разной мере уменьшению клеточности (ядерности) костного мозга, а также к замещению костного мозга жировой тканью (жировая инфильтрация), увеличению числа лимфоидных элементов и клеток стромы. В тяжелых случаях происходит практически полное исчезновение кроветворной ткани. Известно, что длительность жизни эритроцитов при апластической анемии укорочена, что, как правило, обусловлено снижением активности отдельных эритроидных ферментов, одновременно с этим в периоде обострения болезни отмечается повышение уровня фетального гемоглобина. Кроме того, установлено, что происходит внутрикостномозговое разрушение эритроидных клеток.

Патология лейкопоэза проявляется уменьшением числа гранулоцитов и нарушением их функции, имеются структурные изменения лимфоидного пула в сочетании с нарушением кинетики лимфоцитов. Сниженные показатели гуморального иммунитета (концентрация иммуноглобинов G и А) и неспецифических факторов защиты (бета-лизины, лизоцим). Нарушение тромбоцитопоэза выражается в тромбоцитопенни, резком уменьшении числа мегакариоцитов в костном мозге, различных морфологических изменениях. Продолжительность жизни тромбоцитов умеренно укорочена.

В патогенезе наследственных апластических анемий большое значение придается генетическим дефектам и влиянию неблагоприятных воздействий на ранних этапах эмбриогенеза. В настоящее время установлено, что возникновение наследственных апластических анемий связано с повышенной врожденной склонностью ПСК к апоптозу. Возможно наследование анемии Фанкони по аутосомно-рецессивному типу; около 10-20 % больных рождены от близкородственных браков. Цитогенетические исследования, проведенные у детей с анемией Фанкони, выявили отчетливые изменения в структуре хромосом в виде различных хромосомных аберраций (хроматидные разрывы, бреши, перестройки, обмены, эндоредупликации), обусловленных изменениями в хромосомах 1 и 7 (полная или частичная делеция или трансформация). Ранее считалось, что в основе патогенеза анемии Фанкони лежит дефект репарации ДНК, поскольку многие агенты, называемые кластогенами, применяются для диагностики анемии Фанкони, указывая на вышеупомянутый механизм. Эти агенты (митомицин С, диэпоксибутан, азотистый иприт) повреждают ДНК, вызывая сшивки между ее цепочками, внутри цепочек и их разрывы. В настоящее время альтернативной гипотезой может считаться предположение, что повышенная чувствительность клеток больных анемией Фанкони к митомицину С связана с повреждениями, вызываемыми радикалами кислорода, а не нарушениями в перекрестных связях нитей ДНК. Свободные радикалы кислорода включают супероксидный анион, пероксид водорода и гидроксильный радикал. Они являются мутагенами, а гидроксильный ион, в частности, может вызывать хромосомные нарушения и разрывы ДНК. Существуют различные детоксикационные механизмы для удаления свободных радикалов кислорода и защиты клеток от повреждения. К ним относятся ферментативные системы супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы. Добавление СОД или каталазы к лимфоцитам больных анемией Фанкони уменьшает повреждение хромосом. Клинические исследования с использованием рекомбинантной СОД показали, что при ее назначении в ряде случаев происходит уменьшение числа поломок. Полученные данные послужили основанием для пересмотра роли свободных радикалов кислорода в существовании повышенной чувствительности клеток больных анемией Фанкони к митомицину С и для изучения роли апоптоза в данной ситуации. Митомицин С существует в инактивированном состоянии и в виде оксида. Множество ферментов в клетке может катализировать потерю одного электрона в молекуле митомицина С, которая становится высокоактивной. При низкой концентрации кислорода, которая существует в клетках гипоксированных клеточных линий, митомицин С реагирует с ДНК и приводит к образованию перекрестных сшивок. Однако при высокой концентрации кислорода, которая типична для обычной клеточной культуры, митомицин С переокисляется кислородом с образованием свободных радикалов кислорода, и его способность образовывать сшивки с ДНК значительно редуцируется. Изучение апоптоза, проведенное с помощью специальных исследовательских систем, показало, что при низкой (5 %) концентрации кислорода различия в выраженности апоптоза в нормальных клетках и клетках больных анемией Фанкони отсутствуют. Однако при высокой концентрации кислорода (20 %), способствующей образованию свободных радикалов под влиянием митомицина С, апоптоз в клетках больных анемией Фанкони более выражен и качественно иной, чем в нормальных клетках.

При анемии Блекфена-Даймонда установлено, что заболевание не связано ни с утратой способности микроокружения к поддержанию эритропоэза, ни с реакцией иммунной системы против эритроидных предшественников (исследования, поддерживающие эту гипотезу, показали трансфузионно-зависимую аллоиммунизацию). Наиболее вероятная гипотеза возникновения анемии Блекфена-Даймонда - внутриклеточный дефект механизмов сигнальной трансдукции или факторов транскрипции на этапе раннего гемопоэза (самый ранний эритроидный предшественник или полипотентная стволовая клетка). Такие изменения могут привести к усилению чувствительности эритроидных клеток к апоптозу: при культивировании in vitro без эритропоэтина такие клетки входят в запрограммированную клеточную гибель быстрее, чем нормальные клетки от лиц контрольной группы.

Генетика анемии Блекфена-Даймонда: более чем 75 % случаев - спорадические, у 25 % больных обнаружена мутация гена, расположенного на хромосомах 19ql3, кодирующего рибосомальный протеин S19. Следствием указанной мутации и является возникновение анемии Блекфена-Даймонда. Мутация гена обнаружена и при спорадических, и при семейных случаях анемии, когда в одной семье наблюдается несколько больных данной анемией. Семейные случаи включают явное доминантное наследование анемии у пробанда и у одного из родителей или возникновение аномалий у рожденных друг за другом сиблингов; не исключена возможность аутосомно-рецессивного и сцепленного с Х-хромосомой типов наследования. Были обнаружены случайные аномалии у большинства больных анемией Блекфена-Даймонда, например, аномалии хромосом 1 и 16.

[1], [2], [3], [4], [5], [6]