Патогенез апластичної анемії

Згідно з сучасними уявленнями, що базуються на численних культуральних, електронно-мікроскопічних, гістологічних, біохімічних та ферментативних методах дослідження, у патогенезі апластичної анемії важливі три основні механізми: пряме пошкодження плюрипотентних стовбурових клітин (ПСК), зміни мікрооточення стовбурової клітини та, як наслідок, пригнічення або порушення її функції; та імунопатологічний стан.

Згідно з сучасними уявленнями, причиною панцитопенії на клітинному та кінетичному рівні є значне зменшення кількості ПСК та більш зрілих комітованих попередників еритро-, мієло- та тромбоцитопоезу. Певну роль відіграє також якісний дефект залишкових стовбурових клітин, що виражається в їхній нездатності продукувати достатню кількість зрілих нащадків. Дефект ПСК є первинним порушенням, яке проявляється або посилюється під впливом різних етіологічних факторів. Первинність дефекту ПСК, як провідного фактора патогенезу апластичної анемії, ґрунтується на виявленні різкого зниження колонієутворюючої здатності клітин кісткового мозку у пацієнтів, яке зберігається навіть у період клініко-гематологічної ремісії, та виявленні морфологічно дефектних гемопоетичних клітин, що свідчить про функціональну неповноцінність ПСК. Встановлено, що при зниженні рівня ПСК більш ніж на 10% від норми виникає дисбаланс процесів диференціації та проліферації з переважанням диференціації, що, найімовірніше, пояснює зниження колонієутворюючої здатності кісткового мозку. Первинність дефекту ПСХ при апластичній анемії підтверджується наступними фактами:

• розвиток апластичної анемії можливий на тлі прийому хлорамфеніколу (левоміцетину), який незворотно пригнічує включення амінокислот до мітохондріальних білків та синтез РНК у клітинах-попередниках кісткового мозку, що призводить до порушення їх проліферації та диференціації;
• радіаційний вплив спричиняє загибель частини ПСК, а зміни, що розвиваються в стовбуровій системі опромінених осіб, можуть бути причиною апластичної анемії;
• доведена ефективність алогенної трансплантації кісткового мозку при апластичній анемії;
• Підтверджено зв'язок між апластичною анемією та клональними захворюваннями – можлива трансформація апластичної анемії в пароксизмальну нічну гемоглобінурію, мієлодиспластичний синдром та гострий мієлобластний лейкоз.

Наразі вважається, що зменшення пулу гемопоетичних клітин-попередників опосередковується механізмом запрограмованої клітинної загибелі (апоптоз). Причиною розвитку гемопоетичних аплазій, ймовірно, є посилений апоптоз стовбурових клітин. Підвищена схильність стовбурових клітин до апоптозу може бути вродженою (такий механізм постульовано для вроджених аплазій) або індукованою гіперекспресією проапоптотичних генів активованими учасниками імунної відповіді (ідіопатичні аплазії, аплазії після інфузій донорських лімфоцитів) або мієлотоксичними ефектами (γ-випромінювання). Встановлено, що швидкість зменшення пулу клітин-попередників та специфічні ефекторні механізми апоптозу відрізняються в різних варіантах АА.

Важливим аспектом патогенезу апластичної анемії є патологія гемопоетичного мікрооточення. Можливий первинний дефект клітин гемопоетичного мікрооточення, про що свідчить зниження колонієутворюючої функції фібробластів кісткового мозку та зміна ультраструктурних та ультрацитохімічних показників клітин стромального мікрооточення кісткового мозку. Так, у пацієнтів з апластичною анемією, поряд з тотальною жировою дистрофією, відзначаються зміни, спільні для всіх стромальних клітин, незалежно від їх локалізації в паренхімі кісткового мозку. Крім того, виявлено збільшення вмісту мітохондрій, рибосом та полісом у цитоплазмі клітин. Можливий дефект функції строми кісткового мозку, що призводить до зниження здатності стромальних клітин секретувати гемопоетичні фактори росту. Віруси відіграють значну роль у зміні гемопоетичного мікрооточення. Відомо, що існує група вірусів, здатних впливати на клітини кісткового мозку – це вірус гепатиту С, вірус денге, вірус Епштейна-Барр, цитомегаловірус, парвовірус B19, вірус імунодефіциту людини. Віруси можуть впливати на гемопоетичні клітини як безпосередньо, так і через зміни гемопоетичного мікрооточення, про що свідчить виявлення множинних патологічних включень у ядрах майже всіх стромальних клітин за даними електронної мікроскопії. Персистентні вірусні частинки здатні впливати на генетичний апарат клітин, тим самим спотворюючи адекватність передачі генетичної інформації іншим клітинам та порушуючи міжклітинні взаємодії, що може передаватися у спадок.

Імунологічні механізми розвитку апластичної анемії є значними. Описано різні імунні явища, які можуть бути спрямовані на кровотворну тканину: підвищена активність Т-лімфоцитів (головним чином з фенотипом CD 8) зі збільшенням продукції інтерлейкіну-2 та пригніченням інтерлейкіну-1, пригнічення активності природних кілерів, порушення дозрівання моноцитів у макрофаги, збільшення продукції інтерферону та, можливо, наявність антитіл, що пригнічують активність колонієутворюючих клітин. Повідомлялося про підвищену експресію антигенів гістосумісності DR 2 та підвищений рівень фактора некрозу пухлини, який є потенційним інгібітором кровотворення. Ці імунологічні зміни призводять до пригнічення кровотворення та сприяють розвитку гемопоетичної аплазії.

Таким чином, розвиток апластичної анемії має в основі багатофакторні патологічні механізми.

В результаті шкідливої дії кістковий мозок пацієнтів з апластичною анемією зазнає ряду суттєвих змін. Неминуче зменшується вміст проліферуючих кровотворних клітин, що призводить до різного ступеня зниження клітинності (нуклеації) кісткового мозку, а також до заміщення кісткового мозку жировою тканиною (жирова інфільтрація), збільшення кількості лімфоїдних елементів та стромальних клітин. У важких випадках спостерігається майже повне зникнення кровотворної тканини. Відомо, що тривалість життя еритроцитів при апластичній анемії скорочується, що зазвичай пов'язано зі зниженням активності окремих еритроїдних ферментів, тоді як під час загострення захворювання відзначається підвищення рівня фетального гемоглобіну. Крім того, встановлено, що відбувається внутрішньомозкове руйнування еритроїдних клітин.

Патологія лейкопоезу проявляється зменшенням кількості гранулоцитів та порушенням їх функції, спостерігаються структурні зміни лімфоїдного пулу в поєднанні з порушенням кінетики лімфоцитів. Знижуються показники гуморального імунітету (концентрація імуноглобінів G та A) та неспецифічних факторів захисту (бета-лізини, лізоцим). Порушення тромбопоезу виражається в тромбоцитопенії, різкому зменшенні кількості мегакаріоцитів у кістковому мозку, різних морфологічних змінах. Тривалість життя тромбоцитів помірно скорочується.

У патогенезі спадкових апластичних анемій велике значення надається генетичним дефектам та впливу несприятливих факторів на ранніх стадіях ембріогенезу. Наразі встановлено, що виникнення спадкових апластичних анемій пов'язане з підвищеною вродженою схильністю ПСХ до апоптозу. Анемія Фанконі може успадковуватися за аутосомно-рецесивним типом; близько 10-20% пацієнтів народжуються від кровних шлюбів. Цитогенетичні дослідження, проведені у дітей з анемією Фанконі, виявили виразні зміни в структурі хромосом у вигляді різних хромосомних аберацій (розриви хроматид, прогалини, перебудови, обміни, ендоредуплікації), спричинених змінами в хромосомах 1 та 7 (повна або часткова делеція чи трансформація). Раніше вважалося, що патогенез анемії Фанконі ґрунтується на дефекті репарації ДНК, оскільки для діагностики анемії Фанконі використовується багато агентів, які називаються кластогенами, що свідчить про вищезгаданий механізм. Ці агенти (мітоміцин С, діепоксибутан, азотистий іприт) пошкоджують ДНК, викликаючи міжланцюгові зшивання, внутрішньоланцюгові зшивання та розриви. Наразі альтернативна гіпотеза полягає в тому, що підвищена чутливість клітин анемії Фанконі до мітоміцину С зумовлена пошкодженням, спричиненим кисневими радикалами, а не порушеннями у зшиваннях ДНК. Вільні кисневі радикали включають супероксид-аніон, перекис водню та гідроксильний радикал. Вони є мутагенами, і зокрема гідроксильний іон може спричиняти хромосомні аномалії та розриви ДНК. Існують різні механізми детоксикації для видалення вільних кисневих радикалів та захисту клітин від пошкодження. До них належать ферментативні системи супероксиддисмутаза (СОД) та каталаза. Додавання СОД або каталази до лімфоцитів пацієнтів з анемією Фанконі зменшує пошкодження хромосом. Клінічні дослідження з використанням рекомбінантного СОД показали, що його введення в деяких випадках зменшує кількість розривів. Отримані дані послужили основою для перегляду ролі вільних кисневих радикалів в існуванні підвищеної чутливості клітин пацієнтів з анемією Фанконі до мітоміцину С та для вивчення ролі апоптозу в цій ситуації. Мітоміцин С існує в інактивованому стані та у вигляді оксиду. Багато ферментів у клітині можуть каталізувати втрату одного електрона в молекулі мітоміцину С, яка стає високоактивною. При низьких концентраціях кисню, які існують у клітинах гіпоксичних клітинних ліній, мітоміцин С реагує з ДНК та призводить до утворення зшивок. Однак при високих концентраціях кисню, які типові для нормальної культури клітин, мітоміцин С переокислюється киснем з утворенням вільних кисневих радикалів, і його здатність до зшивання ДНК значно знижується. Дослідження апоптозу з використанням спеціальних дослідницьких систем показали, що при низьких (5%) концентраціях кисню немає відмінностей у тяжкості апоптозу в нормальних клітинах та клітинах пацієнтів з анемією Фанконі. Однак при високих концентраціях кисню (20%),які сприяють утворенню вільних радикалів під впливом мітоміцину С, апоптоз у клітинах пацієнтів з анемією Фанконі є більш вираженим та якісно відрізняється, ніж у нормальних клітинах.

При анемії Блекфана-Даймонда встановлено, що захворювання не пов'язане ні з втратою здатності мікрооточення підтримувати еритропоез, ні з імунною відповіддю проти еритроїдних попередників (дослідження, що підтверджують цю гіпотезу, показали алоімунізацію, залежну від трансфузії). Найбільш ймовірною гіпотезою розвитку анемії Блекфана-Даймонда є внутрішньоклітинний дефект механізмів передачі сигналів або факторів транскрипції на стадії раннього гемопоезу (найбільш ранній еритроїдний попередник або плюрипотентна стовбурова клітина). Такі зміни можуть призвести до підвищеної чутливості еритроїдних клітин до апоптозу: при культивуванні in vitro без еритропоетину такі клітини вступають у запрограмовану клітинну смерть швидше, ніж нормальні клітини від особин контрольної групи.

Генетика анемії Блекфана-Даймонда: понад 75% випадків є спорадичними, у 25% пацієнтів спостерігається мутація в гені, розташованому на хромосомах 19ql3, що кодує рибосомний білок S19. Наслідком цієї мутації є розвиток анемії Блекфана-Даймонда. Генна мутація була виявлена як у спорадичних, так і в сімейних випадках анемії, коли в одній сім'ї спостерігається кілька пацієнтів з цією анемією. Сімейні випадки включають чітке домінантне успадкування анемії у пробанда та в одного з батьків або виникнення аномалій у братів і сестер, народжених один за одним; не можна виключати можливість аутосомно-рецесивного та Х-зчепленого типів успадкування. Випадкові аномалії були виявлені у більшості пацієнтів з анемією Блекфана-Даймонда, наприклад, аномалії хромосом 1 та 16.

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