УДК 616

Медицина/7. Клиническая медицина

Парахонский А.П.

Кубанский медицинский институт, Краснодар, Россия

Роль трансформирующего фактора роста

в развитии патологии печени

Хронические заболевания печени различной этиологии, приводящие к поражению клеток печени, воспалению и в итоге к стеатозу, циррозу - конечной стадии печёночной недостаточности, не поддаются в настоящее время эффективной терапии и служат показанием к трансплантации печени. Для определения показаний к трансплантации проводят диагностику фиброза печени, золотым стандартом которой остается биопсия - инвазивная процедура, представляющая значительный риск для пациентов. Исследование ключевых молекул, регулирующих развитие фиброза, и разработка неинвазивных методов с использованием новых прогностических и диагностических лабораторных биомаркеров - актуальная задача лабораторной диагностики.

Трансформирующий фактор роста бета 1 (TGF-β_l) - клеточный медиатор, который оказывает разнонаправленное действие на пролиферацию и дифференцировку клеток и таким образом регулирует иммунный ответ, апоптоз, фиброгенез и канцерогенез в различных органах. Показано, что уровень TGF- β_l изменяется при аутоиммунных, воспалительных и онкологических заболеваниях, а также при фиброзе различных тканей и может иметь важное прогностическое и диагностическое значение [11]. Данные о роли TGF-β_l при заболеваниях печени противоречивы и не дают однозначного представления о том, какие процессы отражает уровень цитокина в крови. Его обычно рассматривают как индикатор развития фиброза печени, однако TGF-β_l также обладает противовоспалительным и иммуносупрессивным действием и отражает развитие иммунных процессов в печени.

TGF-β_l - представитель большого семейства цитокинов, которые синтезируются практически во всех клетках организма. У млекопитающих описано три изоформы TGF-β_l: 1, 2 и 3, которые кодируются уникальными последовательностями на разных хромосомах. Биологические функции TGF-β_l реализуются после связывания с рецепторами трёх типов (TGF-βRI, -II и -III), являющимися серин-тиониновыми киназами, активирующими различные сигнальные пути клетки. TGF-β запускает апоптоз во многих типах клеток, блокируя переход клеточного цикла через фазу G₁.

TGF-β_l считают главным профиброгенным цитокином, который при повреждении ткани печени оказывает стимулирующий эффект на продукцию коллагена фибробластами и гепатоцитами. Все типы непаренхиматозных клеток печени способны экспрессировать TGF-β_l, причём Купферовские и эндотелиальные клетки секретируют его на базовом уровне, а звёздчатые клетки печени служат основным источником цитокина при воспалении и состояниях активации фиброгенеза. В условиях хронического повреждения ткани печени под действием различных стимулов звёздчатые клетки печени активируются, что ведёт к увеличению продукцию различных цитокинов, в том числе и TGF-β_l. Цитокин стимулирует активацию звёздчатых клеток, приобретающих в результате свойства миофибробластов и в свою очередь производящих белки экстрацеллюлярного матрикса.

TGF-β_l обладает также противовоспалительным и иммуносупрессивным действием и играет ключевую роль в развитии и регуляции иммунного ответа: нулевая мутация в гене TGF-β_l Т-лимфоцитов мышей приводит к развитию тяжёлого воспалительного процесса, мультиорганной инфильтрации лейкоцитами, продукции аутоантител и ранней гибели животного [8]. В иммунной системе цитокин продуцируют практически все типы лимфоцитов и клеток стромы, он оказывает на клетки плейотропный аутокринный и паракринный эффекты, направленность которых различна в тимусе и периферическом кровотоке.

В экспериментах на мышах с полным дефицитом цитокина продемонстрировано, что в тимусе TGF-β_l стимулирует дифференцировку CD8⁺T-клеток и Т-клеток натуральных киллеров, но ингибирует развитие натуральных регуляторных (супрессорных) Т-клеток. На периферии TGF-β_l участвует в регуляции опосредованной Т-клетками аутоиммунной толерантности путём активной иммуносупрессии Th1- и Th2-клеток и, напротив, активации регуляторных Т-клеток и Th17-клеток [8]. Главная роль TGF-β, синтезируемого Т-клетками и присутствующего в плазме крови, состоит в супрессии дифференцировки Th-клеток 1 и 2 типов и таким образом в контроле воспалительных процессов.

Уровень TGF-β_l в крови здоровых людей значительно варьирует: от 0,5 до 80 нг/мл, по данным разных авторов, не зависит от пола и зависит от возраста [9-12]. Согласно данным Y. Okamoto и соавт. [9], уровень TGF-β_l обратно коррелирует с возрастом: в сыворотке здоровых детей до 14 лет уровень цитокина (61,7±18,5 нг/мл) достоверно выше, чем у здоровых взрослых (40,3±17,7 нг/мл).

При различных заболеваниях печени, включая гепатит, кистозный фиброз, цирроз и атрезию желчевыводящих путей, концентрация TGF-β_l изменяется в ткани печени и в крови. У детей с билиарной атрезией, фульминантным гепатитом и циррозом печени уровень TGF-β_l в плазме крови снижен и, по данным J.N. Rosensweig [10], в среднем составляет 13±2 нг/мл, в то время как у здоровых детей - 42±6 нг/мл. У детей с хроническим гепатитом В наблюдали повышенный по сравнению с контролем уровень цитокина в сыворотке крови. У взрослых пациентов уровень TGF-β_l в сыворотке крови при таких заболеваниях печени, как гепатоцеллюлярная карцинома, гепатит В и С, цирроз печени, значительно выше (>61 нг/мл), чем у здоровых взрослых (14,4±8,8 нг/мл) и может служить диагностическим маркером этих заболеваний [12].

Клинические данные о связи уровня TGF-β_l в крови и степени развития фиброза печёночной ткани несколько противоречивы. В работе S. Kanzler и соавт. [7] у взрослых пациентов с хроническим гепатитом С наблюдали высокие уровни цитокина как в ткани печени, так и в сыворотке крови, которые коррелировали со степенью развития фиброза печени. В других работах [10] показано, что уровень цитокина в крови детей с билиарной атрезией, фульминантным гепатитом, циррозом печени и хроническим гепатитом В не коррелирует со степенью фиброза. С другой стороны, P. Valva и соавт. [11] показали наличие связи уровня TGF-β_l в сыворотке крови с выраженностью фиброза печени у детей и взрослых, но только в группе пациентов со средней степенью выраженности заболевания в отличие от пациентов со слабо или сильно выраженным фиброзом. Таким образом, уровень TGF-β_l в крови не всегда коррелирует с развитием фиброза печени и в зависимости от степени выраженности заболевания может быть как низким, так и высоким.

Трансплантация печени у детей с билиарной атрезией приводит к некоторому возрастанию уровня TGF-β_l в плазме крови с 12±6 до 19±12 нг/мл, который, однако, остаётся ниже такового у здоровых пациентов (28±17 нг/мл) [2]. Показано, что уровень TGF-β_l в крови после трансплантации печени может зависеть от различных клинических параметров, таких как исходный диагноз, совместимость с донором, посттрансплантационные осложнения (отторжение, дисфункция трансплантата и инфекционные заболевания).

У реципиентов в возрасте от 2 до 25 лет через 1-17 лет после трансплантации более высокий уровень цитокина наблюдали при AB0 несовместимой (7,4±2,2 нг/мл) по сравнению с AB0 совместимой трансплантацией (3,8±2,2), а также у реципиентов, оперированных в связи с метаболическими заболеваниями печени, такими как ацидемия, тирозинемия, недостаточность аргиназы и др. (8,1±2,8 нг/мл), по сравнению с реципиентами, оперированными в связи с билиарной атрезией (4±1 нг/мл) [5, 6]. Авторы полагают, что более высокий уровень цитокина связан с риском развития фиброза и отторжения в дальнейшем.

В другой работе при исследовании 60 реципиентов печени в возрасте 1-17 лет, через 1-16 лет после трансплантации [1] наблюдали тенденцию к повышенному уровню TGF-β_l в крови реципиентов с хорошей функцией трансплантата (44,7±7,3 нг/мл) по сравнению с таковым у пациентов с отторжением (32,7±3,3 нг/мл) или в контрольной группе (36,3±4,8 нг/мл). Несмотря на отсутствие достоверных отличий в уровне цитокина в указанных группах, авторы предполагают важную роль TGF-β_l в формировании иммунной толерантности трансплантата и рассматривают цитокин как биомаркер эффективности иммуносупрессивной терапии.

На уровень цитокина могут влиять вирусные и бактериальные инфекции: в одной из работ показано, что после трансплантации печени экспрессия цитокина в мононуклеарных клетках периферической крови выше у пациентов с активной цитомегаловирусной инфекцией по сравнению с таковыми без инфекции и здоровыми людьми. Однако другим исследователям не удалось обнаружить отличий в уровне экспрессии TGF-β_l и TGF-β₂ лимфоцитами периферической крови после трансплантации печени у взрослых реципиентов с клинически манифестированной инфекцией и без таковой. Авторы считают, что уровень цитокина недостаточно специфичен для диагностики послеоперационных инфекционных осложнений.

Уровень TGF-β_l в крови реципиентов после трансплантации печени может также зависеть от вида иммуносупрессанта: уровень цитокина выше в крови пациентов, получавших ингибиторы кальценеврина (медиана 152,5 нг/мл), по сравнению с таковым у пациентов, получавших эверолимус, ингибитор пролиферации и синтеза ряда белков, в том числе TGF-β_l (медиана 12,7 нг/мл) [4]. Авторы рассматривают TGF-β_l как профиброгенный цитокин и полагают, что эверолимус снижает уровень TGF-β_l в сыворотке и, вероятно, риск развития фиброза в трансплантированной печени. Однако статистически значимых отличий показателей эластограммы печени в двух группах не наблюдали, что не подтверждает связь уровня TGF-β_l с развитием фиброза, так как на показатель сывороточных цитокинов могли влиять и другие факторы.

В последние годы показано, что отличающийся от нормальных значений уровень цитокина может быть не только следствием заболевания, но и его причиной. Ген TGF-β_l обладает значительным полиморфизмом, который, предполагают, может служить причиной генетически детерминированной активности цитокина и его связи с различными заболеваниями. Анализ связи полиморфизма гена TGF-β_l у реципиентов печени показал предрасположенность определённого генотипа к развитию фиброза печени и почечной недостаточности [3]. Отмечено, что высокопродуцирующий генотип TGF-β_l служит фактором риска развития аутоиммунного гепатита у детей, а в сочетании с другими цитокинами - хронической нефропатии трансплантата.

В работе D. Eurich и соавт. [3] у 192 пациентов после трансплантации печени были исследованы два типа полиморфизма и их связь с развитием фиброза печени. Показано, что замена на С-аллель в кодоне 25 была связана с фиброзом печени. С другой стороны, не удалось обнаружить связи полиморфизма гена TGF-β_l и острого отторжения или рецидивов заражения вирусом гепатита В у пациентов с трансплантацией печени. Возможно, клиническое значение может иметь не только полиморфизм отдельного гена TGF-β_l, но и взаимодействие различных генов. Так, у пациентов с диабетом 1-го типа, являющимся многофакторным аутоиммунным заболеванием, где важно взаимодействие и полиморфизм генов HLA и инсулина, также обнаружена взаимосвязь генов HLA и различных цитокинов, в частности TGF-β_l.

Несмотря на то, что в настоящее время не представлено однозначных клинических доказательств связи уровня TGF-β_l в крови с развитием фиброза или инфекционным поражением печени, очевидно, что плейотропные эффекты цитокина дозозависимы и его концентрация в крови пациентов с заболеваниями печени может отражать баланс между фиброгенным и иммуносупрессивным эффектами TGF-β_l. При низких уровнях цитокина существует риск развития воспалительных реакций, а при его высоких уровнях возрастает риск фиброза и инфекций. Дальнейшее накопление данных о связи уровня TGF-β_l с различными клиническими и лабораторными показателями при заболеваниях печени позволит получить более чёткие представления о биологической роли и диагностической значимости этого цитокина.

Литература

1. Briem-Richter A., Leuschner A., Krieger T. et al. Peripheral blood biomarkers for the characterization of alloimmune reactivity after pediatric liver transplantation // Pediatr. Transplant. - 2013 - Vol. 17, N 8. - P. 757-764.

2. Cheng C.H., Tsau Y.K., Tsai I.J. Kidney volume and plasma hepatocyte growth factor-transforming growth factor beta l ratio among children with biliary atresia before and after liver transplantation: the reversibility of nephromegaly // Am. J. Kidney Dis. - 2005. - N 46. - P. 830-836.

3. Eurich D., Bahra M., Boas-Knoop S., Lock J. et al. Transforming growth factor beta l polymorphism progression of graft fibrosis after liver transplantation for hepatitis C virus-induced liver disease // Liver Transpl. - 2011 - Vol. 17, N 3. - P. 279-288.

4. Fernandez-Yunquera A., Ripoll C., Banares R., Puerto M. et al. Everolimus immunosuppression reduces the serum expression of fibrosis markers in liver transplant recipients // World J. Transplant. - 2014. - Vol. 4, N 2. - P. 133-140.

5. Hussein M.H., Hashimoto T., Abdel-Hamid Daoud G., Kato T. et al. Pediatric patients receiving ABO-incompatible living related liver transplantation exhibit higher serum transforming growth factor-beta l, interferon-gamma and interleukin-2 levels // Pediatr. Surg. Int. - 2011. - Vol. 27, N 3. - P. 263-268.

6. Hussein M.H., Hashimoto T., Suzuki T., Daoud G.A., Goto T., Nakajima Y. et al. Children undergoing liver transplantation for treatment of inherited metabolic diseases are prone to higher oxidative stress, complement activity and transforming growth factor-beta l // Ann. Transplant. - 2013. - N 18. - P. 63-68.

7. Kanzler S., Baumann M., Schirmacher P., Dries V. et al. Prediction of progressive liver fibrosis in hepatitis C infection by serum and tissue levels of transforming growth factor-beta // J. Viral Hepat. - 2001. - Vol. 8, N 6. - P. 430-437.