Прогностическое значение фактора фон Виллебранда в клинической практике

Введение / Introduction

Фактор фон Виллебранда (англ. von Willebrand factor, vWF) является гликопротеином плазмы, который производится клетками эндотелия в виде ультракрупных мультимеров, состоящих из повторяющихся мономерных звеньев числом до 40000 кДа в длину, и хранится в специализированных органеллах, известных как тельца Вейбеля-Паладе (Weibel-Palade) [1]. Эндотелиальные запасающие органеллы, называемые тельцами Вейбеля-Паладе, содержат несколько готовых провоспалительных и гемостатических белков, включая Р-селектин, провоспалительные цитокины, агенты, контролирующие тонус сосудов, и vWF [2][3]. Фактор фон Виллебранда играет 2 основные роли в гемостазе человека: во-первых, он «привлекает» и связывает тромбоциты в месте повреждения сосудов, тем самым способствуя агрегации тромбоцитов; во-вторых, vWF действует как защитная молекуланоситель прокоагулянтного фактора VIII (FVIII), что имеет решающее значение для поддержания нормального уровня циркулирующего FVIII [4]. Исследования, которые были основаны на микроскопии с высоким разрешением, продемонстрировали, что при отсутствии повреждения стенки сосуда и в условиях низкого сдвига циркулирующий мультимерный vWF существует в глобулярной или складчатой форме, не допускающей адгезии тромбоцитов. Однако, при высоких скоростях (силах) сдвига или при поврежденной эндотелиальной стенке глобулярный vWF быстро раскручивается и удлиняется, превращаясь в высокоактивную поверхность для адгезии тромбоцитов. В этом развернутом состоянии vWF служит субстратом для металлопротеазы ADAMTS-13 (англ. a disintegrin and metalloprotease with thrombospondin type 1 motif, member 13), основной функцией которой является расщепление гигантских мультимеров vWF [5]. Модуляция уровня антигена плазмы vWF (vWF:Ag) посредством регулируемых путей секреции и ADAMTS-13опосредованного протеолиза имеет важное значение для контроля мультимерного распределения vWF и гемостатической активности. Повышенный уровень vWF:Ag в плазме связан с повышенным риском венозной тромбоэмболии, венозного тромбоза, инсульта и развития ишемической болезни сердца [6][7], в то время как низкий уровень vWF (болезнь Виллебранда, БВ) является наиболее распространенным состоянием нарушения свертываемости крови, которое сопровождается обильным кровотечением и возникает у 0,1–1,0 % людей [8].

Болезнь Виллебранда / Von Willebrand disease

Первое сообщение о БВ было опубликовано в 1926 г. финским врачом-терапевтом Эриком Адольфом фон Виллебрандом (рис. 1). В 1925 г. его попросили осмотреть девочку пяти лет; при сборе анамнеза выяснилось, что из 11 сибсов девочки четверо умерли в раннем возрасте от кровотечений. Позже ученый установил, что многие родственники со стороны матери и отца имели склонность к кровотечениям из кожи, слизистых, а у женщин отмечались меноррагии. Эрик фон Виллебранд отделил данное состояние от классической гемофилии, основываясь на характере наследования, и называл его псевдогемофилией. Однако отсутствие специфических и надежных диагностических тестов и данных об одновременном снижении FVIII привели к диагностической путанице между этими состояниями. В 1950-х годах было показано, что плазма пациентов с тяжелыми формами гемофилии может корригировать болезнь Виллебранда, что привело к различию между этими двумя заболеваниями. В последующие десятилетия был достигнут значительный прогресс в иммунологическом различии между vWF и FVIII, очистке vWF и секвенировании гена vWF, что привело к нашему нынешнему пониманию vWF и молекулярных механизмов, лежащих в основе БВ. В настоящее время БВ подразделяется на 3 типа на основе количественного и качественного дефицита vWF [9–11] (табл. 1). Также важно помнить, что возможно развитие приобретенного синдрома Виллебранда. У таких людей отсутствует генетическое заболевание, которое может повлиять на уровень vWF. Одним из примеров развития приобретенного синдрома Виллебранда является такое аутоиммунное заболевание, как системная красная волчанка, при которой организм вырабатывает антитела против нормальных тканей, иногда включая антитела, направленные против vWF. Антитела связываются с циркулирующим vWF, вследствие чего в кровотоке становится его недостаточно.

Болезнь Виллебранда уvженщин репродуктивного возраста / Von Willebrand disease in women of reproductive age

Женщины и мужчины одинаково подвержены болезни Вилленбранда, однако у женщин симптомы кровотечения проявляются чаще и связанны в основном с высокой частотой обильных менструальных кровотечений (ОМК). Данные исследований показывают, что от 5 до 24 % женщин с ОМК имеют тот или иной тип БВ. А обследования женщин с БВ показывают, что у 50–92 % имеются обильные менструальные кровопотери, при этом средний возраст постановки диагноза приблизительно 16 лет. Однако ОМК – не единственная проблема для женщин с БВ [13–15].

Для многих женщин беременность и роды являются серьезной проверкой их системы гемостаза. Несмотря на большие достижения в акушерстве, приблизительно 2–5 % всех родов осложняются послеродовыми кровотечениями. В норме для снижения риска кровотечения во время беременности происходят физиологические изменения, включая повышение уровней vWF и FVIII в плазме [16]. Однако у женщин с БВ эти физиологические изменения притуплены или отсутствуют. У женщин с исходно низким уровнем vWF до беременности скорость его повышения в плазме будет такой же, как и у здоровых сверстниц, увеличиваясь с I триместра и достигая нормального референтного диапазона для небеременных [17]. Однако уровень vWF в плазме будет оставаться ниже, чем у здоровых беременных сверстниц на всех этапах беременности, поэтому использование термина «нормализация» в этом контексте может ввести в заблуждение. Так, физиологическое повышение уровня vWF в плазме представляет собой особую проблему при обследовании женщин с семейным анамнезом БВ типа 1, которые обращаются к врачу впервые во время беременности, поскольку значения vWF в плазме в пределах нормального диапазона не могут исключать болезнь.

Многочисленные исследования выявили у женщин с БВ повышенный риск как первичного, так и вторичного послеродового кровотечения, при этом их частота колеблется от 0 до 59 % и от 2 до 32 % соответственно. Так, A.H. James с соавт. продемонстрировали, что у женщин с БВ в 1,5 раза повышен риск послеродового кровотечения и в 5 раз повышен риск переливания крови после родов, а также выше показатели материнской смертности [18]. Иногда послеродовое кровотечение является триггером для диагностики БВ, при этом БВ выявляется у 49 % женщин, у которых в анамнезе было отмечено тяжелое послеродовое кровотечение [19]. Таким образом, важным этапом является своевременная диагностика БВ, что позволит избежать развития массивной кровопотери при проведении адекватной заместительной терапии.

ADAMTS-13 и фактор фон Виллебранда / ADAMTS-13 and von Willebrand factor

ADAMTS-13 – это цинксодержащая металлопротеаза, которая расщепляет сверхкрупные мультимеры vWF на субъединицы Y1605 и M1606 (pис. 2). Процесс расщепления vWF металлопротеазой ADAMTS-13 запускается при повреждении сосудов, когда сверхкрупные мультимеры vWF высвобождаются из телец Вейбеля-Паладе. ADAMTS-13 способна расщепить vWF, только если тот находится в «раскрытом» состоянии, тем самым предотвращая образование сверхкрупных мультимеров, которые могут достигать несколько миллиметров в длину, если их не контролировать [20][21]. Однако ADAMTS-13 может также связываться с vWF, пока тот находится в глобулярной форме, что приводит к циркуляции комплексов vWF– ADAMTS-13 в кровотоке [22].

Часто происходит так, что у пациентов, у которых развилась венозная тромбоэмболия, уровень vWF значительно выше среднего, однако чаще всего это происходит за счет снижения активности ADAMTS-13 [23]. Дефицит ADAMTS-13 приводит к накоплению крупных молекул vWF и в дальнейщем к тромбоцитопении потребления и тромбозу микрососудов [24]. Так, снижение уровня ADAMTS-13 в плазме крови ниже 50 % может наблюдаться при циррозе печени, диссеминированных опухолях и воспалительных заболеваниях. Пациенты с наследственной тромботической тромбоцитопенической пурпурой характеризуются отсутствием или дефицитом протеазы ADAMTS-13, вследствие чего уровень vWF у них гораздо выше. А вот в случае массивного повреждении эндотелия происходит значительный выброс vWF из телец Вейбеля-Паладе; при этом возникает относительная недостаточность металлопротеазы [25].

Повышение уровня фактора фон Виллебранда в плазме крови во время беременности / Elevated serum von Willebrand factor level in pregnancy

Преэклампсия (ПЭ) – тяжелое состояние, которое осложняет большой процент беременностей и является одной из основных причин материнской смертности. По одной из теорий, ПЭ возникает в результате эндотелиальной дисфункции, вследствие чего выделяется большое количество vWF [27]. Многочисленные исследования продемонстрировали, что уровень vWF в плазме крови был значительно выше у беременных с ПЭ по сравнению с женщинами с физиологической беременностью или небеременными [27– 30]. Значительное повышение уровня vWF у пациенток с ПЭ также связано со снижением активности ADAMTS-13; это приводит к тому, что в плазме циркулируют активные сверхкрупные мультимеры vWF.

В недавнем исследовании E. Grandone с соавт. продемонстрировали, что у беременных с COVID-19 повышается соотношение оси vWF/ADAMTS-13, что значимо и независимо от других предикторов приводит к развитию преждевременных родов, поскольку риск удваивается при каждом увеличении соотношения на одну единицу [31].

Повышение уровня фактора фон Виллебранда в плазме крови новорожденных / Elevated neonatal serum von Willebrand factor level

В свёртывающей системе новорожденных и детей более старшего возраста имеются значительные различия. При исследовании системы гемостаза новорожденных большинство исследователей пришло к выводу, что в этом периоде активность ADAMTS-13 ниже, а вот уровень vWF в плазме значительно выше по сравнению с взрослыми. Однако уровень vWF постепенно снижается, достигая уровня взрослых примерно к 6 мес. С другой стороны, неонатальный уровень ADAMTS-13 значительно ниже по сравнению с уровнем взрослых [32]. До конца неясно, почему новорожденные имеют более высокий уровень vWF и более низкую активность ADAMTS-13; предположительно, это физиологическая реакция, которая возникает при подготовке к родам, или же как реакция на стресс после рождения. В норме у здоровых новорожденных нарушение соотношения vWF/ADAMTS-13 не приводит к тромбозам, однако может увеличивать шансы развития тромбозов при воздействии дополнительных факторов риска, таких как гипоксия, сепсис и введение на длительное время внутривенных устройств [33].

Фактор фон Виллебранда в онкологии / Von Willebrand factor in oncology

Связь между раком и активацией коагуляции была установлена еще в 1865 г., когда Armand Trousseau сообщил о развитии осложнений в виде венозной тромбоэмболии (ВТЭ) у пациентов с онкологией. Фактически, ВТЭ встречается у 20 % больных раком и является одной из основных причин смертности [34]. В недавнем исследовании A.L. Palacios-Acedo с соавт. продемонстрировали, что раковые клетки напрямую взаимодействуют с факторами свертывания крови и тромбоцитами, способствуя росту опухоли и образованию метастазов [35]. Кроме того, новые данные свидетельствуют о том, что vWF может модулировать ангиогенез и пролиферацию клеток, что приводит к прогрессированию онкологических заболеваний [36][37]. Несколько исследований показали в плазме прогностическую ценность vWF:Ag, при этом более высокие уровни vWF коррелируют с более низкой выживаемостью у пациентов с раком яичников, глиобластомами, раком пищевода и легких [38–40]. Кроме того, протеомный анализ плазмы определил vWF как биомаркер для раннего выявления рака толстой кишки [41].

Некоторые опухолевые клетки способны продуцировать vWF; более того, экспрессия vWF в опухолевых клетках индуцирует образование эндотелиальных Вейбель-Паладе-подобных органелл, называемых псевдотельцами Вейбеля-Паладе [42]. Также опухолевые клетки, полученные из ткани легкого (A549), клеток предстательной железы (PC3), клеток уротелиальной карциномы (RT4), клеток рака толстой кишки (HT-29) и клеток меланомы (MV3, BLM), были способны стимулировать секрецию vWF из первичных эндотелиальных клеток человека in vitro [43–45]. Таким образом, опосредованная опухолью секреция vWF из эндотелиальных клеток, вероятно, способствует его повышенному уровню в плазме.

Фактор фон Виллебранда также может способствовать метастазированию рака, способен напрямую связываться с различными опухолевыми клетками через ряд интегриновых рецепторов [46]. Кроме того, исследования показали, что некоторые раковые клетки могут экспрессировать рецепторы псевдо-GPIbα для прямой адгезии фактора фон Виллебранда. В частности, С.М. Suter с соат. сообщили о поверхностной экспрессии GPIbα на нескольких культивируемых клетках опухоли молочной железы, а также о положительном окрашивании GPIbα в тканях первичной опухоли молочной железы [47]. Воздействие vWF на эти GPIbα-положительные клетки опухоли молочной железы приводит к увеличению распространения опухолевых клеток посредством перестройки цитоскелета и миграции опухоли in vitro. Экспериментальное исследование метастазирования показало, что лечение анти-vWF (десмопрессин) ингибирует метастазирование в легкие на 64 % для диссеминирующих клеток карциномы толстой кишки, а также клеточных линий меланомы и рака мочевого пузыря Льюиса на 45 и 46 % соответственно. Точно также клетки рака желудка, экспрессирующие vWF, продемонстрировали значительное снижение метастазирования в легкие у мышей, получавших антиvWF [42][48]. Важно отметить, что вклад vWF в распространение рака, по-видимому, специфичен для метастазирования через кровь, а не для лимфатического метастазирования [49]. Механизм, лежащий в основе роли vWF в содействии обсеменению опухолевыми клетками дистальных участков тканей, остается неясным. Однако L. Goertz с соавт. сообщили о наличии внутрипросветных мультимеров vWF в мышиной модели меланомы, которые присутствовали не только в микроциркуляторном русле первичной опухоли, а также в дистальных органах, свободных от опухоли, включая печень, головной мозг и легкие [49]. Эти данные свидетельствуют о том, что даже на ранней стадии заболевания опухоли могут индуцировать системную секрецию vWF из эндотелиальных клеток в местах, в которые часто метастазируют опухоли.

Фактор фон Виллебранда и ишемический инсульт / Von Willebrand factor and ischemic stroke

Все большее количество исследований показывают, что vWF играет важную роль в образовании тромбов при венозных и артериальных тромбозах [50][51]. При ишемическом инсульте (ИИ) vWF тромбоцитарного происхождения вносит значительный вклад в тромбовоспаление [52].

Так, недавний метаанализ, состоящих из 1567 случаев, выявил положительную связь между высоким уровнем vWF и ИИ. Также исследователи обнаружили взаимосвязь между высоким уровнем vWF и летальным исходом от ИИ [53]. В исследованиях D.J. McCabe с соавт. [54] и K.D. Kovacevic с соавт. [55] тоже было продемонстрировано, что высокие уровни vWF в плазме крови и ИИ тесно взаимосвязаны. Однако важно понимать, что не повышение vWF вызывает ИИ, а ИИ приводит к повышению vWF.

Клинические исследования случай–контроль показали связь между повышенным уровнем vWF и снижением ADAMTS-13 при поступлении и последующим наблюдении с тяжестью и риском рецидива [56][57]. Однако до сих пор нет единого мнения о том, можно ли использовать какой-нибудь маркер гемостаза для прогнозирования клинического исхода после инсульта [58].

Фактор фон Виллебранда и COVID-19 / Von Willebrand factor and COVID-19

Пандемия новой коронавирусной болезни 2019 г. – COVID-19, вызванная новым коронавирусом острого тяжелого респираторного синдрома 2 (SARS-CoV-2), затронула десятки миллионов семей во всем мире [59][60]. Основной проблемой COVID-19 являются тромботические и микрососудистые осложнения, которые особенно распространены у пациентов с тяжелой формой течения заболевания и с летальным исходом, несмотря на проведение стандартной тромбопрофилактики и назначение терапевтических доз антикоагулянтов [61][62]. Хорошо известно, что летальные исходы в основном связаны с нарушением функции легких вследствие локальных тромбозов сосудов легких [63]. Однако не стоит забывать, что у пациентов с COVID-19 может возникнуть феномен воспалительного повреждения сосудов без микротромбоза как такового [64]. При тяжелом респираторном синдроме 2 происходит повышенная генерация тромбина, внутрисосудистое свертывание крови в капиллярах, обширное поражение эндотелия, активация макрофагов/моноцитов, выброс избыточного количества провоспалительных цитокинов и активация системы комплемента [65]. R. Seth с соавт. показали, что при коронавирусной инфекции происходит значительное увеличение vWF и снижение металлопротеазы ADAMТS-13 у тяжелых пациентов [66]. К такому же выводу пришли и E.J. Favaloro с соавт. [67]. В 2022 г. X. Xu с соавт. опубликовали в журнале Thrombosis Research результаты метаанализа с участием 3764 пациентов, в котором авторы четко продемонстрировали, что повышение уровня в плазме vWF:Ag связано с неблагоприятными исходами у пациентов с COVID-19 [68]. В.О. Бицадзе с соавт. в одноцентровом ретроспективном наблюдательном исследовании с участием 129 пациентов с тяжелым течением COVID-19 продемонстрировали, что определение МПО в крови имеет прогностическое значение у больных тяжелой формой COVID-19, а концентрации MПO и vWF:Ag являются независимыми предикторами смерти у таких больных, находящихся на искусственной вентиляции лекгих [69].

Гипотетически, если восстановить уровень ADAMTS-13 и/или уменьшить содержание сверхкрупных мультимеров vWF, можно улучшить прогнозы пациентов. Однако на сегодняшний день нет никаких экспериментальных или клинических доказательств, подтверждающих это предположение.

Заключение / Conclusion

Фактор фон Виллебранда является важным предиктором многих состояний. Снижение или повышение уровня vWF должно мониторироваться у пациентов с БВ, ПЭ, ИИ, онкологией, COVID-19, поскольку ранняя диагностика и вовремя начатое лечение смогут улучшить исходы данных состояний.