Функционирование оси ADAMTS-13/vWF и её клиническое значение

ВВЕДЕНИЕ / INTRODUCTION

Почти 100 лет назад, в 1924 г. Eli Moschcowitz (рис. 1) на заседании Нью-Йоркского патологического общества впервые описал клиническую картину, на тот момент неизвестного никому заболевания – тромботической тромбоцитопенической пурпуры (ТТП). Он рассказал трагическую историю болезни ранее здоровой шестнадцатилетней девушки, которая провела день до госпитализации на Рокавей – полуострове Куинс, Нью-Йорк, на берегу Атлантического океана. Спустя время девушка пожаловалась на плохое самочувствие и была доставлена в больницу «Beth Israel» с жалобами на повышение температуры тела до 40 °C и слабость. При обследовании у нее была выявлена тяжелая анемия и тромбоцитопения, анализ мочи также показал поражение почек. Через несколько дней пациентка пожаловалась на слабость в левых конечностях, затем она впала в кому и спустя время умерла. На вскрытии Eli Moschcowitz выявил широко диссеминированные тромбы в терминальных артериолах и капиллярах различных органов, но основная этиология этого загадочного заболевания осталась неизвестна. Он предполагал, что причиной этого расстройства является мощнейший «яд» или токсин, который обладает гемолитическими и агглютинативными свойствами [1][2].

Так как Eli Moschcowitz первым описал клиническую картину этой «неизвестной» болезни, она была названа «болезнь Мошковица». Однако в 1947 г. K. Singer с соавт. переименовали ее в ТТП [3]. Два десятилетия спустя Е. Amorosi и J. Ultmann описали классическую пентаду симптомов, характеризующих ТТП: лихорадка, тромбоцитопения, гемолитическая анемия, неврологические симптомы и синдром почечной недостаточности [4]. Однако до сих пор оставалось загадкой, что же вызывает это тяжелое заболевание. J.L. Moake с соавт. первыми «нашли ключ» к пониманию патогенеза TTП только в 1982 г. Ученые впервые идентифицировали сверхкрупные мультимеры фактора фон Виллебранда (англ. von Willebrand factor, vWF) у пациентов с хронической рецидивирующей ТТП. Они пришли к выводу, что эти 4 пациента просто не имели в плазме vWF-полимеразы, что и привело к накоплению сверхкрупных мультимеров vWF (англ. ultra-large vWF, UL-vWF) [5]. Несколько лет спустя из плазмы человека была выделена новая металлопротеиназа, основной функцией которой являлось расщепление UL-vWF; в 2001 г. она получила название ADAMTS-13 (англ. a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin type 1 motif, member 13) [6–8].

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МЕТАЛЛОПРОТЕИНАЗЫ ADAMTS-13 И ФАКТОРА ФОН ВИЛЛЕБРАНДА / PHYSIOLOGICAL ASPECTS OF THE INTERACTION BETWEEN ADAMTS-13 METALLOPROTEINASE AND VON WILLEBRAND FACTOR

ADAMTS-13 – это металлопротеиназа, которая относится к группе пептидных белков ADAM (англ. a disintegrin and metalloproteinase). Дизинтегринподобная металлопротеиназа с мотивом тромбоспондина 1 (ADAMTS-13) является первичным молекулярным регулятором тромбоцитосвязывающей активности фактора фон Виллебранда. Это цинксодержащая металлопротеиназа, которая, как было выяснено в 1996 г., регулирует распределение UL-vWF путем расщепления Tyr1605–Met1606 в домене А2 фактора фон Виллебранда. Этот сайт расщепления окружен двумя N-связанными гликановыми сайтами (N1515 и N1574 в А2). Было показано, что концевые остатки сиаловой кислоты на этих цепях N-гликанов регулируют восприимчивость vWF к протеолизу ADAMTS-13 [9] (рис. 2).

Ген ADAMTS-13 располагается на хромосоме 9q34 в локусе 37kb и состоит из 29 экзонов и 1427 аминокислот. ADAMTS-13 сходна с другими членами семейства металлопротеиназ ADAM, которые характеризуются модульной доменной структурой, состоящей из N-концевого каталитического домена, домена металлопротеиназы, дизинтегринподобного домена, повтора тромбосподина типа 1 (англ. thrombospodin type 1, TSP-1), который обогащен цистеином, и спейсерного домена. ADAMTS-13 содержит также дополнительно 7 TSP-1-повторов и 2 уникальных CUB домена (для дополнения C1r/C1s, Uegf, Bmp1) на своем С-конце и является наиболее дивергентным членом семейства (рис. 3). Спейсерный домен ADAMTS-13 состоит из желеобразной складки из 10 β-листов, которая связывается с С-концом развернутого домена A2 фактора фон Виллебранда. В случае удаления спейсерного домена происходит снижение каталитической эффективности расщепления vWF в 25 раз [11][12]. Металлопротеиназа способна отделять фрагменты и от плазменной и от трансмембранной части vWF, что приводит к высвобождению vWF в плазму и регулированию его избыточной активности с помощью ADAMTS-13.

ADAMTS-13 продуцируется в звездчатых клетках печени [14], в эндотелиальных клетках [15], подоцитах [16], астроцитах и клетках микроглии [17], но бо́льшую часть металлопротеиназы в кровоток экспрессируют звездчатые клетки. При этом уровень матричной рибонуклеиновой кислоты ADAMTS-13 в звездчатых клетках печени, подвергшихся воздействию интерферона-γ (англ. interferon-γ, IFN-γ), интерлейкина-4 (англ. interleukin-4, IL-4) или фактора некроза опухоли-α (англ. tumor necrosis factor-α, TNF-α), может снижаться приблизительно на 50 %; соответственно у пациентов с хроническими или острыми воспалительными заболеваниями происходят существенные изменения в экспрессии ADAMTS-13 [18–21]. Это было описано в нескольких исследованиях, которые показали, что экспрессия ADAMTS-13 может подавляться в некоторых клетках воспалительными цитокинами, такими как IL-6, IL-1β, IFN-γ, IL-4 и TNF-α [22][23].

Фактор фон Виллебранда – мультимерный протеин, который синтезируется только в мегакариоцитах и в клетках эндотелия сосудов, он содержит 52 экзона и лоцируется на коротком плече 12-й хромосомы. Главной задачей vWF является остановка кровотечения; он стимулирует адгезию тромбоцитов к поврежденным стенкам сосудов и благодаря этому является одним из важнейших компонентов системы гемостаза. Благодаря стабилизации фактора XIII реализуется его прокоагулянтное действие. Процесс первичного расщепления vWF металлопротеиназой ADAMTS-13 запускается при повреждении сосудов, когда UL-vWF высвобождаются из телец Вейбеля-Паладе, которые представляют собой небольшие внутриклеточные органеллы эндотелиальных сосудистых клеток и используются для хранения не только UL-vWF, но и различных белков, участвующих в гемостазе, воспалении и ангиогенезе, включая фактор VIII, vWF-пропептид, P-селектин, ангиопоэтин-2 (англ. angiopoietin-2, Ang-2), IL-8, тканевой активатор плазминогена (англ. tissue plasminogen activator, tPA). АDAMTS-13 воздействует и на трансмембранные и на плазменные фрагменты vWF. Основной функцией металлопротеиназы является высвобождение и регулирование активности vWF путем расщепления на более мелкие и менее активные формы. При снижении активности металлопротеиназы в плазме происходит существенное повышение концентрации высокомультимерных форм vWF, вследствие этого происходит образование высокотромбогенных UL-vWF в сосудистом русле [25]. UL-vWF имеют крайне высокий тромбогенный потенциал благодаря тому, что они способны вызывать спонтанную агрегацию тромбоцитов, вследствие этого образуются микротромбы в циркуляторном русле [26] (рис. 4).

Металлопротеиназа ADAMTS-13 играет важную роль в возникновении тромботических осложнений и может привести к возникновению такого опасного состояния, как тромботическая микроангиопатия (ТМА). Чаще всего дефицит ADAMTS-13 обусловлен аутоиммунными нарушениями [28]. Также дефицит активности металлопротеиназы может быть связан с циркуляцией антител к ADAMTS-13, либо с мутацией в активном центре. Беременность (включая послеродовой период) является признанным фактором риска развития острых (первичных или рецидивирующих) эпизодов ТТП [29]. В целом, почти половина всех острых эпизодов ТТП приходится на женщин детородного возраста, при этом ТТП, спровоцированная беременностью, возникает в 12–25 % всех случаев ТТП у взрослых [30].

Нарушение регуляции оси ADAMTS-13/vWF может привести к аномальному гемостазу. Именно определение взаимоотношения ADAMTS-13/vWF служит основным маркером фактора риска развития тромбозов.

РОЛЬ ADAMTS-13 И ФАКТОРА ФОН ВИЛЛЕБРАНДА В РАЗВИТИИ ТРОМБОТИЧЕСКОЙ ТРОМБОЦИТОПЕНИЧЕСКОЙ ПУРПУРЫ У БЕРЕМЕННЫХ / THE ROLE OF ADAMTS-13 AND VON WILLEBRAND FACTOR IN THE DEVELOPING THROMBOTIC THROMBOCYTOPENIC PURPURA IN PREGNANT WOMEN

Тромботическая тромбоцитопеническая пурпура – редкая и очень агрессивная патология, которая ставит под угрозу жизнь пациентки и характеризуется тромбоцитопенией и гемолитической анемией с клиническими последствиями тромбоза. ТТП развивается при дефиците ADAMTS-13. Патофизиологический механизм состоит либо из дефицита протеиназы вследствие мутации гена ADAMTS-13 (синдром Апшоу–Шульмана), либо из развития специфических ингибирующих аутоантител [31–35].

Связь между ТТП и беременностью больше не вызывает сомнений ввиду гемостатических и иммунологических изменений, которые характеризуют беременность и весь послеродовой период. Как известно, физиологическая беременность сопровождается изменениями во всех аспектах гемостаза, приводящими к состоянию гиперкоагуляции, которое становится наиболее отчетливо выражено в конце III триместра и послеродовом периоде [36]. Это было задумано природой для уменьшения осложнений кровотечения во время родов с последующей постепенной нормализацией в течение первых 4–6 нед после родов.

Что касается основных действующих участников патогенеза ТТП, то, например, уровень vWF постепенно повышается на протяжении всей беременности, достигая максимального увеличения в последнем триместре, что было продемонстрировано в нескольких исследованиях [37][38]. Более того, по результатам исследования Y. Yoshida с соавт. содержание vWF начинало увеличиваться после I семестра, почти удваивалось в начале последнего гестационного семестра и внезапно снижалось сразу после родов в обследованной группе здоровых беременных [39]. А вот снижается ли активность ADAMTS-13 при физиологической беременности с увеличением срока гестации, до сих пор до конца не известно. Одни исследования показывают, что значения ADAMTS-13 при физиологической беременности остаются в референсных пределах, и нет существенной разницы между беременными и небеременными [40]. Другие же исследования, наоборот, демонстрируют постепенное снижение активности ADAMTS-13, начиная со II триместра (более 13 нед беременности) и до конца раннего постнатального периода (через 1–3 дня после родов), а затем возвращение значений к нормальным к позднему послеродовому периоду (приблизительно через 21 день после родов) [41][42]. Прогрессирующее снижение концентрации ADAMTS-13 во время беременности было связано с ее потреблением более высоким содержанием vWF. Кроме того, эстрогенный профиль также может играть определенную роль, о чем свидетельствует обнаружение более низких уровней ADAMTS-13 у пациенток в первую беременность, содержание эстрадиола у которых значительно выше, чем при последующих беременностях. Эти физиологические гестационные изменения в балансе ADAMTS-13/vWF ясно объясняют, почему каждая беременность может представлять огромный риск, особенно для женщин с врожденным дефицитом ADAMTS-13.

Врачи-акушеры должны знать о ТТП и своевременно оказывать помощь этой группе пациентов. Мы всегда должны помнить о долгосрочных осложнениях ТТП с точки зрения инсульта, гипертонии, ишемической болезни сердца, когнитивных нарушений, снижения качества жизни и высокого уровня смертности. Мы полагаем, что важным прогностическим маркером может служить определение уровня ADAMTS-13 у беременных и женщин на этапе планирования беременности. Однако ввиду противоречивых данных об изменении уровня активности ADAMTS-13 необходимы дальнейшие исследования этого вопроса.

ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ADAMTS-13 И ФАКТОРА ФОН ВИЛЛЕБРАНДА У БЕРЕМЕННЫХ С ПРЕЭКЛАМПСИЕЙ / FEATURES OF ADAMTS-13 AND VON WILLEBRAND FACTOR FUNCTIONING IN PREGNANT WOMEN WITH PREECLAMPSIA

Преэклампсия (ПЭ) является одной из главных причин летальных исходов для матери и для плода во время беременности [43]. Это состояние обычно затрагивает ранее здоровых нормотензивных женщин, без известных факторов риска, после 20 нед беременности, как правило, в III триместре [44][45]. По данным Международного общества по изучению гипертонии во время беременности (англ. International Society for the Study of Hypertension in Pregnancy, ISSHP), ПЭ проявляется гипертонией и протеинурией и может прогрессировать до возникновения тяжелых осложнений. На развитие ПЭ влияют материнская и плацентарная дисфункции. Эти нарушения связаны с различными факторами, включая эндотелиальную дисфункцию, недостаточную инвазию трофобластов, окислительный стресс и плохую экстракцию плацентарного кислорода. Однако неясно, является ли развитие сосудистых нарушений при ПЭ результатом основной сосудистой патологии или исключительно результатом повышенных стрессовых сигналов трофобласта матери [46].

Многие исследования показали взаимосвязь эндотелиальной дисфункции с развитием ПЭ. При дисфункции эндотелия физиологически происходит вазоспазм, который повышает проницаемость сосудистой стенки и приводит к активации свертывающей системы крови. Эти процессы лежат в основе клинической картины ПЭ [47][48].

По литературным данным, уровень vWF значительно выше у беременных с ПЭ по сравнению с женщинами с физиологически протекающей беременностью или небеременными [49][50]. Однако в своем исследовании 140 беременных с ПЭ А. Stepanian с соавт. не обнаружили каких-либо статистически значимых различий между физиологической беременностью и беременностью, осложненной ПЭ [51]. Также крайне противоречивы данные об активности ADAMTS-13 при ПЭ [51–53]. ADAMTS-13 разрушает vWF; однако недостаток металлопротеиназы у женщин с ПЭ может привести к непоправимым последствиям. Некоторые авторы высказывают мнение, что снижение уровня этой металлопротеиназы может играть ключевое значение в возникновении ПЭ. Однако в связи с противоречивыми данными литературы, по нашему мнению, на сегодняшний момент нельзя сделать такое заключение, поэтому необходимо дальнейшее исследование этого вопроса.

Важно помнить, что сама по себе беременность является риском развития венозной тромбоэмболии, а в случае возникновения ПЭ риски увеличиваются в 3–4 раза. Именно поэтому всем беременным необходимо оценивать риски развития венозной тромбоэмболии и вовремя профилактировать их.

ADAMTS-13 И ФАКТОР ФОН ВИЛЛЕБРАНДА У ПЛОДОВ И НОВОРОЖДЕННЫХ / FETAL AND NEONATAL ADAMTS-13 AND VON WILLEBRAND FACTOR

Существуют значительные отличия в свертывающей системе крови новорожденных по сравнению с более старшими детьми и взрослыми. Имеются данные, которые показывают, что концентрация vWF у младенцев приближается к уровню взрослых только к 6 мес [54][55]. Различия в содержании прокоагулянтных и антикоагулянтных факторов и формирующееся равновесие при вторичном гемостазе во время перехода от фетальной/неонатальной жизни к младенческой, детской и взрослой жизни известны как «гемостаз развития». Неспровоцированные или спонтанные тромботические явления, такие как инсульт, тромбоэмболия легочной артерии и тромбоз глубоких вен у здоровых новорожденных встречаются очень редко. Однако нарушение оси ADAMTS-13/vWF при воздействии дополнительных факторов, таких как введение на длительное время внутривенных устройств, гипоксия и сепсис могут увеличивать шансы развития тромбозов [56]. Так, недавнее исследование активности vWF перед кардиохирургическим вмешательством у новорожденных и младенцев продемонстрировало связь vWF (уровень vWF был выше, чем у взрослых) с тромбозом [57].

На сегодняшний день нет общего консенсуса о значениях vWF и ADAMTS-13 у здоровых доношенных детей. Тем не менее большее количество исследований свидетельствуют о повышении активности vWF в период новорожденности [56][58][59]. Неясно до конца, почему же у новорожденных определяются более высокие уровни vWF; предположительно, это физиологическая реакция, которая возникает как реакция на стресс во время родовой деятельности. Данные о металлопротеиназе ADAMTS-13 у новорожденных также противоречивы, причем в некоторых исследованиях сообщалось о значениях в контрольной группе ниже, чем у взрослых [60][61], а в других – о значениях, аналогичных значениям взрослых [62][63].

Представленные данные подчеркивают проблемы в понимании «нормальных» значений ADAMTS-13 и vWF у новорожденных и поэтому требуют дальнейшего изучения.

ЗНАЧЕНИЕ ОСИ ADAMTS-13/VWF ПРИ COVID-19 / IMPORTANCE OF ADAMTS-13/VWF АXIS IN COVID-19

Основными осложнениями COVID-19 являются тромботические и микрососудистые осложнения. Наиболее подходящим описанием коагулопатии при COVID-19 является легкая форма диссеминированного внутрисосудистого свертывания (ДВС-синдрома), вызванного сепсисом, и локализованная легочная ТМА.

Эндотелиальная дисфункция была первичным открытием при вскрытии умерших от COVID-19 и может значительно способствовать прокоагулянтному состоянию, наблюдаемому у этих пациентов. Отек, нарушение соединений и потеря контакта с базилярной мембраной наблюдались в эндотелиальных клетках. Исследование пациентов с COVID-19 также подтверждает, что повреждение эндотелиальных клеток играет важную роль в наблюдаемой коагулопатии: маркеры повреждения эндотелиальных клеток – антиген vWF, растворимый Р-селектин и ингибитор активатора плазминогена-1 (англ. plasminogen activator inhibitor-1, PAI-1) были значительно повышены у пациентов, находящихся в отделении интенсивной терапии [64–67]. Эндотелиальная дисфункция является известным фактором тромбоза. Так, при тяжелой форме COVID-19 частота венозных тромбоэмболических осложнений составляет в среднем 45,6 %, в то время как при нетяжелых формах – около 23,0 % [68][69]. Многие исследователи установили, что при коронавирусной инфекции у «тяжелых» пациентов происходит значительное увеличение концентрации vWF и снижение содержания металлопротеиназы ADAMТS-13 [70–76]. Однако А. Doevelaar с соавт. в своем исследовании показали увеличение агрегации vWF в 5 раз, а также значительное снижение соотношения ADAMTS-13/vWF, при этом какого-либо значительного снижения уровней ADAMTS-13 по сравнению со здоровыми контрольными группами не было определено [77]. В другом исследовании наблюдалось аналогичное увеличение активности vWF без изменения уровня ADAMTS-13 [78]. Все эти данные свидетельствуют о необходимости оценки именно оси ADAMTS-13/vWF, поскольку снижение соотношения ADAMTS-13/vWF является независимым предиктором тяжести COVID-19 [79][80].

Как говорилось ранее, бoльшая часть исследователей полагают, что с увеличением срока гестации уровень ADAMТS-13 неуклонно снижается, а вот уровень vWF повышается; соответственно COVID-19 во время беременности, а особенно в III триместре несет определенные угрозы как для матери, так и для плода. В своем недавнем исследовании E. Grandone с соавт. показали, что отношение ADAMTS-13/vWF значительно и независимо связано с преждевременными родами, поскольку риск удваивается для каждого увеличения на одну единицу соотношения [81].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ / CONCLUSION

В акушерско-гинекологической практике крайне необходимо формирование патофизиологически обоснованных подходов к лечению и диагностике, зависящих от уровня vWF и активности ADAMTS-13, поскольку на кону стоят 2 человеческие жизни – матери и ребенка. Каждый врач-акушер обязан знать о таких редких и смертельно опасных состояниях, как ТМА и ТТП, и вовремя оказать помощь пациентке.

Однако ввиду противоречивых данных научной литературы необходимо дальнейшее подробное изучение функционирования оси ADAMTS-13/vWF для большего понимания, прогнозирования и выбора стратегии для помощи нашим пациентам.