Проблема нарушения репродуктивной функции человека остается крайне актуальной, несмотря на значительные достижения широкомасштабных исследований и наличие современных методов, восстанавливающих фертильность.
Согласно общепринятой терминологии, невынашивание беременности (НБ) – это самопроизвольное прерывание беременности от момента ее возникновения до 37 недель гестации.
Частота невынашивания беременности в России составляет 15–27% всех желанных беременностей и не имеет тенденции к снижению [1–4]. При этом 75–80% репродуктивных потерь приходятся на первый триместр беременности, являясь, по мнению большинства исследователей, эволюционным механизмом отбора неполноценного потомства [5]. Доля привычного выкидыша в структуре невынашивания беременности составляет от 5 до 20% [6]. Особую форму невынашивания беременности представляет собой несостоявшийся выкидыш, характеризующийся гибелью эмбриона или плода с длительной задержкой его в полости матки. Частота данной патологии в структуре невынашивания беременности достаточно высока и составляет от 10–20 до 70–80% [7].
Известно, что риск потери беременности возрастает с каждым последующим эпизодом самопроизвольного выкидыша: после первого выкидыша составляет 13–17%, после двух самопроизвольных выкидышей увеличивается более чем вдвое, достигая 36–38%, а для женщин, страдающих привычным невынашиванием, находится на уровне 40–45% после третьего самопроизвольного прерывания [5].
Этиология невынашивания беременности
Невынашивание беременности является полиэтиологическим осложнением течения беременности. Как правило, данное осложнение связано с комплексным действием неблагоприятных факторов, и зачастую выделение доминирующей причины потери беременности представляет собой серьезные трудности.
Наиболее изученными этиологическими причинами являются: генетические аномалии, инфекционные заболевания, патология эндокринной системы, особенности анатомии репродуктивной системы, иммунологические причины, нарушения свертывающей системы крови. Существенное влияние на течение беременности оказывают экстрагенитальные заболевания и социально-биологические факторы.
Бесспорна и велика роль инфекционного фактора в генезе невынашивания беременности. Вирусные и бактериально-ассоциированные заболевания, как в острой, так и в латентной формах, приводят к самопроизвольному выкидышу, являясь одной из ведущих причин [8, 9]. У женщин, страдающих привычным невынашиванием, в 70–73% случаев гистологически верифицирован хронический эндометрит вне беременности и в 86,7–87% случаев наблюдается персистенция 2–3 и более видов условно-патогенных микроорганизмов в эндометрии [10]. На современном этапе изучены особенности врожденного иммунитета при невынашивании беременности инфекционного генеза: выявлено снижение активности фагоцитарных клеток, дисбаланс выработки цитокинов в крови беременных, определено изменение экспрессии Toll-подобных рецепторов [11, 12].
По мнению различных авторов, частота аномалий развития органов репродуктивной системы у женщин с невынашиванием беременности находится в пределах 10–16% [13]. Наиболее распространенными врожденными анатомическими причинами самопроизвольных выкидышей являются: частичная или полная внутриматочная перегородка, двурогая, однорогая, седловидная матка. Прерывание беременности также может быть связано с наличием приобретенных анатомических дефектов: внутриматочных синехий, миомы матки с субмукозным ростом узлов, полипов эндометрия, нарушающих процессы нормальной имплантации.
Существенный вклад в этиологию репродуктивных потерь вносит патология эндокринной системы, среди которой лидирующее место занимают недостаточность лютеиновой фазы, гиперандрогения, гиперпролактинемия, дисфункция щитовидной железы и сахарный диабет, приводя к спонтанному выкидышу в 8–20% случаев [14]. Недостаточность лютеиновой фазы выявляется у 20–60% пациенток, страдающих привычным невынашиванием, и характеризуется неполноценной секреторной трансформацией эндометрия, приводя к отсутствию условий для успешной имплантации и развития эмбриона [15]. На долю гиперандрогении в генезе невынашивания беременности приходится от 20 до 40%, при этом прерывание беременности чаще всего наступает на ранних сроках и протекает по типу анэмбрионии [16].
Вследствие повышенного содержания андрогенов угнетается функция желтого тела, нарушается полноценная трансформация эндометрия, склерозируются сосуды миометрия, снижается глубина инвазии хориона, как полагают, за счет конкурентного ингибирования эстрогенов андрогенами в рецепторном аппарате матки [17].
В отсутствие выявления причины невынашивания беременности этиология может быть обусловлена нарушением регулирующей роли иммунной системы, а именно патологическим воздействием аллоиммунных и аутоиммунных факторов. Среди аллоиммунных механизмов выделяют отсутствие синтеза блокирующих антител, вырабатывающихся за счет индукционного действия дополнительных антигенов главного комплекса гистосовместимости на трофобласте и необходимых для физиологического течения беременности [18, 19]. Особый интерес представляют клеточно-опосредованные механизмы развития самопроизвольных выкидышей, а именно: сдвиг соотношения Т-хелперов в сторону Tх1, высокое содержание естественных киллерных клеток, активированных лимфокинами Tх1, вызывающих усиление апоптоза клеток трофобласта [20].
Значимую роль в генезе прерывания беременности играет совместимость супругов по двум и более антигенам главного комплекса гистосовместимости (HLA – Human leycocyte antigens), что, по мнению некоторых ученых, может быть связано с гомозиготностью по летальным для эмбриона генам, сцепленным с локусами HLA, вероятность которой повышается при совместимости супругов в данной системе. Особый интерес представляют собой связи полиморфизма генов HLA с невынашиванием беременности: гомозиготность по аллельным вариантам генов HLA II класса главного комплекса гистосовместимости DRB1, DQA1, DQB1 является неблагоприятным фактором для успешного течения беременности [21] и ассоциирована с развитием аутоиммунных заболеваний, таких как сахарный диабет 1-го типа, ревматоидный артрит, аутоиммунный тиреоидит и полиорганные аутоиммунные поражения [22]. Также к генам, предрасполагающим к невынашиванию, относят HLA DR1, DR3, DR4, DR10, имеющие связь с различными аутоиммунными заболеваниями, включая ревматоидный артрит, системную красную волчанку, аутоиммунный тиреоидит [23].
Одной из основных причин прерывания беременности по аутоиммунному механизму является антифосфолипидный синдром, характеризующийся повышенным уровнем антител к фосфолипидам, что ведет к формированию артериальных и венозных тромбозов, нарушению формирования синцитиотрофобласта и имплантации [24]. У пациенток, страдающих привычным невынашиванием, частота антифосфолипидного синдрома достигает 27–42%, при этом в отсутствие корригирующей терапии гибель эмбриона наступает у 90–95% женщин с антителами к фосфолипидам [9].
Генетические причины невынашивания
Ведущим фактором потери беременности на ранних сроках являются генетические причины, приводя к ее прерыванию в 18–80% случаев [25, 26].
Под генетическими факторами понимают количественные и структурные хромосомные аномалии, генные мутации и наличие наследственной предрасположенности.
На долю хромосомных дефектов в структуре невынашивания приходится 50–70%, большинство нарушений – количественные и составляют 95% [27]. Частота и характер количественных аберраций распределяются следующим образом: трисомии аутосом у 50–55% абортусов, моносомии – Х у 15–20%, триплоидии у 15–20%, тетраплоидии у 5% [7, 28]. Известно, что между сроком гибели плодного яйца при неразвивающейся беременности и частотой аномалий кариотипа имеется корреляция: чем меньше срок беременности, тем выше частота летальных аномалий кариотипа в абортивном материале: на сроке 6–7 недель 60–75% абортусов имеют аномальный кариотип, в 12–17 недель – 20–25%, в 17–28 недель – 2–7% [7].
Структурные хромосомные аберрации, включающие транслокации, инверсии, делеции, дупликации, встречаются в материалах выкидышей в 4–5% случаев, возникая de novo или при наследовании от родителей – носителей [29].
Долгое время понятие генетических причин невынашивания включало в себя только хромосомные нарушения, однако наличие нормального кариотипа абортуса и родителей в отсутствие других причин самопроизвольного выкидыша свидетельствовало о существовании более тонких механизмов прерывания беременности. В течение последних 5–7 лет с развитием высокотехнологичных методов диагностики изучены полиморфизмы более 40 генов, ассоциированных с невынашиванием беременности.
В настоящее время детально изучено и описано в литературе большое число наследственных дефектов гемостаза, носительство которых ассоциировано с риском развития тромбозов и является доказанной самостоятельной причиной невынашивания беременности [30–33]. У женщин с осложненным течением беременности в 75% случаев диагностированы те или иные виды генетических тромбофилий [34], основными из которых являются: мутация G1691A фактора V (Лейденовская мутация), мутация G20210А в гене протромбина, полиморфизмы генов, контролирующих систему фибринолиза: 4G/5G в гене PAI-1, G455A в гене фибриногена и наследственный дефицит тканевого активатора плазминогена [35].
Также к причинам репродуктивных потерь вследствие тромбофилий относятся дефекты генов, кодирующих ферменты цикла фолиевой кислоты: полиморфизм C677T метилентетрагидрофолатредуктазы MTHFR и А66G метионин-синтазыредуктазы, характеризующиеся снижением функциональной активности ферментов и формированием гипергомоцистеинемии [36]. Важным звеном повышенного тромбообразования наследственной этиологии является генетически детерминированный дефицит естественных антикоагулянтов: антитромбина III, протеина С, протеина S.
Одним из фундаментальных звеньев успешного развития и течения беременности является полноценный процесс взаимодействия бластоцисты и эндометрия, чувствительного к имплантации за счет наличия молекул адгезии – интегринов [37].
Интегрины представляют собой белковые комплексы, вырабатывающиеся согласно фазам менструального цикла, состоящие из α- и β-субъединиц, расположенных на внешней мембране клетки и связывающихся с внеклеточными структурами [38]. Основное значение для процессов имплантации имеет гетеродимер αvβ3, открывающий «окно имплантации» [39]. В свете изучения проблемы невынашивания беременности особый интерес представляет ген GP IIIa, кодирующий β-субъединицу III типа, имеющий основную аллельную форму PL-AI и мутантную PL-AII. Присутствие в генотипе аллеля AII ассоциировано с невынашиванием беременности за счет нарушения процесса имплантации и формирования неполноценного плацентарного ложа. Также носительство аллеля AII гена GP IIIa связано с развитием серьезных осложнений беременности, таких как гестоз и задержка роста плода [40].
Не вызывает сомнения тот факт, что для успешной имплантации бластоцисты помимо адгезивных процессов необходимы инвазивные реакции, обеспечивающиеся за счет апоптотических преобразований. Как известно, апоптоз или запрограммированная клеточная гибель лежит в основе дифференциации и морфогенеза, поддержания клеточного гомеостаза, обеспечения важных аспектов развития и функционирования иммунной системы, противоопухолевой защиты, а также играет важную роль в полноценной инвазии трофобласта в эндометрий [41].
В запуске апоптоза принимает участие протеин р53, являющийся фактором опухолевой супрессии и способный приводить к остановке клеточного цикла в фазах G1/S и S/G2, репарации ДНК, тем самым защищая клетку от генотоксических воздействий. Полиморфизм гена Тр53, кодирующего белок р53, наиболее изучен в свете онкологических заболеваний: более 50% злокачественных новообразований сопровождаются мутациями гена Тр53 [42]. Исследования в области влияния полиморфизма данного гена на репродуктивную функцию немногочислены. Учеными получены данные о том, что при мутации гена Тр53, заключающейся в замене гуанина на цитозин в 72-м кодоне 4-го экзона, генотип G/G, оказывает негативное влияние на течение беременности, что наиболее выражено в срок 8–12 недель, за счет усиления апоптотических свойств [43].
На современном этапе исследователи уделяют особое внимание изучению проблемы нарушения антиоксидантной защиты и возникновению оксидативного стресса, лежащего в основе множества заболеваний. Важную роль в патогенезе невынашивания беременности играет снижение уровня или активности ферментов антиоксидантной системы [16].
В ряде физико-химических реакций в организме постоянно образуются активные формы кислорода, которые, находясь в физиологических концентрациях, участвуют в важнейших процессах, таких как: регуляция клеточного деления, сосудистого тонуса, участие в неспецифической иммунной защите организма, в процессах обновления клеточных мембран, воспалительных реакциях.
В условиях сниженной активности антиоксидантов или повышенной выработки свободных радикалов формируется дисбаланс в системе редокс-гомеостаза, вследствие чего активные формы кислорода вызывают деструктивные изменения клеточных мембран, митохондрий, ядер клеток, структуры ДНК, белковых молекул, вплоть до гибели клеток [44]. К основным ферментам антиоксидантной системы относят: супероксиддисмутазу, катализирующую дисмутацию супероксида в кислород и пероксид водорода; каталазу, осуществляющую переход перекиси водорода в кислород и воду; глутатионпероксидазу, катализирующую восстановление перекиси водорода до воды.
Важным ферментом, контролирующим уровень свободных радикалов в клетке, является Mn-зависимая супероксиддисмутаза – SOD2, локализованная в митохондриях и подверженная серьезной оксидантной нагрузке. Как недостаток, так и избыток данного фермента ведет к снижению защитных функций организма за счет токсического действия на клетки супероксида или повышенных концентраций перекиси водорода [45].
Экспрессия супероксиддисмутазы находится под контролем гена SOD2. Полиморфизм T47C гена SOD2 приводит к дефициту уровня фермента за счет нарушения его транспортировки в митохондрию из цитоплазмы клеток. Согласно недавним исследованиям, носительство аллельного варианта С/С гена SOD2 супружеской парой сопряжено с повышением риска возникновения неразвивающийся беременности I триместра [43].
Помимо эндогенных влияний, организм ежедневно испытывает негативные воздействия внешних факторов. Особенной группой повреждающих агентов являются ксенобиотики, способные оказывать токсический эффект на любой из стадий эмбриогенеза. Система детоксикации ксенобиотиков включает в себя 3 фазы: на 1-й стадии происходит активация чужеродных соединений с помощью ферментов семейства цитохромов Р450 и других групп ферментов с образованием промежуточных метаболитов, обладающих генотоксическими свойствами. Вторая фаза заключается в связывании метаболитов с участием глутатион-S-трансфераз; третья состоит в элиминации их из организма. Эффективность детоксикации обусловлена балансом между работой ферментов 1-й и 2-й фазы [46].
Многочисленные работы посвящены роли полиморфизма генов системы детоксикации в развитии различных заболеваний, в особенности в генезе злокачественных новообразований [47].
Результаты исследований, посвященных ассоциации полиморфных вариантов генов детоксикации с невынашиванием беременности, крайне противоречивы и неоднозначны. По данным некоторых авторов полиморфизм генов 1-й фазы детоксикации не оказывает негативного влияния на течение беременности [48], по другим данным – полиморфизм А606С гена СYP1A1, приводящий к изменению функции фермента СYP1A1, повышает риск развития неразвивающейся беременности при носительстве аллеля А в гомозиготном состоянии у женщин из супружеской пары [43].
К ферментам, ответственным за осуществление второй фазы детоксикации ксенобиотиков, относится семейство глутатион-S-трансферазы (GST), катализирующей конъюгацию генотоксических ксенобиотиков с глутатионом. Глутатион-S-трансферазы играют существенную роль как в метаболизме канцерогенов, липидов и продуктов свободнорадикальных реакций, так и в обмене катехолэстрогенов [49]. У человека выделяют 4 основных класса GST: GSTA, GSTM, GSTT и GSTP, функционирование которых находится под контролем соответствующих генов. В литературе имеются данные об ассоциации ослабленного генотипа 0/0 гена GSTM1 с привычным невынашиванием беременности, а также доказана предрасположенность к самопроизвольному выкидышу при сочетании неблагоприятных генотипов 3 генов GSTM1 0\0, GSTT1 0\0, GSTP1 S\S [50]. Однако при рассмотрении ассоциации полиморфного генотипа 0\0 гена GSTT1 с репродуктивными потерями неблагоприятное влияние на репродуктивную функцию не выявлено [35].
Несмотря на значимый вклад вышеуказанных систем в защиту организма от ежедневных негативных воздействий эндо- и экзогенных факторов, ключевую роль в поддержании стабильности генома играет система репарации ДНК. Типы повреждения ДНК весьма разнообразны, среди них наиболее распространены: спонтанная потеря оснований, одно- и двуцепочечные разрывы ДНК, являющиеся самым опасным типом, приводящим к появлению точковых мутаций и хромосомных аберраций с последующей гибелью клеток. В зависимости от типа нарушений структуры ДНК активируются многочисленные репарационные механизмы, основными из которых являются: 1) система репарации двунитевых разрывов ДНК; 2) система репарации неспаренных оснований («mismatchrepair»); 3) системы эксцизионной репарации.
Роль аллельного полиморфизма генов системы репарации и контроля клеточного цикла, дисфункция которых вызывает генетическую нестабильность, наиболее изучена в этиологии и патогенезе онкологических заболеваний, но практически не исследована вовлеченность полиморфизмов данных генов в развитие патологии беременности.
Как уже неоднократно подчеркивалось, для успешного течения беременности необходима полноценная имплантация плодного яйца в децидуальную оболочку. В процессе нидации клетки трофобласта и эндометрия делятся эндомитозом – путем эндоредупликации, под тщательным надзором белков, регулирующих клеточный цикл и репарацию. Клетки эндометрия, непосредственно контактирующие с имплантируемой бластоцистой, активно делятся. Клеточный цикл осуществляется за счет работы циклин-зависимых киназ, участвующих в смене фаз клеточного цикла. Во время деления клеток эндометрия белок p21 подавляет работу комплекса циклина D и киназы cdk4, приводя к образованию эндоцикла – удвоению хромосом без деления. В результате эндомитоза формируются полиплоидные клетки децидуальной оболочки. В течение данного процесса образуется огромное количество ошибок, однако в клетках практически не наблюдаются изменения нуклеотидной последовательности за счет ликвидации их в процессе репарации ДНК.
В норме дефекты последовательности нуклеотидов узнаются белками из системы проведения сигналов от поврежденной ДНК к различным эффекторам, которые представлены протеинкиназами АТМ, АTR, CHEK1 и CHEK2. Самые опасные для клетки двунитевые разрывы ДНК распознаются белками АТМ, кодирующимися геном АТМ. В литературе описано свыше 250 мутаций данного гена в связи с большим размером кодирующей области (66 экзонов), ассоциированных с развитием тяжелого заболевания – атаксии-телеангиэктазии, которое характеризуется нейродегенерацией, иммунодефицитом, повышенной чувствительностью в рентгеновскому облучению и высоким риском возникновения новообразований: рака молочной железы, лимфоидных опухолей из Т- или В-клеток [51]. Мутации в гене ATM приводят к полному или частичному угнетению синтеза белка АТМ, приводя к резкому увеличению вероятности размножения клеток с генетическими нарушениями. Полиморфизм данного гена в свете репродуктивных потерь у человека не изучен, однако имеются данные об инактивации АТМ у мышей, приводящей к ранней эмбриональной летальности, что представляется перспективным для дальнейших научных исследований [52, 53].
Не меньший интерес представляет ген CHEK2, расположенный на q плече 22-й хромосомы и кодирующий фермент – чекпоинткиназу-2, которая участвует в контроле клеточного цикла, блокируя клетки в фазе G1 или G2 в ответ на повреждения ДНК, выступая супрессором злокачественной трансформации клеток. Основными эффекторами чекпоинткиназы-2 являются протеин р53 и BRCA1.
Известной мутацией гена CHEK2 является полиморфизм 1100delC, характеризующийся экспрессией неполноценного белка CHEK2, что приводит к значительному снижению эффективности контроля повреждений ДНК, невозможности активации белка в ответ на повреждения генома. При носительстве данной мутации наблюдается увеличение риска развития злокачественных новообразований, таких как рак молочной железы с повышением риска контралатерального поражения, колоректальный рак [54, 55]. Нарушение процессов контроля клеточного цикла, сигнального пути нарушений ДНК может повлиять на развитие патологии беременности за счет возникновения геномной нестабильности, как в материнских, так и в фетальных клетках, что продемонстрировано в недавнем исследовании К.А. Куцын, где найдена ассоциация делеции в гене CHEK2 с повышенным риском развития неразвивающейся беременности и спонтанного аборта [56].
Под действием ультрафиолетового облучения, химических веществ, оксидативного стресса чаще всего возникают модификации оснований или нуклеотидов ДНК, которые распознаются и исправляются системой эксцизионной репарации оснований (BER – base excision repair) или нуклеотидов (NER – nucleotide excision repair), включающей множество компонентов. К ним относятся белковые продукты генов XPA, XPB, XPC, XPD, XPЕ, XPF, XPG, ERCC1, ERCC2, XRCC1, XRCC2, XRCC3, TFIIH, которые распознают и удаляют одиночные, ошибочно спаренные нуклеотиды, петли длиной в 1–3 нуклеотида и исправляют модифицированные сахарные остовы оснований.
Продукт гена XPD – белок, носящий название «хеликазная XPD субъединица основного комплекса транскрипционного фактора TFIIH», является частью молекулярного комплекса TFIIH, состоящего из 9 субъединиц, ответственного за процессы нормальной транскрипции и восстановление нуклеотидов, по той или иной причине выпавших из последовательности ДНК. TFIIH соединяется с местом повреждения, и ферменты хеликазы, входящие в его структуру, одной из которых является XPD, раскручивают участок длиной в 30 нуклеотидов, содержащий повреждение. После этого в процесс вступает еще целый комплекс ферментов: нуклеазы XPG и XPF удаляют повреждение, полимераза восстанавливает правильную последовательность в соответствии с комплементарной цепочкой, а лигаза соединяет концы восстановленной цепочки. Главным же координатором процесса эксцизионной репарации оснований является белок XRCC1 [57].
Уникальность гена XPD заключается в том, что мутации в разных его участках лежат в основе трех заболеваний человека: синдрома Коккейна, сочетающего нарушение роста, пигментный ретинит, атрофию зрительных нервов, глухоту, умственную отсталость и преждевременное старение; пигментной ксеродермы, характеризующейся повышенной чувствительностью кожи к свету и приводящей к развитию рака; и трихотиодистрофии (врожденного ихтиоза) – одной из форм преждевременного старения, характеризующейся ломкими волосами и чешуйчатой кожей. При этом известно, что у матерей пациентов, страдающих трихотиодистрофией, в 94% случаев наблюдаются осложнения беременности и родов – преждевременные роды, преэклампсия, HELLP-синдром, рождение ребенка с низкой массой тела [58].
Полиморфизм A35931C гена XPD в экзоне 23 кодирует аминокислотную замену Lys751Gln, оказывая влияние на стабильность белкового комплекса, ответственного за процесс репарации. Неоднократные исследования подтверждают роль полиморфных вариантов генов эксцизионной репарации нуклеотидов и оснований ДНК XPD А751С и XRCC1 С194Т, G280A в ассоциации их с развитием рака желудка [59]. В недавнем исследовании И.Д. Евтушенко выявлено увеличение частоты встречаемости «патологических» аллей генов XRCC1 С194Т и XPD A751C у больных генитальным эндометриозом. При этом носительство T/Т генотипа гена XRCC1 увеличивает риск развития генитального эндометриоза почти в 8 раз, а наличие в геноме С/С генотипа гена XPD A751C увеличивает риск развития генитального эндомериоза в 11,5 раз [2]. D. Bajpai, A. Banerjee в своем исследовании продемонстрировали связь между снижением репарации ДНК и повышением риска прогрессирования вируса папилломы человека, выявили снижение уровня белков генов XRCC1, ERCC2, ERCC4, и ERCC1 у пациенток с раком шейки матки [60]. В работе К.А. Куцын показано негативное влияние полиморфизма Lys751Gln гена XPD на течение беременности [56].
Полиморфные варианты генов системы репарации ДНК за счет снижения функциональной активности репарационных белков и специфических протеинкиназ могут вносить немалый вклад в развитие патологии беременности вследствие несрабатывания механизма корректировки повреждений ДНК, формирования геномной нестабильности и запуска апоптоза в материнских и фетальных клетках. Именно поэтому мутации данных генов представляются перспективными в изучении их ассоциаций с репродуктивными потерями.
Заключение
Таким образом, проблема невынашивания беременности является крайне актуальной и требует новых научных изысканий в рамках проспективной диагностики, где в последнее время лидирующее место занимает дифференцированное и комплексное генетическое обследование супружеских пар.
