В последние годы широко исследуется роль плацентарных нарушений в развитии многих акушерских синдромов – преэклампсии, задержки роста плода (ЗРП), отслойки плаценты, невынашивания беременности, преждевременных родов, антенатальной смерти плода. Основной акцент направлен на особенности формирования плаценты начиная с ранних сроков гестационного процесса, что многими авторами считается определяющим фактором осложненного или неосложненного течения беременности. Недостаточная гестационная перестройка спиральных артерий матки и ее связь с развитием преэклампсии была впервые описана более 40 лет назад. Данная концепция, как известно, постулирует, что нарушение маточно-плацентарного кровотока с эпизодами нерегулярной плацентарной перфузии, сменой периодов гипоксии и реоксигенации приводит к развитию окислительного стресса, плацентарной дисфункции, повреждению эндоплазматического ретикулума, нарушению синтеза белков, митохондриальной дисфункции, и в конечном итоге – повреждению эндотелия сосудов матери с развитием эндотелиальной дисфункции. Важную роль сбоя работы митохондриального ретикулума в развитии окислительного стресса при преэклампсии подчеркивают многие авторы. Впрочем, до настоящего времени неизвестно, почему у одних пациенток развивается преэклампсия, у других – ЗРП (а в некоторых наблюдениях имеет место их сочетание), у третьих происходит выкидыш.
Плацентация у человека является уникальным процессом, обеспечивающим адекватное иммунологическое, молекулярное, метаболическое, гемодинамическое и другие взаимодействия материнского организма и развивающегося эмбриона/плода, несущего 50% антигенов отцовского происхождения и являющегося для матери с иммунологической точки зрения «полуаллогенным». Успешность указанного взаимодействия зависит от большого количества факторов, в конечном итоге влияющих на глубину и полноценность инвазии цитотрофобласта и гестационное ремоделирование сосудов матки.
Как показали исследования, инвазия трофобласта в децидуальную оболочку и миометрий контролируется главным образом иммунными механизмами [1, 2]. Синцитиотрофобласт ворсин плаценты не экспрессирует мРНК классических антигенов HLA I класса (кроме HLA-C). В то же время известно, что инвазирующий цитотрофобласт экспрессирует неклассические HLA-G и HLA-E, что позволяет избежать его распознавания как чужеродной ткани и предотвращает цитотоксичность, опосредованную NK-клетками матери. Трофобласт, экспрессирующий отцовский аллотип генов HLA-C, потенциально может взаимодействовать с Killer immunoglobulin-like receptor (KIR) на NK-клетках матери. Неправильное аллогенное распознавание отцовских HLA-C материнскими KIR может негативно влиять на инвазию трофобласта и ремоделирование маточных сосудов. Некоторые исследования показали, что специфический отцовский (фетальный) HLA-C-G полиморфизм или делеции являются факторами риска развития преэклампсии [2, 3].
В рамках данной концепции существенным фактором развития преэклампсии рассматривается нарушение иммунного ответа матери на формирование полуаллогенного для нее плода и плаценты. Концепция плода как «аллотрансплантанта» была впервые представлена более 60 лет назад Peter Medawar [4]. При физиологической плацентации требуется развитие иммунной толерантности к аллоантигенам плода отцовского генеза. Уже тогда предполагали, что в генезе преэклампсии имеет место иммунная дезадаптация. Поиск специфических плодовых (отцовских) антигенов, способных запустить генерализованный процесс иммунного повреждения эндотелия сосудов при преэклампсии, является предметом большого числа исследований и продолжается до настоящего времени.
В пользу иммунного характера повреждения эндотелия сосудов при преэклампсии свидетельствуют многие исследования. Иммуноморфологическое изучение плацент при преэклампсии показало наличие иммунных комплексов (ИК) и компонентов комплемента в ее сосудах и ткани, обнаружено отложение С3-фракции комплемента, IgA, IgM, IgG; иммунологические повреждения плаценты максимально выражены при тяжелой преэклампсии [5, 6].
Подтверждением иммунокомплексного повреждения различных органов и тканей при преэклампсии является выявление ИК и комплемента в биоптатах ткани печени, почек и даже кожи, сосудах плацентарной площадки [6]. При иммуноморфологическом исследовании биоптатов почек пациенток с тяжелой преэклампсией в анамнезе в стенках капилляров клубочков и мезангии выявлены иммуноглобулины основных классов (IgA, IgM, IgG), С3-фракция комплемента, фибрин.
Отложение и фиксация на мембранных структурах плацентарного барьера ИК, связывающих комплемент, приводит к повреждению эндотелия сосудов, капилляров, мембран клеток синцитиотрофобласта. В области отложения ИК наблюдаются дистрофические процессы, разрушение синцитиотрофобласта, массивное отложение фибриноида, выявляются очаги некроза и кровоизлияний в базальной пластине. Кроме того, в тканях, окружающих фиксированные ИК, наблюдается лимфоидная инфильтрация [5]. Перечисленные изменения сопровождаются утолщением стенки сосудов с облитерацией их просвета и развитием атероматоза, что способствует формированию плацентарной недостаточности.
Отложение ИК на мембранах эндотелия сосудов приводит к постепенному разрушению всех элементов нормальной структуры эндотелиоцитов (ядра, гранулярного ретикулума, митохондрий, элементов цитоскелета). Одним из специфических свойств ИК в избытке антигена является проникновение ИК через межэндотелиальные щели капилляров к базальной мембране, где они осаждаются, сорбируя на себе С3-фракцию комплемента, и вызывают специфический хемотаксис нейтрофилов, макрофагов, лимфоидных клеток, которые выделяют в окружающие ткани различные биологически активные вещества и цитокины. В конечном итоге развиваются патологические реакции, определяемые как иммунологическое воспаление и некроз [5, 6]. Методом электронной микроскопии показано, что интенсивное разрушение мембран синцитиотрофобласта и эндотелия сосудов происходит именно в местах отложения ИК и цитокинов.
Установлено, что ИК образуются и при физиологическом течении беременности. Многими авторами признается, что патофизиологическая основа преэклампсии – чрезмерный процесс образования циркулирующих ИК, ведущий к системному иммунологическому воспалению сосудов [6–8]. Патофизиологические эффекты ИК начинаются с активации ими комплемента с образованием так называемых патогенных ИК.
Большинство исследователей источником антигенной стимуляции образования антител и ИК, как у здоровых беременных, так и у пациенток с преэклампсией, считают фетоплацентарный комплекс.
При физиологически протекающей беременности частью нормального развития трофобласта является процесс апоптоза, при этом в кровотоке беременной может определяться незначительное количество апоптотических микрофрагментов синцитиотрофобласта, внеклеточной эмбриональной ДНК и цитоплазматических белков (например, белка цитоскелета трофобласта цитокератина) [6–10]. Так называемые «обломки» синцитиотрофобласта являются для матери аллоантигенами и теоретически способны запустить каскад иммунных нарушений с повреждением эндотелия сосудов и развитием эндотелиальной дисфункции. Кроме того, они могут служить дополнительным источником sFlt-1 и sEng, поскольку эти антиангиогенные белки в большом количестве экспрессируются синцитиотрофобластом.
Однако, несмотря на то, что фрагменты трофобласта являются полуаллогенной тканью для материнского организма, апоптоз не может приводить к запуску провоспалительного ответа, так как в процессе запрограммированной клеточной смерти происходит потеря специфических поверхностных структур клеток [11]. Кроме того, микрочастицы трофобласта, обнаруживаемые и в вене маточной артерии, и в периферической венозной крови беременных, чаще всего оседают и разрушаются в капиллярах легких, не достигая артериальных сосудов [8].
Поиск антигенного компонента циркулирующих и фиксированных в тканях ИК при преэклампсии продолжается. Исследования И.С. Сидоровой с учениками позволяют предположить, что в состав этих ИК входят антигены плодового (отцовского, аллогенного для матери) происхождения [12]. Учитывая срок беременности, при котором развивается преэклампсиия (после 20–22 недель беременности), когда у плода интенсивно развиваются высшие структуры головного мозга, таким аллоантигеном потенциально могут быть его специфические нейрональные и глиальные белки.
Антитела, образующиеся в ответ на антигенную стимуляцию, образуют ИК, но их патогенный потенциал определяется размерами, количеством, аффинностью, изотипом антител. Крупные ИК фиксируют комплемент и быстро элиминируются. Однако маленькие ИК в избытке антигена имеют тенденцию фиксироваться в стенках сосудов, где они могут связываться с Fc-рецептором лейкоцитов, приводя их к активации и повреждению окружающих тканей.
Патофизиологические эффекты ИК начинаются с активации ими комплемента. Воздействие продуктов активации системы комплемента на эндотелиальные клетки может приводить к множественному нарушению их функций: усиление прокоагулянтной активности эндотелия, адгезии лейкоцитов к эндотелию, нарушение эндотелий-зависимой регуляции сосудистого тонуса, изменение редокс-состояния эндотелиоцитов и окислительное повреждение протеинов, липидов, нуклеиновых кислот и др., что и имеет место при преэклампсии.
В 1983 г. Schmorl первый обнаружил клетки трофобласта в материнском легком при преэклампсии [13].
Последующие исследования показали достоверно более высокие уровни микрочастиц трофобласта, эмбриональных эритроцитов и эритробластов, а также свободной ДНК плода в кровотоке беременных с преэклампсией по сравнению с пациентками с физиологически протекающей беременностью [14]. Так называемый «фетальный микрохимеризм» может способствовать развитию материнской иммуннологической дисфункции, наблюдаемой при преэклампсии, и сохраняться длительное время уже после завершения беременности (по некоторым данным до трех десятилетий) [15–17]. Фетальный микрохимеризм и его влияние на соматическое здоровье женщин в настоящее время является предметом активного изучения.
Во время беременности происходят существенные адаптивные изменения иммунной системы матери. С одной стороны, необходимо обеспечить выживание «полуаллогенного» плода, с другой – сохранить иммунную защиту матери от чужеродных агентов. Система комплемента не является исключением, в ней также происходят заметные изменения, начиная уже с самых ранних сроков гестации.
Как известно, система комплемента состоит более чем из 50 белков, и в физиологических условиях имеет место незначительное, но устойчивое состояние ее активации. Резкое усиление (активация) каскада комплемента происходит по одному из 3 путей: классический, лектиновый и альтернативный. При этом активация комплемента контролируется растворимыми и связанными с мембраной ингибиторами, действие которых в норме направлено на ограничение активации разных компонентов комплемента: к примеру С1-ING ингибирует компоненты C1r и C1s классического пути; плазменные факторы H и C4-связывающий белок нацелены на С3 и С4 компоненты комплемента соответственно; рецепторы комплемента CR1, CD55, CD46 и CD59 (мембран-связанные регуляторы) – самостоятельно ограничивают активацию комплемента и др. [18].
Плацентарные ворсинки, покрытые синцитиотрофобластом (ткань плодового происхождения), – единственное место контакта с материнской кровью в межворсинчатых пространствах, где контроль активации системы комплемента особенно необходим для защиты плода от иммунной системы матери.
Интактная, физиологически функционирующая система комплемента имеет решающее значение для развития плаценты и плода. Ряд осложнений беременности, включая ранние потери беременности, ЗРП, гипертензивные расстройства во время беременности и преждевременные роды, в настоящее время связывают с чрезмерной или неправильной активацией комплемента и чаще встречаются у женщин с наследственными или приобретенными системными расстройствами или мутациями генов белков и регуляторов комплемента [18, 19].
Инвазия трофобласта в эндометрий, как показали исследования, сопровождается воспалительной реакцией. В частности, по мере прогрессирования беременности описана активация С3-компонента комплемента [20], способствующая успешной инвазии. После родов уровень C3 возвращается к исходным значениям [21]. В более поздних исследованиях [22] было проведено тщательное обследование здоровых небеременных и беременных для оценки циркулирующих уровней компонентов комплемента и продуктов его активации, а также регулирующих факторов. При нормальной беременности в 36–37 недель концентрации C4d, C3a, sC5b-9 (МАК – мембран-атакующий комплекс, конечное звено активации каскада комплемента), C3, C9 и регулирующего фактора H были выше, чем у небеременных женщин, тогда как C1-INH – ниже. Увеличение отношения C4d/C4, отношения C3a/C3 и sC5b-9 указывало на усиление активации комплемента при нормальной беременности по классическому или лектинному пути без значительного изменения альтернативного пути (фрагмент Bb достоверно не изменялся). Это исследование согласуется с более ранним исследованием Richani, демонстрирующим увеличение C3a и C5a во время беременности [23]. Таким образом, провоспалительное состояние во время физиологической беременности отчасти связано с некоторой активацией системы комплемента.
Однако клетки трофобласта, находящиеся в тесном контакте с материнской кровью, наиболее нуждаются в защите от чрезмерной активации системы комплемента. И действительно, многими исследованиями подтверждена плацентарная экспрессия регуляторов системы комплемента, таких как CD46, CD55 и CD59, увеличивающаяся ко второму и третьему триместрам беременности [24]. Но несмотря на присутствие регуляторов, некоторая степень активации комплемента в плаценте все же имеет место во время нормальной беременности. Bulla и соавт. [25] показали, что клеточные линии трофобласта человека с первого триместра секретируют белки C3 и C4 и имеют мРНК для поздних компонентов C6-9 (особенно для C7). Предположительно эти компоненты комплемента обеспечивают местный источник врожденной иммунной защиты от инфекции.
Кроме того, Bulla и соавт. (2008) продемонстрировали, что эндотелиальные клетки децидуальной ткани локально секретируют во время беременности C1q, который необходим для адекватного взаимодействия децидуальных эндотелиоцитов и инвазивного эндоваскулярного трофобласта [26]. Экспериментальные модели показали развитие состояния, подобного преэклампсии (гипертензия, протеинурия), у C1q-дефицитных животных [18].
В последние годы появляется все больше доказательств того, что наследуемые генные мутации в регуляторных белках комплемента, приводящие к чрезмерной его активации, могут быть важным фактором неблагоприятных исходов беременности [27, 28].
Так, при исследовании женщин с привычной потерей беременности были идентифицированы специфические мутации в C4b-связывающем белке (C4BP) и CD46 [27]. Полиморфизм C4BP R120H связан с уменьшением способности к деградации C3b. Два полиморфизма в CD46 включали P324L, что было связано с уменьшением деградации как C4b, так и C3b. Salmon et al. (2011) у 8–18% женщин с преэклампсией обнаружили мутации в генах, кодирующих комплементарные регуляторные белки MCP (CD46), фактор I и фактор H [28]. При тяжелой преэклампсии многими авторами определялась повышенная активация C5a и терминального комплемента sC5b-9 [29, 30]. При преэклампсии экскреция sC5b-9 с мочой наиболее тесно коррелирует с KIM-1 (маркером повреждения проксимальных канальцев почек) [29, 31]. Внешняя активация С5-сериновой протеазой в каскаде коагуляции может также способствовать повышению уровней C5a и sC5b-9 при тяжелой преэклампсии [32, 33]. Мочевая экскреция sC5b-9 была достоверно увеличена при тяжелой преэклампсии, но была минимальной или отсутствовала у беременных с хронической гипертензией или здоровых. Кроме того, уровни sC5b-9 в моче четко коррелировали с увеличением sFlt-1 и снижением уровней плацентарного фактора роста и сосудисто-эндотелиального фактора роста [34], что характерно для преэклампсии.
Другие авторы (Lynch и соавт., 2008) измеряли продукты активации комплемента на ранних сроках беременности для оценки их прогностической значимости в отношении развития преэклампсии и других осложнений беременности [35]. Они продемонстрировали увеличение фактора Bb, предполагающего чрезмерную активацию комплемента по альтернативному пути, уже с 1-го триместра беременности у тех женщин, у которых в последующем развивалась преэклампсия, что может быть использовано для ее прогноза.
Дальнейшие исследования Lillegard и соавт. [36] на моделях животных с использованием антагонистов C5a и C3a показали, что C3a и C5a являются важными продуктами активации комплемента, ответственными за гипертензию. Кроме того, антагонист С3а, известный как PMX 53, предотвращал эндотелиальную дисфункцию в мелких брыжеечных сосудах и нарушения сердечного ритма, возникающие после индуцированной в эксперименте у крыс плацентарной ишемии. Wang и соавт. (2012) показали, что введение мышам с индуцированными симптомами преэклампсии ингибитора С3а уменьшало гипертензию, альбуминурию, ЗРП и повышение sFlt-1, предполагая, что C3a – один из важных индукторов клинических симптомов и ангиогенного дисбаланса при преэклампсии [37].
Доказательством чрезмерного провоспалительного ответа при преэклампсии являются многочисленные исследования, посвященные определению уровней TNFα (фактора некроза опухоли альфа), молекул клеточной адгезии VCAM и ICAM, чьи концентрации в плазме крови возрастают при активации эндотелия и отражают его провоспалительный статус.
Важную роль иммунной толерантности матери в успешном развитии беременности подтверждают и другие исследования. В частности описана чрезмерная активация нейтрофилов и моноцитов у женщин с преэклампсией (как циркулирующих в кровотоке, так и децидуальных) [38]. Как было показано, эти моноциты синтезируют большое количество провоспалительных цитокинов (Il-1b, Il-6, Il-8 и др.) с развитием так называемого Th-2/Th-1 дисбаланса иммунной системы матери [39]. Кроме того, показано, что CD4+ и CD8+ Т-лимфоциты, а также NK-клетки и дендритные клетки при преэклампсии также имеют тенденцию к провоспалительной реакции [40]. Описаны и другие иммунные клетки, участвующие в этом процессе. Так, преэклампсию рассматривают в качестве материнской провоспалительной реакции с преобладанием Th-1/Th-17 ответа [41].
Th-17 клетки – это CD4+лимфоциты, продуцирующие Il-17. Их активация связана с развитием и прогрессированием аутоиммунных и хронических воспалительных заболеваний, аллергических реакций, реакцией отторжения трансплантанта, а также преэклампсии [42].
Таргетные терапевтические средства могут потенциально воздействовать, предотвращая активацию комплемента, уменьшая эффекты активированных компонентов комплемента или истощая комплемент. Однако недостаток терминального комплекса комплемента (МАК) связан с повышенным риском инфицирования инкапсулированными организмами, в частности видами Neisseria (Hellerud и соавт., 2010) [43]. Блокада каскада комплемента на уровне С5 теоретически представляет меньший риск инфицирования, чем блокада на уровне С3. Использование иностранными коллегами экулизумаба (eculizumab) показало, что блокада комплемента хорошо переносится и благоприятна при беременности (Hallstensen и соавт., 2014) [44]. При этом всем беременным женщинам с терапевтической блокадой комплемента рекомендуется вводить менингококковую вакцину (Cohn и соавт., 2013) [45].
В настоящее время описаны случаи применения экулизумаба при пароксизмальной ночной гемоглобинурии (вариант тромботической микроангиопатии – ТМА) [44, 46], при которой 50% беременностей заканчивается потерей плода или преждевременными родами. При этом уровни экулизумаба в пуповинной крови были минимальными или неопределяемыми, что не влияло на классический или альтернативный пути активации комплемента у новорожденных [44].
Также зарубежными коллегами описано успешное применение экулизумаба для лечения преэклампсии и синдрома HELLP [47]. Лечение с помощью экулизумаба было начато после менингококковой вакцинации в дозе 1200 мг, что позволило продлить беременность на 17 дней с временным улучшением симптомов HELLP. Новорожденный родился на 29-й неделе беременности без серьезных осложнений. Авторы выявили, что уровни sC5b-9 (но не C5a) в материнской крови и моче после лечения уменьшились, что согласуется с регрессом симптомов HELLP [33]. Это уникальное описание применения экулизумаба подтверждает тот факт, что активация комплемента является важным патогенетическим звеном при преэклампсии и HELLP-синдроме, и уменьшение активации терминального комплекса комплемента может улучшить течение данного осложнения беременности.
Заключение
Таким образом, множество исследований указывают на дисрегуляцию активации комплемента как в материнской циркуляции, так и в плаценте женщин с преэклампсией. Однако крайне важным является тот факт, что более четкое понимание роли комплемента как при нормальной, так и при осложненной беременности позволит грамотно и рационально обосновать терапевтические стратегии регулирования системы комплемента с целью улучшения как материнских, так и перинатальных исходов беременности.
В настоящее время мы четко понимаем, что дальнейшие исследования этиологии и патофизиологии преэклампсии требуют междисциплинарного подхода с привлечением достижений иммунологии, генетики, репродуктивной биологии, гематологии, практического акушерства и других наук. Возможно, в таком тесном сотрудничестве разных специалистов наконец будет решена проблема преэклампсии для будущих поколений пациенток и врачей.
