Преэклампсия (ПЭ) остается одной из основных причин материнской заболеваемости и смертности во всем мире [1]. В России распространенность ПЭ в 2014 г. составила 2,9% (56 015 случаев из 1 900 048 родов), из них – тяжелой степени ПЭ – 35,1% (29 672 случая) [2]. Однако, несмотря на актуальность и медико-социальную значимость заболевания, исследование патогенеза ПЭ продолжается.
Согласно современным представлениям, развитие ПЭ происходит в две стадии [3]. Вначале возникает нарушение плацентации, включающее неполную инвазию трофобласта в децидуальную оболочку матки и нарушение ремоделирования маточных спиральных артерий. Как следствие, нарушается перфузия плаценты, и развивается гипоксия и окислительный стресс. Вторая стадия заболевания характеризуется клиническими проявлениями в виде артериальной гипертензии, протеинурии, отеков, которые обусловлены повреждением эндотелия и системным воспалением. Повреждение эндотелия может быть обусловлено рядом факторов, выделяемых в том числе синцитиотрофобластом, например, микровезикулами [4]. Такие везикулы могут переносить молекулы ДНК, РНК и белков и обусловливать системные реакции в ответ на местные изменения в плаценте при ПЭ.
Окислительный стресс – явление дисбаланса между антиоксидантами и прооксидантами с преобладанием последних. К прооксидантам относят активные формы кислорода и их производные. Они постоянно образуются в живых клетках и необходимы для функционирования клеток иммунной системы. Защита клетки от увеличения содержания активных форм кислорода осуществляется антиоксидантными ферментами (супероксиддисмутаза, каталаза и др.) и неферментными антиоксидантами (глутатион, тиоредоксин, никотинамидадениндинуклеотид (НАД), никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ)) [5]. При физиологически протекающей беременности окислительный стресс играет важную роль в адаптации организма матери к генетически чужеродным тканям плода. Увеличение окислительного стресса может быть связано с ишемией плаценты и повышенной продукцией активных форм кислорода. Дополнительным или альтернативным механизмом увеличения окислительного стресса при ПЭ может быть функциональная недостаточность системы антиоксидантной защиты [6]. Кроме того, в исследованиях C.W. Redman и I.L. Sargent [3] показано, что уровень окислительного стресса значимо выше в плацентах беременных женщин с ПЭ, чем у здоровых беременных.
Факторами, способствующими усилению окислительного стресса в плаценте, могут являться однонуклеотидные генетические полиморфизмы генов (ОНП), кодирующих ключевые ферменты системы детоксикации.
Глутатион-S-трансферазы (GST) – группа ферментов системы детоксикации (II фазы биотрансформации), катализирующие реакции конъюгации электрофильных ксенобиотиков (лекарственных препаратов, продуктов окислительного стресса, канцерогенов и экзогенных токсинов) с восстановленной формой глутатиона, что приводит к снижению активности этих веществ и последующему выведению их из организма. В клетках GST подразделяются на цитозольные, митохондриальные и микросомальные. Фермент GSTP1 (глутатион-S-трансфераза-пи-1) присутствует во всех органах и тканях организма, за исключением эритроцитов, в них функционирует другой класс GST и является основным GST в плаценте человека [7, 8]. Исследования P.L. Zusterzeel и соавт. показали, что уровень GSTP1 ниже в плацентах при ПЭ, чем у здоровых беременных женщин, что подтверждает предположение о связи варианта Val/Val этого полиморфизма с ПЭ. [9]. Эти данные также подтверждаются в исследованиях P. Canto и соавт. [10].
Однако данные G.S. Gebhardt и соавт. [11] и R.M. Coral-Vázquez и соавт. [12] не позволяют сделать однозначный вывод о роли ОНП rs1695 в развитии ПЭ. H. Norppa [13] не выявил статистически значимых различий, но отметил достаточно высокую частоту гомозиготных делеций генов GSTM1 и GSTT1. Значимо повышенный риск развития ПЭ при нулевых делециях данных генов был выявлен A. Sandoval-Carrillo и соавт. [14]. В исследованиях, проведенных ранее, также не было выявлено статистически значимых различий [15–18].
Вместе с тем при сравнительном протеомном анализе плацент женщин с ПЭ и без нее было установлено увеличение экспрессии GST при ПЭ [19]. Однако авторы не уточнили, какой класс GST подвергался анализу.
Ген GPX1 кодирует аминокислотную последовательность фермента глутатион-пероксидазы-1 (GPХ-1). Семейство GPХ включает 8 представителей, отличающихся локализацией и субстратной специфичностью. GPХ-1 наиболее широко распространена в организме, встречается в клетках различных органов и тканей. Она участвует в детоксикации перекиси водорода: катализирует реакции конъюгации перекиси водорода с восстановленной формой глутатиона, в результате чего образуется вода и глутатион-дисульфид. H.D. Mistry и соавт. [20] изучали связь между активностью GPХ в плазме больных ПЭ и ОНП в генах разных классов GPX, при этом статистически значимых ассоциаций выявлено не было ни с одним из полиморфизмов. Сравнение частот разных аллелей ОНП при ПЭ и у здоровых беременных, также не установило значимых различий. Однако следует отметить, что такой анализ требует больших выборок и иного дизайна исследования.
Данные об экспрессии генов GPX в плаценте при ПЭ неоднозначны. В исследовании, проведенном Г.Т. Сухих и соавт. [21], было выявлено значимое увеличение экспрессии GPX в плацентах женщин с ПЭ в 36,4% случаев. В то время как в работах других авторов показано снижение экспрессии GPX-1, GPX-3 [22], GPX-4 [22, 23] в плаценте при ПЭ. H.D. Mistry и соавт. [24] показали значительное снижение активности фермента в группе больных ПЭ и сделали предположение о наличии пострансляционных модификаций или мутаций, не влияющих на уровень экспрессии гена, но приводящих к снижению активности фермента GPХ. Интересно, что при оценке активности GPХ в плацентах больных ранней и поздней ПЭ было показано, что активность GPХ была ниже при ранней, чем при поздней, и в обоих вариантах заболевания уровень активности был ниже, чем у здоровых беременных. Эти данные косвенно подтверждают представления о большой тяжести заболевания при ранней по сравнению с поздней ПЭ [25].
Особый интерес для дальнейших исследований представляет поиск значимых ассоциаций между ОНП в генах GPX и развитием ПЭ, с учетом влияния на уровень экспресии генов и активность кодируемого фермента.
Ген EPHX1 кодирует аминокислотную последовательность фермента системы детоксикации эпоксид-гидролазы-1, который катализирует реакции I фазы биотрансформации эпоксидов, в результате чего может происходить либо активация, либо подавление. Эпоксиды могут быть как экзогенными, образующимися при деградации ароматических соединений (полициклических ароматических углеводородов), так и эндогенными, являющимися сигнальными молекулами, участвующими в регуляции сосудистого тонуса, воспаления, ангиогенеза [7, 26]. В кодирующей области гена EPHX1 наиболее изучены два ОНП: EPHX1 c.337 T>C -> p.Tyr113His (rs1051740) и EPHX1 c.416 A>G -> p.His139Arg (rs2234922). В работе J. Laasanen и соавт. [27] статистически значимые различия между частотами генотипов и аллелей при ПЭ и у контрольной группы выявлены не были. Однако было показано, что гаплотип T – A (Tyr113-His139), для которого характерна высокая ферментативная активность, достоверно чаще встречается у больных с ПЭ, чем у контрольной группы. В то же время E. Pinarbasi и соавт. [28] при совместном анализе двух полиморфизмов (rs1051740, rs2234922) в одном гаплотипе получили статистически значимые различия.
В множественной логистической регрессионной модели, учитывавшей возраст, национальность и паритет, было показано, что в условиях рецессивной модели полиморфизм Tyr113 увеличивает риск развития тяжелой ПЭ в 3,5 раза среди всех случаев ПЭ. При этом значимых различий между частотами аллелей при ПЭ и у контрольной группы не было, как и в предыдущих работах. По мнению авторов, в условиях повышенной активности фермента EPHX1 усиливается инактивация им эпоксиэйкозатриеновых кислот, способствующих вазодилатации в отсутствие оксида азота. Это приводит к повышению тонуса сосудов. Роль этого механизма в патогенезе ПЭ еще предстоит выяснить. Во всех работах в качестве материала для генотипирования использовали кровь матерей. Только в статье G.S. Gebhardt и соавт. [11] анализ генотипа матери проводился совместно с генотипом ребенка.
Супероксидисмутаза (SOD) – фермент, играющий важную роль в антиоксидантной защите всех клеток организма от активных форм кислорода. SOD катализирует дисмутацию супероксида (побочного продукта окислительного фосфорилирования) до перекиси водорода и молекулярного кислорода. Выделяют три изоформы SOD: SOD-1, SOD-2 и SOD-3. Интерес к SOD при ПЭ возник после работ Y. Wang и S.W. Walsh [29], в которых было показано, что активность фермента SOD-1 и уровень экспрессии гена SOD-1 значимо снижены в клетках трофобласта плаценты при ПЭ в сравнении с нормальной беременностью. В исследовании Y.-C. Hong и соавт. [30] было выявлено, что полиморфизм rs4880 T>C Val-9Ala гена SOD-2 связан с усилением окислительного стресса.
В исследовании проведенном H.D. Mistry и соавт. [24], не было подтверждено предположение о связи между SOD и ПЭ. Кроме того, активность ферментов SOD-1 и SOD-2 в тканях плаценты также не отличалась у беременных с ПЭ и контрольной группы. Особенностью исследования являлось то, что генотипированию подвергались ткани плаценты, то есть анализировался генотип плода, а не матери.
В то же время L.M.L. Procopciuc и соавт. [31] выявили статистически значимые различия. Генотип rs4880, приводящий к Val/Val, значимо чаще встречался в группе с ПЭ, чем в контрольной группе. По мнению авторов, данный полиморфизм затрагивает аминокислотную последовательность SOD-2 в участке, ответственном за транспорт в митохондрии. При появлении Val вместо Ala изменяется конформация SOD-2, и снижается ее содержание в митохондриях, что приводит к снижению защиты против окислительного стресса, который участвует в патогенезе ПЭ. Сочетание Vall/Val SOD-2 и Gly/Gly SOD-3 значимо увеличивает риск развития ПЭ по сравнению с контрольной группой (отношение шансов = 8,51, 95% CI 2,73–26,25).
В исследовании K.K. Rosta и соавт. [32] не была выявлена ассоциация между полиморфизмом Ala40Thr гена SOD-3. Однако было показано, что у носителей мутантных аллелей значимо повышен риск тяжелой внутриутробной задержки роста плода в сочетании с ПЭ.
По данным B. Das и соавт. [33] установлено значимое повышение активности фермента SOD как в плаценте, так и в плазме крови больных ПЭ, по сравнению с контрольной группой. Эти данные ставят под сомнение изначальные представления о снижении активности SOD в плаценте.
Ген NAT2 кодирует аминокислотную последовательность фермента N-ацетилтрансферазы-2 (II фаза биотрансформации). Этот фермент катализирует реакции переноса ацетильной группы на ксенобиотики (ариламины, гидразины) и канцерогены, что может приводить к их биоактивации или биоинактивации. В качестве кофактора используется кофермент А. P.L. Zusterzeel и соавт. [34] оценивали связь между статусом ацетилирования (быстрым, средним, медленным) и ПЭ. Было показано, что в группе женщин с ПЭ было значимо больше быстрых ацетиляторов, чем в контрольной группе. Авторы предлагают не только использовать статус ацетилирования NAT2 в качестве предиктора развития ПЭ, но и учитывать нежелательность применения кофеина и других субстратов NAT2 в связи с ограниченными возможностями фермента во время беременности.
Ген CYP1A1 кодирует аминокислотную последовательность фермента цитохрома Р450 1А1 (I фаза биотрансформации). Он относится к суперсемейству ферментов цитохрома Р450. Представители этой большой группы являются монооксигеназами и катализируют реакции метаболизма ксенобиотиков, а также участвуют в синтезе холестерина, стероидов и других липидов. В работе S.O. Jobe и соавт. [35] было показано, что экспрессия CYP1A1 не отличается в эндотелиальных клетках маточных артерий беременных и небеременных женщин. В целом, имеющиеся данные не позволяют сделать вывод связи между полиморфизмами CYP1A1 и ПЭ.
Ген MTHFR кодирует аминокислотную последовательность фермента метилентетрагидрофолатредуктазы. Этот фермент относится к фолатному циклу и катализирует преобразование 5,10-метилентетрагидрофолата в 5-метилтетрагидрофолат, который используется для синтеза метионина из гомоцистеина. Метионин затем превращается в универсальный донор метильной группы S-аденозинметионин, используемый для метилирования ДНК и белков. На сегодняшний день гомоцистеин считается цитотоксическим и тромбогенным фактором в кровеносном русле, играющим важную роль на ранних стадиях развития эндотелиальной дисфункции [36, 37].
Известно, что гипергомоцистеинемия увеличивает риск различных акушерских осложнений, в том числе ПЭ [38]. ОНП гена MTHFR могут приводить к повышению уровня гомоцистеина в крови путем снижения активности фермента. На сегодняшний день, наиболее изучены два полиморфизма гена MTHFR: MTHFR c.665 C>T -> p.Ala222Val (rs1801133) и MTHFR c.1298 A>C -> p.Glu429Ala (rs1801131).
По данным Р.Н. Родионова и соавт. [39], носительство аллелей 677T и 1298С предрасполагает к развитию умеренной гипергомоцистеинемии и повышению риска развития многих распространенных заболеваний, особенно на фоне снижения фолатного статуса. Данные об ассоциации полиморфизмов 677T и 1298С с ПЭ многочисленны и неоднозначны. Мета-анализ, проведенный X. Wu и соавт. [40], обобщивший данные 54 исследований MTHFR C677T, включающих 7398 случаев ПЭ и 11 230 здоровых беременных, указывает на наличие повышенного риска развития ПЭ у носителей полиморфизма MTHFR C677T. В отношении MTHFR A1298C проведено сравнение 1103 случаев ПЭ и 988 контрольных случаев, при этом значимых различий не выявлено. Эта данные согласуются с результатами мета-анализа, проведенного X. Li и соавт. [41]. Особый интерес представляют полученные S. Salimi и соавт. [42] результаты, показывающие, что риск развития ранней ПЭ у женшин с аллелью 1298С (AC/CC) был значимо больше по сравнению с поздней ПЭ, а также по сравнению с контрольной группой. Несмотря на то, что не были выявлены достоверные различия между частотой ПЭ среди носителей аллеля 677T и здоровыми, при учете обоих полиморфизмов (CT, TT/ AC, CC генотипы) риск развития ПЭ по сравнению с контрольной группой значимо увеличивался в 1,5 раза, а риск развития ранней ПЭ – в 2,9 раза. Эти данные подтверждают представления о различиях в патогенезе ранней и поздней ПЭ, что может являться значимым в выборе тактике ведения.
Ген MTR кодирует аминокислотную последовательность фермента 5-метилтетрагидрофолат-гомоцистеин-метилтрансферазы, также известного как кобаламин-зависимая метионин-синтаза. Этот фермент катализирует реакцию биосинтеза метионина из гомоцистеина. Для работы метионин-синтазы необходим метилкобаламин, производное витамина В12. Мутации гена MTR могут приводить к дефектам нервной трубки, а также недостаточности метилкобаламина типа CblG, которая проявляется мегалобластной анемией и гомоцистеинемией [7, 8]. Единственный полиморфизм, который изучался при ПЭ – MTR c.2756 A>G -> p.Asp919Gly (rs1805087). Распространенность более редкого варианта G в rs1801133 составляет 21,85% [7]. В обоих работах не была выявлена статистически значимая связь между этим полиморфизмом и ПЭ [43, 44]. A. Pérez-Sepúlveda и соавт. [44]
также измеряли экспрессию MTR и MTHFR в плаценте. При этом было показано, что у больных с ПЭ она в обоих случаях выше, чем в контрольной группе. В исследованиях A. Seremak-Mrozikiewicz и соавт. [45] также было выявлено значимое повышение экспрессии MTR в плаценте при ПЭ, однако экспрессия MTHFR не отличалась от контрольной группы. Авторы предполагают, что повышение MTR является компенсаторным механизмом, связанным с метаболизмом гомоцистеина и его ролью в патогенезе ПЭ.
Заключение
Таким образом, в современной концепции патогенеза ПЭ особая роль отводится разделению ее на раннюю и позднюю. Следует отметить, что в большинстве исследований в качестве материала для генотипирования использовалась кровь матери. Между тем, патогенетические события, связанные с окислительным стрессом, происходят в плаценте – органе, имеющем плодовое происхождение. Возможно, более точные ассоциации можно было бы получить, производя генотипирование плода, хотя это технически сложно и неприменимо в качестве скрининга.
Кроме того, каждый из рассмотренных полиморфизмов может вносить определенный вклад в развитие ПЭ. Однако необходимо помнить, что ПЭ – комплексное многофакторное заболевание, и для более точного анализа индивидуального риска необходимо учитывать сочетание множества полиморфизмов и их общий вклад в патогенез. Данные о связи полиморфизмов генов системы детоксикации с ПЭ неоднозначны и для выявления значимых ассоциаций необходимо проводить больше исследований и суммировать их результаты с помощью мета-анализов. Особый интерес представляет возможность расчета индивидуального риска ПЭ на основании данных о наличии сочетаний разных полиморфизмов в генотипе женщины.
