Патогенеза на апластичната анемия

Според съвременните концепции, основани на множество културни, електронно-микроскопски, хистологични, биохимични и ензимни методи на изследване, три основни механизма са важни в патогенезата на апластичната анемия: директно увреждане на плурипотентните стволови клетки (ПСК), промени в микросредата на стволовата клетка и в резултат на това инхибиране или нарушаване на нейната функция; и имунопатологично състояние.

Според съвременните схващания, причината за панцитопенията на клетъчно и кинетично ниво е значително намаляване на броя на ПСК и по-зрелите ангажирани прекурсори на еритро-, миело- и тромбоцитопоезата. Определена роля играе и качественият дефект на остатъчните стволови клетки, изразяващ се в неспособността им да произведат адекватен брой зрели потомци. Дефектът на ПСК е първично заболяване, което се проявява или засилва под влиянието на различни етиологични фактори. Приоритетът на дефекта на ПСК, като водещ фактор в патогенезата на апластичната анемия, се основава на откриването на рязко намаляване на колониообразуващия капацитет на клетките на костния мозък при пациенти, което персистира дори по време на периода на клинична и хематологична ремисия, и откриването на морфологично дефектни хематопоетични клетки, показващи функционалната малоценност на ПСК. Установено е, че когато нивото на ПСК намалее с повече от 10% от нормата, настъпва дисбаланс в процесите на диференциация и пролиферация с преобладаване на диференциацията, което най-вероятно обяснява намаляването на колониообразуващия капацитет на костния мозък. Приоритетът на дефекта на ПСХ при апластична анемия се потвърждава от следните факти:

• Развитието на апластична анемия е възможно на фона на приема на хлорамфеникол (левомицетин), който необратимо инхибира включването на аминокиселини в митохондриалните протеини и синтеза на РНК в клетките-прекурсори на костния мозък, което води до нарушаване на тяхната пролиферация и диференциация;
• Радиационното облъчване причинява смъртта на част от ПСХ, а промените, развити в стволовата система на облъчени индивиди, могат да бъдат причина за апластична анемия;
• Ефективността на алогенната трансплантация на костен мозък при апластична анемия е доказана;
• Връзката между апластичната анемия и клоналните заболявания е потвърдена - възможна е трансформацията на апластичната анемия в пароксизмална нощна хемоглобинурия, миелодиспластичен синдром и остра миелобластна левкемия.

Понастоящем се смята, че намаляването на хематопоетичния прогениторен пул се медиира от механизма на програмирана клетъчна смърт (апоптоза). Причината за развитието на хематопоетични аплазии вероятно е повишената апоптоза на стволовите клетки. Повишената чувствителност на стволовите клетки към апоптоза може да бъде вродена (такъв механизъм е постулиран за вродени аплазии) или индуцирана от хиперекспресия на проапоптотични гени от активирани участници в имунния отговор (идиопатични аплазии, аплазии след инфузии на донорски лимфоцити) или миелотоксични ефекти (γ-лъчение). Установено е, че скоростта на намаляване на прогениторния пул и специфичните ефекторни механизми на апоптоза се различават при различните варианти на AA.

Важен аспект от патогенезата на апластичната анемия е патологията на хематопоетичната микросреда. Възможен е първичен дефект на клетките на хематопоетичната микросреда, както се вижда от намаляване на колониообразуващата функция на костномозъчните фибробласти и промяна в ултраструктурните и ултрацитохимичните показатели на клетките на стромалната микросреда на костния мозък. По този начин, при пациенти с апластична анемия, наред с тотална мастна дегенерация, се наблюдават промени, общи за всички стромални клетки, независимо от тяхната локализация в паренхима на костния мозък. Освен това е установено увеличение на съдържанието на митохондрии, рибозоми и полизоми в цитоплазмата на клетките. Възможен е дефект във функцията на костномозъчната строма, което води до намаляване на способността на стромалните клетки да секретират хематопоетични растежни фактори. Вирусите играят значителна роля в промяната на хематопоетичната микросреда. Известно е, че съществува група вируси, способни да засегнат клетките на костния мозък - това са вирусът на хепатит C, вирусът на денга, вирусът на Епщайн-Бар, цитомегаловирус, парвовирус B19, вирусът на човешката имунна недостатъчност. Вирусите могат да засегнат хематопоетичните клетки както директно, така и чрез промени в хематопоетичната микросреда, както се вижда от откриването на множество патологични включвания в ядрата на почти всички стромални клетки според електронната микроскопия. Персистиращите вирусни частици са способни да повлияят на генетичния апарат на клетките, като по този начин нарушават адекватността на трансфера на генетична информация към други клетки и нарушават междуклетъчните взаимодействия, които могат да бъдат наследствени.

Имунологичните механизми на развитие на апластична анемия са значителни. Описани са различни имунни феномени, които могат да са насочени към хематопоетичната тъкан: повишена активност на Т-лимфоцитите (главно с CD 8 фенотип) с повишено производство на интерлевкин-2 и потискане на интерлевкин-1, потискане на активността на естествените убийци, нарушено съзряване на моноцитите в макрофаги, повишено производство на интерферон и евентуално наличие на антитела, които инхибират активността на колониообразуващите клетки. Съобщава се за повишена експресия на DR2 антигени на хистосъвместимост и повишени нива на тумор некрозис фактор, който е потенциален инхибитор на хематопоезата. Тези имунологични промени водят до инхибиране на хематопоезата и допринасят за развитието на хематопоетична аплазия.

По този начин, развитието на апластична анемия се основава на многофакторни патологични механизми.

В резултат на увреждащия ефект, костният мозък на пациенти с апластична анемия претърпява редица значителни промени. Неизбежно е намаляването на съдържанието на пролифериращи хематопоетични клетки, което води до различна степен на намаляване на клетъчността (нуклеацията) на костния мозък, както и до заместване на костния мозък с мастна тъкан (мастна инфилтрация), увеличаване на броя на лимфоидните елементи и стромалните клетки. В тежки случаи се наблюдава почти пълно изчезване на хематопоетичната тъкан. Известно е, че продължителността на живота на еритроцитите при апластична анемия е съкратена, което обикновено се дължи на намаляване на активността на отделните еритроидни ензими, докато по време на обостряне на заболяването се наблюдава повишаване на нивото на фетален хемоглобин. Освен това е установено, че настъпва интрамедуларно разрушаване на еритроидните клетки.

Патологията на левкопоезата се проявява с намаляване на броя на гранулоцитите и нарушаване на тяхната функция, настъпват структурни промени в лимфоидния басейн в комбинация с нарушение на кинетиката на лимфоцитите. Намаляват се показателите на хуморалния имунитет (концентрация на имуноглобини G и A) и неспецифични защитни фактори (бета-лизини, лизозим). Нарушаването на тромбопоезата се изразява в тромбоцитопения, рязко намаляване на броя на мегакариоцитите в костния мозък, различни морфологични промени. Продължителността на живота на тромбоцитите е умерено съкратена.

В патогенезата на наследствените апластични анемии голямо значение се отдава на генетичните дефекти и влиянието на неблагоприятните ефекти в ранните етапи на ембриогенезата. Понастоящем е установено, че появата на наследствени апластични анемии е свързана с повишена вродена склонност на ПСХ към апоптоза. Анемията на Фанкони може да се унаследява по автозомно-рецесивен начин; около 10-20% от пациентите са родени от кръвни бракове. Цитогенетичните изследвания, проведени при деца с анемия на Фанкони, разкриват отчетливи промени в хромозомната структура под формата на различни хромозомни аберации (хроматидни разкъсвания, празнини, пренареждания, обмени, ендоредупликации), причинени от промени в хромозоми 1 и 7 (пълна или частична делеция или трансформация). Преди това се смяташе, че патогенезата на анемията на Фанкони се основава на дефект в репарацията на ДНК, тъй като за диагностициране на анемия на Фанкони се използват много агенти, наречени кластогени, което предполага гореспоменатия механизъм. Тези агенти (митомицин C, диепоксибутан, азотен иприт) увреждат ДНК, като причиняват междуверижни кръстосани връзки, вътреверижни кръстосани връзки и разкъсвания. Понастоящем алтернативна хипотеза е, че повишената чувствителност на клетките с анемия на Фанкони към митомицин C се дължи на увреждане, причинено от кислородни радикали, а не на аномалии в кръстосаните връзки на ДНК. Свободните кислородни радикали включват супероксиден анион, водороден пероксид и хидроксилен радикал. Те са мутагени и по-специално хидроксилният йон може да причини хромозомни аномалии и разкъсвания на ДНК. Съществуват различни механизми за детоксикация за отстраняване на свободните кислородни радикали и защита на клетките от увреждане. Те включват ензимните системи супероксид дисмутаза (SOD) и каталаза. Добавянето на SOD или каталаза към лимфоцитите на пациенти с анемия на Фанкони намалява хромозомните увреждания. Клинични проучвания, използващи рекомбинантен SOD, показват, че приложението му в някои случаи намалява броя на разкъсванията. Получените данни послужиха като основа за преосмисляне на ролята на свободните кислородни радикали в съществуването на повишена чувствителност на клетките на пациенти с анемия на Фанкони към митомицин C и за изучаване на ролята на апоптозата в тази ситуация. Митомицин C съществува в инактивирано състояние и като оксид. Много ензими в клетката могат да катализират загубата на един електрон в молекулата на митомицин C, която става силно активна. При ниски концентрации на кислород, които съществуват в клетките на хипоксични клетъчни линии, митомицин C реагира с ДНК и води до образуване на кръстосани връзки. Въпреки това, при високи концентрации на кислород, които са типични за нормална клетъчна култура, митомицин C се свръхокислява от кислорода, за да образува свободни кислородни радикали, и способността му да кръстосано свързва ДНК е значително намалена. Проучвания на апоптозата, използващи специални изследователски системи, показват, че при ниски (5%) концентрации на кислород няма разлики в тежестта на апоптозата в нормалните клетки и клетките на пациенти с анемия на Фанкони. Въпреки това, при високи концентрации на кислород (20%),които насърчават образуването на свободни радикали под влияние на митомицин С, апоптозата в клетките на пациенти с анемия на Фанкони е по-изразена и качествено различна, отколкото в нормалните клетки.

При анемията на Блекфан-Даймънд е установено, че заболяването не е свързано нито със загуба на способността на микросредата да поддържа еритропоезата, нито с имунен отговор срещу еритроидни прекурсори (проучвания, подкрепящи тази хипотеза, показват зависима от трансфузия алоимунизация). Най-вероятната хипотеза за развитието на анемия на Блекфан-Даймънд е вътреклетъчен дефект в механизмите за сигнална трансдукция или транскрипционните фактори на етапа на ранната хематопоеза (най-ранният еритроиден прекурсор или плурипотентна стволова клетка). Такива промени могат да доведат до повишена чувствителност на еритроидните клетки към апоптоза: когато се култивират in vitro без еритропоетин, такива клетки навлизат в програмирана клетъчна смърт по-бързо от нормалните клетки от индивиди от контролната група.

Генетика на анемията Blackfan-Diamond: повече от 75% от случаите са спорадични, 25% от пациентите имат мутация в гена, разположен на хромозоми 19ql3, кодиращ рибозомния протеин S19. Последицата от тази мутация е развитието на анемия Blackfan-Diamond. Генната мутация е открита както при спорадични, така и при фамилни случаи на анемия, когато в едно семейство се наблюдават няколко пациенти с тази анемия. Фамилните случаи включват ясно доминантно унаследяване на анемия при пробанда и при един от родителите или поява на аномалии при братя и сестри, родени един след друг; не може да се изключи възможността за автозомно-рецесивен и Х-свързан тип унаследяване. При повечето пациенти с анемия Blackfan-Diamond са открити случайни аномалии, например аномалии на хромозоми 1 и 16.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]