Патогенез истинной полицитемии - механизмы развития
Клональное, неопластическое происхождение истинной полицитемии (ИП) было доказано наличием одного типа Г-6-ФДГ во всех клетках миелоидного ряда у гетерозиготных по этому ферменту женщин-мулаток, больных истинной полицитемией.
В последующем это было подтверждено рестрикцией одной из Х-хромосом в клетках миелоидного ряда у больных женщин.
Хотя при исследовании Г-6-ФДГ показано, что все гемопоэтические клетки являются потомками неопластического клона, в эритроидной культуре появляются клетки, содержащие оба типа этого фермента. Их удалось разделить изоэнзимным методом. Представительство нормального и патологического клонов зависит от продолжительности заболевания.
Цитогенетические исследования больных истинной полицитемией не выявили характерных специфических изменений, которые могли бы лечь в основу диагностики истинной полицитемии. Частота различных цитогенетических нарушений в момент постановки диагноза составляет 10—22 %. Их выявляемость зависит от методического уровня исследований.
При исследовании с помощью Fisch-метода 204 больных истинной полицитемией хромосомные изменения в момент постановки диагноза обнаружены у 25,4 % больных. Наиболее частыми аберрациями оказались трисомия хромосомы 9 или удлинение ее короткого плеча: +9/9р в 21 %, +8 в 19 %; делеция длинного плеча хромосомы 20 или 13: 20q- в 19 %; 13q- в 15 %; трисомия lq в 11 % случаев.
Частота обнаружения 20q-, +8, 13q- в этом исследовании аналогична установленной при других миелопролиферативных заболеваниях (хроническом идиопатическом миелофиброзе и эссенциальной тромбоцитемии).
По последним данным, с 1984 по 2003 г. обнаружено 119 различных цитогенетических нарушений у 506 больных хроническими миелопролиферативными заболеваниями, не включающими ХМЛ, среди которых было 272 больных истинной полицитемией. Общая частота хромосомных аберраций при истинной полицитемии составила 24 %. Самая частая патология — это +9р (включая +9, трисомию и тетрасомию 9р), она обнаружена в 53 % исследованных случаев. Изменение хромосомы 9 сейчас рассматривается как одно из генетических нарушений, возможно, связанных с патогенезом истинной полицитемии.
Поиски генов, ответственных за развитие истинной полицитемии, привели к открытию гена, названного PRV-1 (polycythemia rubra vera-1), являющегося расположенным на поверхности клетки рецептором, относящимся к семейству uPAR мембранных клеточных рецепторов. Данный ген обнаружен у всех исследованных 48 больных истинной полицитемией (ИП), не обнаружен ни у одного из 43 здоровых и ни у одного из 8 больных с вторичными эритроцитозами. Эти различия могут быть использованы для дифференциальной диагностики истинной полицитемии (ИП) и вторичных эритроцитозов. В то же время ген PRV-J найден у многих больных эссенциальной тромбоцитемией, у которых обнаружен также характерный для истинной полицитемии спонтанный рост эритроидных колоний.
Исследование с помощью микрочипов экспрессии 6000 генов у больных истинной полицитемией и здоровых доноров показало, что имеется 147 генов, экспрессия которых повышена в гранулоцитах у больных истинной полицитемией в среднем в 2,5 раза по сравнению с их экспрессией у здоровых доноров и больных другими гематологическими заболеваниями. Многие из этих генов участвуют в регуляции апоптоза и пролиферации клеток. Возможно, повышенная экспрессия этих генов может объяснить увеличение количества гранулоцитов при истинной полицитемии, однако не объясняет причину возникновения самого заболевания.
Как известно, общие заболевания у кровных родственников нередко обусловлены общим генетическим дефектом. Генетические исследования у кровных родственников, страдающих одним заболеванием, предоставляют уникальную возможность выявить этот дефект.
В лаборатории, руководимой J. T. Prchal, исследованы 6 семей, в которых было по нескольку больных истинной полицитемией. У всех членов семей определено моно-клональное миелоидное кроветворение. Связи между фенотипом циркулирующего клона и генным профилем тромбопоэтинового и эритропоэтинового рецепторов и делетированных участков хромосом 20q, 13q и 5q не установлено. Это показывает, что мутации в локусах локализации этих генов едва ли могут быть причиной развития истинной полицитемии. При исследовании здоровых членов этих семей у некоторых из них обнаружено клональное кроветворение, аналогичное наблюдаемому у больных истинной полицитемией членов семьи. Возможно, что для развития заболевания необходима повторная или повторные мутации, скорее всего, генов-супрессоров опухолевого роста, как это происходит при других опухолях.
Предпринятый скрининг потери гетерозиготности различными хромосомами у больных истинной полицитемией и эссенциальной тромбоцитемией (ЭТ) показал, что наиболее часто потеря гетерозиготности касалась короткого плеча хромосомы 9 — около 33 % больных истинной полицитемией имели этот дефект. Обнаружение дефекта в миелоидных и лимфоидных клетках показывает, что он возник в стволовой кроветворной клетке. Поскольку потеря гетерозиготности обнаружена у всех исследованных больных истинной полицитемией, был предпринят детальный анализ 19 генов, расположенных в этом локусе хромосомы 9.
Мутации этих генов не было выявлено, но была обнаружена повышенная экспрессия в гранулоцитах и CD34-позитивных клетках одного из факторов транскрипции, чем может быть объяснена определенная при истинной полицитемии активация фактора роста опухоли (TGF), который является ингибитором нормального гемопоэза. Возможно, этот механизм подавления нормального гемопоэза способствует экспансии патологического клона при истинной полицитемии.
К преимущественному росту патологического клеточного клона приводит и повышенная чувствительность эритроидных клеток (BFU-E) к ряду факторов роста — интерлейкину-3 (ИЛ-3), эритропоэтину (ЕРО), инсулиноподобному фактору роста (IGF-1), фактору стволовых клеток (SCF), к гранулоцитарно-макрофагальному колониестимулирующему фактору.
Чувствительность эритроидных предшественников при истинной полицитемии к IGF-1 в 20 000 раз превышает таковую нормальных эритроидных предшественников. Подобная гиперчувствительность не встречается ни при каком другом заболевании и является специфичной для истинной полицитемии.
Повышенной чувствительностью к ростовым факторам при истинной полицитемии обладают также миелоидные и мегакариоцитарные предшественники — CFU-GM и CFU-Meg, что может быть причиной повышенной трехростковой пролиферации гемопоэза при истинной полицитемии.
По всей вероятности, в патогенезе истинной полицитемии определенную роль играют изменения тромбопоэтинового рецептора Mp1. Этот рецептор экс-прессирован не только на мегакариоцитах и тромбоцитах, но и на эритроидных предшественниках и стволовых клетках, продолжительность жизни которых увеличивается при действии тромбопоэтина. Тромбопоэтин действует синергично с SCF и ИЛ-3, вызывая увеличение пролиферации стволовых кроветворных клеток. Изменения Mpl или уменьшение содержания тромбопоэтина ведет к снижению пролиферативной активности стволовых клеток и коммитированных миелоидных предшественников.
Совместное действие тромбопоэтина и SCF вызывает более быстрое созревание нейтрофилов из CD34-позитивных предшественников, а совместное действие с эритропоэтином — увеличение количества эритроидных предшественников, возможно, связанное с ингибированием апоптоза.
Повышенная экспрессия рецептора тромбопоэтина у мышей ведет к увеличению продукции гранулоцитов, тромбоцитов и развитию остеомиелофиброза, появлению очагов экстрамедуллярного гемопоэза, клетки которых экспрессируют большое количество рецептора Mpl. Заболевание заканчивается фатальным эритробластозом. Введение мышам ретровируса MPLV, который кодирует Mpl, вызывает развитие синдрома, напоминающего истинную полицитемию.
Гемопоэтические предшественники, инфицированные MPLV, растут и дифференцируются вне зависимости от ростовых факторов.
Изучение экспрессии Mp1 на тромбоцитах показало, что при истинной полицитемии эта экспрессия значительно снижена по сравнению с экспрессией на тромбоцитах и мегакариоцитах здоровых и больных с вторичными эритроцитозами. Обнаружено уменьшение молекулярной массы Mp1 у больных истинной полицитемией. Оба эти дефекта нарастают по мере прогрессирования заболевания, что свидетельствует о несомненной роли изменений Mp1-рецептора в патофизиологии заболевания.
В одном из сообщений A. R. Moliterno показано, что замена одного нуклеотида в ДНК гена, кодирующего рецептор Mp1, ведет к увеличению числа тромбоцитов. При исследовании 100 больных было показано, что гетерозиготность K39N в Мр1-рецепторе ассоциирована со статистически достоверным увеличением числа тромбоцитов. Возможно, эти изменения рецептора влияют на патогенез истинной полицитемии. При исследовании экспрессии рецептора и его молекулярной массы у больных в различные периоды истинной полицитемии выявлено, что при прогрессировании заболевания снижается экспрессия рецептора на тромбоцитах и его молекулярная масса.
Роль двух других маркеров истинной полицитемии — гена PRV-1 и патологии хромосомы 9 — в клинических проявлениях заболевания и его прогнозе не изучена.
Известные к настоящему времени данные помогают понять некоторые стороны нарушений гемопоэза при истинной полицитемии, но не дают ответа на ключевой вопрос о причине заболевания.
