Tumor necrosis factor-α and liver fibrosis in chronic hepatitis B and C patients belonging to different population groups in Kazakhstan


Kaliaskarova K.S., Tuganbekova S.K., Malova E.S., Glazkova E.Ya., Morozov V.G., Balmasova I.P.

National Research Medical Center, Ministry of Health of the Republic of Kazakhstan, Astana; Hepatologist Medical Company, Samara; Moscow State University of Medicine and Dentistry, Ministry of Health and Social Development of Russia, Moscow
Objective. Тo estimate the pathogenetic and possible criterion values of tumor necrosis factor-α (TNF-α) in the risk of poor outcomes of chronic hepatitis B and C (CHB, CHC), by taking into account patients’ ethnicity.
Subjects and methods. Blood TNF-α levels were measured at an interval of 48 hours and liver biopsy specimens were examined in 230 ethnic Kazakh (Group 1) and Slavic (Group 2) patients with CHB and CHC.
Results. All the patients were divided into 2 groups according to the serum TNF-α level: 1) >87 pg/ml and 2) ≤ 87 pg/ml. At the F1 stage, a high TNF-α level was prevalent in Group 1. At the other stages, the proportion of patients with a high TNF-α level increased with more severe fibrosis and did not depend on ethnicity. In Group 1, the rate of TNF-α growth was, in terms of the stages of liver fibrosis, significantly higher than that in Group 2.
Conclusion. In Group 1 patients, blood TNF-α level and rate of its increase were significantly higher than those in Group 2 patients; their genetic traits being, to the largest extent, manifested at the F1 stage of liver fibrosis and unassociated with the etiology of viral hepatitis. In CHB and CHC, the rate of TNF-α elevation significantly correlated with that of liver fibrosis development and the TNF-α level of >87 pg/µl allowed the risk of progressive hepatitis to be predicted.

В ближайшие десятилетия ожидается дальнейшее увеличение числа больных с отдаленными последствиями хронических вирусных гепатитов, рост их смертности и расходов, связанных с лечением терминальных форм поражения печени. При этом обычные клинические показатели не всегда позволяют дифференцировать минимальный фиброз от тяжелого и важное клиническое значение приобретает представление о факторах риска прогрессирования вирусной инфекции [1].

Поражение печени при хронических вирусных гепатитах проходит через определенные стадии: инфицирование вирусом клеток печени → развитие персистирующего иммунного воспаления → фиброз → цирроз → дисплазия гепатоцитов → рак печени [2]. На каждой из этих стадий ведущую роль играют цитокины, которые регулируют межклеточные взаимоотношения путем воздействия на определенные клеточные рецепторы. Цитокины синтезируются в печени как гепатоцитами, так и непаренхиматозными клетками [макрофагами, клетками Ито (звездчатыми клетками), лимфоцитами, эндотелиоцитами и др.)]. Ключевую роль в развитии персистирующего воспаления с последующим апоптозом и некрозом паренхимы печени играют провоспалительные цитокины интерлейкин-1 и фактор некроза опухоли α (ФНО-α), которые наряду с перекисями, протеазами, оксидом азота, эндотелином, тромбоцит-активирующим фактором, активатором плазминогена, трансформирующим фактором роста β1 (ТФР-β1) выделяются из поврежденных вирусом гепатоцитов и активируют макрофаги печени, а также эндотелий синусоидов. Последние, в свою очередь, секретируют цитокины, в частности ФНО-α, под действием которого звездчатые клетки выходят из состояния покоя и претерпевают ряд превращений [3].

Известно, что на первом этапе (этап инициации) покоящиеся звездчатые клетки под действием секреторных продуктов макрофагов и эндотелия утрачивают депо ретиноидов и начинают секретировать ТФР-β1 – фактор, который играет ключевую роль в развитии последующей аутоактивации звездчатых клеток и приобретении ими способности мигрировать в участки воспаления. Следующий этап (этап закрепления) сопровождается превращением звездчатых клеток в миофибробласты – клетки вытянутой формы, содержащие фибриллы альфа-актина (что придает им некоторую способность к сокращению). Эти клетки продолжают секретировать ТФР-β1 и активно делятся в участках воспаления [4, 5]. Их профиброгенный потенциал связан со способностью синтезировать белки внеклеточного матрикса (коллаген I типа, фибронектин, гиалуроновую кислоту) как и компоненты, угнетающие распад фиброза [6].

Исследование сопутствующих этому процессу иммунных механизмов показало, что основную роль в негативном контроле продукции ТФР-β1 при вирусных гепатитах выполняет провоспалительный цитокин ФНО-α [7, 8].

Многофакторность влияния на течение хронических гепатитов В (ХГВ) и С (ХГС), в том числе и генетически обусловленная, высокая опасность хронических вирусных гепатитов в качестве предшественников цирроза печени и гепатоцеллюлярной карциномы требуют разработки критериев, которые помогали бы врачу определять риск неблагоприятного исхода заболевания у каждого конкретного пациента, а на роль одного из критериев в полной мере может претендовать ФНО-α.

В соответствии с отмеченными положениями целью настоящей работы служило определение патогенетического и возможного критериального значения ФНО-α в развитии неблагоприятных исходов ХГВ и ХГС путем сопоставления сывороточного уровня этого цитокина и гистологических изменений в биопсийном материале ткани печени больных с учетом их национальной принадлежности.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (Государственный контракт №11.519.11.2034 от 01.11.2011 г.)

Материалы и методы

Работа основана на результатах исследования сыворотки крови и пункционного биопсийного материала ткани печени 230 больных ХГВ и ХГС из разных регионов Республики Казахстан, находившихся на лечении в РГП Национальный научный медицинский центр Министерства здравоохранения Республики Казахстан в период с 2004 по 2009 г.

В соответствии с целью и задачами исследования больные были разделены на группы: 1-ю группу из 123 (53,5%) человек составили пациенты казахской национальности, во 2-ю группу вошли 107 (46,5%) пациентов некоренной национальности (славяне). Принадлежность к той или иной популяции определялась отсутствием в родословных смешанных браков на протяжении трех поколений. Возраст больных варьировал от 18 до 60 лет. Критериями отбора пациентов в исследование служили: подтвержденный диагноз ХГВ (HBeAg-негативного, без D-агента) или ХГС; отсутствие противовирусной терапии в анамнезе; отсутствие в анамнезе и результатах клинико-лабораторного обследования сведений, позволяющих причислить обследуемых к категориям лиц, часто и длительно болеющих, злоупотребляющих алкоголем или страдающих заболеваниями печени невирусной этиологии. Критерием постановки диагноза ХГВ служило присутствие HBsAg вируса гепатита В в крови пациентов более 6 мес., ХГС – обнаружение анти-HCV и РНК HCV в крови больных дольше 6 мес.

Из 230 обследованных 123 (53,5%) человека страдали ХГВ и 107 (46,5%) человек – ХГС. Всего в исследовании участвовали 140 (60,9%) мужчин и 90 (39,1%) женщин. Среди больных ХГВ было 78 (63,4%) мужчин и 45 (36,6%) женщин, среди больных ХГС также преобладали мужчины (57,9%). К 1-й группе относилось 64 (52,0%) пациента с ХГВ, ко 2-й (лица некоренной национальности) – 59 (48,0%) пациентов. В 1-ю группу вошли 59 пациентов с ХГС (55,1%), во 2-ю – 48 (44,9%). Изучение генотипического спектра вируса гепатита С показал преобладание 1b генотипа. Из 107 пациентов с ХГС у 63 (58,9%) определялся этот генотип вируса в крови, из них у 34 мужчин (31,8%) и 29 женщин (27,1%), тогда как 2 и 3 генотипы вируса присутствовали в крови лишь у 44 (41,1%) пациентов, в числе которых было 28 (26,2%) мужчин и 16 (14,9%) женщин.

Для оценки динамики фиброзного процесса в ходе исследования всем пациентам дважды с интервалом в 48 нед. проводили пункционную биопсию печени с последующим морфологическим изучением биопсийного материала. Морфологическое исследование проводили в отделении патоморфологии РГП Национальный научный медицинский центр Министерства здравоохранения Республики Казахстан. Стадию фиброза печени устанавливали по шкале METAVIR [9]: F0 – отсутствие фиброза; F1 – звездчатое расширение портальных трактов без образования септ; F2 – расширение портальных трактов с единичными порто-портальными септами; F3 – многочисленные порто-центральные септы без цирроза; F4 – цирроз.

Определение уровня ФНО-α в крови больных проводили методом иммуноферментного анализа проб сыворотки крови больных с использованием микропланшетного ридера Opsys MR («ThermoLabsystems», Финляндия) в соответствии с инструкцией по применению аппаратуры и комплекта моноклональных антител anti-ФНО-α МКАТ (ЗАО «Вектор-Бест», Новосибирск).

Статистическое сопоставление данных при отсутствии их нормального распределения проводили методами непараметрической статистики с использованием критерия Манна-Уитни для абсолютных величин и критерия χ² при сопоставлении частотных значений. Критериальную роль ФНОα по соответствию высоких значений этого цитокина стадиям фиброза печени определяли с помощью уравнений линейной регрессии (пакет статистических программ SPSS 17.0).

Результаты и обсуждение

Исследование уровня ФНО-α у больных ХГВ и ХГС разных национальностей показало результаты, представленные на рис. 1.

Рисунок 1

Как следует из полученных данных, и при ХГВ, и при ХГС у больных 1-й группы уровень ФНО-α был достоверно выше, чем у представителей 2-й группы (рХГВ= 0,027, рХГС=0,034). Интересно отметить, что достоверных отличий по уровню тестируемого цитокина в крови между больными хроническими гепатитами различной этиологии получено не было. Это позволяет предполагать, что содержание ФНО-α в сыворотке крови зависит не столько от этиологического фактора, сколько от степени фиброзных изменений в печени, и может иметь генетическую основу, связанную с национальной принадлежностью.

Для проверки этого предположения больные обеих групп в дальнейшем были разделены на подгруппы в соответствии со стадией фиброза печени, как представлено в табл. 1.

Таблица 1.

Как видно из табл. 1, соотношение численного состава подгрупп на разных стадиях цирроза печени и в группе ХГВ, и в группе ХГС разной национальной принадлежности примерно соответствует друг другу, что допускает их сопоставление при проведении дальнейших исследований.

Далее в каждой подгруппе больных выдели еще по 2 категории: категория А, в которой уровень ФНО-α превышал 87 пг/мл, т. е. был выше физиологической нормы, и категория В, в которой содержание ФНО-α в сыворотке крови было ≤ 87 пг/мл. Подобное распределение больных отражено в табл. 2.

Таблица 2.

При ХГВ уровень ФНО-α изучали у 123 больных, из них к категории А относились 74 (60,2%) человека, к категории В – 49 (39,8%) человек. На стадии F0 уровень ФНО-α не превышал нормальных значений независимо от национальной принадлежности. На стадии F1 были отмечены определенные различия: в 1-й группе высокий уровень ФНО-α был зарегистрирован в 36% случаев, а во 2-й группе – только у 19% больных. На остальных стадиях доля больных с высоким уровнем ФНО-α неуклонно возрастала по мере роста тяжести фиброзного процесса уже вне зависимости от национальности.

Аналогичная ситуация наблюдалась и при ХГС, при этом общая доля больных с высоким уровнем ФНО-α была примерно такой же – 61,7%.

Таким образом, генетические особенности на уровне национальной принадлежности больных ХГВ и ХГС, оцененные по содержанию ФНО-α в крови наблюдаемых пациентов, проявляются только на стадии F1 и не связаны с этиологией вирусного гепатита.

Чтобы оценить патогенетическое и прогностическое значение этих данных, их изучали в динамике. Повторное исследование проводили через 48 нед, а его результаты вне зависимости от этиологии заболевания представлены на рис. 2 (см. на вклейке).

Как видно на рис. 2, отличия между группами различной национальной принадлежности отчетливо выявлялись еще при анализе исходных данных. У больных хроническими вирусными гепатитами 1-й группы наиболее высокий уровень ФНО-α в крови, как и следовало ожидать, был отмечен при развитии цирроза печени (стадия F4). Во 2-й группе высокое содержание этого цитокина в крови на стадии F1 встречалось в 2,2 раза реже, чем в 1-й. Иными словами, есть все основания считать, что повышение уровня ФНО-α в крови больных казахской национальности наступает гораздо раньше.

Степень прогрессирования заболевания определяли на основе динамического наблюдения за больными ХГВ и ХГС в течение 48 нед с последующей констатацией изменений частоты регистрации высоких значений уровней ФНО-α в крови и их соответствия стадиям фиброза печени. Было установлено, что переход от одной стадии фиброза к другой (более высокой) у больных 1-й группы был зарегистрирован в 17,3% случаев, у больных 2-й группы – в 16,4% случаев. Для статистической оценки результатов этих наблюдений был использован регрессионный анализ, результаты которого представлены на рис. 3 и 4.

Рисунок 3.

Рисунок 4.

Формула регрессии, отражающая соотношение высоких значений ФНО-α в крови и стадии фиброза печени по шкале METAVIR, имела вид:

y = a•x + b,

где y – уровень ФНО-α, a – скорость изменения уровня ФНО-α при переходе от одной стадии фиброза к другой, b – свободный член уравнения.

У 64 больных ХГВ 1-й группы скорость роста ФНО-α по стадиям фиброза, рассчитанная с помощью уравнения линейной регрессии: y=18,93x+125,42 с коэффициентом корреляции (r), равным 0,67, составила 18,9 пг/мкл (см. рис. 3). У 59 больных ХГВ 2-й группы этот показатель вычисляли, применяя уравнение: у=15,33х+137,21. Он составил 15,3 пг/мкл при r=0,57, т. е. был ниже. Различия в скорости роста ФНО-α между группами были достоверны (p=0,041).

Для 59 пациентов 1-й группы с ХГС график соотношения величины ФНО-α и стадии фиброза печени представлен на рис. 4. r линейной зависимости ФНО-α – стадия фиброза, описываемая уравнением: y = 20,55x + 118,57 – составил 0,68, а скорость роста ФНО-α при переходе из одной стадии фиброза в другую по этой зависимости составила 20,55 пг/мкл.

Для 48 больных 2-й группы с ХГС зависимость ФНО-α от стадии фиброза печени выражалась уравнением линейной регрессии: у = 18,11х+122,44 с r=0,61. Скорость роста уровня ФНО-α в этой группе составила 18,11 пг/мкл и была ниже, чем в 1-й группе, с достоверной разницей в 2,44 пг/мкл (р=0,048), что, как и в случае с ХГВ, свидетельствует о меньшей скорости развития фиброзных изменений в печени у больных 2-й группы.

Проведенные исследования показали, что у больных ХГВ и ХГС казахской национальности уровень ФНО-α в крови был достоверно выше, чем у пациентов некоренной национальности Республики Казахстан. Генетические особенности в виде более высокого содержания ФНО-α в крови таких больных проявлялись в наибольшей степени на стадии фиброза печени F1 и не были связаны с этиологией вирусного гепатита. Уровень ФНО-α > 87 пг/мкл у больных ХГВ и ХГС на стадии фиброза F1 по шкале METAVIR позволял прогнозировать риск прогрессирующего течения заболевания. У больных ХГВ и ХГС 2-й группы высокое содержание ФНО-α в крови на стадии F1 встречалось в 2,2 раза реже, чем у пациентов 1-й группы, т. е. развивалось значительно позже. Изучение r зависимости ФНО-α и скорости роста фиброза печени выявило более высокую скорость роста заболевания у пациентов 1-й группы (18,93 при ХГВ и 20,55 при ХГС) по сравнению с пациентами 2-й группы (15,33 при ХГВ и 18,11 при ХГС). Сохранявшееся на протяжении 48 нед повышение ФНО-α при ХГВ и ХГС являлось неблагоприятным прогностическим фактором формирования и прогрессирования фиброза печени и, с точки зрения тактики ведения больного, требовало проведения пункционной биопсии печени с целью исключения вирусного цирроза.

Выводы

1. Генетическим фактором риска развития цирроза печени при ХГВ и ХГС являлся более высокий уровень ФНО-α у больных 1-й группы.

2. С ростом ФНО-α наблюдалось усиление структурных изменений ткани печени в виде роста стадии фиброза.

3. У больных ХГВ и ХГС 1-й группы скорость повышения уровня ФНО-α достоверно коррелировала со скоростью развития фиброзных изменений в печени и была выше, чем у представителей 2-й группы.

4. Уровень ФНО-α > 87 пг/мкл у больных ХГВ и ХГС на стадии фиброза печени F1 по шкале METAVIR позволял прогнозировать риск прогрессирующего течения заболевания.


About the Autors


Morozov Vyacheslav Gennadyevich, MD; Associate Professor; Director, «Hepatologist» Medical Company
Address: 157, Proseka 3 St., Samara 443011
Telephone: (846) 926-20-26
E-mail: gepatolog@samtel.ru


Similar Articles


Бионика Медиа