Дмитрий Марфунин
"О первичном желчном циррозе"
10 апреля 2017 года
Первичный желчный цирроз (primary biliary cirrhosis (PBC)) является орган-специфической аутоиммунной болезнью, характеризуемой очень селективной хронической, прогрессирующей деструкцией маленьких внутрипеченочных желчных протоков. РВС преимущественно поражает женщин (соотношение женщины:мужчины 9:1) [5]. РВС диагностируется многочисленные годы или десятилетия спустя после его предполагаемого начала [4]. У 80% пациентов с установленным диагнозом РВС есть IV стадия поражения [21].
Начальная гистология РВС – отмечается картина повреждения желчного протока, названная хронический негнойный деструктивный холангит (CNSDC), потеря желчного протока и хронический холестаз являются заметными на ранних стадиях. Потеря желчного протока главным образом на уровне междольковых желчных протоков [5], которые являются первичным очагом деструкции в РВС [9]. Каналы Hering (CoH) разрушены в РВС совместно с деструкцией маленьких желчных протоков. Эта деструкция – ранний случай, потому что количества СоН являются самыми низкими вокруг стадии 0 портальных трактов, которые все еще содержат нормальные желчные протоки. СоН, сходясь от печеночной дольки к портальному тракту, соединяют желчные канальца с междольковыми желчными протоками и представляют самую проксимальную часть пути дренажа желчи с покрытием холангиоцитами [17].
РВС характеризован деструкцией холангиоцитов – желчных эпителиальных клеток (ВЕС), выстилающих маленькие и среднего размера внутрипеченочные желчные протоки [12]. Дистрофия ВЕС является самым ранним нарушением [17]. ВЕС кажутся сжатыми, в базальной части в частности [18]. Их цитоплазма становится зернистой или гомогенно эозинофильной, раздутой и вакуолизированной, с пикнозом ядра [17].
В РВС главный патогенный процесс желчного протока – желчный эпителиальный апоптоз. Апоптические ВЕС в норме рассеяны во внутрипеченочном желчном дереве и очень редки в междольковых желчных протоках (меньше 1%). Они, вероятно, быстро потеряны в желчь и устранены от желчного дерева без гистологического узнавания. В РВС часто находят апоптические клетки в желчных эпителиальных клетках. Поврежденные желчные протоки исчезают механизмом расширенного желчного апоптоза на ранних стадиях РВС [5].
РВС характеризован наличием антимитохондриальных антител (АМА) [5]. АМА могут быть обнаружены в сыворотке за годы до появления любого проявления или биохимического расстройства [6]. У бессимптомных пациентов нет никаких физических признаков РВС, в то же самое время АМА являются поддающимися обнаружению в сыворотке фактически всех пациентов [17]. АМА являются очень специфическими для РВС и могут быть обнаружены почти у 100% пациентов. Нет никакой прямой корреляции между титром АМА и тяжестью болезни [12].
Эти антитела направлены против членов 2- oxoacid дегидрогеназы комплексов (2-OADC), существующих на внутренней мембране митоходрий. Среди них главный аутоантиген – Е2 субъединица комплекса пируват дегидрогеназы (PDC-E2) [12].
В ВЕС обнаружена подчеркнутая апикальная экспрессия PDC-E2 [23]. Аутоантитела против компонентов митохондрии плотно локализованы на апикальной поверхности ВЕС и связаны с апоптозом [22]. Обнаружены депозиты, представляющие со-локализацию АМА с PDC-E2 на апикальной поверхности и в цитоплазме ВЕС [12].
ВЕС уникально сохраняют эпитоп PDC - E 2 после апоптоза [13]. В отличие от других эпителиальных клеток, маленькие ВЕС перемещают иммунологически интактный PDC-E2 к апоптическим тельцам, сформированным во время апоптоза [14]. PDC-E2 c антигенной реактивностью был поддающимся обнаружению только в апоптических пузырьках ВЕС [19]. PDC-E2 поддается обнаружению в пределах апоптических пузырьков специфично в культивируемых человеческих ВЕС, а не в других типах клеток. После апоптоза PDC-E2 остается иммунологически интактным и все еще распознаваемым АМА. АМА-содержащая сыворотка реагировала с PDC-E2 на апоптических ВЕС без требования для проницаемости, что предполагает, что аутоантиген доступен для иммунной системы [13].
Аутоантитела к PDC-E2 и другим 2-OADC ферментам способны к ингибированию активности фермента PDC-E2 in vitro, но это не встречается in vivo. Не показано значительного различия в количестве PDC-E2 транскрипта, представленного в печени РВС, по сравнению с другими болезнями печени [12]. Нормальный оборот ВЕС становится источником PDC-E2 эпитопа [14]. PDC-E2 может селективно сверхпродуцироваться в ВЕС возможно в результате аберраций апоптоза [12].
Эпителиоидных клеток особенности разделяют свойства незрелых дендритных клеток (DC) [24]. ВЕС фагоцитируют апоптические клетки, то есть проявляют аутофагию [12]. Сообщено об индукции PDC-E2 клеточно-поверхностной экспрессии во время аутофагии ВЕС [23]. ВЕС в РВС – «невинные жертвы», и нет никакого специфического фенотипа ВЕС у больных РВС [14].
На основании вышеизложенного складывается впечатление, что экспрессия иммунологически интактного, физиологически активного PDC-E2 на апикальных поверхностях клеток и в апоптических пузырьках ВЕС перед апоптозом и аутофагией – это физиологическая особенность ВЕС, очевидно, для последующей быстрой утилизации этого фермента после аутофагии. Увеличение частоты апоптоза и связывание PDC-E2 АМА – это результат воздействия на ВЕС иммунной системы.
Инфильтрация аутореактивных Т клеток в печени и перидуктальных пространствах – одна из главных особенностей РВС [12]. Обнаружение лимфоцитарного рекрутирования вокруг желчных протоков и пенетрации в желчный слой называют эпителиотропизмом, который связан с увеличенной клеточной проницаемостью желчных протоков, вызванной значительным сокращением молекул плотного соединения в РВС. Этот эпителиотропизм найден и в нормальной печени. В нормальной печени интраэпителиальные лимфоциты, существующие в междольковых желчных протоках, являются главным образом лимфоцитами CD8+ [5]. При РВС у пациентов обнаружено в печени 10-кратное увеличение специфично нацеленных на PDC-E2 CD8+ Т клеток по сравнению с кровью. Но CD4+ клеток, специфично нацеленных на PDC-E2, было 150-кратное увеличение по сравнению с кровью пациентов [7]. Несмотря на такую значительную инфильтрацию в том числе и цитотоксических Т клеток, цитолиза ВЕС не наблюдается. В развитии холангиопатии инфильтрация иммунных клеток в пределах желчного эпителиального слоя и прямая адгезия между ВЕС и иммунными клетками – ключевое событие, приводящее к апоптозу ВЕС [5]. Инфильтрирующие печень Т клетки вызывают в ВЕС увеличение экспрессии CD40. CD40 продемонстрирован как критический, чтобы вызвать апоптоз [20]. Экспрессирующие CD40 ВЕС в РВС тонко чувствительны к CD40L опосредованному апоптозу [15]. Обнаружены значительно более низкие уровни ДНК метилирования CD40L промотора в CD8+ Т клетках от пациентов РВС по сравнению с контролем и это обратно пропорционально коррелирует с уровнем серологического IgM [22, 15]. Уменьшение метилирования означает увеличение экспрессии. Значит, увеличение экспрессии CD40L в CD8+ Т клетках коррелирует с увеличением серологического IgM. CD40 конститутивно экспрессируется В клетками, и его взаимодействие с CD40L важно для рекомбинации переключения класса иммуноглобулина. Система CD40-CD40L также составляет одну из фундаментальных добавочных систем в примировании Т клеток [15].
Все вместе позволяет думать о том, что Т клетки, и в норме присутствующие в желчном эпителиальном слое печени, по какой-то причине значительно увеличивают свое присутствие, в особенности CD4+ Т клетки. Также ими осуществляется плотный контакт с ВЕС с инициацией апоптоза, а также индуцируется повышенная экспрессия АМА В клетками.
В клетки играют иммунную регулирующую роль в печени РВС через регулирование созревания DC через секрецию IgM, которые ингибируют процесс созревания DC . IgM также увеличивают фагоцитоз клеток, переносящих апоптоз [24]. Отмечается, что комплекс апотоп-АМА стимулирует макрофаги. Однако также демонстрируется сниженное поглощение апоптических телец ВЕС макрофагами моноцитарного происхождения в присутствии АМА [14]. Также отмечено, что IgM ингибирует экспрессию провоспалительных цитокинов [24]. Но, с другой стороны, в присутствии АМА макрофаги продуцировали интенсивные воспалительные цитокины [19]. Также отмечено, что специфические для PDC-E2 АМА были IgA типа [12]. Увеличение IgM по всем стадиям РВС встречается у больных РВС [2].
Представленные данные позволяют думать о том, что популяция АМА является неоднородной и включает в себя субпопуляции различных классов иммуноглобулинов, нацеленные на различные задачи.
В РВС участвуют также антиядерные антитела (ANA). «Перинуклеарные» основанные на gp210 и nucleoporin p62 антигены локализуются в пределах комплекса ядерной поры, и ядерная точечная картина ANA является очень специфической для РВС [7]. В области ядерных пор часто обнаруживаются комплексы аутоантител с gp210, p62 и sp100, формируя кольцо вокруг ядра [18]. Также продемонстрировано внизрегулирование miR-122a и miR-26a со сверхрегуляцией miR-328 и miR-299-5p, все эти микроРНК вовлечены в ключевые механизмы в патогенезе РВС, включая апоптоз [22]. Можно думать о том, что ANA подготавливает ядерную мембрану для проникновения специфических микроРНК, которые и запускают процесс апоптоза ВЕС. Все вместе это представляет единый механизм, инициированный иммунной системой и который имеет конечную цель запуск апоптоза. Провоспалительная же активность ВЕС в РВС вторична к вмешательству инфильтрирующих печень мононуклеарных клеток, и ВЕС – фактически «невинная жертва» аутоиммунного повреждения [20].
ВЕС первоначально отвечают на повреждение компенсаторной пролиферацией [3]. ВЕС показывают пролиферативные изменения, такие как сосочковые и стратифицированные врастания с высокой клеточной кинетической активностью, и одновременно деструктивные изменения, такие как эозинофильная и раздутая дегенерация. Фокальные скопления эителиоидных клеток иногда формируют хорошо развитую гранулему [5]. Гранулемы и клеточные фокусы присутствовали в 76,9% и 87,2% случаев РВС соответственно, количество их различно и уменьшается с прогрессированием потери желчного протока [16]. Гранулемы печени признаны как специфические гистологические особенности в РВС [7, 24]. Гранулемы не коррелировали с клиническими представлениями или биохимическими параметрами [10]. Была отрицательная корреляция с печеночным фиброзом [16]. При РВС весьма общее наблюдение неказеозных эпителиоидных гранулем, особенно в молодой болезни. Случаи РВС, в которых были найдены гранулемы, были более вероятны в более ранних стадиях болезни [24]. В одном исследовании у умерших пациентов с поздним РВС только у 1 из 14 найдены гранулемы на биопсии [10]. В другом исследовании пациенты показали характерные поражения желчного протока и формирование гранулем, все они были предсимптоматическими пациентами [11].
Гранулемы – ограниченные и организованные структуры, характеризованные центральным накоплением мононуклеарных клеток, прежде всего активированных макрофагов, и окружающей оправой, состоящей из лимфоцитов и фибробластов. Незрелые DC были ключевыми факторами в гранулемах печени. Гранулемы РВС были окружены В клетками и плазматическими клетками. О роли DC ранее сообщали в других гранулематозных болезнях [24]. В РВС есть важная иммунная молекула в портальных трактах – остеопонтин, которая способствует рекрутированию мононуклеарных клеток в эпителиоидную гранулему [17].
Можно думать, что гранулема в ранних стадиях РВС инициирована иммунной системой и предназначена для вполне определенных целей, как в других гранулематозных болезнях (см. «О туберкулезе», «О саркоидозе»).
Отмечена отрицательная корреляция появления гранулем с депонированием гранул меди [16]. Наличие чрезмерной печеночной меди – стойкая особенность РВС [21]. Уровни меди в печени значительно увеличены в РВС по сравнению с другими болезнями печени [18]. Из пациентов РВС 89% показали положительную окраску на интрагепатоцитарные гранулы меди [11]. Депонирование меди – чувствительное обнаружение, предполагающее наличие хронического холестаза [5]. Несмотря на задержку меди в гепатоцитах, функция клеток печени хорошо сохранена и нет никаких клинических симптомов токсических эффектов меди на клетках печени [18].
Распределение печеночной меди в РВС не гомогенно. Ни количество окрашенной меди, ни печеночная концентрация меди не коррелированны со степенью холестаза, с наличием цветущих поражений протоков, пролиферации желчных протоков, эозинофилией в печени или интенсивностью печеночного воспаления, некроза или фиброза [21].
В I стадии РВС медь является часто не поддающейся обнаружению окрашиванием – или концентрация меди слишком низкая или медь не присутствует в состоянии, необходимом для гистохимического обнаружения. Во II стадии медь присутствует в перипортальных гепатоцитах, особенно в клетках, соседних с вакуолизированными макрофагами. Гепатоциты, смежные с лимфоцитарными инфильтратами, чаще всего не содержат окрашенной меди. Цитоплазма часто вакуолизирована в гепатоцитах, содержащих медь, но пигмент желчи отсутствует. Окрашенная медь в основном содержится в лизосомах. В III стадии у 91% пациентов с гистологическим холестазом была окрашенная медь, но не было никакой корреляции между интенсивностью медной окраски и степенью холестаза. В IV стадии окрашенные гепатоциты расположены в перипортальной области, смежной с волокнистыми перегородками, или по периферии регенеративных узелков [21].
При РВС увеличена скорость печеночного поглощения меди, несмотря на наличие положительного медного баланса. У нормального контроля чрезмерная медь накапливается сначала в цитоплазме и затем все более и более распределяется в крупногранулярной и ядерной фракциях. В РВС же фракция супернатанта сохраняла большую часть меди, даже когда печеночной меди избыток был существенным [21].
У здорового человека печень содержит самую высокую концентрацию (около 15%) всей меди тела. В человеческой плазме 93% меди связано с церулоплазмином, и 1% связан с альбумином и аминокислотами. В клеточной фракции крови медь расположена преобладающе в эритроцитах. Микросомальная фракция содержит около 10% клеточной меди, ядерная фракция – около 20%, фракция больших гранул (лизосомы и митохондрии) около 20%, причем лизосомы содержат намного большую пропорцию, цитозоль – 50%, преобладающе в ассоциации с медь-связанным белком и в меньшей степени – с ферментами [21].
Большая часть меди в живых организмах, включая человека, играет роль кофактора для специфических ферментов, таких как Cu-Zn-супероксид дисмутаза, цитохром С оксидаза, диамин оксидаза, и белков транспорта электрона, вовлеченных в энергетический и антиоксидантный метаболизм [1].
У здоровых людей более 80% поглощенной меди экскретируется через желчь и кал, потери 1,7 мг/день [18, 21]. В печени медь-связанные белки могут действовать как начальный внутриклеточный акцептор меди и играть роль в распределении меди к специфическим пулам. Медь-связаные белки могут предотвратить гепатотоксичность. Лизосомальная медь – главный источник желчной меди, которая существует как комплексы, сформированные с аминокислотами и пептидами низкой молекулярной массы. Транспорт меди от гепатоцитов в желчь независим от транспорта желчных кислот или билирубина [21].
Увеличение числа инфильтрирующих печень лимфоцитов; связывание PDC-E2 с помощью АМА; увеличение апоптоза ВЕС с помощью CD40, ANA, микроРНК; развитие эпителиоидных гранулем, особенно в молодой болезни, с активированными макрофагами и незрелыми DC; развитие хронического холестаза с увеличением печеночной меди; наличие меди в лизосомах гепатоцитов, способных к транспорту содержимого лизосом путем экзоцитоза; присутствие меди в гепатоцитах, соседних с вакуолизированными макрофагами, и отсутствие ее в гепатоцитах, смежных с лимфоцитарными инфильтратами – все это позволяет предположить, что медь – это основная цель подобной реакции иммунной системы.
Иммунная система ставится под угрозу дефицитом меди. Дефицит меди вызывает уменьшение в количестве циркулирующих нейтрофилов, названное нейтропенией. Респираторный взрыв и бактерицидная активность нейтрофилов были уменьшены дефицитом меди. Клетки NK были 5-7-кратно менее эффективны при дефиците меди. Фагоцитарные клетки, особенно нейтрофилы и макрофаги, страдают от дефицита меди. Сниженная реактивность к Т клеточным митогенам – функция дефицита меди. Дефицит меди уменьшает секрецию IL-2 человеческой периферической крови мононуклеарными клетками, ограничивает способность активированных Т клеток произвести достаточные уровни цитокина IL-2, который требуется для пролиферации Т клеток. Т хелперы клетки (CD4+) более восприимчивы к дефициту меди, чем цитотоксические Т клетки (CD8+). Относительное уменьшение в популяции Т клеток было вследствие уменьшения CD4+ Т клеток, а не CD8+ клеток. Параллельно с сокращением количества Т клеток было относительное увеличение процента от селезеночных В клеток [1].
Традиционные маркеры статуса меди, такие как содержание белка церулоплазмина и активность Cu-Zn-SOD, известные, чтобы быть уменьшенными в тяжелом дефиците меди, были менее чувствительными к пограничному дефициту меди. IL-2 уменьшен в пограничном дефиците меди, причем продукция его была уменьшена без значительных альтераций обычных индикаторов статуса меди. Также показали ухудшенное функционирование перитонеальных нейтрофилов при пограничном дефиците меди [1].
Таким образом, прослеживается очевидная зависимость иммунной системы от концентрации меди и иммунная система весьма чувствительна к снижению этой концентрации даже при пограничном дефиците меди, когда обычные маркеры статуса меди на него не реагируют.
Связь активности иммунной системы с концентрацией меди может быть подтверждена исследованием печени плода. Как известно, печень плода является одним из центров гемопоэза. Незрелые Т клетки присутствовали рассеянно, отдельным образом, зрелые Т клетки были редки. В клетки и их предшественники были рассеяны среди гепатоцитов от раннего до позднего гестационного возраста без любого признака фокального развития [8]. В то же самое время у плода концентрация печеночной меди до 10 раз больше, чем у взрослых. Отсутствие токсичности у плода – эффективная секвестрация меди в виде комплексов в лизосомах [21].
Итак, на основании всех вышеприведенных фактов и умозаключений складывается впечатление, что первичный желчный цирроз мог бы быть результатом реакции лимфоидной ткани на пограничный дефицит меди в организме, и направлен на пополнение содержания меди в клетках иммунной системы.
Преимущественное поражение женщин РВС могло бы иметь следующее объяснение. Поражаются в основном женщины среднего возраста, то есть активно менструирующие женщины. Нет данных о корреляции РВС с объемом менструальной кровопотери, но известно, что обильные менструации могут быть причиной железодефицитной анемии, а из клеток крови большинство меди содержится в эритроцитах. Другой причиной могли бы быть жесткие ограничивающие диеты, практикуемые молодыми и средних лет женщинами. Но могли бы быть и обе причины вместе.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Bonham M, O'Connor JM, Hannigan BM, Strain SJ. British Journal of Nutrition 2002, 87, 393-403
2. Chen RCY, Naiyanetr P, Shu S-A, Wang J, Yang G-X, Thomas PK, Guggenheim KC, Butler JD, Bowlus C, Tao M-H, Kurth MJ, Ansari AA, Kaplan M, Coppel RL, Lleo A, Gershwin ME, Leung PSC. Hepatology 2013 Apr; 57(4): 1498-1508
3. Gao J, Qiao L, Wang B. Int J Mol Sci 2015 Mar; 16(3): 6432-6446
4. Gershwin ME, Selmi C, Worman HJ, Gold EB, Watnik M, Utts J, Lindor KD, Kaplan MM, Vierling JM, USA PBC Epidemiology Group. Hepatology 2005 Nov; 42(5): 1194-1202
5. Harada K, Nakanuma Y. Med Mol Morphol 2006 39: 55-61
6. Hu C-J, Zhang F-C, Li Y-Z, Zhang X. World J Gastroenterol 2010 Aug 7: 16(29): 3616-3629
7. Invernizzi P, Selmi C, Gershwin ME. Dig Liver Dis 2010 Jun; 42(6): 401-408
8. Kamps WA, Timens W, Boer de GL, Rozenboom-Uiterwijk T, Spanjer HH, Poppema S. Ann Inst Paster/Immunol 1987, 138, 869-879
9. Kimura Y, Leung PSC, Kenny TP, Water van de J, Nishioka M, Girand AS, Neuberger J, Benson G, Kaul R, Ansari AA, Coppel RL, Gershwin ME. Hepatology 2002; 36: 1227-1235
10. Lee RG, Qiao L, Wang B. Int J Mol Sci 2015 Mar; 16(3): 6432-6446
11. Lesna M, Hamlyn AN, Watson AJ. Digestion 1981; 22(3): 113-8
12. Lleo A, Invernizzi P, Mackay IR, Prince H, Zhang R-O, Gershwin ME. World J Gastroenterol 2008 Jun 7; 14(21): 3328-3337
13. Lleo A, Selmi C, Invernizzi P, Poddo M, Coppel RL, Mackay IR, Gores GJ, Ansari AA, Water van de J, Gershwin ME. Hepatology 2009 Mar; 49(3): 871-879
14. Lleo A, Bowlus CL, Yang G-X, Invernizzi P, Poddo M, Water van de J, Ansari AA, Coppel RL, Worman HJ, Gores GJ, Gershwin ME. Hepatology 2010 Sep; 52(3): 987-998
15. Lleo A, Lleo J, Invernizzi P, Zhao M, Bernuzzi F, Ma L, Lanzi G, Ansari AA, Kaplan RL, Zhang P, Li Y, Zhou Z. Lu Q, Gershwin ME. Hepatology 2012 Jan; 55(1): 153-60
16. Nakanuma Y, Ohta G. Hepatology 1983 May-Jun; 3(3): 423-7
17. Reshetnyak VI. World J Gastroenterol 2006 Dec 7; 12(45): 7250-7262
18. Reshetnyak VI. World J Gastroenterol 2015 Jul 7; 21(25): 7683-7708
19. Shi TpY, Zhang F-C. World J Gastroenterol 2012 Dec 28; 18(48): 7141-7148
20. Shimoda S, Harada K, Niiro H, Yoshizumi T, Soejima Y, Taketami A, Maehara Y, Tsuneyama K, Nakamura M, Komori A, Migita K, Nakanuma Y, Ishibashi H, Selmi C, Gershwin ME. Hepatology 2008 Mar, vol 47, issue 3, pag 958-965
21. Vierling JM. Seminars in Liver Disease 1981 vol 1, no 4, 283-308
22. Webb GJ, Siminovitch KA, Hirschfield GM. J Autoimmun 2015 Nov; 64: 42-52
23. Yamagiwe S, Kamimura H, Takamura M, Aoyagi Y. World J Gastroenterol 2014 Mar 14; 20(10): 2606-2612
24. Yon Z, Wang Q, Bian Z, Lin Y, Han X, Peng Y, Shen L, Chen X, Qiu D, Selmi C, Gershwin ME, Ma X. J Autoimmun 2012 Sep; 39(3): 216-221