Scientific journal

Modern problems of science and education

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

Основной причиной формирования фиброза печени (ФП) и, соответственно, перехода его в цирроз являются вирусные гепатиты. По данным ВОЗ, в мире более 300 миллионов человек страдают вирусными гепатитами, в России – более 5 миллионов человек [1]. По данным регистра «Хронические вирусные гепатиты в Республике Саха (Якутия)», по состоянию на октябрь 2017 года на учете состояли 14805 человек c хроническими вирусными гепатитами, из них с хроническим вирусным гепатитом В – 6320 человек, хроническим вирусным гепатитом С – 6619 человек, хроническим вирусным гепатитом D – 1048 человек, микст-инфекцией – 646 человек, с циррозом печени вирусной этиологии наблюдались 382 пациента и с первичным раком печени – 26 человек [2; 3]. От осложнений вирусных гепатитов, основным патогенетическим механизмом которых является фиброз, ежегодно умирает порядка 1,5 млн человек [4].

Целью настоящего обзора является определение текущего состояния вопроса прогностических возможностей генов-кандидатов в отношении фиброза печени.

ФП представляет собой замещение здоровой печеночной ткани на соединительную, развивающееся в результате внешних (вирусные и алкогольные гепатиты) или внутренних (наследственные метаболические расстройства и другие генетические нарушения) причин [4]. Известно, что фиброз является физиологическим ответом организма, направленным на ограничение воспалительного очага от здоровой ткани и кровеносных сосудов. Гистологически ФП представляет собой замещение внеклеточными матричными белками (в том числе коллагеном) печеночных долек в паренхиме печени. Скорость формирования ФП зависит от этиологии повреждения печеночной ткани. При вирусных гепатитах фиброз начинается с системы портальной вены, откуда распространяется в паренхиму [5].

ФП приводит к утрате физиологических функций. При хронических вирусных гепатитах признанными факторами риска быстрого формирования фиброза и перехода его в цирроз печени или гепатоцеллюлярную карциному являются: возраст (≥55 лет), мужской пол, хронический активный гепатит, высокие уровни аланинаминотрансферазы (АЛТ), а также употребление алкоголя [4; 5].

Определение стадии ФП является приоритетным в выборе тактики лечения, однако признанное «золотым стандартом» диагностики фиброзных изменений морфологическое исследование биоптата печеночной ткани может приводить к опасным для жизни пациента осложнениям, например кровотечению, желчному перитониту, внутрипеченочным гематомам и пр. Кроме того, неравномерное распределение фиброзной ткани в печени повышает риски расхождения результатов морфологического исследования с реальной картиной [4; 6]. В связи с этим поиск новых методов диагностики и прогнозирования фиброзных изменений печени остается актуальным.

В таблице представлены основные гены-кандидаты ФП, исследованные зарубежными авторами.

Основные гены-кандидаты и их полиморфизмы, ассоциированные с фиброзом печени

Примечание: p – короткое плечо, q – длинное плечо хромосомы.

Роль генов главного комплекса гистосовместимости. Гены, связанные с иммунной системой человека, играют большую протективную роль в отношении вирусов гепатита. Они определяют, как долго и с какой эффективностью печеночная ткань инфицированного человека будет противодействовать воспалительному процессу и аутоиммунным реакциям. Поэтому гены, кодирующие белки иммунной системы человека, в частности систему тканевой гистосовместимости (HLA, Human Leukocyte Antigens) – главный комплекс гистосовместимости (MHC, major histocompatibility complex), следует рассмотреть в первую очередь. Данные гены расположены на шестой хромосоме и кодируют около 150 антигенов [7].

Гены MHC расположены близко друг к другу. Эти гены разделены на три главных класса: класс I MHC, класс II MHC и класс III MHC. Существуют три главных гена класса I MHC, известные как HLA-A, HLA-B, HLA-C и HLA-C, и шесть главных генов класса II MHC, известных как HLA-DPA1, HLA-DPB1, HLA-DQA1, HLA-DQB1, HLA-DRA и HLA-DRB1 [7; 8].

Т-лимфоциты, В-лимфоциты, естественные киллеры, имеющие на своей поверхности HLA-рестриктированные антигены, играют важную роль в формировании иммунного ответа на вирусную инфекцию. Большинство современных исследователей показывают, что полиморфизмы в области генов HLA II класса MHC могут быть связаны с персистированием вирусов гепатита в организме, а также с частотой развития гепатоцеллюлярного рака. Учитывая значимую связь между HLA и исходом вирусных гепатитов в исследовании Wang L. и соавт. (2016), следует, что полиморфизмы в данном гене связаны с прогрессированием ФП [8].

В 2009 году Kamatani Y. и соавт. исследовали 786 больных и 2201 здорового индивида в японской популяции, в результате исследования была обнаружена значимая взаимосвязь между восприимчивостью к вирусу гепатита В и одиночными нуклеотидными полиморфизмами в локусе HLA-DP: rs3077 в HLA-DPA1 и rs9277535 в HLA-DPB1 [9]. Другой группой ученых установлена ассоциация между высоким риском хронизации вируса и нуклеотидными полиморфизмами в локусе HLA-DQ: rs2856718 и rs7453920 в китайской популяции [10].

Было установлено, что ген DQB1 характеризуется многообразными эффектами в различных популяциях. Так, Duggal P. и соавт. (2013) установлено, что в африканской популяции эффект данного гена (аллели DQB1*0301 и DRB1*1101) в отношении гепатоцитов более выражен, чем в европейской популяции [11]. Однако, по данным исследований Hu Z. и соавт. (2013), развитию хронической инфекции способствует DQB1*0301, которую ранее характеризовали как протективную в отношении хронического гепатита С [12].

Интересные результаты получили Mack S.J. и соавт. в ирландской популяции (DRB1*0101 и DQB1*0501) [13]. В европейской популяции высокая скорость формирования ФП и перехода его в цирроз печени, а также риск хронизации вируса гепатита С ассоциировались с аллелем DRB1*0701 [14]. В китайской популяции с высоким риском развития гепатоцеллюлярной карциномы ассоциировался полиморфизм rs9275319 в гене HLA-DQ [15].

Аллели DRB1*1301 и DRB1*1302, как известно, обеспечивают протекцию от хронического гепатита B среди европейцев; а среди китайской популяции – DQA1*0301 и DQA1*0102. Полиморфизмы rs3077 и rs9277535 гена HLA-DP способствуют элиминации вируса в некоторых азиатских популяциях. В другом исследовании HLA-DPA1*0103-DPB1*0402 и HLA-DPA1*0103-DPB1*0401 ассоциировались с протективными свойствами, а HLA-DPA1*0202-DPB1*0501 и HLA-DPA1*0202-DPB1*0301 с восприимчивостью к хронической инфекции вируса гепатита B среди азиатов [14].

GWAS-исследования были проведены в японской, корейской, китайской популяции, метаанализ (62050 случаев и 29 исследований), включивший данные исследования, подтвердил ассоциации rs3077 и rs9277535 HLA-DPB1 с фиброзом печени [16-18].

Из I класса MHC особый интерес представляет ген HLA-G ввиду его антифиброзной роли в патогенезе ФП благодаря HLA-G-опосредованному снижению коллагена I. Взаимодействие между гепатоцитами и тучными клетками приводит к привлечению тучных клеток к гепатоцитам in vivo и in vitro, а также к значительному снижению выработки коллагена во все времена совместного культивирования после прямого или косвенного контакта тучных клеток с гепатоцитами отдельно или в присутствии TGF-β, IFN-α или IL-10. Amiot L. и соавторы (2019) показали, что экспрессия HLA-G возрастает во время совместного культивирования гепатоцитов и тучных клеток, при этом HLA-G воздействует как на тучные клетки, так и на гепатоциты, усиливая деградацию коллагена I [19]. В другом исследовании было обнаружено, что полиморфизм rs3130542 гена HLA-С связан с хронизацией инфекции вируса гепатита B [13].

Роль генов фактора некроза опухоли. Фактор некроза опухоли α (TNFα) – это про-цитокин, вырабатываемый макрофагами, моноцитами, нейтрофилами, T-клетками и естественными киллерами в ответ на воспаление, инфекцию и экологическое напряжение. Он стимулирует секрецию цитокинов и молекул адгезии, что также активирует нейтрофилы и играет важную роль в цитолитическом и нецитолитическом разрешении вирусных инфекций [20].

Полиморфизмы в гене TNFα могут влиять на развитие хронических вирусных гепатитов B и С, прогрессирование гепатита в цирроз печени и гепатоцеллюлярную карциному. Ген TNFα принадлежит классу III MHC, расположен на хромосоме 6 в положении 21.3. На данный момент изученными являются полиморфизмы: -163G/A, -238G/A, -308G/A, -376G/A, -857C/T, -863C/A и -1031T/C. В целом полиморфизмы, которые увеличивают уровень транскрипции TNFα, рассматривают как благоприятные для разрешения инфекции, элиминации вируса, но неблагоприятные в отношении прогрессирования цирроза печени при хронический инфекции. В естественных условиях TNFa дестабилизирует нуклеокапсид вируса гепатита B и снижает уровень ковалентно-закрытой ДНК вируса гепатита B в ядре [21].

El Din B. и соавторы (2016) исследовали связь между высоким уровнем TNFα в сыворотке и воспалением печени, стеатозом и фиброзом. Их результаты показали, что у пациентов с генотипом AA полиморфизма -308 (TNFα) уровень АСТ, AЛT и общего билирубина значительно выше, чем у пациентов с генотипом GG. Кроме того, у пациентов с вирусным гепатитом С с тяжелыми патологическими состояниями печени (воспаление, стеатоз и фиброз) наблюдаются высокие частоты генотипов GA или AA гена TNFα. Авторы подтвердили результаты предыдущих исследований, в которых значительное повышение уровня TNFα в сыворотке наблюдалось у пациентов с циррозом печени и коррелировало с прогрессированием до гепатоцеллюлярной карциномы. Кроме того, высокий TNFα играет роль в патогенезе жировой болезни печени и приводит к тяжелому повреждению печени у пациентов с неалкогольной жировой болезнью печени [22].

Роль генов интерлейкинов. Клеточный иммунитет играет важную роль в элиминации вируса в организме хозяина, нуклеотидные замены в генах интерлейкинов могут влиять на эффективность противовирусной терапии, тем самым приводя к быстрому формированию ФП и недостаточности печеночной функции.

Интерлейкин 10 (IL-10) - противовоспалительный цитокин, продуцирующийся геном IL10. IL-10 обладает свойством множественного действия гена в отношении иммунорегуляции и противовоспалительного ответа. Данный ген снижает экспрессию макрофагов, повышает жизнеспособность В-лимфоцитов, их пролиферацию и выработку антител [23].

У человека ген IL10 продуцируется главным образом моноцитами и, в меньшей степени, лимфоцитами, включая Т-хелперы 2-го типа (TH2), тучные клетки, CD4+CD25+Foxp3+ регуляторные Т-клетки, и некоторыми субпопуляциями активированных T- и B-лимфоцитов [24].

Самыми изученными полиморфизмами гена IL10 на данный момент являются -1082 G/A, -819 C/T и -592 C/A. Для которого гаплотип GCC связан с высоким уровнем синтеза IL-10, в то время как гаплотип ATA связан с низким уровнем его синтеза. Высокие уровни IL-10 в сыворотке крови характеризуются негативными в отношении носителя свойствами, поскольку IL-10 подавляет клеточную реакцию T-клеток. В исследованиях было обнаружено, что люди с гаплотипом ATA лучше отвечают на противовирусную терапию [25].

Интерлейкин 18 (IL-18) - провоспалительный цитокин, принадлежащий к семейству интерлейкина 1. Синтезируется макрофагами и другими клетками организма. Также играет значительную роль в инфекционных и аутоиммунных заболеваниях. Ген IL-18 расположен на 23.1on q хромосомы 11. Два полиморфизма в области гена IL-1 (C/A -607 и G/C -137) обеспечивают протективное действие, препятствуют формированию цирроза печени и гепатоцеллюлярной карциномы. Функция данных полиморфизмов заключается в разрушении связывающих участков транскрипционного фактора, приводящем к снижению экспрессии гена IL-18 [26].

В исследовании Swidnicka-Siergiejko и соавторов (2019) обнаружены связи между уровнями IL-18 и циррозом печени, индекс MELD положительно коррелировал с IL-18. Корреляция уровней IL-18 с показателями печеночной недостаточности позволяет предположить важную роль IL-18 в прогрессировании заболевания и его потенциальное использование в качестве неинвазивного теста для оценки фиброзных изменений ткани печени [27].

Ген IL28 расположен на длинном плече хромосомы 19, он имеет две изоформы: IL28A и IL28B. Известно, что однонуклеотидные замены в гене IL28A могут приводить к самопроизвольной элиминации вируса гепатита С. Основную роль играют две замены: замена цитозина на тимин (C>T) в однонуклеотидном полиморфизме rs12979860 и замена тимина на гуанин (T>G) в однонуклеотидном полиморфизме rs8099917 [28].

В исследовании Кухаревой Н.И. и соавторов (2017) было обнаружено, что генотипы CT/TG, TT/TT, TG, GG гена IL28В и группа крови А(II) как по отдельности, так и при их сочетании повышают отношение шансов отрицательной динамики ФП при недостижении устойчивого вирусологического ответа (УВО) на фоне интерферонотерапии [29]. В работе Усыченко Е.И. (2015) была выявлена ассоциация генотипа TT IL-4 (C589T) и степени ФП [30].

Роль генов интерферонов. Интерфероны (ИФН) – это белки, вырабатываемые лейкоцитами, фибробластами, активированными Т-лимфоцитами, макрофагами в ответ на вторжение вирусных агентов, антигенов бактерий и некоторых химических соединений. Интерфероны связываются с рецепторами клеток и оказывают влияние на процесс репродукции вируса внутри клетки [31].

Полиморфные варианты гена IFNR1 могут повысить восприимчивость или же усилить протективные свойства организма в отношении инфицирования вирусом гепатита B. Аллели G и C в положениях -568 и -408 гена IFNR1 и их связанный гаплотип ведут к снижению восприимчивости к хронической инфекции вируса гепатита В, в то время как аллели C и T, в положениях -568 и 408 и их связанном гаплотипе III, были связаны с более высоким риском хронической инфекции вируса гепатита B [32].

Полиморфизмы в других генах (IFNL3 и IFNL4) могут привести к недостаточному ответу на интерфероновую терапию. Не исключается роль микро-РНК (miR-122) в инфицировании вирусными гепатитами. Связывание miR-122 в геноме вирусов гепатита стимулирует его репликацию. Предполагается, что снижение экспрессии miR-122 связано с УВО у пациентов с хроническим гепатитом С [33].

N.Ma и соавторы (2018) изучили связь между риском инфицирования вирусом гепатита В и функциональными полиморфизмами генов IFNL4, IFNLR1, IFNA1, IFNA2, IFNA5 и IFNAR2 (всего 14 локусов) в китайской популяции (3128 человек). Значимые ассоциации наблюдались для вариантов генов IFN: гены IFNAR2, IFNLR1 ассоциировались с элиминацией вируса гепатита В, в то время как полиморфный вариант rs4649203 гена IFNLR1 с УВО. Кроме того, авторы обращают внимание на полиморфизмы в генах IFNA1, IFNA2, IFNL4 и связывают их с формированием гепатоцеллюлярной карциномы. Генотип rs12971396 G, rs8113007 T и rs7248668 А гена IFNL4 встречался чаще в группах с циррозом печени и гепатоцеллюлярной карциномой. Ген IFNL4 связан с прогрессированием вирусного гепатита В. Полиморфные варианты генов IFNA1- rs1831583 и IFNA2- rs649053 связаны с развитием гепатоцеллюлярной карциномы. Полиморфные варианты rs4649203, rs7525481 гена IFNLR1 являются предикторами инфекции, а rs4649203 гена IFNLR1 – предиктором спонтанного клиренса. Полиморфизмы rs1051393, rs12233338 гена IFNAR2 могут быть прогностическими маркерами инфекции в китайской популяции [34].

Другие гены, ответственные за фиброз. Кроме генов иммунной системы человека, в развитии собственно фиброзных изменений в ткани печени играют роль гены, регулирующие синтез и распад коллагена. У носителей определенных генотипов может наблюдаться предрасположенность к активному фиброгенезу, следовательно, быстрому замещению здоровой печеночной ткани на фиброзную.

R. El Sharkawy и соавторы (2018) исследовали полиморфный вариант гена STAT4 rs7574865, связанный с развитием воспаления в ткани печени и прогрессированием фиброза. Авторы обнаружили, что генотип GG был связан с более низкими уровнями мононуклеарных клеток периферической крови и естественных киллеров. Генетическая предрасположенность к персистенции вирусов гепатита, воспалению печени и фиброзу ассоциируется с вариантом гена STAT4 rs7574865. Последующие действия на функцию естественных киллеров через STAT4-зависимый синтез IFN-γ, по мнению авторов, способствуют быстрому ФП [35].

Juzėnas S. и соавторы (2019) выявили, что гетерозиготная мутация C282Y в гене HFE была связана с циррозом печени в литовской популяции. В гендерном анализе гетерозиготные мутации C282Y и гомозиготные H63D были связаны с циррозом печени у мужчин в той же популяции [36]

Николаева Н.И. и соавт. (2012) обнаружили статистически значимую зависимость между быстрым формированием ФП и аллельными вариантами генов IL-1β (-511 ТТ), IL-10 (-1082 АА), TNF-α (-238 GA или AA) и HFE (С282Y или Y282Y) [37].

В исследовании Самоходской Л.М. и соавторов (2015) обнаружены ассоциации между быстрым фиброзом и мутацией генов AGT G-6T, AGT235 M/T, CYBA 242 C/T. В ходе анализа авторами было выявлено протективное влияние гомозиготного варианта ТТ гена ITGA2 807 C/T на темпы фиброза [6].

Также известны следующие полиморфизмы, сопряженные с хронизацией вируса гепатита В: rs652888 в гене EHMT2, rs1419881 в гене TCF19, rs4821116 в гене UBE2L3. Ген UBE2L3 кодирует фермент сопряжения убиквитина, который увеличивает активацию TNF после стимуляции CD40 в B-клетках, а также стимулирует TNF в моноцитах. Протективный вариант rs4821116 связан с высокими уровнями UBE2L3 mRNA в моноцитах периферической крови. Ген UBE2L3 также играет определенную роль в формировании аутоиммунных заболеваний. Так, ген UBE2L3 обеспечивает, с одной стороны, защиту от вирусов, и предрасположенность к аутоиммунной агрессии – с другой [38].

Заключение. Несмотря на противоречивость результатов ранее проведенных работ, исследование генов-кандидатов предрасположенности к фиброзу печени позволит приблизиться к пониманию механизмов формирования таких осложнений хронических вирусных гепатитов, как цирроз печени. Выполненный обзор научных работ позволил установить значительный вклад генов иммунной системы человека не только в скорость фиброзный процессов в ткани печени, но и формирования устойчивого вирусологического ответа. Выявление генетических предикторов раннего развития фиброзных изменений ткани печени при хронических вирусных гепатитах имеет важное значение в прогнозировании осложнений и выборе тактики лечения.