Гепсидин является универсальным регулятором метаболизма железа, который влияет и на абсорбцию пищевого железа, его высвобождение из макрофагов при разрушении стареющих эритроцитов. Гепсидин - 25-аминокислотный пептид, вырабатываемый гепатоцитами. Также гепсидин может синтезироваться макрофагами [8], жировыми клетками и кардиомиоцитами [7]. Он циркулирует в плазме, фильтруется почками и аккумулируется в моче. К настоящему моменту установлено, что гепсидин является отрицательным регулятором метаболизма железа [7]. Изначально гепсидин был описан как мочевой антимикробный пептид, но его бактериальная и грибковая цитотоксическая роль сомнительна. Однако ген гепсидина ответствен за воспаление, в связи с этим его можно рассматривать в качестве посредника примитивного иммунного пути, ограничивающего использование железа инвазивными организмами. Повышение экспрессии гепсидина является характерным ответом на инфекцию.
В связи с вышеизложенным целью работы явилось исследование особенностей регуляции обмена железа у детей с ОЛЛ на этапах полихимиотерапии.
Материалы и методы. В исследование были включены 34 ребенка в возрасте от 2 до 16 лет, поступивших в детское отделение клиники Ростовского государственного медицинского университета и отделение онкологии и гематологии ГБУЗ «Областная детская больница» (г. Ростова-на-Дону) с впервые диагностированным ОЛЛ стандартной (SRG) и промежуточной (MRG) группами риска. Все пациенты получали полихимиотерапию по протоколу ALL-MB-2002, ALL-MB-2008. Больных группы высокого риска (HRG) в данное исследование не включали в связи с существенными отличиями в схеме терапии и характере течения основного заболевания. При этом у всех детей с ОЛЛ был констатирован статус ремиссии по основному заболеванию на 15 день протокольного химиотерапевтического лечения и после окончания интенсивного курса полихимиотерапии. Обследование больных проводили в динамике: при поступлении в клинику до начала химиотерапии (1а группа), после проведения индукции ремиссии (1б группа) и после окончания интенсивной полихимиотерапии (1в группа). Всем пациентам на различных этапах полихимиотерапии проводилась трансфузионная терапия, в том числе переливание эритромассы. При этом основная трансфузионная нагрузка приходилась на следующие этапы терапии: до проведения ПХТ и в период проведения индукции ремиссии (таблица 1). Группу сравнения составили 32 ребенка I и II групп здоровья, сопоставимых по возрасту и полу.
Таблица 1 Объем проводимой трансфузионной терапии эритроцитарной массой у детей с ОЛЛ на этапах полихимиотерапии
|
Показатели
|
1а группа n=34 |
1б группа n=34 |
1в группа n=34 |
|
Количество детей, получивших переливание эритроцитарной массы, чел. (%) |
29 (85,24%) |
34 (100,00%) |
11 (32,35%) |
|
Среднее количество гемотрансфузий на 1 человека в группе, M+m |
1,03+0,07 |
4,28+0,36 |
0,52+0,11 |
|
Средний объем перелитой эритроцитарной массы на 1 человека в группе, мл, M+m |
294,45+32,14 |
1224,90+146,51 |
150,91+41,93 |
Всем пациентам было проведено клинико-инструментальное обследование, включающее определение содержания эритроцитов, гемоглобина (Hb), железа в сыворотке крови, общей железосвязывающей способности сыворотки (ОЖСС) крови, ненасыщенной железосвязывающей способности сыворотки (НЖСС), коэффициент насыщения трансферина железом (КНТ железом), гепсидина сыворотки. Гепсидин определяли с помощью иммуноферментного анализа (PeninsulaLaboratories, США).
Статистическая обработка результатов проведена с применением ПО MicrosoftOfficeExcel и Statistica, 6.0. Результаты представлены в виде средняя выборочная (M) ± ошибка средней величины (m). При нормальном распределении выборки для сравнения средних величин использовали критерий Стьюдента, а при отличии от нормального - критерий Манна - Уитни и Вилкоксона. Проверку на нормальность распределения проводили с помощью критерия Колмогорова - Смирнова. Различия принимали как статистически значимые при р<0,05.
Результаты исследования и их обсуждение
Степень выраженности анемического синдрома верифицировали по количеству эритроцитов и гемоглобина (Hb). Количество эритроцитов > 3,0x1012/л, уровень Hb> 90 г/л соответствовал I степени, количество эритроцитов 2,5-3,0x1012/л, уровень Hb 70-90 г/л - II степени, количество эритроцитов < 2,5x1012/л, уровень Hb< 70 г/л - III степени.
Анализ содержания эритроцитов и Hb у детей с острым лимфобластным лейкозом выявил достоверное снижение обоих показателей во всех группах по сравнению с контрольной группой (таблица 2).
Таблица 2 Степень выраженности анемии у детей с ОЛЛ на разных этапах полихимиотерапии
|
Показатели |
1а группа n=34 |
1б группа n=34 |
1в группа n=34 |
|
I степень |
15 (44,12%) |
16 (47,05%) |
19 (55,88%) |
|
II степень |
11 (32,36%)*,** |
6 (17,65%)* |
3 (8,82%)** |
|
III степень |
6 (17,64%) *,** |
0 (0%)* |
1 (2,94%)** |
|
Отсутствие анемии |
2 (5,88%)*,** |
12 (35,24%)* |
11 (32,35%)** |
Примечание: * - статистически значимые различия при сравнении 1а и 1б групп (р<0,05); ** - статистически значимые различия при сравнении 1а и 1в групп (р<0,05)
При анализе показателей 1а группы анемический синдром был выявлен у 32 детей с ОЛЛ (94,12 %) (таблица 2).
У этих больных в дебюте заболевания было отмечено достоверное (p<0,001) снижение уровня эритроцитов до 3,03+0,09х1012/л, Hb до 88,50+2,80 г/л по сравнению с контрольной группой при нормальном цветовом показателе. Выявленные изменения сопровождались достоверным повышением содержания железа в сыворотке крови (26,06+2,19 мкМ/л) и значительным (p<0,05) снижением ОЖСС и НЖСС до 42,22+1,16 мкМ/л и 15,71+2,36 мкМ/л соответственно, по сравнению с контрольной группой (p<0,05). Наряду с этим было определено достоверное двухкратное увеличение КНТ железом(p<0,05) по отношению к контрольной группе (таблица 3). Выявленная в начале заболевания картина свидетельствует о развитии анемии, которая не является железодефицитной. Напротив, уровень железа на данном этапе заболевания был повышенным. Это свидетельствует о снижении утилизации железа, что ведет к его накоплению в сыворотке крови, в результате чего повышается КНТ железом. Вместе с этим было установлено, что содержание гепсидина в сыворотке крови в данной группе превышает контрольные показатели в 22,64 раза (p<0,05).
Таблица 3 Показатели обмена железа детей с острым лимфобластным лейкозом на этапах полихимиотерапии
|
Показатели |
Fe, мкМ/л M+m n=34 |
ОЖСС, мкМ/л M+m n=34 |
НЖСС, мкМ/л M+m n=34 |
КНТ железом,% M+m n=34 |
Гепсидин, пг/мл M+m n=24 |
|
1а группа |
26,06+2,19* |
42,22+1,16* |
15,71+2,36* |
63,50+5,22* |
232,30+42,12* |
|
1б группа |
17,68+1,26* |
44,15+0,90* |
26,47+1,44* |
40,13+2,96* |
140,70+38,36* |
|
1в группа |
19,39+0,95* |
44,81+0,92* |
25,19+1,49* |
44,82+2,72* |
105,29+19,39* |
|
Контрольная группа |
14,82+0,82 |
51,52+0,85 |
35,69+1,18 |
31,36+1,61 |
10,26+1,93 |
Примечание: * - статистически значимые различия по сравнению с контрольной группой (р<0,05), ** - статистически значимые различия по сравнению с 1а группой (р<0,05)
Учитывая, что гепсидин является отрицательным регулятором метаболизма железа, блокирующим всасывание и рециркуляцию железа, включая воздействие на энтероциты и макрофаги [5], увеличение количества железа в организме может привести к стимуляции синтеза гепсидина, что в свою очередь способствует снижению абсорбцию железа в кишечнике и уменьшает его транспорт в циркуляцию.
Гипоксия является одним из механизмов, регулирующим выработку гепсидина, и может подавлять экспрессию гепсидина в гепатоцитах напрямую, без посредников. Кроме этого, гипоксия-индуцируемый фактор (HIF) является посредником ответной реакции гепсидина на гипоксию [1]. Однако при анемии ОЛЛу детей в дебюте заболевания не наблюдается подавления выработки гепсидина на фоне гемической гипоксии. Возможно, это связано с тем, что анемию у этих больных можно рассматривать как анемию воспалительных процессов, вследствие наличия опухолевой массы и различных инфекционных заболеваний в дебюте ОЛЛ. При этом доминирующим активатором экспрессии гепсидина является ИЛ-6 [1]. Анемия воспалительного процесса связана с ненормальной утилизацией железа, низким ответом эритропоэтина, сниженной выживаемостью эритроцитов.
После проведения индукции ремиссии в 1б группе было выявлено сохранение анемии у 22 детей (63,1 %). Достоверно выше процент детей в данной группе по сравнению с 1а группой с отсутствием анемического синдрома (таблица 2). Вероятно, это связано с проведенными заместительными гемотрансфузиями и восстановлением активности эритроидного ростка кроветворения.
У пациентов этой группы было отмечено сохранение нормохромной анемии, наблюдавшейся до начала полихимиотерапии, но меньшей степени выраженности. Об этом свидетельствует достоверно сниженный по сравнению с контрольной группой уровень эритроцитов и гемоглобина, составляющий 3,49+0,08х1012/л и 109,50+2,27 г/л соответственно (p<0,001). Вместе с тем у детей с ОЛЛ на данном этапе полихимиотерапии содержание железа сыворотки крови оставалось достоверно повышенным (17,68+1,26мкМ/л) по сравнению с контрольной группой (p<0,05), однако, в меньшей степени по сравнению с предыдущим сроком исследования. Одновременно с этим было установлено значимое снижение ОЖСС и НЖСС до 44,15+0,90 мкМ/л и 26,47+1,44 мкМ/л соответственно по сравнению с контрольной группой (p<0,05). У детей данной группы также был в 1,27 раз повышен КНТ железом по сравнению с контрольной группой (таблица 3). На фоне постепенного восстановления показателей красной крови у детей 1б группы регистрировалось умеренное снижение содержания железа сыворотки относительно 1а группы. Вероятно, умеренное снижение железа сыворотки крови у детей 1б группы, остающееся, тем не менее, более высоким, чем в контрольной группе. Вышеизложенное может свидетельствовать о более эффективном, активном использовании железа в процессе эритропоэза. Одновременно с этим у данной группы больных регистрировалось достоверно повышенное содержание гепсидина сыворотки крови до 140,70+38,36 пг/мл (p<0,05) по отношению к контрольной группе, в то время как у детей 1а группы его концентрация достоверно уменьшается (p<0,05) (таблица 3). Некоторое снижение гепсидина по сравнению с началом заболевания может быть объяснено, с одной стороны, отсутствием опухолевой массы, снижением инфекционно-воспалительных заболеваний в этот период, а с другой стороны, сохраняющейся гемической гипоксией. Кроме того, совсем недавно в экспериментальных условиях было определено, что сигналы эритропоэтина снижают экспрессию гепсидина через механизм, вовлекающий транскрипционный фактор C/EBPα, который связывается со специфичными участками ДНК на промоторе гена гепсидина [9]. Эти и другие факторы, продуцируемые эритропоэтическими клетками в ответ на анемию или гипоксию, вносят непосредственный вклад в супрессию синтеза гепсидина в естественных условиях.
В тоже время содержание гепсидина не нормализуется, а превышает значения контрольной группы в 13,71 раз. Это может свидетельствовать о достаточно высоком содержании железа в организме, поскольку гепсидин является отрицательным регулятором обмена железа. Следовательно, высокий «лабильный» пул железа вызывает повышенную экспрессию гена гепсидина в печени, что приводит к повышению его концентрации в плазме.
После окончания интенсивного курса полихимиотерапии в 1в группе сохранялись изменения, установленные в 1б группе. При этом анемический синдром был выявлен у 23 детей (67,65 %) данной группы. Количество детей с отсутствием анемического синдрома было достоверно выше по сравнению с 1а группой и не отличалось от 1б группы (таблица 2).
Со стороны показателей красной крови определялась нормохромная анемия, о чем свидетельствовало достоверное снижение эритроцитов до 3,42+0,06х1012/л и гемоглобина до 108,30+2,07 г/л по сравнению с контрольной группой (p<0,001). Содержание железа сыворотки крови, также как и КНТ железом, оставалось достоверно повышенным и по сравнению с контрольной группой. При этом уровни ОЖСС и НЖЖЖ были достоверно снижены, как и в 1б группе (таблица 3). Вместе с тем было выявлено дальнейшее снижение содержания гепсидина сыворотки крови. В динамике терапии уровень гепсидина уменьшился в 2,2 раза в сравнении с 1а группой (таблица 3). Полученные данные свидетельствуют в пользу сохраняющейся гипоксии, несмотря на отсутствие опухолевой интоксикации и снижение интенсивности воспалительных и инфекционных процессов.
Однако по сравнению с группой контроля уровень гепсидина оставался еще повышенным. Данный факт можно объяснить тем, что при восстановленном кроветворении происходят качественные изменения собственных, а не полученных с гемотрансфузией, эритроцитов. Возможно, собственные эритроциты после достижения ремиссии заболевания способны более эффективно осуществлять кислородтранспортную функцию, что указывает на включение модуляционных механизмов, компенсирующих гемическую гипоксию [3,4]. Сохранение повышенного содержания гепсидина в сыворотке крови свидетельствует и о высоком содержании железа в организме, возникающем в результате проведенных гемотрансфузий.
Заключение
Таким образом, в проведенном исследовании выявлено повышение содержания железа и гепсидина сыворотки крови на протяжении всей проводимой полихимиотерапии у пациентов с ОЛЛ. При этом в каждый период проведения полихимиотерапии причины повышения гепсидина, по нашему мнению, были различны. По-видимому, в начале заболевания в период разгара клинических проявлений основной причиной гиперпродукции гепсидина являются инфекционные осложнения и прогрессия опухолевого клона, вследствие чего происходит усугубление анемии. С другой стороны, в дальнейшем после выхода пациентов в ремиссию, уменьшения инфекционных осложнений и вторичных воспалительных заболеваний, в условиях сохраняющейся гипоксии повышенный синтез гепсидина, вероятнее всего, обуславливает перегрузка железом, возникающая после многократных гемотрансфузий. Выявленные изменения обмена железа на различных этапах полихимиотерапии у детей с ОЛЛ могут свидетельствовать о регуляторной роли гепсидина в метаболизме железа. При этом гепсидин может выступать в качестве высокоинформативного вспомогательного маркера, наряду с основными показателями обмена железа, которые целесообразно постоянно мониторировать у детей с ОЛЛ, а при необходимости проводить хелаторную терапию.
Рецензенты:
- Никогосова О.В., д.м.н., зав. центром реабилитации ГБУ РО «Областная детская больница», г. Ростов-на-Дону.
- Чепурная М.М., д.м.н., профессор, заведующая отделением пульмонологии ГБУ РО «Областная детская больница», г. Ростов-на-Дону.