Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

Введение

Хронический лимфоцитарный лейкоз (ХЛЛ) - это лимфопролиферативное онкологическое заболевание, которое проявляется клональным увеличением популяции лимфоцитов и/или лимфаденопатией, гипертрофией селезенки и других лимфоидных органов [1]. За последние 5 лет, по данным Национального института рака, заболеваемость ХЛЛ на 2022 год составляет около 5 случаев на 100 тыс. населения в год, в России 3–4 случая на 100 тыс. населения [2, с. 142].

При ХЛЛ в сравнении со здоровыми лицами сравнительно чаще встречается снижение минеральной плотности кости (МПК), что приводит к развитию остеопении и остеопороза. Риск перелома костей скелета при ХЛЛ в результате потери костной массы достигает 66-67%, при этом остеопения диагностируется всего у 35%, а остеопороз у 16% пациентов [3].

В норме костное ремоделирование представляет собой микроповреждения костной ткани и регулируется остеоцитами, которые активируются под воздействием простагландинов, факторов роста, оксида азота в ответ на механический сигнал. Эти процессы формируют компартмент костного ремоделирования и способствуют стимуляции остеобластогенеза. Остеобласты стимулируют продукцию остеопротегерина, активируют неколлагеновые белки костного матрикса (морфогенетические костные белки (ВМР – Bone Morphogenetic Proteins), остеокальцин, остеопонтин), коллаген I типа, фактор транскрипции SP7 и детерминируют щелочную фосфатазу. Активированные остеокласты при участии лиганда рецептора-активатора ядерного фактора каппа-В (RANKL) с помощью интегринов α-v и β3, остеопонтина, сиалопротеина фиксируются на поверхности костной ткани и начинают ее резорбцию с помощью протеолитических ферментов: матриксных металлопротеиназ, цистеинпротеазы, катепсина К, ионов водорода [4]. Наиболее значимыми являются матриксная металлопротеиназа-2 (ММР-2) и матриксная металлопротеиназа-9 (ММР-9). ММР-2 в норме участвует в образовании новой костной ткани, а ММР-9 – в дифференцировке остеокластов и является маркером активности костного ремоделирования [5; 6].

Процесс остеорезорбции костей скелета при ХЛЛ начинается с проксимальных отделов бедренных костей и по мере прогрессирования ХЛЛ затрагивает позвоночник и остальные кости [7]. При ХЛЛ снижение МПК проявляется снижением содержания сывороточных концентраций тестостерона, витамина D и фосфора [8]. При оценке гистологических препаратов костной ткани остеорезорбция проявляется истончением костных балок, снижением общего объема костной ткани, нарушением клеточного состава губчатой и пластинчатой кости [9]. Отмечено, что при ХЛЛ патогенез остеодеструктивного синдрома является многофакторным процессом, в котором участвует окислительный стресс: накопление продуктов пероксидации липидов в костной ткани ассоциируется со снижением МПК [8].

ММР-2 и ММР-9 могут иметь значение в нарушении нормального ремоделирования костной ткани. Эти металлопротеиназы участвуют в патогенезе многих гематологических злокачественных новообразований, в том числе и при ХЛЛ [10]. Кроме того, MMP могут участвовать и в костном ремоделировании с помощью активации факторов роста: фактора роста фибробластов (FGF – fibroblast growth factor), инсулиноподобных факторов роста (IGFs – insulin-like growth factors) – IGF-3 и IGF-5, трансформирующего фактора роста-β (TGF-β – transforming growth factor-beta); активации провоспалительных цитокинов: интерлейкин-1β (IL-1β), фактора некроза опухоли-α (TNF-α – tumor necrosis factor-alfa) [10]. Несмотря на известные факты, патогенез развития остеопении и остеопороза при ХЛЛ остается недостаточно изученным. Результаты современных исследований по данной теме показывают, что процесс остеорезорбции при ХЛЛ – это многофакторный процесс, в котором одновременно участвуют иммунная система, внутриклеточные сигнальные каскады, дисбаланс прооксидантной и антиоксидантной систем, в связи с чем требуется дальнейшее его изучение.

Цель работы - исследовать взаимосвязь признаков остеопении и показателей костного ремоделирования у больных хроническим лимфолейкозом.

Материалы и методы исследования

Исследование проведено на базе Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Южно-Уральский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации и Государственного бюджетного учреждения здравоохранения «Челябинская областная клиническая больница».

Для включения в исследование проводилась процедура подписания информированного согласия. В контрольную группу включены 20 условно здоровых мужчин (группа 1), в группу 2 включены 54 пациента с диагнозом ХЛЛ без отклонений параметров исследования костной системы, в группу 3 вошли 22 больных с ХЛЛ с остеопенией. Возраст исследуемых в группе 1 (59,0 [55,7; 63,5] лет), в группе 2 (62,0 [59,7; 65,3] года) и в группе 3 (65,0 [59,0; 66,1] лет) был сопоставим. Разделение на группы проводили по Т-критерию после проведения остеоденситометрии в поясничных позвонках, проксимальном отделе бедренной кости, шейке бедренной кости на денситометре DEXXUM 3 (OsteoSys Co, Южная Корея) в соответствии с Национальными рекомендациями. В группах 1 и 2 Т-критерий соответствовал норме (Т-критерий ≥ – 1,0 SD), а в группе 3 - остеопении (Т-критерий от – 1,0 SD до – 2,5 SD).

Диагноз ХЛЛ подтверждали методом иммунофенотипирования опухолевых лимфоцитов с использованием проточного цитофлуориметра BDFACSCantoII (BD Biosciences, США). Определялись маркеры экспрессии CD5+, CD19+, CD20+, CD23+, CD22+, CD23+, CD43+, CD200+, легкие цепи иммуноглобулинов каппа или лямбда. Пациентов распределили по стадиям согласно классификации Binet: стадия А выявлена у 28 пациентов (37%), стадия В - у 36 пациентов (47%), стадия С - у 12 пациентов (16%) [11].

Для подтверждения диагноза ХЛЛ и гистоморфометрической оценки костной ткани только в группах 2 и 3 в асептических условиях проведена трепанобиопсия гребня подвздошной кости. Полученные срезы трепанобиоптата окрашивали в гематоксилин-эозин («Диахим-Гемистейн-Р», Россия). Оценка толщины костных балок (в пикселях, PIX), количества остеоцитов, остеокластов и остеобластов на мм², а также общего объема костной ткани в процентах проводилась на микроскопе DMRXA (Leica Microsystems, Германия). Для анализа использовалась интегрированная в микроскоп программа компьютерной обработки изображений «ДиаМорф Cito-W» (Москва, Россия). Исследование выполнялось при увеличении ×50, ×100, ×200 и ×400 в 10 случайно выбранных полях зрения.

В сыворотке исследовали концентрации общего и ионизированного кальция, фосфора, тестостерона и общего витамина D на биохимическом анализаторе AU-408 (Beckman coulter, США) с помощью тест-систем Beckman coulter (США). В костной ткани исследовали содержание ММP-2 и ММP-9 с помощью тест-систем Cloud-Clone Corp (Китай) на автоматическом анализаторе Chem Well 2910 Combi (Awereness Technology, США).

Для статистического анализа использовали программу IBM SPSS Statistics v. 23 (SPSS: An IBM Company, США). Выборки представлены в виде Me [Q1; Q3], где Мe - медиана, Q1 и Q3 - значения первого и третьего квартилей соответственно. Для оценки нормальности распределения непрерывных переменных использовался тест Шапиро–Уилка. Проверка статистических отличий между группами проводилось с применением непараметрического критерия Манна–Уитни. Взаимосвязь между исследуемыми показателями оценивалась с помощью коэффициента корреляции Спирмена (rs). Различия считались статистически значимыми при уровне значимости р ≤ 0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

Цитоморфометрический анализ препаратов костной ткани у больных ХЛЛ показал (табл.1), что в группе 3 (29%) по сравнению с группой 2 был значимо снижен общий объем костной ткани на 48% по медиане, размеры костных балок были меньше на 73%. При сравнении клеточного состава костной ткани у пациентов с ХЛЛ и признаками резорбции костной ткани значимо реже выявляются остеоциты (на 76% по медиане по сравнению с группой 2) и остеобласты (на 80% по медиане по сравнению с группой 2), однако количество остеокластов было увеличено на 50% по медиане в сравнении с группой 2.

Таблица 1

Морфометрия костной ткани больных ХЛЛ (Ме [Q1; Q3])

Примечание: # - статистически значимые различия с группой 2 по критерию U Манна-Уитни (p ≤ 0,05).

При исследовании содержания матриксных металлопротеиназ в костной ткани выявлено, что в группе 3 ММР-2 был значительно снижен на 85% по медиане и ММР-9 – на 44% по медиане в сравнении с группой 2 (табл. 2).

Таблица 2

Матриксные металлопротеиназы у больных ХЛЛ (Ме [Q1; Q3])

Примечание: # - статистически значимые различия с группой 2 по критерию U Манна-Уитни (p ≤ 0,05).

При оценке показателей костного обмена в сыворотке крови во всех группах не обнаружено значимых отличий концентраций общего и ионизированного кальция. В группе 2 содержание общего витамина D по медиане соответствовало недостаточности (20–30 нг/мл), а в группе 3 – дефициту (<20 нг/мл). В группе 3 концентрация витамина D была значимо снижена на 74% по медиане по сравнению с группой 1 (табл. 3). По сравнению с группой 2 витамин D был ниже на 71% по медиане. Концентрация тестостерона в группе 3 соответствовала критериям недостаточности (<2,47 нг/мл.) и была ниже на 37% по медиане в сравнении с группой 1. По сравнению с группой 2 концентрация тестостерона была снижена на 30% по медиане. Концентрация фосфора в группе 3 соответствовала критериям недостаточности (<0,87 нг/мл) и была значимо ниже на 30% по медиане по сравнению с группой 1. По сравнению с группой 2 концентрация фосфора в группе 3 была ниже на 45% по медиане.

Таблица 3

Биохимические показатели костного обмена при ХЛЛ (Ме [Q1; Q3])

Примечание: * - статистически значимые (p ≤ 0,05) различия с группой 1 по критериям Краскелла-Уоллиса и Манна-Уитни, # - с группой 2.

Проведен корреляционный анализ между показателями морфометрии срезов трепанобиоптата и показателями костного ремоделирования в сыворотке и костной ткани (табл. 4). По шкале Чеддока умеренной силы прямая связь обнаружена между показателями общего объема костной ткани, количеством остеобластов и концентрацией тестостерона в сыворотке; толщиной костных балок и содержанием фосфора в сыворотке; количеством остеоцитов и содержанием MMP-9 в костной ткани. Выраженной силы прямая связь обнаружена между показателями общего объема костной ткани, толщиной костных балок и MMP-2 в костной ткани; MMP-9 в костной ткани и толщиной костных балок, концентрацией в сыворотке общего витамина D и толщиной костных балок. Высокой силы прямая связь определяется между количеством остеоцитов и концентрацией сывороточного фосфора, MMP-2 в костной ткани и количеством остеоцитов; количеством остеобластов и MMP-2 в костной ткани. Очень сильные прямые связи определяются между количеством остеобластов и концентрацией в сыворотке общего витамина D, количеством остеоцитов и концентрацией тестостерона в сыворотке.

Обратные связи обнаружены между количеством остеокластов и концентрациями витамина D (умеренной силы), тестостерона (выраженной силы), фосфора (умеренной силы) в сыворотке крови, содержанием MMP-2 (выраженной силы), MMP-9 (очень высокой силы) в костной ткани.

Таблица 4

Корреляция между показателями морфометрии, показателями ремоделирования и метаболизма костной ткани у больных ХЛЛ и остеопенией

Примечание: rs – коэффициент корреляции Спирмена, статистически значимые (p<0,05) связи отмечены полужирным шрифтом.

Костная ткань является метаболическим резервом ионов кальция и фосфора и регулирует их концентрацию в крови. Снижение МПК при ХЛЛ в результате преобладания костной резорбции над репарацией сопровождается выходом кальция во внеклеточную жидкость. Избыток кальция экскретируется почками с мочой, что может приводить к снижению уровня общего и ионизированного кальция до нормальных референсных значений или дефицита и неоднозначно интерпретироваться при клинической оценке [12]. Гипофосфатемия при ХЛЛ связана с использованием внеклеточного фосфора лейкемическими клетками для дифференцировки и пролиферации опухолевого клона [13]. Сниженная концентрация сывороточного витамина D до недостаточности или дефицита ассоциирована с тяжелым течением ХЛЛ и интенсивностью костной резорбции, плохим прогнозом, выживаемостью, неэффективностью полихимиотерапии [14]. Дефицит витамина D, недостаточное поступление с пищей кальция и фосфора приводят к снижению МПК. Тестостерон участвует в развитии и течении лимфоидных злокачественных новообразований, а также в ремоделировании костной ткани. Дефицит тестостерона у мужчин связан с потерей костной массы. При ХЛЛ гормональный профиль мужчин значительно изменен по сравнению со здоровыми и связан с клинической стадией и выживаемостью.Изменения уровня половых гормонов указывают на потенциальную роль соответствующих рецепторов в развитии и течении ХЛЛ. Такие рецепторы обнаруживаются не только на здоровых, но и на злокачественных клетках ХЛЛ, а сверхэкспрессия тестостероновых рецепторов на клетках ХЛЛ имеет прогностическое значение [15]. Костное ремоделирование контролируется различными сигнальными путями. Основные пути, участвующие в дифференцировке остеобластов, включают факторы роста фибробластов, семейство костных морфогенных белков BMP, сигнальный путь Wnt [16]. Усиленная активность FGF-23 и остеопротегерина при дефиците MMP-2 может способствовать обострению остеолиза. FGF-23 секретируется остеоцитами и остеобластами и повышается в кровотоке в случаях заболеваний костей. FGF-23 в норме ингибирует минерализацию костей, остеопротегерин действует как рецептор-ловушка для RANKL и подавляет остеокластогенез, а снижение уровня остеопротегерина связано с усилением остеопороза. При дефиците MMP-2 IL-7, IL-12p40 и макрофагальный воспалительный белок 1α могут способствовать усилению остеолиза посредством их известных остеокластогенных функций, вызывающих повышенную резорбцию костей [17]. MMP-9 является потенциальной мишенью метаболизма лимонной кислоты. Известно, что ММР-9, секретируемая остеокластами, участвует в регуляции ремоделирования костной ткани, резорбции и регенерации, деградации коллагена [18].

Обнаруженные авторами взаимосвязи показателей морфометрии костной ткани и показателей костного ремоделирования могут быть обусловлены тяжестью течения ХЛЛ, при котором снижается активность остеоцитов и остеобластов, активируется остеокластогенез с последующей потерей костной ткани.

Выводы

1. У 29% пациентов мужского пола течение хронического лимфолейкоза сопровождается снижением минеральной плотности кости.

2. Морфологическая картина остеопении представлена сниженным количеством остеоцитов и остеобластов, увеличением количества остеокластов.

3. При хроническом лимфолейкозе остеопения ассоциирована со сниженными концентрациями тестостерона и витамина D в сыворотке, снижением содержания матриксных металлопротеиназ 2 и 9 в костной ткани при нормальных концентрациях общего и ионизированного кальция в сыворотке.

4. У больных хроническим лимфолейкозом снижение минеральной плотности кости формируется в процессе снижения содержания матриксных металлопротеиназ 2 и 9 в костной ткани, снижения концентраций фосфора, тестостерона и витамина D в сыворотке крови.

Исследование не имело спонсорской поддержки.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.