Генетичні чинники тромбофілії та можливості їх діагностики

Тромбофілією називають підвищену схильність організму до розвитку тромбозів, яка обумовлена порушеннями регуляторних механізмів системи гемостазу або зміною властивостей окремих її ланок. Розрізняють гематологічну (зміни факторів системи згортання, антизгортання та фібринолітичної системи), судинну (атеросклероз, васкуліти і т. п.) та гемодинамічну тромбофілію (різні порушення системи кровообігу)

Клінічно всі тромбофілії характеризуються рецидивуючими множинними тромбозами різної локалізації, тромбоемболіями у басейні легеневої артерії та інфарктами органів, які розвиваються, як правило, у осіб порівняно молодого віку. Оскільки більше половини тромботичних процесів протікають безсимптомно і виявляються тільки після розвитку ускладнень, то важливою є досимптоматична діагностика та профілактика станів, які сприяють тромбоутворенню.

Тромбози як артеріальних, так і венозних судин відіграють значну роль у патогенезі найбільш частих та небезпечних захворювань людини. Венозні тромбози зустрічаються при інсультах (56%), інфарктах міокарда (22%), у більш ніж у 15% випадків онкологічних захворювань (М. В. Котельников, 2003). Основною причиною материнської смертності у промислово розвинених країнах є тромбоемболія легеневої артерії (ТЕЛА), яка ускладнює перебіг периферичного венозного тромбозу. Встановлено, що ризик розвитку ТЕЛА у вагітних у 7 разів вищий і становить у середньому 0,1–0,2% на 1000 пологів у антенатальному та 0,1–0,8% у постнатальному періодах. Тромбоз глибоких вен виникає переважно у третьому триместрі (1 на 200, або 5,9 на 1000 пологів), однак частіше він виявляється у післяпологовому періоді, тому й частота тромбоемболії у цей час у З–6 разів вища, ніж до пологів (А. А. Баешко, 2001). Крім того, тромбофілічні порушення є одними з ініціюючих факторів у розвитку ускладнень вагітності, таких як невиношування, синдром втрати плода, невдачі екстракорпорального запліднення, затримка внутрішньоутробного розвитку плода, гестоз, передчасне відшарування нормально розташованої плаценти (А. Д. Макацарія, 2004). Така статистика є вагомою підставою для активних пошуків причин внутрішньосудинного тромбоутворення.

На даному етапі виділено велику кількість первинних (генетично обумовлених) та вторинних (набутих, симптоматичних) тромбофілій, які відрізняються за етіологією, характером порушень у системі гемостазу, ускладненнями та прогнозом. Диференціація цих форм патології принципово важлива, оскільки різні види тромбофілій, незважаючи на дуже схожі клінічні прояви, вимагають застосування принципово різних методів профілактики та лікування. Розвиток тромбозу відбувається у результаті комбінації несприятливих факторів зовнішнього середовища та генетичних факторів ризику. Зовнішні фактори ризику, які є провокуючими, добре відомі. Це травма, хірургічні втручання, надмірні фізичні навантаження, паління, вагітність, антифосфоліпідний синдром (АФС), використання гормональних контрацептивів та ін. До генетичних факторів ризику відносяться мутації, що призводять до порушення функцій антикоагулянтних білків, тромбоцитів, а також деяких ферментних систем, зокрема ферментів метаболізму гомоцистеїну (D.  A. Lane, 2000). Генетичні чинники виявляються у 50% хворих на венозний тромбоз (C. A. Spek, 2000). У осіб з декількома факторами ризику тромбозів чи з комбінацією генетичних та набутих факторів виявляють вищий ризик, ніж у осіб з одним спадковим порушенням гемостазу.

Дослідження останніх років значно розширили розуміння молекулярних механізмів формування тромбофілічних станів. У результаті досліджень взаємодії між генетичними варіантами і функціями організму більш точно встановлено клінічне значення поліморфізму генів. Виявлено, що третина всіх генних локусів містить поліморфні алелі, які відрізняються у різних осіб. Така велика варіація генів дає основу для різного ступеня генетичної схильності до розвитку цілого ряду мультифакторних захворювань, зокрема і до протромботичних станів. В основі спадкової схильності людини до виникнення патології мультифакторного характеру лежить поліморфізм генів, який є складовою ендогенного ризику (В. С. Баранов, 2001).

На даний час виявлено декілька десятків алельних варіантів генів, носійство яких асоційоване з розвитком передтромботичних порушень у системі гемостазу (D. A. Lane, 2000). Більшість з них кодують компоненти плазмової та тромбоцитарної ланок гемостазу, або провокують розвиток станів, задіяних у патогенезі ендотеліальної дисфункції (гіпергомоцистеїнемія, дизліпідемія, артеріальна гіпертензія та ін.). Генетичний поліморфізм так чи інакше пов'язаний з венозними і артеріальними тромбозами, знайдений у багатьох прокоагулянтах, включаючи фактор V згортання крові, протромбін, фібриноген, фактор VII, фактори XI і XIII згортання крові. З підвищеним ризиком виникнення тромбозів асоціюють мутації у генах тромбоцитарних рецепторів, фібринолітичних білків і ферментів, що беруть участь у реметилуванні та трансульфуруванні гомоцистеїну. Відмічено, що дефекти антикоагулянтів збільшують ризик переважно венозних тромбозів. Поліморфізм факторів згортання крові і регуляторів рівня гомоцистеїну характерні для пацієнтів з тромбозом як венозної, так і артеріальної локалізації, а мутаційні зміни тромбоцитарних глікопротеїнів відіграють роль, перш за все, при тромбозах у артеріальному руслі.

Дефекти генів антикоагулянтних білків

Розвиток тромботичних процесів, у першу чергу, асоціюють зі зниженням активності основних фізіологічних антикоагулянтів: антитромбіну III (АТIII) – основного інактиватора усіх ферментних факторів згортання крові і кофактора гепарину, протеїну С та протеїну S (P. C. Comp, 1984).

У 1965 р. О. Egeberg вперше описав норвезьку сім'ю, у якій схильність до венозних тромбозів спостерігалася протягом кількох поколінь та проявлялася у молодому віці. Дослідження крові пацієнтів дозволило виявити значне зменшення (на 40–50%) антитромбіну III. Антитромбін III відіграє роль інгібітора коагуляційного каскаду, є інгібітором тромбіну, а також факторів IXa, Xa, XIa, XIIa і калікреїну, прискорює дисоціацію комплексу VIIa. Дефіцит антитромбіну у плазмі призводить до розвитку тромбофілії. Гомозиготи з мутаціями, які ведуть до дефіциту антитромбіну, зустрічаються вкрай рідко, а практично повна відсутність АТIII у плазмі крові є станом, несумісним з життям (А. Д. Макацарія, 2003). Розрізняють два типи дефіциту АТIII: тип I (класичний) – кількісний дефіцит АТIII, обумовлений його зниженням у плазмі більше ніж на 50%; тип II – функціональний дефіцит, обумовлений функціональною неповноцінністю білка. До теперішнього часу описано понад 250 різних мутацій, асоційованих з дефіцитом АТIII. Частота дефіциту АТIII серед пацієнтів з венозними тромбозами становить 1,9%, частка носіїв у європейській популяції — 0,02–0,16%. Ризик тромбоутворення у носіїв підвищено приблизно у 5 разів (V. De Stefano, 2002).

Протеїн С синтезується у печінці і є вітамін К-залежним зимогеном серинових протеаз. Активований протеїн С (АПС) у присутності протеїну S, іонів кальцію, фосфоліпідів інактивує фактори Va і VIIIa коагуляційного каскаду, а також інгібує утворення тромбіну і фактора Ха. Відомо близько 200 різних мутацій гена протеїну С. Деякі з них призводять до майже повної втрати функції гена і розвитку неонатальної пурпури (purpura fulminans) чи ДВС-синдрому у малюковому віці, інші незначно впливають на функцію білка та лише підвищують ризик розвитку тромбофілії (А. Д. Макацарія, 2003). Дефіцит протеїну С зустрічається у 3,7% осіб з тромбозами глибоких вен нижніх кінцівок. Частота дефіциту протеїну С у європейській популяції становить 0,2–0,4%. Дефіцит протеїну С підвищує ризик тромбоутворення у 5–8 разів (V. De Stefano, 2002).

Протеїн S є кофактором протеїну С при деградації факторів Va і VIIa, володіє АПС-незалежною антикоагулянтною активністю. Розрізняють такі типи дефіциту протеїну S: тип 1 – знижена загальна кількість протеїну і вільна фракція; тип 2 – нормальний рівень загального протеїну S і знижена функціональна активність; тип 3 – низький рівень вільного протеїну S та нормальний рівень загального протеїну S плазми. Тип 1 недостатності обумовлений різними мутаціями гена. Тип 2 зустрічається рідко – описано кілька мутацій. Гомозиготне носійство дефіциту протеїну S призводить до тромботичних ускладнень у новонароджених. У гетерозиготних носіїв тромботичні захворювання проявляються пізніше і м'якше. У європейських країнах частота дефіциту протеїну S становить 0,03–0,13% серед здорових людей і 1–2% у осіб з венозними тромбозами. Дефіцит протеїну S підвищує ризик тромбоутворення у 5–8 разів (R. L. Bick, 2003).

Важкі тромботичні ускладнення виникають у осіб-гомозигот або компаунд-гетерозигот за мутаціями у генах, що кодують антитромбін III, протеїни С і S, проте при гетерозиготному носійстві мутацій для розвитку тромботичного процесу необхідний пусковий чинник – травма, хірургічне втручання, вагітність та інші.

Мутації у генах факторів згортання крові

До нових, ще донедавна невідомих, але досить поширених причин тромбофілії, відноситься стан, викликаний резистентністю фактора V (проакцелерин) до активованого протеїну С. Спадкова резистентність до активованого протеїну С (РАПС) є найбільш частою причиною виникнення первинних тромбофілій. Серед пацієнтів з тромбозами ця патологія зустрічається у 30–60%, а серед клінічно здорових осіб – від 3 до 10% у різних популяційних групах. РАПС у 90% випадків обумовлена мутацією G1691A гена фактора V згортання (FVL G1691, Лейденська мутація). У механізмі згортання крові активований фактор V (фактор Va) відповідає за конверсію протромбіну у тромбінфактор Xa. Мутація гена FV G1691A (заміна гуаніну на аденін) у положенні 1691 екзона 10 призводить до заміни амінокислот у білковому продукті гена Arg у положенні 506 на Gln. (R. M. Bertina, 1994). Зміна молекулярної структури FV порушує деградацію активованого фактора V активованим протеїном С і подовжує час життя прокоагулянтного фактора V, що супроводжується збільшенням утворення тромбіну, посиленням активації FV і FVIII і, отже, призводить до гіперкоагуляції. З іншого боку, порушується утворення FVa з неактивного фактора V, що уповільнює інактивацію FVIIIa. Таким чином, мутація Лейден має подвійний вплив на регуляцію гемостазу. Лейденська мутація успадковується за аутосомно-домінантним типом. Частота мутації FVL G1691 становить 3–5% у європейській популяції, але існують значні регіональні відмінності. Ризик венозного тромбозу у гетерозиготних носіїв підвищується у 4–8 разів, а у гомозигот – у 50–100 разів (H. R. Büller, 2008). Носії мутації фактора V Лейден становлять не менше 18–30% серед хворих з першим епізодом глибокого венозного тромбозу, 50% серед хворих з сімейною тромбофілією і 70% серед осіб з рецидивами тромбозів (Л. П. Папаян, 1999). Результати клінічних досліджень вказують на те, що мутація FVL підвищує ризик розвитку первинних і рецидивуючих венозних тромбозів, тромбозів вен і тромбоемболії легеневої артерії при вагітності та прийомі гормональних контрацептивів. На фоні прийому гормональних контрацептивів ризик тромбозів підвищується у 15–30 разів (T. Rabe, 2011).

Мутація гена протромбіну G20210A є другим найбільш частим генетичним дефектом після Лейденської мутації, який призводить до спадкових тромбозів. Мутація виникає внаслідок заміни нуклеотида гуанін (G) на аденін (A) у позиції 20210 гена протромбіну. Мутація FII G20210A згортання крові виникає у 3'-некодуючому регіоні гена FII, тому не викликає змін у білковому ланцюзі, але ймовірно впливає на регуляцію його кількості. У гетерозиготних носіїв мутації виявляють на 50% вищий рівень хімічно нормального протромбіну у плазмі крові, що призводить до зростання коагуляційного потенціалу і, як наслідок, до розвитку тромбозів. Поширеність мутації FII 20210G/A у європейській популяції становить 1–4%, а у осіб з тромбозами глибоких вен нижніх кінцівок — 9,0–18,0% (J. M. Conroy, 2000). Найбільш характерний клінічний прояв носійства G20210A – рецидивуючі венозні тромбози глибоких вен нижніх кінцівок, тромбози церебральних вен (R. L. Bick, 2003). Ризик розвитку тромбозів у носіїв мутації G20210A зростає при наявності додаткових факторів ризику: вагітності, прийомі гормональних контрацептивів, підвищенні рівня гомоцистеїну, мутаціях гена MTHFR та Лейденській мутації.

Фібриноген – фактор І згортання крові, попередник фібрину. Під дією тромбіну фібриноген перетворюється на нерозчинний у крові фібрилярний білок – фібрин, що становить основу тромбу. Кількість фібриногену визначає в’язкість крові та впливає на інтенсивність агрегації тромбоцитів. Фібриноген – глікопротеїн, який складається з трьох пар неідентичних поліпептидних ланцюгів Аa, Вb та gg, що кодуються трьома різними генами: FGА, FGB та FGG. Описано більше 95 мутацій цих генів, що призводять до дизфібриногенеміі, з них близько 22% асоційовані з різними тромботичними захворюваннями (E. A. Varga, 2008). Передбачається, що найбільш функціонально значимими є нуклеотидні заміни в області гена b-фібриногену (FGB). Існує декілька поліморфних варіантів гена FGB, що ведуть до збільшення рівня фібриногену. Найбільшу цікавість дослідників викликає поліморфний варіант 455 G/A у промоторному регіоні гена. За літературними даними, наявність алеля 455А гена FGB призводить до підвищеної експресії гена і, відповідно, до підвищеного рівня фібриногену у крові на 10–30% (A. P. Reiner, 2006). Частота, з якою зустрічається генотип 455А/A, становить 5–10%. Підвищений рівень фібриногену крові приводить до збільшення ймовірності утворення тромбів і підвищує ризик інсульту у 2,6 рази (ішемічного або геморагічного). Слід пам'ятати, що гіперфібриногенемію викликає і гіпергомоцистеїнемія.

Фактор VII (FVII) згортання крові стоїть на самому початку ланцюга каскадних реакцій, і у кінцевому результаті приводить до утворення згустку фібрину. Активація фактора VII проходить під дією тканинного фактора. У активному стані фактор VII взаємодіє з фактором III, що призводить до активації факторів IX і X системи згортання крові, тобто коагуляційний фактор VII бере участь в утворенні кров'яного згустку. На даний час відомо декілька поліморфних варіантів гена фактора VII. Більшість поліморфних варіантів гена призводять до зниження секреції фактора VII у крові та  зниження його активності. За літературними даними, заміна G на A, яка виникає у положенні 10976, приводить до заміни у білковому ланцюзі (Arg353Gln). При дослідженні пацієнтів зі стенозом коронарних артерій та інфарктом міокарда виявлено, що наявність заміни 10976G/A приводить до зниження рівня фактора VII у крові на 30% і до двократного зниження ризику інфаркту міокарда навіть при наявності помітного коронарного атеросклерозу. Варіант 353Gln (10976A) призводить до зниження експресії гена фактора VII і є фактором ризику розвитку тромбозів та інфаркту міокарда. Поширеність даного варіанту у європейських популяціях становить 10–20% (D. Girelli, 2000).

Коагуляційний фактор XIII (FXIII) – ензим, відповідальний за кінцеву стадію у каскаді коагуляції крові. Фактор XIII – плазмовий глікопротеїн, що циркулює у крові як проензим. Він представлений у вигляді тетрамерного комплексу (А2В2), що складається з двох каталітичних «А»-ланцюгів і двох некаталітичних «В»-ланцюгів. Фактор XIII A каталізує зшивання мономерів фібрину через утворення зв'язків між амінокислотами у положеннях гамма глутаміл-гамма лізин. Фактор XIII А каталізує також зшивання альфа ланцюгів фібрину і альфа-2 інгібітора, фібронектину і фібрину, a також зшивання ланцюгів між колагеном і фібронектином. Вважається, що заміна G на T у другому екзоні гена XIII A1, яка веде до заміни у білковому ланцюзі Val34Leu, призводить до зміни кінетики зшивання фібрину. Показано, що при мутації 34Leu фібринові волокна більш тонкі та зменшена їх пористість. Поширеність заміни Val34Leu у європейській популяції становить близько 20%.

Продовження у наступному номері.