В основе перинатологии как науки лежит гипотеза, состоящая в том (и находящая в этом все большее подтверждение), что здоровье человека, а следовательно, и его судьба закладываются во внутриутробном периоде. Именно эти 280 дней, а также 2 последующих года жизни (в совокупности «первые 1000 дней жизни») определяют, что будет из себя представлять человек, чего в конечном итоге он добьется, как и сколько он проживет [1].
Мысль о том, что осложнения беременности меняют обычный ход вещей, сказываются на состоянии плода и имеют долговременные последствия для новорожденного, не нова, но в последние годы в связи с бурным развитием прикладной генетики она получила новое звучание.
В развитии осложнений беременности явно существует генетический компонент, о чем свидетельствуют изучение наследуемости, анализ популяционных баз данных, генетический семейный анализ [2, 3]. Раскрытие генетических механизмов формирования акушерской патологии теоретически может позволить разработать методы патогенетической профилактики осложнений беременности еще на этапе преконцепционной подготовки, что, в свою очередь, должно способствовать снижению перинатальной и младенческой заболеваемости и смертности [4].
В настоящее время в акушерской практике широко используется термин «большие акушерские синдромы», хотя более правильный его перевод - «великие акушерские синдромы» («great obstetrical syndromes») – и это лучше отражает их значение. Эти синдромы как раз и объединяют те осложнения беременности, которые обусловливают высокую степень материнской и перинатальной заболеваемости и смертности. К большим акушерским синдромам относят преэклампсию (ПЭ), преждевременные роды (ПР), преждевременный разрыв плодных оболочек (ПРПО), внутриутробную задержку роста плода (ЗРП), внутриутробную гибель плода и привычное невынашивание беременности [1, 5]. Родоначальниками концепции «больших акушерских синдромов» стали в 2009 г. G. Di Renzo и R. Romero. Di Renzo заявил, что следует пересмотреть взгляд на основные акушерские состояния, обусловливающие материнскую и перинатальную заболеваемость и смертность, и относиться к ним не как к самостоятельным заболеваниям, а как к синдромам. Здесь же он привел основные характеристики больших акушерских синдромов, которые были многократно процитированы в различных статьях [5].
По мнению авторов этой идеи, объединить их в одну группу позволяет общность этиопатогенеза. Brosens I. и соавт. в 2011 г. показали, что в основу больших акушерских синдромов заложено нарушение глубины плацентации [6]. В исследованиях Mastrolia S.A. и соавт. также отмечено, что при всех больших акушерских синдромах имеют место патология сосудов плаценты и повышение генерации тромбина [7]. С позиции единого этиопатогенеза, детерминированного морфофункциональными нарушениями в фето-плацентарном комплексе (ФПК), рассматривают акушерские осложнения и ряд отечественных авторов [8, 9]. При этом каждый большой акушерский синдром имеет собственную клиническую картину. Предполагается, что развитие определенного варианта синдрома зависит от взаимодействия генов и окружающей среды, а также, вероятно, от взаимодействия материнского и фетального генотипов.
Многими авторами подчеркивается, что большие акушерские синдромы – это результат адаптивного ответа материнско-плодового комплекса на патологические импульсы. С помощью определенных механизмов организм матери пытается защитить плод от неблагоприятных воздействий (например, с помощью ПР вытесняя его из неблагоприятной среды, или с помощью повышения артериального давления компенсируя нарушенный кровоток в сосудах). В результате, не в полной мере понимая суть патогенетических механизмов, мы фиксируем лишь конечный клинический итог, развившийся вследствие реализации патологического механизма. Поэтому, воздействуя на симптом, а не на изначальную причину патологии, нельзя рассчитывать на искомый эффект, при этом существует реальный риск повреждения внутриутробного плода. Однако длительная доклиническая фаза развития патологии дает надежду, что удастся разработать способ предотвратить формирование больших акушерских синдромов, предупредить и снизить степень тяжести их последствий для ребенка [1, 5, 7].
Из-за полиэтиологичности данных синдромов крайне сложно доказать роль отдельных генов в их формировании. Например, лишь генами-кандидатами ПЭ на сегодняшний день могут считаться более 100 генов, при этом генетическая предрасположенность не полностью ответственна за развитие патологии – не меньшее значение имеют и эпигенетические факторы окружающей среды, а также преморбидный фон [9].
Все больше исследований посвящается изучению не только генотипа матери, но и генотипа плода [10]. Изучение генотипа плода (в научных исследованиях обычно уже ретроспективно анализируется генотип новорожденного) помогает лучше понять суть патологических процессов. Чтобы получить сведения о генотипе плода, можно анализировать генотип обоих родителей, но в этом случае о наличии или отсутствии каких-то полиморфизмов у будущего ребенка можно судить только с определенной долей вероятности (за исключением генов, по которым оба родителя имеют гомозиготный генотип).
В норме при беременности цитотрофобласт мигрирует от ворсин хориона и внедряется в матку, достигая внутреннего слоя миометрия. Клетки плаценты при этом наполовину содержат материнские гены, а наполовину – отцовские, то есть для материнского организма они полуаллогенны. В стенке матки цитотрофобласт внедряется в спиральные артерии и достигает их эндотелиальной выстилки, при этом происходит лизис гладкомышечной стенки, за счет чего спиральные артерии приобретают свойства, необходимые для адекватной перфузии плаценты. При больших акушерских синдромах происходит нарушение глубины плацентации, трансформация спиральных артерий неполная, что связано с нарушением их ремоделирования и с обструктивными поражениями [6].
Уже неоднократно подчеркивалось, что большие акушерские синдромы имеют общие механизмы. Основные из них: патология сосудов, нарушение гемостаза, извращение иммунного ответа (воспаление), эндокринные нарушения и неустойчивость к воздействию неблагоприятных токсических факторов окружающей среды [7]. Все эти процессы генетически детерминированы, и это следует иметь в виду при изучении генетической предрасположенности к большим акушерским синдромам. Ниже представлен краткий обзор ведущих генных систем, ответственных за вероятные механизмы формирования больших акушерских синдромов.
Гены тромбофилии
Тромботические изменения в сосудах плаценты ведут к нарушению фето-плацентарной перфузии, что в дальнейшем клинически выливается в ЗРП, ПЭ, антенатальную гибель плода и в некоторой степени повышает риск ПРПО и ПР [7].
Высокая распространенность наследственных тромбофилий при наличии патологических изменений в плаценте, выявленная в исследованиях случай–контроль, демонстрирует взаимосвязь между тромбофилией и плацентоассоциированными осложнениями беременности. Есть данные, что при наличии тромбофилии в плаценте чаще определяются специфические морфологические признаки, характерные для фето-плацетарной недостаточности: диссоциированное формирование котиледонов, редукция терминальных ворсин, псевдоинфаркты, обеднение капиллярами терминальных ворсин. Некоторые исследователи утверждают, что дефекты гемостаза ответственны за 75–80% акушерских осложнений [11].
Результаты ряда исследований показали, что мутация Лейдена повышает предрасположенность к привычному невынашиванию и осложнениям беременности [12–14]. В нескольких метаанализах показана роль мутаций в гене протромбина (F2) при привычном невынашивании беременности [12, 13]. Неблагоприятно также сочетание мутации в генах F5 и MTHFR. Риск привычного невынашивания беременности и внезапной смерти плода повышает комбинация полиморфных генотипов F5 и MTHFR [14].
В ряде исследований показано, что, несмотря на широкую распространенность аллеля 4G в гене PAI1 (у 60–80% населения), гомозиготный генотип PAI1 4G4G повышает риск ЗРП и привычного невынашивания беременности у кавказоидов [12, 13, 15]. В метаанализе, проведенном Giannakou K. в 2018 г., включающем 1466 первичных исследований, оценивающих генетические и не генетические факторы ПЭ, гомозиготный полиморфизм PAI1 оказался единственным генетическим полиморфизмом, имеющим достоверные доказательства вклада в развитие ПЭ [16].
Существует гипотеза о том, что нарушение маточно-плацентарного кровотока (МПК) может быть обусловлено не только материнской, но и фетальной тромбофилией. Была показана ассоциация между внутриутробной ЗРП и наличием у него мутаций в генах F2 и F5 [17].
Некоторые полиморфные аллели в генах системы гемостаза на сегодняшний день считаются протективными в отношении тромбофилии, например, полиморфизмы в генах F7 и F13. В ряде работ показано, что при привычном невынашивании беременности полиморфизм G10976А встречается реже, чем дикий генотип, что говорит о возможном протективном эффекте в отношении невынашивания беременности [18]. При этом мнение о влиянии полиморфизма F13 на риск привычного невынашивания неоднозначно. Уровень фибриногена при наличии гомозиготного полиморфизма гена F13 в среднем более низкий, однако структура фибрина при этом может быть модифицирована в сторону повышения устойчивости к фибринолизу. Стоит отметить, что научных работ, в которых показано, что полиморфизм F13 Val34Leu повышает риск невынашивания беременности больше, чем публикаций о том, что он обладает протективным эффектом в отношении данной патологии [11, 13].
Гены фолатного цикла
Гены фолатного цикла часто анализируются вместе с генами тромбофилии, так как полиморфизмы в этой системе могут приводить к повышенному уровню гомоцистеина, что является фактором риска повреждения эндотелия и активации сосудисто-тромбоцитарного звена гемостаза. Однако, вероятно, имеются и другие механизмы, за счет которых дефекты фолатного метаболизма повышают риск осложнений беременности, например, нарушение метилирования ДНК плода и повышение риска нерасхождения хромосом в мейозе [19].
Наиболее изученный в этой генной сети ген – это ген MTHFR, кодирующий метилентетрагидрофолатредуктазу. По данным ряда авторов, полиморфизмы в гене MTHFR повышают риск невынашивания беременности [12, 13]. Некоторые исследования и даже систематические обзоры показали, что полиморфизм MTHFR C677T ассоциирован с преждевременными родами и низким весом плода [20–22]. Есть данные, что при ПЭ повышена частота гомозиготного генотипа ТТ плаценты, следовательно, фетальный генотип тоже может играть определенную роль [23]. Хотя в других обзорах и метаанализах утверждается, что нет статистически достоверных различий по частоте полиморфизмов в гене MTHFR при нормальной гестации или при беременности, осложненной фето-плацентарной недостаточностью и ПР [24]. Ассоциация с привычным невынашиванием также не была подтверждена в ряде работ [25, 26]. Вероятно, определенная связь полиморфизмов в гене MTHFR с акушерской патологией существует, но его пенетрантность в этом аспекте достаточно низкая, и патологическое действие будет реализовано только в сочетании с другими факторами риска.
Гены детоксикации
Для защиты организма от различных экзо- и эндогенных токсических субстанций существует так называемая система детоксикации. Эта система включает в себя ряд ферментов, кодируемых сетью генов, которые называются генами детоксикации. При нарушении работы этой системы происходит интоксикация организма разного характера и разной степени выраженности. Роль генов детоксикации в провокации некоторых распространенных болезней, в том числе и больших акушерских синдромов, подробно изучается уже в течение многих лет. Много исследований посвящено связи генов детоксикации с невынашиванием беременности.
Была показана ассоциация функционально ослабленных аллелей генов GSTM1 и NAT2 с привычной потерей плода на ранних сроках. Было установлено, что гомозиготы по нулевому аллелю двух генов GSTM1 и GSTT1 у женщин, имеющих выкидыши в анамнезе, встречаются в 3 раза чаще. Кроме того, среди пациенток с потерей беременности чаще наблюдались «неблагоприятные» полиморфные варианты генов GSTP1 (313G) и Cyp1A1 (625C) [27].
Определенную роль гены детоксикации играют при развитии ПЭ. Одним из патогенетических факторов ПЭ считается оксидативный стресс, развитие которого в значительной мере определяется функциональной активностью генов метаболизма. Например, отмечено достоверное увеличение частоты «быстрого» генотипа по гену EPHX (микросомальной эпоксидгидролазы) у больных с ПЭ [28]. При этом «медленный» аллель повышает риск тяжелых форм ПЭ, таких как HELLP-синдром и эклампсия [29].
Важная роль при ПЭ принадлежит плацентарной глютатион-S-трансферазе, которая кодируется геном GSTP1. Установлено, что при ПЭ содержание этого фермента в плаценте и в децидуальной ткани снижено. Кроме того, риск ПЭ повышался при сочетании «нулевых» аллелей в генах GSTT1 и GSTM1 [30].
В последние годы большое количество исследований посвящено роли генов детоксикации в этиологии плацентарной недостаточности и ЗРП. Выявлено повышение частоты генотипов с делециями GSTM1 и GSTP1 при этих патологических состояниях. Предполагается, что наличие функционально ослабленных аллелей генов глутатион-S-трансфераз приводит к накоплению вредных метаболитов в плаценте, что ведет к развитию плацентарной недостаточности [28, 31].
Выявление полиморфизмов генов данной группы становится все более актуальным в условиях ухудшающейся экологической обстановки, появления новых, не известных ранее токсикантов и роста хронической патологии репродуктивной системы.
Гены ренин-ангиотензин-альдостероновой системы
Ренин-ангиотензин-альдостероновая система (РААС), компоненты которой находятся под генным контролем, играет существенную роль в развитии артериальной гипертензии, поэтому логично предположить, что полиморфизмы в генах РААС могут повышать риск гипертензивных осложнений беременности [32]. В метаанализе, проведенном в 2015 г. Li Y. и соавт. была выявлена ассоциация между наличием полиморфизма A1675G в гене рецептора ангиотензиногена 2 типа AT2R и ПЭ, при этом другой полиморфизм в этом же гене – C3123A – на риск ПЭ не влиял, так же как и полиморфизм А1166С в гене рецептора ангиотензиногена 1 типа AT1R [33].
Гены РААС ассоциированы не только с гипертензивными расстройствами при беременности. Некоторые полиморфизмы этой генной сети повышают риск преждевременных родов [34]. Хотя не исключено, что это опосредованная связь – полиморфизмы в генах РААС повышают риск гипертензивных расстройств беременных, которые, в свою очередь, являются факторами риска ПР.
Гены иммунного ответа
Одной из причин аномальной плацентации являются иммунные нарушения, изменяющие материнский провоспалительный ответ. Провоспалительный ответ играет огромную роль в патогенезе преждевременных родов и ПРПО [33, 35]. К повышенному риску ПР приводят полиморфизмы в гене интерферонов, например INF-γ A874T [36]. В исследовании, проведенном в Китае, было показано, что полиморфизмы в генах TNF-α и IL-10 могут быть ассоциированы с ПЭ, однако авторы осторожны в своих выводах и отмечают, что требуются дальнейшие исследования для раскрытия патогенетических механизмов данной связи, а также для изучения межгенных взаимодействий [37].
В нескольких исследованиях показана взаимосвязь между полиморфизмами в генах иммунного ответа, в том числе TNF-α и IL-10, с привычным невынашиванием беременности, однако авторы систематического обзора, проанализировавшие 428 исследований, посвященных генетическим полиморфизмам, которые могут иметь отношение к потере беременности, отмечают, что эта ассоциация достаточно слабая [38].
Гены дисфункции эндотелия
Изначально дисфункцию эндотелия связывали только с ПЭ, но в дальнейшем было показано, что она имеет место при всех больших акушерских синдромах. Главную роль в плодовом и плацентарном ангиогенезе играет сосудисто-эндотелиальный фактор роста (VEGF), соответственно, изучаются полиморфизмы гена VEGF.
Гомозиготный полиморфизм 936 С/Т VEGF, по некоторым данным, в 6 раз увеличивает риск ПЭ. Носительство полиморфного аллеля одновременно у матери и плода увеличивает риск всех гипертензивных осложнений беременности – гестационной АГ, умеренной и тяжелой ПЭ [39]. Хотя эти результаты подтверждаются не во всех исследованиях, например, у мексиканских женщин такой ассоциации не выявлено [40]. Как и в других случаях, противоречивые результаты могут быть объяснены, во-первых, разными популяциями исследуемых женщин, а во-вторых, относительно небольшим объемом выборки.
Риск привычного невынашивания беременности, по некоторым данным, повышает даже гетерозиготный полиморфизм -154G/A в интроне гена VEGF [4].
В регуляции функции эндотелия важное место принадлежит оксиду азота (NO), поэтому гены синтазы азота (NOS) представляют большой интерес. NO играет роль универсального регулятора множества физиологических процессов, и синтезировать NO способны многие клетки организма, в том числе клетки трофобласта, плаценты и миометрия.
Существуют данные, что полиморфизмы гена NOS3 играют роль при невынашивании беременности, особенно в сочетании с другими неблагоприятными полиморфизмами (в генах тромбофилии и в генах АГ) [41]. Также существует ассоциация между полиморфизмами в гене NOS3 и акушерскими осложнениями, например ПЭ, причем некоторые авторы утверждают, что аналогичные данные получены на разных популяциях, и риск не зависит от расовой принадлежности [29].
Полногеномные методы исследования при изучении генетической предрасположенности к большим акушерским синдромам
Современные методы исследования, например, секвенирование нового поколения (NGS), позволяют оценить сразу множество генов. При анализе полиморфизмов изучаются конкретные генетические варианты, которые, согласно нашим представлениям о патогенезе больших акушерских синдромов, могут повлиять на уровень риска развития патологии беременности, данные варианты встречаются в популяции относительно часто, а эффект каждого из них достаточно незначительный. В отличие от этих исследований, при полногеномном и полноэкзомном секвенировании проводится анализ единовременно большого числа генов, и мы не можем заранее знать, какие генетические варианты в итоге покажут себя значимыми в генезе больших акушерских синдромов. В зависимости от цели исследования для анализа данных секвенирования могут быть использованы различные подходы. Для поиска причин моногенных заболеваний необходимо использовать «Руководство по интерпретации данных, полученных методами массового параллельного секвенирования (MPS)», которое генетические варианты с частотой встречаемости более 3% интерпретирует, как доброкачественные [42]. Однако для поиска вариантов, связанных с осложнениями беременности, такой подход вряд ли будет эффективным, поскольку данные состояния имеют в большинстве случаев мультифакториальную природу. Поэтому в данном случае при использовании NGS целесообразно устанавливать более мягкие фильтры по популяционным частотам.
Для примера приведем исследование 2018 г., в котором с помощью полногеномного секвенирования изучались гены, ответственные за отслойку плаценты [43]. Было идентифицировано несколько генетических локусов, полиморфизмы в которых ассоциированы с данной патологией. Наиболее значимыми оказались: ген ABCC8 (ранее полиморфизмы в этом гене изучались в связи с сахарным диабетом II типа и наследственной эпилепсией); ген ZNF28, кодирующий белок из группы цинковых пальцев и являющийся одним из ДНК-связывающих белков, регулирующих транскрипцию; ген CTNND2, кодирующий дельта-катенин (есть исследования, что некоторые мутации в данном гене ассоциированы с умственной отсталостью); ген ADAM12 (полиморфизмы и мутации в этом гене изучались в связи с различными видами рака) [43].
Все гены, выявленные в данном исследовании, являются малоизученными, и ни один из них ранее не связывался исследователями с акушерской патологией. При этом среди значимых генов, ассоциированных с отслойкой плаценты, не оказалось, например, хорошо изученных генов тромбофилии и дисфункции эндотелия.
В финской популяции проводилось секвенирование экзома у женщин с ПЭ. Однако выборка в этом исследовании была небольшой – экзомное секвенирование было проведено лишь у 100 женщин с ПЭ, по результатам исследования авторы выбрали 28 генетических полиморфизмов и мутаций, которые в исследуемой группе встречались чаще, чем в общей популяции. Далее около 2000 женщин с ПЭ и без нее проводилось тестирование только на эти генетические варианты, и достоверных различий между группами не было получено [44]. Подобное исследование было проведено нашими австралийскими коллегами, но, к сожалению, им удалось провести секвенирование экзома только 7 женщинам с ПЭ; 11 женщин без осложнений беременности составили контрольную группу (обследовались две семьи, где часто встречалась ПЭ). Но даже на основании такого скромного исследования было выдвинуто несколько генов-кандидатов, среди которых, например, оказался ген GPR98, кодирующий рецептор протеина, связывающего кальций и экспрессирующегося в центральной нервной системе. Интересно, что гомозиготные мутации в этом гене описаны при синдроме Ушера и при пигментном ретините [45].
В исследовании, проведенном в Дании, сравнили геном 50 женщин с ПЭ и 50 – без нее. Вопреки ожиданиям, оказалось, что полиморфизмы в генах, вовлеченных в биологические процессы и сигнальные пути, чаще встречались в контрольной группе, и авторы предположили, что большее генетическое разнообразие является протективным фактором в отношении ПЭ [46].
Проводились полногеномные исследования и на популяции женщин с ПР. Была показана ассоциация с этой патологией гена HSPA1L, кодирующего протеин из семейства белков теплового шока, который участвует в процессах передачи сигнала, апоптоза, пролиферации и дифференцировки клеток. При последующем анализе было установлено, что есть взаимосвязь между активностью белка HSPA1L и децидуализацией [47]. В другом исследовании с помощью полного секвенирования экзома при преждевременных родах были идентифицированы редкие мутации в генах, ответственных за негативную регуляцию внутреннего иммунного ответа (например, CARD6, CARD8, NLRP10, NLRP12, NOD2, TLR10), а также кодирующие антимикробные пептиды (DEFB1, MBL2) [3, 48, 49].
Как видно, результаты этих исследований неоднозначны и противоречивы. Большинство из них проведено на небольших выборках, потому что секвенирование экзома, а тем более генома, остается крайне дорогостоящим методом исследования. Однако мы убеждены, что полногеномные исследования в будущем будут продолжены, что приведет к накоплению знаний и облегчит интерпретацию полученных результатов.
Заключение
Концепция больших акушерских синдромов, предложенная рядом ведущих мировых экспертов в области перинатологии (R. Romero, G. di Renzo и другими), как рабочая гипотеза, предполагающая существование универсальных патогенетических процессов, приводящих к формированию различных клинических вариантов осложнений беременности, продолжает развиваться. Очевидно, что эти процессы генетически детерминированы, а многочисленные генетические девиации различных генных сетей составляют их глубинную биологическую основу. На сегодняшний день специалисты сходятся во мнении, что генетическая предрасположенность к репродуктивной патологии имеет место быть, однако существующие методологические подходы несовершенны, так как большинство исследователей пытаются подойти к решению проблемы акушерских осложнений с какой-то одной стороны, а комплексная оценка полученных данных крайне сложна. Одной из приоритетных задач должна стать разработка моделей оценки риска, которые, с одной стороны, смогут учитывать множество генетических и средовых факторов, увеличивающих риск осложнений, а с другой стороны, будут достаточно просты для использования в практике клинициста.
