Физиологическое развитие полуаллогенной или полностью аллогенной для матери беременности во многом обусловлено правильным функционированием иммунологических процессов, особенно в области наиболее тесного контакта тканей матери и плода, между децидуальной оболочкой и трофобластом. Важную роль в этом взаимодействии от предимплантационной стадии и до родов играет система комплемента [1, 2].
Согласно опубликованным результатам исследований, нарушение регуляции активности комплемента имеет место при таких осложнениях беременности, как самопроизвольный выкидыш, преэклампсия, задержка роста плода, преждевременные роды [1, 3–5].
Считается, что в норме имеет место незначительное, но устойчивое состояние активации системы комплемента. В ответ на патологические стимулы возможны три пути его активации – классический, альтернативный и лектиновый. Ключевым звеном всех трех путей активации является образование С3-конвертазы с дальнейшим сходным каскадом и образованием терминального мембраноатакующего комплекса С5b-9 (МАК), который лизирует патогены. Однако чрезмерная активация комплемента может вызвать повреждение собственных тканей – клубочков почек, гепатоцитов, эндотелиоцитов, нейроцитов и других клеток с последующим нарушением микроциркуляции, микротромбообразованием, снижением перфузии, вплоть до полиорганного/полисистемного поражения.
Из-за столь мощного деструктивного потенциала функционирование каскада белков комплемента в норме строго регулируется рядом ингибиторных белков, блокирующих активацию комплемента у здорового человека. Это регуляторные белки, циркулирующие в плазме крови (фактор H, фактор I и др.), и связанные с мембранами клеток (MCP – ко-фактор мембранного протеина, membrane cofactor protein/CD46, DAF – фактор ускорения распада комплемента, decay-accelerating factor/CD55, протектин/ CD59) [5, 6].
Считается, что физиологически протекающая беременность сопровождается умеренной активацией системы комплемента [6–8]. Выявлена значимая активация комплемента по классическому и лектиновому пути к 36–37-й неделям гестационного процесса [9].
Однако для нормальной беременности характерно сохранение баланса между активацией комплемента, с одной стороны, и увеличением ингибиторных влияний регуляторных белков – с другой [10].
В последние годы активно обсуждается вопрос о роли аберрантной активации системы комплемента в развитии преэклампсии, молекулярные механизмы которой пока до конца не изучены [4, 11, 12].
Наследственные (генетически обусловленные) аномалии комплемента встречаются редко – до 0,03% в общей популяции [13]. Гомозиготный дефицит C2 – один из наиболее часто наследуемых дефектов комплемента, встречающийся у 0,01% населения [14].
Несмотря на то что истинный дефицит комплемента встречается редко, появляется все больше доказательств того, что наследственные генные мутации в регуляторных белках комплемента, приводящие к повышенной активации комплемента, предрасполагают к неблагоприятным исходам беременности [15, 16].
Выявлено, что мутации генов регуляторных факторов H, фактора I, CD46, C3 и фактора B, приводящие к тяжелой дисрегуляции альтернативного пути комплемента, ассоциированы с атипичным гемолитико-уремическим синдромом (aГУС), реже – с мембрано-пролиферативным гломерулонефритом [5]. Интересно, что похожие мутации обнаруживаются у женщин с тяжелой преэклампсией и HELLP-синдромом. Так, Salmon et al. идентифицировали мутации генов CD46, фактора I и фактора H у женщин с преэклампсией и HELLP-синдромом [15]. Гетерозиготные мутации были выявлены авторами у 18% пациенток с сочетанной преэклампсией на фоне аутоиммунного заболевания и у 8,5% пациенток без него.
Генотипирование и секвенирование позволили также выявить в системе комплемента генетические варианты, расположенные в ключевых доменах С3, которые связаны с тяжелой преэклампсией [11]. Wu W. et al. обнаружили полиморфизмы в C6 и MASP1 (ген сериновой протеазы-1, ассоциированный с MBL, кодирует белок, который играет центральную роль в инициации лектинового пути), при которых резко возрастает риск развития ранней и тяжелой преэклампсии [17].
Многие исследования выявили связь между отложением факторов комплемента в плаценте и нарушением ее функций, особенно при развитии преэклампсии. Tedesco et al. были одними из первых, кто обнаружил повышенное отложение депозитов С3, а также терминального комплекса С5b-9 в ткани плаценты при преэклампсии (в строме и базальных мембранах ворсин) [18]. Дальнейшие исследования подтвердили данный факт (таблица). В целом эти результаты указывают на нарушение регуляции системы комплемента в плаценте при преэклампсии.
Полагают, что активация системы комплемента с отложением его депозитов связана с провоспалительными изменениями в ткани плаценты на фоне нарушения ангиогенеза [4].
В 2014 г. Lokki A.I. исследовал различия в экспрессии большого числа белков комплемента и его регуляторов в нормальной плаценте и при преэклампсии [3]. Обнаруженное авторами беспорядочное отложение депозитов регуляторов комплемента C4bp и фактора H в плаценте и более высокая частота дефицита C4A предполагают нарушение баланса между активацией комплемента и его регуляцией при преэклампсии.
Выявлено, что для полноценной миграции инвазивного цитотрофобласта и ремоделирования спиральных артерий крайне важен фактор C1q, который активно синтезируется в децидуальных эндотелиальных и стромальных клетках, а также вневорсинчатым трофобластом [37]. Экспериментальные модели на С1q-дефицитных мышах показали развитие патофизиологических изменений, свойственных преэклампсии, – гипертензии, протеинурии, эндотелиоза и эндотелиальной дисфункции, снижение сосудисто-эндотелиального фактора роста (VEGF) и повышение растворимой fms-подобной тирозинкиназы-1 (sFlt-1) на фоне дефектной инвазии трофобласта [38].
Очевидным свидетельством активации терминального пути каскада комплемента являются обнаруженные высокие уровни C5a и sC5b-9 в крови и моче пациенток с тяжелой преэклампсией [39]. При этом повышение концентрации C5a и sC5b-9 при хронической артериальной гипертензии и у здоровых беременных было либо минимально, либо отсутствовало. Как показали авторы, экскреция sC5b-9 с мочой прямо коррелирует с уровнем маркера повреждения проксимальных канальцев почек – молекулой повреждения почек KIM-1 (kidney injury molecule) [40]. Определение C5b-9 в моче, с точки зрения авторов, может использоваться в качестве биомаркера активации терминального комплемента, который отличает преэклампсию от других гипертензивных расстройств.
Исследования Jia et al. также продемонстрировали активацию системы комплемента при тяжелой преэклампсии – отмечено увеличение концентрации фактора Bb на фоне значительного снижения C1q, фактора H, C3 и C4 в сыворотке крови по сравнению со здоровыми беременными [41]. Как известно, при длительных заболеваниях, сопровождающихся образованием иммунных комплексов, на фоне избыточного потребления факторов комплемента постепенно происходит его истощение, что может объяснить развитие гипокомплементемии.
Другие авторы (He et al.) опубликовали несколько иные результаты: как при ранней, так и при поздней преэклампсии ими выявлены повышенные уровни Bb, C3a, C5a и MAК. Для поздней преэклампсии оказались специфичны повышенные уровни C1q и C4d по сравнению с контрольной группой [42].
Недавнее исследование большого коллектива авторов выявило выраженную активацию системы комплемента у 100% пациенток с HELLP-синдромом и у 90% – с тяжелой преэклампсией с отложением депозитов С5b-9 на активированных эндотелиальных клетках. При этом повышенная активность комплемента сохранялась в течение 6–9 месяцев после родоразрешения при HELLP и несколько меньше (40 дней) – после перенесенной преэклампсии [43].
Многими авторами при преэклампсии выявлено также значительное повышение концентрации анафилотоксина C5a в плазме крови матери и артерии пуповины [44]. Показано, что С5а играет ключевую роль в аберрантной плацентации при преэклампсии: взаимодействие C5a с рецептором C5aR на клетках трофобласта стимулирует развитие их антиангиогенного фенотипа, опосредуя дисбаланс ангиогенных факторов, а также ингибирует полноценную миграцию инвазивного цитотрофобласта [45].
Группа авторов во главе с Lynch A.M. обнаружила, что женщины с неблагоприятными исходами беременности имели и более высокие уровни C3a в плазме крови уже с ранних сроков беременности [46]. Связь между C3a и неблагоприятными исходами была ассоциирована прежде всего с гипертензивными нарушениями и с преждевременными родами. Оказалось, что наличие ожирения усиливает эти риски – у беременных с ожирением и концентрацией C3a или Bb в верхнем квартиле вероятность развития преэклампсии была в 8–10 раз выше [46].
Роль альтернативного пути активации комплемента в развитии преэклампсии активно обсуждается. У беременных с преэклампсией, а также в пуповинной крови их новорожденных определяются повышенные уровни фрагмента Bb – маркера альтернативной активации комплемента [26]. Некоторыми авторами предложено использовать фрагмент Bb на ранних сроках беременности в качестве предиктора преэклампсии: при его повышении свыше 90-го процентиля до 20 недель беременности риск развития преэклампсии повышается в 3,8 раза [27].
В почках в норме действие VEGF на эндотелиальные клетки приводит к усилению регулирующей роли фактора H и снижению активации комплемента. При преэклампсии увеличение sFlt-1, «рецептора-ловушки» VEGF, ограничивает активность фактора H и теоретически приводит к усилению активации плацентарного комплемента. Группа Karumanchi S.A. продемонстрировала, что плацентарный sFlt-1 связан с активацией комплемента в плаценте пациенток с преэклампсией и может вносить весомый вклад в повреждение трофобласта [47].
Выявлено, что клетки головного мозга также продуцируют белки комплемента и их рецепторы, которые активно участвуют во многих нейробиологических процессах. Цереброваскулярная дисфункция при преэклампсии, по-видимому, во многом обусловлена чрезмерным провоспалительным ответом матери на развивающуюся беременность, что приводит к повышению проницаемости гематоэнцефалического барьера и повреждению мозга матери. Исследования последних лет свидетельствуют о возможности развития целой группы цереброваскулярных осложнений преэклампсии в последующие годы жизни пациенток: от небольших когнитивных и эмоциональных изменений до сосудистой деменции [48, 49].
Немаловажным является и обнаруженный в последние годы факт, что повышенная активация комплемента у матери при преэклампсии значительно увеличивает риск психических расстройств у потомства [50].
Терапевтические стратегии
Выявленная связь между активацией комплемента и развитием осложнений беременности, в частности преэклампсии, позволяет предполагать, что целенаправленная регуляция комплемента может улучшить материнские и перинатальные исходы. В этом отношении перспективно применение таргетных терапевтических средств, блокирующих активацию системы комплемента либо подавляющих эффекты уже активированных компонентов.
Проводить блокаду комплемента во время беременности длительное время не решались, учитывая потенциальный риск инфицирования инкапсулированными микроорганизмами (в частности, видами Neisseria [51]), особенно при блокаде на уровне С3, что обосновывает введение таким пациенткам менингококковой вакцины [52].
Эффективное применение экулизумаба, рекомбинантного моноклонального антитела против белка комплемента С5, для лечения пароксизмальной ночной гемоглобинурии позволило установить, что терапевтическая блокада комплемента хорошо переносится и улучшает исходы беременности [53]. Изученные авторами уровни экулизумаба в пуповинной крови были минимальными или неопределяемыми и не влияли на функционирование системы комплемента у новорожденных.
Последующие исследования показали, что на фоне введения экулизумаба при HELLP-синдроме отмечается улучшение клинической картины и происходит значимое снижение уровней sC5b-9 в материнской крови и моче [54], что дало возможность пролонгировать беременность у пациентки с HELLP-синдромом.
Помимо экулизумаба, существует множество других потенциальных терапевтических средств, модифицирующих функции комплемента. К ним относятся пептидный ингибитор С3-конвертазы компстатин и его производные [55]; рекомбинантный ингибитор C3- и С5-конвертазы – растворимый sCR1 [56]; ингибитор C5 пекселизумаб [57]; антагонисты C5a и С3а [58]; аналог С3 – рекомбинантный гуманизированный фактор яда кобры [59].
Недавнее исследование Pouw R.B. et al. показало эффективность моноклональных антител к фактору H в восстановлении адекватной регуляции комплемента пациентов с aГУС, в защите эндотелиальных клеток от атаки комплемента, сохраняя при этом опосредованное комплементом уничтожение бактерий [60].
Перечисленные препараты были протестированы в различных доклинических и клинических исследованиях, однако ни одно из них не применялось и не было изучено во время беременности.
Тем не менее в современном акушерстве могут применяться уже изученные препараты с «антикомплементарными» эффектами, в частности нефракционированный (низкомолекулярный) гепарин. Экспериментально выявлены специфическое взаимодействие между низкомолекулярным гепарином и фактором комплемента С1q, возможность ингибирования классического пути активации комплемента и воспалительного процесса [61].
Ацетилсалициловая кислота (АСК) – один из древнейших препаратов фармакопеи человека. Тем не менее его действие в низких дозах недостаточно изучено на молекулярном уровне. Транскриптомный анализ плаценты Ducat A. et al. (2019) показал, что АСК подавляет активность генов каскада свертывания и комплемента, а также генов, участвующих в транспорте липидов [62]. Также предполагается подавление экспрессии фактора С3 и фактора B в плаценте при лечении АСК.
Интересны экспериментальные исследования Gonzalez J.M. et al. о влиянии на систему комплемента статинов (в частности, правастатина). Правастатин ингибировал активацию комплемента (C5a) в шейке матки за счет увеличения продукции и экспрессии ингибитора комплемента DAF [63].
Опубликованы также данные о влиянии нестероидного противовоспалительного препарата «Целекоксиб» на экспрессию факторов комплемента плацентой (в частности, С3 и фактора В) у здоровых животных, однако авторы исследования постулируют о недостаточном его эффекте для предотвращения аберрантной активации комплемента в плаценте при преэклампсии [64].
Заключение
Таким образом, проведенный анализ научных данных мировой литературы свидетельствуют о важной роли системы комплемента в патогенезе преэклампсии и других плацентарных нарушений.
Однако, несмотря на определенные успехи в понимании патофизиологии преэклампсии, эффективных вариантов ее профилактики и лечения практическое акушерство пока не имеет. В результате чрезмерной активации или неадекватной регуляции системы комплемента имеют место увеличение количества промежуточных продуктов каскада комплемента, циркулирующих анафилатоксинов, образование МАК с повреждением собственных клеток, повышенное отложение факторов комплемента в плаценте и других тканях, постепенное потребление циркулирующих факторов комплемента с последующей недостаточностью выведения чужеродных антигенов.
В этой связи система комплемента представляется достаточно важной потенциальной мишенью в лечении преэклампсии. Ослабление чрезмерной активации комплемента может быть действенным способом пролонгировать беременность, учитывая часто атипичное, мало предсказуемое, иногда молниеносное течение преэклампсии.
Необходимы дальнейшие рандомизированные контролируемые исследования в отношении возможности фармакологической модуляции комплемента, безопасности и эффективности применяемых препаратов, оценки чувствительности и специфичности определения уровней продуктов расщепления комплемента в прогнозировании осложнений и исходов беременности.
И наконец, требует решения наиболее важный вопрос: что именно является непосредственным индуктором чрезмерной активации комплемента при преэклампсии?
