Глава 8. амилоидоз и иммунопатологические процессы
Амилоидоз - патофизиологический процесс, относительно которого есть явные свидетельства, что в большинстве случаев он связан с определёнными расстройствами в иммунном аппарате.
При аутопсиях амилоидоз той или иной локализации обнаруживается с частотой от 0,1% - в Японии, до почти 2% - в странах Пиренейского полуострова и в России. Как системное нарушение, амилоидоз не может быть отнесён только к тому отдельному органу (органам), где обнаруживаются отложения амилоида.
Амилоид - патологический белковый комплекс, который на окрашенных гематоксилином и эозином препаратах выглядит как розовый прозрачный материал, депонированный между клетками в различных тканях и органах тела. Он обнаруживается при большом числе разнообразных синдромов и болезней. Поскольку амилоидное перерождение подолгу протекает без клинических проявлений и иногда имеет загадочные причины, его диагностическое распознавание, в конечном счете, зависит от морфологической идентификации этой особой субстанции в соответствующих биоптатах.
Все типы амилоида обладают следующими общими тинкториальными характеристиками:
· Добавление йода окрашивает амилоид на свежеприготовленных срезах ткани в коричневый или желто - красный цвет, который преобразуется в синий или фиолетовый после обработки разбавленной серной кислотой.
· При окраске гематоксилином и эозином в световом микроскопе амилоид выглядит как аморфная, эозинофильная, розовая, прозрачная, внеклеточная субстанция. При прогрессирующем накоплении происходит атрофия соседних с амилоидом структур от давления.
· При окраске красителем конгорот амилоид в препарате кажется красным с яблочно-зеленым двойным лучепреломлением, заметным, если ткань рассматривается в поляризованном свете. Это используют при дифференцировке амилоида от других белковых депозитов, имеющих вид гиалина (см. ниже - например, от коллагена, фибрина, гликопротеидов).
· При окраске метиловым фиолетовым, амилоид проявляет метахромазию, что означает развитие цвета, отличного от присущего самому красителю (розовый вместо фиолетового).
· Амилоид метится различными антисыворотками против его компонентов при иммуноморфологическом анализе и даёт люминесценцию с рибофлавинами S и Т.
История изучения амилоидоза началась с описания врачом XVII века Бонетусом «деревянистой селезёнки». К. Рокитанским амилоидоз был описан под именем «сальной болезни» (1844) внутренних органов (ему же принадлежат исторические термины «восковая печень», «саговая селезёнка»). Через 9 лет Р. Вирхов гистологически охарактеризовал амилоид, открыл некоторые его тинкториальные свойства и ввёл само название этого диспротеиноза (1893). Р. Вирхову посинение йодированного амилоида при обработке препарата серной кислотой напомнило известное свойство крахмала (греч. amulou). Так укоренился термин «амилоид», хотя впоследствии доказали, что в данной субстанции нет крахмала. В 19 веке после опытов Бёрч-Хиршфельда (1888), воспроизводившего амилоидоз у кроликов с помощью хронической гнойной инфекции, сформировалась теория бактериально-токсического происхождения амилоида (В.В. Подвысоцкий, 1905). Пониманию природы амилоидоза, как диспротеиноза, способствовала разработка М.Н. Кучинским и Н.П. Кравковым (1894) неинфекционной модели этого процесса (с помощью инъекций мышам и кроликам казеината натрия) и доказательство последним белковой природы чистого амилоида (1897). В развитие этой концепции, в ХХ столетии появляется представление о роли иммунокомплексного процесса в формировании амилоида (теория Х. Лёшке -Э. Леттерера, 1927). Вместе с тем, так как амилоидоз бывает и при агаммаглобулинемии, данная теория не могла, как казалось, удовлетворительно объяснить возникновения всех его форм. Поэтому сформировались представления о локальном клеточном генезе амилоида (Дж. Тейлум, 1954), согласно которой амилоид - комплекс разнородных белков, которые возникают внутри клеток ретикулярного происхождения («амилоидобластов») в преамилоидную фазу, а собираются в амилоид вне клеток, в амилоидную фазу процесса. Сторонникам данной теории удалось зарегистрировать образование амилоида даже в культурах ткани. Роль клеток макрофагального ряда (амилоидобластов) в генезе фибриллярного компонента амилоида при вторичном амилоидозе признают и поныне (В.В. Серов и соавт., 1986).
Наконец, теория органопротеидоза (В. Кальи, 1961) обогатила представления об амилоидозе идеей, что решающее значение имеет аномальный, мутантный характер компонентов, составляющих амилоид. Подлинное проникновение в механизмы амилоидоза было обеспечено только с развитием иммуногистохимии и электронной микроскопии.
Как уже упоминалось, амилоид - это не отдельное химическое вещество, но группа белков, структурно взаимодействующих между собой характерным образом. Известны 2 главных химических типа амилоида и несколько минорных. Из-за этого локализация и характер отложений амилоида у разных больных весьма изменчивы. В прошлом термин «первичный амилоидоз” использовался, чтобы описать амилоидное перерождение у пациентов, не имевших какой-либо выявленной основной болезни, способствовавшей его развитию.
Больные с различными хроническими воспалительными болезнями классифицировались как имеющие «вторичный амилоидоз”. В последнее время, внимание исследователей было приковано к химическому составу и происхождению амилоида, и, насколько возможно, эти аспекты послужили основой для новой его классификации. Амилоидоз не должен рассматриваться как отдельная болезнь; скорее, это - группа болезней, объединяемых по принципу отложения сходно устроенных белковых комплексов.
Ультраструктура амилоида куда сложнее и интереснее, чем можно ожидать по его аморфному светомикроскопическому виду. Аморфные депозиты, фактически, в значительной степени, составлены из неразветвленных фибрилл различной длины (до 800 нм), диаметром приблизительно от 7.5 до 10 нм. Эта ультраструктура идентична при всех типах амилоидоза.
Фибриллы могут располагаться по отдельности, в пучках с латеральными связями, или в сцепленной сетчатой структуре. Инфракрасная спектроскопия и рентгеновская кристаллография показали, что эти фибриллы всегда образуют типичную уникальную структуру, известную как “b-складчатая листоподобная структура”. Ни один другой фибриллярный белок млекопитающих подобной микроархитектуры не имеет, так что вышеназванная структура - абсолютная диагностическая характеристика амилоида. Плотно упакованная структура этих листков чрезвычайно устойчива к протеолизу, таким образом обеспечивая важное условие для накопления амилоида в тканях. И.В. Давыдовский указывает, что амилоид даже устойчив к гниению (1968). Он не вымывается из тканей солевыми растворами при физиологических концентрациях электролитов. Однако, амилоид можно экстрагировать дистиллированной водой, что используется при его химических анализах. В дополнение к неразветвлённым фибриллам, в амилоиде всегда присутствует другой минорный белок, известный как P-компонент. Под электронным микроскопом он выглядит как палочка, а его поперечный разрез - это пятиугольная, пышкообразная структура, имеющая наружный диаметр приблизительно 9 нм и внутренний диаметр 4 нм. Каждый пятиугольник составлен, в свою очередь, пяти шаровидных субъединиц (рис. 17-***). Традиционно, амилоидоз разделяют на системные и местные формы. Системный, или общий вариант характеризуется множественной поражённостью органов. Он подразделяется на первичный амилоидоз, который связан с различными иммунодискразиями (моноклональными гаммапатиями - см. раздел “Нарушения композиции белков плазмы”), и вторичный амилоидоз, осложнение основных хронических воспалительных или деструктивных процессов. Наследственный или семейный амилоидоз составляет отдельную, хотя и гетерогенную группу, с несколькими отличительными особенностями вовлечения органов.
При первичном амилоидозе наиболее часто вовлекаются почки, сердце, печень, селезенка, лимфоузлы, суставы и лучезапястные связки, кожа, нервы и язык. Вторичный подтип может вовлекать печень, селезенку, надпочечные железы и почки (по образцу амилоидоза при хронических заразных болезнях, например проказе) или поражать сердце, ЖКТ и язык - подобно первичному амилоидозу (при иммунопатологических расстройствах, например, при ревматоидном артрите).
В отличие от традиционной клинической классификации, изучение химической природы амилоида методами иммуногистохимии породило новый, основанный на составе амилоида, подход к его систематике (Дж.Н. Бюксбаум, 1987). Имеются 2 главных элемента амилоидных фибрилл. Оба, так или иначе, связаны с иммунной системой, также как и нефибриллярный компонент амилоида. Это факт дидактически позволяет обсуждать амилоидоз в разделе, посвященном иммунопатологии, поэтому данный процесс вкратце упоминается в I томе настоящего руководства (т.I, c. 246, 364, 384) . Приблизительно 90 % амилоидного материала состоит из фибриллярного компонента, остальные 10 % приходятся на P- компонент, который является гликопротеидом.
Были идентифицированы два химически отличных главных типа амилоидного фибриллярного компонента (AL и AA):
· Первый, так называемый AL (amyloid light chain-related) формируется при участии плазматических клеток (В-иммуноцитов) и содержит, в большинстве случаев, полные легкие цепи иммуноглобулинов, или же, иногда - их N-концевые фрагменты. Чаще представлены l-цепи, особенно VlVI-подгруппы, и гораздо реже - k-цепи. Таким образом, AL связан с B-клеточными дискразиями. Типичный пример - рассмотренная в разделе «Нарушения композиции белков плазмы» миеломная болезнь (также известная как болезнь Рустицкого-Калера). Напомним, что это - моноклональная злокачественная опухоль плазматических клеток, которые и производят составные части амилоида типа AL. Опухоль первоначально развивается в костном мозге, позже формируя множественные остеолитические очаги в скелете. Параллельно амилоидозу развивается моноклональная гаммапатия с диспротеинемией и патологическим М-пиком на электрофореграмме сыворотки. Клон при миеломной болезни может производить не только полные молекулы иммуноглобулинов, но также и изолированные легкие цепи, появляющиеся в сыворотке и моче в более чем 70 % случаев и известные, по фамилии первооткрывателя, как белки Бенс Джонса (ББД). До 15 % пациентов при миеломной болезни развивают амилоидоз, все они ББД-положительны.
Существуют прямые доказательства идентичности пептидов ББД и фибриллярного компонента AL. Можно in vitro создать фибриллярный осадок, который имеет типичную ультраструктуру волокнистого компонента амилоида, путём ограниченного протеолиза естественных ББД (Дж.Дж. Гленнер, 1980). Помимо миеломной болезни, B-клеточные лимфомы, в том числе сопровождаемые макроглобулинемией Вальденстрёма и болезнью тяжёлых цепей, равно как и солитарные плазмацитомы - также могут быть осложнены иммунодискразией, моноклональной гаммапатией и амилоидозом типа AL. Известно, что некоторые стимулы (возможно, мутагены) вызывают экспрессию онкогенов в В-клетках и их безудержную клональную пролиферацию или утрату ими способности к апоптозу. Одним из последствий персистирования такого клона является чрезмерный синтез растворимых амилоидных белков-предшественников (лёгких цепей иммуноглобулинов). Подмечено, что чем злокачественнее сам клон, тем меньше синтез амилоида и, наоборот - миеломы и плазмацитомы, растущие не быстро и имеющие, в силу малой злокачественности, сами по себе, субклиническое течение - производят много амилоида, и амилоидоз при них выглядит как идиопатическое первичное заболевание, а протекает тяжело.
Неизвестно, однако, почему не у всех, а лишь у сравнительно небольшой части индивидов с гиперпродукцией свободных легких цепей, формируется амилоидоз? Очевидно, дело здесь в особенностях групповой и индивидуальной реактивности.
Существует концепция различного амилоидогенного потенциала легких цепей, произведенных и обработанных различными индивидами. Она гласит, что некоторые минимальные различия легких цепей, полученных от различных B-клонов (может быть, в результате нелетальных соматических мутаций), или же некоторые особенности последующего катаболизма легких цепей (возможно, их неодинаковый процессинг в макрофагах) - способны обусловить самосборку типовых “b-складчатых листоподобных структур” и производство амилоидных депозитов. Большое значение может иметь специфичность эпитопов производимых дискрастических иммуноглобулинов. По-видимому, их аутоиммунная направленность может способствовать их отложению в тканях. Не исключено, что аутоантитела, способные связывать ингибиторы протеаз или сами являющиеся такими ингибиторами могли бы внести вклад в формирование амилоида, резистентного к протеолизу.
Так или иначе, амилоидоз, вызванный амилоидом типа AL, произведенным B-клетками, называется первичным. При этом, миелома или лимфома часто протекает латентно. Однако, детальное исследование может выявлять лимфоцитоз, умеренное увеличение числа плазматических клеток в костном мозге, моноклональные иммуноглобулины и/или их легкие цепи в сыворотке крови и в моче, хотя и без явных признаков опухоли. Итак, первичный амилоидоз - очевидно, иммунопатологическое расстройство, потому что он всегда зависит от нарушения функций и пролиферации иммуноглобулин-синтезирующих клеток. В странах Северной Америки именно первичный AL-амилоидоз встречается наиболее часто.
Другой тип амилоидоза по главному фибриллярному компоненту, обозначается AA (amyloid-associated). АА является уникальным белком неиммуноглобулиновой природы (8,5 кД молекулярной массы), предшественник которого (18 кД) синтезируется в печени, по-видимому, в основном, макрофагами (А.С. Кохен, 1994). Белок AA не имеет структурной гомологии с иммуноглобулинами или какими-либо известными белками. У него 76 аминокислотных остатков. Амилоидный предшественник в сыворотке обозначается SAA (serum associated amyloid). Этот белок циркулирует в составе a1-глобулинов, в комплексе с ЛПВП третьего подкласса. AA белок характерен для вторичного амилоидоза. У большинства больных имеется очевидная клиническая связь с первичным хроническим воспалением инфекционного или иммунопатологического происхождения. В современных классификациях это называется также реактивным амилоидозом.
Было время, когда туберкулёз, бронхоэктатическая болезнь, хронические пиелонефирит и остеомиелит, лепра и другие инфекции - служили главной основой вторичного амилоидоза. Но, с внедрением эффективной антибактериальной химиотерапии, доля подобных причин сократилась. В настоящее время, вторичный амилоидоз осложняет системные иммунокомплексные и другие системные иммунопатологические болезни, например, ревматоидный артрит, дерматомиозит, склеродермию, а также воспалительная аутоиммунные болезни ЖКТ, особенно, неспецифический язвенный колит. Хронический тропический инфекционный колит также может обусловить продукцию амилоида типа АА. Хронические инфекции кожи, связанные с внутрикожным и подкожным введением лекарств, особенно, наркотиков (например, героина), по всей вероятности, ответственны за очень высокую частоту вторичного амилоидоза у наркоманов. Реактивный системный амилоидоз может также возникать в связи с неиммуноцитарными неопластическими процессами. Два наиболее типичных примера - рак почки и лимфогрануломатоз. Среди всех этих причин вторичного амилоидоза, наиболее эпидемиологически значимым во многих странах (США, Канаде, Польше, России) является ревматоидный артрит.
При всех вышеназванных болезнях сывороточный уровень SAA, а иногда - и продукция AA хронически и очень сильно увеличены. Следует отметить, что SAA - белок острой фазы. В пределах 24 часов после начала острого воспаления происходит увеличение его сывороточной концентрации в 1000 раз. Это увеличение вызвано действием интерлейкинов (ИЛ), в частности - ИЛ-1 (и также ИЛ-6), производимых макрофагами. Данные цитокины стимулируют синтез SAA в печени. При хронической деструкции ткани и затяжном воспалении уровни SAA длительно остаются высокими, возможно, вследствие продлённой активации макрофагов (В. Кумар и соавт. 1997).
Однако, увеличенное производство SAA, само по себе, еще не достаточно для амилоидного перерождения. Амилоидоз не является обязательным последствием любого хронического воспаления. Считается, что SAA обычно разлагается до растворимых продуктов под действием макрофагальных и моноцитарных серинэстераз. У лиц, наклонных к амилоидозу, этот процесс тормозится, и из-за наследственных особенностей метаболизма SAA, появляются его нерастворимые формы. Точный характер подобного дефекта (или дефектов) доселе неизвестен. В любом случае, справедливо будет отметить, что вторичный амилоидоз осложняет продлённый или избыточный ответ острой фазы. Иными словами, и эта форма амилоидоза тесно связана с функциями иммунной системы - а именно, с преиммунным ответом (см. т. I, с. 354 и далее).
AA-компонент амилоида депонируется также при важнейшем из наследственных вариантов вторичного амилоидоза, сопровождая семейную средиземноморскую лихорадку. При этой аутосомно- рецессивной болезни, распространенной среди лиц армянского, турецкого и арабское происхождения, а особенно - среди евреев-сефардов, имеются периодические приступы лихорадки, лейкоцитоз, ускорение СОЭ, полисерозит и боли в суставах, эритема. Симптомокомплекс вызван освобождением цитокинов и сопровождается острофазным ответом. При этом нарушении описаны также дефицит ингибиторов анафилотоксинов, нарушения обмена лейкотриенов и снижение супрессорной активности лимфоцитов. AA амилоид накапливается в интиме-медии артериальных и венозных сосудов, а также в селезенке, лимфоузлах, надпочечниках, интерстиции лёгких и в почках таких пациентов. Заболевание эпизодически встречается и у жителей других регионов. Однако, к вторичному амилоидозу, как результату данного расстройства, особенно наклонны именно жители Восточного Средиземноморья. Интересно, что амилидоз типа АА зафиксирован и у родственников этих больных, которые никогда не страдали явными приступами первичной болезни. Ингибитор клеточного деления и ряда функций цитоскелета колхицин оказался эффективен при ряде форм амилоидоза, в том числе, в особенности - при семейной средиземноморской лихорадке. Это позволяет ставить вопрос о связи патогенеза вторичного амилоидоза с функциями клеточного цитоскелета (Дж.Н. Бюксбаум, 1987).
Кроме АА и АL компонентов, описанных выше, несколько других биохимически отличных белков были найдены в амилоидных депозитах при различных, относительно более редких клинических формах болезни:
o Транстиретин (преальбумин) - нормальный сывороточный белок, который связывает и транспортирует тироксин и ретинол (см. выше табл. 3). Мутантная форма транстиретина (Атт var) депонируется при некоторых наследственных (именуемых АF - amyloid familiar) формах амилоидоза - семейной амилоидной нейропатии и семейной амилоидной миокардиодистрофии. В отличие от средиземноморской семейной лихорадки, это - аутосомно-доминантные растройства. Нейропатические формы описаны в различных популяциях (чаще всего в таких странах, как Португалия, Япония, США, Израиль, Швеция, Финляндия) и проявляются полинейропатией вегетативных нервов и нервов конечностей. Форма с поражением сердечно-сосудистой системы описана в Дании и ведёт к сердечной недостаточности.
В каждом из этих случаев транстиретин, депонированный в тканях, отличается от его нормального аналога лишь единственной аминокислотой. Вовлекается, наиболее часто, замена метионина на валин в положении 30.
Другая мутантная форма транстиретина ответственна за накопление амилоида при подтипе амилоидоза, связанного со старением (старческом сердечном амилоидозе, или АSc1 - amyloid senile cardiac 1st subtype). Существуют и иные разновидности сенильного амилоидоза (панкреатическая, мозговая - см. ниже), но при них нет накопления транстиретина. Наследственным является и исландский сосудистый амилоидоз, описанный у пациентов с этого приполярного острова. Особенностью механизма данной формы семейного амилоидоза служит накопление уникального фибриллярного компонента - AFHGHWA, который представляет собой ингибитор лизосомальных пептид-гидролаз цистатин. Это - единственный вид амилоидоза, при котором расшифрован механизм, обеспечивающий уникальную резистентность амилоида к перевариванию.
o Белок b2-микроглобулин, составная часть антигенов MHC класса I и белок нормальной сыворотки, недавно был идентифицирован как фибриллярный компонент амилоида, депонированного в тканях пациентов, подвергавшихся длительному или многократному гемодиализу. В амилоиде данный глобулин присутствует в виде мономеров и димеров (Аb2m). При хронической почечной недостаточности сывороточные концентрации этого белка всегда увеличены. Предполагается, что даный протеин не отфильтровывается должным образом при процедуре гемодиализа. В некоторых выборках до 70 % пациентов на продлённом диализе развивали амилоидные депозиты в синовиальной оболочке, суставах, и сухожильных влагалищах.
o b2 - белок амилоида (ASb2), пептид молекулярной массой 4 кД (также называемый A4) составляет ядро бляшек, найденных в мозге при болезни Альцгеймера, а также присутствует в амилоиде, депонированном в стенках мозговых кровеносных сосудов при этом крайне распространенном гериатрическом заболевании.
Вызываемый накоплением данного белка амилоидоз иногда именуют «старческим мозговым». Сенильный мозговой амилоидоз некоторые авторы этиологически связывают с прионовой инфекцией (см. т.I, стр. 59, 78, 413). Амилоид обнаружен и при других болезнях, прионовая этиология которых несомненна (скрепи у овец, синдром Крейцфельдта - Якоба у людей). Но амилоид при этих прионопатиях не содержит компонента А4 (Р.О. Мессинг, 1997).
A4 белок, как полагают, получается путём вычленения 28 аминокислот из намного большего по массе (40кД) предшественника - протеина АРР, который имеет характеристики интегрального мембранного гликопротеида, представлен в крови и цереброспинальной жидкости и кодируется в 21-ой хромосоме.
Амилоидоз может быть местным, когда депозиты ограничены единственным органом (очагом). С такими локальными узловыми депозитами амилоида наиболее часто приходится сталкиваться в легком, гортани, коже, мочевом пузыре, языке и периорбитальной области. Как необычный случай, описан местный амилоидоз мужского полового члена. Тип амилоидного перерождения, также как химическая природа амилоида при местных формах может варьировать. Иногда это - узел, окруженный плазматическими клетками, и амилоид содержит тип AL, подобно первичному системному амилоидозу (Р. Котран и соавт., 1994). Разнообразие форм амилоидоза дополняется местными эндокринными разновидностями. Эти амилоидные депозиты происходят в результате накопления мутантных форм прогормонов диффузных эндокриноцитов: прокальцитонина - в медуллярных карциномах щитовидной железы (АЕt), проинсулина - в инсулиномах железы поджелудочной (АЕp). При местном кожном амилоидозе, наблюдаемом в лихеноидных поражениях кожи, имеется тип AD амилоида. Его фибриллярный компонент имеет неизвестное (возможно, кератиновое) происхождение. Так как дерматологически кожный амилоид выглядит по-разному, условно выделяют его макулярную (ADm), папулёзную (ADp) и нодулярную (ADn) форму.
o Нефибриллярный P-компонент амилоида отличается от фибриллярного, является универсальным для всех химических подтипов амилоида и тесно связан с амилоидными фибриллами.
Обнаружена идентичность Р-компонента и сывороточного a1-гликопротеида. Данный a1-глобулин имеет молекулярную массу 180-220 кД и высокогомологичен С-реактивному белку (см. выше табл. 3). По-видимому, как и его гомолог, он является острофазным белком и его синтез усиливается при преиммунном ответе. Р-компонент, будучи гликопротеидом, обеспечивает положительную реакцию амилоида с периодной кислотой и реактивом Шиффа (PAS-реакцию), что долго маскировало неуглеводную природу амилоида. Как уже указывалось, амилоидоз может протекать субклинически. Основные клинические проявления зависят от локализации и размера депозитов, но, как правило, включают увеличение того или иного органа (гепатомегалия, спленомегалия, кардиомегалия, макроглоссия и т.д.). Амилоидно измененные органы больше подвержены механическим травмам, например сосуды при амилоидной вазопатии часто кровоточат (И.В. Давыдовский, 1969).
Типичным проявлением амилоидоза почек служит протеинурия, а исходом является хроническая почечная недостаточность. Амилоидоз сердца ведёт к суправентрикулярным аритмиям, блокадам, застойной сердечной недостаточности. Амилоидное перерождение органов ЖКТ может вызывать гастроинтестинальные кровотечения, мальдигестию и мальабсорбцию. Амилоидная полинейропатия манифестирует нарушениями проведения импульсов по вегетативным и соматическим нервам. Как диагностическая проба, ранее применялось введение больным in vivo красителя конгорот, к которому амилоид обладает особым сродством. В настоящее время лабораторная диагностика амилоидного перерождения основывается на иммуногистохимическом исследовании биоптатов.
Таким образом, амилоидоз - диспротеиноз, характеризующийся накоплением в тканях кристаллоидного белкового комплекса, устойчивого к протеолизу. Он развивается в тесной связи с нарушением иммунного и преиммунного ответа. В заключение приводим таблицу, характеризующую клинико-химическую классификацию амилоидоза (по Дж. Н. Бюксбауму с изменениями):
 |  |  |  |