Активация системы комплемента при АНЦА-ассоциированных васкулитах: патогенетическая роль и перспективы для клинической практики

Экспериментальные модели

Роль АНЦА в патогенезе ААВ доказана в экспериментах in vitro, а также на мышиных моделях системного васкулита, ассоциированного с антителами к миелопероксидазе (МПО-АНЦА), а в клинической практике подтверждается наблюдениями новорожденных с почечно-легочным синдромом, который развился в результате трансплацентарной передачи антител от матери с активным васкулитом [7,8]. АНЦА направлены против гранул цитоплазмы нейтрофилов, содержащих МПО, протеиназу-3 (ПР-3) и ряд других веществ. В последнем случае речь идет об “атипичных” АНЦА, например, к гликопротеину-2 мембраны лизосом (lysosome-associated membrane protein 2), возможность применения которых в клинической практике для диагностики и оценки активности ААВ до конца не установлена, несмотря на доказательство их участия в патогенезе заболевания [9]. Основная функция АНЦА заключается в активации нейтрофилов и моноцитов, что приводит к повреждению ткани за счет дегрануляции протеаз, образования активных форм кислорода и нейтрофильных внеклеточных ловушек, а также к увеличению концентрации интерлейкина-1. Приме ча тельно, что экспозиция нейтрофилов in vitro с провоспалительными молекулами, в том числе C5а компонентом системы комплемента, приводит к появлению на мембране нейтрофилов таргетных молекул для АНЦА (“прайминг нейтрофилов”), что делает возможным взаимодействие аутоантител с клеткамимишенями, активацию нейтрофилов и реализацию перечисленных патологических механизмов [10]. В свою очередь, активированные нейтрофилы высвобождают факторы P и B системы комплемента, что поддерживает активацию петли амплификации и приводит к избыточной продукции C5a, который, помимо прочего, является мощным хемоаттрактантом, привлекающим еще большее количество нейтрофилов в очаг воспаления [11].

Для изучения патогенеза ААВ в эксперименте обычно используют мышей, которым для индукции заболевания вводят МПО-АНЦА класса IgG, что у особей дикого типа приводит к развитию некротизирующего гломерулонефрита и легочного капиллярита [12]. Однако в более поздних работах Xiao и соавт. показали, что введение антител к МПО мышам, дефицитным по факторам комплемента В и C5, не вызывало развитие васкулита и гломерулонефрита с полулуниями, в отличие от мышей дикого типа и мышей, дефицитных по С4, что свидетельствует о ведущей роли в патогенезе заболевания именно альтернативного пути активации системы комплемента, а не классического или лектинзависимого [13]. В другом исследовании предварительное введение подопытным животным моноклональных антител к C5 препятствовало развитию некротизирующего гломерулонефрита с полулуниями, индуцированного МПО-АНЦА, а введение антител, блокирующих C5, после индукции васкулита существенно снижало активность заболевания [14]. Напротив, у линии мышей с дефицитом компонента C6 системы комплемента, необходимого для формирования мембраноатакующего комплекса C5b-9 (МАК) при индукции почечного васкулита, ассоциированного с МПО-АНЦА, в нефробиоптате выявляли такое же количество полулуний, что и у мышей дикого типа (4,2% и 5,2%, соответственно, p=0,63). Результаты исследования позволяют сделать вывод о том, что в патогенезе ААВ активность C5а компонента играет более значимую роль, чем терминальное звено каскада, необходимое для образования МАК [15].

Следует отметить, что каскадная активация комплемента, запускаемая нейтрофилами через взаимодействие с клеточной мембраной и образование микрочастиц [16], может отчасти быть индуцирована и через классический путь при помощи C1q, активированного нейтрофильными внеклеточными ловушками [17,18], однако его вклад в патогенез заболевания остается неясным.

Активация системы комплемента при ААВ: клинические данные

Принято считать, что характерным для ААВ патоморфологическим изменением является некротизирующее воспаление стенки сосуда без накопления иммунных депозитов или с незначительным их количеством. При этом уже более 20 лет назад были опубликованы первые клинические наблюдения пациентов с АНЦА-ассоциированным гломерулонефритом, у которых при иммуногистохимическом исследовании ткани почки было выявлено отложение иммунных депозитов, в том числе C3 компонента комплемента [19]. Однако в то время подобные находки не были в полной мере интерпретированы. Впоследствии различными исследователями при морфологическом исследовании были выявлены депозиты C5b-9, С3d в почечных клубочках при помощи иммунофлуоресценции и электронной микро скопии [20,21]. В небольшом исследовании в нефробиоптатах 7 пациентов с активным АНЦА-ассоциированным гломерулонефритом было обнаружено отложение C5b-9, С3d, фактора В, в то время как у пациентов с болезнью минимальных изменений и в здоровой ткани почки эти депозиты практически отсутствовали. При этом в биоптатах пациентов с активным АНЦА-ассоциированным гломерулонефритом отсутствовали отложения маннозо-связывающего лектина и С4d компонента комплемента [22].

Изучение исходов заболевания показало, что отложение С3 компонента комплемента в ткани почки имеет неблагоприятное прогностическое значение. Это заключение было сделано группой Chen и соавт. на основании результатов наблюдения 112 пациентов с первичным АНЦА-ассоциированным гломерулонефритом. У пациентов с отложением депозитов С3с в биоптате средние значения суточной протеинурии и концентрации креатинина в сыворотке были достоверно выше, а расчетная СКФ – достоверно ниже, чем в группе пациентов без отложения C3c в биоптате (табл. 1). Частота развития диализзависимой почечной недостаточности в дебюте заболевания также была выше в группе пациентов с отложением С3с депозитов в ткани почки (48,6%), чем у пациентов без депозитов С3с (28,0%) [23]. Следует отметить, что частота выявления отложений С3с компонента комплемента в ткани почки среди обследованных больных достигала 33%, что позволяет пересмотреть сложившиеся представления о “малоиммунном” характере АНЦА-ассоциированного гломерулонефрита.

При сравнении содержания компонентов комплемента в плазме у пациентов с активным ААВ (n=66) и в ремиссии (n=54) было выявлено, что концентрации С3а, C5а, растворимого C5b-9 и Bb были достоверно выше в первой группе, а концентрация пропердина в плазме – во второй. При этом имелись достоверные прямые корреляции между концентрацией компонента Bb в плазме крови и показателями активности заболевания, в частности количеством полулуний в нефробиоптате, величиной СОЭ и значением индекса Birmingham Vasculitis Activity Score (BVAS), а достоверные обратные корреляции – между концентрацией пропердина в плазме и количеством полулуний в нефробиоптате [24].

В другой работе было показано, что количество депозитов фактора Вb прямо коррелирует не только с процентом полулуний в нефробиоптате, но и выраженностью тубулоинтерстициального воспаления и фиброза [25]. При этом концентрация Bb в моче у пациентов с активным АНЦА-ассоциированным васкулитом была достоверно выше, чем у пациентов в ремиссии, а также прямо коррелировала с концентрацией креатинина сыворотки [25]. Сходные результаты были получены в более крупном исследовании, в котором было проанализировано 187 нефробиоптатов, полученных у пациентов с АНЦА-ассоциированным гломерулонефритом [26]. Отложение компонента C3d и пропердина в биоптате было ассоциировано скорее с формированием полулуний, нежели очаговым или смешанным типом гломерулонефрита, а отложение депозитов пропердина ассоциировалось с более высокой протеинурией. Примечательно, что при сопоставлении групп пациентов с различным серологическим профилем частота выявления депозитов С3с компонента комплемента была достоверно выше у пациентов с антителами к МПО (52,3%) по сравнению с таковой у носителей антител к ПР-3 (32,3%, р=0,006).

В исследовании Yuan и соавт. на мембранах нейтрофилов и макрофагов была выявлена экспрессия двух типов рецепторов к C5a: C5aR и C5L2. При этом у пациентов с активным ААВ экспрессия C5L2 была повышена, а экспрессия C5aR снижена, а ее выраженность имела обратную связь с концентрацией креатинина сыворотки и степенью интерстициального фиброза в ткани почки [27]. Предполагается, что этот феномен обусловлен эндоцитозом, которому подвергается C5aR после взаимодействия с C5a [28], что приводит к уменьшению его количества на клеточной мембране и служит косвенным свидетельством роли C5а в индукции воспалительных реакций [27].

Активность системы комплемента, в частности петли амплификации, в существенной степени определяется взаимодействием нескольких белков-регуляторов альтернативного пути (факторы H, I и др.). В частности, фактор H ингибирует амплификацию каскада комплемента в жидкой фазе и на поверхности клеток [29-31]. Количественный дефицит этого белка или нарушение его функции вследствие генетических мутаций или выработки блокирующих антител приводят к дисрегуляции альтернативного пути комплемента, что является одним из хорошо изученных механизмов развития тромботической микроангиопатии и C3-гломерулопатии [32,33]. Однако возможный вклад этого сценария в патогенез ААВ остается малоизученным. В одном исследовании было показано, что концентрация фактора Н в плазме у пациентов с активным ААВ (n=82) была ниже, чем у пациентов в ремиссии, а ее величина обратно коррелировала со значением индекса BVAS, концентрацией креатинина сыворотки в дебюте и количеством полулуний в биоптате [34]. Более того, сог ласно многофакторному анализу выживаемости, концентрация фактора H плазмы была независимым предиктором развития терминальной почечной недостаточности или летального исхода. Однако недостатки исследования, в частности его ретроспективный и обсервационный характер, не позволяют оценить причины снижения уровня фактора Н и обосновывают проведение дополнительных клинических исследований. В недавней работе in vitro те же авторы показали, что фактор H способствует миграции нейтрофилов и их адгезии к клеткам гломерулярного эндотелия человека, но при этом подавляет индуцируемую АНЦА активацию нейтрофилов в клеточной культуре и препятствует повреждению эндотелиальных клеток [35]. Однако у пациентов с активным ААВ эти свойства фактора H были ослаблены по сравнению с образцами, полученными у здоровых добровольцев. Таким образом, фактор H, по всей видимости, обладает протективными свойствами в отношении эндотелия капилляров клубочка, но утрачивает эти свойства у пациентов с активным ААВ.

В большинстве представленных исследований для оценки активности системы комплемента были использованы лабораторные и иммуногистохимические методы, которые до настоящего времени не вошли в повседневную практику. В обычной лечебной работе врачам доступно преимущественно определение уровня C3 и C4 компонентов системы комплемента или ее общей активности (CH50). В последние годы были опубликованы результаты исследований, в которых оценивалась взаимосвязь этих тестов с особенностями течения ААВ. Согласно полученным данным, гипокомплементемия может быть фактором риска тяжелого поражения внутренних органов и худшего прогноза. В ретроспективном исследовании у 81 пациента с ААВ оценивали частоту развития гипокомплементемии, которую диагностировали на основании снижения уровня хотя бы одного из показателей: С3, С4 или СН50. У 16 (20%) пациентов была выявлена гипокомплементемия в дебюте заболевания. Ее формирование по сравнению с группой пациентов с нормокомплементемией (n=65) было ассоциировано с достоверно более частым развитием геморрагического альвеолита (38% и 8%, соответственно, p=0,006) и тромботической микроангиопатии (19% и 0%, р=0,007) и снижением общей выживаемости (p =0,033) [36]. В другом исследовании снижение концентрации С3 компонента комплемента, выявленное у 20% пациентов с ААВ, также сопровождалось снижением почечной и общей выживаемости [37]. Взаимосвязь гипокомплементемии с тяжестью течения ААВ была изучена в исследовании Crnogorac и соавт., в котором 75 пациентов были разделены на две группы в зависимости от концентрации С3 сыворотки: в первую группу вошли пациенты со снижением уровня C3 (менее 0,9 г/л), во вторую – с нормальной концентрацией С3 (0,9-1,8 г/л). В группе пациентов с низкой концентрацией С3 сыворотки частота летального исхода была почти в четыре раза выше (относительный риск 4,315, 95% доверительный интервал 1,350-13,799; p=0,014), чем у пациентов с нормокомплементемией [38].

Взаимосвязь тромбоэмболических осложнений и системы комплемента при ААВ

Пациенты с ААВ находятся в группе высокого риска развития тромбоэмболических осложнений [39]. Стиму ляция нейтрофилов C5а и АНЦА приводит к образованию активных форм кислорода, дегрануляции тканевых факторов и формированию нейтрофильных ловушек, что, в свою очередь, индуцирует активацию свертывающей системы крови и формирование тромбина. Различные компоненты свертывающей и противосвертывающей систем крови, включая тромбин, факторы XIa, Xa, IXa, плазмин, могут расщеплять С3 и C5, высвобождая биологически активные С3а и C5а [40, 41]. Другим потенциальным механизмом реализации протромбогенного потенциала при ААВ является воздействие системы комплемента на тромбоциты [42], приводящее к их активации [43]. Тромбоциты экспрессируют рецепторы к компонентам C3a и C5a [44], а взаимодействие с комплексом C5b-9 может стимулировать высвобождение из клеток альфа-гранул и микрочастиц [45]. В свою очередь, активированные тромбоциты могут инициировать запуск системы комплемента путем повышения синтеза С3а, С3b и формирования C5b-9 [46]. В пользу этой гипотезы свидетельствует и высокая частота развития тромбоцитоза у пациентов с активными формами ААВ, а также взаимосвязь числа тромбоцитов с показателями активности заболевания [47].

Система комплемента – потенциальная мишень терапевтического воздействия

Использование стандартных схем иммуносупрессивной терапии, в частности циклофосфамида (ЦФ) в сочетании с высокими дозами глюкокортикостероидов (ГКС), привело к значительному увеличению 5-летней выживаемости больных с ААВ – примерно с 20% до 80% [48,49]. В качестве альтернативы возможно применение ритуксимаба (моноклональные антитела к CD20+ лимфоцитам) в сочетании с ГКС. Эффективность этой схемы индукционной терапии была сопоставимой с таковой ЦФ и ГКС в двух рандомизированных исследованиях (RAVE и RITUXVAS) [50,51].

Однако, несмотря на очевидные успехи в терапии ААВ, нельзя игнорировать тот факт, что в настоящее время в числе причин летального исхода осложнения иммуносупрессивной терапии по частоте не уступают проявлениям самого заболевания. Так, при ретроспективном анализе структуры причин смерти у пациентов с ГПА частота нежелательных эффектов проводимого лечения была сопоставима с вкладом поражения легких в рамках основного заболевания – 35,1% и 37,8%, соответственно, а в проспективной группе значительно превышала их – 47,1% и 17,6%, соответственно [52]. Основные нежелательные эффекты терапии ЦФ (инфекционные осложнения, гемор рагический цистит и рак мочевого пузыря, лимфопролиферативные заболевания, миелодисплазия, бесплодие) обусловлены его высокой токсичностью [52-54]. Применение ритуксимаба также сопряжено с высокой частотой нежелательных явлений (46%), в основном за счет развития инфекций [55]. При этом существенный вклад в развитие инфекционных осложнений вносит длительный прием и/или использование высоких доз ГКС. Поэтому одним из наиболее перспективных направлений является разработка новых схем лечения ААВ с использованием препаратов принципиально иного механизма действия, обладающих потенциальным стероидосберегающим эффектом.

В настоящее время существует несколько препаратов, способных подавлять активность системы комплемента при аутоиммунных заболеваниях. Одним из первых в клинической практике был использован экулизумаб для лечения пароксизмальной ночной гемоглобинурии и атипичного гемолитико-уремического синдрома. Однако эффективность этого препарата в лечении ААВ в клинических исследованиях не изучалась. Тем не менее, нами был описан опыт успешного использования экулизумаба в сочетании с иммуносупрессивной терапией у пациентки с сочетанием микроскопического полиангиита и атипичного гемолитико-уремического синдрома [56].

Непосредственно для лечения ААВ был разработан препарат для перорального использования, блоки рующий рецепторы C5а (ССХ168, авакопан), эффективность и безопасность которого изучались в много центровом клиническом исследовании CLEAR (NCT01363388) у 67 пациентов с ААВ. Одной из целей исследования было изучить возможность использования ССХ168 в сочетании с низкими дозами ГКС или без ГКС. Первичной конечной точкой было снижение активности васкулита (индекса BVAS по крайней мере на ≥50%) через 12 недель после начала терапии. Доля пациентов, достигших первичной конечной точки, была сопоставимой в группах пациентов, получавших авакопан в сочетании с низкими дозами ГКС и иммуносупрессивными препаратами (86,4%), авакопан в сочетании с иммуносупрессивными препаратами без ГКС (81,0%) и стандартную иммуносупрессивную терапию с высокими дозами ГКС (70,0%). У значительного числа пациентов, получавших ССХ168, была достигнута ранняя ремиссия уже на 4-й неделе лечения с сохранением низкой активности заболевания к 12-й неделе. В частности, альбуминурия снизилась у 47% пациентов, получавших препарат без ГКС, и у 40% пациентов, получавших препарат в сочетании с низкими дозами ГКС (рис. 1). Степень снижения СКФ была сопоставимой в обеих группах пациентов, получавших авакопан. Полученные данные позволили сделать вывод о стероидсберегающем эффекте препарата.

В исследовании CLASSIC (NCT02222155), в котором оценивали безопасность использования ССХ168 в дозах 10 мг и 30 мг два раза в день в сочетании с полной дозой ГКС и ЦФ или ритуксимаба в течение 12 недель, частота и структура нежелательных явлений не отличались от таковой в контрольной группе [57]. Таким образом, авакопан представляется перспективным препаратом, который, вероятно, позволит снизить бремя нежелательных явлений, ассоциированных с применением ГКС, у пациентов с ААВ при сохранении высокой эффективности терапии.

IFX-1 – это еще один экспериментальный ингибитор системы комплемента, который представляет собой моноклональное антитело к С5а. В экспериментальных исследованиях была продемонстрирована высокая селективность препарата в отношении данного фактора комплемента, что обеспечивает возможность формирования МАК как защитного механизма неспецифического иммунитета в связи с отсутствием ингибирования С5b. В настоящее время планируется двойное слепое, плацебо-контролируемое исследование с целью изучения стероидсберегающего эффекта IFX-1 на фоне стандартной терапии ЦФ или ритуксимабом у 80 пациентов с ААВ. В трех группах сравнения предполагается применение ГКС, IFX-1 в комбинации с ГКС в сниженной дозе или только IFX-1.

Заключение

Активация системы комплемента по альтернативному пути является одним из значимых звеньев патогенеза ААВ. При этом формируется порочный круг, предполагающий взаимное потенцирование патологических процессов, обусловленных привлечением и праймингом нейтрофилов под воздействием C5a с последующей опосредованной АНЦА активацией клеток, их дегрануляцией и высвобождением факторов, стимулирующих активацию альтернативного пути и образование еще большего количества C5a. В свою очередь, повреждение эндотелия и других тканей реализуется не только под действием активных форм кислорода и нейтрофильных внеклеточных ловушек, но и за счет образования МАК, а также опосредованной активации свертывающей системы крови. Принимая во внимание данные экспериментальных и клинических исследований, компоненты системы комплемента, в первую очередь, С3а, C5а, растворимый МАК и Bb в сыворотке крови и их депозиты в ткани почки, представляются перспективными маркерами для оценки активности и прогноза ААВ, заслуживающими дальнейшего изучения. В свою очередь, подавление активации системы комплемента, в частности путем блокады рецепторов C5а, открывает новые возможности терапии ААВ, что позволит существенно снизить применяемые дозы ГКС и уменьшить частоту ассоциированных нежелательных явлений.