Неінвазивні маркери фіброзу печінки
Анотація:
Підтвердження наявності та ступеня фіброзу є важливою частиною оцінки тяжкості захворювання у пацієнтів із хронічною гепатопатією. Біопсія печінки є золотим стандартом для визначення ступеня фіброзу та запальних захворювань, але вона має свої обмеження, такі як напр. помилка вибірки та мінливість в оцінці. За останні десятиліття було підтверджено кілька неінвазивних методів, тобто j. сироваткові біомаркери та методи візуалізації, які показали порівнянну прогностичну цінність у підтвердженні або виключенні важкого фіброзу або цирозу, з нижчою прогностичною здатністю класифікувати початковий та легкий ступінь фіброзу. Комбінація неінвазивних тестів може бути корисною для виявлення пацієнтів, яким потрібна противірусна терапія, а також для моніторингу антифібротичної терапії без необхідності біопсії.
Ключові слова: хронічні захворювання печінки, фіброгенез, неінвазивні біомаркери, бальні системи
Вступ
Частота хронічних захворювань печінки (КС) сьогодні зростає і є провідною причиною смертності у всьому світі. Специфічне положення печінки в центрі метаболічних функцій організму та унікальне кровопостачання схиляють цей орган до множинного потенційного ризику пошкодження. Печінка атакується вірусами, токсинами (алкоголем, наркотиками, наркотиками) та нашим нездоровим і швидким темпом життя, що включає фізичну бездіяльність, надмірне споживання калорій, нездорову фаст-фуд чи продуману їжу. Не дивно, що найпоширенішими причинами COP є вірусні гепатити С і B (HCV, HBV), неалкогольна жирова хвороба печінки (NAFLD) та алкогольна хвороба печінки (ALD). У той час як смертність від серцево-судинних, онкологічних та респіраторних захворювань демонструє стабілізовану, навіть незначно тенденцію до зниження, смертність від КС зростає.
Сьогодні майже 30 мільйонів людей у Європі страждають від різних форм СОР. Вірус гепатиту С інфікований у 19 мільйонах європейських країн із загальної кількості населення 750 мільйонів, причому поширеність інфекції становить від 0,15 до 3,26% у кожній країні (1). Поширеність НАЖХП, найпоширенішої гепатопатії серед європейського населення, коливається від 4 до 49,6% серед дорослого населення та від 42,6 до 69,5% у пацієнтів з діабетом 2 типу (23). .
Частиною структурних та функціональних змін при хронічних захворюваннях печінки є фіброз, який безпосередньо корелює з ризиком цирозу та його ускладнень (портальна гіпертензія, гепатоцелюлярна карцинома). Фіброз ступеня є найважливішим прогностичним фактором для лікування СОР хворих на ХОЗЛ включає підтвердження та стадіювання фіброзу, який визначає осіб з підвищеним ризиком прогресування до цирозу, а також класифікацію фіброзу, яка оцінює ступінь запальної або метаболічної реакції та прогнозує ймовірність досягнення стійкої противірусної відповіді. лікування (4) .
Фіброгенез
Фіброз печінки можна визначити як структурну перебудову тканини з надмірним відкладенням сполучної тканини. Фізіологічною реакцією на некроз або апоптоз гепатоцитів є активація запального каскаду та подальший фіброгенез. Цей процес включає осадження позаклітинної маси (ECM), що призводить до відновлення та регенерації, коли збалансоване за допомогою фібролізу. І фіброгенез, і фіброліз індукуються і підтримуються дією декількох типів клітин печінки, які активуються різними індукуючими причинами (рис. 1).
Зоряні клітини, які також називаються перисинусоїдними ліпоцитами або це клітинами, які здатні перетворюватися в міофібробласти, відіграють ключову роль серед спеціалізованих клітин фіброгенезу печінки. Безліч профіброгенних та промітогенних факторів, що виділяються з інших типів клітин, наприклад, сприяють активації та проліферації зірчастих клітин. гепатоцити (IL-33), клітини Купфера (TGF-β, TGF-α - трансформуючий фактор росту-β, α), тромбоцити (PDGF), похідний від тромбоцитів фактор росту (TGF-β), ендотеліальні синусоїдальні клітини (ендотелін), моноцити та інші переважно запальні клітини (CTGF - фактор росту, похідний сполучної тканини, INF-γ, IL1-β, CD163).
Позаклітинна маса складається з 2 типів макромолекул: а. колагени I, III, V і VI та b типів. неколагенові молекули: глікопротеїни (фібронектин, ламінін, тенасцин), протеоглікани та глікозаміноглікани (гіалуронова кислота, хондроїтин сульфат, сульфат дерматану). Під час фіброгенезу в печінці збільшується колаген I типу, частка якого збільшується до 60-70% від загального колагену, тоді як у здорових печінках колагени I і III представлені у співвідношенні 1: 1.
Розвиток фіброзу печінки є результатом дисбалансу між збільшенням вироблення ECM та зниженою деградацією ECM. Тканинні ферменти, металопротеїнази (ММР), функція яких модулюється кількома тканинними інгібіторами (TIMP-1, -3), беруть участь у деградації ECM (5). У ситуації, коли фіброгенез переважає над фібролізом, напр. у стійкості етіологічного фактора він проявляється в патологічній проліферації сполучної тканини, судинних та вузликових регенеративних змінах, що призводить до порушення структури та подальшої функції печінки.
Діагностика фіброзу
Біопсія печінки залишається історично золотим стандартом при визначенні т.зв. постановка та класифікація захворювань печінки вірусної та вірусної етіології. У першому випадку оцінюється ступінь запалення та некрозу гепатоцитів, у другому - ступінь рубцювання, тобто. j. діапазон перипортального фіброзу до цирозу. З багатьох гістологічних шкал для оцінки фіброзу печінки найбільш часто використовуються бальні системи Ishak та Metavir, розроблені для вірусного гепатиту (табл. 1).
Недоліком біопсії є її інвазивність, суб’єктивність при оцінці висновків, біль, емоційне навантаження у пацієнта (страх), рідко ускладнення кровотечі. Причиною великих внутрішньо- та міжособистісних відмінностей в оцінці (до 38%) є найчастіше недостатній обсяг вибірки, її неоднорідність та місце відбору проб. З метою оптимізації значення біопсії печінки для оцінки фіброзу пропонуються рекомендації щодо довжини (> 15 мм принаймні 5 портобіліарних проміжків), діаметра досліджуваної проби (> 16 нм), використання відповідної бальної системи та ерудиція досліджуваного патологоанатома (4) .
Крім того, у пацієнтів з НАЖХП через високу частоту розвитку стеатозу з низьким ризиком прогресування до цирозу біопсія печінки не вважається відповідним тестом першого вибору (6). .
Неінвазивні маркери сироватки та зображення
В останні два десятиліття інтенсивно вивчались неінвазивні методи оцінки фіброзу та цирозу печінки, особливо з урахуванням ризиків, обмежень та протипоказань біопсії печінки. Їх діагностична ефективність виражається розрахунковим значенням площі під AUROC (Площа під кривою робочої характеристики приймача), яка пов'язана з еталонним стандартом - біопсія печінки. Діагностичний тест або досліджуваний метод, як правило, вважається хорошим, якщо AUROC становить більше 80%, і відмінним, якщо AUROC більше 90%.
Неінвазивні методи оцінки фіброзу печінки діляться на дві групи: 1. кількісно визначені сироваткові біомаркери, які більш-менш відображають зміни в печінці, та 2. вимірювання ригідності печінки (еластографія), що відображає фізичні властивості печінкової тканини, змінені фіброз.
Біомаркери сироватки
Кілька біомаркерів було визначено як відповідні показники фіброзу печінки. Жоден з них не відповідає критеріям ідеального біомаркера, але їх діагностичне значення значно збільшується при використанні в комбінаціях. Сироваткові маркери фіброзу печінки можна розділити на дві основні групи: Непрямі маркери - здебільшого широко доступні т.зв. печінкові проби, які лише побічно відображають вироблення та кількість сполучної тканини в печінці та їх концентрації в крові змінюються в другу чергу через зміни структури печінки або селезінки та підвищення портального тиску:
- традиційні ферменти "печінки", що відображають порушення цілісності до некрозу гепатоцитів (AST, ALT) або холестазу (GMT, ALP);
- маркери, що відображають вторинний гіперспленізм або знижений синтез факторів згортання (тромбоцити, протромбіновий час, INR - Міжнародне нормалізоване співвідношення);
- білки, що синтезуються або розкладаються печінкою (α2-макроглобулін, альбумін, феритин, імуноглобуліни);
- запальні цитокіни, які, як відомо, походять з гепатоцитів або активованих запальних клітин печінки (IL-6, TNF-α та ін.)
Прямі маркери - вони походять безпосередньо з процесу фіброгенезу та збільшення крові внаслідок їх більшого поглинання в печінкових синусоїдах. На сьогоднішній день в клінічній практиці були найбільш вивчені (огляд у 7):
N-кінцевий пептид проколагену III типу (PIIINP) - є маркером фіброгенезу. Він відщеплюється ферментативно від молекули проколагену III до його інтеграції в ECM. Недоліком маркера є його низька специфічність для печінки та можливі втручання при фіброзі іншого походження (легені, нирки, кишечник тощо)
Гіалуронова кислота (HA) - глікозаміноглікан, присутній у ECM, також є прямим маркером фіброгенезу. У дослідженнях з різними типами КС, але особливо при хронічному ВГС та НАЖХП, була підтверджена його здатність виявляти розвинений фіброз, цироз, а також знижуватись у відповідь на успішне лікування хворих на ВГС.
Металопротеїнази (ММР-1, -2, -9) - 3 ферменти колагенази та желатинази, які безпосередньо беруть участь у деградації ECM. Їх концентрація в крові опосередковано корелює з тяжкістю як фіброзу, так і некрозу печінки. У клінічній практиці вони не мали великого успіху.
Інгібітор тканинної металопротеїнази-1 (ТІМП-1) - один з декількох білків тканин, концентрація яких у крові відображає інтенсивність фіброгенезу. Неодноразово повідомлялося про підвищений рівень ТІМП-1 на різних стадіях фіброзу, особливо у пацієнтів з хронічним ВГС.
Цитокіни та хемокіни, безпосередньо пов’язані з процесом фіброзу печінки, вивчались головним чином щодо прогресування захворювання. TGF-β є найважливішим стимулятором зберігання ECM. TGF-α сприяє проліферації зірчастих клітин печінки, і PDGF, здається, є найпотужнішим мітогеном зіркових клітин in vitro. Всі агенти продемонстрували кореляцію зі ступенем фіброзу та/або запалення.
Недоліком усіх згаданих прямих маркерів є низька специфічність органу до печінки та можливі перешкоди фіброзу іншого походження (легені, кишечник та ін.) Біохімічні маркери фіброзу печінки підтверджені в численних дослідженнях переважно для пацієнтів із хронічним ВГС, ВГВ, НАЖХП, меншою мірою для інших хронічних захворювань печінки, наприклад алкогольна хвороба печінки і лише рідко при рідкісних аутоімунних або метаболічних захворюваннях печінки.
Багато математичних моделей було розроблено на основі комбінацій прямих та непрямих сироваткових маркерів або на основі комбінації сироваткових маркерів та візуалізаційної еластографії, які різною мірою стали частиною звичної практики гепатології (табл. 2). Багато формул для обчислення балів запатентовані (FibroTest, Hepascore, FibroMeter), інші не запатентовані (наприклад, APRI, індекс Fornos, FIB-4). Ці алгоритми прийняття рішень дали можливість неінвазивно класифікувати більше 90% пацієнтів за категоріями низького, середнього та тяжкого фіброзу. Слід підкреслити, що більшість біомаркерів, описаних у літературі, мають здатність прогнозувати розвинений фіброз (> 2 Ісхак або> 2 Метавір), але не розрізняють достатньо ранніх стадій фіброзу та здорової печінки порівняно з біопсією печінки.
У пацієнтів з НАЖХП використання модифікованого тесту FibroMeter або оцінки NAFLD, розрахованого за допомогою онлайн-калькулятора, мало найбільшу діагностичну ефективність, індекс FIB-4 або APRI мав нижчу чутливість та специфічність 89/Більшість даних про перевірку біомаркерів сироватки крові фіброз печінки є у пацієнтів з хронічним ВГС. Словацькі автори також сприяли створенню власної системи оцінки NSF (оцінка неінвазивного фіброзу), яка була перевірена на 104 хворих на ВГС до запланованого лікування (10) .
Методи візуалізації для оцінки фіброзу
Перехідна ультразвукова еластографія (ТЕ) є неінвазивним методом вимірювання жорсткості тканин печінки, яка зростає із тяжкістю фіброзу, а також із збільшенням судинного опору та тиску в портальних венах. Метод використовує високочастотне ультразвукове дослідження (МГц) та зонд, який генерує та випромінює низькочастотні вібрації (50 Гц) у печінку. Швидкість поширення цих вібрацій прямо пропорційна жорсткості тканини, яка виражається в кілопаскалях (кПа). Чутливість та специфічність ТЕ висока у пацієнтів з цирозом (до 90%), але у пацієнтів з фіброзом середньої та середньої тяжкості (F2 - F4) ТЕ досягає лише 70% чутливості та 80% специфічності. Порогові значення ТЕ для підтвердження цирозу у пацієнтів з хронічним ВГС коливаються між 11 - 17 кПа (1718) .
Сучасним методом визначення еластичних властивостей паренхіми печінки є також магнітний резонанс у вигляді т.зв. МР еластографія. Як і метод TE, він використовує механічні коливання з частотою 40 - 90 Гц, генеровані джерелом низькочастотних хвиль. Проходячи через печінку, ці хвилі викликають руху частинок, а вторинні хвилі, які фіксуються спеціальними методами МР та програмним забезпеченням для створення зображень MRE, створюють еластограми MRE. Чутливість MRE для стадій фіброзу Metavir F2 до F4 становила 98%, 95% та 100% (19) .
Порівняння неінвазивних маркерів фіброзу печінки
Прямі та непрямі сироваткові біомаркери порівнювали між собою та відносно ТЕ в десятках досліджень. Мета-аналіз Hounota et al. (2016) 71 дослідження з 2001-2014 рр. Систематично вивчало, використовуючи математично-статистичні методи, пряме порівняння чотирьох найбільш часто використовуваних та обговорюваних неінвазивних методів у пацієнтів із хронічним ВГС та ВГВ, а саме балів FibroTest, APRI та FIB-4, та перехідна еластографія (20). Їх аналіз підтвердив кращу діагностичну ефективність FibroTest порівняно з APRI, FIB-4 та TE при діагностиці важкого фіброзу, тоді як тести не відрізнялись у діагностиці цирозу. Цей висновок можна узагальнити до найскладніших бальних систем, заснованих на прямих біомаркерах або комбінації прямих та непрямих сироваткових біомаркерів. Обидві групи неінвазивних методів діагностики фіброзу печінки мають свої переваги та недоліки (табл. 3), їх клінічна придатність у більшості країн залежить від їх наявності та ціни.
Висновок