Етіологія і патогенез лейкозів - практична гематологія дитячого віку

Глава II Лейкоз
Етіологія і патогенез лейкоз
У структурі захворюваності пухлинами дітей лейкози займають провідне місце: близько 1/3 від загального числа. За даними різних авторів, частота лейкозів у віці від 0 до 14 років становить 2-5 на 100 000 чоловік. За даними статистики, більш висока захворюваність відзначається у хлопчиків. Є і певні вікові особливості захворюваності лейкозами: так, в дитячому віці пік відзначається в 3-4 роки.
У 1845 р P. Virchov вперше описав лейкоз у людини, а потім через 2 роки ввів термін «лейкемія», аналогічно раніше вживалась «білокрів`я». Ця назва виходило з однієї ознаки захворювання - наявність великої кількості білих кров`яних тілець в периферичної крові. Однак в подальшому з`ясувалося, що ця ознака є важливим, але не обов`язковим при встановленні діагнозу, так як відображає тільки стан периферичної крові, не зачіпаючи суті патологічного процесу. Хоча в зарубіжній літературі термін «лейкемія» має широке вживання, в СРСР дану нозологічну форму прийнято позначати терміном «лейкоз», запропонованим V. Ellerman в 1921 р
Лейкоз - злоякісне захворювання кровотворної системи, пухлина, що виникає з кровотворних кліток і вражає насамперед кістковий мозок.
Лейкози прийнято ділити на гострі і хронічні. Такий поділ було вперше запропоновано J. Friedreich (1857), а пізніше К. Слов`янським (1867) і відображало тимчасові відмінності захворювання. При гострому лейкозі тривалість життя хворих значно менше, ніж при хронічному. В даний час діагностичними критеріями служать патоморфологічні відмінності. При гострих лейкозах патологічний субстрат представлений молодими незрілими клітинами, при хронічних - основну масу складають зрілі клітини. У дитячому віці переважають гострі лейкози над хронічними.
Численні роботи присвячені вивченню етіології та патогенезу гострих лейкозів. Останні 20 років знаменувалися значними досягненнями в цій галузі. Чітко вимальовується пухлинна сутність лейкозного процесу, якісно новий стрибок зроблений у вивченні особливостей клітинної кінетики, що дозволило переглянути панувала довгі роки в гематології теорію про нестримне розмноження кровотворних клітин при лейкозі. Описано ряд лейкозогенних факторів. Однак до теперішнього часу спірні і недостатньо з`ясовані етіологія лейкозів людини, які з факторів є чисто етіологічними, а які - патогенетическими.
Одними з чинників, що індукують лейкоз, можуть бути хімічні речовини, що утворюються в організмі при порушенні обміну речовин. Ще в 1937 р Л. М. Шабад експериментально довів наявність бластомогенних речовин в організмі людини. Надалі О. М. Раушенбах (1956) в експерименті показав, що при введенні мишам низькоракових ліній екстрактів з органів людей, які померли від лейкозу, можна викликати лейкоз або сприяти його виникненню. Потужним лейкозогенних дію мають проміжні продукти триптофанового обміну, індол, індол-индикан, жирні кислоти. З ендогенних факторів, що мають значення у виникненні лейкозів, певна роль відводиться статевих гормонів. Однак конкретний механізм дії ендогенних факторів залишається неясним.
Можна не сумніватися значення хімічних речовин, що проникають в організм людини ззовні, як лейкозогенних факторів. У численних експериментах випробувані тисячі речовин з канцерогенними властивостями. Канцерогенним ефектом володіють поліциклічні вуглеводи, аміноазотсоедіненія, бензол.
Реалізація лейкозогенних дії канцерогенних речовин здійснюється шляхом мутації або пошкодження ділянок хромосом. Мутагенний ефект властивий не тільки одним канцерогенів, цим властивістю володіють і препарати цитостатичного ряду, що застосовуються іноді в якості імунодепресантів. У виникненні лейкозів велика роль іонізуючої радіації. Сумні досвід Хіросіми і Нагасакі показав, що у осіб, які пережили вибух атомної бомби, частота виникнення лейкозу значно більше, ніж у населення інших регіонів Японії. Причому більш чутливими до дії радіації виявилися діти у віці менше 10 років, серед яких захворюваність лейкозами була майже в 2 рази вище, ніж у людей у віці 19-60 років.
Дія іонізуючої радіації проявляється через певний латентний період. Так, в Японії пік захворюваності відзначався через 3-7 років після опромінення.
Є дані про те, що опромінення ембріона веде до розвитку лейкозу. Показано, що серед дітей, матері яких під час вагітності піддавалися опроміненню в діагностичних цілях, ступінь ймовірності розвитку лейкозу становить 1,83. Також відзначалося збільшення випадків лейкозів серед дітей, що піддавалися опроміненню з приводу тимомегалії.
Можна не сумніватися участь в лейкозогенезу і радіоактивних речовин. Відзначено підвищена захворюваність лейкозами у радіологів. Уже класичним прикладом є розвиток лейкозу при застосуванні з лікувальною метою радіоактивного фосфору, радіоактивного йоду і виявлення при цьому специфічних радіаційних поломок хромосомного апарату.
За даними Е. Mole (1960), механізми радіаційного лейкозогенезу різноманітні і їх можна підсумувати таким чином.

В даний час не викликає сумніву, що іонізуюча радіація індукує у дітей гострий лімфобластний лейкоз, у дорослих - хронічний мієлолейкоз, гострий мієлобластний лейкоз. Це повинно диктувати певну стримуючу тактику рентген- і радіологічних обстежень дітей, особливо дошкільного періоду.
На сучасному етапі набула широкого визнання вірусна теорія походження лейкозів. Починаючи з 50-х років, онковірусологія зробила новий якісний стрибок, безперервно збільшувався потік досліджень, присвячених вивченню лейкозних вірусів. Основними етапами цих досліджень були: виділення вірусу Гросса мишей (1951), роботи В. М. Бергольця (1956, 1960) про виділення з тканин людини бесклеточного лейкозного агента, який володіє властивостями вірусу. Виділено понад 20 штамів вірусів лейкозів мишей. Отримано дані про вірусної етіології лейкозів у кішок. Вагомим аргументом стало підтвердження вірусної природи лейкозів у мавп. Встановлено, що віруси лейкозів тварин передаються різними шляхами - з молоком, сечею і слиною. Також доведена можливість горизонтального і вертикального поширення лейкозів у тварин. Описано кілька десятків онкогенних вірусів, для більшості з них характерним є наявність РНК і відсутність ДНК. Віруси лейкозного комплексу відносяться до РНК-вірус С-типу, який отримав назву онковирусов. Вони складаються з декількох компонентів - білки, ліпіди, нуклеїнові кислоти, ферменти, серед останніх особливе місце належить РНК залежною ДНК-полімерази, або зворотного транскриптазе (R. P. Gale, А. V. Hoffbrand, 1986).
Доказ вірусної природи лейкозів у тварин все ж не є доказом вірусної етіології лейкозів у людини. І в дійсності, в медичній практиці є ряд вагомих фактів, що не підтверджують контагиозность (отже, і вірусну природу) лейкозів людини. Проведені за кордоном дослідження по вивченню шляхів перенесення лейкозів показали, що введення крові та екстрактів органів хворих на лейкоз іншим людям не викликало розвитку захворювання. Аналогічні випадки неперевіваемості лейкозів відзначалися і при випадкових переливанні крові від хворих здоровим. Встановленим є факт відсутності підвищення частоти захворюваності лейкозами серед медичного персоналу, що працює з хворими. Також необхідно відзначити відсутність трансплацентарной передачі лейкозів. Діти з вродженими лейкозами народжуються від здорових матерів, і, навпаки, хворі на лейкоз народжують здорових дітей.
Мал. 8. Схема синтезу ДНК на матриці РНК лейкемогенних вірусів (Р. Е. Кавецький, 1975)

Але навіть ці факти не дозволяють відійти від вірусної природи лейкозів у людини. Так, своєрідна форма гострого лейкозу, яка трапляється в основному серед дитячого населення в Африці, - лімфома Беркітта - носить явно вірусний характер і проявляється епідемічними спалахами. Слід зазначити, що хоча вірус лейкозу людини не виділено, в крові хворих на лейкоз відзначаються вірусоподібні елементи, що рідко зустрічаються у здорових людей, а також виявлені структурні білки, аналогічні білкам мавпячих онковирусов.
Особливе місце серед ферментів онковирусов займає РНК-залежна ДНК-полімераза, або зворотна транскриптаза. Відкриття цього ферменту дозволило по новому підійти до вірусної етіології лейкозів, що знайшло своє відображення в вирусогенетичної теорії Л. А. Зильбера (1968). Існує кілька концепцій цієї теорії. Ось її основні положення. У кожній клітині закладена спадкова інформація ДНК-провируса, аналогічна інформації РНК-вірусів, що знаходяться в загальмованому стані завдяки клітинним репрессора. Вплив різних факторів призводить до зняття репресивного дії, активації онкогенів і подальшої лейкозної трансформації клітини.
Можливий і інший варіант, коли зворотна транскриптаза реалізує геном онкогенного вірусу опосередковано через ДНК, здійснюючи тим самим зворотний транскрипцію (рис. 8).
Незважаючи на великий матеріал про вірусної етіології лейкозів, ця теорія має потребу в подальшій розробці і виділення більш чітких взаємопов`язуючий ланок.
Важливе значення у виникненні лейкозів мають генетичні чинники. Роль спадковості простежується при хронічному лімфолейкозі, на який припадає велика частота сімейних випадків і високий відсоток (43%) відповідності форми захворювання у родичів першого ступеня. Відомо, що в дитячому віці хронічний лімфолейкоз майже не зустрічається. Однак роль спадкових факторів особливо важлива в педіатричній практиці і не тільки у випадках оцінки захворюваності лейкозами. Ретроспективна оцінка показала, що для дітей, хворих на лейкоз, характерна велика маса тіла при народженні, більш старший вік матерів.
Типовим прикладом, яке трапляється в багатьох посібниках та підтверджує значення генетичних факторів у виникненні лейкозів, є описи лейкозів у монозиготних близнюків. Можна навести також дані, що ймовірність розвитку гострого лейкозу у одного з однояйцевих близнюків при наявності хвороби в іншого збільшується обернено пропорційно віку і на першому році наближається до 100% (L. Degosgt; 1973). Описано багато випадків «сімейного» лейкозу у братів, сестер і в одного з їхніх батьків. Відомі сім`ї, в яких лейкоз відзначався в декількох поколіннях. У цьому ж ряду доказів ролі спадкових факторів стоять випадки вроджених лейкозів, що розвиваються в перші місяці, а іноді і в перші дні після народження дитини.
Є висока ступінь ризику виникнення лейкозів у дітей з хромосомними захворюваннями. Найбільш часто в цій групі зустрічається хвороба Дауна. Як виявилося, такі діти дивуються лейкозом в 20 разів частіше, в порівнянні зі здоровими. Причому відмічено, що у дітей з хворобою Дауна гострий лейкоз розвивається в більш ранньому віці,
і, крім того, у них високий відсоток уроджених лейкозів. Встановлено певний зв`язок лейкозів з іншими спадковими захворюваннями, для яких характерні хромосомні порушення: синдроми Клайн- фельтера, Шерешевського-Тернера, Блума, анемія Фанконі і інші.
З огляду на генетичний зв`язок хвороби Дауна та лейкозу, були зроблені пошуки інших хромосомних порушень у хворих на лейкоз.
Єдиною формою лейкозу, при якій пошкоджується хромосомний апарат, є хронічний мієлолейкоз. У 1960 р у хворих на хронічний мієлолейкоз була виявлена змінена маленька хромосома, яка отримала назву філадельфійської (Ph`-хромосома), за назвою міста, де вона знайдена. Для філадельфійської хромосоми характерним порушенням є делеція (втрата) довгого плеча однієї з хромосом групи G. В даний час доведено, що філадельфійська хромосома належить до 22-ї парі хромосом, а не до 21-ї, як вважалося протягом ряду років.
В результаті цитогенетичних досліджень, проведених у хворих на гострий лейкоз, виявлені різноманітні хромосомні аберації, які в більшості випадків неспецифічні. Найбільш характерним зміною хромосомного апарату є анеуплодія. Як правило, чисельні та структурні порушення постійні у кожного конкретного хворого, тобто носять клональний тип. Але можливі випадки зміни клітинних клонів, що в якійсь мірі суперечить етіологічної ролі хромосомних порушень у виникненні лейкозів. Необхідно підкреслити, що відсоток хромосомних порушень при гострому лейкозі значно вище у дітей, ніж у дорослих. Можна не сумніватися, що хромосомні аномалії мають певний вплив на перебіг лейнозного процесу, але їх роль як лейкозогенних фактора сумнівна.
Повертаючись до ролі спадкових факторів у розвитку лейкозів, необхідно враховувати імунологічну реактивність організму, яка є одним з важливих умов життєдіяльності організму, його стійкості до різних захворювань. На сучасному етапі виділено кілька ланок імунітету, що беруть участь в захисті організму, в тому числі протипухлинний. Розрізняють клітинні чинники імунітету, носіями якого є Т-лімфоцити, і гуморальні, за які відповідальні В-клітини. Встановлено, що при спадкових імунодефіцитних станах захворюваність лейкозами значно вище, ніж у здорових людей. Хвороба Брутона, агаммаглобулинемия - стан, що характеризуються спадковою недостатністю гуморальних механізмів захисту, на цьому тлі частота лейкозів зростає в 10 000 разів. При інших спадкових імунодефіцитних станах - синдромах Луї-Бара, Віскотта-Олдріча, Чедіака-Хигаси - захворюваність лейкозами також висока. Причому більшою мірою лімфоми, в меншій - гострими лімфобластний лейкоз.
В літературі накопичений величезний фактичний матеріал, що відображає різні аспекти виникнення лейкозів у людини. Однак до теперішнього часу не існує етіотропної терапії лейкозів. Без сумніву, ендогенні фактори, хімічні мутагени, іонізуюча радіація, спадковість, віруси відіграють велику роль у виникненні лейкозів у людини. Однак тонкі механізми взаємодії, причинно-наслідкові зв`язки цих факторів ще вимагають подальшого вивчення.
В даний час доведено клонова природа пухлин при деяких видах лейкозу. Ці докази побудовані на цілому ряді фактів. Як вже зазначалося, при гострих лейкозах у кожного конкретного хворого хромосомні аномалії постійні, тобто носять клональний характер. Це також відноситься до хронічного мієлолейкоз, для якого специфічним маркером є філадельфійська хромосома. При дослідженні поверхневих маркерів В-лімфоцитів при хронічний лімфолейкоз виявлена однотипність імуноглобулінів в кожному конкретному випадку. Все це дозволяє припустити, що дані лейкози не первинні множинні пухлини, а новоутворення, що походять з однієї патологічної клітини, тобто мають клонових походження. Поряд з цим лейкозні пухлини, тісно пов`язані з системою кровотворення, швидко метастазують. Це обумовлює системне ураження внутрішніх органів.
Багато закономірностей лейкозного процесу, клінічні прояви, особливості перебігу, чутливості до терапії випливають з теорії пухлинної прогресії. Перші положення пухлинної прогресії були сформульовані L. Foulds (1949) на підставі вивчення пухлини молочних залоз у мишей. Концепція пухлинної прогресії дозволила створити струнку систему, яка пояснює багато сторін патогенезу лейкозного процесу. Велика заслуга в цьому А. І. Воробйова (1979), який сформулював основні правила пухлинної прогресії лейкозів. Наводимо їх нижче.

1. Найважливішою особливістю прогресії лейкозів є пригнічення нормальних паростків кровотворення, іноді всіх, іноді вибірково - або гранулоцитарного, або тромбоцитарного, або еритроцитарного, але в першу чергу того, з якого розвинувся лейкоз.
2. Невід`ємною властивістю прогресії лейкозів є зміна диференційованих клітин, які складають пухлину, владними. Всі лейкози з тією або іншою частотою проходять дві стадії: моноклонового (доброякісну) і поліклоновую (злоякісну).
3. Загальною властивістю бластних клітин при гострих лейкозах і владних кризах є стрибкоподібна або поступова втрата ферментної специфічності: клітини стають морфологічно і цитохімічних недіфференціруемого за належністю до того чи іншого ряду кровотворення.
4. Закономірним етапом розвитку гострих лейкозів є зміна форми ядра і цитоплазми бластних клітин: круглоядерние бласти з вузькою цитоплазмою змінюють бласти неправильної форми зі збільшенням площі ядра і цітоплазми- часто ці зміни пов`язані з рецидивом хвороби.
5. У міру прогресії лейкозні клітини набувають здатності рости поза органів гемоцитопоез: проліферати з пухлинних клітин з`являються в шкірі, нирках, мозкових оболонках і т. П. При довго поточних гострих лейкозах і бластних кризах це явище стає практично обов`язковим і веде до порушення нормальних функцій організму. Метастазування в тканини і органи є новий етап прогресії і відбувається незалежно один від одного. Так, інфільтрація мозкових оболонок при гострому лімфобластний лейкоз є більш ранній етап, ніж інфільтрація яєчок, а остання - більш ранній етап, ніж інфільтрація шкіри або нирок.
6. В умовах сучасної цитостатичної терапії прогресію відображає стрибкоподібний або поступовий відхід пухлини з-під контролю цитостатического впливу (конкретних комплексів: хімічного, променевого, гормонального).
7. Наростання процесу характеризується виходом бластних елементів в кров (нерідко вони відсутні при діагностуванні лейкозу або до рецидиву), перехід від алейкемічна картини крові до лейкемической.

Знання основних закономірностей пухлинної прогресії лейкозів дає цінну інформацію лікаря і допомагає орієнтуватися в особливостях перебігу хвороби у кожної дитини. Кожен етап прогресії - це якісно новий щабель патологічного процесу, що вимагає в першу чергу зміни терапевтичної тактики. Зрозумілі випадки малої ефективності терапії при гострому лейкозі, що супроводжується гіперлейкоцитозом: даний гематологічний ознака свідчить про кінцевому етапі прогресії. Поява симптомів нейролейкозу або інфільтратів на шкірі при позитивній динаміці основних клінікогематологіческіх симптомів, не є приводом до песимістичного прогнозу і зміні цитостатичних препаратів. Змінилася картина свідчить лише про виникнення нових ізольованих осередків в мозкових оболонках або шкірі, кожен з яких вимагає свого лікування на тлі вже проведеної терапії.
Основним дефектом при всіх видах лейкозу є порушення клітинної диференціації (дозрівання) і проліферації (розмноження). Вивчення клітинної кінетики при лейкозі стало можливим за допомогою методу ауторадіографії. Застосування радіоактивних нуклідів - 3Н-тимідину, попередника ДНК і 8Н-уридину, включається переважно в РНК, - допомогло вирішити ряд питань цітопатогенеза лейкозів. Довгі роки в гематології панувала думка про нестримне розмноження незрілих патологічних клітин. Зараз ця теорія переглянута.
Доведено, що при гострих лейкозах пухлинна клітинна маса неоднорідна за своїми проліферативним потенцій. Лейкозних популяцію ділять на дві субпопуляції: пролиферирующий і непроліферірующей в даний момент пул пухлинних клітин. Проліферуючий пул, тобто клітини, що знаходяться в мітотичного циклу і здатні до поділу, становить незначну частину лейкозної популяції - 6-10%. Основна ж маса представлена лейкозних клітинами, що знаходяться поза митотического циклу в фазі «спокою» Go і не здатними до поділу. Отже, нестримного розмноження клітин при гострому лейкозі не відбувається. Важливою особливістю покояться пухлинних клітин є значне подовження їхнього життя, в порівнянні з нормальними клітинами, і можливість неконтрольованого виходу з фази «спокою» в мітотичний цикл, що є фактором підтримки патологічного процесу (М. Andreeff, 1986). Говорячи про загальне зниження проліферативного потенціалу всієї лейкозної популяції, виникає питання: чим пояснити системне ураження тканин, що є провідним клінічною ознакою гострого лейкозу? Математичні розрахунки показали, що досить однієї ділиться патологічної клітини, з якої протягом 3-4 міс. через 40 послідовних поділів утворюється пухлина масою близько 1 кг (10¹² клітин), в цілому це дає клінічну картину розгорнутої стадії гострого лейкозу (С. G. Craddok, 1962).
У сучасній літературі на підставі кінетичних досліджень гіпотетично сформульована теорія патогенетичних механізмів розвитку гострого лейкозу (Г. І. Козинець, 1973- Л. Г. Ковальова, 1975- А. І. Воробйов, 1975- Е. Б. Володимирська, 1975). Етіологічні лейкозні фактори призводять до утворення пухлинної клітини, яка втратила здатність до диференціації, але зберегла здатність до проліферації. У початковій стадії захворювання відбувається розмноження лейкозного клону і накопичення патологічних клітин, це в кінцевому підсумку маніфестує клінічну картину. Освіта значної маси пухлинних клітин обумовлює зниження їх проліферації. Одночасно відбувається гальмування нормального гемоцитопоез. В даному випадку відзначається як просте витіснення здорових гемоцитів лейкозної пухлиною, так і пригнічення їх гуморальними інгібіторами. Наростання маси лейкозних клітин ще більш підсилює гальмування нормального гемоцитопоез за принципом зворотного зв`язку.
Клінічні дослідження при хронічному мієлолейкозі показали, що проліферативна активність клітин неоднакова і коливається в залежності від стадії захворювання. У спокійній стадії порушень проліферації не спостерігається, вона протікає з такою ж інтенсивністю, що і в нормі. Під час бластного кризу хронічногомієлолейкозу проліферативна активність знижується, нагадуючи таку при гострому лейкозі.
Ауторадіографіческіе дослідження синтезу і транспорту РНК при лейкозі також виявили ряд особливостей. Відомо, що всі основні типи РНК синтезуються в клітинному ядрі у вигляді високомолекулярних попередників. Потім в процесі дозрівання більшість молекули відщеплюється і в цитоплазму переноситься лише інформативна частина молекули РНК. Таким чином, при транспорті РНК здійснюється перенесення спадкової інформації з матриці ДНК з ядра в цитоплазму клітин до місць синтезу білка. За допомогою цього механізму здійснюється контроль над реалізацією спадкової програми клітини, тобто над проліферацією і диференціацією. В даний час доведено, що при гострих і хронічних лейкозах пригнічений транспорт РНК з ядра в цитоплазму. Можливо, це гальмування є одним з механізмів, що обумовлюють порушення дозрівання пухлинних клітин. Причому дані порушення в клітинах виражені більше при гострому лейкозі, ніж при хронічному мієлолейкозі і хронічному лімфолейкозі.
В даному розділі ми не наводимо розгорнуту класифікацію лейкозів, так як в дитячому віці з усіх видів хронічнихлейкозів зустрічається тільки мієлолейкоз. Класифікація гострих лейкозів буде дана в відповідному розділі.