Predictive medicine and clinical nephrology


N.A. Moukhin

State Budgetary Educational Institution of High Professional Education “First Moscow State Medical University n.a. I.M. Sechenov” Ministry of Health of Russian Federation.

Персонифицированная медицина, принципы которой все шире внедряются в практику в последнее десятилетие, предполагает выбор тактики ведения конкретного больного исходя из результатов оценки его уникальных клинических, генетических, геномных и средовых характеристик. Очень
демонстративным сегодня является опыт использования принципов персонифицированной медицины в клинической онкологии. Доступное в настоящее время формирование фенотипического портрета опухолевых клеток с детальным описанием экспрессируемых ими рецепторов стало основой для развития таргетных терапевтических технологий. С помощью этих технологий можно индуцировать гибель опухолевых клеток (в т. ч. путем апоптоза) или блокировать их пролиферацию за счет индукции экспрессии соответствующих генов и стимуляции или ингибирования тех или иных рецепторов. Так, моноклональные антитела к эпидермальному фактору роста (панитумумаб, цитуксимаб) используют для лечения колоректального рака, в частности метастазирующего и рефрактерного к стадартным схемам химиотерапии. Прогнозирование эффективности моноклональных антител к эпидермальному фактору роста основано не только на оценке его экспрессии опухолевыми клетками, но и на определении активности его сигнальных путей (KRAS, BRAF, PIK3CA) [1]. Моноклональные антитела к эпидермальному фактору роста используют также и при немелкоклеточном раке легкого. Показано [2], что интенсивная экспрессия эпидермального фактора роста ассоциирована с заметно лучшим ответом на гефитиниб, увеличением продолжительности периода, предшествующего опухолевому прогрессировнию, а также большей выживаемостью.

При почечно-клеточном раке в качестве средства терапии первой линии в настоящее время используют ингибитор тирозин-киназы сунитиниб. Крупное мультицентровое проспективное исследование [3] продемонстрировало, что носительство 2 миссенс-мутаций гена рецепторов к сосудисто-эндотелиальному фактору роста сопряжено со снижением выживаемости без прогрессирования светлоклеточного рака почки. Следует подчеркнуть, что наряду с молекулярно-генетическими предикторами эффективности сунитиба идентифицированы и клинические детерминанты ее: так, развитие артериальной гипертензии – нежелательного эффекта данного ингибитора тирозин-киназы – одновременно сопряжено с увеличением выживаемости пациентов [4]. Таким образом, можно констатировать, что детерминанты эффективности препаратов, оцениваемые с позиций персонифицированной медицины, могут быть сопряжены с определенными клиническими параметрами.

Первым успешным опытом применения принципов в клинической нефрологии можно считать внедрение таргетных терапевтических агентов в практику ведения реципиентов почечного трансплантата. Так, фармакокинетика ингибитора кальцинейрина такролимуса, используемого для профилактики трансплантационной нефропатии, во многом зависит от полиморфизма генов, кодирующих ферменты, метаболизирующие этот препарат. Установлено, что наличие CYP3A5*1 аллеля ассоциировано с потребностью в больших дозах такролимуса [5]. Таким образом, типирование полиморфизма соответствующих генов может быть использовано для прогнозирования эффективности и расчета дозы иммунодепрессантов, используемых для фармакологической поддержки функции
почечного трансплантата.

Очень демонстративны результаты внедрения принципов персонифицированной медицины в педиатрическую нефрологию. Типирование белков, составляющих гломерулярный фильтр, в т. ч. мембранных протеинов подоцитов, расшифровка их генов и описание клинических особенностей носительства отдельных их аллелей не только позволили идентифицировать причину развития многих вариантов нефротического синдрома, развивающегося у детей и нередко отличающегося
наличием нескольких пациентов – членов одной семьи, но и способствовали более детальному пониманию универсальных механизмов развития и нарастания протеинурии [6]. Описанный еще в 1950-х гг. врожденный нефротический синдром финского типа был четко ассоциирован с соответствующими мутациями гена NPHS1, кодирующего нефрин – один из наиболее важных белков щелевой диафрагмы подоцитов [7]. Формирование или по крайней мере нарастание нефротического синдрома может быть также обусловлено мутациями гена NPHS2, кодирующего подоцин. Мутации гена подоцина (как правило, сопряженные с функциональной неполноценностью этого белка и как следствие – гломерулярного фильтра) могут играть роль в формировании нефротического синдрома
также и у взрослых [8, 9]. Более того, носительство отдельных мутаций гена подоцина, в т. ч. тех, которые не приводят к существенным изменениям в структуре и функции этого белка, могут обусловливать персистирование протеинурии и других признаков нефротического синдрома, в т. ч. когда морфологический вариант гломерулонефрита установлен и своевременно начата патогенетическая терапия по общепринятым схемам. Расшифровка наличия у больного мутации подоцитарных генов как причины резистентности нефротического синдрома к глюкокортикостероидам и/или цитостатикам позволит избегать

неоднократной смены терапевтических схем, опасного с точки зрения нежелательных явлений повышения дозы тех или иных лекарственных препаратов, а также увеличения продолжительности и затрат на обследование, направленное, например, на обнаружение тромбоза почечных вен, который также может быть сопряжен с “большой” протеинурией.

Количество генов-кандидатов на роль детерминант развития фокально-сегментарного гломерулосклероза постоянно увеличивается, среди них называют в т. ч. и ген инвертированного
формина 2, мутации которого ассоциированы, в частности, с нейропатией Шарко–Мари–Тута, при которой у определенной части пациентов развивается фокально-сегментарный гломерулосклероз. M. Sanchez-Ares et al. (2012) [10] описали семью пациентов – носителей мутации гена инвертированного
формина 2 в экзоне 6, страдающих фокально-сегментарным гломерулосклерозом. M. Barua et al. (2012) [11] в сентябре 2012 г. опубликовали результаты обследования 215 больных семейными формами фокально-сегментарного гломерулосклероза и 281 пациента, страдающего спорадической формой
данного заболевания, на наличие всех описанных мутаций гена инвертированного формина 2. Данные мутации были найдены у 20 из 215 пациентов с семейным фокально-сегментарным гломерулосклерозом и только у 2 из 281 больных спорадической формой данного заболевания. Гены-детерминанты фокальносегментарного гломерулосклероза могут в перспективе стать объектом для терапевтических вмешательств, например для замены дефектных участков в гене с помощью вирусов-векторов, направленной на предупреждение почечного заболевания у членов семьи – носителей соответствующей мутации.

В настоящее время диагностика “больших” наследственных заболеваний, характеризующихся в т. ч. поражением почек, возможна благодаря доступным методам типирования соответствующих генетических мутаций. Необходимо подчеркнуть, что сегодня своевременное распознавание этих
болезней приобрело особый смысл благодаря возможностям применения эффективных методов лечения, в первую очередь рекомбинатных биологических препаратов, замещающих отсутствующий или неполноценный продукт экспрессии соответствующего мутантного гена. Ярким примером тому служит болезнь Фабри – Х-сцепленный аутосомно-рецессивный дефицит α-галактозидазы, при котором во многих типах клеток (например, в эндотелиоцитах) и тканях (миокард, почечная ткань, кожа) накапливаются нейтральные сфинголипиды (церамид-тригезоксид и церамид-дигалактозид). Отложение этих сфинголипидов способствует гипертрофии и фиброзу соотвествующих органов, приводящих к их функциональной недостаточности [12]. Необходимо подчеркнуть, что многие
из пациентов, страдающих болезнью Фабри, первые признаки которой (акропарестезии, болевые “кризы Фабри”, кожные ангиокератомы) дебютируют в подростоковом возрасте, социально адаптированы, но на первый план в определении их долгосрочного прогноза выступают поражения внутренних органов. Среди этих поражений особое значение зачастую приобретает нефропатия, признаки которой относительно неспецифичны и продолжительно исчерпываются лишь умеренной протеинурией, но вероятность необратимого ухудшения функции почек драматически возрастает уже при умеренном снижении скорости клубочковой фильтрации [13].

Болезнь Фабри и связанное с ней почечное поражение все чаще сегодня фигурирует в ряду причин терминальной почечной недостаточности. S. Nakao et al. (2003) [14] определяли плазменную активность α-галактозидазы А у 514 мужчин, находившихся на программном гемодиализе, у 6 (1,2%) из них она оказалась заметно сниженной, а в дальнейшем у них были обнаружены новые или ранее описанные мутации гена, кодирующего α-галактозидазу А. У пяти из данных пациентов отсутствовали типичные клинические симптомы болезни Фабри – ангикератомы, акропарестезии, снижение потоотделения, вовлечение глаз, что позволяет говорить о своеобразном, преимущественно почечном, варианте болезни Фабри. У пяти больных была также выявлена типичная для болезни Фабри гипертрофия левого желудочка. P. Kotanko et al. (2004) [15] осуществили скрининг признаков болезни Фабри в 50 из 55 гемодиализных центров Австрии, включивший 2480 пациентов (80,1% из всей популяции больных, находившихся на программном гемодиализе в Австрии). У 85 (3,42%) пациентов активность α-галактозидазы А оказалась сниженной как в плазме крови, так и в лейкоцитах. У четырех мужчин – представителей этой группы (у троих из них болезнь Фабри диагностирована раньше) активность α-галактозидазы А была существенно сниженной, а при молекулярно-генетическом
анализе обнаружены мутации кодирующего ее гена. Таким образом, скрининг на наличие признаков болезни Фабри у гемодиализных пациентов позволил выявить еще одного нового пациента, а в целом частота этого заболевания у данной категории больных составила 0,161 %, что более чем в 10 раз
превышает известные величины распространенности болезни Фабри в общей популяции. Выполненное в Университете Jikei (Япония) измерение активности α-галактозидазы А у 450 мужчин, находившихся на программном гемодиализе и ранее не обследованных на предмет наличия у них болезни Фабри, позволило выявить 43-летнего мужчину с 20-летним диализным стажем, у которого активность данного фермента была снижена как в плазме крови, так и в лейкоцитах. У него не были обнаружены типичные клинические признаки болезни Фабри, например акропарестезии или сниженное потоотделение, но наряду с почечным поражением на стадии терминальной почечной недостаточности обнаруживалась и гипертрофия левого желудочка. Генетическое типирование мутаций гена α-галактозидазы А, ответственных за развитие болезни Фабри, оказалось успешным. Таким образом, скрининг на наличие болезни Фабри у мужчин, находившихся на программном гемодиализе, ранее не обследованных с целью ее диагностики, позволил выявить нового пациента, что составило 0,22 % среди всех обследованных [16].

Наряду с клинико-лабораторными проявлениями выраженность и характер течения болезни Фабри описывает также регистрируемая при морфологическом исследовании ткани почки, полученной при биопсии, выраженность загрузки гломерулярных эндотелиоцитов, мезангиоцитов, но особенно подоцитов и канальцевых эпителиоцитов нейтральными сфинголипидами [17]. Количество и распространенность сфинголипидных отложений, как и клинические признаки почечного процесса, при болезни Фабри в настоящее время удается уменьшать с помощью препаратов рекомбинантной
α-галактозидазы. D.P. Germain et al. (2007) [18] провели 20-недельное клиническое исследование, в котором применяли агалзидазу β; после его завершения лечение продолжили еще на 54 месяца. Спустя 54 месяца при морфологическом исследовании большинства пациентов было констатировано у них исчезновение глоботриазоцилцерамида из эндотелия капилляров кожи, миокарда, почек, а также подоцитов. У 41 из 54 пациентов креатининемия и скорость клубочковой фильтрации оставались стабильными; у 6 больных почечное поражение прогрессировало (все представители этой группы были старше 40 лет, у них исходно наблюдалась выраженная протеинурия, а при морфологическом исследовании ткани почек, полученной при биопсии, выявлялся гломерулосклероз).

Отдельно была предпринята попытка оценки влияния заместительной ферментной терапии с помощью агалзидазы β на клинические конечные точки – сердечно-сосудистые, почечные и церебральные осложнения, а также смертность [19]. С этой целью в 41 клиническом центре по схеме рандомизации 2 : 1 пациентам, страдающим болезнью Фабри, имевшим умеренно выраженную хроническую болезнь почек (протеинурия > 1 г/сут, вреатининемия – 1,6 ± 0,5 мг/дл), назначали плацебо или агалзидазу β (1 мг/кг каждые 2 недели вплоть до достижения суммарной продолжительности наблюдения 35 месяцев).
Осложнения, относившиеся к конечным точкам исследования, были отмечены у 42 % больных, получавших плацебо, и у 27 % получавших заместительную ферментную терапию. Применение
агалзидазы β приводило к достоверному увеличению периода, предшествующего развитию первого осложнения, что было особенно заметно в группе пациентов, исходно имевших расчетную скорость клубочковой фильтрации > 55 мл/мин/1,73 м2. Эти данные свидетельствуют в пользу необходимости максимально раннего распознавания болезни Фабри, возможного только при междисциплинарном диагностическом подходе и наличии соответствующих компетенций у терапевтов/врачей общей практики, нефрологов, кардиологов, ревматологов, неврологов, дерматологов. Разнообразие органных проявлений болезни Фабри может обусловливать ошибочную диагностику заболеваний из группы системных, что в свою очередь влечет за собой необоснованное применение иммуносупрессивной,
но не заместительной ферментной терапии [20].

“Точкой роста” для внедрения принципов персонифицированной медицины в клиническую нефрологию безусловно является и оценка вклада генетических детерминант в развитие различных хронических заболеваний почек. Так, первичный вариант фокально-сегментарного гломерулосклероза – одной из наиболее нозологически гетерогенных нефропатий – может быть, по крайне мере в части случаев, связан с носительством определенных вариантов соответствующих генов. Описаны ассоциации первичного фокально-сегментарного гломерулосклероза, в т. ч. семейного [21], c отдельными вариантами гена опухоли Вильмса (WT-1 ген) [22], с которым также связывают формирование ВИЧ-ассоциированной нефропатии. Известен наследующийся по аутосомно-доминантному типу вариант первичного фокально-сегментарного гломерулосклероза, развитие которого связано с мутациями гена потенциал-зависимых ионных каналов TRPC6, приводящими к увеличению амплитуды и продолжительности ионного тока.

Показано [23], что мутации данного гена также определяют увеличение экспрессии ядерного фактора транскрипции активированных Т-лимфоцитов различными клетками, включая подоциты. Этот процесс блокируется с помощью кальмодулин-зависимой киназы II, а также при назначении ингибиторов кальцинейрина, что объясняет, по крайней мере частично, высокую терапевтическую эффективность представителей данного класса лекарственных препаратов, в частности циклоспорина, при первичном фокально-сегментарном гломерулосклерозе.

Среди генов, мутации которых могут обусловливать развитие первичного фокально-сегментарного гломерулосклероза, особое внимание привлекает кодирующий тяжелую цепь немышечного миозина 9 (MYH9), в большом количестве экспрессируемого подоцитами. Установлено, что у афроамериканцев носительство экзонов 14–23-го гена MYH9 сопряжено с увеличением вероятности развития первичного фокально-сегментарного гломерулосклероза в 5 раз; они же обусловливают увеличение в 2,2 раза вероятности терминальной почечной недостаточности при гипертоническом поражении почек [24]. В целом определенные варианты гена MYH9 детерминируют развитие различных вариантов хронических заболеваний почек: так, B.I. Freedman et al. (2009) [25] выявили, что 13 из 15 известных полиморфизмов этого гена, как и Е1-гаплотип его, ассоциированы с терминальной почечной недостаточностью в исходе гипертонической нефропатии. У афроамериканцев названный гаплотип, как и отдельные полиморфизмы гена MYH9, приводят к увеличению вероятности необратимого ухудшения функции почек при диабетической нефропатии [26, 27].

Значение полиморфизма гена MYH9 в формировании предрасположенности к развитию почечного поражения подтверждено на экспериментальных моделях. Так, делеция этого гена из подоцитов приводит к быстрому развитию протеинурии и гломерулосклероза у мышей, подвергнутых действию адриамицина; у особей с нормальной подоцитарной экспрессией MYH9, напротив, адриамицин-индуцированной нефропатии не развивается [28]. Можно предполагать, что наличие отдельных
вариантов гена MYH9 оказывает определенное влияние на течение хронических заболеваний почек. W. Cheng et al. (2011) [29], обследовав 527 пациентов – коренных жителей Китая, страдавших IgA-нефропатией, показали, что носительство одного из вариантов гена MYH9 (rs11089788) сопряжено с достоверно более быстрым снижением расчетной скорости клубочковой фильтрации и является одной из независимых детерминант почечного прогноза.

Наряду с MYH9 первичный фокально-сегментарный гломерулосклероз может быть ассоциирован и с мутациями других подоцитарных генов. Развитие первичного фокально-сегментарного гломерулосклероза у детей связывают с отдельными мутациями генов подоцина и ламинина [30]. Так,
у европейцев носительство R229Q-варианта гена подоцина приводит к увеличению вероятности развития первичного фокально-сегментарного гломерулосклероза на 20–40 % [31]. Подоцитарную дисфункцию, играющую заметную роль в развитии первичного фокально-сегментарного гломеруло-
склероза, связывают также с мутацией гена INF2, кодирующего экспрессируемый подоцитами белок формин [32].

Использование принципов персонифицированной медицины в клинической нефрологии безусловно расширит показания к назначению высокоселективных (таргетных) терапевтических стратегий. Одним из наиболее демонстративных примеров можно считать установленную сегодня эффективность
ритуксимаба – моноклональных антител к CD-20 рецепторам В-лимфоцитов – при первичной мембранозной нефропатии. Основанием к назначению этого препарата является в первую очередь установленное при мембранозной нефропатии преобладание В-лимфоцитов, экспрессирующих CD-20, в инфильтратах почечной ткани, особенно тубулоинтерстиции [33]. Применение ритуксимаба при первичной мембранозной нефропатии позволяет добиваться заметного снижения протеинурии вплоть до купирования нефротического синдрома [34], а также уменьшения выраженности морфологических
признаков поражения почечной ткани, в частности полного или частичного исчезновения субэпителиальных депозитов IgG4 и С3-фракции комплемента, а также регистрируемых при электронной микроскопии электронно-плотных депозитов и ультраструктурных признаков поражения подоцитов [35]. Область использования ритуксимаба в нефрологии, очевидно, в дальнейшем будет расширяться, например, за счет тяжелого резистентного к стандартным терапевтическим схемам почечного поражения при системных некротизирующих ANCA-ассоциированных васкулитах [36].
Возможность терапевтического управления генами с целью предупреждения или по крайней мере торможения развития почечных заболеваний пока недостижима в реальной клинической практике, однако в экспериментальных исследованиях уже получены весьма обнадеживающие результаты. Так, у крыс линии Dahl – одной из наиболее часто используемых моделей соль-чувствительной артериальной гипертензии – развитие нефросклероза во многом определяется заметным увеличением почечной экспрессии трансформирующего фактора роста-бета (ТФР-бета), особенно заметным при содержании животных на диете, богатой натрием. В свою очередь у животных, у которых ген, кодирующий ТФР-бета, был частично инактивирован, в условиях высокосолевого пищевого рациона степень повышения АД одинакова с особями – носителями интактного гена, однако в заметно меньшей степени увеличивается экскреция белка с мочой. Кроме того, у животных – носителей дефектного гена ТФР-бета в заметно меньшей степени выражено гломерулярное повреждение и тубулоинтерстициальный фиброз [37]. “Выключение” генов, кодирующих основные медиаторы гломерулосклероза и тубулоинтерстициального фиброза, может рассматриваться в перспективе как один из принципиально новых подходов к лечению хронических почечных заболеваний.

Таким образом, ближайшие перспективы внедрения персонифицированной медицины в нефрологию во многом определяются прогрессом молекулярной биологии и генетики. Идентификация генетических детерминант эффективности и нежелательных явлений лекарственных препаратов, а также
вариантов определенных генов, обусловливающих предрасположенность к почечным болезням, например, в связи с функциональной неполноценностью кодируемых ими белков (вазоактивные молекулы, протеины подоцитарных мембран, факторы репарации), позволит более точно предсказывать течение острых и хронических заболеваний и почек, более рационально выбирать тактику их лечения. Очевидно, что именно на основе принципов персонифицированной медицины
должны разрабатываться новые таргетные терапевтические стратегии, активирующие или блокирующие клеточные рецепторы, а также стимулирующие или угнетающие экспрессию соответствующих генов конкретными видами клеток. Именно в нефрологии особенно привлекательным могут стать те высокоселективные лекарственные препараты, которые не только подавляют ткань деструктивные реакции, но и способствуют реализации механизмов тканевой самозащиты и репарации, в перспективе – и таргетные молекулярно-генетические технологии, позволяющие управлять экспрессией генов, кодирующих медиаторы нефросклероза.


About the Autors


Mukhin N.A. - academician of Russian Academy of Science and Russian Academy of Medical Sciences, head of therapy and professional diseases department of Preventive medicine faculty, director of Health-saving Technologies center at State Budgetary Educational Institution of High Professional Education “First Moscow State Medical University n.a. I.M. Sechenov” Ministry of Health of Russian Federation, Ph.D.
E-mail: moukhin-nephro@yandex.ru


Similar Articles


Бионика Медиа