Effect of VEGF a on the development of tubulointerstitial fibrosis and the probability of achieving complete remission in patients with primary chronic glomerulonephriti


DOI: https://dx.doi.org/10.18565/nephrology.2021.4.48-52

A.V. Mukhtarova, M.M. Batyushin, E.А. Sinelnik, N.V. Antipova, A.V. Razina

1) Department of Internal Medicine № 2, Rostov State Medical University, Rostov-on-Don, Russia; 2) Nephrology Department, Clinic of the Rostov State Medical University, Rostov-on-Don, Russia; 3) Department of Morbid Anatomy, Regional Clinical Hospital № 2, Rostov-on-Don, Russia; 4) Nephrology Department, Regional Clinical Hospital № 2, Rostov-on-Don, Russia
Objective. Evaluation of the effect of VEGF A on the development of tubulointerstitial fibrosis (TIF) and the probability of achieving complete remission in patients with primary chronic glomerulonephritis.
Material and methods. The study included 75 patients aged 18 to 75 years. All participants underwent clinical and laboratory examination, kidney needle biopsy with staining of biopsy samples with a specific labeled antibody to VEGF A to determine its expression in kidney tissue.
Results. The maximum VEGF A expression was observed in the initial collecting tubules in all 75 biopsy samples. A direct association was found between the VEGF A expression and the severity of TIF (r – 0.26; P<0.05). Logistic regression analysis demonstrated the probability of achieving remission with a minimum VEGF A expression equal to 34%, which is by 22% greater than with pronounced expression.
Conclusion. Dysregulation of VEGF A expression in the kidney tissue leads to the development of TIF and a decrease in the probability of reaching the complete remission in patients with primary chronic glomerulonephritis.

Хроническая болезнь почек (ХБП) на сегодняшний день признана «тихой эпидемией», поскольку распространенность данного заболевания неуклонно растет. Согласно мировой статистике, ХБП страдает около 15% населения. [1] Среди основных причин ХБП выделяют гломерулонефриты, которые приводят к развитию терминальной почечной недостаточности у трудоспособного населения [2].

В патогенезе гломерулонефритов задействованы клубочки, канальцы, в которых развиваются воспалительный процесс и некроз с образованием рубцовой ткани, а также сосудистый компартмент [3]. Ключевым фактором сосудистого ремоделирования служит эндотелиальный сосудистый фактор роста А (VEGF-А), депонирующийся в межклеточном пространстве. Экспрессия VEGF-A осуществляется подоцитами, эпителиальными клетками, гладкомышечными клетками сосудов, макрофагами [4–6]. Выделяют три вида рецепторов VEGF-А: VEGFR-1, VEGFR-2 и VEGFR-3 [7]. Взаимодействие VEGF-A с VEGFR-2 приводит к увеличению проницаемости кровеносных сосудов, к пролиферации эндотелиальных клеток, а также способствует накоплению экстрацеллюлярного матрикса [5]. При длительно существующей ишемии происходит накопление VEGF-А, что доказывает положительную обратную связь между ишемией и синтезом VEGF-А, что способствует развитию необратимых изменений в почечной ткани [8].

Цель исследования: изучение влияния VEGF-А на развитие ТИФ и вероятность достижения полной ремиссии у пациентов с первичными хроническими гломерулонефритами.

Материалы и методы. В исследовании приняли участие 75 человек в возрасте от 18 до 75 лет с диагнозом «первичный хронический гломерулонефрит в стадии обострения» и показаниями к проведению морфологического исследования почек. Пациенты с иными заболевания почек в исследование не включались. Среди исследуемых были 52 представителя мужского пола и 23 – женского. Всем участникам проводилось обследование, включившее оценку клинико-лабораторных показателей, проводились инструментальные методы исследования, в т.ч. пункционная нефробиопсия. Дополнительно срезы биоптатов окрашивались специфическим маркированным антителом к VEGF-А для определения его экспрессии в ткани почек. Для морфологической оценки биоптатов применялся цифровой микроскоп «Leica DMD108». Скорость клубочковой фильтрации рассчитывалась по формуле СKD-EPI (Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration, 2011). Ранжирование стадий ХБП проводилось согласно классификации Kidney Disease: Improving Global Outcomes, 2002. Достижение полной ремиссии больными с нефротическим синдромом определялось по уровню суточной протеинурии (менее 0,2 г/сут.) и сывороточному альбумину (более 40 г/л). У пациентов с нефритическим синдромом полная ремиссия основного заболевания оценивалась по уровню белка в моче и отсутствию эритроцитов. Статистический анализ данных выполнялся с использованием программ Mic. Off. Excel-2016 (MicrosoftCorp., USA) и Statistica-10.0 (StatSoft Inc., USA). С помощью критерия Колмогорова–Смирнова оценивалась нормальность распределения признаков, при ненормальном распределении определялись медиана, интерквартильный размах. Непараметрический критерий Манна–Уитни использовался для оценки различий между двумя независимыми выборками, χ2 критерий – для неколичественных показателей. Для изучения взаимосвязи двух переменных применялся коэффициент корреляции Спирмена. При помощи логистического регрессионного анализа определялась вероятность развития события. Нулевую гипотезу отвергали при р<0,05.

Результаты. Средний возраст участников составил 36,7±12,3 года. Продолжительность заболевания почек – 3,0 [1,0; 5,0] года. Средний уровень креатинина крови – 81,0 [71,0; 105,0] мкмоль/л, мочевины – 5,9 [4,6; 7,9] ммоль/л, общего белка – 65,0 [53,0 70,0] г/л, альбумина – 37,8 [28,3; 42,0], суточной протеинурии – 2,6 [0,4;7,13] г/л. Средняя СКФ – 87,3±31,2 мл/мин/1,73 м2. Нефротический синдром выявлен у 53,3% участников, нефритический – у 46,7%. ХБП 1-й стадии зарегистрирована у 41 человека, 2-й – у 22, стадии-3А – у 12. Артериальная гипертензия наблюдалась в 65,3% случаев.

Согласно проведенному анализу статистических данных, одной из наиболее распространенных морфологических форм гломерулонефритов оказалась IgA-нефропатия, т.к. выявлена у 42 (56%) пациентов. Фокально-сегментарный гломерулосклероз и мембранозная нефропатия наблюдались в 18,7 и 17,3% случаев соответственно. Наиболее редкие формы: болезнь минимальных изменений – 5,3%, IgM-нефропатия – 2,7%. Изучение встречаемости различных морфологических признаков позволило выявить утолщение стенок капилляров у 49,3% пациентов, утолщение базальной мембраны капилляров в 54,7%. Проявления ТИФ выявлены у 76% пациентов. ТИФ 1-го ранга (менее 25% канальцев с признаками атрофии в биоптате и наличие воспалительных клеточных инфильтратов) зарегистрирован в 58,7% случаев, ТИФ 2-го ранга (от 26 до 50% атрофированных канальцев и наличие диффузной воспалительной клеточной инфильтрации) в 12,5% , ТИФ 3-го ранга (более 50% канальцев с атрофией и диффузной воспалительной клеточной инфильтрацией) наблюдался у 5,3% исследуемых.

Экспрессия фактора VEGF А в почечной ткани оценивалась в системе 3 баллов, где 0 баллов – отсутствие экспрессии, 1 – слабая экспрессия, 2 – умеренная, 3 балла – интенсивное окрашивание. Согласно рис. 1, максимальная экспрессия фактора наблюдается в проксимальном отделе канальцев во всех 75 биоптатах.

49-1.jpg (45 KB)

Корреляционный анализ между экспрессией VEGF-А в почечной ткани и морфологическими параметрами биоптатов позволил зарегистрировать достоверную связь VEGF-А с некрозом подоцитов (r – 0,26; р<0,05). Прямо пропорцио-нальная связь выявлена при изучении влияния VEGF-А на выраженность ТИФ (r – 0,26; р<0,05). Аналогичные корреляции выявлены с наличием фиброзно-клеточных полулуний (r – 0,28; р<0,05), а также с развитием фиброза интимы сосудов мелкого калибра (r – 0,32; р<0,05).

Проведение логистического регрессионного анализа (рис. 2) позволило определить вероятность развития ТИФ в зависимости от экспрессии VEGF-A в наружном листке капсулы Шумлянского–Боумена, представленном эпителиальными клетками. Согласно результатам анализа, в отсутствие экспрессии VEGF-A вероятность развития ТИФ составила 70%, при минимальной экспрессии – 85, при умеренной – 93, при выраженной – 98%. Методом регрессионного анализа оценивалась вероятность достижения стадии полной ремиссии хронических гломерулонефритов в зависимости от экспрессии VEGF-A в наружном листке капсулы.

50-1.jpg (43 KB)

На рис. 3 продемонстрирована вероятность достижения ремиссии при минимальной экспрессии VEGF-А и составила 34%, что на 22% больше, чем при выраженной экспрессии. Известно, что париетальные эпителиальные клетки участвуют в формировании полулуний и спаек в клубочках, а также в развитии центрального сегментарного гломерулосклероза, что неизбежно ведет к прогрессированию ХБП [9].

Обсуждение

Ремоделирование клубочков, включающее повреждение подоцитов, расширение клубочков, наличие воспалительных клеток, пролиферации эндотелиальных и эпителиальных клеток, препятствует оттоку ультрафильтрата, богатого белковыми структурами, в просвет канальцев. Направление меняется в сторону интерстициальной ткани, в результате чего ультрафильтрат распространяется вниз – между эпителием проксимальных канальцев и базальной мембраной, что приводит к развитию атрофии [10]. VEGF-А защищает эндотелиальные клетки и подоциты от апоптоза, однако в условиях гипоксии, изменения метаболизма клеток, а также влияния провоспалительных цитокинов и факторов роста, например TGFb-1 (трансформирующий фактор роста бета 1), происходит активация р38МАРК (р38 митоген-активированная протеинкиназа), что способствует апоптозу эндотелиальных клеток и подоцитов [11, 12].

Протеинурия и HIF1 – факторы, индуцируемые гипоксией 1-альфа, активируют эпителий проксимальных канальцев на выработку VEGF-А в ответ на повреждение, что следует рассматривать как компенсаторную реакцию.

Однако чрезмерная и неконтролируемая секреция VEGF-А может приводить к образованию нефункциональных сосудов, способствующих воспалению, активации макрофагов и фиброзу [13]. Согласно двунаправленной связи между эпителиальными клетками канальцев и эндотелиальными клетками капилляров, повреждение эпителиальных клеток способствует разрежению перитубулярных капилляров, что впоследствии усиливает гипоксическое повреждение клеток канальцев [14]. VEGF-A участвует в ремоделировании межклеточного матрикса за счет индукции факторов: активатора плазминогена, ингибитора активатора плазминогена-1 и интерстициальной коллагеназы [12]. Также VEGF-А активирует синтез моноцитарного хемотаксического протеина-1 в эндотелиальных и гладкомышечных клетках, что ведет к прогрессированию фибротических изменений межуточной ткани [15].

Заключение

В ходе проведенного исследования зарегистрирована выраженная экспрессия VEGF-А в проксимальном отделе канальцев, поскольку именно данный участок нефрона подвергается белковой перегрузке с последующим развитием атрофии канальцев. Дисрегуляция экспрессии VEGF-А в почечной ткани ведет к развитию ТИФ и снижению вероятности достижения стадии полной ремиссии у больных первичными хроническими гломерулонефритами. Выявленные корреляции VEGF-А с различными патоморфологическими элементами в биоптатах позволяют оценивать данный маркер не только как фактор, отвечающий за процессы адаптации сосудистой ткани, но и как патологический маркер, чрезмерная экспрессия которого приводит к развитию необратимых изменений.


About the Autors


Aytan V. Mukhtarova – Head of the Dialysis Department № 2, OOO DC NEPHROS-DON, Cand. Sci. (Med.) degree seeker at the Department of Internal Medicine № 2, Rostov State Medical University, Rostov-on-Don, Russia; e-mail: ayka.mukhtarova@gmail.com. ORCID: 0000-0001-6367-6727
Mikhail M. Batyushin – Dr. Sci. (Med.), Professor, Professor at the Department of Internal Medicine № 2, Head of the Nephrology Department of the Clinic of the Rostov State Medical University, Rostov-on-Don, Russia; e-mail: batjushin-m@rambler.ru. ORCID: 0000-0002-2733-4524
Elena A. Sinelnik – Cand.Sci. (Med.), Head of the Department of Morbid Anatomy, Regional Clinical Hospital № 2, Rostov-on-Don, Russia; e-mail: ob2p@mail.ru
Natalya V. Antipova – Head of the Nephrology Department, Regional Clinical Hospital № 2, Rostov-on-Don, Russia; e-mail: ob2p@mail.ru
Aleksandra V. Razina – Cand.Sci. (Med.), Nephrologist at the Nephrology Department of the Clinic of the Rostov State Medical University, Rostov-on-Don, Russia;
e-mail: pasechnik-alexandra@mail.ru


Similar Articles


Бионика Медиа