Генетические детерминанты венозных тромбоэмболических осложнений у больных с переломами костей нижних конечностей

Сведения о частоте тромбоза глубоких вен (ТГВ) и тромбоэмболии легочных артерий (ТЭЛА) значительно варьируют, по данным разных источников. Считается, что бессимптомные венозные тромбоэмболические осложнения (ВТЭО) возникают после 40-84% операций тотального эндопротезирования коленного сустава и 45-57% эндопротезирований тазобедренного сустава [1]. Переломы костей бедра и голени сопровождаются бессимптомными тромбозами вен голени с частотой 80% и 74-77% соответственно [2].

Выполнение протоколов профилактики ВТЭО [3] существенно снижает их частоту, однако полностью не исключает их развития [4]. Одной из причин, повышающих вероятность ВТЭО, являются генные мутации и полиморфизмы факторов свертывающей и противосвертывающей систем крови [5, 6].

Цель публикации - описание и анализ причин ВТЭО, возникших у пациентов при лечении переломов костей нижних конечностей в условиях адекватной профилактики антикоагулянтами.

У 3 пациентов с переломами костей бедра и голени, осложнившихся развитием дистального ТГВ и последующей ТЭЛА, проведен анализ клинических, патоморфологических и генетических данных. Летальный исход наступил у 2 пострадавших.

Аутопсии провели в условиях Ростовского областного бюро судебно-медицинской экспертизы. Выполняли стандартные процедуры: наружное и внутреннее исследование трупа, гистологическое исследование источника ТЭЛА, сосудов малого круга кровообращения.

С целью выявления возможных причин тромбофилии провели генетическое типирование полиморфных локусов FV Leiden, PRT (FII), MTHFR, PAI-1, NOS3 методом энзиматической амплификации в реальном времени. Образцы крови подвергали воздействию реагентов SNP-Скрин («Синтол») с последующей флюоресцентной детекцией специфической последовательности нуклеиновых кислот методом полимеразной цепной реакции с использованием компьютеризированного четырехканального устройства АНК-32. Для оценки специфичности реакции амплификации использовали три положительных (+/+, +/– и –/–) и один отрицательный (проба без ДНК) контроли.

Наблюдение 1. Больная Т., 62 года. Пациентка экстренно госпитализирована в лечебное учреждение по поводу закрытого импрессионного перелома наружного мыщелка правой большеберцовой кости.

При поступлении наложено скелетное вытяжение. Риск ВТЭО расценен как высокий. Начата профилактика нефракционированным гепарином в дозировке 5000 МЕ 3 раза в сутки. На 8-е сутки взята в операционную для проведения открытой репозиции, накостного металлоостеосинтеза со свободной костной пластикой. Операцию проводили под эпидуральной анестезией. В ходе операции у пациентки развились симптомы ТЭЛА. Начата тромболитическая терапия, лечение продолжено в отделении интенсивной терапии, где пациентка скончалась на 3-и сутки после развития осложнения.

В ходе секционного исследования обнаружен тромбоэмбол в просвете легочных артерий, ТГВ травмированной голени (рис. 1).

В глубоких венах травмированной голени обнаружены плотноватые сухие тромбы, местами фиксированные к стенке сосуда. В ходе аутопсии в легочном стволе и его ветвях были выявлены влажные, блестящие, темно-красные свертки крови, полностью обтурирующие просвет сосудов. При гистологическом исследовании препарата легкого в просветах крупных сосудов найдены тромбоэмболы, коагуляционные тромбы смешанного строения.

Генетическое типирование выявило полиморфизм в генах MTHFR 677CT, PAI-1 4G/5G, NOS3 786ТС.

Наблюдение 2. Пациент К., 24 года. Госпитализирован по поводу закрытого перелома дна вертлужной впадины, вывиха правого бедра. В день поступления в районную больницу вывих правого бедра вправлен, наложено скелетное вытяжение. Сведений о фармакологической профилактике ВТЭО в течение первых 4 сут нет. На 5-е сутки после травмы пациент переведен в областное лечебное учреждение, где начата профилактика ВТЭО эноксапарином натрия в дозировке 4000 анти-Ха МЕ подкожно 1 раз в день. Биохимические показатели, характеризующие свертывающую систему крови, оставались нормальными в течение всего периода наблюдения.

На 13-е сутки после травмы под общей анестезией начата открытая репозиция, накостный металлоостеосинтез дна вертлужной впадины. В ходе операции хирургическая бригада отметила прекращение кровотечения из операционной раны, приобретение мягкими тканями тусклого, дряблого вида. Зафиксировано снижение артериального давления и остановка сердечной деятельности. Реанимационные мероприятия успеха не принесли. Через 10 мин после начала оперативного вмешательства и через 60 мин после начала реанимационных мероприятий была констатирована смерть.

На стороне травмы обнаружен ТГВ, тромбоэмболия основного ствола легочной артерии (рис. 2).

Наблюдение 3. Больной Ч., 45 лет. Госпитализирован по поводу закрытого перелома наружного мыщелка левой большеберцовой кости со смещением. Принято решение о лечении методом скелетного вытяжения. На 22-е сутки со дня поступления у пациента появились боли в правой половине грудной клетки, кашель с мокротой, гипертермия. Описанная симптоматика была расценена как развитие правосторонней пневмонии. Скелетное вытяжение снято, наложена гипсовая повязка, пациент переведен в терапевтическое отделение. На 33-и сутки у пациента отмечены кровохарканье, одышка, усиление болей в правой половине грудной клетки, рецидивировала гипертермия. По данным спиральной компьютерной томографии органов грудной клетки диагностирован массивный инфаркт долей правого легкого, ТЭЛА ветвей правой легочной артерии. В комплекс терапии включены непрямые антикоагулянты - варфарин, в процессе лечения было достигнуто среднее значение МНО, равное 2,5. Генетическое типирование выявило полиморфизмы MTHFR 677 CT, NOS3 786ТС.

Обобщенные результаты генетического типирования пациентов представлены в таблице.

Анализ данных генотипирования позволяет констатировать, что у всех 3 пациентов мутация в гене фактора II свертывания (протромбин G20210͢A) и в гене фактора V свертывания крови (FV Leiden) отсутствовала.

Все пациенты являлись гетерозиготными носителями гена фермента MTHFR (677СТ) вследствие полиморфизма C677͢T. При исследовании полиморфизма 786ТС в гене фермента NOS3 у 3 пациентов выявлена форма 786ТС, т.е. они также являлись гетерозиготными носителями этого признака.

Обнаружение полиморфизма 4G/5G в гене фермента PAI-1 в наблюдении 1 подтверждает, что пациентка являлась гетерозиготным носителем данного признака. Пациент К. относился к гомозиготам (4G/4G), пациент Ч. был носителем 5G/5G.

Таким образом, в каждом из описываемых наблюдений обнаружены мутации генов факторов, участвующих в работе свертывающей-противосвертывающей системы, что может быть расценено как причина возникновения ВТЭО, несмотря на проводившуюся антикоагулянтную терапию.

Наследуемые, а иногда и приобретенные в процессе жизни, дефекты белков, участвующих в тромбообразовании и фибринолизе, формируют истинную тромбофилию [7].

Группу высокого риска составляют лица с наследственными формами тромбофилии, обусловленными мутациями генов протромбина (G20210A) [8, 9], фактора V (G1691A) [10], полиморфизмом генов, ответственных за синтез белков фолатного цикла метилентетрагидрофолатредуктазы (MTHFR) (С677Т) [11] и метилентетрагидрофолатдегидрогеназы (MTHFD1) (G1958A) [12].

Мутация G ͢ A (20210) в гене протромбина приводит к повышению его уровня в крови, что способствует усилению тромбообразования [10]. Это означает, что уже у гетерозиготного носителя выше риск развития тромбоза. Мутация гена фактора V свертывания крови (проакцелерина), состоящая в замене гуанина на аденин в положении 1691, приводит к замещению в его полипептидной цепи аргинина на глутамин в положении 506. В результате этих мутаций фактор Va становится более устойчивым к расщепляющему действию активированного протеина C и, следовательно, вызывает усиление прокоагулянтной активности крови. Механизм реализуется путем снижения скорости деградации фактора Va, повышения образования тромбина и снижения инактивации активированного фактора VIII. Клиническим проявлением указанной мутации является предрасположенность к ТГВ [13].

Ген MTHFR кодирует белок метилентетрагидрофолатредуктазу, основной фермент фолатного цикла. Мутация в этом гене приводит к снижению его активности и, как следствие, к гипергомоцистеинемии. Гомоцистеин является независимым фактором риска для атеротромбозов и атеросклероза, его уровень в плазме связан с сосудистыми расстройствами.

В гене MTHFR замена С на Т в положении 677 (С677Т) приводит к замене аланина на валин в каталитическом домене в молекуле белка-фермента. У гомозигот (677ТТ) по полиморфной аллели активность фермента in vitro снижена на 70%, а у гетерозигот (С677СТ) – на 35% [14].

В результате снижения активности фермента MTHFR может возникнуть легкая или умеренная гипергомоцистеинемия, что вызывает дисфункцию эндотелия и увеличивает риск тромбообразования,

Ингибитор активаторов плазминогена-1 (Plasminogen Activator Inhibitor-1, PAI-1) является основным антагонистом тканевого активатора плазминогена (Tissue Plasminogen Activator, tPA) и урокиназы (uPA). Он относится к группе ингибиторов сериновых протеаз. Повышение концентрации PAI-1 в крови приводит к снижению активности противосвертывающей системы и, как следствие, увеличивает риск развития тромбоза. Главный полиморфизм гена был выявлен в промоторной (регуляторной) области и известен как полиморфизм 4G/5G. Аллель 5G сопровождается меньшей активностью, чем аллель 4G. Поэтому у носителей аллели 4G концентрация PAI-1 выше, чем у носителей аллели 5G, что приводит к повышению риска тромбообразования.

Оксид азота (NO) - эндотелиальный фактор релаксации [15] - играет важную роль в регуляции тонуса кровеносных сосудов (вазодилатация) и тромбогенеза [16]. Снижение содержания NO ведет к нарушению вазомоторной функции сосуда, усилению процессов тромбообразования и атерогенеза [17]. NO вырабатывается из L-аргинина при участии фермента NO-синтазы [18]. Известно три формы данного фермента, кодируемые разными генами [19]. Эндотелиальная NO-синтаза является продуктом гена NOS3, считающимся геном-кандидатом риска развития сердечно-сосудистой патологии [20].

Таким образом, в описываемых случаях у пациентов имелась наследственная предрасположенность к тромбозам в связи с наличием тромбофилий, способствующих нарушению функции эндотелия за счет дисбаланса в системе фолатного цикла и повышению содержания гомоцистеина в плазме крови, нарушению функции лизиса тромба, дисбалансу в релаксации сосудистой стенки.

Результаты генетического исследования биоматериала умерших пациентов позволяют предполагать следующие патогенетические механизмы дефекта тромбообразования: мутации в гене MTHFR сопровождаются повышением уровня гомоцистеина, что приводит к повреждению и дисфункции эндотелия, возможно, к обнажению базальной мембраны. Этот каскад ускоряет процессы в сосудисто-тромбоцитарном звене гемостаза.

Наличие мутации в гене PAI-1 у пациентов Т. и К. привело к недостаточности лизиса формирующихся тромбов глубоких вен голени. Мутация NOS3 способствовала замедлению скорости кровотока за счет нарушения регуляции диаметра сосудов.

Применение в описанных случаях гепарина, влияющего преимущественно на плазменное звено системы гемостаза, не могло быть эффективным и патогенетически обоснованным, поскольку у погибших пациентов имелись генетически обусловленные дефекты сосудисто-тромбоцитарного сегмента гемостаза.

Три приведенных клинических наблюдения не могут быть основой для обобщений, однако у погибших от тромбоэмболических осложнений традиционной антикоагулянтной профилактики было явно недостаточно. Своевременное распознавание генетических мутаций позволит вносить дополнения в комплекс профилактики тромбоэмболических осложнений, например сочетание ее с препаратами, способствующими снижению уровня гомоцистеина и оказывающими релаксирующее действие на сосудистую стенку.

Применяемые стандарты профилактики ВТЭО не могут считаться эффективными при наличии факторов наследственной предрасположенности к тромбофилии. Одним из направлений усовершенствования профилактики ВТЭО при травме и плановых оперативных вмешательствах может стать генетическое типирования пациентов с целью индивидуализации антикоагулянтной профилактики.

Конфликт интересов: авторы сообщают об отсутствии конфликта интересов.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования - Г.Г., Д.Б.

Сбор и обработка материала - С.С., Д.Б., В.Д., И.К.

Написание текста - С.С., Г.Г., Д.Б.

Редактирование - С.С., Г.Г., Д.Б.