Введение
Рудольф Вирхов, изучая патофизиологические аспекты венозного тромбоза и тромбоэмболии, сформулировал постулат, который в течение полутора веков остается незыблемым. Он утверждал, что тромботические массы не образуются в легочной артерии (ЛА) de novo, а являются следствием миграции тромбов из периферического венозного русла и обусловливают вторичную обструкцию ветвей ЛА [1].
По мере накопления клинических данных о венозных тромбоэмболиях (ВТЭО) стали возникать сомнения, что эмболия тромботическими массами из венозного русла является единственной причиной появления тромбов в ветвях ЛА [2, 3]. Результаты МР панфлебографии с охватом венозного русла всего тела указывают на возможность выявления тромботических масс в легочной артерии без сочетания с тромбами в глубоких венах. В голландском исследовании у 102 пациентов с впервые возникшими симптомами тромбоэмболии ЛА (ТЭЛА) при панфлебографии был обнаружен тромбоз глубоких вен (ТГВ) лишь у 44% больных [4]. У 55 (56%) больных первичный источник ТЭЛА выявлен не был. Надежность оценки полученных результатов обусловливают высокая чувствительность и специфичность МР флебографии в диагностике венозного тромбоза, составляющие 96 и 98% соответственно [4, 5].
Изолированный тромбоз ветвей ЛА описан у пациентов пульмонологического, гематологического, хирургического и инфекционного профилей.
Клинические аспекты тромбоза легочной артерии
В исследовании RIETE, в которое были включены 2984 пациента с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ), частота выявления тромботической обструкции ветвей ЛА составила 59% [6]. Среди них были как больные с истинной ТЭЛА, так и с изолированным поражением ЛА без ТГВ. При наблюдении за этими пациентами через 7 сут и 3 мес было показано, что большее значение в структуре рецидива ВТЭО и летальности имеет ретромбоз именно в бассейне ЛА (без ТГВ), который и преобладает у таких пациентов [6, 7]. Анализ обострений ХОБЛ показал, что низкая сатурация кислорода, диспноэ, тяжесть заболевания повышают риск тромбоза ЛА [8]. В исследованиях, где частота тромбоза ЛА оценивалась отдельно от ТГВ, сообщается о его развитии у 5—39% пациентов с ХОБЛ [9, 10]. Результаты КТ ангиографии свидетельствуют о наиболее частом поражении сегментарных (4,7%) и субсегментарных (18,6%) ветвей ЛА [11]. В стволе ЛА тромбы диагностируются лишь в 5,8% случаев [11]. Однако данные о частоте поражения ветвей ЛА у больных с ХОБЛ разнятся между исследованиями [9].
Высокий риск ТЭЛА характерен и для пациентов с бронхиальной астмой [12]. При тяжелом течении астмы риск ТЭЛА повышается в 9 раз, при астме среднетяжелого течения — в 3,5 раза [12]. Анализ структуры ВТЭО указывает на специфичность поражения именно бассейна ЛА у таких больных. Частота ТГВ у них оказывается не выше, чем в общей популяции [12].
Тромбоз ЛА ассоциирован с эпизодами обострения серповидно-клеточной анемии (СКА) [13]. Осложнение в виде острого торакального синдрома (ОТС) в период обострения СКА обусловлено гемолизом эритроцитов, вазоконстрикцией, агрегацией тромбоцитов и может сопровождаться тромбозом ветвей ЛА. Мультиспиральная компьютерная томография (МСКТ), выполненная в первые 3 сут ОТС, позволяет выявить тромбоз ЛА без ТГВ у 21% больных [13]. Распределение тромбов наблюдается преимущественно в сегментарных ветвях ЛА (75%), реже в субсегментарных артериях (15%) [13]. В долевых ветвях ЛА также обнаруживаются тромбы, но в меньшем количестве случаев (10%) [13]. Характерной КТ-картиной является частичный дефект наполнения артерии. Тромботические осложнения наблюдаются как у пациентов с впервые возникшим ОТС, так и при повторном ОТС, а в некоторых случаях — при каждом обострении [13].
Тромботическое поражение ЛА является одним из осложнений при травме и огнестрельном ранении, частота достигает 9,3% [14]. В этой когорте больных сочетание тромбоза ЛА и ТГВ наблюдается лишь у 15—23% пострадавших [2, 14]. Диагностируется тромбоз ЛА уже в течение первых 2 ч с момента травмы. Причины «острого перитравматического легочного тромбоза» могут отличаться от таковых при других патологиях и быть обусловленными локальным ответом ЛА на травму [14]. Также могут иметь значение образующиеся ателектазы, вазоконстрикция, стаз и локальная гипоксия [15]. Тромбы при «остром перитравматическом тромбозе» ЛА наблюдаются в сегментарных (38%) и субсегментарных (15%) ветвях ЛА [14]. С высокой частотой тромбы могут выявляться и в крупных ветвях ЛА (47%) [14].
Было показано, что тромбоз ЛА может возникать в отдаленном послеоперационном периоде у больных, перенесших пульмонэктомию или лобэктомию [16]. В среднем интервал между хирургическим вмешательством и развитием данного осложнения в этом исследовании составил 97 (37—231) сут. При оценке выраженности реканализации тромбированных ветвей ЛА лучшие результаты наблюдались у больных с ТЭЛА, нежели с тромбозом ЛА. Степень реканализации составляла 90 и 25% соответственно.
По результатам патологоанатомических вскрытий, источник ТЭЛА не выявляется у 28% пациентов, умерших после экстренных операций, и у 30% пациентов после плановых операций [3]. Среди скончавшихся больных терапевтических отделений тромбоз ЛА без ТГВ обнаруживается у 20,9% [3]. Данные были получены по результатам вскрытий 500 пациентов, причиной смерти которых являлась ТЭЛА.
Тромбоз ЛА может развиваться как осложнение вирусных инфекций. В популяционном исследовании случай-контроль Multiple Environmental and Genetic Assessment (MEGA) на 2069 пациентах с ВТЭО (ТЭЛА+/–ТГВ) были продемонстрированы высокие риски тромбоза ЛА у больных, перенесших вирусную пневмонию в течение 1 года до наступления тромботического события [17]. При этом риск первичного тромбоза ЛА увеличивался в 8,1 раз (95% ДИ 6,2—01,6), существенно превышая таковой для ТГВ (ОШ 3,0; 95% ДИ 2,2—4,0).
Исследования, посвященные изучению вирусных пневмоний, вызванных SARS-CoV-2, свидетельствуют о частом и характерном для данного заболевания тромботическом поражении ЛА [18, 19]. Сравнение частоты тромбоза ЛА при тяжелых пневмониях, вызванных SARS-CoV-2 и вирусом гриппа, демонстрирует высокий риск данного осложнения у больных COVID-19 (22,88% против 14,4% соответственно) [18].
В период эпидемии вирусных пневмоний 2003 г., вызванных вирусом SARS семейства коронавирусов, также появлялись сообщения о развитии у больных венозных тромботических осложнений на фоне данного заболевания [20, 21]. У ряда пациентов тромбоз ЛА носил первичный характер и не был ассоциирован с ТГВ [21]. При КТ-ангиографии тромбы обнаруживались в крупных ветвях ЛА [20].
Описаны случаи тромбоза ЛА при цитомегаловирусной инфекции у пациентов без иммунодефицита [22]. Развитию тромбоза предшествует разворачивание яркой клинической картины в виде сохраняющейся в течение нескольких дней лихорадки, лимфаденита, астении, может наблюдаться диарея [22, 23]. В крови определяются гигантские базофильные лимфоциты, возможна тромбоцитопения, отмечается высокий уровень C-реактивного белка (СРБ), у некоторых пациентов — повышение печеночных трансаминаз [22, 23]. Появление у таких пациентов внезапной одышки, боли в грудной клетке, непродуктивного кашля может быть признаком первичного тромбоза ЛА [23].
В популяционном исследовании MEGA оценивали особенности течения первого эпизода венозной тромбоэмболии в зависимости от наличия мутаций Лейдена и гена протромбина 20210А [24]. За 5 лет исследования тромбоз ЛА был диагностирован у 885 пациентов, а ТГВ и ТГВ+ТЭЛА — у 2063 и 365 пациентов соответственно. Наличие мутации фактора Лейдена повышало риск изолированного ТГВ в 8 раз (ОШ 7,7, 95% ДИ 3,9—15,3), а риск изолированного тромбоза ЛА — лишь в 1,5 раза (ОШ 1,6, 95% ДИ 0,7—2,7) по сравнению с пациентами, у которых данная мутация отсутствовала. Наличие мутации гена протромбина повышало в равной степени риски ТГВ (ОШ 3,2, 95% ДИ 2,4—4,2) и тромбоза ЛА (ОШ 2,3, 95% ДИ 1,5—3,3).
Перелеты, продолжительностью >8 ч, 4-часовые и более длительные путешествия за рулем также могут провоцировать не только тромбоз глубоких вен, но и локальный тромбоз ЛА [4].
Возможные механизмы первичного тромбоза ЛА
1. Роль эндотелия в тромбозе ЛА
Среди структурных белков эндотелиальных клеток важную роль играет белок кавеолин-1. По механизму обратной связи он регулирует активность эндотелиальной синтазы оксида азота (eNOS) и продукцию NO, антитромботическая роль которого заключается в подавлении адгезии тромбоцитов к сосудистой стенке [25, 26]. С белком кавеолин-1 на мембране эндотелиоцитов ассоциирован рецептор EPCR [27]. Рецептор EPCR рассеян по эндотелию ЛА от крупных ветвей до мелких капилляров [28]. Взаимодействие с активированным протеином C обеспечивает высвобождение EPCR от белка кавеолин-1, связывание EPCR с рецептором PAR-1 и последующее расщепление последнего [27]. Взаимодействие EPCR с мутантным протеином C лишает комплекс его защитной функции, что в эксперименте с введением тромбина сопровождается гибелью мышей от тромбоза ЛА [29, 30].
Роль TNFα в активации эндотелия ЛА
В эксперименте in vitro показана возможность активации эндотелия ЛА в условиях воздействия TNFα (фактор некроза опухоли α) [31]. В результате культивирования клеток ЛА человека в присутствии TNFα в течение 24 ч эндотелий приобретает прокоагулянтные характеристики. Наблюдаются повышение экспрессии молекул адгезии ICAM-1, снижение экспрессии EPCR и тромбомодулина как основных антикоагулянтов. Отмечается усиление экспрессии tPA и uPA, что, однако, сопровождается возрастанием уровня PAI-1.
Роль гипоксии в активации эндотелия ЛА
Активацию эндотелия может индуцировать гипоксия, которая провоцирует в клетках эндотелия секрецию HIF1, HIF2 (hypoxia inducible factor) [32, 33]. При снижении концентрации кислорода происходит накопление HIF в ядре клеток и опосредованная активация таргетных генов [34]. Таким образом, HIF индуцирует секрецию провоспалительных и прокоагулянтных факторов, включая TNFα, тканевый фактор (ТФ) и PAI-1 (ингибитор активатора плазминогена). Также происходит угнетение секреции протеина S, TFPI [34].
Роль вирусных воздействий в активации эндотелия
Повреждение эндотелия может быть вызвано прямым действием вируса, разрушающего клетку. На монослое эндотелиальных клеток in vitro была показана возможность проникновения вируса гриппа внутрь клетки при заражении [35]. Через 3 ч инкубации на поверхности клеток эндотелия, как на зараженных вирусом, так и без него, отмечалась экспрессия тканевого фактора, концентрация которого существенно увеличивалась через 24 ч, превышая таковую в 3—4 раза в контрольной культуре клеток, неинфицированных вирусом. При этом количество инфицированных клеток в культурном слое не влияло на выраженность наблюдаемого эффекта [35]. Через 36—48 ч наблюдалось разрушение клеток эндотелия.
Гистологические исследования материала от пациентов, зараженных SARS-CoV-2, демонстрируют прямое повреждение вирусом эндотелиальных клеток различных бассейнов [36]. Для эндотелиоцитов ЛА характерна экспрессия ACEII, необходимая для проникновения SARS-CoV-2 в клетку, что наряду с изменениями системы коагуляции обусловливает локальное тромботическое поражение ветвей ЛА [19, 37].
PAR-зависимое тромбообразование
Важным молекулярным связующим звеном между факторами коагуляции и иммунными клетками, участниками тромбоза, являются PAR-рецепторы, которые находятся на поверхности как эндотелиоцитов, так и тромбоцитов [38]. Семейство PAR-рецепторов представлено 4 типами. PAR-1, -3, -4 активируются тромбином, PAR-1 и -2 — комплексом ТФ: VIIa и Xa [38]. Тромбин соединяется с PAR-рецепторами эндотелия ЛА, обусловливая целый ряд эффектов, в том числе тромбообразование [39, 40].
2. Роль тромбоцитов в тромбозе ЛА
PAR-зависимая активация тромбоцитов
В отличие от эндотелиоцитов на тромбоцитах осуществляется экспрессия только 2 видов PAR-рецепторов: PAR-1 и PAR-4 [41]. Посредством PAR-рецепторов происходит Ca2+-зависимая активация тромбоцитов [42]. Активированные тромбоциты провоцируют экспрессию на поверхности эндотелия молекул адгезии, vWf (фактора Виллебранда), ТФ, что способствует тромбообразованию [38, 43, 44].
Значимость PAR-рецепторов в активации тромбоцитов и тромбозе ЛА показана в эксперименте на мышах с дефицитом PAR-3 (аналог PAR-1 у человека). Введение тромбопластина мышам дикого типа Par3+/+, как и Par4+/+, в нижнюю полую вену вызывает гибель 73% мышей в течение 7,5 мин из-за окклюзии ветвей ЛА [41]. Схожая картина наблюдается и у гетерозиготных мышей Par3+/ — и Par4+/ . Отсутствие рецепторов PAR-3 и PAR-4 (Par3—/—, Par4—/—) обеспечивает выживание 85% мышей в эксперименте [41].
HMGB1-зависимая активация тромбоцитов
Ряд состояний сопровождается активацией тромбоцитов и лейкоцитов через HMGB1 (high-mobility group box 1) — протеина, связанного с ДНК, который высвобождается из ядра умирающих или поврежденных клеток [45]. Активация тромбоцитов может осуществляться за счет не только экзогенного HMGB1, но и секреции собственного HMGB1 [45, 46]. Подобный тип аутокринной регуляции способствует агрегации тромбоцитов при тромбообразовании [47]. Кроме того, этот медиатор участвует в процессе формирования NETs, в высокой концентрации присутствующих в тромбах в ЛА [48].
Среди состояний, при которых возможен путь активации тромбоцитов через HMGB1 — травма, сепсис, ТГВ [45]. У пациентов на 1-е и 2-е сутки после травмы на циркулирующих в крови тромбоцитах значительно повышен HMGB1 [45]. В эксперименте на мышах в условиях политравмы и геморрагического шока уже в течение первых 30 мин происходит HMGB1-зависимая агрегация тромбоцитов, что сочетается с секвестрацией тромбоцитов в артериях легких и образованием тромбов в ветвях ЛА [45].
Роль гипоксии в активации тромбоцитов
Гипоксия при различных состояниях обусловливает гиперреактивность тромбоцитов [49]. У пациентов с обострением ХОБЛ и снижением PaO2 в крови <60 мм рт.ст. на тромбоцитах экспрессируются HIF2α и PAI-1 в высоких концентрациях [33]. В эксперименте на крысах, содержащихся в состоянии высотной гипоксии, тромбоциты in vitro демонстрируют высокую адгезию к коллагену и фибриногену. Секреция содержимого плотных телец таких тромбоцитов оказывается повышенной, что отражает высокую активность тромбоцитов [49].
Иммунный ответ и активация тромбоцитов
Мегакариоциты в легких являются источником формирования около 50% всех образующихся в организме тромбоцитов [50]. Встреча мегакариоцитов и тромбоцитов с инфекционным агентом приводит к инициации иммунного ответа и их активации. Сигнальный путь участия мегакариоцитов и тромбоцитов в иммунном ответе может отличаться в зависимости от возбудителя заболевания [51]. Как следствие, происходит активация тромботической функции тромбоцитов посредством нескольких возможных механизмов, что приводит к тромбообразованию [52, 53].
3. Роль NETs в тромбозе ЛА
NETs (neutrophil extracellular traps) являются протромботической субстанцией, которая способствует адгезии и агрегации тромбоцитов преимущественно за счет гистонов H3 и H4, а также образует платформу для фиксации эритроцитов и тромбин-индуцированной полимеризации фибрина [54, 55]. Компоненты NETs обусловливают цитотоксический эффект и способствуют повреждению эндотелия ЛА [38]. NETs выявлены в организующихся тромбах ЛА, где располагаются экстра- и интрацеллюлярно, а также в свежих тромбах при COVID-19 [48, 56].
Циркулирующие в крови при травме, сепсисе и других патологиях гистоны могут стать источником повреждения легочного эпителия и эндотелия [57]. В результате тяжелой травмы повышение концентрации гистонов в крови наблюдается уже через 4 ч, достигает пика к 24 ч, но через 72 ч их уровень все еще остается высоким [57]. Достигая определенной концентрации, гистоны становятся токсичными для эндотелия ЛА, и подобная критичная концентрация наблюдается у 32,7% больных с травмой [57, 58]. При введении мышам сублетальных доз гистонов в альвеолярных микрососудах происходит образование тромбов, богатых фибрином и тромбоцитами [58].
4. Значение микрочастиц в тромбозе ЛА
Важную роль при тромботическом поражении легких могут играть микрочастицы (МЧ). Их источником являются тромбоциты, эндотелиоциты и многие другие клетки [38]. Благодаря высокой концентрации на поверхности некоторых МЧ тканевого фактора, vWf, их циркуляция в крови провоцирует генерацию тромбина и агрегацию тромбоцитов [59]. У пациентов с тромбозом ветвей ЛА в крови регистрируется высокий уровень тромбоцитарных МЧ и ТФ-позитивных МЧ, превышающий таковой у здоровых людей в среднем в 3 раза и повышающий в 5 раз вероятность тромбоза по мере нарастания их концентрации [60, 61]. Высокая концентрация тромбоцитарных МЧ и ТФ-позитивных МЧ сохраняется высокой в течение первых 3 мес после перенесенного ВТЭО и значительно снижается после этого срока, существенно не меняясь до 1 года и более после тромбоза [61].
Заключение
Клинические и экспериментальные данные свидетельствуют о существовании ряда возможных механизмов, способных привести к локальному тромбообразованию в легочной артерии. Участие тромбоцитов, эндотелия и лейкоцитов, цитокиновой регуляции, которые запускают этот процесс, дает возможность охарактеризовать его как иммунный тромбоз, что отражает механизм развития.
Дальнейшие исследования должны быть направлены на поиск критериев дифференциальной диагностики и изучение патогенеза двух состояний — тромбоза ЛА и тромбоэмболии ЛА, что позволит определить особенности терапевтических подходов к их лечению.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
The authors declare no conflicts of interest.