Нейродегенеративный процесс при рассеянном склерозе и возможный нейропротективный эффект терапии β-интерфероном-1а (авонекс)

Долгое время рассеянный склероз (РС) с точки зрения патогенеза рассматривался как воспалительное демиелинизирующее заболевание, при котором первичными мишенями деструктивного процесса являются миелиновая оболочка и олигодендроциты. Фундаментальные исследования последнего десятилетия показали, что при РС происходит повреждение аксонов и нейронов, степень выраженности которого варьирует по интенсивности в различных очагах поражения у одного пациента, а также при сравнении очагов у разных больных РС [6, 20]. Механизмы повреждения нервных клеток при РС сложны и окончательно не изучены. В литературе отсутствует единая концепция развития нейродегенеративного процесса при РС [9].

Трудности в оценке нейродегенерации при РС во многом объясняются отсутствием стандартизированных методик оценки данного процесса при РС, а также четкого представления о временны`х рамках, распространенности и механизмах нейродегенерации при РС. В связи с этим в настоящий момент актуальна проблема адекватности методологий оценки активности нейродегенеративного процесса при РС [2].

На сегодняшний день многими исследователями признается, что лидирующую роль в нарастании неврологического и когнитивного дефицита при РС занимают процессы диффузной дегенерации в «кажущемся нормальным белом веществе» (КНБВ) и «кажущемся нормальным сером веществе» (КНСВ) как головного, так и спинного мозга. Интенсивность глобального поражения аксонов КНБВ не коррелирует с количеством, размером, локализацией очагового поражения как в головном [19], так и в спинном мозге [10]. Патоморфологические данные согласуются с данными по изучению метаболитов ЦНС при МРТ-спектроскопии [11]. Все это позволяет сделать вывод о том, что диффузное поражение аксонов только отчасти определяется процессами в очагах.

Одним из неинвазивных МРТ-методов прижизненной оценки степени поражения нейронов является протонная магнитно-резонансная спектроскопия (ПМРС) [5, 12]. ПМРС позволяет оценить качественные и количественные биохимические изменения, происходящие в ткани мозга [5]. Метаболические изменения при МР-спектроскопии (МРС) графически представлены в виде пиков, отражающих изменения нескольких метаболитов, из которых наиболее изученными являются N-ацетил-аспартат (NAA), креатин, холин, миоинозитол, лактат-липидный комплекс.

NAA представляет собой аминоацидный дериват, синтезируемый в нейроне и транспортируемый по аксону [27]. NAA эксклюзивно локализуется в нейронах и аксонах взрослого мозга человека [7, 29]. Антителами к NAA окрашивают только нейроны в отсутствие окраски глиальных клеток [23]. Полная дегенерация оптического нерва (ОН) у крыс после перерыва нерва сопровождается полной потерей NAA при сохранении олигодендроглиальных клеток. [31]. Сопоставление МРС- и гистологических исследований биопсийного материала также свидетельствует, что данный метаболит характеризует состояние нервной клетки [8].

Уровень изменения этого метаболита рассматривается как маркер состояния именно нервных клеток ЦНС, и в частности, падение этого показателя отражает степень выраженности аксональной дисфункции или потери аксонов [27]. Уровень NAA оценивается либо в абсолютных цифрах, либо, что предпочтительнее, как отношение к креатину NAA/Cr [24]. В настоящий момент выполнен целый ряд исследований при РС, позволяющих считать проведение протонной мультивоксельной МРС информативным методом выявления очаговых и диффузных изменений ткани мозга при РС [16, 24, 26, 28].

В связи с тем что поражение аксонов и нейронов при РС, по разным данным, регистрируется со стадии дебюта - клинически изолированного синдрома [13], неуклонно прогрессирует в процессе заболевания и в первую очередь, как считают многие исследователи [9, 30], обусловливает накопление необратимого неврологического дефицита, становится понятным, что в терапии РС важную роль должна играть нейропротективная терапия.

Доминирующие позиции среди методов патогенетического лечения РС в настоящее время занимают препараты интерферона-бета (βИФН) и глатирамера ацетат (ГА) - препараты первой линии ПИТРС (препаратов, изменяющих течение РС). Убедительно доказано, что имеющиеся сейчас в распоряжении врачей лекарственные средства могут снизить частоту и тяжесть обострений, замедлить темпы накопления неврологического дефицита, что подтверждается позитивной динамикой по данным МРТ головного и спинного мозга [14, 15]. Но следует подчеркнуть, что ПИТРС позволяют осуществлять контроль за активностью патологического процесса, особенно на ранних стадиях заболевания, но не останавливают его полностью [1]. На сегодняшний день не разработан еще метод терапии РС, который был бы способен полностью остановить развитие заболевания. Основной мишенью действия современных ПИТРС является аутоиммунное воспаление. В последнее время изучаются механизмы возможного прямого и непрямого нейропротективного эффекта данной терапии [3, 4].

Цель нашего исследования - изучение особенностей развития нейродегенеративного процесса при ремиттирующем РС (РРС) при помощи ПМРС и оценка нейропротективных возможностей существующей терапии РС препаратами βИФН.

Было проведено обследование пациентов с РС, находящихся под наблюдением в Московском городском центре рассеянного склероза (МГЦРС) в 2008-2011 гг.

В течение 1 года наблюдали 26 пациентов с РРС по критериям МакДональда (2005), в возрасте от 18 до 52 лет (средний - 32,31±9,3 года). Клиническая характеристика больных представлена в табл. 1.

Пациенты проходили полное неврологическое обследование, ретроспективно анализировали их истории болезни. Обследование включало оценку неврологического статуса по расширенной шкале инвалидизации (EDSS) и шкале функциональных систем (FS), основанных на шкалах J. Kurtzke [18]. Все больные РС проходили нейропсихологическое тестирование, включающее скрининговую оценку наличия когнитивной дисфункции (MMSE), количественные методы оценки способности переключения с одного вида деятельности на другой - словесно-цветовой тест Струпа, слуховой тест на сложение в заданном темпе - PASAT (3); шкалу депрессии Бека, шкалу хронической усталости (MFIS).

Группой контроля служили результаты нейропсихологического тестирования 37 пациентов, 16 мужчин и 21 женщины, обратившихся в МГЦРС с подозрением на дебют РС, однако проведенное клиническое и МРТ-обследование позволили исключить заболевания ЦНС. Средний возраст лиц контрольной группы составил 34,9±11,3 года (от 22 до 56 лет). Большинство пациентов с РРС и в группе контроля имели высшее образование.

На начало исследования пациенты не получали иммуномодулирующей терапии ПИТРС (впервые обратились в МГЦРС; перестали получать терапию из-за неэффективности, в связи с побочными реакциями; нежелание получать иммуномодулирующую терапию).

В рамках открытого наблюдательного исследования 10 пациентам с РРС в соответствии с показаниями в качестве иммуномодулирующей терапии был назначен препарат βИФН 1а, вводимый внутримышечно, в стандартной дозе 30 мкг 1 раз в неделю. Включение пациентов в терапевтическую группу происходило в соответствии с международными и российскими рекомендациями по использованию ПИТРС. По решению специальной комиссии Департамента здравоохранения города Москвы препарат назначался пациентам с РС в возрасте 18 лет и старше при отсутствии какого-либо другого неврологического заболевания, обусловливающего имеющиеся у пациента симптомы, при отсутствии противопоказаний к назначению препарата.

В числе указанных 10 пациентов было 6 женщин и 4 мужчины в возрасте от 22 до 43 лет (средний - 32,1±7,4 года). РС дебютировал у них в возрасте от 20 до 37 лет (в среднем в 27,1±3,5 года). К моменту включения в исследование длительность заболевания варьировала от 3 до 11 лет (средняя - 5,4±2,95 года). За 1 год до назначения терапии средняя частота обострений была 1,6±0,46 обострения в год. На момент начала наблюдения уровень EDSS варьировал от 1,0 до 3,0 баллов (средний - 1,75±0,59 балла).

Всем пациентам проводилось МРТ-исследование с использованием ПМРС дважды в ходе наблюдения (в начале исследования и повторно не менее чем через 1 год). Совместное МРТ/ПМРС обследование головного мозга производилось в одну сессию на магнитно-резонансном томографе SIGNA EXCITE («GE Healthcare») с напряженностью магнитного поля 1,5 Tл. Программа обследования состояла из получения аксиальных Т2-взвешенных (Т2-ВИ) (TR/TE=6800/90), PD-ВИ (TR/TE=6800/10) с толщиной среза 3 мм, Т1-ВИ (3D-SPGR, TR/TE=20/4) с толщиной среза 1,5 мм до и через 5 мин после внутривенного введения контрастного препарата в стандартной дозировке (0,2 мл/кг массы тела пациента). Оценка патологических очагов (гиперинтенсивных на Т2-ВИ, гипо- или изоинтенсивных на Т1-ВИ, накопление контрастного препарата очагами или отсутствие такового на постконтрастных Т1-ВИ) проводилась независимым экспертом, не владеющим информацией о клинической картине заболевания. Оценка очагов на рутинных МР-томограммах производилась на всех полученных срезах, а не только в зоне интереса (ЗИ), которую использовали для дальнейшего ПМРС-анализа. В серии Т2-ВИ выбирался срез, включающий максимальный объем мозолистого тела и белого вещества головного мозга, как правило, содержащий один или несколько патологических очагов. На выбранном уровне проводили исследование с использованием ПМРС, 2D CSI (TR/TE= 1000/144, число шагов фазового кодирования 16, толщина вокселя 10 мм, объем CSI-вокселя 2,25 см³, площадь ЗИ - максимально возможная для охвата наибольшего объема мозгового вещества на выбранном срезе). Данные ПМРС обрабатывались с помощью интегрированного программного пакета Functool с проведением количественной оценки - определением отношений ряда основных метаболитов (mI, Cho, Cr, NAA, LL) в каждом вокселе, в том числе в очаге поражения и в визуально непораженном веществе. Оценка относительных концентраций метаболитов в отдельных вокселях проводилась относительно референсного пика Cr, а затем вычислялись средние значения по всей ЗИ для определения средних показателей отношений метаболитов для всего исследования (рис. 1).

МРТ/ПМРС-исследование проводилось вне обострений РС, в случаях наступления обострений к намеченному сроку по протоколу проведение МРТ/ПМРС откладывалось на 6 нед после завершения клинического ухудшения. Группу контроля по ПМРС составили 5 пациентов, 3 женщины и 2 мужчины, не имеющие неврологических заболеваний, сопоставимых по возрасту с анализируемой группой.

Статистическая обработка результатов производилась с помощью программы IBM SPSS Statistics 19.0. Достоверность отличий принимали при p<0,05.

До начала наблюдения все пациенты не имели явных признаков депрессии (набрали 19 баллов и менее в среднем -7,0±5,9 балла по вопроснику депрессии Бека; показатели шкалы хронической усталости были менее 36 баллов. Оценка больных по MSE составляла 26 баллов и более. При повторном исследовании через 1 год изменений выполнения данного теста отмечено не было. Таким образом, в анализируемой группе не было пациентов с признаками деменции.

На момент начала исследования среднее количество правильных ответов в тесте PASAT (3) составило 48,8±8,0 (от 29 до 58 правильных ответов, р=0,003 по сравнению с группой контроля). При повторном тестировании через 1 год отмечено достоверное уменьшение количества правильных ответов - средний показатель составил 46,5±9,0 (от 26 до 58 правильных ответов, р=0,01 по критерию Уилкоксона). Результаты выполнения данного теста показывают снижение при РС скорости обработки информации, нарушение кратковременной памяти и возможности одновременно хранить и манипулировать устной информацией в рабочей памяти.

Оценка произвольного внимания пациентов, гибкости мышления и скорости обработки информации, а также способности правильно выполнить поставленную задачу, проводимая с помощью теста Струпа, выявила значительные нарушения у пациентов РС. Так, результаты проведения первой серии теста достоверно не отличались от показателей контрольной группы - количество безошибочно прочитанных слов (W) составило 90,46±9,0 (р>0,05 по сравнению с группой контроля). В то же время результаты проведения второй серии теста - количество правильно названных цветов (С), которое равнялось 75,42±14,0, уже достоверно отличалось от группы контроля (р=0,0001). Наиболее выраженные изменения были получены при проведении третьей серии теста - количество правильно прочитанных слов в условиях интерференции (CW) составило 45,6±9,4 и достоверно отличалось от группы контроля (р=0,0001). Результаты тестирования приведены в табл. 2.

Таким образом, проведенное нейропсихологическое тестирование пациентов с РРС выявило значительные нарушения когнитивных функций.

По данным МРТ головного мозга, у всех пациентов с РРС были выявлены очаги повышенной интенсивности на Т2-ВИ, количество очагов варьировало от 5 до 50 (в среднем - 21,0±12,6 очага). Количество очагов на Т1-ВИ варьировало от 0 до 25 (в среднем - 6,6±7,0 очага). У 2 (7,7%) пациентов на исходных томограммах отсутствовали Т1-очаги. При проведении МРТ с контрастным усилением у 8 (30,8%) пациентов на Т1-ВИ не было выявлено очагов с контрастным усилением. Было выделено несколько вариантов накопления: однородное, по типу «кольца» и «полукольца», что отражало разную давность формирования очага.

При проведении корреляционного анализа не было отмечено корреляции уровня тяжести заболевания по шкале инвалидизации EDSS с количеством очагов на Т2- и Т1-ВИ (р>0,05). Также отсутствовала корреляция степени выраженности когнитивных нарушений с количеством очагов на Т1- и Т2-ВИ (р>0,05). Отсутствовала связь выраженности неврологического дефицита с наличием/отсутствием, а также количеством накапливающих контраст очагов.

Таким образом, проведенное исследование выявило, что уровень неврологического и когнитивного дефицита не определяется степенью очагового поражения мозга у пациентов с РРС.

При обследовании контрольной группы пациентов, не имеющих неврологических заболеваний, средний показатель отношения NAA/Cr составил 2,45±0,19 (2,33-2,66). Средний показатель отношения NAA/CR в ЗИ для анализируемой группы пациентов с РРС был равен 2,0±0,2, колебания составили от 1,53 до 2,44. При проведении непараметрического анализа было получено, что если по возрасту группа пациентов с РРС достоверно не отличалась от группы контроля, то уровень отношения NAA/Cr пациентов с РС достоверно отличался (р=0,008 по критерию Манна-Уитни) от этого показателя в контрольной группе. При этом было показано, что падение отношения NAA/Cr в очагах демиелинизации было более значительным, чем в среднем в ЗИ, так как последняя включает в себя и КНБВ. При анализе отдельных очагов колебания отношения NAA/Cr составляли от 0,59 до 1,6, что параллельно сопровождалось подъемом пика лактата. Однако с учетом того факта, что нарастание инвалидизации при РС не объясняется только очаговыми изменениями, динамически оценивалось только изменение среднего показателя отношения NAA/Cr, что суммарно отражает динамику очаговых и диффузных дегенеративных изменений в ткани мозга. Выбранная зона головного мозга - мозолистое тело и прилежащее к нему белое вещество позволяет мониторировать состояние большинства длинных проводников мозга.

При анализе уровня отношения NAA/Cr через 1 год было получено достоверное снижение показателя до 1,92±0,22 (р=0,006 в сравнении с исходным уровнем), что сопровождалось нарастанием степени инвалидизации через 1 год до 2,36±1,05 балла (р=0,007 в сравнении с исходным уровнем).

Проведенный корреляционный анализ выявил, что у пациентов с РРС отмечена достоверная обратная связь тяжести заболевания и показателя NAA/Cr в исследуемой области мозга (по критерию Спирмена r= –0,54, p=0,006), а также связь между длительностью заболевания и показателем NAA/Cr (r= –0,46, p=0,02). Выявлена также прямая значимая связь между результатами выполнения теста Струпа и уровнем отношения NAA/Cr в ткани мозга - коэффициент корреляции составил r=0,47, p=0,005 (рис. 2).

Данные ассоциации однозначно свидетельствуют, что уровень содержания нейронального метаболита в ЦНС определяет не только тяжесть неврологического дефицита, но и выраженность когнитивных нарушений у пациентов с РС.

В то же время проведенный с помощью непараметрического метода Спирмена корреляционный анализ показал отсутствие связей между уровнем отношения NAA/Cr и возрастом на момент наблюдения, полом, возрастом на момент дебюта РС, частотой обострений, а также количеством Т2-Т1-накапливающих контраст очагов (во всех случаях р>0,05).

Таким образом, стойкий неврологический дефицит и выраженность когнитивных нарушений мало зависят от клинической активности заболевания, а также не связаны с количеством очагов на Т2- и Т1-ВИ.

В настоящий момент многими исследователями признается, что лидирующую роль в нарастании неврологического и когнитивного дефицита при РС занимают процессы диффузной дегенерации в КНБВ и КНСВ как головного, так и спинного мозга. По нашим данным, нарастание стойких неврологических и когнитивных нарушений значительно определялось изменением уровня отношения NAA/Cr, суммарно отражающего очаговые и диффузные изменения в ткани головного мозга. Пациенты с более выраженным неврологическим дефицитом, оцениваемым по шкале инвалидизации EDSS, имели также более выраженное снижение уровня отношения NAA/Cr.

Нами была получена достоверная связь степени выраженности когнитивных нарушений, выявляемых с помощью теста PASAT (3) и теста Струпа, и изменений уровня отношений NAA/Cr в области мозолистого тела. Известно, что мозолистое тело играет огромную роль в межполушарных связях головного мозга, в этой области проходит большинство когнитивных путей [22]. Полученные данные согласуются с результатами недавно проведенного исследования [25], показавшего, что когнитивные нарушения у пациентов с РС во многом определяются структурными изменениями белого вещества в области мозолистого тела.

Анализ возможного влияния терапии препаратом первой линии ПИТРС βИФН 1а для внутримышечного введения на изменение уровня NAA/Cr у пациентов с РС

Терапия βИФН 1а внутримышечно привела к клинической стабилизации заболевания, что доказывалось несколькими моментами: на фоне терапии βИФН 1а у пациентов не было отмечено ни одного обострения в течение 1 года терапии, в то время как за 1 год до назначения среднегодовая частота обострений составляла 1,6±0,46 (р<0,0001). На протяжении терапии βИФН 1а пациенты оставались клинически стабильными: отсутствовало изменение балла по шкале EDSS. Изменений результатов выполнения когнитивных тестов отмечено не было.

Также были получены положительные результаты по подавлению МРТ-активности заболевания на фоне терапии βИФН 1а внутримышечно: количество очагов на Т2-ВИ достоверно не изменилось после 1 года терапии (22,1±12,1 очага, р>0,05). Количество очагов на Т1-ВИ также не изменилось после 1 года терапии (4,8±4,8, р>0,05). На фоне лечения только у 1 пациента сохранялось накопление контраста, до терапии же оно отмечалось у 6 пациентов (р<0,0001).

Исходный средний уровень отношения NAA/Cr для данной группы пациентов был равен 2,02±0,16, колебания составили от 1,7 до 2,23. Важным результатом было обнаружение того факта, что отношение NAA/Cr в ЗИ достоверно не изменилось после 1 года терапии препаратом и составило 1,94±0,14 (р>0,05 по критерию Уилкоксона).

Таким образом, динамическое ПМРС-наблюдение выявило стабилизацию уровня отношения NAA/Cr в ткани мозга у пациентов с РРС, получающих в течение 1 года терапию βИФН 1а внутримышечно, в то время как в целом по группе пациентов с РРС было получено достоверное падение уровня NAA/Cr в динамике заболевания.

В данной работе мы не получили улучшения показателя отношения NAA/Cr на фоне терапии, как было показано в исследовании O. Khan и соавт. [17], что, возможно, объясняется ограниченным характером наблюдения. В то же время наши результаты больше согласуются с патогенетическими представлениями о характере повреждения нервных клеток при РС, которые, по большой части, являются необратимыми [21].

Таким образом, анализ существующей иммуномодулирующей терапии РС на примере препарата

βИФН 1а позволил выявить стабилизирующий нейропротективный эффект в течение 1 года терапии, что, возможно, связано с влиянием данного препарата на процесс нейродегенерации при РС.