Трансформирующий фактор роста GDF-15 у больных ХВГС

Введение

Вирус гепатита С был полностью исследован методами молекулярной биологии. Хотя в большинстве случаев, инфекционный процесс протекает бессимптомно в течение многих лет, зачастую исходом выступает цирроз печени (ЦП) и первичный рак печени. Фактически, на данный момент оба исхода считаются ведущими показателями для проведения трансплантации печени. Было обнаружено, что ранняя диагностика и лечение значительно улучшают исход у этих пациентов. Биопсия печени — это золотой стандарт для точной диагностики, но эта процедура имеет потенциально опасные для жизни осложнения. Наша группа поставила цель найти неинвазивные биомаркеры для раннего выявления цирроза и первичного рака печени.

За последнее время было введено в оборот множество маркеров обнаружения фиброза. Определение уровня Альфа-фетопротеин (АФП) в качестве маркера выявления рака печени хорошо себя зарекомендовало, но его чувствительность и специфичность являются неудовлетворительными для определения цирроза. Зачастую, полученные данные не имеет существенного значения.

GDF15 является частью суперсемейства трансформирующего фактора роста-β (TGF-β) цитокинов, участвующий в процессах фиброза, инфекции и путей апоптоза при наличии повреждения или заболевания тканей. Он был впервые выделен в макрофагах после стимуляции цитокинов.

Известно, что мРНК GDF15 сосредоточена, в частности, в печени, сердце, легких и почках. Уровень существенно возрастает в ответ на воспаление, окислительный стресс, гипоксию, эрозию теломер, повреждение тканей и активацию онкогена.

Ферритин является основным белком, связывающим железо, и белком острой фазы воспаления, уровень которого может быть повышен в условиях злокачественного или хронического заболевания печени. В этом исследовании производились измерения уровня ферритина, с целью определить, меняется ли его уровень в связи с разницей в тяжести заболевания и можно ли использовать значение его уровня в сыворотке для выявления цирроза печени и гепатоцеллюлярной карциномы.

Конечной целью данного исследования было измерение GDF15 вместе с альфа-фетопротеином для определения их эффективности в качестве биомаркеров для диагностики цирроза печени и ГЦК у пациентов с хроническим вирусным гепатитом C.

Пациенты и методы

Это исследование проводилось на группе пациентов, которые были набраны в Национальном институте печени и тропических болезней (Каир, Египет), в период с ноября 2014 года по апрель 2015 года. Все они страдают хроническими заболеваниями печени, включая портальную гипертензию, цирроз и хронический вирусный гепатит С.

Пациенты были разделены на три группы: группа I — включает 20 случаев хронического вирусного гепатита C (ВГС) с ранним циррозом печени без перипортального фиброза, без истории лечения антибактериальными препаратами. Группа II. Включает 23 случая вирусного гепатита C (ВГС) с цирротическими изменениями печени и перипортальным фиброзом, историей лечения антибактериальными препаратами в анамнезе. III группа. Включает 17 случаев ГЦК с перипортальным фиброзом и вирусным гепатитом С (ВГС), с историей лечения антибактериальными препаратами. Контрольная группа. Включает 20 случаев нормальных здоровых субъектов, не имеющих в анамнезе онкологических заболеваний, ВГС, антибактериальной терапии.

Методы

Биохимические анализы крови проводились для оценки состояния и функций печени, в частности сывороточных трансаминаз (АСТ и АЛТ), щелочной фосфатазы (ЩФ), гамма-глутамата (ГГТ), общего билирубина, а также альбумина. Уровни АЛТ, АСТ, ГГТ и ЩФ измерялись кинетическими методами в соответствии с рекомендациями Комитета по ферментам скандинавского общества клинической химии и клинической физиологии (1974 и 1976). Сывороточный альбумин измеряли колориметрическими методами.

Пациентам был поставлен первичный диагноз гепатита С путем выявления антител к ВГС с использованием иммуноферментного анализа третьего поколения, ELISA.

У пациентов с ВГС исходную вирусную нагрузку измеряли с использованием количественного анализа полимеразной цепной реакции (ПЦР) в соответствии с имеющейся методикой (Applied Biosystem, США) и пределом обнаружения 30 МЕ / мл.

GDF15 измеряли в сыворотке с использованием специального набора ELISA (Cat # KT-16893, R & D Systems, Kamiya Biomedical Co., Seattle, WA) в соответствии с рекомендованным протоколом производителя.

Определение сывороточного альфа-фетопротеина: образцы сыворотки анализировали на альфа-фетопротеин с использованием коммерчески доступного набора ELISA (Cat # DAFP00, R & D Systems, США и Канада).

Определение сыворотки ферритина: образцы сыворотки анализировали на ферритин с использованием коммерчески доступного сэндвич-ELISA, полученного от Sigma-Aldrich).

Управление данными и статистический анализ выполнялись с использованием Статистического пакета для социальных наук (SPSS) версии 16. Для выявления различий между группами для непарных данных использовался Student's T-test.

Результаты

Пациенты, включенные в это исследование имели хронические заболевания печени, такими как портальная гипертензия, цирроз печени с активным гепатитом и гепатоцеллюлярной карциномой. Клинические данные пациентов приведены в таблице 1.

Уровни АСТ, АЛТ, ЩФ, ГГТ, общего билирубина и альбумина для разных групп показаны в таблице 2, значения уровней по сравнению с контрольной группой были высокими в группе (I) (Р <0,01) и очень высокими в группах (II) и (III) (P <0,001). Уровень сывороточного альбумина был значительно снижен в I группе (хронический гепатит) (Р <0,05) и показал сильное снижение в группах II и III (Р <0,001). Уровни GFD 15 были значительно выше (P <0,001) у пациентов группы II и III по сравнению с контрольной группой, тогда как умеренный рост был показан в группе пациентов с хроническим гепатитом С (I) по сравнению с контрольной группой. Эти данные были показаны данные в таблице 3.

Уровни АФП и ферритина показали очень высокие значения во всех исследуемых группах по сравнению с контрольной (Р < 0,001).

Обсуждение

Как цирроз печени, равно как и гепатоцеллюлярная карцинома обладают высоким уровнем смертности. ГЦК во многом является следствием ВГС и является пятым по распространению видом рака в мире. Необходимо постоянно обновлять инструменты ранней и неинвазивной диагностики этих патологических состояний.

Это исследование не продемонстрировало существенной разницы между в отношении возрастных и половых различий во всех группах. Уровни АСТ, АЛТ, ЩФ, ГГТ и общего билирубина были значительно увеличены во всех группах пациентов по сравнению с контрольной, тогда как уровни сывороточного альбумина были значительно уменьшены. Эти различия были более выраженными в группах II и III.

Эти данные показывают, что по мере того, как состояние печени ухудшается от фиброза до раннего цирроза, уровни ферментов печени в сыворотке растут постепенно, а сывороточный альбумин снижается. Это согласуются с данными Джаннини, которые сообщили, что у пациентов с вирусным циррозом печени АСТ и АЛТ имеют важное прогностическое значение для отслеживания тяжести поражения печени, и их оценка повышает прогностическую точность. Кроме того, исследование Као показало, что АСТ, а также уровни АЛТ связаны с повреждением гепатоцитов. Таким образом, более высокие уровни АЛТ и АСТ в сыворотке указывают на продолжающуюся репликацию вируса и воспаление из-за инфекции ВГС.

Уровни сывороточного ферритина выявили очень значимое увеличение в трех группах по сравнению с нормальными здоровыми субъектами и были особенно высокими у пациентов с циррозом. Повышенные уровни ферритина в сыворотке могут указывать на развитый фиброз печени у пациентов с инфекцией гепатита С.

Важно найти надежные серологические скрининговые тесты для ГЦК, поскольку это может снизить уровень заболеваемости и смертности от рака. Некоторые сывороточные биомаркеры доступны для диагностики рака печени. Filmus сообщил, что единственным серологическим маркером, широко используемым во врачебной практике для диагностики ГЦК был альфа-фетопротеин.

В этой работе мы изучали GDF15 для оценки его значения в качестве скринингового теста для ЦП и ГЦК, и результаты оказались удовлетворительными. Исследования показали нормальный контрольный диапазон для сывороточного GDF15 у здоровых субъектов приблизительно 0,2-1,2 нг / мл, что согласуется с нашими результатами, когда уровни варьировались от 0,3 до 1,05 нг / мл в контрольной группе. Уровни были значительно увеличены в сыворотке пациентов как с гепатоцеллюлярной карциномой, так и с циррозом по сравнению с контрольной группой. В группе I уровни GDF15 были не такими высокими, как у пациентов в группах II и III, но все же были значительно выше, чем контрольные.

Повышенные уровни сывороточного GDF15 были связаны с несколькими заболеваниями, включая сердечно-сосудистые, рак предстательной железы, рак молочной железы и толстой кишки. Точная роль GDF15 в заболеваниях печени не выяснена. Cimmers не обнаружили влияния на канцерогенез ГЦК после генетической абляции GDF-15 на стандартной модели ГЦК с использованием крыс. Более того, Herst обнаружили, что у пациентов с ЦП наблюдается значительно повышенная концентрация GDF-15 по сравнению с пациентами имеющих фиброз печени. Кроме того, Vocka продемонстрировали, что уровни GDF-15 в сыворотке были значительно выше у пациентов с колоректальным раком по сравнению с здоровым контролем, а уровни GDF-15 в сыворотке соответствовали степени поражения печени и наличию первичной опухоли или местного рецидива. Этот результат также согласуется с результатами Lee, которые пришли к выводу, что GDF-15 представляет собой полезный биомаркер для прогнозирования фиброза печени и тяжести при хроническом заболевании печени. Lee так же показал, что уровни GDF15 в сыворотке были значительно увеличены у пациентов с ГЦК и циррозом по сравнению с контрольной группой.

Понимание точной роли этого биологического маркера имеет потенциал для использования GDF15 в ранней диагностике ГЦК и раннего начала терапии.

Уровни AFP, который является стандартным биомаркером опухоли, используемым при диагностике и прогнозе гепатоцеллюлярной карциномы, были значительно увеличены у наших пациентов с раком по сравнению с двумя другими группами. Кроме того, средние уровни AFP были значительно выше в группах ЦП по сравнению с контрольной группой. . Учитывая высокую гетерогенность ГЦК, считается, что первичная постановка диагноза ГЦК будет основываться на одновременном измерении двух или трех высокоспецифических серологических маркеров, например AFP и GDF15.

В этом исследовании было обнаружено, что комбинация AFP и GDF15 очень эффективна для отражения статуса печени, особенно у пациентов с ГЦК. Этот вывод имеет большую потенциальную ценность для оценки риска возникновения ГЦК и раннего выявления среди пациентов с циррозом печени.

Источник:

«Significance of growth differentiation factor 15 in chronic HCV patients». Journal of Genetic Engineering and Biotechnology.
Volume 15, Issue 2, December 2017 , Pages 403-407
https://doi.org/10.1016/j.jgeb.2017.08.004

Коллектив авторов:

Mohab H.Halim, Nour A. Abdull

Biochemistry Department, National Research Center, Dokki, Giza, Egypt
Hepatology Department, National Hepatology & Tropical Medicine Research Institute, Cairo, Egypt
Medical Biochemistry, Faculty of Medicine, Cairo University, Egypt