Анализ крови для диагностики фиброза

Хронические болезни печени (ХБП) являются важной проблемой современной медицины. Естественное развитие ХБП характеризуется постепенным прогрессированием фиброза печени и снижением ее функциональной способности. В исходе ХБП развивается цирроз печени, сопровождаемый рядом жизнеугрожающих осложнений, а также гепатоцеллюлярная карцинома. Ежегодно ХБП становятся причиной примерно 800 000 смертей во всем мире.

Хроническая инфекция вирусами гепатита В и С, злоупотребление алкоголем и неалкогольная жировая болезнь печени (НАЖБП) – основные причины ХБП. Более редкие заболевания, такие как первичный склерозирующий холангит, первичный билиарный цирроз, наследственный гемохроматоз, аутоиммунный гепатит и другие, составляют лишь около 5% ХБП.

При ХБП различной этиологии фиброгенез имеет общие механизмы развития. Патогенное повреждение гепатоцитов приводит к высвобождению активных форм кислорода, протеаз и цитокинов. Данные вещества запускают механизм репарации печеночной ткани. При кратковременном воздействии патогенного фактора реализация репаративных механизмов обеспечивает полное восстановление ткани печени.

Однако длительное воздействие повреждающего фактора сопровождается неадекватной регуляцией механизмов репарации. Ключевым моментом при этом является нарушение обмена компонентов внеклеточного матрикса, выражающееся в избыточном накоплении фибриллярных белков – развивается фиброз.

В клинической практике определение стадии фиброза печени необходимо для принятия решения о терапевтической тактике и для оценки прогноза. Актуальность диагностики фиброза печени возрастает с учетом появления все большего количества свидетельств его обратимости. Первым методом, позволяющим оценить стадию фиброза, стала биопсия печени.

Биопсия печени – «золотой стандарт» диагностики фиброза печени

Морфологическое исследование биоптата печеночной ткани – общепризнанный «золотой стандарт» диагностики диффузных заболеваний печени, успешно применяемый в клинической практике на протяжении десятилетий.

Морфологическое исследование позволяет непосредственно оценить не только стадию фиброза, но также ряд других показателей повреждения печени: воспаление, некроз, стеатоз, накопление меди, железа и другие гистологические феномены. В сложных диагностических случаях гистологическое заключение имеет решающее значение для верификации диагноза. Однако биопсия печени имеет ряд недостатков, связанных как с техникой забора материала, так и с процессом интерпретации результатов.

Пожалуй, самым существенным недостатком биопсии печени, ограничивающим ее применение, является инвазивность и риск осложнений: кровотечение, внутрипеченочная гематома, гемобилия, артериовенозная фистула, желчный перитонит, пункция соседнего органа (почки, толстой кишки, желчного пузыря, легкого), инфекция.

Частота осложнений пункционной чрескожной биопсии достигает 18,3%, серьезные осложнения развиваются в 0,63-2,3% случаев, летальность, по статистическим данным, составляет от 0,008 до 0,17%.

Еще одним недостатком данного метода является низкая репрезентативность биоптата. При пункционной биопсии печени получают столбик ткани, составляющий приблизительно 1 /500 000 часть органа. По такому малому фрагменту ткани судят об изменениях во всей печени. При диффузных поражения печени анализ биоптата, как правило, дает представление об изменениях в целом органе.

Однако из-за неравномерности распределения фиброзной ткани возможны ошибки в оценке гистологической активности и степени фиброза. Сравнение результатов парных биопсий (из правой и левой долей печени), проведенных у пациентов, инфицированных вирусом гепатита С, показало, что различия в стадии фиброза печени обнаруживаются в 33,1% случаев. Подобным образом, при изучении парных биопсий у пациентов с НАЖБП расхождения в определении стадии фиброза наблюдались в 26%.

При изучении разных фрагментов одного образца печеночной ткани, полученного при оперативном вмешательстве у пациентов с хроническим гепатитом С, расхождения в интерпретации морфологической картины составили 25%.

Информативность морфологического описания зависит также от квалификации и опыта морфолога. При исследовании одних и тех же образцов несколькими морфологами различия в оценке степени фиброза могут достигать 20%. Инвазивность, сложность проведения и ошибки интерпретации биопсии требуют разработки новых методов диагностики фиброза печени – безопасных и точных.

Неинвазивные инструментальные методы оценки фиброза печени

На настоящий момент для оценки стадии фиброза печени существует ряд инструментальных и лабораторных методик.

Среди инструментальных наибольшее распространение получила ультразвуковая эластография. Метод основан на определении упругости печеночной ткани с использованием ультразвуковых волн низкой частоты.

Неинвазивность и безопасность, а также простота выполнения делают возможным применение ультразвуковой эластографии в амбулаторных условиях у широкого круга пациентов, что позволяет дифференцировать стадии фиброза с достаточно высокой чувствительностью и специфичностью. По данным метаанализа суммарная чувствительность и специфичность для пациентов с фиброзом F2- F4 составляет 70,0-71,9% и 82,4-84,0% соответственно.

Наиболее точным из инструментальных методов является магнитно-резонансная эластография. При диагностике фиброза любой степени чувствительность метода – 98%, а специфичность – более 99%. По данным других исследований, чувствительность и специфичность магнитно- резонансной эластографии для фиброза F1- F4 80 и 81%, F2-F4 77-89,7% и 87-87,1% соответственно.

С помощью данного метода выявлены различия в плотности печени у пациентов со стадией фиброза F0 и здоровых людей, что не удается определить с помощью других методов. Однако сложность и дороговизна не позволяют рекомендовать ее к использованию в широкой клинической практике.

Кроме того, разработаны дыхательные тесты с использованием радиоактивных изотопов. При проведении исследования пациент принимает субстрат, меченный изотопом углерода 13С, после чего оценивается содержание 13СО2 и 12СО2 в пробах выдыхаемого воздуха. Дыхательные тесты позволяют диагностировать цирроз печение (чувствительность и специфичность 66,7-71,4% и 85,0% соответственно). Однако данные тесты неинформативны при начальном и умеренном фиброзе.

Лабораторные методы диагностики фиброза печени

Попытки диагностики фиброза печени с помощью исследования сыворотки крови предпринимались с 60-х гг. прошлого века. В настоящее время предложено несколько десятков биохимических показателей, претендующих на роль маркеров фиброза печени. В отличие от биопсии печени, исследование сывороточных маркеров обладает рядом преимуществ.

Неинвазивность методики обусловливает отсутствие противопоказаний и риска осложнений и смерти, возможность многократных повторных исследований. Исследование сывороточных маркеров не подвержено ошибкам забора и не зависит от субъективного опыта исследователя.

Тем не менее применение сывороточных маркеров фиброза имеет ряд ограничений. Большинство известных маркеров не специфичны для печени и их концентрация в сыворотке может изменяться при воспалительных или фибротических процессах любой локализации. Кроме того, концентрация исследуемых молекул может возрастать при снижении их элиминации ретикулоэндотелиальной системой и почками.

Маркеры фиброза разделяют на две группы: прямые и непрямые.

Прямые маркеры фиброза

Прямые маркеры – это молекулы, связанные с метаболизмом внеклеточного матрикса. Они отражают распространенность и выраженность фиброза печени. К этой группе относятся компоненты внеклеточного матрикса (коллагены, гиалуроновая кислота, ламинин и др.) и факторы, регулирующие фиброгенез и фибролиз (металлопротеиназы и их ингибиторы, YKL-40 и др.). По мнению В. А. Исакова, именно маркеры регуляции фиброгенеза и фибролиза являются наиболее перспективными среди биохимических тестов на фиброз.

Гиалуроновая кислота (ГК) – гликозаминогликан, синтезируемый звездчатыми клетками печени. Ее свойства подробно исследованы на больших группах пациентов с хроническим гепатитом С и алкогольным гепатитом, а также в группах с НАЖБП и хроническим гепатитом В меньшей численности. При всех этиологических вариантах гиалуроновая кислота показала высокую точность в дифференциации значительного и незначительного фиброза.

Главная ее ценность заключается в возможности исключить выраженный фиброз (F3) и цирроз печени (отрицательное прогностическое значение 89-93% и 99-100% соответственно). Однако при ранних стадиях фиброза диагностическая значимость гиалуроновой кислоты невелика.

Другой, хорошо изученный прямой маркер фиброза – N-концевой пропептид коллагена III типа (PIIINP). Коллаген синтезируется звездчатыми клетками в виде белка- предшественника – проколлагена с дополнительными аминокислотными последовательностями как на N-, так и на С-конце полипептидной цепи. В процессе созревания концевые аминокислотные цепочки отщепляются, и зрелый коллаген включается в структуру матрикса.

Один из отщепляемых пептидов – PIIINP – позволяет диагностировать цирроз печени, по данным некоторых исследований, с чувствительностью 94% и специфичностью 81%. В то же время другие сведения указывают, что уровень PIIINP ассоциирован не столько со стадией фиброза, сколько с выраженностью некроза и активностью воспаления.

Матриксные металлопротеиназы (ММП) – семейство интерстициальных протеаз, обеспечивающих деградацию коллагена. Наибольший интерес представляют ММП-2 и ММП-9. Показана корреляция сывороточных уровней ММП-2 и ММП-9 со стадией фиброза. ММП-2 способна выявлять цирроз печени с чувствительностью 83% и специфичностью 100%. Активность ММП контролируется тканевыми ингибиторами металлопротеиназ (ТИМП).

Достоверная связь уровня ТИМП-1 и выраженности фиброза также подтверждена в исследованиях. Чувствительность и специфичность ТИМП-1 в диагностике цирроза печени составляет 100 и 75% соответственно. Несмотря на хорошую диагностическую точность металлопротеиназ и их ингибиторов в выявлении цирроза печени, данные маркеры недостаточно информативны на более ранних стадиях фиброза.

На основе сочетания трех прямых маркеров фиброза: гиалуроновой кислоты, ТИМП-1 и PIIINP, создана комбинированная панель ELF. Панель ELF с большой точностью диагностирует выраженный фиброз (F3-F4): чувствительность 80-86%, специфичность 85-90%, отрицательное прогностическое значение 90-94%.

Еще один фермент, участвующий в обмене внеклеточного матрикса – YKL-40 («Chondrex», НС gp39). YKL-40 – это фермент семейства хитиназ, экспрессируемый во многих тканях человека. YKL-40 показал хорошую специфичность (81%) и чувствительность (78%) в различении незначительного (F0-L) и значительно фиброза (F2-4) у пациентов с хроническим гепатитом С. Однако данный маркер не специфичен для печени и может повышаться при артритах, ряде злокачественных опухолей и других заболеваниях.

В настоящее время изучается группа пептидов, образующихся при деградации коллагенов под действием металлопротеиназ. В частности, концентрация СО3-610 (пептид, отщепляемый от коллагена III типа при участии ММП-9) коррелирует со стадией фиброза в исследованиях на крысах. Концентрация пептида CO1-764 повышается при фиброзе печени. При этом данный показатель не изменяется у пациентов с деструкцией костной ткани. Новые исследования позволяют надеяться на обнаружение маркера, специфичного для фиброза печени.

Непрямые маркеры фиброза

Непрямые маркеры отражают изменения функции печени и напрямую не связаны с метаболизмом внеклеточного матрикса. К непрямым маркерам относятся ферменты гепатоцитов (АЛТ, ACT), молекулы, секретируемые печенью (альфа-2-макроглобулин, аполипопротеин А2, гаптоглобин, ферритин, факторы свертывания и др.), а также некоторые другие лабораторные показатели (тромбоциты, протромбиновый индекс).

Непрямые маркеры фиброза используются не в качестве одиночных тестов, а в комбинации. Широко известны комбинированные панели, такие как APRI, FIB-4, Fibrolndex, Foms’score, Fibrotest.

Индекс APRI (aspartate aminotransferase to platelet ratio index) – простой и доступный для использования в большинстве медицинских учреждений показатель. APRI рассчитывается как отношение ACT к количеству тромбоцитов. Многочисленные исследования показывают умеренную диагностическую точность APRI в диагностике фиброза печени.

Чувствительность и специфичность в отношении значительного фиброза (F2-F4) у пациентов с хроническим гепатитом С составляет 78-88% и 63-76% соответственно. Индекс обладает 100%-ной специфичностью и имеет 100%-ное положительное прогностическое значение в отношении цирроза печени у пациентов с хроническим гепатитом С (чувствительность 53,2%). У пациентов с НАЖБП чувствительность и специфичность (F3-F4) составляют 75 и 86% соответственно. У пациентов с хроническим гепатитом В APRI достоверно не коррелирует со стадией фиброза и не имеет большого диагностического значения.

Несмотря на невысокую диагностическую точность APRI, простота и доступность делают его применение целесообразным при ХВГС и НАЖБП, особенно с целью исключения цирроза.

Adams et al. разработали индекс Hepascore, который рассчитывается с использованием четырех биохимических показателей: гиалуроновой кислоты, общего билирубина, гамма-ГТП, альфа-2-макроглобулина, а также возраста и пола. Индекс изучен на группах больных хроническим гепатитом С. Чувствительность и специфичность Hepascore в диагностике выраженного фиброза (F2-F4) составляет 57,2-77,0 и 70,0-72,1% соответственно.

Фибротест – метод неинвазивной диагностики стадии фиброза печени и активности воспаления, разработанный французской компанией BioPredictive. Фибротест рассчитывается на основании шести непрямых маркеров: альфа-2-макроглобулин, гаптоглобин, аполипопротеин А1, ГГТ, общий билирубин и АЛТ. Данный метод признан рациональной альтернативой биопсии печени у пациентов с ХБП.

При различных этиологических вариантах заболеваний чувствительность метода составила 64-81%, специфичность – 60-93%. Данные нескольких метаанализов подтверждают высокую диагностическую точность фибротеста у пациентов с хроническим гепатитом С и В, НАЖБП и алкогольной болезнью печени.

Индекс FIB4 позволяет исключить (отрицательное прогностическое значение – 90%, чувствительность – 70%) или подтвердить (положительное прогностическое значение – 65%, специфичность – 97%) значительный фиброз печени (F2-F4) у пациентов с коинфекцией «хронический гепатит В – ВИЧ». Преимущество индекса FIB4 заключается в использовании рутинных лабораторных показателей (ACT, АЛТ, тромбоциты, возраст). При дальнейших исследованиях на больных хроническим гепатитом С и В получены близкие значения прогностических показателей. У пациентов с НАЖБП FIB4 обладает небольшой диагностической точностью.

В недавно опубликованном исследовании сообщается о разработке нового комбинированного теста, названного Coopscore. Индекс Coopscore включает в себя как прямые, так и непрямые маркеры фиброза: альфа-2-макроглобулин, аполипопротеин А1, ACT, коллаген IV а также новый маркер – остеопротегрин. Авторы исследования сообщают, что по диагностической точности в отношении стадии фиброза Coopscore превосходит ультразвуковую эластографию, фибротест и Hepascore у пациентов с хроническим гепатитом С.

Выводы

Высокая заболеваемость вирусными гепатитами, распространенность избыточного веса и злоупотребления алкогольными напитками делают проблему диагностики хронических болезней печени весьма актуальной. Определение стадии фиброза печени имеет большое значение в тактике ведения таких пациентов.

Современные неинвазивные методы диагностики фиброза печени значительно уменьшили потребность в биопсии. Однако «идеальный маркер» фиброза до сих пор не найден. Инструментальные методы дорогостоящи, требуют специализированного оборудования и подготовки квалифицированного персонала.

Лабораторные тесты, как правило, дешевле и доступнее для пациентов, но в то же время обладают ограниченной диагностической точностью. Исследования по поиску неинвазивного, высокоточного и общедоступного маркера фиброза печени продолжаются.

И. Н. Широких, Л. А. Мавлитова, А. В. Туев, О. В. Хлынова

2013 г.