Этиология и патогенез лейкозов - практическая гематология детского возраста

Глава II ЛЕЙКОЗЫ
ЭТИОЛОГИЯ И ПАТОГЕНЕЗ ЛЕЙКОЗОВ
В структуре заболеваемости опухолями детей лейкозы занимают ведущее место: около 1/3 от общего числа. По данным разных авторов, частота лейкозов в возрасте от 0 до 14 лет составляет 2—5 на 100 000 человек. По данным статистики, более высокая заболеваемость отмечается у мальчиков. Имеются и определенные возрастные особенности заболеваемости лейкозами: так, в детском возрасте пик отмечается в 3—4 года.
В 1845 г. P. Virchov впервые описал лейкоз у человека, а затем через 2 года ввел термин «лейкемия», аналогично ранее употреблявшемуся «белокровие». Это название исходило из одного признака заболевания — наличия большого количества белых кровяных телец в периферической крови. Однако в дальнейшем выяснилось, что этот признак является важным, но не обязательным при установлении диагноза, так как отражает только состояние периферической крови, не затрагивая сущности патологического процесса. Хотя в зарубежной литературе термин «лейкемия» имеет широкое употребление, в СССР данную нозологическую форму принято обозначать термином «лейкоз», предложенным V. Ellerman в 1921 г.
Лейкоз — злокачественное заболевание кроветворной системы, опухоль, возникающая из кроветворных клеток и поражающая прежде всего костный мозг.
Лейкозы принято делить на острые и хронические. Такое разделение было впервые предложено J. Friedreich (1857), а позднее К. Славянским (1867) и отражало временные различия заболевания. При остром лейкозе продолжительность жизни больных значительно меньше, чем при хроническом. В настоящее время диагностическими критериями служат патоморфологические различия. При острых лейкозах патологический субстрат представлен молодыми незрелыми клетками, при хронических — основную массу составляют зрелые клетки. В детском возрасте преобладают острые лейкозы над хроническими.
Многочисленные работы посвящены изучению этиологии и патогенеза острых лейкозов. Последние 20 лет знаменовались значительными достижениями в этой области. Четко вырисовывается опухолевая сущность лейкозного процесса, качественно новый скачок сделан в изучении особенностей клеточной кинетики, что позволило пересмотреть господствовавшую долгие годы в гематологии теорию о безудержном размножении кроветворных клеток при лейкозах. Описан ряд лейкозогенных факторов. Однако до настоящего времени спорны и недостаточно выяснены этиология лейкозов человека, какие из факторов являются чисто этиологическими, а какие — патогенетическими.
Одними из факторов, индуцирующими лейкоз, могут быть химические вещества, образующиеся в организме при нарушении обмена веществ. Еще в 1937 г. Л. М. Шабад экспериментально доказал наличие бластомогенных веществ в организме человека. В дальнейшем О. М. Раушенбах (1956) в эксперименте показал, что при введении мышам низкораковых линий экстрактов из органов людей, умерших от лейкоза, можно вызвать лейкоз или способствовать его возникновению. Мощным лейкозогенным действием обладают промежуточные продукты триптофанового обмена, индол, индол-индикан, жирные кислоты. Из эндогенных факторов, имеющих значение в возникновении лейкозов, определенная роль отводится половым гормонам. Однако конкретный механизм действия эндогенных факторов остается неясным.
Не вызывает сомнения значение химических веществ, проникающих в организм человека извне, как лейкозогенных факторов. В многочисленных экспериментах опробованы тысячи веществ с канцерогенными свойствами. Канцерогенным эффектом обладают полициклические углеводы, аминоазотсоединения, бензол.
Реализация лейкозогенного действия канцерогенных веществ осуществляется путем мутации или повреждения участков хромосом. Мутагенный эффект присущ не только одним канцерогенам, этим свойством обладают и препараты цитостатического ряда, применяемые иногда в качестве иммунодепрессантов. В возникновении лейкозов велика роль ионизирующей радиации. Печальные опыт Хиросимы и Нагасаки показал, что у лиц, переживших взрыв атомной бомбы, частота возникновения лейкоза значительно больше, чем у населения других регионов Японии. Причем более чувствительными к действию радиации оказались дети в возрасте менее 10 лет, среди которых заболеваемость лейкозами была почти в 2 раза выше, чем у людей в возрасте 19—60 лет.
Действие ионизирующей радиации проявляется через определенный латентный период. Так, в Японии пик заболеваемости отмечался через 3—7 лет после облучения.
Имеются данные о том, что облучение эмбриона ведет к развитию лейкоза. Показано, что среди детей, матери которых во время беременности подвергались облучению в диагностических целях, степень вероятности развития лейкоза составляет 1,83. Также отмечалось увеличение случаев лейкозов среди детей, подвергавшихся облучению по поводу тимомегалии.
Не вызывает сомнения участие в лейкозогенезе и радиоактивных веществ. Отмечена повышенная заболеваемость лейкозами у радиологов. Уже классическим примером является развитие лейкоза при применении с лечебной целью радиоактивного фосфора, радиоактивного йода и обнаружение при этом специфических радиационных поломок хромосомного аппарата.
По данным Е. Mole (1960), механизмы радиационного лейкозогенеза многообразны и их можно суммировать следующим образом.

В настоящее время не вызывает сомнения, что ионизирующая радиация индуцирует у детей острый лимфобластный лейкоз, у взрослых — хронический миелолейкоз, острый миелобластный лейкоз. Это должно диктовать определенную сдерживающую тактику рентген- и радиологических обследований детей, особенно дошкольного периода.
На современном этапе получила широкое признание вирусная теория происхождения лейкозов. Начиная с 50-х годов, онковирусология сделала новый качественный скачок, непрерывно увеличивался поток исследований, посвященных изучению лейкозных вирусов. Основными этапами этих исследований явились: выделение вируса Гросса мышей (1951), работы В. М. Бергольца (1956, 1960) о выделении из тканей человека бесклеточного лейкозного агента, обладающего свойствами вируса. Выделено более 20 штаммов вирусов лейкозов мышей. Получены данные о вирусной этиологии лейкозов у кошек. Весомым аргументом явилось подтверждение вирусной природы лейкозов у обезьян. Установлено, что вирусы лейкозов животных передаются различными путями — с молоком, мочой и слюной. Также доказана возможность горизонтального и вертикального распространения лейкозов у животных. Описано несколько десятков онкогенных вирусов, для большинства из них характерным является наличие РНК и отсутствие ДНК. Вирусы лейкозного комплекса относятся к РНК-содержащим вирусам С-типа, получившим название онковирусов. Они состоят из нескольких компонентов — белки, липиды, нуклеиновые кислоты, ферменты, среди последних особое место принадлежит РНК зависимой ДНК-полимеразе, или обратной транскриптазе (R. P. Gale, А. V. Hoffbrand, 1986).
Доказательство вирусной природы лейкозов у животных все же не является доказательством вирусной этиологии лейкозов у человека. И в действительности, в медицинской практике имеется ряд весомых фактов, не подтверждающих контагиозность (следовательно, и вирусную природу) лейкозов человека. Проведенные за рубежом исследования по изучению путей переноса лейкозов показали, что введение крови и экстрактов органов больных лейкозом другим людям не вызывало развития заболевания. Аналогичные случаи неперевиваемости лейкозов отмечались и при случайных переливаниях крови от больных здоровым. Установленным является факт отсутствия повышения частоты заболеваемости лейкозами среди медицинского персонала, работающего с больными. Также необходимо отметить отсутствие трансплацентарной передачи лейкозов. Дети с врожденными лейкозами рождаются от здоровых матерей, и, наоборот, больные лейкозом рождают здоровых детей.
Рис. 8. Схема синтеза ДНК на матрице РНК лейкемогенных вирусов (Р. Е. Кавецкий, 1975)

Но даже эти факты не позволяют отойти от вирусной природы лейкозов у человека. Так, своеобразная форма острого лейкоза, встречающаяся в основном среди детского населения в Африке,— лимфома Беркитта — носит явно вирусный характер и проявляется эпидемическими вспышками. Следует отметить, что хотя вирус лейкоза человека не выделен, в крови больных лейкозами отмечаются вирусоподобные элементы, редко встречающиеся у здоровых людей, а также обнаружены структурные белки, аналогичные белкам обезьяньих онковирусов.
Особое место среди ферментов онковирусов занимает РНК-зависимая ДНК-полимераза, или обратная транскриптаза. Открытие этого фермента позволило по новому подойти к вирусной этиологии лейкозов, что нашло свое отражение в вирусогенетической теории Л. А. Зильбера (1968). Существует несколько концепций этой теории. Вот ее основные положения. В каждой клетке заложена наследственная информация ДНК-провируса, аналогичная информации РНК-содержащих вирусов, находящихся в заторможенном состоянии благодаря клеточным репрессорам. Воздействие различных факторов приводит к снятию репрессивного действия, активации онкогенов и дальнейшей лейкозной трансформации клетки.
Возможен и другой вариант, когда обратная транскриптаза реализует геном онкогенного вируса опосредованно через ДНК, осуществляя тем самым обратную транскрипцию (рис. 8).
Несмотря на обширный материал о вирусной этиологии лейкозов, эта теория нуждается в дальнейшей разработке и выделении более четких взаимосвязывающих звеньев.
Важное значение в возникновении лейкозов имеют генетические факторы. Роль наследственности прослеживается при хроническом лимфолейкозе, на который приходится большая частота семейных случаев и высокий процент (43 %) соответствия формы заболевания у родственников первой степени. Известно, что в детском возрасте хронический лимфолейкоз почти не встречается. Однако роль наследственных факторов особо важна в педиатрической практике и не только в случаях оценки заболеваемости лейкозами. Ретроспективная оценка показала, что для детей, заболевших лейкозом, характерна большая масса тела при рождении, более старший возраст матерей.
Типичным примером, встречающимся во многих руководствах и подтверждающим значение генетических факторов в возникновении лейкозов, являются описания лейкозов у монозиготных близнецов. Можно привести также данные, что вероятность развития острого лейкоза у одного из монозиготных близнецов при наличии болезни у другого увеличивается обратно пропорционально возрасту и на первом году приближается к 100 % (L. Degos> 1973). Описано много случаев «семейного» лейкоза у братьев, сестер и у одного из их родителей. Известны семьи, в которых лейкоз отмечался в нескольких поколениях. В этом же ряду доказательств роли наследственных факторов стоят случаи врожденных лейкозов, развивающихся в первые месяцы, а иногда и в первые дни после рождения ребенка.
Имеется высокая степень риска возникновения лейкозов у детей с хромосомными заболеваниями. Наиболее часто в этой группе встречается болезнь Дауна. Как оказалось, такие дети поражаются лейкозом в 20 раз чаще, по сравнению со здоровыми. Причем отмечено, что у детей с болезнью Дауна острый лейкоз развивается в более раннем возрасте,
и, кроме того, у них высок процент врожденных лейкозов. Установлена определенная связь лейкозов с другими наследственными заболеваниями, для которых характерны хромосомные нарушения: синдромы Клайн- фельтера, Шерешевского—Тернера, Блума, анемия Фанкони и другие.
Учитывая генетическую связь болезни Дауна и лейкоза, были предприняты поиски других хромосомных нарушений у больных лейкозами.
Единственной формой лейкоза, при которой повреждается хромосомный аппарат, является хронический миелолейкоз. В 1960 г. у больных хроническим миелолейкозом была обнаружена измененная маленькая хромосома, получившая название филадельфийской (Ph`-хромосома), по названию города, где она найдена. Для филадельфийской хромосомы характерным нарушением является делеция (утрата) длинного плеча одной из хромосом группы G. В настоящее время доказано, что филадельфийская хромосома принадлежит к 22-й паре хромосом, а не к 21-й, как считалось на протяжении ряда лет.
В результате цитогенетических исследований, проведенных у больных острым лейкозом, выявлены разнообразные хромосомные абберации, которые в большинстве случаев неспецифичны. Наиболее характерным изменением хромосомного аппарата является анеуплодия. Как правило, численные и структурные нарушения постоянны у каждого конкретного больного, то есть носят клональный тип. Но возможны случаи смены клеточных клонов, что в какой-то мере противоречит этиологической роли хромосомных нарушений в возникновении лейкозов. Необходимо подчеркнуть, что процент хромосомных нарушений при остром лейкозе значительно выше у детей, чем у взрослых. Не вызывает сомнения, что хромосомные аномалии оказывают определенное влияние на течение лейнозного процесса, но их роль как лейкозогенного фактора сомнительна.
Возвращаясь к роли наследственных факторов в развитии лейкозов, необходимо учитывать иммунологическую реактивность организма, которая является одним из важных условий жизнедеятельности организма, его устойчивости к различным заболеваниям. На современном этапе выделено несколько звеньев иммунитета, участвующих в защите организма, в том числе противоопухолевый. Различают клеточные факторы иммунитета, носителями которого является Т-лимфоциты, и гуморальные, за которые ответственны В-клетки. Установлено, что при наследственных иммунодефицитных состояниях заболеваемость лейкозами значительно выше, чем у здоровых людей. Болезнь Брутона, агаммаглобулинемия — состояние, характеризующиеся наследственной недостаточностью гуморальных механизмов защиты, на этом фоне частота лейкозов возрастает в 10 000 раз. При других наследственных иммунодефицитных состояниях — синдромах Луи—Бара, Вискотта—Олдрича, Чедиака—Хигаси — заболеваемость лейкозами также высокая. Причем в большей степени лимфомами, в меньшей — острыми лимфобластными лейкозами.
В литературе накоплен огромный фактический материал, отражающий разные аспекты возникновения лейкозов у человека. Однако до настоящего времени не существует этиотропной терапии лейкозов. Без сомнения, эндогенные факторы, химические мутагены, ионизирующая радиация, наследственность, вирусы играют большую роль в возникновении лейкозов у человека. Однако тонкие механизмы взаимодействия, причинно-следственные связи этих факторов еще требуют дальнейшего изучения.
В настоящее время доказана клоновая природа опухолей при некоторых видах лейкоза. Эти доказательства построены на целом ряде фактов. Как уже указывалось, при острых лейкозах у каждого конкретного больного хромосомные аномалии постоянны, то есть носят клональный характер. Это также относится к хроническому миелолейкозу, для которого специфическим маркером является филадельфийская хромосома. При исследовании поверхностных маркеров В-лимфоцитов при хронических лимфолейкозах обнаружена однотипность иммуноглобулинов в каждом конкретном случае. Все это позволяет предположить, что данные лейкозы не первично множественные опухоли, а новообразования, происходящие из одной патологической клетки, то есть имеют клоновое происхождение. Наряду с этим лейкозные опухоли, тесно связанные с системой кроветворения, быстро метастазируют. Это обусловливает системное поражение внутренних органов.
Многие закономерности лейкозного процесса, клинические проявления, особенности течения, чувствительности к терапии вытекают из теории опухолевой прогрессии. Первые положения опухолевой прогрессии были сформулированы L. Foulds (1949) на основании изучения опухоли молочных желез у мышей. Концепция опухолевой прогрессии позволила создать стройную систему, объясняющую многие стороны патогенеза лейкозного процесса. Большая заслуга в этом А. И. Воробьева (1979), который сформулировал основные правила опухолевой прогрессии лейкозов. Приводим их ниже.

1. Важнейшей особенностью прогрессии лейкозов является угнетение нормальных ростков кроветворения, иногда всех, иногда избирательно — или гранулоцитарного, или тромбоцитарного, или эритроцитарного, но в первую очередь того, из которого развился лейкоз.
2. Неотъемлемым свойством прогрессии лейкозов является смена дифференцированных клеток, составляющих опухоль, властными. Все лейкозы с той или иной частотой проходят две стадии: моноклоновую (доброкачественную) и поликлоновую (злокачественную).
3. Общим свойством бластных клеток при острых лейкозах и властных кризах является скачкообразная или постепенная утрата ферментной специфичности: клетки становятся морфологически и цитохимически недифференцируемыми по принадлежности к тому или иному ряду кроветворения.
4. Закономерным этапом развития острых лейкозов является изменение формы ядра и цитоплазмы бластных клеток: круглоядерные бласты с узкой цитоплазмой сменяют бласты неправильной формы с увеличением площади ядра и цитоплазмы- часто эти изменения связаны с рецидивом болезни.
5. По мере прогрессии лейкозные клетки обретают способность расти вне органов гемоцитопоэза: пролифераты из опухолевых клеток появляются в коже, почках, мозговых оболочках и т. п. При долго текущих острых лейкозах и бластных кризах это явление становится практически обязательным и ведет к нарушению нормальных функций организма. Метастазирование в ткани и органы представляет собой новый этап прогрессии и происходит независимо друг от друга. Так, инфильтрация мозговых оболочек при остром лимфобластном лейкозе представляет собой более ранний этап, чем инфильтрация яичек, а последняя — более ранний этап, чем инфильтрация кожи или почек.
6. В условиях современной цитостатической терапии прогрессию отражает скачкообразный или постепенный уход опухоли из-под контроля цитостатического воздействия (конкретных комплексов: химического, лучевого, гормонального).
7. Нарастание процесса характеризуется выходом бластных элементов в кровь (нередко они отсутствуют при диагностировании лейкоза или до рецидива), переход от алейкемической картины крови к лейкемической.

Знание основных закономерностей опухолевой прогрессии лейкозов дает ценную информацию врачу и помогает ориентироваться в особенностях течения болезни у каждого ребенка. Каждый этап прогрессии — это качественно новая ступень патологического процесса, требующая в первую очередь изменения терапевтической тактики. Понятны случаи малой эффективности терапии при остром лейкозе, сопровождающемся гиперлейкоцитозом: данный гематологический признак свидетельствует о конечном этапе прогрессии. Появление симптомов нейролейкоза или инфильтратов на коже при положительной динамике основных клиникогематологических симптомов, не является поводом к пессимистическому прогнозу и смене цитостатических препаратов. Изменившаяся картина свидетельствует только лишь о возникновении новых изолированных очагов в мозговых оболочках или коже, каждый из которых требует своего лечения на фоне уже проводимой терапии.
Основным дефектом при всех видах лейкоза является нарушение клеточной дифференциации (созревания) и пролиферации (размножения). Изучение клеточной кинетики при лейкозах стало возможным с помощью метода ауторадиографии. Применение радиоактивных нуклидов — 3Н-тимидина, предшественника ДНК и 8Н-уридина, включающегося преимущественно в РНК,— помогло решить ряд вопросов цитопатогенеза лейкозов. Долгие годы в гематологии господствовала мысль о безудержном размножении незрелых патологических клеток. Сейчас эта теория пересмотрена.
Доказано, что при острых лейкозах опухолевая клеточная масса неоднородна по своим пролиферативным потенциям. Лейкозную популяцию делят на две субпопуляции: пролиферирующий и непролиферирующий в данный момент пул опухолевых клеток. Пролиферирующий пул, то есть клетки, находящиеся в митотическом цикле и способные к делению, составляет незначительную часть лейкозной популяции — 6—10 %. Основная же масса представлена лейкозными клетками, находящимися вне митотического цикла в фазе «покоя» Go и не способными к делению. Следовательно, безудержного размножения клеток при остром лейкозе не происходит. Важной особенностью покоящихся опухолевых клеток являются значительное удлинение их жизни, по сравнению с нормальными клетками, и возможность неконтролируемого выхода из фазы «покоя» в митотический цикл, что является фактором поддержания патологического процесса (М. Andreeff, 1986). Говоря об общем снижении пролиферативного потенциала всей лейкозной популяции, возникает вопрос: чем объяснить системное поражение тканей, являющееся ведущим клиническим признаком острого лейкоза? Математические расчеты показали, что достаточно одной делящейся патологической клетки, из которой в течение 3—4 мес. через 40 последовательных делений образуется опухоль массой около 1 кг (10¹² клеток), в целом это дает клиническую картину развернутой стадии острого лейкоза (С. G. Craddok, 1962).
В современной литературе на основании кинетических исследований гипотетически сформулирована теория патогенетических механизмов развития острого лейкоза (Г. И. Козинец, 1973- Л. Г. Ковалева, 1975- А. И. Воробьев, 1975- Е. Б. Владимирская, 1975). Этиологические лейкозные факторы приводят к образованию опухолевой клетки, потерявшей способность к дифференциации, но сохранившей способность к пролиферации. В начальной стадии заболевания происходит размножение лейкозного клона и накопление патологических клеток, это в конечном итоге манифестирует клиническую картину. Образование значительной массы опухолевых клеток обусловливает снижение их пролиферации. Одновременно происходит торможение нормального гемоцитопоэза. В данном случае отмечается как простое вытеснение здоровых гемоцитов лейкозной опухолью, так и угнетение их гуморальными ингибиторами. Нарастание массы лейкозных клеток еще более усиливает торможение нормального гемоцитопоэза по принципу обратной связи.
Клинические исследования при хроническом миелолейкозе показали, что пролиферативная активность клеток не одинакова и колеблется в зависимости от стадии заболевания. В спокойной стадии нарушений пролиферации не наблюдается, она протекает с такой же интенсивностью, что и в норме. Во время бластного криза хронического миелолейкоза пролиферативная активность снижается, напоминая таковую при остром лейкозе.
Ауторадиографические исследования синтеза и транспорта РНК при лейкозах также выявили ряд особенностей. Известно, что все основные типы РНК синтезируются в клеточном ядре в виде высокомолекулярных предшественников. Затем в процессе созревания большая часть молекулы отщепляется и в цитоплазму переносится лишь информативная часть молекулы РНК. Таким образом, при транспорте РНК осуществляется перенос наследственной информации с матрицы ДНК из ядра в цитоплазму клеток к местам синтеза белка. С помощью этого механизма осуществляется контроль над реализацией наследственной программы клетки, то есть над пролиферацией и дифференциацией. В настоящее время доказано, что при острых и хронических лейкозах подавлен транспорт РНК из ядра в цитоплазму. Возможно, это торможение является одним из механизмов, обусловливающих нарушение созревания опухолевых клеток. Причем данные нарушения в клетках выражены больше при остром лейкозе, чем при хроническом миелолейкозе и хроническом лимфолейкозе.
В данном разделе мы не приводим развернутую классификацию лейкозов, так как в детском возрасте из всех видов хронических лейкозов встречается только миелолейкоз. Классификация острых лейкозов будет дана в соответствующем разделе.