Лейкоз – это опухоль, которая возникает из кроветворных клеток и первично повреждает костный мозг. В этом определении подчёркнуто, что субстратом заболевания обязательно являются клетки кроветворной системы костного мозга, а не другие клетки, которые метастазировали в костный мозг и стали причиной появления вторичной опухоли (например раковые клетки). Ударение делается также на первичности повреждения костного мозга. Дело в том, что болезни, похожие на лейкозы, могут возникать экстрамедуллярно, то есть когда первичный очаг опухолевых клеток заложен вне костного мозга, например в лимфатическом узле. К таким опухолям относятся лимфомы и гематосаркомы. Позже эти болезни могут, конечно, распространяться на систему кроветворения и повреждать костный мозг. На этом этапе практически невозможно отдифференцировать гематосаркому от острого лейкоза, а лимфому – от хронического лимфолейкоза.
Самым характерным признаком лейкоза является заполнение костного мозга опухолевыми клетками местного происхождения. Это могут быть лейкоциты и их предшественники, эритробласты, мегакариобласты. Они размножаются в большом количестве, преодолевают естественный барьер между костным мозгом и кровью и попадают в сосудистое русло. Возникает лейкоцитоз – очень частый, хотя и необязательный симптом лейкоза. Лейкозные клетки по многим показателям отличаются от своих нормальных гомологов. Их называют атипичными, как при обычных солидных опухолях.
Классификация лейкозов
По клинической картине лейкозы делят на две группы – острые и хронические. Это давнее деление. Оно введено в клиническую практику и в научный оборот в конце ХІХ века Ру (1890) и Кеботом (1894). Классификация основывалась на продолжительности болезни. Если продолжительность жизни пациента с момента установления диагноза измерялась месяцами, лейкоз относили к острым, если годами – к хроническим. Таким образом, диагноз острого или хронического лейкоза устанавливали ретроспективно. В 1964 году в Кембридже была создана новая классификация, согласно которой к острым лейкозам стали относить такие формы их, когда имели место нарушения дифференциации клеток. При острых лейкозах дифференциация кроветворных клеток в основной массе не идёт дальше ІV класса. Разрастание клеток, которые не созревают, приводит к накоплению бластных клеток ІІ, ІІІ и ІV классов. Они всё больше оккупируют территорию костного мозга за счёт объёма, который должен быть занят нормальными гемопоэтическими элементами. В конце концов клетки определённого ростка, которые накопились в избытке в костном мозге, выходят в кровь. В конце 70-х – начале 80-х годов прошлого века французскими, американскими и британскими специалистами была создана современная, так называемая ФАБ-классификация острых лейкозов. Она построена на стабильных морфологических и цитохимических характеристиках лейкозных клеток. Эти характеристики отражают особенности их метаболизма.
Согласно современным представлениям, всё кроветворение на уровне ІІ класса (класса частично детерминированных полипотентных клеток-предшественниц) разделяется на два ростка – миелоидный и лимфоидный. Поэтому все острые лейкозы делят на две группы – миелобластные и лимфобластные. Они представлены многими нозологическими формами. Острые миелобластные лейкозы дифференцируют по пяти цитохимическим признакам – наличию или отсутствию в лейкозных клетках следующих веществ: пероксидазы, кислой фосфатазы, неспецифических эстераз, липидов и гликогена. К ним принадлежат:
1. Мо – острый недифференцированный лейкоз.
2. М1 – острый миелобластный лейкоз без признаков созревания (≤3 % промиелоцитов).
3. М2 – острый миелобластный лейкоз с признаками созревания (>3 % промиелоцитов).
1. М3 – острый промиелоцитарный лейкоз (> 30 % промиелоцитов).
2. М4 – острый миеломонобластный лейкоз (≥ 20 % промиелоцитов и ≥20 % промоноцитов).
3. М5 – острый монобластный лейкоз.
4. М6 – острый эритробластный лейкоз.
5. М7 – острый мегакариобластный лейкоз.
Острые лимфобластные лейкозы различают и по цитохимическим, и по морфологическим признакам:
1. Острый лейкоз общего типа – из клеток-прешественниц В-лимфоцитов.
2. Т-лимфобластный лейкоз.
3. В-лимфобластный лейкоз.
Согласно ФАБ-классификации, все острые лимфобластные лейкозы делятся на три группы – L1, L2, L3. Это деление базируется на следующих морфологических характеристиках лейкозных клеток: размеры клеток, характер хроматина, форма ядра и ядрышек, количество цитоплазмы, интенсивность базофилии, вакуолизация цитоплазмы:
L1 – лейкоз, при котором преобладают малые лимфоидные клетки.
L2 – лейкоз с типичными лимфобластами.
L3 – макролимфобластный лейкоз.
В ФАБ-классификации, в отличие от Кембриджской, необычным является то, что острый недифференцированный лейкоз принадлежит к группе миелоидных лейкозов. Раньше его выделяли отдельно или даже относили к лимфоидным. Перестановка объясняется тем, что сейчас количество острых недифференцированных лейкозов резко сократилось в связи с выделением в качестве отдельной нозологической формы лейкоза общего типа из клеток-предшественниц В-лимфоцитов. А те лейкозы, которые остались в группе недифференцированных, очень похожи на лейкозы миелоидной линии. Хронические лейкозы отличаются от острых тем, что клетки костного мозга созревают нормально (до VІ класса), но пролиферируют в очень большом количестве. Хронический лейкоз проходит в своём развитии три этапа:
1. Хронический этап, в течение которого болезнь представляет собой доброкачественную опухоль и поддаётся лечению.
2. Этап ускоренного развития болезни (не всегда заметный), во время которого болезнь прогрессирует в сторону малигнизации. Динамика болезни всё больше и больше выходит из-под контроля. Лечение становится всё менее эффективным.
3. Этап криза бластных клеток, во время которого болезнь подвергается коренной трансформации: хронический лейкоз переходит в острый (в 70 % – в острый миелобластный, в 30 % – в острый лимфобластный). Криз бластных клеток надвигается внезапно и становится причиной смерти большинства пациентов. Таким образом, продолжительность жизни больных с хроническим лейкозом зависит от того, когда наступит криз бластных клеток. К сожалению, прогнозировать этот момент пока не удаётся.
Хронические лейкозы также делятся на миелоидные и лимфоидные. К миелоидным принадлежат:
1. Хронический миелоцитарный лейкоз.
2. Хронический моноцитарный лейкоз.
3. Хронический эритробластный лейкоз.
4. Хронический мегакариоцитарный лейкоз.
5. Эозинофильный лейкоз.
К лимфоидным лейкозам принадлежат:
1. В-лимфоцитарный лейкоз.
2. Т-лимфоцитарный лейкоз (редкостный, 1,5 %).
3. Ворсинчатоклеточный лейкоз.
Механизмы активации протоонкогенов
По современным представлениям, лейкозы возникают на генетической, мутационной основе. Речь идёт о специфических мутациях кроветворных клеток, которые приводят к суперэкспрессии (суперактивации) клеточных онкогенов, или протоонкогенов. Эти гены являются неотъемлемой частью клеточного генома и отвечают за пролиферацию клеток. Клеточные онкогены жизненно необходимы. Без них стало бы невозможным восполнение изношенных и утерянных в процессе жизнедеятельности клеток. Вместе с тем клеточные онкогены, как оказалось, обладают скрытыми бластомогенными потенциями. Чрезмерная экспрессия их обусловливает перерождение нормальных костномозговых клеток в лейкозные. К важнейшим этиологическим факторам, которые способны превратить протоонкогены в активные онкогены, относятся химические агенты, ионизирующие лучи и ретровирусы. Дальше мы детальнее остановимся на механизмах активации протоонкогенов и усиления их экспрессии в виде синтеза специфических мРНК и онкобелков. Таких механизмов известно несколько: точечные мутации, хромосомные аберрации, вирусная трансдукция, инсерция провируса, генная амплификация, трансактивация транскрипции.
Точечные мутации. Считают, что в большинстве случаев протоонкогены активируются в результате структурных изменений их под влиянием химических и физических агентов. Из химических веществ в этом плане лучше всех изучен бензол. Первое описание бензольного лейкоза сделал Le Noir в 1897 г. Он описал тяжёлое заболевание крови (лейкоцитоз, анемию, геморрагию, гепатоспленомегалию) и быстрый летальный исход у рабочего, который длительное время имел контакт с бензолом. В обзоре Goldstein (1977) приведено уже несколько сот случаев бензольного лейкоза. Многие авторы обращают внимание на высокую частоту эритролейкозов среди общего количества бензольных лейкозов (от 25 до 79 %). Существует повышенный риск заболеть лейкозом на производствах, где используется бензол: химическая очистка материалов с использованием бензолсодержащих растворителей, производство пленочных материалов на основе резины, бумажная и деревообрабатывающая промышленность. Механизм химического лейкозогенеза заключается в том, что химические лейкозогены вызывают хромосомные и генные мутации. Некторые из этих мутаций захватывают клеточные онкогены или же их регуляторное генное окружение и инициируют лейкозную трансформацию костномозговых клеток.
Из физических агентов самым сильным лейкозогенным действием обладают ионизирующие лучи. Точно доказано, что возрастание частоты лейкозов имело место после бомбардировки Хиросимы и Нагасаки в 1945 году. Например, хронический миелоцитарный лейкоз среди потерпевших пришёлся на две возрастные группы – детей до 9 лет и взрослых после 30 лет (на момент взрыва бомб).
Проблема экологических нарушений остро стоит и в мирное время. В 1984 году описано возрастание лейкозов в Западной Шотландии, где построили атомную электростанцию. Исследователи проанализировали частоту заболеваемости в течение шести лет после введения в действие станции и обнаружили тенденцию к увеличению заболеваемости. Чернобыльская авария дала ещё более трагические последствия.
Появление лейкозов зафиксировано также в случаях использования ионизирующего излучения с лечебной целью – у больных с анкилозирующим спондилитом (болезнью Бехтерева), миеломной болезнью, лимфогрануломатозом, аутоиммунными заболеваниями, некоторыми дерматозами. Замечено, что рентгенологическое обследование беременных женщин сопровождается возрастанием острого лейкоза у детей. Примерно 25-35 % клеток, преимущественно лимфоцитов, после терапевтического облучения содержат хромосомные аберрации в виде кольцевых хромосом, дицентрических хромосом и ацентрических фрагментов.
Известно лейкозогенное действие радиоактивных изотопов. Радиоактивный фосфор, который широко используется для лечения эритремии, вызывал острый лейкоз у 15-18 % больных. При других методах лечения бластная трансформация не превышала 3 %.
Обнаружены также хромосомные аберрации у специалистов в результате профессионального облучения. Сюда, прежде всего, принадлежит персонал, который обслуживает атомные реакторы. Хромосомные аберрации у этих лиц проявляются кольцевыми и дицентрическими хромосомами, хромосомными разрывами. Похожие аномалии хромосом найдены у людей, попавших в аварии с выбросом радиации. При сочетанном применении облучения и цитостатиков острые лейкозы возникают чаще.
Хромосомные аберрации. В начале 70-х годов были разработаны новые методы дифференциальной окраски хромосом. Они дали возможность выявить в опухолевых клетках (в том числе лейкозных) примерно 30 хромосомных аберраций. Самую большую группу среди них составляют транслокации. Отмечена чёткая корреляция между расположением онкогенов и специфическими транслокациями хромосом. Установлено, что клеточные онкогены часто располагаются именно в тех участках хромосом, где легко и закономерно происходят их разрывы с последующей транслокацией делетированных фрагментов. Отсюда и возникло предположение, что транслокации могут выступать своеобразными активаторами протоонкогенов.
К настоящему времени в хромосомах опухолевых клеток зарегистрировано более 80 точек, где наблюдаются разрывы. Анализ распределения этих опухолеспецифических точек и локализации протоонкогенов в геноме человека показал, что большинство протоонкогенов располагается именно в зонах специфических разрывов хромосом. Небольшой процент отклонений от этой закономерности легко объясним. Во-первых, в одну и ту же форму лейкоза может попасть несколько нозологических форм, которые при нынешних методических возможностях мы не в состоянии отдифференцировать. Во-вторых, одна и та же форма лейкоза может возникнуть по различным патогенетическим механизмам.
Значительный практический интерес в плане анализа роли хромосомных аберраций в активации протоонкогенов представляют хромосомные и генные болезни, которые характеризуются повышенной нестабильностью хромосом. К ним принадлежат болезнь Дауна, анемия Фанкони, синдром Блюма, синдром Луи-Бар.
В основе болезни Дауна лежит трисомия по 21-й хромосоме или же транслокация 21-й хромосомы на другую: 13-15/21 у женщин и t 22/21 у мужчин. В 1961 году установлено, что среди этих больных частота лейкозов в 20 раз выше, чем среди лиц без болезни Дауна.
Анемия Фанкони – это детская миелопатия. Она связана с дефицитом костного мозга и приводит к панцитопении. Больные дети отличаются, как правило, скелетными аномалиями большого пальца и лучевой кости, а также гиперпигментацией кожи. Наследование – аутосомно-рецессивное. У таких больных найдены разнообразные отклонения кариотипа от нормы: хроматидные разрывы, ацентрическая фрагментация, дицентрические хромосомы, хроматидные обмены. Синдром Блюма характеризуется низкой массой тела при рождении, задержкой роста и развития, высокой чувствительностью кожи к солнечным лучам и поражением лица телеангиэктазией. Наследование – аутосомно-рецессивное. Наблюдается большой процент разрывов хромосом, как при анемии Фанкони. Частота обменов между сестринскими хроматидами в 9 раз выше, чем у здоровых людей. Очень характерный признак – симметричные четырёхлучевые обмены между гомологичными хромосомами.
Синдром Луи-Бар относится к иммунодефицитам. Он характеризуется прогрессирующей мозжечковой атаксией и глазокожной телеангиэктазией. Наследование – аутосомно-рецессивное. Хромосомная нестабильность состоит в разрывах и транслокациях длинного плеча 14-й хромосомы.
Лица, отягощённые какой-либо из этих болезней, подвергаются сильному риску развития у них злокачественных новообразований, в том числе лейкозов. Примерно половина больных с анемией Фанкони страдает острым миелоидным лейкозом. Около 80 % больных с синдромом Луи-Бар болеют лимфоидным лейкозом или различными лимфомами. Меньше данных относительно синдрома Блюма, но общая закономерность сохраняется.
Если лейкоз возник на почве хромосомной нестабильности, то в определённом количестве лейкозных клеток мы должны обнаружить специфические хромосомные аберрации. Установлено, что лейкозы действительно сочетаются с аномалиями хромосомного аппарата кроветворных клеток. Среди этих аномалий чаще всего встречаются реципрокные транслокации, реже – делеции, ещё реже – инверсии.
С помощью высокоточных методов дифференциальной окраски хромосом удалось выяснить, что для каждого типа лейкоза характерны специфические хромосомные аберрации. Эти аберрации, возможно, присутствуют во всех лейкозных клетках, но их не всегда удаётся выявить из-за несовершенства дифференциальной окраски.
Известны следующие хромосомные аберрации при различных видах острых и хронических лейкозов.
1. Острые миелоидные лейкозы:
а) М1, острый миелобластный лейкоз без признаков созревания – t 9/22;
б) М2, острый миелобластный лейкоз с признаками созревания – t 8/21;
в) М3, острый промиелоцитарный лейкоз – t 15/17 (94 % больных);
г) М4, острый миеломонобластный лейкоз – inv 16;
д) М5, острый монобластный лейкоз – t 9/11;
е) М6, острый эритробластный лейкоз – del 5q, del 7q.
2. Острые лимфоидные лейкозы (70 % больных):
а) L1, острый микролимфобластный лейкоз – t 9/22;
б) L2, острый лимфобластный лейкоз с типичными лимфобластами – t 4/11;
в) L3, острый макролимфобластный лейкоз – t 8/14.
3. Хронический миелоцитарный лейкоз – t 9/22.
4. Хронический лимфоцитарный лейкоз – t 11/14.
Лучше всех изучена транслокация 9/22, характерная для хронического миелоцитарного лейкоза. Эта аномалия впервые была описана Nowell a. Hungerford в 1960 году в Филадельфии (США). Изменённую хромосому назвали филадельфийской (Ph). Филадельфийская хромосома образуется в результате реципрокной транслокации между 9-й и 22-й хромосомами. Длинное плечо 9-й хромосомы содержит протоонкоген abl (Абельсона), который у мышей вызывает лейкоз, а длинное плечо 22-й хромосомы содержит протоонкоген sis, который вызывает саркому у волосистых обезьян. При взаимной транслокации протоонкоген Абельсона перемещается из 9-й хромосомы на длинное плечо 22-й хромосомы, а фрагмент длинного плеча 22-й хромосомы перемещается на 9-ю хромосому. Передислокация онкогенов abl и sis не равнозначна. Появление онкогена sis в составе 9-й хромосомы не отражается на жизнедеятельности стволовой костномозговой клетки. Другими словами, экспрессии онкогена sis в костномозговых клетках не происходит. Совсем по-другому ведёт себя онкоген abl в составе 22-й хромосомы. Он подвергается очень высокой экспрессии в виде транскрипции аномальной РНК. Такой РНК нет ни в нормальных костномозговых клетках, ни в лейкозных клетках, где отсутствует t 9/22. Поэтому считают, что именно активация онкогена Абельсона является тем критическим механизмом, который инициирует развитие хронического миелоцитарного лейкоза.
Экспрессия онкогена Абельсона и синтез аномальной РНК в костномозговой клетке обусловливают появление в ней особого онкобелка с молекулярной массой 210 кД и тирозиназной активностью. Размеры этого онкобелка значительно превышают размеры онкобелка, который кодируется онкогеном Абельсона. Следовательно, этот онкобелок кодируется одновременно онкогеном Абельсона из 9-й хромосомы и участком 22-й хромосомы, который примыкает к точке разрыва. Синтез его обнаружен при всех лейкозах с филадельфийской хромосомой.
Филадельфийская хромосома встречается почти у 90 % больных хроническим миелоцитарным лейкозом, независимо от стадии болезни, и во всех клетках костного мозга. Транслокация 9/22 считается стандартным вариантом и выявляется у 92 % носителей филадельфийской хромосомы. У 4 % делетированный фрагмент 22-й хромосомы транслоцируется на другие хромосомы (нестандартный вариант). Ещё в 4 % случаев выявляется сложный вариант транслокации с вовлечением трёх и больше хромосом.
Пациенты с филадельфийской хромосомой имеют нормальные хромосомы во всех клетках, за исключением системы гемопоэза. Эта специфическая аномалия оказывает воздействие на все клетки – предшественники клеток крови, в том числе на клетки эритропоэтического и мегакариоцитарного ростков. Но гематологические и клинические последствия этой транслокации проявляются лишь в гранулоцитарных элементах крови. Таким образом, хотя данная хромосомная мутация присутствует в клетках-предшественниках многих типов, она оказывает пагубное влияние на характер развития лишь одного костномозгового ростка – миелоцитарного (обычно – нейтрофильного).
Данные о роли хромосомных аберраций в этиологии лейкозов можно обобщить следующим образом. Аномалии кариотипа только тогда вызывают лейкозы, если они захватывают локусы хромосом, где расположены протоонкогены. Активация этих протоонкогенов обусловливает патологическую пролиферацию и лейкоз. Каждая хромосома имеет так называемые ломкие участки, которые можно идентифицировать с помощью дифференциальной окраски. Именно здесь чаще всего происходят делеции, инверсии и транслокации, которые стают инициаторами активации протоонкогенов. Следовательно, все наследственные синдромы, которым свойственна высокая хромосомная нестабильность, должны рассматриваться как причинные факторы лейкозогенеза.
Вирусная трансдукция. Для большинства лейкозов грызунов, птиц и млекопитающих доказана их вирусная этиология. У животных с лейкозами удалось выделить вирусные частицы, которые после введения здоровым животным воспроизводили ту же болезнь. Это было продемонстрировано, например, в опытах Рауса с куриным лейкозом, в опытах Moloney с лейкозом у мышей. Положительные результаты опытов на животных подтолкнули исследователей заняться поиском вирусов, которые вызывали бы лейкозы у людей. До конца 70-х годов эти поиски оставались безуспешными. Только в 1982 году был выделен ретровирус от больного хроническим Т-лимфоцитарным лейкозом. Его назвали Т-клеточным вирусом человека.
По лейкозогенным свойствам ретровирусы делят на две группы – быстротрансформирующие (вирусы острого лейкоза) и медленнотрансформирующие (вирусы хронического лейкоза). Ретровирусы острого лейкоза отличаются тем, что их геном имеет дополнительный ген. Кроме трёх репликационных генов (gag, pol, onv), они имеют ещё ген src. Дополнительный ген представляет собой клеточный онкоген, который был выхвачен из генома клетки и вмонтирован в вирусную РНК. Только теперь его стали называть уже не клеточным, а вирусным онкогеном. Именно этот дополнительный ген считают специфическим фактором, который вызывает злокачественную трансформацию клетки, а процесс массажа клеточного онкогена через вирус называется вирусной трансдукцией.
После повторного попадания в клетку вирусный (бывший клеточный) онкоген проявляет высокую склонность к экспрессии. Причина, прежде всего, в том, что он захватывается вирусом без окружающих регуляторных (репрессорных) генов. Вторая причина в том, что ДНК-копия ретровируса не совсем точно считывается обратной транскриптазой. Другими словами, РНК-геном в процессе копирования ДНК подвергается мутациям. Когда вновь созданные вирусные частицы внедряются в следующую клетку, их ДНК-копии с дополнительным геном src (вирусным онкогеном) встраиваются в клеточный геном и легко экспрессируются – либо потому что мутантный вирусный онкоген становится недоступным репрессорному генному окружению, либо потому что это окружение вообще отсутствует.
Высокоонкогенные ретровирусы – наиболее эффективные онкогены. Объясняется это тем, что наличные в них онкогены имеют клеточное происхождение и в норме отвечают за пролиферацию клеток. Поэтому в условиях утраты геномного и эпигеномного контроля они подвергаются более сильной экспрессии, чем при химической и физической мутации.
Инсерция провируса. Большинство вирусов лейкоза принадлежит не к быстротрансформирующим, а к медленнотрансформирующим ретровирусам. Они не содержат онкогенов и индуцируют экспериментальные лейкозы у животных менее эффективно, чем быстротрансформирующие. Медленнотрансформирующие ретровирусы вызывают трансформацию клеток потому, что их ДНК-копии вставляются в клеточный геном рядом с клеточным онкогеном. Присутствие чужой ДНК каким-то образом активирует клеточный онкоген до очень высокого уровня экспрессии. Установлено, что при однотипных лейкозах медленнотрансформирующие вирусы локализованы вблизи одного и того же онкогена.
При Т-клеточном лейкозе онкогены человека чаще всего активируются вирусами лейкоза мышей и крыс (pim-1, tck). При эритробластных лейкозах ген c–erb B часто прерывается встроенным провирусом. В результате этого синтезируются совсем новые транскрипты и белки erb B. Механизм активации онкогенов с помощью инсерции провируса принципиально не отличается от механизма вирусной трансдукции. В основе обоих этих явлений лежит один и тот же процесс – потеря клеточного контроля онкогена и переход его под вирусный контроль.
Генная амплификация. Это увеличение копий отдельных генов в ответ на изменения внешней среды. В лейкозных клетках обнаружены амплифицированные копии некоторых протоонкогенов. Впервые амплифицированный онкоген c–myc был зарегистрирован в клетках острого промиелоцитарного лейкоза человека – в 8-32 раза. В клетках хронического миелоцитарного лейкоза человека выявлен амплифицированный сегмент онкогена с-abl (Абельсона). Сама по себе амплификация онкогена не относится к инициирующим событиям в лейкозогенезе. Она связана с прогрессией уже инициированных клеток. Но в любом случае амплификация гена приводит к повышению уровня экспрессированной РНК, точно пропорционально уровню амплифицированной ДНК. Увеличение количества продукта онкогена (онкобелка) может обусловить злокачественную трансформацию клетки, даже если этот белок не изменён.
Трансактивация транскрипции. В последнее время открыт ещё один механизм активации клеточных онкогенов – трансактивация. Этот механизм характерный для семейства Т-лимфотропных вирусов человека, сходных с ними вирусов обезьян, В-лимфотропного вируса крупного рогатого скота. Т-лимфотропные вирусы человека – единственные известные к настоящему времени вирусы, этиологическая роль которых к настоящему времени точно доказана. Они вызывают хронический Т-лимфоцитарный лейкоз и лимфому Беркита. Они не имеют онкогенов и принадлежат к группе вирусов хронического лейкоза. Сущность транскрипционной трансактивации состоит в том, что названные вирусы синтезируют специфические белки. Эти белки, во-первых, стимулируют экспрессию провируса, а во-вторых – активируют гены, которые принимают участие в клеточном росте.
Лейкозный клон
Патогенетический анализ лейкозов сложен. Первый вопрос, который возникает при рассмотрении патогенеза лейкозов: какие именно клетки костного мозга служат мишенями для действия различных лейкозогенных факторов – ионизирующих лучей, химических лейкозогенов, ретровирусов? Современные исследования свидетельствуют о том, что клетками-мишенями служат стволовые клетки костного мозга, хотя не исключено, что клетки ІІ и ІІІ классов также могут вовлекаться в процесс лейкозогенеза. Однако стволовые клетки значительно раньше и чаще включаются в лейкозный процесс, поэтому сейчас доминирует представление о лейкозе как о “болезни стволовых клеток”.
Второй важнейший вопрос патогенеза: лейкоз возникает на почве трансформации одной стволовой клетки или многих одновременно? Нормальный гемопоэз поликлональный. Он обеспечивает полноценное и равномерное развитие всех ростков кроветворения – лимфоидного, миелоидного, эритроидного, мегакариобластного. При лейкозе картина меняется. При лейкозе образуется особый патологический автономный клон трансформированных клеток. Клетки этого клона имеют селективное преимущество перед остальными клетками – они способны к очень интенсивной пролиферации. Клетки лейкозного клона могут дифференцироваться в сторону любого названного выше ростка. Теперь уже не будет равномерного развития всех ростков. Наоборот, какой-то один из них, берущий начало от трансформированной стволовой клетки, будет превалировать над остальными и вытеснять из костного мозга все другие, нормальные клетки.
Доказано, что все клетки лейкозного клона происходят из одной трансформированной клетки, как и в случае обычных опухолей. Системный характер лейкоза свидетельствует вроде бы против этого положения. Ведь лейкоз очень быстро охватывает всю кроветворную ткань. Однако, всё это лишь внешний симптом, который не отражает истинных событий. На самом деле вся масса лейкозных клеток, где бы они не находились, (другими словами, весь лейкозный клон) – это потомки одной трансформированной стволовой клетки. Отличие от обычных опухолей состоит лишь в том, что метастазирование при лейкозах начинается на очень ранних этапах болезни.
Лейкозный клон – не однороден. Он состоит из клеток двух популяций – пролиферирующей (G1) и непролиферирующей (G0). Пролиферирующая популяция составляет всего 10 % лейкозных клеток. Остальные 90 % клеток не пролиферируют. По пролиферативной способности популяция G1 отличается от нормальных клеток. Её пролиферативная активность гораздо ниже и составляет примерно 40 % активности нормальных клеток. Например, время размножения нормальных клеток костного мозга равно 12-20 часам. Время размножения лейкозных клеток в 4-5 раз больше и составляет 40-80 часов. Как тогда объяснить, что пролиферирующие клетки лейкозного клона за короткое время дают огромную клеточную массу? Ведь они составляют лишь 10 % общего количества лейкозных клеток и размножаются в 4-5 раз медленнее, чем нормальные клетки. Оказалось, что дело тут не в скорости деления, а в количестве делений. В нормальном костном мозге стволовой клетке достаточно 5-10 делений, чтобы она дошла до миелоцита. При лейкозе количество делений резко увеличивается. Лейкозная клетка становится неподвластной лимиту Хейфлика, то есть приобретает бессмертие. При остром лейкозе клетки к тому же полностью теряют способность к дифференциации. Их созревание, как правило, не идёт дальше бластных форм (ІV класс).
Рассчёты показывают, что одна лейкозно трансформированная стволовая клетка за 40 делений даёт клеточную массу, равную 1 килограмму. Эта масса считается критической. Именно при такой клеточной массе начинают появляться первые клинические признаки лейкоза. Она образуется примерно в течение 4-5 месяцев. G0-популяция лейкозных клеток выполняет роль резерва. Эти клетки могут длительное время пребывать в дремотном состоянии как в костном мозге, так и в крови. Время от времени они выходят из сосудов в окружающие ткани, оседают там и дают экстрамедуллярные очаги кроветворения. Соотношение между двумя популяциями лейкозных клеток – G1 и G0 – определяет состояние лейкозного процесса – прогрессия, ремиссия, рецидив.
Важнейшим звеном патогенеза лейкозов является угнетение лейкозными клетками нормального гемопоэза. Выделяют несколько механизмов этого явления. Во-первых, лейкозные клетки способны продуцировать в избыточном количестве колониестимулирующий фактор – стимулятор миелопоэза. Во-вторых, этот фактор сильнее действует на лейкозные клетки, чем на нормальные предшественники гемопоэза. В-третьих, лейкозные клетки имеют свойство избирательно угнетать пролиферацию и дифференциацию нормальных клеток-предшественников с помощью гуморальных ингибиторов. В-четвёртых, лейкозные клетки активнее, чем нормальные, отвечают на действие ростовых факторов. Например, преимущественная активация пролиферации клеток-предшественников В-лимфоцитов обеспечивается одним из регуляторов нормального лимфопоэза – низкомолекулярным фактором роста.
Постепенно пул нормальных клеток-предшественников истощается. Костный мозг заполняется лейкозной массой. Эта перестройка обусловливает главные клинические признаки лейкоза: метапластическая анемия, тромбоцитопения, геморрагический синдром, вторичный иммунодефицит, снижение резистентности к инфекционным агентам.
Больные умирают либо от кровоизлияния в мозг, либо от инфекции. В условиях иммунодефицита даже сапрофитная флора может стать патогенной. Как уже было сказано, нарушения гемопоэза при острых и хронических лейкозах не одинаковы. Эти различия определяют своеобразие гематологической картины при каждом из них. При остром лейкозе в периферической крови будет много молодых клеточных форм ІІ, ІІІ и ІV классов и очень мало зрелых клеток VІ класса при полном отсутствии переходных форм V класса. Отсутствие переходных форм в периферической крови – очень характерное морфологическое отличие острого лейкоза от хронического. Этот гематологический симптом называют лейкемическим провалом (hiatus leucemicus). Причина в том, что абсолютное большинство клеток лейкозного клона не дифференцируется дальше бластных форм. Сперва они накапливаются в костном мозге, а затем прорываются в кровь. Только единичным клеткам удаётся пройти обычный путь дифференциации и попасть в кровь в зрелом состоянии.
Возьмём для примера острый миелобластный лейкоз. При этом лейкозе в периферической крови будет много миелобластов (ІV класс), клеток-предшественников ІІ-ІІІ классов и очень мало зрелых форм (палочкоядерных и сегментоядерных нейтрофилов). Характерной особенностью будет отсутствие переходных форм V класса – промиелоцитов, миелоцитов, метамиелоцитов (лейкемический провал). Совершенно другая гематологическая картина при хроническом лейкозе. Поскольку созревание клеток идёт до конца, в крови будет обилие клеток всех классов – молодых, переходных и зрелых. Лейкемический провал отсутствует. Покажем это на примерах. При хроническом миелоцитарном лейкозе в крови будут находиться клетки-предшественники ІІ и ІІІ классов, миелобласты (ІV класс), клетки V класса – промиелоциты, миелоциты, метамиелоциты, палочкоядерные нейтрофилы и зрелые клетки VІ класса (сегментоядерные нейтрофилы).
При хроническом лимфоцитарном лейкозе картина периферической крови характеризуется следующими особенностями: много зрелых лимфоцитов, есть пролимфоциты и лимфобласты, а также разрушенные клетки лимфоидного ряда (тельца Гумпрехта).
В этиологии и патогенезе лейкозов ещё много непонятного. Фрагментарность наших представлений существенно отражается на классификациях и схемах лечения. В этой области работают многочисленные научные коллективы, и каждый год мы получаем новые сведения. Особое внимание уделяется ретровирусам. Именно в этом направлении прогнозируются фундаментальные успехи.
Лейкоцитозы
Лейкоцитозом называют увеличение количества лейкоцитов в единице объема крови (норма – 4-9· 109/л). Выделяют абсолютный и относительный лейкоцитоз. Абсолютный лейкоцитоз связан с повышенной лейкопоэтической функцией костного мозга, относительный – с перераспределением лейкоцитов, например при шоке, воспалении. Смотря, за счет какого вида лейкоцитов увеличивается их общее количество, различают нейтрофилёз, еозинофилию, базофилию, лимфоцитоз и моноцитоз.
Нейтрофилёз сопровождает такие процессы, как острое воспаление, вызванное стрепто- и стафилококками, распад опухоли, инфаркт миокарда. Эозинофилия характерна для аллергических (бронхиальная астма, крапивница, сенная лихорадка) и инфекционно-аллергических заболеваний (ревматизм, скарлатина), хронического миелолейкоза. При глистных и паразитарной инвазии (аскаридоз, трихинелёз, дифилоботриоз, эхинококоз) количество эозинофилов может достигать 50 %.
Базофилия – явление, которое встречается нечасто, в частности при хроническом миелолейкозе, гемофилии, гипотиреозе. Лимфоцитоз возникает при хронических инфекционных болезнях (туберкулез, сифилис), вирусных инфекциях (корь, гепатит), хроническом лимфолейкозе, тиреотоксикозе, акромегалии.
Моноцитоз наблюдают при некоторых вирусных болезнях (инфекционный мононуклеоз), туберкулезе, септическом эндокардите, у больных, которые выздоравливают после кори, краснухи, сыпного тифа. Как физиологичное явление лейкоцитоз встречается во время интенсивной мышечной работы, переваривания еды, у беременных.
Лейкопении
Уменьшение количества лейкоцитов в единице объема крови называют лейкопенией. Она также бывает абсолютной и относительной. Абсолютное уменьшение лейкоцитов наступает в результате угнетения лейкопоеза в костном мозге (радиационное поражение, метастазы опухоли), избыточного разрушения лейкоцитов в крови или воспалительном очаге, значительного выделения их из организма (гнойный ендометрит). Относительная лейкопения является следствием перераспределения лейкоцитов.
Лейкопении классифицируют в зависимости от того, какие формы лейкоцитов уменьшаются в подавляющем количестве. Нейтропения может быть результатом генетически детерминированной блокады пролиферации гранулоцитов (наследственная нейтропения) или иметь экзогенное происхождение. Угнетение лейкопоеза вызывают ионизирующие лучи, токсичные вещества (бензол), инфекционные болезни с изнурительным теченыем (брюшной и сыпной тифы, грипп, корь), медикаменты (цитостатики, сульфаниламидные препараты), дефицит витамина В12 и фоллиевой кислоты.
Эозинопению наблюдают при насыщении организма глюкокортикоидами (болезнь Иценко-Кушинга, введение кортизола с лечебной целью). Лимфоцитопения указывает на наличие иммунодефицита (наследственные имунодефицитные состояния, лучевая болезнь, милиарный туберкулез). Моноцитопению наблюдают у больных с сепсисом, лучевой болезнью. Одновременное уменьшение зернистых форм лейкоцитов (нейтрофилов, эозинофилов, базофилов) в периферической крови называют агранулоцитозом. Если подавлены все ростки лейкопоеза, возникает алейкия. Сочетание алейкии, анемии и тромбоцитопении называют термином “панцитопения”. Эти состояния развиваются в результате грубого поражения костного мозга – ионизирующими лучами, ядами, некоторыми плесневыми грибами, лечебными препаратами, тяжелыми инфекциями.
Разные формы лейкоцитов находятся в определенном соотношении, которое называют лейкограммой. Наибольшее практическое значение имеет анализ клеток нейтрофильного ряда. В лейкоцитарной формуле Шиллинга молодые формы нейтрофилов (миелоциты, метамиелоциты, паличкоядерные нейтрофилы) расположены слева, а зрелые (сегментоядерные) – справа. Поэтому рост количества молодых форм называют ядерным сдвигом влево, а когда увеличивается количество сегментоядерных нейтрофилов – ядерным сдвигом вправо.
Ядерный сдвиг влево имеет несколько вариантов: регенераторный, гиперрегенераторный и дегенеративный.
Регенераторный сдвиг возникает на фоне лейкоцитоза и характеризуется увеличением количества палочкоядерных нейтрофилов и метамиелоцитов, а также появлением одиночных миелоцитов. Эти изменения указывают на высокую лейкопоэтическую состоятельность костного мозга.
Гиперрегенераторный сдвиг – это появление, кроме большого количества палочкоядерных нейтрофилов и метамиелоцитов, еще более ранних форм – миелоцитов и промиелоцитов на фоне увеличения или уменьшения общего количества белокровцев. Такие сдвиги свидетельствуют о гиперплазии костного мозга с последующим истощением нейтрофильного ростка.
Дегенеративный сдвиг указывает на угнетение лейкопоэза. В крови растет количество палочкоядерных нейтрофилов с признаками дегенерации их ядер и цитоплазмы. Метамиелоциты отсутствует, количество сегментоядерных нейтрофилов уменьшено.
Для ядерного сдвига вправо характерна гиперсегментация ядер нейтрофилов – образуется 5 и больше фрагментов. Примером такого сдвига может быть В12-дефицитная анемия.
