Современные методы и препараты для регенерации печени и механизмы их действия при резекциях печени

На сегодняшний день частота встречаемости травм, новообразований и паразитарных заболеваний печени продолжает расти, и резекция печени остается одним из основных методов хирургического лечения при ее патологии [1]. Резекция печени, даже с применением современных технологий, остаётся высоко травматичной операцией, приводящей к нарушению метаболической, гемостатической, детоксикационной и других функций, развитию осложнений в 4,1–47,7 %, летальным исходам в 0,24–9,7 % случаев [1, 2].

По данным А.В. Шабунина и соавт., 2020 количество койкодней в стационаре после резекции или гемигепатэктомии при отсутствии осложнений составляет 11,94±4,74 сут., при их наличии – 29,1±18,7 сут. [1]. В зависимости от объема вмешательства реабилитация у таких больных может продолжаться от нескольких недель до нескольких месяцев [1].

В связи тем, что у отдельных пациентов функциональный объем печени не соответствует анатомическому, предоперационная оценка рисков развития печеночной недостаточности и изучение процесса репаративной регенерации печени играют ключевую роль в выборе объема оперативного вмешательства [3–4]. Изучение особенностей пострезекционной регенерации печени также позволит оценить возможность и необходимость применения методов регенеративной медицины, в том числе, основанных на использовании стволовых клеток и генной терапии [5].

Цель. Провести анализ современных подходов к стимуляции пострезекционной регенерации печени, изучить механизмы их воздействия.

Материалы и методы. Выполнен обзор данных, представленных в PubMed, Elibrary и Cyberleninka. Поиск проведён по ключевым словам «резекция печени», «пострезекционные осложнения», «репаративная регенерация печени», «пострезекционная регенерация», «post-resection regeneration», «liver» и ограничен периодом 2005–2024 гг. Критерии исключения из анализа: описание отдельных клинических случаев; книги и документы; сравнение результатов лечения отдельных пациентов. В итоговый анализ из первично выявленных 105 источников включены 52 работы.

Результаты

На сегодняшний день выделяют несколько направлений воздействия на пострезекционную регенерацию печени: методика ERAS, исследование функционального резерва печени, оценка компонентов системы гемостаза, инфузионная терапия, коррекция собственных метаболитов, регуляция сигнальных путей репарации, использование мультипотентных стволовых клеток [6–7].

Методика ERAS (enhanced recovery after surgery) включает в себя следующие элементы:

контроль, эпидуральная анальгезия, профилактика тошноты и рвоты, поддержание низкого центрального венозного давления во время резекции печени и использование сбалансированных кристаллоидов [7].

Недавний метаанализ показывает, что протоколы ERAS в общей хирургии сокращают время восстановления и продолжительность госпитализации на 2–3 дня, а осложнения – на 25–50 % [7].

Эмболизация воротной вены и двухэтапная гепатэк-томия

Эмболизация воротной вены и двухэтапная гепатэктомия представляют собой две стратегии, которые используются в клинической практике для увеличения объема будущего остатка печени и снижения риска развития послеоперационной печеночной недостаточности [9].

Согласно исследованиям Colle I. и соавторов у пациентов, перенесших резекцию печени, соотношение веса печени и веса пациента должно быть 0,6 [9]. После эмболизации портального кровотока, печеночный артериальный кровоток к эмболизированным и неэмболизированным долям увеличивается через «печеночно-артериальный буфер» [9]. Неэмболизированная доля получает общее увеличение кровоснабжения, что приводит к гипертрофии, в то время как эмболизированная доля атрофируется в ответ на снижение общего кровоснабжения [9].

Наружный билиарный дренаж

Otao R. и соавторы показали, что после расширенной геми-гепатэктомии у пациентов с наружным билиарным дренажем уровень регенерации печени выше, чем при его отсутствии [10]. Это связано со следующим механизмом: желчные кислоты являются продуктами катаболизма холестерина, они синтезируются в печени и выделяются в кишечник через желчные протоки после приема пищи [10]. Большая часть желчных кислот реабсорбируется из кишечника и транспортируется обратно в печень через воротную вену [10].

Так после активного захвата желчных кислот энтероцитами подвздошной кишки в них происходит активация рецептора FXR (Farnesoid X receptor) [11]. Ядерный рецептор FXR экспрессируется в печени и кишечнике, он регулирует ключевые гены, обеспечивающие процессы синтеза, транспорта и реабсорбции желчных кислот, а также участвует в метаболизме липидов и углеводов [11]. Активация FXR запускает каскад реакций, приводящий к продукции фактора роста фибробластов FGF19, репрессирующего синтез желчных кислот [11]. В итоге снижается уровень липогенеза в печени и β-окисление жирных кислот в митохондриях [11].

Наружный дренаж желчного протока частично прерывает эту циркуляцию [10].

В докладе Huang, W., 2006 было показано, что повышенный уровень желчных кислот ускоряет регенерацию, а низкий и отсутствие рецептора FXR ухудшает регенерацию in vivo [12].

Исследование функционального резерва печени

Объем резекции печени определяется функциональным резервом планируемого остатка органа и его регенераторной способностью [13]. Важно отметить, что один и тот же объем ткани может иметь совершенно разные функциональные показатели [13].

В результате исследования, проведенного Гребенкиным Е.Н. и соавт. [14], было выявлено, что использование индоцианина зеленого в сочетании с методом наложения временного зажима на пораженную часть печени позволяет оценить функциональный и регенераторный потенциал оставшейся паренхимы органа [13]. Такой подход позволяет избежать чрезмерного объема резекции печени, что может привести к развитию послеоперационной печеночной недостаточности [13].

Японские исследователи [14] предложили аналогичный подход без блокирования печеночного венозного кровотока. Их исследование показало, что разница в клиренсе индоцианина зеленого до и после резекции не превышала 10–15 % [14].

Коррекция компонентов системы гемостаза

Регенерация печени начинается очень быстро после хирургического вмешательства [2–3]. Экспериментальные и клинические данные свидетельствуют о том, что компоненты системы гемостаза являются одними из самых ранних триггеров печени для регенерации [2]. Результаты исследования Murata и соавт. показывают, что число тромбоцитов влияет на регенерацию печени в острой фазе после гепатэктомии [4]. Путь PI3K/Akt является основным сигнальным путем при тромбоцитарной регенерации печени [4]. Исследователи предполагают, что тромбоциты могут способствовать будущему развитию терапевтической стратегии при печеночной недостаточности после массивной гепатэктомии и циррозе печени [4].

Отдельным направлением является изучение в клинических условиях влияния инъекции тромбопоэтина и тромбоцитарного переливания на регенерацию печени [4]. Хорошо известно, что тромбопоэтин вырабатывается в печени; C-mpl или рецептор тромбопоэтина присутствует на эндотелиальных клетках синусоидов в костном мозге и печени [4]. Он может повышать экспрессию HGF (Hepatocyte growth factor receptor) и PDGF (Platelet-derived growth factor) в печени путем стимуляции синусоидальных эндотелиальных клеток [4].

Исследования показали, что тромбоцитопения связана с задержкой регенерации печени [4]. Однако, тромбоцитоз способствует регенерации печени после 70 % гепатэктомии, а также снижает печеночную недостаточность, вызванную расширенной 90 % гепатэктомией [16]. Это свидетельствуют о том, что количество тромбоцитов напрямую связано с успешной регенерацией [4].

Инфузионная терапия

Комплексная инфузионная терапия печеночной недостаточности включает послеоперационные инфузии альбумина, фибриногена или протромбинового комплекса, нутритивную поддержку и переливание крови [16].

В двойном слепом рандомизированном контролируемом испытании было обнаружено, что пентоксифиллин улучшает регенерацию небольших остатков печени по данным трехмерной волюметрии с помощью магнитно–резонансной томографии на 8-й день после операции [6].

При использовании селективной деконтаминации кишечника гентамицином после 90 % гепатэктомии снижается уровень липополисахарида, улучшается регенерация печени и увеличивается выживаемость у лабораторных животных с 24 % до 56 % [6].

Коррекция метаболизма собственных гормонов и биологически активных веществ

• А)    Гормоны щитовидной железы

Отдельным направлением является воздействие на гормоны щитовидной железы [17]. После резекции печени происходит активация дейодиназ, которые превращают прогормон тироксин в активный гормон трийодтиронин, что в свою очередь увеличивает скорость метаболизма и способствуют регенерации печени [6, 17].

После резекции оставшаяся часть печени подвергается быстрой серии скоординированных изменений, чтобы восстановить свой первоначальный объем и состав [6]. В частности, под влиянием трийодтиронина происходит гипертрофия [6].

По данным некоторых авторов трийодтиронин является ксенобиотиком, лигирующим специфические факторы транскрипции или ядерные рецепторы гормонов в гепатоцитах, способным вызывать увеличение печени [6]. Сигнальные пути, участвующие в таких механизмах, неясны. Однако экспериментально было показано, что введение трийодтиронина крысам перед 90 % гепатэктомией, сопровождалось увеличением выживаемости с 14 % до 57 % [6].

Б) Норадреналин

Концентрация норадреналина быстро повышается в плазме после резекции печени [18]. Норадреналин существенно усиливает митогенные эффекты EGF (Еpidermal growth factor) и HGF (Нepatocyte growth factor) в культурах гепатоцитов и снижает митоингибирующие эффекты TGFb1 [18], вызывает высокий уровень синтеза ДНК гепатоцитами [19], индуцирует синтез HGF в миофибробластах [19]; вызывает усиление продукция EGF бруннеровыми железами двенадцатиперстной кишки [20]. Блокада альфа-1 адренергических рецепторов празозином, в свою очередь, ингибирует ДНК синтез после резекции печени в течение 72 ч [21].

• В)    Инсулин

Печень является первым реципиентом всего инсулина, вырабатываемого поджелудочной железой [22]. Диабет вызывает стеатогепатит от легкой до тяжелой степени, который может привести к циррозу печени [22]. Отведение кровотока воротной вены в кава-порто-кавальный шунт предотвращает попадание инсулина в печень [22], которая в последующем атрофируется примерно до 1/3 своего размера [22]. Введение инсулина непосредственно в печень у животных с экспериментальными порто-кавальными шунтами устраняет атрофию печени, что связано с быстрой пролиферацией гепатоцитов [22].

Некоторые авторы в исследованиях на собаках пришли к выводу, что инсулин играет центральную роль не только в предотвращение атрофии печени, но и стимуляция гиперплазии в ответ на печеночный дефицит и обозначили этот гормон как один из наиболее важных гепатотрофных компонентов портальной крови [23]. Эта концепция получила дальнейшее подтверждение в экспериментах [23].

Г) Октреотид

Известно, что октреотид является вазоконстриктором [6]. Его эффект был освещён в небольшом исследовании в контексте снижения портального венозного кровотока и печеночного венозного давления при трансплантации печени от живого донора [6]. Выявлено, что октреотид в модели 90 % гепатэкто-мии у крыс снижает смертность с 63 % до 33 % [6]. Но он также ингибирует раннюю пролиферацию гепатоцитов [6]. Также октреотид модифицировал печеночный метионин, что в свою очередь приводило к повышению метионина и 5’метилтиоа-денозина, необходимых для репликации ДНК [6].

Регуляция сигнальных путей репарации

Ключевой конечной точкой регенерации печени является восстановление общего количества и массы гепатоцитов, которые первыми вступают в клеточный цикл и подвергаются пролиферации, также они производят митогенные сигналы и для других клеток печени [6]. Пик регенерации печени, измеряемый количеством гепатоцитов в S-фазе митоза возникает примерно через 24 часа после резекции [6]. К 7–10 дню после гемигепатэктомии у крыс в значительной степени восстанавливается нормальный размер (93 %) печени за счет гиперплазии оставшихся долей, и к 20 дню после гемигепатэктомии печень имеет свой первоначальный объем [6].

Среди механизмов контроля, которые регулируют пролиферацию гепатоцитов, ингибирование по отрицательной обратной связи с помощью белков семейства «супрессоров передачи сигналов цитокинов (SOCS)» SOCS1 и SOCS3 играют решающую роль в ослаблении передачи сигналов цитокинов и факторов роста [24]. Потеря SOCS1 или SOCS3 в печени мыши увеличивает скорость регенерации печени и делает гепатоциты восприимчивыми к неопластической трансформации [27].

На стадии праймирования гепатоцитов SOCS3 имеет решающее значение для ослабления передачи сигналов IL-6 [25]. На стадии пролиферации гепатоцитов SOCS1 контролирует передачу сигналов MET, тогда как SOCS3 регулирует передачу сигналов EGFR [24].

Основными индукторами пролиферации гепатоцитов являются HGF и лиганды EGFR (EGF, TGFa, Amphiregulin, HB-EGF) [20, 25]. Эти лиганды являются прямыми митогенами, поскольку вызывают сильный ответ в гепатоцитах в первичной культуре и их дальнейшую клональную экспансию [20, 25]. Однако помимо этих белков существуют другие вещества, которые усиливают действие прямых митогенов [20]. Например, IL-6 является прямым митогеном желчных путей, оказывая важное влияние на целостность холангиоцитов [20].

Следует отметить, что при хронических заболеваниях печени пролиферация гепатоцитов нарушена, а наличие фиброза печени признано основным фактором, ингибирующим пролиферацию гепатоцитов [6].

Некоторые стратегии включают в себя использование фармакологических агентов или цитокинов для стимуляции пролиферации гепатоцитов [6]. Гранулоцитарный колониестимулирующий фактор (GCSF) широко используется в доклинических моделях [6]. Было показано, что его введение приводит уменьшению повреждения печени, фиброза [6].

Также было выявлено, что GCSF увеличивает как пролиферацию гепатоцитов, так и подвижность HPC (гемопоэтических клеток-предшественниц) [6]. Некоторые авторы считают, что HPC и овальные клетки печени могут служить факультативными стволовыми клетками для гепатоцитов, когда последние не могут пролиферировать [6]. Через 4–5 дней после расширения популяции овальных клеток, они становятся базофильными гепатоцитами [26]. В итоге зрелые гепатоциты и овальные клетки восстанавливают размер печени [26].

В свою очередь перипортальные гепатоциты могут трансформироваться в билиарные эпителиальные клетки [26].

Использование мультипотентных стволовых клеток

Молекулярные паттерны, ассоциированные с повреждением, и алармины, высвобождаемые из поврежденных гепатоцитов, активируют антиген-презентирующие клетки [27].

Мультипотентные стволовые клетки (МСК) ослабляют антигенпрезентирующие свойства дендритных клеток и макрофагов юкстакринным и паракринным образом, снижая продукцию воспалительных цитокинов в Т-лимфоцитах и подавляя гепатотоксичность Т-клеток естественных киллеров (NKT) [28]. Что в целом способствует образованию и экспансии иммуносупрессивных Т-, В- и NKT-регуляторных клеток при остром воспалении печени [28].

Экзосомы, полученные из МСК (MSC-Экзо), благодаря своему наноразмеру и липидной оболочке могут вводиться внутривенно, минуя все биологические барьеры, и доставлять иммуномодулирующие факторы из МСК непосредственно кинфильтрирующим печень иммунным клеткам и поврежденным гепатоцитам [28].

Внутривенное введение МСК и МСК-Экзо способно эффективно ослаблять пагубный иммунный ответ и острое воспаление в печени, что позволяет предположить, что МСК и МСК-Экзо могут рассматриваться как потенциально новые средства иммунотерапии острой печеночной недостаточности [28].

Исследования Sang J.F. [27] и Cao H. [28] продемонстрировали, что введение мезенхимальных стволовых клеток (МСК) через воротную вену может быть более эффективным способом для снижения воспаления, некроза и стимуляции регенерации поврежденной печени, чем введение МСК через печеночную артерию, периферическую вену или непосредственно в поврежденную печень [27–29].

В то же время, Teshima T и соавторы обнаружили, что введение МСК через селезеночную вену может быть более эффективным для подавления воспаления и стимуляции регенерации печени, чем через периферическую вену [29–30].

Заключение

На сегодняшний день резекция печени, даже с применени ем современных технологий, остаётся высоко травматичной операцией, приводящей к нарушению метаболической, гемо статической, детоксикационной и других функций, к развитию осложнений в 4,1–47,7 %, летальным исходам в 0,24–9,7 % случаев.

Развитие регенеративной хирургии печени, способов стимуляции пролиферации гепатоцитов при оперативных вмешательствах представляется актуальной задачей, решение которой позволит не только сократить количество осложнений и летальных исходов, но и процент инвалидизации.

На сегодняшний день выделяют несколько способов воздействия на регенерацию печени: методика ERAS, исследование функционального резерва печени, компонентов системы гемостаза, инфузионная терапия, коррекция собственных ме- таболитов, регуляция сигнальных путей репарации. Одним из наиболее перспективных подходов является использование мультипотентных стволовых клеток. Изучение и понимание современных механизмов повышения репаративного потенциала печени позволит не только выполнять обширные оперативные вмешательства с меньшим количеством осложнений, но и сократить сроки восстановления и нетрудоспособности пациентов после подобных вмешательств.