Inhibin as a reproductive biomarker part 2. Clinical significance of inhibins in reproductive medicine

Full Text

В настоящее время большое внимание уделяют поиску информативных надежных маркеров для диагностики различных нарушений функций репродуктивной системы как у женщин, так и у мужчин. Одним из таких потенциальных биохимических маркеров для оценки функций яичников у женщин и тестикул у мужчин может быть ингибин, который, как известно, принимает активное участие в фолликулогенезе и сперматогенезе. Основными источниками ингибина А у женщин являются желтое тело яичника и плацента, поэтому его диагностическая ценность связана прежде всего с различными осложнениями беременности, такими как невынашивание, плацентарная недостаточность, преэклампсия, аномалии развития плода и др. У мужчин ингибин А вырабатывается в очень небольших количествах, в связи с чем не используется в диагностических целях. Основным источником ингибина B служат клетки гранулезы растущих фолликулов у женщин и клетки Сертоли яичек у мужчин. Это позволяет использовать ингибин B в качестве маркера фолликулярной активности и овариального резерва яичников, сперматогенеза, прогнозировать эффективность лечения бесплодия с помощью методов вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ), а также диагностировать органическую патологию и оценивать эффективность ее лечения.

Ингибин как маркер преждевременного полового развития и овариального резерва

Известно, что в детском возрасте продукция ингибина находится на довольно низком уровне. К моменту полового созревания количество ингибина В у девочек быстро и значительно увеличивается, при этом количество ингибина А не изменяется [1]. Продукция ингибина А значительно увеличивается только с момента установления у девочки регулярного менструального цикла. Это позволяет использовать определение уровня ингибина В у девочек в комплексной диагностике преждевременного полового созревания и оценке зрелости половых желез [2].

Ингибины секретируют мелкие развивающиеся антральные фолликулы. Уровень ингибинов А и В коррелирует с количеством фолликулов в яичниках. С возрастом число примордиальных фолликулов резко уменьшается и, следовательно, продукция ингибинов снижается [3]. При этом установлено, что сначала происходит резкое снижение уровня ингибина В, в то время как уровень ингибина А может длительно оставаться стабильным [3]. Важно отметить, что уровень ингибина В более чувствителен к редукции фолликулярного аппарата по сравнению с уровнем фолликулостимулирующего гормона (ФСГ).

Таким образом, уровень ингибина В можно рассматривать в качестве одного из индикаторов начинающегося угасания репродуктивной функции, связанного с нарастающим сокращением овариального резерва, и приближения менопаузы, наряду с определением уровня антимюллерова гормона (АМГ) и ФСГ.

Ингибин как предиктор оценки эффективности индукции овуляции при лечении бесплодия

Широкое использование методов ВРТ в лечении различных форм женского и мужского бесплодия диктует необходимость поиска достоверных маркеров функционального состояния репродуктивной системы. Основой успешного выполнения программ экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) является получение максимально возможного числа зрелых ооцитов. В то же время сам процесс стимуляции овуляции может сопровождаться атрезией части фолликулов или неполноценностью развития ооцитов, что, естественно, влияет на исход ЭКО. Причины «слабого» или неадекватного ответа яичников до настоящего времени не до конца изучены, и процесс роста фолликулов от примордиальной стадии до овуляции доминантного фолликула остается наиболее важной частью исследований в репродукции человека.

Известно, что фолликулогенез не только зависит от гипофизарных гонадотропинов, но и опосредован внутрияичниковыми факторами. Одним из значимых паракринных регуляторов фолликулогенеза, определяющих рост и дифференцировку фолликулов, является ингибин. Изучению возможности клинического применения определения уровня ингибина в крови пациентов с бесплодием как маркера овариального резерва и прогнозирования эффективности программ ВРТ посвящены многочисленные исследования [4–7]. Установлено, что уровень ингибина В в раннюю фолликулярную фазу в крови женщин, проходящих лечение методами ВРТ, коррелирует с количеством извлеченных и оплодотворенных ооцитов, однако не всегда коррелирует с частотой наступления беременности [5–7]. Имеются данные о более высоком уровне ингибина А и ингибина В в день пункции фолликулов как в сыворотке крови, так и в фолликулярной жидкости у женщин с синдромом гиперстимуляции яичников, развившимся в результате проведения ВРТ, по сравнению с женщинами без синдрома гиперстимуляции [7].

Однако в настоящее время определению уровня ингибина в крови женщин, вступающих в программы ВРТ, отводят лишь второстепенную роль в связи с более информативным предиктором овариального резерва и плохого ответа яичников на стимуляцию — уровнем АМГ. Это обусловлено тем, что синтез АМГ в меньшей степени зависит от уровня ФСГ, чем образование ингибина В или Е2, так как АМГ секретируется гранулезными клетками не только малых антральных, но и преантральных фолликулов, на которые ФСГ не оказывает влияния. Именно поэтому концентрация АМГ в крови, в отличие от ингибина В и Е2, является достаточно стабильной величиной и мало изменяется в течение менструального цикла. При этом уровень АМГ в крови более выраженно коррелирует с базальным числом антральных фолликулов, чем уровни ингибина В и Е2, что позволяет рассматривать этот показатель в качестве маркера овариального резерва [8].

Перспективным и качественно новым этапом в изучении прогностических маркеров эффективности лечения бесплодия в программах ВРТ в настоящее время является исследование протеомного профиля фолликулярной жидкости [4, 9, 10]. В состав фолликулярной жидкости входят различные белки, липиды, гормоны, цитокины и другие биологически активные соединения, которые могут значительно влиять на качество ооцитов, а также последующее развитие эмбриона [4, 9, 10]. При этом ключевую роль играют белки, которые участвуют в регуляторных, ферментативных и оксидативных процессах. По этой причине многие исследования указывают на то, что сопоставление белкового состава фолликулярной жидкости у женщин с разными исходами программ ЭКО позволит найти потенциальные специфические биомаркеры для оценки качества ооцитов и эмбрионов, а также для прогнозирования клинических результатов ВРТ [4, 9–11].

У пациентов с отсутствием беременности после применения программ ВРТ выявлено как увеличение содержания в фолликулярной жидкости белков, создающих неблагоприятные условия для созревания ооцитов и обеспечения оплодотворения (цитохрома, гистидинсодержащего гликопротеина, дермицидина, коллагеназы IV типа, сосудистого эндотелиального фактора роста и α-субъединицы ингибина), так и уменьшение количества белков, необходимых для обеспечения процессов фолликулогенеза и созревания ооцитов (гуманина, цистатина С, ингибитора 2 металлопротеиназы, коагуляционного фактора X, ангиотензина, протокадгерина-2α, субъединицы белка, связывающего инсулиноподобный фактор роста, а также бета-глюкана, ингибинов А и В) [4, 9–11].

Ингибины А и В принимают активное участие в процессах фолликулогенеза, поэтому их уровень в фолликулярной жидкости может быть одним из индикаторов роста и созревания фолликулов, а также прогностическим маркером эффективности лечения бесплодия в программах ВРТ. В ряде работ показано, что высокие уровни ингибинов А и В в фолликулярной жидкости коррелируют с высоким ответом яичников на стимуляцию овуляции и с более высокой частотой наступления беременности в программах ВРТ [4, 9–11]. В то же время представлены данные, указывающие на сверхэкспрессию свободной α-субъединицы ингибина и низкую экспрессию бета-глюкана в фолликулярной жидкости женщин с низким качеством эмбрионов и отрицательным исходом программы ВРТ, тогда как в фолликулярной жидкости женщин с наступившей беременностью уровень мРНК α-субъединицы ингибина был значительно ниже [9]. Свободная α-субъединица ингибина, продуцируемая кумулюсными клетками, входит в состав как ингибина А, так и ингибина B и подавляет развитие ооцит-кумулюсного комплекса. Ингибины и их свободные субъединицы выполняют различные паракринные функции в процессе созревания фолликула и яйцеклетки. Свободная α-субъединица ингибирует связывание ФСГ со своим рецептором на кумулюсных клетках, тем самым уменьшая стимулирующее действие ФСГ на созревание ооцит-кумулюсного комплекса, а также препятствуют позитивному действию активина А на созревание ооцитов. Повышенный уровень свободной α-субъединицы ингибина в фолликулярной жидкости, очевидно, создает неблагоприятные условия для цитоплазматического и ядерного созревания ооцитов, препятствуя наступлению беременности в программах ВРТ.

В последнее время стало появляться все больше данных, подтверждающих участие цитокинов, принадлежащих семейству трансформирующих факторов роста (TGF-β), в контроле процесса овуляции у женщин. Известно, что подавление продукции ингибина вызывает множественные овуляции и увеличение секреции ФСГ в гипофизе, что, по-видимому, является основным механизмом, стимулирующим рост дополнительных фолликулов [12]. Возможно, ключевую роль в этих процессах играют другие члены семейства TGF-β — фактор дифференциации роста 9 (GDF9) и костный морфогенетический белок 15 (BMP15). Исследования последних лет демонстрируют большой интерес к изучению роли BMP15 и GDF9 в фертильности женщин [13–15]. Было обнаружено, что так называемые гены плодовитости семейства костных морфогенетических белков (BMP15, GDF9, BMPR1) принимают участие в механизмах, контролирующих скорость и количество овуляций, а следовательно, и плодовитость у млекопитающих. Так, выявлено, что высокая плодовитость французской породы овец Lacaune связана со сверхэкспрессией гена B4GALNT2 в яичнике, приводящей к атипичному гликозилированию ингибина, а среди когорты пациентов со склонностью к дизиготным близнецам чаще встречается полиморфизм генов GDF9, BMP15, BMPR1B и SMAD3 (кодирующие сигнальный фактор BMP15/GDF9) [16, 17]. Механизмы, с помощью которых BMP15 и GDF9 контролируют скорость овуляции, полностью не изучены. У женщин GDF9 и BMP15 экспрессируются только в ооцитах и, будучи ооцит-специфическими факторами роста, принимают активное участие в репродукции и регулируют дифференцировку фолликулярных соматических клеток яичника и качество ооцитов. GDF9 и BMP15 обладают высокой гомологией и активно взаимодействуют друг с другом на генетическом, биохимическом и функциональном уровнях. Действуя отдельно или в синергии друг с другом, BMP15 и GDF9 контролируют пролиферацию гранулезных клеток и их чувствительность к ФСГ, тем самым могут модулировать рост и созревание фолликулов, а в дальнейшем влиять на развитие здорового эмбриона [13]. Гетеродимеризация GDF9 и BMP15 приводит к появлению биологически более мощного и активного лиганда (кумулина), который сигнализирует исключительно через путь SMAD2/3. Секретируемый ооцитами кумулин, вероятно, является центральным регулятором фертильности у моноовулирующих млекопитающих. Как кумулин, ковалентная зрелая форма гетеродимера, так и прокумулин проявляют высокую биоактивность в отношении гранулезных клеток, активируя сигнальные пути SMAD2/3 и SMAD1/5/8 и способствуя пролиферации и экспрессии ряда генов, связанных с регулируемой ооцитами дифференцировкой гранулезных клеток. При этом было показано, что кумулин сильнее влияет на клетки гранулезы, но при этом не влияет на качество эмбрионов, тогда как прокумулин улучшает качество ооцитов [14]. Добавление к ооцитам очищенного прокумулина при проведении программ ЭКО может значительно повышать качество ооцитов, оказывая выраженное влияние на развитие эмбрионов и выживание плода, тем самым повышая эффективность лечения бесплодия [18]. Существуют данные, что высокий уровень BMP15 в фолликулярной жидкости пациентов в циклах ЭКО коррелирует с более высокой частотой оплодотворения и лучшим качеством развития эмбрионов, а также продемонстрирована статистически значимая связь между аллелем гена BMP15-9G и выраженностью реакции на стимуляцию яичников в циклах ЭКО [19, 20].

В некоторых исследованиях показано, что GDF9 и BMP15 могут влиять на секрецию ингибина и активина [15, 21, 22]. По некоторым данным, BMP15 может активировать in vitro транскрипцию генов, кодирующих субъединицы ингибина в клетках гранулезы мыши, а взаимодействуя с GDF9, повышает продукцию иммунореактивного ингибина в этих клетках [22]. Обнаружено, что гетеродимер кумулин, синергически взаимодействуя с ФСГ, стимулирует секрецию ингибинов А, B и активина B [15, 21]. При этом по отдельности GDF9 и BMP15 не обладают таким эффектом. Эти данные показывают, что кумулин может осуществлять паракринный контроль ФСГ-индуцированной регуляции ингибина В и активина B, тем самым активно воздействуя на клетки гранулезы и процессы фолликулогенеза.

Результаты исследований позволяют предположить, что результативность программ ВРТ во многом зависит от особенностей протеомного состава фолликулярной жидкости, а также расширяют представления о молекулярных механизмах, обеспечивающих эффективность ЭКО. Уровни ингибинов А и В, свободной α-субъединицы ингибина и бета-глюкана, а также GDF9 и BMP15 в фолликулярной жидкости женщин, проходящих лечение по поводу бесплодия методами ВРТ, могут быть потенциальными индикаторами прогнозирования качества ооцитов, последующего развития эмбрионов и, следовательно, результативности программ ВРТ.

Уровень ингибина у женщин с различными типами овариальной недостаточности

Известно, что у здоровых женщин репродуктивного возраста в лютеиновой фазе менструального цикла происходит урежение частоты импульсной секреции гонадотропин-рилизинг гормона (ГнРГ) до 1 раза в 2–4 ч. Это приводит к постепенному регрессу желтого тела и снижению секреции эстрадиола, прогестерона и ингибина А к концу лютеиновой фазы цикла. В результате ослабевает ингибирующее влияние эстрадиола и ингибина А на продукцию ФСГ гипофизом, которая начинает увеличиваться. Повышение уровня ФСГ, в свою очередь, стимулирует секрецию ингибина В в конце лютеиновой фазы цикла. В период лютеин-фолликулярного перехода импульсная секреция ГнРГ резко увеличивается до 1 раза в 90 мин, что играет ключевую роль в нейроэндокринных изменениях, ответственных за повышение секреции ФСГ в этот период. Усиление стимуляции гипофиза в период лютеин-фолликулярного перехода приводит к еще более выраженному увеличению секреции ФСГ, что стимулирует продукцию ингибина В.

Доказательством того, что наибольший вклад в динамическую регуляцию секреции ФСГ вносят изменения частоты импульсной секреции ГнРГ и, как следствие, устранение ингибирующего влияния эстрадиола и ингибина А в период лютеин-фолликулярного перехода, служат результаты исследований, в которых в качестве модели использовали женщин с гипоталамической аменореей, сопровождающейся дефицитом ГнРГ [23]. У пациенток с гипоталамической аменореей происходило некоторое увеличение секреции ФСГ в период лютеин-фолликулярного перехода, но оно не было таким выраженным как у здоровых женщин. При этом ни у одной пациентки с гипоталамической аменореей уровень ингибина В в этот период не повышался. Введение экзогенного ГнРГ в импульсном режиме, приближенном к физиологическому (с частотой 1 раз в 90 мин), в первые 6 дней индуцированного менструального цикла пациенткам с гипоталамической аменореей приводило к резкому увеличению секреции ФСГ до уровня у здоровых женщин в раннюю фолликулярную фазу. Уровень ингибина В также повышался. При более редкой частоте импульсного введения ГнРГ (1 раз в 4 ч) в первые 6 дней индуцированного менструального цикла у женщин с гипоталамическими нарушениями уровни ФСГ и ингибина B были значительно ниже, чем у здоровых женщин и у женщин с более частым введением экзогенного ГнРГ. Кроме того, у женщин с более редкой частотой введения экзогенного ГнРГ удлинялась фолликулярная фаза менструального цикла и происходило торможение роста фолликулов в яичниках. При этом решающее значение имела именно частота импульсного введения экзогенного ГнРГ, а не его доза.

Эти данные свидетельствуют о том, что, возможно, существует некий критический порог уровня ФСГ или определенная скорость его нарастания в период лютеин-фолликулярного перехода, необходимые для осуществления стимулирующего влияния ФСГ на секрецию ингибина В. Неспособность к адекватному повышению уровня ФСГ в этот период препятствует увеличению секреции ингибина B, что приводит к более медленному росту доминантного фолликула и позднему пиковому повышению уровня эстрадиола. Поскольку различия в уровнях ингибина B были обнаружены еще до повышения уровня эстрадиола и до того, как рост доминантного фолликула был очевиден при ультразвуковом исследовании, можно предположить, что ингибин B может быть одним из ранних маркеров фолликулярного ответа во время введения экзогенных гонадотропинов для лечения бесплодия.

Установлено, что у женщин с гипергонадотропной аменореей уровни ингибинов A и B такие же низкие, как и у женщин в постменопаузе, и не коррелируют с возрастом, длительностью аменореи и уровнем гонадотропинов в сыворотке [24]. При этом существуют данные, что у женщин с аменореей, обусловленной противоопухолевой химиотерапией, яичники продолжают вырабатывать ингибин А, что, вероятно, отражает остаточную функцию яичников и синтез гормонов [25]. Следовательно, уровни ингибинов А и В, наряду с уровнями ФСГ, лютеинизирующего гормона (ЛГ), эстрадиола и АМГ, могут представлять ценность для прогнозирования возобновления функции яичников после химиотерапии.

Большой интерес представляют исследования, посвященные изучению уровня ингибина В у больных аутоиммунным оофоритом. Известно, что переход к менопаузе характеризуется постепенным снижением уровня ингибина В в сыворотке крови. Однако у больных с аутоиммунным оофоритом на начальных этапах наблюдаются селективное повреждение и дегенеративные изменения тека-клеток, которые служат основным источником продукции предшественников эстрадиола в яичнике. При этом клетки гранулезы могут некоторое время оставаться неповрежденными и продолжать продуцировать ингибин В. Это подтверждают результаты исследований, в которых выявлено повышение уровня ингибина В у больных аутоиммунным оофоритом. Известно, что в условиях дефицита эстрадиола на фоне повышения ФСГ ингибин В, будучи антагонистом ФСГ, синтезируется в большем количестве [26, 27]. Это можно использовать в дифференциальной диагностике аутоиммунной недостаточности яичников (нормальные или высокие уровни общего ингибина) и идиопатической овариальной недостаточности (низкие уровни ингибина) [26].

В настоящее время наиболее распространенной формой нарушения репродуктивной функции женщины является нормогонадотропная недостаточность яичников, которая характеризуется неизмененным базальным уровнем ФСГ в крови и может быть обусловлена экстрагонадными и овариальными факторами. По данным Всемирной организации здравоохранения, распространенность этой патологии составляет до 85 % всех нарушений функции яичников [28]. Наиболее частая причина нормогонадотропной ановуляции — синдром поликистозных яичников (СПКЯ). В исследованиях, посвященных роли ингибинов в патофизиологии СПКЯ, получены противоречивые результаты. Так, имеются сообщения о существенном повышении уровня общего ингибина и ингибина А у женщин с СПКЯ [29, 30]. Это может свидетельствовать об изменениях секреции гормонов, регулирующих рост фолликулов, клетками гранулезы у пациенток с СПКЯ. Ряд авторов не выявили изменений уровня ингибинов А и В у женщин с СПКЯ [31, 32], а в некоторых исследованиях показано, что у больных СПКЯ значительно снижен уровень ингибина А в сыворотке крови и уровень ингибинов А и В в фолликулярной жидкости, взятой в день пункции фолликулов [33, 34].

По результатам исследования A. Tsigkou et al. (2008), у пациенток с СПКЯ отмечалось значительное повышение уровня только общего сывороточного ингибина, в то время как уровень ингибина А имел тенденцию к снижению, а уровень ингибина В не отличался от такового у здоровых женщин [29]. Повышение уровня общего ингибина происходило в раннюю фолликулярную фазу цикла и не зависело от индекса массы тела (ИМТ). При этом уровень ФСГ оставался в пределах нормы. Таким образом, избыток ингибина был недостаточным, чтобы подавлять секрецию ФСГ в ранней фолликулярной фазе менструального цикла. Следовательно, повышенный уровень общего ингибина не может рассматриваться как механизм, объясняющий относительный дефицит ФСГ или повышенное соотношение ЛГ/ФСГ, обычно встречающееся у пациенток с СПКЯ. Известно, что у больных СПКЯ α-субъединица ингибина, общая для всех молекул ингибина, экспрессируется как на гранулезных, так и на тека-клетках, вследствие чего экспрессия α-субъединицы мРНК в яичнике выше, чем экспрессия β-субъединицы. Возможно, переключение синтеза α-ингибина с гранулезы на тека-интерстициальные клетки у больных СПКЯ и приводит к повышению уровня общего ингибина у этих пациентов. При этом низкие уровни циркулирующего ингибина А и недостаточное повышение уровня ингибина В, несмотря на многочисленные антральные фолликулы у женщин с СПКЯ, могут быть связаны с нарушениями синтеза белков — предшественников α-ингибина и недостаточной выработкой димерных ингибинов мелкими фолликулами, не достигающими доминантной стадии и не овулирующими. Исходя из этих данных, можно сделать вывод, что общий уровень ингибина в ранней фолликулярной фазе менструального цикла пациенток с СПКЯ повышается главным образом из-за недимерных, неактивных форм ингибина, неспособных оказывать выраженного угнетающего действия на секрецию ФСГ.

В некоторых исследованиях приведены данные об обратной зависимости уровня ингибина В и ИМТ у больных СПКЯ [29–32]. Механизмы, лежащие в основе влияния ожирения на выработку ингибина В, по-видимому, не зависят от самого СПКЯ, поскольку обратная корреляция между ИМТ и концентрацией ингибина В в сыворотке крови наблюдается и у здоровых женщин с регулярным менструальным циклом [31]. Известно, что ИМТ коррелирует с уровнем инсулина. Вероятно, снижению выработки ингибина В способствует гиперинсулинемия, характерная и для ожирения и для СПКЯ, так как существуют данные, что подавление продукции инсулина последовательно повышает уровни сывороточного ингибина В у женщин с избыточным весом при СПКЯ. Кроме того, подавление продукции инсулина сопровождалось снижением уровня тестостерона [32]. Маловероятно, что тестостерон оказывает прямое влияние на ингибин B, так как корреляции между уровнем ингибина B и уровнем тестостерона обнаружено не было [32, 33]. Избыток андрогенов подавляет рост фолликулов при СПКЯ, следовательно, нельзя исключить, что снижение уровня тестостерона может стимулировать ингибин B косвенным путем, способствуя росту фолликулов.

В ряде исследований выявлена прямая корреляция между уровнем ингибина В и уровнями ЛГ и глобулина, связывающего половые стероидные гормоны (ГСПГ), а также между уровнем ингибина В и количеством антральных фолликулов [30–32]. Наиболее высокий уровень ингибина В был у больных СПКЯ без ожирения и с максимальным уровнем ЛГ [31]. Возможно, именно антагонистическим действием ожирения и высокого уровня ЛГ на секрецию ингибина у больных СПКЯ можно объяснить расхождения в результатах исследований, изучающих содержание ингибинов А и В у пациенток с СПКЯ.

Интересные результаты получены при изучении уровня ингибинов А и В у подростков с СПКЯ [30]. У подростков с СПКЯ резко повышен уровень ингибина А, при этом уровень ингибина В не отличается от этого показателя у подростков без СПКЯ. Выявлены положительные корреляции между уровнем ингибина А и уровнями ЛГ, ГСПГ, дегидроэпиандростерон-сульфата. При определении уровня ингибина А в комбинации с определением уровня АМГ установлено повышение чувствительности диагностики СПКЯ у подростков до 96,2 % против 81,1 и 86,8 % соответственно при изолированном определении этих показателей. Результаты этого исследования показали, что определение уровня ингибина А, но не ингибина В в комбинации с определением уровня АМГ может стать достоверным диагностическим маркером СПКЯ у подростков.

Эти противоречивые данные подчеркивают необходимость дальнейшего изучения роли ингибина при различных фенотипах СПКЯ.

Ингибины как маркеры онкологических гинекологических заболеваний

Уровни ингибина могут также иметь диагностическое значение в гинекологической онкологии. Поскольку источником ингибина у женщин являются клетки фолликулярного эпителия яичников, обоснован интерес к изучению его экспрессии в гранулезных клетках опухолей яичников. Впервые ингибин был предложен в качестве опухолевого маркера в начале 90-х гг. ХХ в., когда было обнаружено повышение его уровня в крови постменопаузальных женщин с подтвержденным раком яичников [35]. Это положило начало серии работ, посвященных изучению ингибинов у пациенток с опухолями яичников, и были разработаны тест-системы с использованием ингибинов в качестве опухолевых маркеров различных новообразований яичников, прежде всего опухолей стромы полового тяжа [36–38]. Известно, что опухоли стромы полового тяжа — гетерогенная группа опухолей, которая составляет до 7 % всех первичных злокачественных опухолей яичника. Эти опухоли состоят из гранулезных, текальных клеток, клеток Сертоли, Лейдига и других неспецифических стромальных клеток. Важно отличать их от карцином и сарком, по сравнению с которыми они менее злокачественны и более благоприятны прогностически. Экспрессия и повышение уровня ингибина характерны в целом для всех опухолей стромы полового тяжа яичников (сертоли-стромальноклеточных опухолей, теком, гонадобластом), а также, хотя и в меньшей степени, наблюдаются при различных типах аденокарцином яичников (серозной, муцинозной или слизистой карциноме), что может быть использовано для проведения дифференциальной диагностики между гранулезоклеточными опухолями и карциноидом, дисгерминомой, мелкоклеточным раком с гиперкальциемией и некоторыми другими типами опухолей [37, 38].

Самые частые среди гормонопродуцирующих новообразований яичников — гранулезоклеточные опухоли (ГКО). По данным разных авторов, они составляют от 2 до 8 % всех опухолей яичников [36, 39]. Гранулезоклеточные опухоли продуцируют как стероидные (эстрогены, реже — прогестерон и андрогены), так и пептидные (ингибин, АМГ) гормоны. Результаты исследований последних лет показали, что ГКО как взрослого, так и ювенильного типа экспрессируют ингибин. В сыворотке крови пациенток с ГКО заметно повышается уровень иммунореактивного ингибина, который включает как димеры ингибина, так и свободную α-субъединицу. Преобладающей формой ингибина, секретируемого ГКО, является ингибин В [36–38]. Его уровень более точно отражает статус заболевания. При новообразованиях яичников возможно более чем 60-кратное превышение концентрации ингибина В. Резкое повышение уровня ингибина В у больных ГКО позволяет диагностировать эту патологию с чувствительностью и специфичностью, близкими к 100 %, в то время как чувствительность к ингибину А для диагностики ГКО составляет 67 % [36]. Отмечено, что уровень ингибина положительно коррелирует с размером опухоли [39]. Прогноз у больных с более высоким уровнем ингибина В хуже, чем у больных с более низкими показателями [38]. Существуют данные, что только у 10–15 % больных ГКО уровень ингибина может находится в пределах нормальных значений [36]. Установлено, что у больных с рецидивами ГКО концентрация ингибина В в сыворотке крови намного выше, чем у больных с первичной опухолью без рецидива и у здоровых женщин в конце менструального цикла [36, 40, 41]. Представлены данные, что уровень ингибина В повышается раньше появления клинических признаков рецидива заболевания [40] и локальная экспрессия ингибина В может иметь некоторую корреляцию с риском рецидива опухолей гранулезных клеток [41]. У 25–30 % больных через 6–8 лет, а по некоторым данным — через 20–40 лет после удаления самой опухоли могут возникать поздние рецидивы ГКО [36]. Следовательно, пациентки с ГКО нуждаются в пожизненном наблюдении с определением в том числе уровня ингибина В.

При эпителиальных опухолях яичника уровень ингибина А также значимо повышается, однако это происходит не всегда при различных гонадобластомах [37, 38]. Пониженное содержание ингибина А в кистозной жидкости эпителиальных опухолей яичника, как выяснилось недавно, — плохой прогностический признак. Отсутствие синтеза ингибина А клетками опухоли прогностически неблагоприятно и отмечается, как правило, при запущенных стадиях первичной опухоли, свидетельствуя о ее агрессивности [38, 41]. В то же время чем выше степень дифференцировки опухоли, тем выше уровень ингибина А [38]. По некоторым данным, у женщин с эпителиальным раком яичников снижается уровень мРНК бета-глюкана, рецептора TGF-β III типа, который модулирует клеточную чувствительность к ингибинам и TGF-β [42]. Снижение уровня бета-глюкана коррелирует с тяжестью заболевания. Бета-глюкан играет важную роль в ингибировании инвазивности и миграции рака яичника и действует как супрессор опухоли, активируя антимиграционное и антиинвазивное свойства ингибина. Потеря бета-глюкана может снизить способность ингибина подавлять рост опухоли. Отсутствие клинических проявлений гиперэстрогении (гиперполименореи, менометроррагий, кровянистые выделения у женщин в постменопаузе и др.) у больных ГКО сочетается с крайне злокачественным течением заболевания [38]. В целом пятилетняя выживаемость женщин с ингибин-иммунопозитивными опухолями достоверно выше, чем в случае отсутствия экспрессии α-субъединицы ингибина в ткани опухоли.

Особенно ценный прогностический критерий эпителиальных форм рака яичников — высокий уровень ингибина у женщин в постменопаузе, так как ингибин у здоровых женщин в постменопаузальном периоде определяется в очень низкой концентрации (менее 5 пг/мл) или не определяется совсем [40]. Следовательно, повышенные концентрации ингибина у женщин в постменопаузе требуют исключения таких опухолей яичников, как гранулезоклеточная или муцинозная карцинома, для которых данный гормон является специфичным маркером.

Кроме того, определение уровня ингибина А приобретает большое значение у молодых женщин, которые проходят химиотерапевтическое лечение онкологических заболеваний с использованием цитостатических препаратов. Если ингибин А после лечения цитостатиками восстанавливается в среднюю лютеиновую фазу — пациентка перспективна с точки зрения возможного наступления беременности. Если же ингибин А не восстанавливается, то вероятность того, что произошло необратимое истощение овариального резерва, очень высока.

У женщин с ГКО в связи с высокой секрецией эстрадиола развивается гиперплазия эндометрия и могут возникать кровотечения различной интенсивности. Ингибины А и В можно использовать с целью своевременной диагностики опухолей яичников у больных гиперпластическими процессами эндометрия.

При раке эндометрия уменьшается тканевая экспрессия α-субъединицы ингибина в опухолевой ткани по сравнению с нормальным эндометрием [43]. Пациентки с опухолями, в которых определяется экспрессия α-субъединицы ингибина, имеют более благоприятный прогноз и более высокую выживаемость [44], поэтому наличие α-субъединицы ингибина может выступать защитным фактором опухолевой пролиферации эндометрия, и его обнаружение с помощью иммуногистохимического исследования позволяет прогнозировать течение заболевания [43, 44].

Таким образом, комплексное определение уровня общего ингибина, ингибинов А и В, СА-125, эстрадиола и ФСГ совместно с дополнительными инструментальными методами исследования может быть использовано для идентификации опухоли яичника, оценки эффективности лечения, своевременного выявления рецидивов и прогнозирования заболевания.

Ингибин как маркер осложнений течения беременности

Основным источником ингибинов при беременности является фетоплацентарный комплекс. При этом с ранних сроков беременности уровень ингибина А постепенно нарастает, в то время как уровень ингибина В на всем ее протяжении остается низким. В связи с этим уровень ингибина А используют как важный и перспективный маркер для диагностики осложнений течения беременности.

По данным ряда исследований, прерыванию беременности на ранних сроках предшествует снижение уровня ингибина А. Имеются сведения, что уровень ингибина А в I триместре беременности значительно ниже у женщин с привычным невынашиванием, чем у здоровых беременных [45, 46]. Концентрация ингибина А может быть более информативной, чем уровень хорионического гонадотропина человека (ХГЧ) на 11-й день переноса эмбрионов в циклах ЭКО, для прогнозирования преклинического аборта после ЭКО [47]. Эти данные позволяют использовать уровень ингибина А в качестве раннего маркера риска прерывания беременности.

Уровень ингибина А можно использовать и в качестве маркера наличия остатков плодного яйца и плацентарной ткани в полости матки после самопроизвольного прерывания беременности. Повышенный уровень ингибина А является признаком неполного аборта, в то время как резкое снижение уровня ингибина А после самопроизвольного аборта может рассматриваться как маркер отсутствия остатков плодной ткани в полости матки и, следовательно, позволяет не проводить выскабливания полости матки [48]. Таким образом, определение уровня ингибина А у женщин с самопроизвольным выкидышем позволит снизить число необоснованных внутриматочных вмешательств.

Получены данные о более низком уровне ингибина А в крови женщин с эктопической беременностью по сравнению с этим показателем у женщин с маточной беременностью [46, 49], что может свидетельствовать об участии ингибинов в процессах транспорта и имплантации эмбриона. При проведении иммуногистохимического анализа ворсин синцитиотрофобласта, полученных у женщин с полным и неполным пузырным заносом и у женщин с обычным абортом, показано многократное повышение экспрессии α-субъединицы ингибина в случаях полного пузырного заноса, что, возможно, может быть полезным дополнением к дифференциальной диагностике полного и неполного пузырного заноса [50].

В настоящее время в качестве биохимического пренатального скрининга для диагностики синдрома Дауна и других аномалий развития плода применяют квадротест, который проводят беременным при сроке 11–13 недель и который включает определение материнского сывороточного альфа-фетопротеина (АФП), общего ХГЧ, неконъюгированного эстриола и ингибина А. До недавнего времени с целью биохимического пренатального скрининга в 15–16 недель беременности проводили тройной тест, предполагающий определение АФП, ХГЧ и неконъюгированного эстриола. В 1992 г. впервые была установлена связь между высоким уровнем ингибина А в крови беременной и частотой выявления синдрома Дауна у плода [51]. Впоследствии это было подтверждено в других исследованиях, продемонстрировавших повышение уровня ингибина А в крови беременных с синдромом Дауна у плода [52, 53]. При развитии у плода синдрома Дауна уровень циркулирующего ингибина А возрастает в 2 раза, что обусловливает клиническую значимость его определения. Отмечается повышение только α-субъединицы, а β-субъединица остается в пределах нормы [52].

В связи с этими данными в квадротест было дополнительно включено определение уровня ингибина А, что позволило резко повысить специфичность скрининга врожденных пороков развития плода с 53–60 до 75–80 % [53].

Первоначально пренатальный биохимический скрининг у беременных применяли только для диагностики аномалий развития у плода. Однако впоследствии было установлено, что он обладает высокой специфичностью для ранней диагностики высокого риска преэклампсии, а также для оценки долгосрочного риска возникновения тяжелых сердечно-сосудистых заболеваний у женщин [54–56]. Было установлено, что чем выше уровни АФП, ХГЧ и ингибина, тем больше вероятность развития преэклампсии и возникновения в будущем сердечно-сосудистой патологии.

Результаты многочисленных исследований показали, что у беременных с преэклампсией и плацентарной недостаточностью происходит резкое повышение уровня ингибина А, что позволило использовать определение уровня ингибина А для диагностики этих осложнений беременности [57, 58]. Механизмы, лежащие в основе повышения уровня ингибина у женщин с преэклампсией, неясны, но существует предположение, что он отражает жизнеспособность трофобласта. Часто встречается одновременное повышение концентрации активина А и ингибина А [59]. Возможно, это связано с тем, что активин А стимулирует секрецию ХГЧ, а тот, в свою очередь, стимулирует продукцию ингибина А. Установлено, что уровень ингибина у женщин с риском развития преэклампсии может повышаться во II или уже в I триместре и коррелирует со степенью тяжести преэклампсии, что является значимым фактором в прогнозировании высокого риска развития этой патологии у беременных [55, 56, 59]. Рядом исследователей установлено, что для ранней диагностики преэклампсии и плацентарной недостаточности необходимо сочетанное определение уровня ингибина А, уровня активина А и допплерометрического исследования маточных артерий во II триместре беременности [57–60]. В последнее время появились сведения о том, что биохимический пренатальный квадротест, в комплексе с определением уровня фактора роста плаценты, ассоциированного с беременностью протеина А плазмы (РАРР) и базальной площади плаценты, позволяет не только прогнозировать повышенный риск развития преэклампсии, но и оценивать долгосрочный риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний у женщины [56, 60, 61]. В международные рекомендации по профилактике инсульта и сердечно-сосудистых заболеваний уже внесены указания о необходимости проведения скрининга сердечно-сосудистых факторов риска у пациенток с преэклампсией во время беременности [62].

Данные методы обследования могут способствовать раннему выявлению пациенток с более высоким риском неблагоприятных исходов, требующих тщательного мониторирования.

Ингибин как маркер нарушений репродуктивной системы у мужчин

В последнее время проведены многочисленные исследования, посвященные изучению роли ингибина как потенциального биохимического маркера мужской фертильности — функции клеток Сертоли и сперматогенеза.

Биологически активной формой ингибина у мужчин является ингибин В, в то время как ингибин А продуцируется в очень небольших количествах. При этом уровень ингибинов А и В до пубертатного возраста очень низкий, а в период пубертата секреция ингибина В резко увеличивается [63]. Высокий уровень ингибина В указывает на присутствие и функциональную активность тестикулярной ткани.

Определение уровня ингибина В можно использовать в качестве чувствительного маркера функции яичек у мальчиков с различной патологией гонад, для диагностики аномалий развития половых желез и определения пола в сомнительных ситуациях [64]. Установлено, что у мальчиков с конституциональной задержкой полового созревания, а также у мужчин с гипогонадотропным гипогонадизмом концентрация сывороточного ингибина B низкая и не зависит от уровня ФСГ [65]. После введения ГнРГ яичко начинает реагировать на стимуляцию гонадотропинами, высвобождая ингибин B, который затем достигает диапазона физиологических концентраций и устанавливает отрицательный обратный контроль продукции ФСГ, о чем свидетельствует появление обратной корреляции между уровнями ингибина B и ФСГ после введения ГнРГ таким больным [65].

В раннем детстве концентрация базального ингибина B лучше всего определяет функцию яичка. Представлены данные, что базальный уровень ингибина В тесно коррелирует с повышением уровня тестостерона, стимулированного ХГЧ, что помогает в дифференциальной диагностике анорхии, крипторхизма, дисгенезии гонад и нечувствительности к андрогенам [64].

Ингибин B также служит надежным маркером сперматогенеза у мальчиков, получавших химиотерапию и/или лучевую терапию по поводу лечения рака яичек. Эти методы лечения вызывают избирательное истощение половых клеток, не влияя на функцию клеток Лейдига или стероидогенез. У таких мальчиков определяется низкий уровень ингибина B, который обратно пропорционален уровню ФСГ и размеру яичка и прямо коррелирует с уровнем тестостерона и ЛГ [66]. У взрослых мужчин снижение уровня ингибина В и, как следствие, повышение концентрации ФСГ были зарегистрированы через несколько месяцев после облучения яичка в процессе лечения рака in situ [67]. Интересно, что эти пациенты продолжали продуцировать свободные α-субъединицы, которые можно обнаружить с помощью анализа общего ингибина, тогда как уровень функционального димерного ингибина B у них резко снижался.

У взрослых мужчин концентрация ингибина В находится на относительно высоком стабильном уровне, поэтому ее можно использовать в качестве маркера сперматогенеза и функции клеток Сертоли, которые регулируют созревание сперматозоидов. Исследования последних лет продемонстрировали положительную корреляцию между сперматогенезом и концентрациями ингибина В в крови у мужчин [68, 69]. Показано, что концентрация ингибина B в сыворотке крови положительно коррелирует с количеством сперматозоидов и объемом яичек и обратно коррелирует с уровнем ФСГ [69–71]. В отличие от мужчин с нормоспермией, у пациентов с нарушениями сперматогенеза, такими как тяжелая олигозооспермия, идиопатическая азооспермия, синдром Клайнфельтера и крипторхизм, наблюдаются значительно более низкие уровни ингибина В в крови [72].

Пониженную концентрацию ингибина В выявляют у мужчин с олигоспермией и азооспермией. Однако в ряде исследований не обнаружено снижения уровня ингибина В в сперме мужчин с олигозооспермией, что указывает на то, что секреция ингибина в просвет семенного канала лишь частично отражает сперматогенную активность [73]. Кроме того, ингибин В и АМГ выявляют в сперме значительной части мужчин с необструктивной азооспермией, включая тех, у которых сперматозоиды не могут быть извлечены при биопсии яичка [70, 74].

Эти наблюдения демонстрируют возможность клинического применения определения уровня ингибина В в крови в качестве маркера сперматогенной функции у мужчин. Его концентрация в крови у здоровых мужчин обычно меньше 480 пг/мл. При этом ингибин В у мужчин можно определять и в сыворотке крови и в сперме.

Концентрации сывороточного ингибина B может представлять ценность для прогнозирования успешного получения жизнеспособной спермы в результате процедуры TESE (экстракция сперматозоидов яичка) у мужчин с необструктивной азооспермией. По-видимому, низкий уровень ингибина B в крови означает отсутствие продукции спермы и может прогнозировать низкую эффективность получения спермы с помощью TESE [70, 75]. Уровень ФСГ не обладает такой высокой прогностической ценностью, так как на периферическую концентрацию ФСГ помимо сперматогенеза влияет множество факторов, при этом уровень ингибина В более точно отражает изменения продукции сперматозоидов. В то время как в большинстве исследований уровень ингибина B оказался чувствительным и специфическим маркером сперматогенеза, в других исследованиях этот показатель не всегда служил надежным маркером азооспермии [74, 76]. Уровень ингибина В в семенной жидкости может не отличаться у пациентов с положительным или отрицательным исходом TESE [71]. Представлены данные, что низкий уровень ингибина B в сыворотке не исключает возможности успешной беременности и родов с использованием TESE и ИКСИ [77].

В настоящее время вопрос об эффективности применения уровня ингибина B с целью прогнозирования исхода TESE-ICSI не решен. Хотя одновременное определение содержания ФСГ и ингибина В и позволяет оценить адекватность сперматогенеза, но только по уровню ингибина В невозможно провести дифференциальную диагностику между торможением сперматогенеза на стадии сперматид и обструктивной азооспермией, при которой объемное количество сперматозоидов остается нормальным. В метаанализе 36 исследований, посвященных изучению диагностической ценности определения уровня ингибина В в сыворотке крови и сперме у мужчин с необструктивной азооспермией с целью прогнозирования наличия сперматозоидов и эффективности процедуры TESE, было показано, что уровень сывороточного ингибина В обладает чувствительностью 0,65, а специфичностью 0,83 и не может служить прямым маркером стойкого сперматогенеза у мужчин с обструктивной азооспермий [76]. Представляется маловероятным, что определение уровня ингибина В сможет полностью заменить биопсию яичка для диагностики причин мужского бесплодия.

Уровни АМГ и ингибина В в сперме и сыворотке крови можно использовать в качестве лабораторных показателей для прогнозирования скорости оплодотворения при ЭКО. Эти показатели коррелируют с параметрами спермы у пациентов с олигоастеноспермией [71]. Известно о применении уровня ингибина В и АМГ для прогнозирования успешного восстановления сперматозоидов после криоконсервации спермы у мужчин с астенозооспермией [73], что позволит использовать уровень ингибина В и АМГ в качестве потенциального прогностического показателя устойчивости сперматозоидов к криоконсервации, особенно в случаях астенозооспермии, а также идентифицировать образцы спермы с более высоким риском плохого восстановления сперматозоидов и, следовательно, обеспечить достаточное количество таких образцов спермы для оплодотворения.

С помощью ингибина В можно также проводить мониторинг эффективности лечения пациентов с варикоцеле. У мужчин, прошедших лечение по поводу варикоцеле, существенно повышается уровень ингибина B в сыворотке крови, тогда как содержание ФСГ, ЛГ и тестостерона не изменяется [78].

Повышение уровня ингибинов у мужчин иногда может быть связано с наличием герминативных опухолей.

Таким образом, необходимы дополнительные исследования для более точной оценки прогнозирующей ценности ингибина B как маркера фертильности у мужчин.

Заключение

Представленные данные указывают, что уровень ингибина отражает функциональное состояние репродуктивной системы, является достоверным маркером многочисленных заболеваний и предиктором, с помощью которого можно оценить эффективность лечения и составить прогноз этих заболеваний. Суммируя приведенные выше данные, можно выделить показания для определения уровня ингибина у женщин в крови и фолликулярной жидкости и у мужчин в крови и сперме.

Определение уровня ингибина у женщин может быть использовано для:

• диагностики эпителиальных опухолей яичников (прежде всего гранулезоклеточных);
• оценки эффективности терапии у пациентов с новообразованиями яичников и ранней диагностики рецидивов заболевания;
• диагностики нарушений полового развития;
• оценки функционального состояния яичников и оценки овариального резерва яичников;
• определения потенциальной чувствительности яичников к стимуляции овуляции;
• прогнозирования результата программ ВРТ.

Определение уровня ингибина у мужчин может быть использовано для:

• оценки функции яичек и сперматогенеза;
• дифференциальной диагностики крипторхизма и анорхии;
• диагностики нарушений полового развития.

About the authors

Zarina K. Abdulkadyrova

Saint Petersburg State University

Author for correspondence.
Email: spb.zarika.los@mail.ru

MD, PhD, Assistant. The Department of Obstetrics, Gynecology, and Reproductive Sciences, Medical Faculty

Russian Federation, Saint Petersburg

Maria I. Yarmolinskaya

The Research Institute of Obstetrics, Gynecology, and Reproductology named after D.O. Ott; North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov

Email: m.yarmolinskaya@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6551-4147
SPIN-code: 3686-3605

MD, PhD, DSci (Medicine), Professor of the Russian Academy of Sciences, the Head of the Department of Endocrinology of Reproduction, the Head of the Diagnostics and Treatment of Endometriosis Center; Professor. The Department of Obstetrics and Gynecology

Russian Federation, Saint Petersburg

Alexander M. Gzgzyan

Saint Petersburg State University; The Research Institute of Obstetrics, Gynecology, and Reproductology named after D.O. Ott

Email: agzgzyan@hotmail.com

MD, PhD, DSci (Medicine), Professor. The Department of Obstetrics, Gynecology, and Reproductive Sciences. Medical Faculty; the Head of the Department of Assisted Reproductive Technologies

Russian Federation, Saint Petersburg

Lyailya Kh. Dzhemlikhanova

Saint Petersburg State University; The Research Institute of Obstetrics, Gynecology, and Reproductology named after D.O. Ott

Email: dzhemlikhanova_l@mail.ru

MD, PhD, Associate Professor. The Department of Obstetrics, Gynecology, and Reproductive Sciences, Medical Faculty; the Department of Assisted Reproductive Technologies

Russian Federation, Saint  Petersburg

Elena I. Abashova

The Research Institute of Obstetrics, Gynecology, and Reproductology named after D.O. Ott

Email: abashova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2399-3108
SPIN-code: 2133-0310

MD, PhD, Senior Researcher. The Department of Endocrinology of Reproduction

Russian Federation, Saint Petersburg

References

Supplementary files