УДК 618.33-055.26-06

Эритробластоз в сосудах плаценты как фактор хронического гипоксического повреждения плода

Сегизбаева Ангелина Ринатовна – студентка специальности «Общая медицина» Медицинского университета Караганды.

Костылева Ольга Андреевна – ассистент-профессор кафедры Патологии Медицинского университета Караганды.

Стабаева Лейла Медеубаевна – ассоциированный профессор кафедры Патологии Медицинского университета Караганды.

Иманбаева Гульназира Назымхикматовна – ассистент-профессор кафедры Патологии Медицинского университета Караганды.

Эди Оксана Владимировна – заведующий Патологоанатомическим отделением Многопрофильной больницы имени профессора Х.Ж. Макажанова.

Аннотация: Представлены результаты сравнительного гистологического исследования относительного количества фетальных эритробластов в сосудах плацент от беременности доношенного срока с низким и высоким риском гипоксического повреждения плода. На основании данных о течении беременности, состоянии здоровья матери и плода/новорожденного, а также гистологического исследования плацент была проанализирована связь между количеством эритробластов в сосудах плаценты и хроническим гипоксическим повреждением плода.

Ключевые слова: фетальные эритробласты, хроническое гипоксическое повреждение, дисcтресс плода, плацента.

Введение

Длительное действие гипоксии в перинатальном периоде может привести к гипоксическому повреждению плода, снижению адаптационного потенциала новорожденного, повышению детской заболеваемости и смертности, а в долгосрочном периоде - к увеличению в популяции частоты кардиологических, неврологических и метаболических нарушений [1-5]. Ранее выявление новорожденных с субкомпенсированным хроническим гипоксическим повреждением на основании только клинических и лабораторных данных затруднительно, так как крайне маловероятно, чтобы хроническая гипоксия, накладываясь в разное время на различные стадии динамического процесса роста плода и изменяя процессы созревания и функционирования его органов и систем, имела единые клинические проявления у всех новорожденных. Поэтому важное значение имеет поиск дополнительных признаков гипоксического повреждения плода, которые помогут выявить новорожденных группы риска, уменьшить постнатальные осложнения, снизить заболеваемость и смертность.

Традиционное гистологическое исследование остается важной частью клинической диагностики, обеспечивающей не только выявление повреждений плода и рисков рецидива эпизодов субкомпенсации, но также может предоставить потенциально ценные данные для эпидемиологических популяционных исследований и сохранения здоровья человека в течение всей жизни. Внутриутробная гипоксия сопровождается функциональными и морфологическими изменениями внутренних органов плода [6-9] и плаценты [10-11]. Гистологические паттерны хронического гипоксического повреждения включают материнскую сосудистую мальперфузию [13], плодовую сосудистую мальперфузию [14], хронические воспалительные повреждения [15]. Данные паттерны являются неспецифическими, так как встречаются в части плацент от новорожденных без клинических и проявлений асфиксии, а также не позволяют дифференцировать структурные изменения плаценты, направленные на компенсацию пониженной оксигенации жизненно важных органов от изменений, являющихся результатом индуцированного гипоксией повреждения плода.

Одним из критериев пролонгированного антенатального или интранатального стресса является повышенный уровень эритробластов в крови у доношенного плода. Некоторые авторы полагают, что количество эритробластов в сосудах плаценты не связано с уровнем эритробластов в пуповинной крови плода и поэтому не может применяться для объективной оценки гипоксического повреждения [16]. В научных исследованиях установлено, что идентификация эритробластов в плаценте является морфологическим признаком хронической гипоксии, продолжающейся не менее нескольких дней или недель [17], но также количество эритробластов может увеличиваться в результате инфекции, сахарного диабета, анемии, резус-конфликта. Для оценки феномена фетального эритробластоза в плаценте используют качественные [18] или полуколичественные критерии [19]. Ряд авторов предлагает рассчитывать количество эритробластов в сосудах плаценты на 100 клеток [20,21], J. Stanek [22] предполагал, что нахождение более 1 эритробласта на 1 поле зрения при большом увеличении является признаком патологии.

Таким образом, несмотря на то, что ассоциация между нахождением эритробластов в сосудах плаценты и дисстресом плода неоднократно подчеркивалась различными авторами, остаются неясными сроки действия патологических факторов, их влияние на плод, степень хронического гипоксического повреждения плода, а также метод оценки эритробластов в просвете сосудов.

На основании наших собственных наблюдений и ранее опубликованных работ, мы предположили, что повышенное количество эритробластов в сосудах плаценты (8 и более эритробластов на 10 полей зрения при увеличении х40 в трех репрезентативных участках плаценты) может быть использовано как маркер хронического гипоксического повреждения плода, ассоциированого с неблагоприятным перинатальным исходом.

Целью нашего исследования явилось сравнительное гистологическое исследование относительного количества фетальных эритробластов в сосудах плацент от беременностей доношенного срока с низким и высоким риском гипоксического повреждения плода.

Материал и методы

Клинические данные. Проведено ретроспективное клиническое и морфологическое исследование плацент, присланных для гистологического исследования КГП «Областная клиническая больница» и КГП «Областной перинатальный центр» г. Караганды (Казахстан) в период с 2015 года по 2020 год. Клинические данные получены из медицинской документации в соответствии с требованиями этического комитета. Изучены медицинские карты женщин, которые в данный период получали медицинскую помощь по поводу родов и имели установленный по ультразвуковой фетометрии срок беременности более 37 недель. Во всех случаях плаценты были отправлены для гистологического исследования в соответствии с ведомственной политикой, которая предполагает анализ плацент всех осложнённых беременностей, а также дополнительно были отобраны случайным образом плаценты от женщин с неосложненной беременностью для исследовательских целей.

Из исследования исключены плаценты от беременностей с материнской анемией средней и тяжелой степени, сахарным и гестационным диабетом, резус-конфликтом, а также с задержкой внутриутробного развития плода, антенатальной гибелью плода, многоплодной беременностью, пороками развития плода, преждевременной отслойкой нормально расположенной плаценты и острыми воспалительными повреждениями плаценты.

Для всех отобранных случаев изучены данные медицинских карт новорожденных. Из неонатальных записей взята следующая информация: баллы по шкале Апгар, pH пуповинной крови, госпитализация в отделение интенсивной терапии, необходимость переливания крови, необходимость фототерапии, респираторный дистресс-синдром, потребность в искусственной вентиляции легких, некротический энтероколит, внутрижелудочковое кровоизлияние, гипоксически-ишемическая энцефалопатия, судороги новорожденных.

Группа плацент от новорожденных с высоким риском хронического гипоксического повреждения формировалась на основании одного или нескольких клинических и лабораторных критериев асфиксии: 1) pH пуповинной крови ниже 7,0 и избыток оснований ≥12 ммоль/л; 2) неонатальная гипоксически-ишемическая энцефалопатия с ранним началом средней и тяжелой степени; 3) квадриплегии и дискинезии у новорожденных. Обязательным требованием в каждом случае являлось исключение другой этиологии повреждения (родовая травма, идиопатическая коагулопатия, инфекция, преждевременная отслойка нормально расположенной плаценты, большая кровопотеря у матери в перинатальном периоде).

Дополнительно был использован обязательный гистологический критерий включения ранее отобранных плацент новорожденных с асфиксией в группу с хроническим гипоксическим повреждением плода, подтверждающий длительную экспозицию мекония как признака хронического внутриутробного гипоксического стресса: макрофаги, нагруженные меконием в хориальной пластинке плаценты.

Случаи, в которых были установлены только клинические или лабораторные признаки асфиксии без гистологического признака, подтверждающего длительную экспозицию мекония, были исключены из исследования.

Плаценты от новорожденных, у которых не были установлены вышеуказанные клинические, лабораторные и гистологические признаки вошли в контрольную группу.

Гистологическое исследование. Вырезка плацент проводилась в соответствии со стандартным внутренним протоколом патологоанатомического отделения, зарубежными и международными рекомендациями [23, 24]. Взвешивание плацент выполнялось без пуповины и амниотических оболочек. Ткани плаценты фиксировались в 4% нейтральном забуференном формалине с последующей маркировкой репрезентативных диагностически значимых фрагментов плаценты. Материал маркировался в 4 парафиновых блоках: 1 блок включал ролл из амниотических оболочек от края разрыва до края плацентарного диска, часть краевой паренхимы плаценты и 2 поперечных сечения пуповины, взятых на расстоянии 5 см один от плодового и плацентарного конца. Три других парафиновых блока представляли репрезентативные участки плаценты, которые использовались для морфометрического анализа.

Проводка и окраска гематоксилином и эозином проводилась в соответствии со стандартным протоколом. Макроскопическое и гистологическое исследование плаценты выполнено в соответствии с общепринятыми принципами Vogel [25]. Гистологическими критериями оценки развития и созревания ворсин плаценты служили степень ветвления ворсин, дифференцировка стромы, васкуляризация и образование синцитиокапиллярных мембран, рекомендованные Vogel М., Benirschke K., Kaufmann P, являющиеся объективными показателями особенностей развития и степени созревания плаценты [26-27].

Морфометрический анализ были выполнен на 10 полей зрения в каждом из трех репрезентативных участков. 

Повреждения плаценты классифицировались по материнскому или плодовому происхождению. Комбинированные повреждения плаценты считались такие как перекрестное сочетание 1 и более структурных повреждений, например, материнская и плодовая мальперфузии, хронический неспецифический виллит и материнская сосудистая мальперфузия с повреждением ≥30% площади плацентарной ткани.

Все плаценты были исследованы двумя патологоанатомами, которые не имели клинической информации о беременности и перинатальном исходе, а также любых предыдущих гистопатологических диагнозах. Для правильной оценки соответствия гистологического фенотипа гестационному сроку им сообщалась только информация о сроке беременности. После проведенного гистологического исследования результаты были обобщены.

Количество эритробластов в плаценте определяли путем подсчета в 10 последовательных полях зрения в трех репрезентативных срезах плаценты на увеличении х40. Эритробластами считали клетки с равномерно круглыми, гомогенно-базофильными ядрами, окруженные тонкие ободком эозинофильной цитоплазмы.

Статистический анализ. Данные представлены как n (%) или среднее значение ± стандартное отклонение и проанализированы с помощью программного обеспечения SPSS 24.0. Непрерывные переменные сравнивались с использованием критерия Стьюдента (при нормальном распределении данных выборки) или непараметрического критерия Манна-Уитни (при ненормальном распределении данных выборки). Категориальные переменные сравнивались с использованием критерия хи-квадрат. Различия считали статистически значимыми при р<0,01. Для определения независимых факторов риска, связанных с высоким риском хронического гипоксического повреждения плода использовали мультиноминальную логистическую регрессию, в которой зависимым фактором выступал высокий риск хронического гипоксического повреждения плода.

Результаты

За анализируемый период было исследовано 388 плацент от беременностей с низким риском гипоксического повреждения плода и высоким риском гипоксического повреждения плода КГП «Областная клиническая больница» и КГП «Областной перинатальный центр» г. Караганды (Казахстан) в период с 2015 года по 2020 год. Клинические и морфологические характеристики сформированных групп представлены в таблице 1.

Женщины в группе с высоким риском гипоксического повреждения плода были старше женщин контрольной группы (28,79±5,90 против 26,4±5,82, (p=0,001)), однако различий в подгруппах юных первобеременных (младше 19 лет) и беременных старше 40 лет выявлено не было. В группе с более высоким риском хронического гипоксического повреждения чаще встречалось ожирение у беременных (29(14,9%) против 13(6,7%) в контрольной группе (р=0,009). Женщины в группе высокого риска хронического гипоксического повреждения плода не имели отличий от женщин контрольной группы по паритету беременности, сроку беременности, частоте встречаемости преэклампсии и хронической артериальной гипертензии. Как и следовало ожидать от дизайна исследования между группами не было различий по способу родоразрешения, но были выявлены существенные различия по числу дней неонатальной госпитализации между группами с перинатальной асфиксией новорожденного и контрольной группой (12,47±6,76 и 3,77±1,03 соответственно, р<0,001).

В группе с высоким риском хронического гипоксического повреждения плода чаще встречались плаценты с более чем 8 эритробластами в просвете сосудов ворсин хориона (114(58,8%) против 56(28,9%), (р<0,001)), при этом различий между группами в подгруппе с 1-7 эритробластами в просвете сосудов ворсин хориона не выявлено (p=0,733).

Таблица 1. Клиническая и морфологическая характеристика групп.

В группе с высоким риском хронического гипоксического повреждения плода чаще встречались случаи с материнской сосудистой мальперфузией (71(36,6%) и 49(25,3%), (p=0,016)) и комбинированными повреждениями (73(37,6%) против 49(25,3%), (р=0,009)). Вместе с тем не было отличий по частоте встречаемости в контрольной и экспериментальной группе таких гистологических находок как плодовая сосудистая мальперфузия, задержка созревания ворсин, хронический виллит. 

Факторы риска хронического гипоксического повреждения плода, проанализированные методом мультиноминальной логистической регрессии, представлены на Рисунке 1.

Рисунок 1. Факторы риска хронического гипоксического повреждения плода.

^V – хроническая артериальная гипертензия - гипертензия, диагностированная до наступления беременности или до 20 недель беременности.

vv - более 8 эритробластов на 10 полей зрения на увеличении x40 в трех репрезентативных срезах плаценты

* - Статистически значимый независимый фактор риска для хронической гипоксии плода (Р <0,01)

Регрессионный анализ показал, что высокий риск хронического гипоксического повреждения плода более высок для плацент с более 8 эритробластами в сосудах ворсин хориона (OR=3,175; 95%ДИ=1,921-5,248, р<0,001)). Также с повышенным риском хронической гипоксии плода были связаны материнская сосудистая мальперфузия (OR=2,798; 95%ДИ=1,506-5,164, р=0,001)) и комбинированные повреждения (OR=2,245; 95%ДИ=1,246-4,046, р=0,007)). Кроме того, проведенный статистический анализ показал, что количество эритробластов более 8 в просвете сосудов, плодовая сосудистая мальперфузия и комбинированные повреждения были независимыми факторами риска хронического гипоксического повреждения плода.

В данном исследовании проводилось сравнение значимости заранее определенных факторов риска хронического гипоксического повреждения плода. Полученные результаты подтверждают данные ранее опубликованных научных работ о том, что увеличение количества фетальных эритробластов в просвете сосудов ворсинок хориона является морфологическим субстратом длительной хронической гипоксии [13,14,17,18], дополнительно устанавливая ассоциацию с хроническим гипоксическим повреждением плода (новорожденного) и диагностически важным количеством эритробластов в просвете сосудов плаценты.

Получены два важных результата: во-первых, в плацентах новорожденных группы высокого риска хронического гипоксического повреждения чаще встречалось повышенное эритробластов в просвете сосудов ворсин хориона (более 8 эритробластов на 10 полей зрения на увеличении x40 в трех репрезентативных срезах), что подтверждает первоначальную гипотезу о том, что антенатальный стресс испытываемый в перипортальном периоде является важным фактором увеличения числа эритробластов в просвете сосудов плаценты.

Для рутинной гистологической практики это означает, что обнаружение 8 и более эритробластов на 10 полях зрения в сосудах ворсин хориона может служить достаточным основанием для включения патологом в заключение о патологии плаценты мнения о действии в перинатальном периоде длительного хронического гипоксического стресса с повреждением плода.

Во-вторых, между группой с высоким риском хронического гипоксического повреждения плода и контрольной группой не было выявлено различий в подгруппе с количеством 1-7 эритробластов в просвете сосудов. Возможно, данная группа является группой функционально незрелых для гестационного возраста новорожденных с высоким риском клинически неожиданной перинатальной асфиксии. Однако подтверждение данной гипотезы для стратификации и изучения данной группы требует дополнительных исследований.

В ранее опубликованных научных исследованиях выявлена значительная роль плодовой сосудистой мальперфузии как важного фактора риска антенатального гипоксического повреждения плода [14]. В нашем исследовании было установлено, что наряду с фетальным эритробластозом, независимыми факторами высокого риска хронического гипоксического повреждения плода являются материнская сосудистая мальперфузия и комбинированные плацентарные повреждения. Возможно, данное отличие обусловлено специфическими популяционными особенностями исследуемой выборки с преобладанием преплацентарной гипоксии вследствие децидуальной микроангиопатии, так как обе группы плацент были получены от женщин, имевших медицинские показания для родоразрешения в стационаре третьего уровня.

Исследование имеет несколько сильных сторон: во-первых, большой размер выборки позволяет более надежно определить связи между клиническими/морфологическими данными и гипоксическим повреждением плода. Во-вторых, использование стандартизированной системы классификации обеспечивает воспроизводимость результатов и позволяет проводить более точные сравнения с результатами будущих исследований.

Таким образом, используя стандартизированную систему гистологической классификации повреждений плаценты, мы показали сильную связь между повышенным количеством фетальных эритробластов в просвете сосудов ворсинок хориона (более 8 эритробластов на 10 полей зрения на увеличении x40 в трех репрезентативных срезах) с высоким риском хронического гипоксического повреждения плода. Также мы выявили подгруппу плацент с 1-7 эритробластами (на 10 полей зрения при увеличении x40 в трех репрезентативных срезах плаценты), потенциально стратифицирующую группу функционально незрелых для гестационного возраста новорожденных с высоким риском перинатальной гипоксии и асфиксии. Данные результаты имеют практическую значимость для выявления группы новорожденных с высоким риском хронического гипоксического повреждения в перинатальном периоде и стратифицировать группу риска в постнатальном периоде с целью снижения младенческой заболеваемости и смертности. 

Список литературы

1. Bernstein IM, Horbar JD, Badger GJ, Ohlsson A, Golan A. Morbidity and mortality among very-low-birth-weight neonates with intrauterine growth restriction. Am J Obstet Gynecol. 2000; 182(1):198-206. https://doi.org/10.1016/s0002-9378(00)70513-8.
2. Баринова И.В., Савельев С.В., Котов Ю.Б. Особенности морфологической и пространственной структуры плаценты при антенатальной гипоксии плода // Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова. – 2015. – №11. – С.25-29.
3. Глуховец Б. И., Иванова Л. А. Клиническое значение и методологические основы макроскопического исследования последов новорожденных // Архив патологии. – 2010. – №6. – С. 47-49.
4. Gillman MW. Mothers, Babies, and Disease in Later Life. JR Soc Med. 1995; 310(6971):68–69. 
5. Gluckman PD, Hanson MA, Cooper C, Thornburg KL. Effect of In Utero and Early-Life Conditions on Adult Health and Disease. N. Engl J Med. 2008;359(1):61–73. https://doi.org/10.1056/NEJMra0708473
6. Meyer K, Zhang L. Fetal programming of cardiac function and disease, Reproductive Sciences, vol. 14, no. 3, pp. 209–216, 2007. https://doi.org/10.1177/1933719107302324
7. Глуховец Б.И., Рец Ю.В. Компенсаторные и патологические реакции плода при хронической фетоплацентарной недостаточности/Архив патологии. – 2008. – №2(70). – С. 59-62. Gillman MW. Mothers, Babies, and Disease in Later Life. JR Soc Med. 1995; 310(6971):68–69. 
8. Webster WS, Abela D, The effect of hypoxia in development, Birth Defects Res C Embryo Today, vol. 81, no. 3, pp. 215–228, 2007. https://doi.org/10.1002/bdrc.20102
9. Zhang L, Prenatal hypoxia and cardiac programming, J Soc Gynecol Investig, vol. 12, no. 1, pp. 2–13, 2005. https://doi.org/10.1016/j.jsgi.2004.09.004
10. Rosario GX, Konno T, Soares MJ. Maternal hypoxia activates endovascular trophoblast cell invasion. Developmental biology. 2008;314(2):362–375. https://doi.org/10.1016/j.ydbio.2007.12.007
11. Ain R, Dai G, Dunmore JH, Godwin AR, Soares MJ. A prolactin family paralog regulates reproductive adaptations to a physiological stressor. Proc Natl Acad Sci U S A.. 2004;101(47):16543–16548. https://doi.org/10.1073/pnas.0406185101
12. Nuzzo AM, Camm EJ, Sferruzzi-Perri AN, Placental Adaptation to Early-Onset Hypoxic Pregnancy and Mitochondria-Targeted Antioxidant Therapy in a Rodent Model. Am J Pathol. 2018; 188 (12): 2704-2716. https://doi.org/10.1016/j.ajpath.2018.07.027
13. Ernst LM, Maternal vascular malperfusion of the placental bed, APMIS 126 (2018) 551–560. https://doi.org/10.1111/apm.12833
14. Redline RW, Ravishankar S, Fetal vascular malperfusion, an update, APMIS 126 (2018) 561–569. https://doi.org/10.1111/apm.12849
15. Khong TY,. Mooney EE, Ariel I, Balmus NC, Boyd TK, Sampling and definitions of placental lesions: Amsterdam placental workshop group consensus statement, Pathol. Lab. Med. 140 (2016) 698–713. https://doi.org/10.5858/arpa.2015-0225-CC
16. McCarthy JM, Gilbert-Barness E, Tsibris JC, Spellacy WN. Are placental chorionic capillary nucleated red blood cell counts useful compared to umbilical cord blood tests? Fetal Diagn Ther. 2007;22(2):121-3. Epub 2006 Nov 27. https://doi.org/10.1159/000097109
17. Boyd T, Redline RW. Pathology of the placenta. In: Potter's Pathology of the Fetus, Infant and Child. Philadelphia, PA: Mosby Elsevier, 2007;645–694
18. Baergen RN. Manual of Benirschke and Kaufmann's Pathology of the Human Placenta. New York, NY: Springer; 2005.
19. de Laat MW, van der Meij JJ, Visser GH, Franx A, Nikkels PG. Hypercoiling of the umbilical cord and placental maturation defect: associated pathology? Pediatr Dev Pathol. 2007;10(4):293–299. https://doi.org/10.2350/06-01-0015.1
20. Altshuler G. A conceptual approach to placental pathology and pregnancy outcome. Semin Diagn Pathol. 1993;10(3):204–221
21. Bryant C, Beall M, McPhaul L, Fortson W, Ross M. Do placental sections accurately reflect umbilical cord nucleated red blood cell and white blood cell differential counts?  Matern Fetal Neonatal Med. 2006;19(2):105–108
22. Stanek J, Hypoxic patterns of placental injury: а review, Pathol. Lab. Med. 137 (2013) 706–720. https://doi.org/10.5858/arpa.2011-0645-RA.
23. Khong TY, Mooney EE., Ariel I, Balmus NC, Boyd TK, Sampling and definitions of placental lesions: Amsterdam placental workshop group consensus statement, Arch. Pathol. Lab. Med. 140 (2016) 698–713. https://doi.org/10.5858/arpa.2015-0225-CC
24. Методические рекомендации по построению диагноза у умерших детей/плодов и по исследованию последов /под ред. А.В. Цинзерлинга. –Санкт-Петербург.: Зеленогорск, 1995. – 21 с.
25. Vogel M. Atlas der morphologischen Plazentadiagnostik. – Berlin: Springer. 1996. – 314 р.
26. Benirschke K., Kaufmann P., Baergen R. Pathology of the human – New York: Springer, 2006. – 380-451 p.L.
27. Милованов А.П. О рациональной морфологической классификации нарушений созревания плаценты // Архив патологии. – 1991. – № 12. – С. 3-5.