Хорионический гонадотропин человека (Прегнил, Хорагон, Овитрель, ХГЧ), как лекарство от бесплодия.

Хорионический гонадотропин человека (ХГЧ), как лекарство от бесплодия. Или зачем нужен Прегнил, Хорагон, Овитрель, ХГЧ?


История

В 1927 году два ученых, Aschheim S и Zondek B, в моче беременной женщины обнаружили вещество, обладающее явной гормональной активностью, высокоспецифичной по биологическим эффектам с гонадотропным фактором, выделяемым из аденогипофиза. В свой публикации (Aschheim S, Zondek B., 1928г) новое соединение они назвали «Prolan (Пролан)» . Авторы считали, что Пролан представлен двумя различными гормонами «Пролан А» и «Пролан В». Кстати необходимо отметить, на основе своего открытия те же ученые разработали первый в мире мочевой тест на беременность, тем самым применив новые знания на практике, еще надежнее закрепив свои имена в истории и заложив первый кирпичик во всеобщую на сегодняшний день удивительную ассоциацию между ХГЧ и мочой, как биологическим материалом для его обнаружения.

Спустя всего три года в 1930 году, но все же позже чем в моче, ХГ был найден в сыворотке беременной кобылы (Cole H, Hart GH, 1931г). А еще через 7 лет, в 1937 году Cartland и Нельсон удалось получить экстракт ХГ из мочи беременной кобылы. Сейчас это может показаться парадоксальным, но лишь в 1948г учеными было установлено, что выявляемый в высоких концентрациях в моче беременных самок гонадотропин, производится не гипофизом, а ворсинами развивающегося трофобласта/плаценты (Stewart HL, Sano ME и соавт., 1948г). И лишь в 1961г ХГ получил свое привычное нам имя «Хорионический гонадотропин». (Kotz HL и соавт., 1961г).


Химическая структура. Фармакокинетика.

ХГЧ представляет собой гликопротеин, состоящий из 237 аминокислот с молекулярной массой 25,7 кДа. (Lapthorn AJ и соавт., 1994г).
Имеет гетеродимерную молекулу из α (альфа) и β (бета) субъединиц. При этом α субъединица идентична у ХГЧ, лютеинизирующего гормона (ЛГ), фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) и тиреотропного гормона (ТТГ). Различие заключается в структуре β  субъединицы, которая  является уникальной для каждого из этого семейства гормонов, в том числе и ХГЧ.

• Общая α субъединица состоит из 92 аминокислот
• Уникальная субъединица β состоит из последовательности в 145 аминокислот, кодируемых шестью высоко гомологичными генами, расположенными в тандеме и перевернутых парах на хромосоме 19q13.3 - CGB (1, 2, 3, 5, 7, 8)

В настоящее время коммерчески доступны две разновидности ХГЧ, имеющие одинаковую аминокислотную последовательность, но различные по способу получения:

• Рекомбинантный. Другими словами,  продукт рекомбинантной ДНК-технологии. Синтезируемый иными организмами, получившими эту способность в рамках технологии генной инженерии. Торговое название «Овитрель».
• Мочевой. Термин не требует разъяснения, так как подразумевает все тот же способ экстракции гормона из мочи беременных женщин. Важно, однако, отметить, что с течением неполного столетия технологии изъятия ХГЧ из мочи претерпели значительную модернизацию. И первые два лучших представителя из коммерчески доступных в России препаратов практически ни чем не отличаются от заявленного, как наиболее «чистого» рекомбинантного ХГЧ, характеризуясь соизмеримой эффективностью и частотой побочных реакций. Торговые названия: Прегнил (Нидерланды), Хорагон (Германия), ХГЧ (Россия).

Стоит упомянуть, что более ранние предположения о возможности использования хорионического гормона других биологически близких видов, в частности приматов, потерпели неудачу, так как быстро накапливающиеся антитела, связывающие чужеродный белок, инактивировали биологическую активность введенного гормона, чем делали инъекции бесполезными. К слову здесь необходимо отметить, что у половины прошедших лечение человеческим ХГ женщин, например, в циклах ВРТ, так же регистрируются позитивные титры антител к ХГЧ, которые тем не менее не имеют клинического значения.          

Дозирование ХГЧ принято в международных единицах (МЕ). Соответственно определение концентрации ХГЧ в биологических жидкостях сообщается так же в соотношении тысячных долей международных единиц на миллилитр (мМЕ/мл). Международная единица ХГЧ первоначально была принята в 1938 году, пересмотрена в 1964г и 1980г. В настоящее время, 1МЕ ХГЧ составляет примерно 2,35 × 10 в минус 12 степени моль, ("WHO Reference Reagent Human Chorionic Gonadotrophin) или около 6 × 10 в минус 8 степени грамм (Canfield RE, Ross GT, 1976г).

После однократной внутримышечной или подкожной инъекции ХГЧ максимальная концентрация в сыворотке крови достигается через 6-20 часов, характеризуясь значительной индивидуальной вариабельностью, скорее всего обусловленной скоростью абсорбции и толщиной подкожно-жировой клетчатки. Основным метаболическим изменениям подвергается в почках. Период полувыведения длительный и считается, что составляет примерно 33-36 часов.


Механизм действия в естественных условиях

ХГЧ- гормон, вырабатываемый клетками синцитиотрофобласта развивающегося эмбриона, а впоследствии плацентой фетоплацентарного комплекса. При отсутствии беременности у женщин, а так же у мужчин практически не определяется. Регистрируемые плазменные концентрации колеблются на границах чувствительности методов. Повышение уровня ХГЧ в таких условиях может указывать на онкозаболевание (семинома, хорионэпителиома, хорионкарцинома и т.д.), однако это, так же как и пресловутая ХГЧ диета не является предметом данного обсуждения.

Физиологическая роль ХГЧ заключается в активации желтого тела на раннем сроке беременности (по разным данным от 5 до 7 недель от зачатия), что характеризуется поддержанием необходимых плазменных концентраций прогестерона и эстрадиола до момента, когда хорион развивающегося эмбриона будет в состоянии компенсировать функцию желтого тела. Высказывается предположение, что ХГЧ способен оказывать иммуномодулирующий эффект, характеризующийся в перитрофобластической иммунологической толерантности женщины к имплантирующемуся эмбриону (Kayisli U и соавт., 2003г). А возможно имеет и защитную ролью, в частности есть мнение, что ХГЧ активен в отношении ВИЧ и именно высокая концентрация ХГЧ в первой половине беременности объясняет крайне низкий риск вертикальной передачи вируса в первые месяцы беременности (Lee-Huang S и соавт., 1999г).


ХГЧ, как лекарство для женщин. Задачи и механизм действия в условиях лечебного цикла

Поддержка ранней беременности

Учитывая возложенные на ХГЧ природой задачи поддержания развития ранней беременности, совершенно логично предположить, что препараты экзогенного ХГЧ могут быть полезны в качестве дополнительной поддерживающей терапии в естественном или индуцированном менструальном цикле, характеризующимися дефицитом функции желтого тела/тел. И к слову сказать, в этом вопросе уже накоплен значительный аналитический материал. Так метаанализ рандомизированных исследований (Gelbaya TA и соавт., 2008г) продемонстрировал превосходство эффективности препаратов ХГЧ в составе лютеиновой поддержки при сопоставлении с препаратами прогестерона, повышающих в свою очередь эффективность лечения при сравнении с циклами без какой либо гормональной поддержки. Так же, Fujimoto A, Osuga Y, Fujiwara Tи соавт., 2002г, на основании своего исследования вынесли рекомендацию применения препаратов ХГЧ пациенткам с низкой плазменной концентрацией эстрадиола после пункции фолликулов. Положительный эффект ХГЧ в поддерживающей терапии объясняется очень просто, если вспомнить, что для нормального протекания процессов инвазии трофобласта необходим не только прогестерон, но и эстрадиол, плазменная концентрация которого в лечебном цикле также имеет тенденцию  к  стабилизации после введения ХГЧ. Успешная практика ведения ановуляторных циклов с привлечением донорских ооцитов и эмбрионов в условиях тотальной заместительной гормональной терапии  продемонстрировала полную состоятельность  восполнения только этих двух гормонов для нормальной трансформации эндометрия с позиции имплантации и прогрессирования беременности (De Ziegler D и соавт., 1991г; Navot D и соавт., 1986г).

Серьезной негативной особенностью лютеиновой фазы циклов индукции, поддерживаемых препаратами ХГЧ является значительно возрастающий риск развития синдрома гиперстимуляции яичников (СГЯ). В самом начале эта особенность была выявлена эмпирически на основе клинического опыта, впоследствии появились исследовательские работы, отчетливо демонстрирующие вклад ХГЧ препаратов в продолжающуюся стимуляцию уже отстимулированных яичников (Golan A и соавт., 1989г). В доказательство Bergh PA и соавт., 1992г, в своей работе, а позднее и Orvieto R и соавт, 1998г, продемонстрировали  повышение уровней ангиотензина II, VEGF, TNF- α, интерлейкинов 1β, 2, 6, в ответ на дополнительные введения препаратов ХГЧ. Продолжая тему активации яичниковой функции важно также отметить, что также негативные последствия на имплантирующуюся бластоцисту имеют нефизиологически высокие уровни эстрадиола и прогестерона, которые способен вызвать ХГЧ, как известно имеющий стойкий и выраженный лютеотропный эффект. Отмечено, что чрезмерно высокий уровень циркулирующего эстрадиола на этом этапе сопряжен с относительно не высокими показателями имплантации и напротив высокими показателями эмбриональной потери (Gidley-Baird AA и соавт., 1986г; Forman R и соавт., 1988г)

На сегодняшний день, признание адекватной эффективности заместительной гормональной терапии препаратами прогестерона и эстрадиола, а так же понимание возрастания риска развития СГЯ  заставляет репродуктологов отказываться от ХГЧ в качестве поддержки лютеиновой фазы индуцированного цикла, оставляя за ним только естественный менструальный цикл или случаи скудного фолликулярного ответа.
Еще одним, но во многом спорным негативным эффектом применения ХГЧ в составе поддерживающей терапии является отсутствие практической возможности раннего обнаружения имплантировавшегося плодного яйца, вследствие невозможности идентификации истинного эмбрионального ХГЧ.    

В контексте обсуждения роли ХГЧ в составе поддерживающей терапии лечебного естественного или индуцированного менструального цикла необходимо отметить, что после регистрации положительного теста на беременность дальнейшая администрация ХГЧ препаратов не эффективна, так как их вклад в общую плазменную концентрацию гормона окажется не существенным.


ХГЧ, как триггер

Однако применение препаратов ХГЧ не ограничилось поддержкой лютеиновой фазы. Более того, основное их приложение оказалось совсем не в этом. После нескольких лет эксперимента постепенно стало очевидно, что оптимальное практическое применение ХГЧ заключается в программировании процесса овуляции (Knobil E и соавт., 1958г).

В тот момент, когда исследователи установили высокую схожесть химической структуры ХГЧ и ЛГ, было замечено, что ХГЧ, имеющий в части своей молекулы ту же аминокислотную последовательность, что и ЛГ, обладает способностью связывать трансмембранные рецепторы ЛГ на поверхности клеток теки и гранулезы яичника, демонстрируя кроме всего прочего высокое к ним сродство. При этом на этапе зрелого фолликула ХГЧ способен вызывать лютеинизацию гранулезных клеток, индуцировать ооцитарный мейоз, овуляцию, формирование желтого тела, секрецию прогестерона и эстрадиола. Именно поэтому ХГЧ и было предложено использовать в качестве индуктора окончательного созревания фолликула вместо лютеинизирующего гормона. Позднее, данное открытие оказалось особенно важным в лечебных циклах, прикрытых агонистами ГнРГ, когда состоятельность собственных механизмов запуска овуляторного пика ЛГ угнетена или не адекватна. Кроме того, собственный пик ЛГ, в тех случаях когда он возможен,  характеризуется известной непоследовательностью, как с позиции старта, так и с позиции длительности постпикового временного интервала до овуляции. Введение же ХГЧ вместо ЛГ сопровождается высокой программируемостью лечебного цикла, при этом овуляция происходит через 36-40 часов после использования препарата, что позволяет планировать процедуры ВРТ, в частности пункцию фолликулов, с высокой надежностью искомого результата.

В незрелых, но имеющих рецепторы ЛГ фолликулах, ХГЧ выступает в качестве деструктивного фактора, запускающего процессы атрезии, собственно так же как и ЛГ в момент паразитарного пика. Это объясняется так же легко, если вспомнить, что ХГЧ способен эффективно связываться с ЛГ рецепторами, а длительность его активности всегда высокая за счет особенностей фармакокинетики, пролонгирующей экспозицию введенного препарата.  В свою очередь ХГЧ не способен оказывать ни какого влияния на малые антральные фолликулы, клетки которых еще не демонстрируют положительный рецептурный статус к ЛГ.     

Как уже отмечено, имея похожую химическую структуру и пересекающиеся задачи в части лютеотропного эффекта ЛГ и ХГЧ характеризуются разными характеристиками фармакокинетики. Так скорость плазменной очистки ХГЧ значительнее медленнее, чем ЛГ, то есть скорость выведения ЛГ значительно превышает скорость выведения ХГЧ, что по всей видимости и обеспечивает более сильную активность последнего, реализуясь не только в более выраженные гонадотропные проявления, в частности увеличение риска развития СГЯ, но и улучшение возможности прогнозирования эффектов действия, в частности овуляции и времени определения пункции фолликулов.  Пока довольно сложно однозначно объяснить разницу фармакокинетического поведения этих гормонов, понятно только, что она заложена в химической структуре молекул самих гормонов (Ludwig M и соавт., 2003г).

Важно отметить, что ХГЧ не демонстрирует прямой конкуренции с ЛГ, так как не ингибирует спонтанный выброс ЛГ, демонстрируя, состоятельность ультракороткой петли обратной связи (Kyle CV и соавт., 1989г; Nader S и соавт., 1992г; Demoulin A и соавт., 1991г).

Важный вопрос, который, как это ни странно, по сей день нуждается в объективном рассмотрении, заключается в минимальной эффективной дозе ХГЧ, обеспечивающей адекватное созревание ооцит-кумулюсного фолликулярного комплекса, в условиях минимизации негативных проявлений активности ХГЧ. В сравнительно раннем исследовании (Abdalla HI и соавт., 1987г) по изучению минимальный эффективной дозы ХГЧ в ЭКО производилось сопоставление доз 2000, 5000 и 10000 МЕ мочевого ХГЧ. Авторы продемонстрировали отсутствие различий количества полученных MII ооцитов в группах 5000 и 10 000МЕ, и статистически значимое снижение числа ооцитов в группе пациенток, получивших 2000 МЕ. Эффективность рекомбинантного ХГЧ (рХГЧ) в дозе 250мкг (6500МЕ) по всей видимости не уступает мочевому препарату (Lathi RB и соавт., 2001г; The European Recombinant Human Chorionic Gonadotrophin Study Group 2000г), во всяком случае, при сопоставлении с 5000 МЕ мочевого препарата, при этом использование рХГЧ предполагает более удобный подкожный маршрут введения и считается, что сопровождается снижением частоты местных аллергических проявлений. Но, к сожалению, значимо увеличивает стоимость цикла лечения, что пока не позволяет конкурировать с биологическим ХГЧ. Использование более высокой дозы рХГЧ (500мкг) сопровождается увеличением числа полученных ооцитов нужной зрелости, но характеризуется значительным ростом риска СГЯ.


ХГЧ, как лекарство для мужчин

Точно также благодаря ЛГ активности ХГЧ используется у мужчин для стимуляции клеток Лейдига в условиях наведенного или исходного гипогонадотропного состояния.  Например, известно, что введение тестостерона мужчинам сопровождается разрывом петли отрицательной обратной гипоталамо-гипофизарно-гонадной связи, снижением продукции эндогенного тестостерона, уменьшением размера яичек. При этом отмечено, что под действием ХГЧ происходит не только восстановление и повышение плазменной концентрации уровня тестостерона, но также увеличивается и количество клеток Лейдига в островках. Именно поэтому ХГЧ  обычно используется во время и после стероидных курсов. Важно отметить, что на сегодняшний день пока не разработаны оптимальные протоколы стимуляции ХГЧ для мужчин, также нет сформированного представления о влиянии длительного, более двух лет опыта назначения ХГЧ мужчинам.  Кроме того необходимо понимать, что использование ХГЧ в слишком высоких дозах вторично индуцирует чрезмерный рост плазменной концентрации уже собственного тестостерона, что в конце концов по принципу отрицательной обратной связи на гипоталамус и гипофиз отразится в подавление собственной продукции ЛГ.


Вывод

Несмотря на то, что все репродуктологи уже давно привыкли к ежедневной практике использования ХГЧ в качестве триггера овуляции, на самом деле необходимо признать, что ХГЧ явился большим подарком, позволившим по настоящему управлять фолликулами да же в условиях полностью замещенного индуцированного лечебного цикла, когда собственные гонадотропины не принимают ни какого участия в яичниковой функции. По своей сути идея использования ХГЧ в качестве триггера овуляции занимает такое же важное место, как и идея использования других гонадотропинов (ЛГ и ФСГ) для ее стимуляции. Но как водится и здесь не обошлось без ложки дегтя. Иногда введенный ХГЧ индуцирует суперфизиологические плазменные концентрации половых гормонов, что само по себе негативно сказывается на прогнозе проводимой индукции. Во всяком случае именно благодаря ХГЧ мы сейчас знаем что такое СГЯ, учимся его предсказывать, профилактировать и лечить.
Тем не менее, важно понимать, мы настолько сильно зависим от ХГЧ, что практически единственное альтернативное предложение по замене триггера, предполагающее индукцию пика собственного ЛГ путем введения агониста ГнРГ (Lanzone A и соавт., 1989; Imoedemhe D и соавт., 1991г) не только не способно перекрыть все применяемые сегодня протоколы стимуляции, но еще и сопровождается значительным снижением частоты наступления беременности, вследствие серьезного изменения эндокринного гомеостаза лютеиновой фазы. Именно поэтому большинство практикующих врачей сошлись во мнении, что отказ от ХГЧ с заменой триггера на агонист ГнРГ возможен и должен практиковаться только в угрожаемых по СГЯ циклах индукции, так как сопровождается отменой риска развития среднего и тяжелого СГЯ, позволяя при этом получить ооциты хорошего качества. Однако такой поворот практически всегда подразумевает двухэтапный алгоритм лечения, с последующим переносом сохраненных оттаянных эмбрионов в криоцикле второго этапа (Griesinger G и соавт., 2007г).
В целом ХГЧ демонстрирует себя, как настоящее лекарство, лучшей характеристикой которого будет перефразированная известная мудрость: «Полезное лекарство не к месту- яд, полезное лекарство в слишком большой дозе- яд»

Новый комментарий