Combined immunodeficiency in elderly persons with COPD as a manifestation of immune aging

Full Text

Введение

Изучение особенностей функционирования иммунной системы (ИС) на фоне хронической респираторной патологии особенно актуально у лиц пожилого и старческого возраста, поскольку частые затяжные обострения хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) значительно отражаются на состоянии пациентов, приводя к декомпенсации заболеваний. Эти процессы напрямую влияют на качество жизни людей, приводят к инвалидизации, негативно сказываясь на продолжительности их жизни [9]. Не существует однозначных данных подтверждающих взаимосвязь ускоренного старения, ХОБЛ и нарушения функционирования ИС на фоне старения [10, 12]. Проблема выявления причинно-следственных связей между клеточными и молекулярными проявлениями старения ИС и нетипично протекающими хроническими респираторными заболеваниями обусловлена необходимостью разработки новых подходов к лечению таких пациентов с целью поддержания здоровья и улучшения качества их жизни [15].

По данным ВОЗ, сегодня ХОБЛ стоит на третьем месте среди причин смерти в мире. Ежегодно от ХОБЛ умирает около 2,8 млн человек, что составляет 4,8% от всех причин смерти [4, 9]. В настоящее время существует множество доказательств того, что старение и инфекции играют важную роль в патогенезе и клиническом течении ХОБЛ [7, 11]. Установлено, что к обострению ХОБЛ часто приводит присоединение новой респираторной инфекции на фоне снижения функционирования ИС, что замыкает порочный круг инфекционно-воспалительных событий и способствует прогрессированию заболевания [14]. При этом обострения ХОБЛ зачастую являются следствием присоединения очередных бактериальных и вирусных респираторных инфекций, возникающих при отсутствии адекватности реагирования противоинфекционной иммунной защиты. Микробный пейзаж у таких пациентов обычно представлен: Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumonia, Moraxella catarrhalis, Pseudomonas aeruginosa [3].

Стоит отметить необходимость выделения в отдельную группу пациентов ХОБЛ с частыми обострениями – два или более обострений в течение года или 1 и более обострений, сопровождающихся госпитализацией. Необратимое снижение функциональных показателей легких происходит с каждым новым обострением, подобная тенденция формирует повышенные риски госпитализаций и смерти [1, 9]. Известно несколько клинических фенотипов ХОБЛ: бронхитический клинический фенотип, который характеризуется преобладанием признаков бронхита (кашель, выделение мокроты), эмфизематозный и смешанный, имеющий признаки бронхитического и эмфизематозного. При этом бронхитический клинический фенотип ХОБЛ рассматривается как вторичный иммунодефицит, манифестирующий частым обострением бронхо-легочных инфекций [1, 4]. Однако уровень иммунного ответа у пациентов с ХОБЛ имеет существенные отличия у людей пожилого и старческого возраста от лиц среднего возраста, что, как полагают, связано со старением ИС, называемым в англоязычной литературе «иммуностарением».

Возрастное снижение иммунных функций, называемое «иммуностарением», играет решающую роль в проявлении острых респираторных инфекций различной этиологии и хронических респираторных заболеваний, таких как бронхиальная астма (БА) и ХОБЛ. Иммуностарение проявляется возрастным снижением функционального потенциала ИС на клеточном и гуморальном уровнях [5, 8]. Снижается эффективность защитных эффекторных механизмов врожденного иммунитета, включая фагоцитарную активность макрофагов, хемотаксическую реакцию фагоцитов, снижение бактерицидной функции нейтрофильных гранулоцитов (НГ), изменение реактивности дендритных клеток и естественных киллерных клеток (ЕКК) [8]. Иммуностарение и связанное с ним хроническое системное «воспалительное старение» способствуют развитию и прогрессированию заболеваний легких у пожилых людей с последующим ремоделированием паренхимы легких и усугублением дисфункции ИС. Эти процессы предрасполагают ко все новым респираторным инфекциям нижних дыхательных путей, обуславливают формирование уникальных клинических фенотипов, наблюдаемых при хронических респираторных заболеваниях, включая астму с поздним дебютом, ХОБЛ и легочный фиброз [6].

Уточнение новых особенностей нарушения функционирования ИС в процессе старения человека позволит изыскать доступные способы восстановления поврежденной ИС, что должно благополучно отразиться на течении хронических респираторных заболеваний в пожилом возрасте, являющихся в настоящее время значимой причиной высокой заболеваемости и смертности [13].

Возрастающая доля стареющего населения ставит новые задачи перед системой здравоохранения, направленные на сохранение и увеличение активной продолжительности жизни лиц пожилого и старческого возраста. Решение этого вопроса станет возможным при уточнении молекулярных и клеточных механизмов иммунопатогенеза ХОБЛ. При этом станет возможной разрабротка методов таргетной иммуномодулирующей терапии, направленных на восстановление нормального функционирования ИС с нормализацией ее возможностей элиминации инфекционных патогенов.

Цель исследования – на базе проведения расширенного исследования состояния ИС уточнить варианты нарушений функционирования ИС у пациентов с ХОБЛ пожилого и старческого возраста.

Материалы и методы

Под нашим наблюдением находилось 10 пациентов обоего пола в возрасте от 60 до 80 лет, страдающих ХОБЛ. Исследование проведено на базе отделения пульмонологии клиники ГБУЗ «Клинический госпиталь ветеранов войн» (г. Краснодар, ул. Кирова, 9).

При проведении обследования использовались клинические методы определения общего и локального статуса: опрос и осмотр пациента с применением стандартной методики и необходимого набора инструментов в соответствии с медицинской картой стационарного больного (форма № 003/у, утвержденная приказом Минздрава СССР от 04.10.1980 № 1030). Было сформировано 2 группы:

Группа исследования (ГИ) включала 10 пациентов пожилого и старческого возраста с ХОБЛ; в группу сравнения (ГС) вошли 30 условно здоровых лиц в возрасте от 57 до 70 лет.

При поступлении в стационар, до проведения лечебных мероприятий, проведено исследование ИС методом проточной цитометрии на Сytomics FC-500 (Веckman Coulter, США) с использованием MкАТ (Веckman Coulter, США) проводили определение содержания Т-лимфоцитов (CD3⁺CD19^-, CD3⁺CD4⁺, CD3⁺CD8⁺, CD3⁺CD4⁺/CD3⁺CD8⁺), и В-лимфоцитов (CD3^-CD19⁺), ЕКК (CD3^-CD16⁺CD56⁺). Тестировали состояние двух функционально значимых субпопуляций НГ CD64^-CD32⁺CD16⁺CD11b⁺ и CD64⁺CD32⁺CD16⁺CD11b⁺ c определением расчетного индекса НГ (РИНГ) для оценки тяжести протекания ХОБЛ и дифференцирования вирусной и бактериальной инфекциии (патент на изобретение № 2825251 «Способ дифференциальной диагностики бактериальных и вирусных инфекционно-воспалительных заболеваний» от 02.08.2024) [2]. Проводили оценку фагоцитарной активности НГ по количеству активно фагоцитирующих НГ (%ФАН), с оценкой процессов захвата (ФЧ, ФИ) и переваривающей активности (%П, ИП) по отношению к S. aureus (штамм № 209). NADPH-оксидазную активность оценивали в спонтанном и стимулированном NBT-тесте путем подсчета активированных клеток на 100 НГ.

Систематизация и статистическая обработка данных проводилась с использованием программного обеспечения Microsoft Office Excel 2019 и программы STATISTICA 10. Поправка на множественные сравнения осуществлялась с помощью метода Холма–Бонферрони.

Исследования производились в соответствии с существующими этическими стандартами биоэтического комитета, разработанными в соответствии с Хельсинкской декларацией всемирной ассоциации «Этические принципы проведения научных медицинских исследований с участием человека» с поправками 2000 г. и «Правилами клинической практики в Российской Федерации», утвержденными Приказом МЗ РФ от 19.06.2003 № 266. Пациенты, участвующие в исследовании, подписали добровольное письменное информированное согласие на участие.

Результаты и обсуждение

Клиническая картина в исследуемой группе характеризовалась ХОБЛ с преобладанием бронхитического и смешанного фенотипов над эмфизематозным. Количество обострений ХОБЛ в год достигало 2,2±0,63, сопровождавшихся госпитализацией 1,92±0,25 раза в год, затяжным течением, длительностью порядка 3,4±0,97 месяца. Обострение ХОБЛ характеризовалось значительным усилением одышки, частым кашлем с отхождением гнойной мокроты, снижением толерантности к физической нагрузке и увеличением потребности в препаратах «скорой помощи» (КДБА), комбинированных препаратах (ИГКС + ДДБА), а также потребности в дополнительном подключении небулайзера как способа доставки препаратов при ухудшении состояния на фоне базисной терапии (ДДБА, ипратропия бромида). Обострение сопровождалось осложнением в виде ДН1 в 0,143±0,38 случая, требующей респираторной поддержки, в 0,1±0,32 случая отмечено развитие пневмонии на фоне длительного обострения ХОБЛ. Частота острых респираторных инфекций в ГИ достигала 5,4±1,17 раза в год, длительностью 7,9±3,14 дня в 2,7±0,82 случая, требовавшей присоединения антибактериальной терапии.

В общем анализе крови отмечалось наличие незначительного увеличения лейкоцитов 7,96 (6,87-9,02) × 10⁹л против значений 6,25 (5,75- 6,75) в ГС (р = 0,0343).

При исследовании иммунного статуса в ГИ пациентов с ХОБЛ отмечалось снижение в 1,3 раза относительного содержания Т-лимфоцитов (СD3⁺CD19^-) 57,9 (55,35-61,05)% против 73,7 (66,3-77,4)% в ГС, (р = 0,0022) и в 1,7 раза Т-хелперов (СD3⁺СD4⁺) 27,8 (21,8-38,7) против 48,1 (36,3-49,6) в ГС, (р = 0,0361) и увеличение в 1,3 раза Т-цитотоксических лимфоцитов (СD3⁺СD8⁺) 37,8 (35,68-42,18) против 30,1 (26,0-34,3) показателей ГС, (р = 0,0349). Данные изменения могут свидетельствовать об инверсии ИРИ 1-го порядка у пациентов с ХОБЛ ИРИ – 1,34 (0,69- 2,20) (р = 1,00) и приводят к нарушению соотношения лимфоцитов с хелперной и цитотоксической активностью (рис. 1).

 

Рисунок 1. Характеристика Т-клеточного звена иммунной системы и естественных киллерных клеток у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких пожилого и старческого возраста

Примечание. * – отличия показателей группы исследования пациентов пожилого и старческого возраста с ХОБЛ от показателей условно здоровых лиц среднего возраста (p = 0,036).

Figure 1. Characteristics of the T cell immune system and natural killer cells in patients with chronic obstructive pulmonary disease of old age and elderly

Note. *, differences in the indicators of the study group of children with purulent-inflammatory diseases of the maxillofacial region from the indicators of conditionally healthy children (p = 0,036).

 

Относительное содержание B-лимфоцитов имело тенденцию к значительному снижению 6,35 (4,93-7,95), против 10,6 (8,5-12,5) в ГС, (р = 0,1187), обращает на себя внимание формирование 2 групп пациентов: группы, имеющей дефицит содержания В-лимфоцитов 5,40 (3,50-6,30), показавшей достоверные различия с 10,60 (8,50-12,50) в ГС (p = 0,014) и группы, не имеющей достоверных различий с ГС в содержании В-лимфоцитов 12,40 (9,60-13,40), (p = 1,00), что позволяет нам предположить ассоциацию тяжелого течения ХОБЛ с недостаточностью В-лимфоцитов. Кроме того, показана тенденция к увеличению относительного содержания ЕКK (CD3^-СD16⁺СD56⁺) 19,00 (14,98-23,68) против 16,30 (13,10-20,20) в ГС (р = 1,00) (рис. 1).

При анализе количественных и функциональных показателей фагоцитарной активности НГ выявлено, что у пациентов ГИ наблюдается снижение в 1,4 раза количества активно фагоцитирующих НГ (%ФАН) 46,00 (37,00-56,75) против 65,8 (60,90-79,60) в ГС (р = 0,0026) отмечено нарушение функций захвата в виде снижения в 2 раза ФЧ 3,12 (2,02-3,40) против 6,30 (4,60-6,80) в ГС (р = 0,0064) и снижения в 3,5 раза ФИ 1,21 (0,82-1,79) против 4,30 (3,90-4,40) в ГС (р = 0,0029). Также установлено значимое снижение процессов киллинга и переваривания бактериального антигена за счет снижения %П 29,75 (22,98-45,07) против 58,9 (51,30-65,00) (р = 0,0349) в ГС, ИП 0,43 (0,40-0,46) против 2,60 (2,10-3,40) в ГС, (р = 0,0025) (рис. 2). При этом отмечена тенденция усиленного ответа НАДФ-оксидаз в значениях %ФПКсп: 4,0 (1,25-9,5) против 2,4 (2,3-3,5) ГС, %ФПКст :11,5 (1,75-40,0) против 5,5 (2,8-6,3) в ГС, КМ (%ФПКст/%ФПКсп): 2,47 (1,06-4,16) против 1,8 (1,3-1,9) в ГС, (p > 0,05) (рис. 2).

 

Рисунок 2. Фагоцитарная и микробицидная кислородзависимая активность нейтрофильных гранулоцитов у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких пожилого и старческого возраста

Примечание. * – отличия показателей группы исследования пациентов пожилого и старческого возраста с ХОБЛ от показателей условно здоровых лиц среднего возраста (p = 0,034).

Figure 2. Fasocital and microbiotic oxygen-dependent neutrophil granulocyte activity in patients with chronic obstructive pulmonary disease of old age and elderly

Note. *, differences in the indicators of the study group of children with purulent-inflammatory diseases of the maxillofacial region from the indicators of conditionally healthy children (p = 0,034).

 

При исследовании в ГИ функционально значимых субпопуляций НГ CD64^-CD32⁺CD16⁺CD11b⁺НГ – «сторожевой» субпопуляции и CD64⁺CD32⁺CD16⁺CD11b⁺НГ – «незрелой» субпопуляции установлено, что количество субпопуляции CD64^-CD32⁺CD16⁺CD11b⁺НГ составило 80,0 (66,4975-87,83)% против 94,35 (89,61-95,96)% в ГС (p = 0,0064), в то же время доля субпопуляции CD64⁺CD32⁺CD16⁺CD11b⁺НГ составила 10,25 (8,4875-27,175) % против 1,15 (0,65- 3,10) значений ГС (p = 0,0056). При этом уровень РИНГ составил 8,25 (2,475-9,625) против 82,57 (30,15- 95,96) в ГС (p = 0,0065), что свидетельствовало о наличии бактериальной инфекции. Для определения степени тяжести ХОБЛ было также исследовано значение РИНГ у пациентов ГИ. По данным Нестеровой И.В. и соавт. (2024), известно, что референсный интервал РИНГ для легкого течения бактериальной инфекции составляет 5,9-18,9, средтяжелого течения – 3,0-5,8, тяжелого течения – 0,1-2,9. Легкое течение бактериальной инфекции при ХОБЛ в ГИ имело место у 6 пациентов (60%), среднетяжелое выявлено у 1 пациента (10%), тяжелое течение – у 3 пациентов (30%).

Таким образом, у пациентов с ХОБЛ пожилого и старческого возраста имеется статистически достоверное снижение «сторожевой» CD64^-CD32⁺CD16⁺CD11b⁺ субпопуляции НГ, сопряженное с появлением «незрелой» CD64⁺CD32⁺CD16⁺CD11b⁺НГ субпопуляции, что свидетельствует о наличии бактериальной инфекции, ассоциированной с ХОБЛ. При оценке уровня РИНГ, получены данные о нарушении взаимоотношения между исследуемыми субпопуляциями, что дополнительно подтверждало наличие бактериальной инфекции. Кроме того, изменения значений РИНГ, входящих в референсные интервалы, характерные для различной степени тяжести, позволили выявить варианты ХОБЛ легкого течения, средней и тяжелой степеней тяжести в ГИ.

Заключение

Продемонстрировано наличие комбинированного иммунодефицита у пациентов с ХОБЛ пожилого и старческого возраста различной степени тяжести: количественный дефицит Т-лимфоцитов за счет дефицита Т-хелперов и нарушение эффекторной функции НГ, заключающееся в дефиците активно фагоцитирующих НГ, нарушениях процесса захвата, переваривания и киллинга. Кроме того, показано статистически достоверное снижение функционально значимой «сторожевой» субпопуляции CD64^-CD32⁺CD16⁺CD11b⁺ и повышение «незрелой» негативно трансформированной субпопуляции CD64⁺CD32⁺CD16⁺CD11b⁺ в 8,9 раза, что свидетельствовало о неполноценном ответе НГ на бактериальную инфекцию. Исследование уровня РИНГ, отражающего взаимоотношение между двумя значимыми субпопуляциями НГ позволило подтвердить наличие бактериальной инфекции и уточнить различную тяжесть течения заболевания у пациентов ГИ.

Принимая во внимание полученные данные, свидетельствующие о наличии иммунодефицита у пациентов с ХОБЛ пожилого и старческого возраста, требуется создание новых иммунотерапевтических подходов, направленных на восстановление дефектных звеньев ИС с целью повышения эффективности терапии ХОБЛ, проводимой в рамках клинических рекомендаций, и улучшения качества жизни пациентов пожилого и старческого возраста.

About the authors

Anna I. Pirogova

Kuban State Medical University

Author for correspondence.
Email: anp1998@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7821-5621

Postgraduate Student, Department of Clinical Immunology, Allergology and Laboratory Diagnostics

Russian Federation, Krasnodar

L. V. Lomtatidze

Kuban State Medical University

Email: llomtatidze@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7041-7106

PhD (Biology), Senior Researcher, Department of Clinical and Experimental Immunology and Molecular Biology of the Central Scientific Research Laboratory, Associate Professor of the Department of Clinical Immunology, Allergology and Laboratory Diagnostics

Russian Federation, Krasnodar

E. F. Filippov

Kuban State Medical University

Email: mz@krasnodar.ru

PhD, MD (Medicine), Associate Professor, Head, Department of Clinical Immunology, Allergology and Laboratory Diagnostics

Russian Federation, Krasnodar

References

Supplementary files