Матриксные металлопротеиназы в патогенезе вентиляционных нарушений респираторной системы у больных с хроническими формами туберкулеза легких

Дисбаланс в системе матриксные металлопротеиназы (ММП) / ингибиторы приводит к деградации внеклеточного матрикса соединительной ткани и патологическому ремоделированию, формируя морфологическую основу для нарушений функции внешнего дыхания (ФВД).

Цель исследования: изучить взаимосвязь показателей системы ММП/ингибиторы в крови с показателями вентиляционно-газообменных нарушений у пациентов с хронически текущим туберкулезом легких (ТЛ).

Материалы и методы. Обследованы больные с верифицированным диагнозом «туберкулема» (n = 45) и «фиброзно-кавернозный ТЛ» (n = 85). Всем пациентам проведены компьютерная томография органов грудной клетки, оценка ФВД. В сыворотке крови определяли концентрации ММП-1, -3, -8, -9 и их ингибиторов ТИМП-1 и α₂-макроглобулина (МГ) методом ELISA (R&D Systems, Minneapolis, MN, USA). Для статистического анализа применяли Statistica 7.0 и модель ковариационного анализа, в которой в качестве факторов рассматривались диагноз и статус курения, а в качестве ковариат ‒ показатели ФВД.

Результаты. У больных ТЛ концентрации ММП-9 и ММП-8 в крови коррелируют с объемом поражения легочной паренхимы при сравнении туберкулем и фибронзо-кавернозного туберкулеза, ММП-9 и ТИМП-1 ‒ с изменениями легочных объемов (R² = 0,60 и 0,80; p = 0,001), ММП-8 ‒ с функциональными нарушениями газообмена (R² = 0,60 и 0,80; p = 0,001). Изменения ММП-1, ММП-3 и α₂-МГ (R² = 0,60 и 0,80; p = 0,45) не коррелируют с объемом поражения легочной паренхимы и со снижением функции легких.

1. Боголюбова Г. М., Санковский А. А., Щербак И. Г. Способ инактивации α2-макроглобулина плазмы крови // Лабораторное дело. – 1988. – № 11. – С. 13-15.

2. Гаврилов П. В., Баулин И. А., Лукина О. В. Стандартизованная интерпретация и контроль выявленных одиночных образований в легких по системе lung imaging reporting and data system (lung-rads™) // Медицинский альянс. – 2017. – № 3. – С. 17-27.

3. Зорин Н. А., Зорина В. Н., Зорина Р. М., Левченко В. Г. Универсальный регулятор – α2-макроглобулин // Клин. лаб. диагностика. – 2004. – № 11. – С. 18-21.

4. Albaiceta G., Gutierrez-Fernández A., García-Prieto E., Parra X., Astudillo A., Campestre C., Cabrera S., Lopez A., Fueyo A., Taboada F., López-Otin C. Absence or inhibition of matrix metalloproteinase-8 decreases ventilator-induced lung injury // Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. –2010. – Vol. 43, № 5. – P. 555-563. doi: 10.1165/rcmb.2009-0034Oс.

5. Bassiouni W., Ali M., Schulz R. Multifunctional intracellular matrix metalloproteinases: implications in disease // FEBS J. ‒ 2021. – Vol. 288, № 24. – P. 7162-7182. doi: 10.1111/febs.15701.

6. Cane J., Mallia-Millanes B., Forrester D., Knox A., Bolton C., Johnson S. Matrix metalloproteinases -8 and -9 in the airways, blood and urine during exacerbations of COPD // COPD. ‒ 2016. – Vol. 13, № 1. ‒ P. 26-34. doi: 10.3109/15412555.2015.1043522.

7. Chushkin M., Ots O. Impaired pulmonary function after treatment for tuberculosis: the end of the disease? // J. Bras. Pneumol. ‒ 2017. – Vol. 43, № 1. ‒ P. 38-43. doi 10.1590/s1806-37562016000000053.

8. Crotty L. Shin S., Hwang J. Inflammatory diseases of the lung induced by conventional cigarette smoke // Chest. ‒ 2015. – Vol. 148, № 5. ‒ P. 1307-1322. doi: 10.1378/chest.15-0409.

9. Devereux G., Steele S., Jagelman T., Fielding S., Muirhead R., Brady J., Grierson C., Brooker R., Winter J., Fardon T., McCormick J., Huang J. T., Miller D. An observational study of matrix metalloproteinase (MMP)-9 in cystic fibrosis // J. Cyst. Fibros. ‒ 2014. – Vol. 13. ‒ P. 557-563. doi.org/10.1016/j.jcf.2014.01.010.

10. Esmedljaeva D., Lavrova A., Belik V., Postnikov E. Identification of markers of acute inflammatory process in the pulmonary tuberculosis // ICIIBMS- (4th International Conference on Intelligent Informatics and Biomedical Sciences). ‒ 2019. ‒ Р. 313-314.

11. Higashimoto Y., Iwata Т., Okada M., Satoh H., Fukuda K., Tohda Y. Serum biomarkers as predictors of lung function decline in chronic obstructive pulmonary disease // Respir. Medicine. ‒ 2009. – Vol. 103, № 8. ‒ P. 1231-1238. doi: 10.1016/j.rmed.2009.01.021.

12. Hrabec E., Strek M., Zieba M., Kwiatkowska S. Circulation level of matrix metalloproteinase-9 is correlated with disease severity in tuberculosis patients // Int. J. Tuberc. Lung Dis. ‒ 2002. – Vol. 6, № 8. ‒ P. 713-719.

13. Koo H., Hong Y., Lim M., Yim J., Kim W. Relationship between plasma matrix metalloproteinase levels, pulmonary function, bronchodilator response, and emphysema severity // Int. J. Chron. Obstruct Pulmon Dis. ‒ 2016. – Vol. 11. ‒ P. 1129-1137. doi: 10.2147/COPD.S103281.

14. Miller M., Hankinson J., Brusasco V., Burgos F., Casaburi R., Coates A., Enright P., van der Grinten C., Gustafsson P., Jensen R., Macintyre N., McKay T., Pedersen O. , Pellegrino R., Viegi G., Wanger J. Standardisation of spirometry // Eur. Respir. J. ‒ 2005. – Vol. 26. ‒ P. 319-338. doi: 10.1183/09031936.05.00034805.

15. Ostridge K., Williams N., Kim V., Harden S., Bourne S., Coombs N., Elkington P., Estepar R., Washko G., Staples K., Wilkinson T. Distinct emphysema subtypes defined by quantitative CT analysis are associated with specific pulmonary matrix metalloproteinases // Respir Res. ‒2016. – Vol. 17, № 1. ‒ P. 92. doi: 10.1186/s12931-016-0402-z.

16. Pellegrino R., Viegi G., Brusasco V., Crapo R. O., Burgos F., Casaburi R, Coates A, van der Grinten C., Gustafsson P., Hankinson J., Jensen R., Johnson D. C., MacIntyre N., McKay R., Miller M. R., Navajas D., Pedersen O. F., Wanger J. Interpretative strategies for lung function tests // Eur. Respir. J. – 2005. – Vol. 26, № 5. ‒ P. 948-968. doi: 10.1183/09031936.05.00035205.

17. Pifferi M., Bush A., Caramella D., Maggi F., Peroni D., Boner A. Matrix metalloproteinases and airway remodeling and function in primary ciliary dyskinesia // Respir. Med. ‒ 2017. – Vol. 124. ‒ P. 49-56. doi.org/10.1016/j.rmed.2017.02.001.

18. Sabir N., Hussain T., Mangi M., Zhao D., Zhou X. Matrix metalloproteinases: Expression, regulation and role in the immunopathology of tuberculosis // Cell Prolif. ‒ 2019. – Vol. 52, № 4. ‒ P. 12649. doi: 10.1111/cpr.12649.

19. Todd J. , Vinisko R., Liu Y.,Neely M., Overton R., Flaherty K., Noth I., Newby L., Lasky J., Olman M., Hesslinger C., Leonard T., Palmer S., Belperio J. Peripheral blood proteomic profiling of idiopathic pulmonary fibrosis biomarkers in the multicentre IPF-PRO Registry // Respir. Res. ‒ 2019. – Vol. 20, № 1. ‒ P. 227. doi: 10.1186/s12931-019-1190-z.

20. Ugarte-Gil C., Elkington P., Gilman R., Coronel J., Tezera L., Bernabe-Ortiz A, Gotuzzo E., Friedland J., Moore D. Induced sputum MMP-1, -3 & -8 concentrations during treatment of tuberculosis // PloS One. ‒ 2013. – Vol. 8, № 4. doi: e61333.10.1371.

21. Wade J., Mortenson R., Irvin C. Physiologic evaluation of bullous emphysema // Chest. ‒ 1991. – Vol. 100, № 4. ‒ P. 1151-1154. doi: 10.1378/chest.100.4.1151.