Роль индуцированных курением нарушений растворимых молекул межклеточной адгезии в формировании и развитии хронической обструктивной болезни легких

Цель исследования — изучить изменение сывороточного содержания растворимых молекул межклеточной адгезии под влиянием курения и оценить роль выявленных нарушений в формировании и развитии хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ).

Материалы и методы. В исследование включены 82 курильщика (24 женщины и 58 мужчин в возрасте 19–72 лет) и 52 практически здоровых некурящих донора (17 женщин и 35 мужчин в возрасте 20–57 лет). Среди курильщиков были выделены следующие группы: 1) курильщики с нормальной легочной функцией, средний индекс курения 11,2±4,3 пачка-лет — 32 человека; 2) курильщики с нарушением бронхиальной проходимости (больные со стабильной фазой ХОБЛ), индекс курения <30 пачка-лет — 17 пациентов; 3) курильщики с нарушением бронхиальной проходимости (больные со стабильной фазой ХОБЛ), индекс курения ≥30 пачка-лет — 33 пациента. Проводили клиническое исследование, подсчет индекса курения (пачка-лет), САТ-тест, оценку одышки (mMRC), функции внешнего дыхания (ФВД), рентгенографию органов грудной клетки, микроскопическое и микробиологическое исследование мокроты, определение сывороточного содержания растворимых антигенов межклеточной адгезии — sCD50 (sICAM-3) суммарного, sCD54 (sICAM-1) суммарного и олигомера — иммуноферментным методом.

Результаты. У курильщиков 1-й группы обнаружено повышение количества антигенов sCD54 (олигомера и суммарного) и sCD50 по сравнению с некурящими донорами, что может отражать стимулирующее действие табачного дыма на процесс миграции клеток в очаг воспаления. У курильщиков — больных ХОБЛ 2-й группы суммарный антиген sCD54 был выше, чем у доноров, остальные молекулы находились в пределах нормальных значений. У злостных курильщиков — больных ХОБЛ (3-я группа) отмечалось снижение всех тестируемых молекул по сравнению как с контрольной, так и со 2-й группой. Выявлена отрицательная корреляционная связь между сывороточным уровнем sCD50 и индексом курения, а также положительная связь между содержанием суммарного sCD54 и показателями ФВД. Интенсивность курения оказывала влияние и на течение ХОБЛ. У больных 3-й группы было больше обострений за год, им чаще требовались системные глюкокортикоиды и антибиотики, был выше индекс одышки и балл САТ-теста.

Заключение. Обнаруженные индуцированные курением нарушения в сети растворимых молекул межклеточной адгезии вносят свой вклад в формирование и прогрессирование обструктивных нарушений и хронического воспаления при ХОБЛ. Низкий уровень растворимых молекул адгезии является маркером тяжелого течения ХОБЛ с частыми обострениями.

1. WHO report on the global tobacco epidemic 2013. URL: http://apps.who.int/iris/bitstream/10665/85380/1/9789241505871_eng.pdf.
2. Gane J., Stockley R. Mechanisms of neutrophil transmigration across the vascular endothelium in COPD. Thorax 2012; 67(6): 553–561, http://dx.doi.org/10.1136/thoraxjnl-2011-200088.
3. Muller W.A. Mechanisms of leukocyte transendothelial migration. Annu Rev Pathol 2011; 6: 323–344, http://dx.doi.org/10.1146/annurev-pathol-011110-130224.
4. Hollander C., Sitkauskiene B., Sakalauskas R., Westin U., Janciauskiene S.M. Serum and bronchial lavage fluid concentrations of IL-8, SLPI, sCD14 and sICAM-1 in patients with COPD and asthma. Respir Med 2007; 101(9): 1947–1953, http://dx.doi.org/10.1016/j.rmed.2007.04.010.
5. Глобальная стратегия диагностики, лечения и про­фи­лактики хронической обструктивной болезни легких (пере­смотр 2011 г.). Под ред. А.С. Белевского. М: Российское респираторное общество; 2012.
6. Любавина Н.А., Макарова Е.В., Меньков Н.В., Майорова Л.В., Шония М.Л., Преснякова Н.Б., Королева В.В., Варварина Г.Н., Новиков В.В. Особенности клиническоо течения хронической обструктивной болезни легких в зависимости от продолжительности курения и состояния иммунного ответа пациентов. Пульмонология 2013; 4: 52–55.
7. Кубышева Н.И., Постникова Л.Б., Преснякова Н.Б., Королева В.В., Кокушков Д.В., Караулов А.В., Новиков В.В. Растворимые антигены ICAM-1 и ICAM-3 при хронической обструктивной болезни легких. Иммунология 2009; 30(1): 55–56.
8. Lopez-Campos J.L., Calero C., Arellano-Orden E., Marquez-Martín E., Cejudo-Ramos P., Ortega Ruiz F., Montes-Worboys A. Increased levels of soluble ICAM-1 in chronic obstructive pulmonary disease and resistant smokers are related to active smoking. Biomark Med 2012; 6(6): 805–811, http://dx.doi.org/10.2217/bmm.12.64.
9. Yin W., Ngwe E.C., Ghebrehiwet B., Rubenstein D.A. The combined effect of sidestream smoke and dynamic shear stress on endothelial cell inflammatory responses. Thromb Res 2015; 135(2): 362–367, http://dx.doi.org/10.1016/j.thromres.2014.11.018.
10. Scott D.A., Todd D.H., Coward P.Y., Wilson R.F., Odell E.W., Poston R.N., Matthews J.P., Palmer R.M. The acute influence of tobacco smoking on adhesion molecule expression on monocytes and neutrophils and on circulating adhesion molecule levels in vivo. Addict Biol 2000; 5(2): 195–205, http://dx.doi.org/10.1080/13556210050003793.
11. Noguera A., Batle S., Miralles C., Iglesias J., Busquets X., MacNee W., Agusti A.G.N. Enhanced neutrophil response in chronic obstructive pulmonary disease. Thorax 2001; 56(6): 432–437, http://dx.doi.org/10.1136/thorax.56.6.432.
12. Schaberg T., Lauer C., Lode H., Fischer J., Haller H. Increased number of alveolar macrophages expressing adhesion molecules of the leukocyte adhesion molecule family in smoking subjects. Association with cell-binding ability and superoxide anion production. Am Rev Respir Dis 1992; 146 (5 Pt 1): 1287–1293, http://dx.doi.org/10.1164/ajrccm/146.5_Pt_1.1287.
13. Pace E., Ferraro M., Di Vincenzo S., Bruno A., Giarratano A., Scafidi V., Lipari L., Di Benedetto D.V., Sciarrino S., Gjomarkaj M. Cigarette smoke increases BLT2 receptor functions in bronchial epithelial cells: in vitro and ex vivo evidence. Immunology 2013; 139(2): 245–255, http://dx.doi.org/10.1111/imm.12077.
14. Lee I.-T., Yang C.-M. Inflammatory signalings involved in airway and pulmonary diseases. Mediators Inflamm 2013; 2013: 791231, http://dx.doi.org/10.1155/2013/791231.
15. McKeown S.J., Wallace A.S., Anderson R.B. Expression and function of cell adhesion molecules during neural crest migration. Dev Biol 2013; 373(2): 244–257, http://dx.doi.org/10.1016/j.ydbio.2012.10.028.
16. Abadier M., Haghayegh Jahromi N., Cardoso Alves L., Boscacci R., Vestweber D., Barnum S., Deutsch U., Engelhardt B., Lyck R. Cell surface levels of endothelial ICAM-1 influence the transcellular or paracellular T-cell diapedesis across the blood-brain barrier. Eur J Immunol 2015; 45(4): 1043–1058, http://dx.doi.org/10.1002/eji.201445125.
17. Othumpangat S., Regier M., Piedimonte G. Nerve growth factor modulates human rhinovirus infection in airway epithelial cells by controlling ICAM-1 expression. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 2012; 302(10): L1057–L1066, http://dx.doi.org/10.1152/ajplung.00365.2011.
18. Hafezi-Moghadam A., Thomas K.L., Prorock A.J., Huo Y., Ley K. L-selectin shedding regulates leukocyte recruitment. J Exp Med 2001; 193(7): 863–872, http://dx.doi.org/10.1084/jem.193.7.863.
19. Zandvoort A., van der Geld Y.M., Jonker M.R., Noordhoek J.A., Vos J.T., Wesseling J., Kauffman H.F., Timens W., Postma D.S. High ICAM-1 gene expression in pulmonary fibroblasts of COPD patients: a reflection of an enhanced immunological function. Eur Respir J 2006; 28(1): 113–122, http://dx.doi.org/10.1183/09031936.06.00116205.
20. Lundberg A.H., Fukatsu K., Gaber L., Callicutt S., Kotb M., Wilcox H., Kudsk K., Gaber A.O. Blocking pulmonary ICAM-1 expression ameliorates lung injury in established diet-induced pancreatitis. Ann Surg 2001; 233(2): 213–220, http://dx.doi.org/10.1097/00000658-200102000-00010.
21. Scott D.A., Palmer R.M. The influence of tobacco smoking on adhesion. Tob Induc Dis 2002; 1(1): 7–25, http://dx.doi.org/10.1186/1617-9625-1-1-7.
22. Becker A., van Hinsbergh V.W.M., Jager A.,Kostense P.J., Dekker J.M., Nijpels G., Heine R.J., Bouter L.M., Stehouwer C.D.A. Why is soluble intercellular adhesion molecule-1 related to cardiovascular mortality? Eur J Clin Invest 2002; 32(1): 1–8, http://dx.doi.org/10.1046/j.1365-2362.2002.00919.x.
23. Shavelle D.M., Katz R., Takasu J., Lima J.A., Jenny N.S., Budoff M.J., O’Brien K.D. Soluble intercellular adhesion molecule-1 (sICAM-1) and aortic valve calcification in the multi-ethnic study of atherosclerosis (MESA). J Heart Valve Dis 2008; 17(4): 388–395.
24. Grothey A., Heistermann P., Philippou S., Voigtmann R. Serum levels of soluble intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1, CD54) in patients with non-small-cell lung cancer: correlation with histological expression of ICAM-1 and tumour stage. Br J Cancer 1998; 77(5): 801–807, http://dx.doi.org/10.1038/bjc.1998.130.
25. Alexiou D., Karayiannakis A.J., Syrigos K.N., Zbar A., Sekara E., Michail P., Rosenberg T., Diamantis T. Clinical significance of serum levels of E-selectin, intercellular adhesion molecule-1, and vascular cell adhesion molecule-1 in gastric cancer patients. Am J Gastroenterol 2003; 98(2): 478–485, http://dx.doi.org/10.1111/j.1572-0241.2003.07259.x.
26. Aaron C.P., Schwartz J.E., Bielinski S.J., Hoffman E.A., Austin J.H., Oelsner E.C., Donohue K.M., Kalhan R., Berardi C., Kaufman J.D., Jacobs D.R. Jr., Tracy R.P., Barr R.G. Intercellular adhesion molecule 1 and progression of percent emphysema: the MESA Lung Study. Respir Med 2014; 109(2): 255–264, http://dx.doi.org/10.1016/j.rmed.2014.10.004.
27. Lee J.S., Shin J.H., Choi B.S. Serum levels of IL-8 and ICAM-1 as biomarkers for progressive massive fibrosis in coal workers’ pneumoconiosis. J Korean Med Sci 2015; 30(2): 140–144, http://dx.doi.org/10.3346/jkms.2015.30.2.140.
28. Kanoh S., Rubin B. Mechanisms of action and clinical application of macrolides as immunomodulatory medications. Clin Microbiol Rev 2010; 23(3): 590–615, http://dx.doi.org/10.1128/CMR.00078-09.
29. Barnes P.J. Glucocorticosteroids: current and future directions. Br J Pharmacol 2011; 163(1): 29–43, http://dx.doi.org/10.1111/j.1476-5381.2010.01199.x.
30. Любавина Н.А., Варварина Г.Н., Макарова Е.В., Меньков Н.В., Беляева Е.В., Ермолина Г.Б., Пресняко­ва Н.Б., Королева В.В., Филатова Е.Н., Курников Г.Ю., Нови­ков В.В. Сывороточное содержание растворимых антигенов адгезии как маркер прогрессирования хронической обструктивной болезни легких. Современные технологии в медицине 2011; 1: 67–71.
31. Свирщевская Е.В., Матушевская Е.В. Сравнительный анализ эффективности и безопасности фторированных и хлорированных топических глюкокортикостероидов. Совре­менные проблемы дерматовенерологии, иммунологии и врачебной косметологии 2010; 3: 75–78.
32. Matera M.G., Cardaci V., Cazzola M., Rogliani P. Safety of inhaled corticosteroids for treating chronic obstructive pulmonary disease. Expert Opin Drug Saf 2015; 14(4): 533–541, http://dx.doi.org/10.1517/14740338.2015.1001363.
33. Barnes P.J. Corticosteroid resistance in patients with asthma and chronic obstructive pulmonary disease. J Allergy Clin Immunol 2013; 131(3): 636–645, http://dx.doi.org/10.1016/j.jaci.2012.12.1564.
34. Huang J., Wan D., Li J., Chen H., Huang K., Zheng L. Histone acetyltransferase PCAF regulates inflammatory molecules in the development of renal injury. Epigenetics 2014; 10(1): 62–72, http://dx.doi.org/10.4161/15592294.2014.990780.
35. Oddera S., Silvestri M., Lantero S., Sacco O., Rossi G.A. Downregulation of the expression of intercellular adhesion molecule (ICAM)-1 on bronchial epithelial cells by fenoterol, a beta2-adrenoceptor agonist. J Asthma 1998; 35(5): 401–408, http://dx.doi.org/10.3109/02770909809048948.
36. Yamaya M., Nishimura H., Hatachi Y., Yasuda H., Deng X., Sasaki T., Kubo H., Nagatomi R. Inhibitory effects of tiotropium on rhinovirus infection in human airway epithelial cells. Eur Respir J 2012; 40(1): 122–132, http://dx.doi.org/10.1183/09031936.00065111.
37. Yamaya M., Nishimura H., Nadine L.K., Ota C., Kubo H., Nagatomi R. Ambroxol inhibits rhinovirus infection in primary cultures of human tracheal epithelial cells. Arch Pharm Res 2014; 37(4): 520–529, http://dx.doi.org/10.1007/s12272-013-0210-7.
38. Pang B., Hong W., West-Barnette S.L., Kock N.D., Swords W.E. Diminished ICAM-1 expression and impaired pulmonary clearance of nontypeable Haemophilus influenzae in a mouse model of chronic obstructive pulmonary disease/emphysema. Infect Immun 2008; 76(11): 4959–4967, http://dx.doi.org/10.1128/IAI.00664-08.
39. Хроническая обструктивная болезнь легких. Под ред. Чучалина А.Г. М: Атмосфера; 2008; 568 с.

Makarova E.V. The Role of Smoking-Induced Alterations of Soluble Intercellular Adhesion Molecules in the Development of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. Sovremennye tehnologii v medicine 2015; 7(4): 105, https://doi.org/10.17691/stm2015.7.4.14