Ассоциации полиморфизмов генов толл-подобных рецепторов и активности нетоза как прогностические критерии тяжести течения пневмонии

М.А. Карнаушкина, А.С. Гурьев, К.О. Миронов, Е.А. Дунаева, В.И. Корчагин, О.Ю. Бобкова, И.С. Васильева, Д.В. Кассина, М.М. Литвинова

Ключевые слова: полиморфизм генов; TLR1; TLR2; TLR4; нейтрофильные внеклеточные ловушки; пневмония.

2021, том 13, номер 3, стр. 47.

DOI: https://doi.org/10.17691/stm2021.13.3.06

Полный текст статьи

html pdf

1313

1359

Аннотация
Список литературы
Как цитировать в References

Цель исследования — определение молекулярно-генетических прогностических критериев тяжести течения пневмонии на основании анализа ассоциации полиморфизма генов толл-подобных рецепторов и выраженности нетоза.

Материалы и методы. В исследование включено 38 пациентов с основным диагнозом «внебольничная пневмония, тяжелое течение». Всем пациентам проводили стандартные клинико-лабораторные исследования, компьютерную томографию органов грудной клетки, микробиологическое исследование крови и трахеобронхиального аспирата. Уровень нейтрофильных внеклеточных ловушек (НВЛ) в мазках крови определяли на 1–2-е и 5–7-е сутки госпитализации. Генотипирование полиморфных локусов rs5743551 (TLR1), rs5743708 (TLR2) и rs4986790 (TLR4) выполняли методом пиросеквенирования.

Результаты. Уровень НВЛ в 1-е сутки госпитализации был статистически значимо ниже у гетерозиготных и гомозиготных носителей полиморфизма rs4986790 (TLR4)(генотипы АG и GG) по сравнению с пациентами, обладающими генотипом дикого типа (генотип АА) (p<0,05). При сопоставлении количества НВЛ с генотипами по полиморфизмам rs5743708 (TLR2) и rs5743551 (TLR1) статистически значимых ассоциаций не выявлено (p>0,05). Исследование уровня НВЛ в динамике продемонстрировало снижение нетозной активности нейтрофилов в течение первой недели госпитализации (p<0,05). Наличие в генотипе пациента аллеля G по полиморфизму rs5743551 (TLR1) увеличивает риск неблагоприятного исхода заболевания (р<0,0001) (ОШ=20,3; 95% CI (4,3–135,0)).

Заключение. Полученные данные позволяют предположить, что уровень НВЛ является маркером активности нейтрофилов, находящихся в тесной взаимосвязи с изучаемыми генетическими полиморфизмами, и влияет на прогноз исхода пневмонии.

Dandachi D., Rodriguez-Barradas M.C. Viral pneumonia: etiologies and treatment. J Investig Med 2018; 66(6): 957–965, https://doi.org/10.1136/jim-2018-000712.
Биличенко Т.Н., Быстрицкая Е.В., Чучалин А.Г., Белевский А.С., Батын С.З. Смертность от болезней органов дыхания в 2014–2015 гг. и пути ее снижения. Пульмонология 2016; 26(4): 389–397, https://doi.org/10.18093/0869-0189-2016-26-4-389-397.
Brinkmann V., Reichard U., Goosmann C., Fauler B., Uhlemann Y., Weiss D.S., Weinrauch Y., Zychlinsky A. Neutrophil extracellular traps kill bacteria. Science 2004; 303(5663): 1532–1535, https://doi.org/10.1126/science.1092385.
Fuchs T.A., Abed U., Goosmann C., Hurwitz R., Schulze I., Wahn V., Weinrauch Y., Brinkmann V., Zychlinsky A. Novel cell death program leads to neutrophil extracellular traps. J Cell Biol 2007; 176(2): 231–241, https://doi.org/10.1083/jcb.200606027.
Sousa-Rocha D., Thomaz-Tobias M., Diniz L.F., Souza P.S., Pinge-Filho P., Toledo K.A. Trypanosoma cruzi and its soluble antigens induce NET release by stimulating toll-like receptors. PLoS One 2015; 10(10): e0139569, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0139569.
Yipp B.G., Petri B., Salina D., Jenne C.N., Scott B.N., Zbytnuik L.D., Pittman K., Asaduzzaman M., Wu K., Meijndert H.C., Malawista S.E., de Boisfleury Chevance A., Zhang K., Conly J., Kubes P. Infection-induced NETosis is a dynamic process involving neutrophil multitasking in vivo. Nat Med 2012; 18(9): 1386–1393, https://doi.org/10.1038/nm.2847.
Yipp B.G., Kubes P. NETosis: how vital is it? Blood 2013; 122(16): 2784–2794, https://doi.org/10.1182/blood-2013-04-457671.
Rijkers G.T., Holzer L., Dusselier T. Genetics in community-acquired pneumonia. Curr Opin Pulm Med 2019; 25(3): 323–329, https://doi.org/10.1097/mcp.0000000000000580.
Pilsczek F.H., Salina D., Poon K.K., Fahey C., Yipp B.G., Sibley C.D., Robbins S.M., Green F.H., Surette M.G., Sugai M., Bowden M.G., Hussain M., Zhang K., Kubes P. A novel mechanism of rapid nuclear neutrophil extracellular trap formation in response to Staphylococcus aureus. J Immunol 2010; 185(12): 7413–7425, https://doi.org/10.4049/jimmunol.1000675.
Siebert J.N., Hamann L., Verolet C.M., Gameiro C., Grillet S., Siegrist C.A., Posfay-Barbe K.M. Toll-interleukin 1 receptor domain-containing adaptor protein 180L single-nucleotide polymorphism is associated with susceptibility to recurrent pneumococcal lower respiratory tract infections in children. Front Immunol 2018; 9: 1780, https://doi.org/10.3389/fimmu.2018.01780.
Wurfel M.M., Gordon A.C., Holden T.D., Radella F., Strout J., Kajikawa O., Ruzinski J.T., Rona G., Black R.A., Stratton S., Jarvik G.P., Hajjar A.M., Nickerson D.A., Rieder M., Sevransky J., Maloney J.P., Moss M., Martin G., Shanholtz C., Garcia J.G., Gao L., Brower R., Barnes K.C., Walley K.R., Russell J.A., Martin T.R. Toll-like receptor 1 polymorphisms affect innate immune responses and outcomes in sepsis. Am J Respir Crit Care Med 2008; 178(7): 710–720, https://doi.org/10.1164/rccm.200803-462oc.
Министерство здравоохранения Российской федерации. Внебольничная пневмония у взрослых: клинические рекомендации. М; 2019; 97 с.
Fine M.J., Auble T.E., Yealy D.M., Hanusa B.H., Weissfeld L.A., Singer D.E., Coley C.M., Marrie T.J., Kapoor W.N. A prediction rule to identify low-risk patients with community-acquired pneumonia. N Engl J Med 1997; 336(4): 243–250, https://doi.org/10.1056/nejm199701233360402.
Mukhopadhyay A., Tai B.C., See K.C., Ng W.Y., Lim T.K., Onsiong S., Ee S., Chua M.J., Lee P.R., Loh M.L., Phua J. Risk factors for hospital and long-term mortality of critically ill elderly patients admitted to an intensive care unit. Biomed Res Int 2014; 2014: 960575, https://doi.org/10.1155/2014/960575.
Гурьев А.С., Мосальская Д.В., Волков А.Ю. Способ определения относительного количества этотически трансформированных фагоцитов. Патент РФ 2712179. 2019.
Миронов К.О., Дунаева Е.А., Дрибноходова О.П., Шипулин Г.А. Опыт использования систем генетического анализа на основе технологии пиросеквенирования. Справочник заведующего КДЛ 2016; 5: 33–42.
Kloek A.T., Brouwer M.C., van de Beek D. Host genetic variability and pneumococcal disease: a systematic review and meta-analysis. BMC Med Genomics 2019; 12(1): 130, https://doi.org/10.1186/s12920-019-0572-x.
Kumpf O., Giamarellos-Bourboulis E.J., Koch A., Hamann L., Mouktaroudi M., Oh D.Y., Latz E., Lorenz E., Schwartz D.A., Ferwerda B., Routsi C., Skalioti C., Kullberg B.J., van der Meer J.W., Schlag P.M., Netea M.G., Zacharowski K., Schumann R.R. Influence of genetic variations in TLR4 and TIRAP/Mal on the course of sepsis and pneumonia and cytokine release: an observational study in three cohorts. Crit Care 2010; 14(3): R103, https://doi.org/10.1186/cc9047.
Agnese D.M., Calvano J.E., Hahm S.J., Coyle S.M., Corbett S.A., Calvano S.E., Lowry S.F. Human toll-like receptor 4 mutations but not CD14 polymorphisms are associated with an increased risk of gram-negative infections. J Infect Dis 2002; 186(10): 1522–1525, https://doi.org/10.1086/344893.
Lorenz E., Mira J.P., Frees K.L., Schwartz D.A. Relevance of mutations in the TLR4 receptor in patients with gram-negative septic shock. Arch Intern Med 2002; 162(9): 1028–1032, https://doi.org/10.1001/archinte.162.9.1028.
Rahman S., Gadjeva M. Does NETosis contribute to the bacterial pathoadaptation in cystic fibrosis? Front Immunol 2014; 5: 378, https://doi.org/10.3389/fimmu.2014.00378.
Beiter K., Wartha F., Albiger B., Normark S., Zychlinsky A., Henriques-Normark B. An endonuclease allows Streptococcus pneumoniae to escape from neutrophil extracellular traps. Curr Biol 2006; 16(4): 401–407, https://doi.org/10.1016/j.cub.2006.01.056.
Buchanan J.T., Simpson A.J., Aziz R.K., Liu G.Y., Kristian S.A., Kotb M., Feramisco J., Nizet V. DNase expression allows the pathogen group A Streptococcus to escape killing in neutrophil extracellular traps. Curr Biol 2006; 16(4): 396–400, https://doi.org/10.1016/j.cub.2005.12.039.
Thammavongsa V., Missiakas D.M., Schneewind O. Staphylococcus aureus degrades neutrophil extracellular traps to promote immune cell death. Science 2013; 342(6160): 863–866, https://doi.org/10.1126/science.1242255.
van Strijp J.A., Rooijakkers S.H. Entrapment exploited. Trends Microbiol 2014; 22(2): 55–57, https://doi.org/10.1016/j.tim.2013.12.010.
Berends E.T.M., Horswill A.R., Haste N.M., Monestier M., Nizet V., von Köckritz-Blickwede M. Nuclease expression by Staphylococcus aureus facilitates escape from neutrophil extracellular traps. J Innate Immun 2010; 2(6): 576–586, https://doi.org/10.1159/000319909.
Gur’ev A., Mosalskaia D., Lopatin A., Volkov A. Prognostic value of cellular markers in sepsis: extracellular DNA traps and platelet count relation. Berlin, 32nd Annual Congress of the European Society of Intensive Care Medicine ESICM LIVES 2019. Intensive Care Med Exp 2019; 000809: 237–238, https://doi.org/10.1186/s40635-019-0265-y.
Hoogerwerf J.J., de Vos A.F., Bresser P., van der Zee J.S., Pater J.M., de Boer A., Tanck M., Lundell D.L., Her-Jenh C., Draing C., von Aulock S., van der Poll T. Lung inflammation induced by lipoteichoic acid or lipopolysaccharide in humans. Am J Respir Crit Care Med 2008; 178(1): 34–41, https://doi.org/10.1164/rccm.200708-1261oc.
Skerrett S.J., Braff M.H., Liggitt H.D., Rubens C.E. Toll-like receptor 2 has a prominent but nonessential role in innate immunity to Staphylococcus aureus pneumonia. Physiol Rep 2017; 5(21): e13491, https://doi.org/10.14814/phy2.13491.

Karnaushkina M.A., Guryev A.S., Mironov K.O., Dunaeva E.A., Korchagin V.I., Bobkova O.Yu., Vasilyeva I.S., Kassina D.V., Litvinova M.M. Associations of Toll-like Receptor Gene Polymorphisms with NETosis Activity as Prognostic Criteria for the Severity of Pneumonia. Sovremennye tehnologii v medicine 2021; 13(3): 47, https://doi.org/10.17691/stm2021.13.3.06