Характеристика субпопуляций моноцитов периферической крови больных хронической обструктивной болезнью легких

Обоснование. Моноциты, являясь предшественниками макрофагов, играют важную роль в патогенезе хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ). Традиционно  выделяют  классические  (CD14⁺⁺/CD16^–), промежуточные (CD14⁺⁺CD16⁺) и неклассические (CD14⁺/CD16⁺⁺) субпопуляции моноцитов, отличающиеся различными функциональными характеристиками.

Цель и масштаб исследования: исследовать количественное соотношение циркулирующих субпопуляций моноцитов у больных ХОБЛ, выявить их возможную взаимосвязь с показателями функции внешнего дыхания и гуморальными маркерами воспаления.

Материал и методы. Обследованы 47 больных ХОБЛ, преимущественно II–III степени тяжести по GOLD (основная группа), и 25 лиц, не имевших бронхиальной обструкции (контрольная группа). Субпопуляции моноцитов определяли методом проточной цитометрии. Концентрации цитокинов в плазме крови измеряли с помощью мультиплексного анализа на проточном цитофлуориметре.  Функцию  внешнего  дыхания  оценивали  методом спирометрии.

Результаты. У больных ХОБЛ по сравнению с контрольной группой наблюдали сниженное количество неклассических моноцитов (10,5 (6,7–15,1)% против 14,4 (8,3–18,4)%, p = 0,04). Большее содержание классических моноцитов было ассоциировано с более выраженным снижением бронхиальной проходимости (ОФВ₁ ρ = –0,37; p = 0,007), тогда как для промежуточных моноцитов была характерна прямая взаимосвязь с ОФВ₁ (ρ = 0,42; p = 0,003). Число неклассических моноцитов в основной группе имело обратную корреляцию с концентрациями цитокинов (IL-4 ρ = –0,30; p = 0,04; IL-2 ρ = – 0,36; p = 0,01; IL-1β ρ = –0,35; p = 0,02; TNF-α ρ = –0,47; p < 0,001; IL-17A ρ = – 0,34; p = 0,02; IL-6 ρ = –0,32; p = 0,03; IL-10 ρ = –0,34; p = 0,02; IFN-γ ρ = –0,35; p = 0,01; IL-12p70 ρ = –0,30; p = 0,04; IL-8 ρ = –0,40; p = 0,004).

Заключение. Полученные результаты указывают на дефицит неклассических моноцитов у больных ХОБЛ, что может способствовать системному воспалительному ответу. В то же время классические формы моноцитов могут быть вовлечены в формирование бронхиальной обструкции.

1. Boers E., Barrett M., Su J.G., Benjafield A.V., Sinha S., Kaye L. et al. Global burden of chronic obstructive pulmonary disease through 2050. JAMA Netw. Open. 2023;6(12):2346598. DOI: 10.1001/jamanetworkopen.2023.46598.

2. Pérez-Rubio G., Cordoba-Lanus E., Cupertino P., Cartujano-Barrera F., Campos M.A., Falfán-Valencia R. Role of genetic susceptibility in nicotine addiction and chronic obstructive pulmonary disease. Rev. Invest. Clin. 2019;71:36–54. DOI: 10.24875/RIC.18002617.

3. Lee Y., Song J., Jeong Y., Choi E., Ahn C, Jang W. Meta-analysis of single-cell RNA-sequencing data for depicting the transcriptomic landscape of chronic obstructive pulmonary disease. Comput. Biol. Med. 2023;167:107685. DOI: 10.1016/j.compbiomed.2023.107685.

4. Williams H., Mack C., Baraz R., Marimuthu R., Naralashetty S., Li S. et al. Monocyte differentiation and heterogeneity: Inter-subset and interindividual differences. Int. J. Mol. Sci. 2023;24(10):8757. DOI: 10.3390/ijms24108757.

5. Калашникова А.А., Ворошилова Т.М., Чиненова Л.В., Давыдова Н.И., Калинина Н.М. Субпопуляции моноцитов у здоровых лиц и у пациентов с сепсисом. Медицинская иммунология. 2018;20(6):815–824. DOI: 10.15789/1563-0625-2018-6-815-824.

6. Evren E., Ringqvist E., Tripathi K.P., Sleiers N., Rives I.C., Alisjahbana A. et al. Distinct developmental pathways from blood monocytes generate human lung macrophage diversity. Immunity. 2021;54(2):259–275.e7. DOI: 10.1016/j.immuni.2020.12.003.

7. Vishnyakova P., Poltavets A., Karpulevich E., Maznina A., Vtorushina V., Mikhaleva L. et al. The response of two polar monocyte subsets to inflammation. Biomed. Pharmacother. 2021;139:111614. DOI: 10.1016/j.biopha.2021.111614.

8. Szaflarska A., Baj-Krzyworzeka M., Siedlar M., Weglarczyk K., Ruggiero I., Hajto B. et al. Antitumorfront response of CD14+/CD16+ monocyte subpopulation. Exp. Hematol. 2004;32:748–755. DOI: 10.1016/j.exphem.2004.05.027.

9. Skrzeczyńska-Moncznik J., Bzowska M., Loseke S., Grage-Griebenow E., Zembala M., Pryjma J. Peripheral blood CD14high CD16+ monocytes are main producers of IL-10. Scand. J. Immunol. 2008;67(2):152–159. DOI: 10.1111/j.1365-3083.2007.02051.x.

10. Italiani P., Boraschi D. From monocytes to M1/M2 macrophages: Phenotypical vs. functional differentiation. Front. Immunol. 2014;5:514 DOI:10.3389/fimmu.2014.00514.

11. Whyte C.E., Tumes D.J., Liston A., Burton O.T. Do more with less: Improving high parameter cytometry through overnight staining. Curr. Protoc. 2022; 2(11):e589. DOI: 10.1002/cpz1.589.

12. Чумакова С.П., Винс М.В., Уразова О.И., Азарова Д.А., Шипулин В.М., Пряхин А.С. и др. Субпопуляции моноцитов крови у больных с генерализованной гипоксией. Бюллетень сибирской медицины. 2019;18(1):277–285. DOI: 10.20538/1682-0363-2019-1-277-285.

13. Cornwell W.D., Kim V., Fan X., Vega M.E., Ramsey F.V., Criner G.J. et al. Activation and polarization of circulating monocytes in severe chronic obstructive pulmonary disease. BMC Pulm. Med. 2018;15;18(1):101. DOI: 10.1186/s12890-018-0664-y.

14. Day A., Barnes P., Donelly L. Monocyte sub-populations do not reflect differences in COPD macrophage phenotype. Eur. Respir. J. 2015;46:PA383. DOI: 10.1183/13993003.congress-2015.PA383.

15. Stolk J., Aggarwal N., Hochnadel I., Wrenger S., Martinez-Delgado B., Welte T. et al. Blood monocyte profiles in COPD patients with PiMM and PiZZ α₁-antitrypsin. Respir. Med. 2019;148:60–62. DOI: 10.1016/j.rmed.2019.02.001.

16. Hu Y., Shao X., Xing L., Li X., Nonis G.M., Koelwyn G.J. et al. Single-cell sequencing of lung macrophages and monocytes reveals novel therapeutic targets in COPD. Cells. 2023;12(24):2771. DOI: 10.3390/cells12242771.

17. Aldonyte R., Jansson L., Piitulainen E., Janciauskiene S. Circulating monocytes from healthy individuals and COPD patients. Respir. Res. 2003;4(1):11. DOI: 10.1186/1465-9921-4-11.

18. Chimen M., Yates C.M., McGettrick H.M., Ward L.S., Harrison M.J., Apta B. et al. Monocyte subsets coregulate inflammatory responses by integrated signaling through TNF and IL-6 at the endothelial cell interface. J. Immunol. 2017;198:2834–2843. DOI: 10.4049/jimmunol.1601281.

19. Lin C.H., Li Y.R., Lin P.R., Wang B.Y., Lin S.H., Huang K.Y. et al. Blood monocyte levels predict the risk of acute exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease: a retrospective case-control study. Sci. Rep. 2022;12(1):21057. DOI: 10.1038/s41598-022-25520-8.

20. Öz H.H., Cheng E.C., Di Pietro C., Tebaldi T., Biancon G., Zeiss C. et al. Recruited monocytes/macrophages drive pulmonary neutrophilic inflammation and irreversible lung tissue remodeling in cystic fibrosis. Cell Rep. 2022;41(11):111797. DOI: 10.1016/j.celrep.2022.111797.