Peculiarities of inflammatory process and markers of inflammation in patients with bronchial asthma and COPD



Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

The investigation concerned the diagnostic value of following inflammation markers in patients with mild or moderate bronchial asthma (BA), chronic obstructive pulmonary disease (COPD), chronic bronchitis and pneumonia: expired air nitric oxide (Feno) and serum levels of α 1-antitripsin and neutrophilic elastase. 93 patients were included: 6 with mild BA, 11 - with moderate BA, 17 - with mild BA and chronic bronchitis, 25 - with moderate BA and COPD, 25 - with COPD, 9 - with pneumonia. The control group consisted of 21 healthy donors. We revealed that Feno, α 1-antitripsin and neutrophilic elasthase indicate the presence of the inflammation: Feno elevation mostly related to allelrgic one, α 1-antitripsin and neutrophilic elasthase - to infection-dependent inflammation. Treatmentinduced remission of the disease leads to the decrease of α 1-antitripsin and neutrophilic elasthase, but levels are not reaching the normal values. This confirms the presence of airways inflammation during clinical remission of the disease. Elevated levels of α 1-antitripsin and neutrophilic elasthase are associated with the decreased forced expiratory volume during the first second (FEV 1 - % to the predicted values).

Full Text

Restricted Access

About the authors

G B Fedoseev

First Saint-Petersburg I.P. Pavlov State Medical University

Email: fedoseevsp@mail.ru
M.V. Chernorutski Hospital Therapy department

V I Trofimov

First Saint-Petersburg I.P. Pavlov State Medical University

M.V. Chernorutski Hospital Therapy department

V G Timchik

First Saint-Petersburg I.P. Pavlov State Medical University

M.V. Chernorutski Hospital Therapy department

K V Negrutsa

First Saint-Petersburg I.P. Pavlov State Medical University

M.V. Chernorutski Hospital Therapy department

E V Gorovneva

First Saint-Petersburg I.P. Pavlov State Medical University

Department of laboratory diagnosis and molecular genetics

T S Razumovskaya

First Saint-Petersburg I.P. Pavlov State Medical University

M.V. Chernorutski Hospital Therapy department

V A Alexandrin

First Saint-Petersburg I.P. Pavlov State Medical University

M.V. Chernorutski Hospital Therapy department

K N Kryakunov

First Saint-Petersburg I.P. Pavlov State Medical University

M.V. Chernorutski Hospital Therapy department

N A Filippova

First Saint-Petersburg I.P. Pavlov State Medical University

M.V. Chernorutski Hospital Therapy department

I V Birulya

First Saint-Petersburg I.P. Pavlov State Medical University

Department of laboratory diagnosis and molecular genetics

References

  1. Черешнев В.А. Иммунные механизмы воспаления. М., «ГЭОТАР-Медиа». 2002, 30 с.
  2. Mac Nee W., Tuder R.M. New paradigms in the pathogenesis of COPD. Proc. Am. Thorac. Soc. 2009, v. 6, р. 527-531.
  3. Plaza V., Alvarez F.J., Casan P. et al. En calidad de Comite Ejecutivo de la GEMA y en representacion del grupo de redactors. Gula Espanola para el Manejo del Asma (GEMA). Arch. Bronconeumol. 2003, v. 39, р. 1-42.
  4. Sheppard D. Transforming Growth Factor β a central modulator of pulmonary and airway inflammation and fibrosis. Proc. Am. Thorac Soc. 2006, v. 3, р. 413-417.
  5. Ивчик Т.В., Кокосов А.Н., Янчина Е.Д. и соавт. Факторы риска хронической обструктивной болезни легких. Пульмонология. 2003, № 3, р. 6-15.
  6. Barnes K.C. Genetic studies of the etiology of asthma. Proc. Am. Thorac Soc. 2011, v. 8, р. 143-148.
  7. Миронова Ж.А., Трофимов В.И., Высочинская В.В. и соавт. Перспективы лечения бронхиальной астмы с использованием малых интерферирующих РНК. Пульмонология. 2012,№ 4, с. 100-104.
  8. Apter A.J. Advances in adult asthma diagnosis and treatment in 2012: Potential therapeutics avad gene-environment interactions. Allergy Clin. Immunol. 2013, v. 131, р. 47-54.
  9. Selivanova P.A., Kulikov E.S., Kozina O.V. et al. Differential expression of the β-adrenoreceptor and M3-cholinoreceptor genes in bronchial mucosa of patients with asthma and chronic obstructive pulmonary disease. Annals Allergy Asthma Immunol. 2012, v. 108, р. 39-43.
  10. Иващенко Т.Э., Келембет Н.А., Останкова Ю.В., Баранов В.С. Болезни и гены предрасположенности. Бронхиальная астма / Генетический паспорт - основа индивидуальной и предиктивной медицины. Под ред. В.С. Баранова. СПб., Изд. «НЛ». 2009, 134 с.
  11. Федосеев Г.Б. Бронхиальная астма. Библиотека врача общей практики. СПб., «Медицинское информационное агентство». 1996, 464 с.
  12. Федосеев Г.Б., Алешина Л.А., Емельянов А.В. и соавт. Биологические дефекты и их роль в возникновении аллергических заболеваний на примере бронхиальной астмы. Аллергология. Общая аллергология. Под ред. Г.Б. Федосеева. СПб., «Нордмедиздат». 2001, т. 1, с. 576-587.
  13. Федосеев Г.Б., Баранов В.С., Лаврова О.В. и соавт. Донозологическая диагностика и первичная профилактика бронхиальной астмы и других аллергических заболеваний: возможности и перспективы. Болезни органов дыхания. 2007, № 1, с. 28-37.
  14. Silverman E.K., Mosley Y.D., Palmer L.Y. et al. Genome-wide linkage analysis of severe, early-onset chronic obstructive pulmonary disease: airflow obstruction and chronic bronchitis phenotypes. Hum. Mol. Genet. 2002, v. 11, р. 623-632.
  15. Pillai S.G., Kong X., Edwards L.D. et al. Loci identified by genome wide association studies influence different disease - related phenotypes in chronic obstructive pulmonary disease. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2010, v. 182, р. 1498-1505.
  16. Yoshida T., Tuder R.M. Pathobiology of chronic obstructive pulmonary disease. Physiol. Rev. 2007, v. 87, р. 1047-1082.
  17. Thomson N.C., Chaudhuri R., Livingston E. Asthma and cigarette smoking. Eur. Respir. J. 2004, v. 24, р. 822-833.
  18. Retamales I., Elliot W.M., Meshi B. et al. Amplification of inflammation in emphysema and its association with latent adenoviral infection. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2001, v. 164, р. 469-476.
  19. Pavord I.D., Birring S.S., Berry M. еt al. Multiple inflammatory hits and the pathogenesis of severe airway disease. Eur. Resp. J. 2006, v. 27, р. 884-888.
  20. Булатов П.К. Бронхиальная астма. Л., «Медицина». 1964, 366 с.
  21. Адо А.Д., Булатов П.К. Клинико-физиологические основы классификации бронхиальной астмы. Материалы к V межобл. научн. конф. терапевтов «Этиология, патогенез, клиника и лечение заболеваний органов дыхания». Л., 1969, с. 258-265.
  22. Адо А.Д., Федосеева В.Н. Иммунология бронхиальной астмы. Сов. мед. 1973, № 11, с. 3-13.
  23. Адо А.Д., Федосеева В.Н. Роль нейссерий в этиологии и патогенезе бронхиальной астмы. Клинич. мед. 1980, № 4, с. 24-28.
  24. Вишнякова Л.А., Фаустова М.Е., Сологуб Т.С. Инфекционный воспалительный процесс у больных бронхиальной астмой различного генеза. В сб.: Новое в этиологии, патогенезе, клинике и лечении бронхиальной астмы. Под ред. Г.Б. Федосеева. Л., 1985.
  25. Собченко С.А., Счетникова О.С., Яковлева Н.В. Обострение неаллергической поздней астмы, индуцированное респираторной инфекцией. Пульмонология. 2005, № 1, с. 53-57.
  26. Белоцерковская Ю.Г., Синопальников А.И. Бронхиальная астма, Chlamydophilapneumoniae и макролиды: дискуссия продолжается. Фарматека. 2009, № 19, с. 42-51.
  27. Wedzicha J.A., Donaldson G.C. Exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease. Respir. Care. 2003, v. 48, р. 1204-1214.
  28. Адо А.Д., Адрианова Н.В., Довжик В.П. и соавт. К вопросу об этиологии и специфической диагностике инфекционно-аллергической бронхиальной астмы. Сов. мед. 1968, № 9, с. 12-17.
  29. Адо А.Д. Современные проблемы аллергических реакций. Вестн. АМН СССР. 1979, № 1, с. 34-43.
  30. Адо А.Д., Федосеева В.Н. Иммунология бронхиальной астмы. Сов. мед. 1973, № 11, с. 3-13.
  31. Адо А.Д., Федосеева В.Н. Роль нейссерий в этиологии и патогенезе бронхиальной астмы. Клинич. мед. 1980, № 4, с. 24-28.
  32. Федосеева В.Н., Молотилов Б.А., Ларина О.Н. и соавт. Бактериальная аллергия. Пенза. 2004, 213 с.
  33. Федосеев Г.Б., Трофимов В.И., Ровкина К.И. и соавт. Бронхиальная астма и инфекция: диагностика и принципы лечения. Пульмонология. 2008, № 5, с. 86-94.
  34. Билев А.Е., Жестков А.В., Осипов Ю.А. и соавт. Условно патогенные микроорганизмы: роль в патологии человека и лекарственная устойчивость. Самара. 2009, 102 с.
  35. Хаптиева Г.Э., Чучалин А.Г. Респираторная инфекция и бронхиальная астма. Пульмонология. 2008, № 5, с. 75-79.
  36. O’Mahony L., Akids M., Cramer R. et al. Novel immunotherapeutic approaches for allergy and asthma. Autoimmunity. 2010, v. 43, р. 493-503.
  37. Farah C.S., Salome C.M. Asthma and obesity: a known association but unknown mechanism. Respirology. 2012, v. 17, р. 412-421.
  38. Shore S.A. Obesity and asthma: possible mechanisms. Allegy Clin immunol. 2008, v. 121, р. 1087-1093.
  39. Hogg J.C., Maclem P.T., Thurbleck W.M. Site and nature of airway obstructions in chronic obstructive lung disease. N. Engl. J. Med. 1968, v. 278, р. 1355-1360.
  40. Tordera M.P. Complexity in asthma: Inflammation and scale-free net works. Arch. Bronconeumol. 2009, v. 45, р. 459-465
  41. Hacken N.H.T. Physical inactivity and obesity: relation to asthma and chronic obstructive pulmonary disease? Proc. Am. Thorac. Soc. 2009, v. 6, р. 663-667.
  42. Brode D.H., Finkelmationn F., Bochner B.S., Rothenberg M.E. Advances in mechanisms of asthma, allergy, and immunology in 2010. J. Allergy Clin. Immunol. 2011, v. 127, р. 689-695.
  43. Barnes P. J., Celli B.R. Systemic manifestation and comorbidities in COPD. Eur. Respir. J. 2009, v. 33, р. 1165-1185.
  44. Федосеев Г.Б., Коровина О.В., Тенигина Н.Г. Комплексная диагностика различных клинико-патогенетических вариантов бронхиальной астмы. Тер. арх. 1977, v. 6, р. 51-55.
  45. Holgate S.T. Novel targets of therapy in asthma. Curr. Ohin. Pulm. Med. 2009, v. 15, р. 63-71.
  46. Holgate S.T., Polosa R. Treatment strategies for allergy and asthma. Nat. Rev. Immunol. 2008, v. 8, р. 218-230.
  47. Afshar R., Medoff B.D., Luster A.D. Allergic asthma: a tale of many T-cells. Clin. exp. Allergy. 2008, v. 38, р. 1847-1857.
  48. Seoung J.P., Iong C.L. Interleukin-17 regulation: an attractive therapeutic approach for asthma. Respir. Res. 2010, v. 11, р. 78-88.
  49. Ильина Н.И., Гудима Г.О. Иммуноопосредованные воспалительные заболевания. Объединяющая концепция. Рос. Аллергол. Журн. 2005, № 1, с. 10-16.
  50. Pavord I.D., Birring S.S., Berry V. et al. Multiple inflammatory hits and the pathogenesis of severe airway disease. Eur. Resp. J. 2006, v. 27, р. 884-888.
  51. Wilson R.H., Whitehead G.S., Nakano H. et al. Allergic sensitization through the airway primes Th17-dependent neutrophilia and airway hyperresponsiveness. Am. J. Respir. Care. Med. 2009, v. 180, р. 720-730.
  52. Haldar P., Pavord I.D., Shaw D.E. et al. Cluster analysis and clinical asthma phenotypes. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2008, v. 178, р. 218-224.
  53. Barnes P.J. New molecular targets for the treatment of neutrophilic diseases. J. Allergy Clin. Immunol. 2007, v. 119, р. 1055-1062.
  54. Bousquet J., Chanez P., Lacoste J.Y. et al. Eosinophilic inflammation in asthma. N. Engl. J. Med. 1990, v. 323, р. 1033-1039.
  55. Wouters E.F.M., Reynaert N.L., Dentener M.A., Vernooy J.H. Systemic and local inflammation in asthma and chronic obstructive pulmonary disease. Proc. Am. Thorac. Soc. 2009, v. 6, р. 638-647.
  56. Bowler R.P., Cropo J.D. Oxidative stress in allergic respiratory diseases. J. Allergy Clin. Immunol. 2002, v. 110, р. 349-356.
  57. MacNee W. Oxidative stress and chronic obstructive pulmonary disease. Eur. Respir. Monograph. 2006, v. 11, р. 100-129.
  58. Cavarra E., Lucattelli M., Cambelli F. et al. Human SLPI inactivation after cigarette smoke exposure in a new in vivo model of pulmonary oxidative stress. Am. J. Physiol. Lung. Cell. Mol. Physiol. 2001, v. 281, р. 412-417.
  59. Noguera A., Batle S., Miralles C. et al. Enhanced neutrophil response in chronic obstructive pulmonary disease. Thorax. 2001, v. 56, р. 432-437.
  60. Cadek J., Fells C.A., Crystal R.G. Cigarette smoking induces functional antiprotease deficiency in the lower respiratory tract of humans. Science. 1979, v. 206, с. 1315-1316.
  61. Mac Nee W. Pathogenesis of chronic obstructive pulmonary disease. Proc. Am. Thorac. Soc. 2005, v. 2, р. 258-266.
  62. Chung K.F., Caramori G., Groneberg D.A. et al. Airway obstruction in chronic obstructive pulmonary disease. New Engl. Y. Med. 2004, v. 351, р. 1459-1461.
  63. Sime P.J., O’Relly K.M. Fibrosis of the lung and other tissues: new concept in pathogenesis and treatment. Clin. Immunol. 2001, v. 99, р. 308-319.
  64. Halwani R., Al-Muchsen S., Al-Jahdali H., Hamid Q. Role of Transforming growth factor-β in airway remodeling in asthma. Am. J. Respir. Cell Biol. 2011, v. 44, р. 127-133.
  65. Tanaka H., Yamada G., Saikai T. et al. Increased airway vascularity in newly diagnosed asthma using a highmagnification bronchovideoscope. Am. Respir. Crit. Care Ved. 2003, v. 168, р. 1495-1499.
  66. Agusti F.G.N., Noguera A., Souleda J. et al. Systemic effect of chronic obstructive pulmonary disease. Eur. Respir. J. 2003, v. 21, р. 347-360.
  67. Gan W.O., Man S.F.P., Senthilselvan A., Sin D.D. Association between chronic obstructive pulmonary disease and systemic inflammation: a systematic review and meta-analysis. Thorax. 2004, v. 59, р. 574-580.
  68. De Torres J.P., Cordoba-Lanus E., Lopez-Aguilar C. et al. C-reactive protein levels and clinically important predictive outcomes in stable COPD patients. Eur. Resp. J. 2006, v. 27, р. 902-907.
  69. Dahl M., Vestbro J., Bojesen S.E. et al. C-reactive protein as a predictor of prognosis in chronic obstructive pulmonary disease. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2007, v. 175, р. 250-255.
  70. Olafsdottir I.S., Gislason T., Thjodleifsson B. et al. C reactive protein levels are increased in non-allergic but not allergic asthma: a multicentre epidemiological study. Thorax. 2005, v. 60, р. 451-454.
  71. Di Francia M., Barbier D., Mege J.l., Orehek J. Tumor necrosis factor-alpha levels and weight loss in chronic obstructive pulmonary disease. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 1994, v. 150, р. 1453-1455.
  72. Bjork A., Venge P., Peterson C.G. Measurements of ECP in serum and the impact of plasma coagulation. Allergy. 2000, v. 55, р. 442-448.
  73. Barreto M., Villf M.P., Monti F. et al. Additive effect of eosinophilia and atopy on exhaled nitric oxide levels in children with or without a history of respiratory symptoms. Pediatr. Allergy Immunol. 2005, v. 16, р. 52-58.
  74. Warke T.J., Fitch P.S., Brown V. et al. Exhaled nitric oxide correlates with airway eosinophils in childhood asthma. Thorax. 2002, v. 57, р. 383-387.
  75. Payne D.N., Adcock I.M., Wilson N.M. et al. Relationship between exhaled nitric oxide and mucosal eosinophilic inflammation in children with difficult asthma, after treatment with oral prednisolone. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2001, v. 164, р. 1376-1381.
  76. Dweik R.A., Boggs P.B., Erzurum S.C. et al. An official ATS clinical guideline: interpretation of exhaled nitric oxide levels (Feno) for clinical applications. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2011, v. 184, р. 602-615.
  77. Ihre E., Gustafsson L.E., M. et al. Ealy rise in exhaled no and mast cell activation in repeated low dose allergen challenge. Eur. Respir. J. 2006, v. 27, р. 1152-1159.
  78. Palma-Carlos A.G., Amélia Spinola Santos M., Palma-Carlos M.L. α1-антитрипсин, астма и аллергия. Астма. 2009, № 101, с. 27-28.
  79. Шапошникова Н. А., Шулятьев И. С., Варванина Г.Г., Дроздов В.Н. Клиническое значение наследственного и приобретенного дефицита α1-антитрипсина у больных с циррозом печени и болезнью Вильсона-Коновалова. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2010, № 10, с. 12-16.
  80. Буйкин С.В., Пузырев В.П. α1-антитрипсиновая недостаточность. Перспективы скрининга. Бюл. СО РАМН, 2004, № 1, с. 92-97.
  81. Gooptu B., Ekeowa U.I., Lomas D.A. Mechanisms of emphysema in α1-antitrypsin deficiency: molecular and cellular insights. Eur. Respir. J. 2009, v. 34, р. 475-488.
  82. Аверьянов А.В. Роль нейтрофильной эластазы в патогенезе хронической обструктивной болезни легких. Цитокины и воспаление. 2007, № 4, с. 3-8.
  83. Vandivier R.W., Fadok V.A., Hoffmann P.R. et al. Elastase-mediated phosphatidylserine receptor cleav-age impairs apoptotic cell clearance in cystic fibrosis and bronchiectasis. J. Clin. Invest. 2002, v. 109, р. 661-670.
  84. Rubio F., Cooley J., Accurso F.J., Remold-O’Donnell E. Linkage of neutrophil serine proteases and decreased surfactant protein-A (SP-A) levels in inflammatory lung disease. Thorax. 2004, v. 59, р. 318-323.
  85. Weinrauch Y., Drujan D., Shapiro S.D. et al. Neutrophil elastase targets virulence factors of enterobacteria. Nature. 2002, v. 41, р. 91-94.
  86. Innes A.Z., Carrington S.D., Thornton D.J. et al. Ex vivo sputum analysis reveals impairment of protese-dependent mucus degradation by plasma proteins in acute asthma. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2009, v. 180, р. 203-210.
  87. Федосеев Г.Б., Трофимов В.И., Тимчик В.Г., Негруца К.В. и соавт. Оксид азота в выдыхаемом воздухе у больных бронхиальной астмой и хронической обструктивной болезнью легких в зависимости от особенностей течения заболевания. Рос. Аллергол. Журн. 2013, № 2, с. 12-18.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright © Pharmarus Print Media, 2014



This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies