pulmoПульмонологияPULMONOLOGIYA0869-01892541-9617Scientific and Practical Journal “PULMONOLOGIYA” LLC10.18093/0869-0189-2022-2354pulmo-2354Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL STUDIESМеталлопротеиназы как биомаркеры прогрессирования хронической обструктивной болезни легкихMetalloproteinases as biomarkers of chronic obstructive pulmonary disease progressionhttps://orcid.org/0000-0001-6546-3450ЦветковаО. А.TsvetkovaO. A.

Цветкова Ольга Александровна – доктор медицинских наук, профессор кафедры госпитальной терапии № 1.

119991, Москва, ул. Трубецкая, 8, стр. 2; тел.: (499) 248-17-00

Olga A. Tsvetkova - Doctor of Medicine, Professor of the Department of Hospital Therapy No.1.

Ul. Trubetskaya 8, build. 2, Moscow, 119991; tel.: (499) 248-17-00

oatsvetkova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4705-8037ВоронковаО. О.VoronkovaO. O.

Воронкова Ольга Олеговна – кандидат медицинских наук, ассистент кафедры госпитальной терапии № 1.

119991, Москва, ул. Трубецкая, 8, стр. 2; тел.: (499) 248-17-00

Olga O. Voronkova, Candidate of Medicine, Assistant Professor, Department of Hospital Therapy No.1.

Ul. Trubetskaya 8, build. 2, Moscow, 119991; tel.: (499) 248-17-00

voronkova.oo@gmail.comБуяноваО. Е.BuyanovaO. E.

Буянова Ольга Евгеньевна – врач-пульмонолог отделения пульмонологии клиники госпитальной терапии Университетской клинической больницы № 1.

119991, Москва, ул. Трубецкая, 8, стр. 2; тел.: (499) 248-17-00

Olga E. Buyanova - Pulmonologist, Department of Pulmonology, Hospital Therapy Clinic, University Clinical Hospital No.1.

Ul. Trubetskaya 8, build. 2, Moscow, 119991; tel.: (499) 248-17-00

shveda65@mail.ruДубининА. О.DubininA. O.

Дубинин Александр Олегович – студент.

119991, Москва, ул. Трубецкая, 8, стр. 2; тел.: (499) 248-17-00

Alexander O. Dubinin – Student.

Ul. Trubetskaya 8, build. 2, Moscow, 119991; tel.: (499) 248-17-00

319205_r@mail.ruФедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова, Министерство здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет)РоссияFederal State Autonomous Educational Institution of Higher Education I.M.Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation (Sechenov University)Russian Federation2023100220233313643Copyright © Цветкова О.А., Воронкова О.О., Буянова О.Е., Дубинин А.О., 20232023Цветкова О.А., Воронкова О.О., Буянова О.Е., Дубинин А.О.Tsvetkova O.A., Voronkova O.O., Buyanova O.E., Dubinin A.O.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.pulmonology.ru/pulm/article/view/2354

По данным Всемирной организации здравоохранения 2020 г., хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) является 3-й причиной смерти, на данное заболевание приходится приблизительно 6 % общего числа случаев смерти.

Целью исследования явилось изучение влияния матриксных металлопротеиназ (ММП) на вероятность развития и тяжесть течения ХОБЛ.

Материалы и методы

Материалы и методы. В исследование были включены пациенты с ХОБЛ (n = 60: 7 женщин, 53 мужчины; средний возраст – 63,2 ± 8,3 (40–85) года). Все обследованные были распределены на 2 группы по степени тяжести заболевания, возрасту, длительности заболевания, а также клиническим формам.

Результаты

Результаты. Пациентов с полиморфизмом С-536Т гена TIMP-1 не выявлено. Все пациенты оказались гомозиготными (генотип СС). При исследовании вариантов генов, которые отвечают за синтез ММП-1, ММП-9 и ММП-12, обнаружено, что только полиморфизм С-1562Т гена ММП-9 влияет на тяжесть развития ХОБЛ (p = 0,014). Убедительного результата связи между эмфизематозными изменениями легочной ткани и полиморфным вариантом С-1562T гена ММП-9 не получено. Убедительной связи между полиморфными вариантами генов ММП-1 и ММП-12 и степенью тяжести течения заболевания, а также воздействия на характер изменений ткани легкого также не выявлено. Необходимо более детально изучить связь между доминирующим патогеном и уровнем ММП, что позволит на более раннем сроке заболевания влиять на течение и прогноз. Данные о ведущей роли полиморфизма генов ММП-1, ММП-9, ММП12 и других генов-кандидатов также подтверждены результатами последних научных работ.

Заключение

Заключение. Установлено наличие генетических маркеров неблагоприятного прогноза ХОБЛ. Наличие этих факторов делает особенно уязвимыми курильщиков и лиц, работа которых связана с вредными условиями.

According to the World Health Organization, chronic obstructive pulmonary disease is the third leading cause of death in 2020, accounting for approximately 6% of all deaths.

Aim

Aim. We studied how matrix metalloproteinases affect the likelihood and severity of chronic obstructive pulmonary disease.

Methods

Methods. The study included 60 patients aged 40 to 85 years with chronic obstructive pulmonary disease (7 women and 53 men). The average age of the patients was 63.2 ± 8.3 years. The smoker index ranged from 10 to 118 pack/years. We divided all examined patients into two groups by the severity of the disease, by age, by the duration of the disease, and by the clinical forms.

Results

Results. Among the 60 examined patients, we did not identify a single patient with polymorphic variant C536T of TIMP-1 gene. All patients were homozygous and had the CC genotype. We found that only C-1562T polymorphism of MMP-9 gene is associated with severe COPD (p = 0.014), out of all studied variants of MMP-1, MMP-9, and MMP-12 genes. We did not find a reliable relationship between polymorphic variant C-1562T of MMP-9 gene and emphysematous changes in the lungs. We did not find a significant effect of polymorphic variants of MMP-1 and MMP-12 genes on the severity of COPD and the nature of structural changes in the lung tissue. As a result, we can assume that future studies should focus more on the relationship between the dominant pathogen and the level of matrix metalloproteinases. Understanding this relationship will allow us to influence the course and prognosis at an earlier stage of the disease. Our data on the leading role of polymorphism of MMP-1, MMP-9, and MMP-12 genes and other candidate genes are also confirmed by other recently published scientific papers.

Conclusion

Conclusion. This study established the presence of genetic markers for a poor prognosis of COPD. Smokers and people subject to occupational hazards are most susceptible to these factors.

хроническая обструктивная болезнь легкихматриксные металлопротеиназыchronic obstructive pulmonary diseasematrix metalloproteinasesФинансовая поддержка отсутствовала (собственные ресурсы)There was no financial support for the studyReferencesAndré S., Conde B., Fragoso E. et al. DPOC and cardiovascular disease. Pulmonology. 2019; 25 (3): 168–176. DOI: 10.1016/j.pulmoe.2018.09.006.André S., Conde B., Fragoso E. et al. DPOC and cardiovascular disease. Pulmonology. 2019; 25 (3): 168–176. DOI: 10.1016/j.pulmoe.2018.09.006.Faner R., Rojas M., Macnee W., Agustí A. Abnormal lung aging in chronic obstructive pulmonary disease and idiopathic pulmonary fibrosis. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2012; 186 (4): 306–313. DOI: 10.1164/rccm.201202-0282PP.Faner R., Rojas M., Macnee W., Agustí A. Abnormal lung aging in chronic obstructive pulmonary disease and idiopathic pulmonary fibrosis. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2012; 186 (4): 306–313. DOI: 10.1164/rccm.201202-0282PP.Ito K., Barnes P.J. COPD as a disease of accelerated lung aging. Chest. 2009; 135 (1): 173–180. DOI: 10.1378/chest.08-1419.Ito K., Barnes P.J. COPD as a disease of accelerated lung aging. Chest. 2009; 135 (1): 173–180. DOI: 10.1378/chest.08-1419.Wang Y., Xu J., Meng Y. et al. Role of inflammatory cells in airway remodeling in COPD. Int. J. Chron. Obstruct. Pulmon. Dis. 2018; 13: 3341–3348. DOI: 10.2147/COPD.S176122.Wang Y., Xu J., Meng Y. et al. Role of inflammatory cells in airway remodeling in COPD. Int. J. Chron. Obstruct. Pulmon. Dis. 2018; 13: 3341–3348. DOI: 10.2147/COPD.S176122.McGuinness A.J.A.; Sapey E. Oxidative stress in COPD: sources, markers, and potential mechanisms. J. Clin. Med. 2017; 6 (2): 21. DOI: 10.3390/jcm6020021.McGuinness A.J.A.; Sapey E. Oxidative stress in COPD: sources, markers, and potential mechanisms. J. Clin. Med. 2017; 6 (2): 21. DOI: 10.3390/jcm6020021.Morris A., Kinnear G., Wan W. Y. et al. Comparison of cigarette smokeinduced acute inflammation in multiple strains of mice and the effect of a matrix metalloproteinase inhibitor on these responses. J. Pharmacol. Exp. Ther. 2008; 327 (3): 851–862. DOI: 10.1124/jpet.108.140848.Morris A., Kinnear G., Wan W. Y. et al. Comparison of cigarette smokeinduced acute inflammation in multiple strains of mice and the effect of a matrix metalloproteinase inhibitor on these responses. J. Pharmacol. Exp. Ther. 2008; 327 (3): 851–862. DOI: 10.1124/jpet.108.140848.Duque G.A., Descoteaux A. Macrophage cytokines: involvement immunity and infectious diseases. Front. Immunol. 2014; 5: 491. DOI: 10.3389/fimmu.2014.00491.Duque G.A., Descoteaux A. Macrophage cytokines: involvement immunity and infectious diseases. Front. Immunol. 2014; 5: 491. DOI: 10.3389/fimmu.2014.00491.Zhou H., Wu Y., Jin Y. et al. Genetic polymorphism of matrix metalloproteinase family and chronic obstructive pulmonary disease susceptibility: a meta-analysis. Sci. Rep. 2013; 3: 2818. DOI: 10.1038/srep02818.Zhou H., Wu Y., Jin Y. et al. Genetic polymorphism of matrix metalloproteinase family and chronic obstructive pulmonary disease susceptibility: a meta-analysis. Sci. Rep. 2013; 3: 2818. DOI: 10.1038/srep02818.Шадрина А.С., Плиева Я.З., Кушлинский Д.Н. и др. Классификация, регуляция активности, генетический полиморфизм матриксных металлопротеиназ в норме и при патологии. Альманах клинической медицины. 2017; 45 (4): 266–279. DOI: 10.18786/2072-0505-2017-45-4-266-279.Shadrina A.S., Plieva Ya.Z., Kushlinskiy D.N. et al. [Classification, regulation of activity, and genetic polymorphism of matrix metalloproteinases in health and disease]. Al’manakh klinicheskoy meditsiny. 2017; 45 (4): 266–279. DOI: 10.18786/2072-0505-2017-45-4-266-279 (in Russian).Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease. Global Strategy for the Diagnosis, Menagement, and Prevention of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. 2018 Report. Available at: https://goldcopd.org/wp-content/uploads/2017/11/GOLD-2018-v6.0-FINALrevised-20-Nov_WMS.pdfGlobal Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease. Global Strategy for the Diagnosis, Menagement, and Prevention of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. 2018 Report. Available at: https://goldcopd.org/wp-content/uploads/2017/11/GOLD-2018-v6.0-FINALrevised-20-Nov_WMS.pdfHikichi М., Mizumura К., Maruoka S. , Gon Y. Pathogenesis of chronic obstructive pulmonary disease (COPD) induced by cigarette smoke. J. Thorac. Dis. 2019; 11 (Suppl. 17): S2129–2140. DOI: 10.21037/jtd.2019.10.43.Hikichi М., Mizumura К., Maruoka S. , Gon Y. Pathogenesis of chronic obstructive pulmonary disease (COPD) induced by cigarette smoke. J. Thorac. Dis. 2019; 11 (Suppl. 17): S2129–2140. DOI: 10.21037/jtd.2019.10.43.Gharib S.A., Manicone A.M., Parks W.C. Matrix metalloproteinases in emphysema. Matrix Biol. 2018; 73: 34–51. DOI: 10.1016/j.matbio.2018.01.018.Gharib S.A., Manicone A.M., Parks W.C. Matrix metalloproteinases in emphysema. Matrix Biol. 2018; 73: 34–51. DOI: 10.1016/j.matbio.2018.01.018.Гноевых В.В., Генинг Т.П., Портнова Ю.А. и др. Матриксные металлопротеиназы и клинико-функциональный статус курильщиков с персистирующей бронхиальной астмой. Терапевтический архив. 2014; 86 (8): 29–34. Доступно на: https://www.mediasphera.ru/issues/terapevticheskij-arkhiv/2014/8/downloads/ru/030040-3660201485Gnoevykh V.V., Gening T.P., Portnova Yu.A. et al. [Matrix metalloproteinases and clinical and functional status in smokers with persistent asthma]. Terapevticheskiy arkhiv. 2014; 86 (8): 29–34. Available at: https://www.mediasphera.ru/issues/terapevticheskij-arkhiv/2014/8/downloads/ru/030040-3660201485 (in Russian).Li Y., Lu Y., Zhao Z. et al. Relationships of MMP-9 and TIMP-1 proteins with chronic obstructive pulmonary disease risk: a system atic review and meta-analysis. J. Res. Med. Sci. 2016; 21: 12. DOI: 10.4103/1735-1995.178737.Li Y., Lu Y., Zhao Z. et al. Relationships of MMP-9 and TIMP-1 proteins with chronic obstructive pulmonary disease risk: a systematic review and meta-analysis. J. Res. Med. Sci. 2016; 21: 12. DOI: 10.4103/1735-1995.178737.Григоркевич О.С., Мокров Г.В., Косова Л.Ю. Матриксные металлопротеиназы и их ингибиторы. Фармакокинетика и фармакодинамика. 2019; (2): 3–16. Доступно на: https://www.pharmacokinetica.ru/jour/article/view/87/87Grigorkevich O.S., Mokrov G.V., Kosova L.Yu. [Matrix metalloproteinases and their inhibitors]. Farmakokinetika i farmakodinamika. 2019; (2): 3–16. Available at: https://www.pharmacokinetica.ru/jour/article/view/87/87 (in Russian).Михеев А.В., Баскевич М.А. Роль матриксных металлопротеиназ в развитии заболеваний легких. Наука молодых (Eruditio Juvenium). 2015; (1): 106–115. Доступно на: http://naukamolod.rzgmu.ru/uploads/art/art133_3f2853.pdfMikheev A.V., Baskevich M.A. [The role of matrix metalloproteinases in pulmonary diseases development]. Nauka molodykh (Eruditio Juvenium). 2015; (1): 106–115. Available at: http://naukamolod.rzgmu.ru/uploads/art/art133_3f2853.pdf (in Russian).Zhao R., Zhou H., Zhu J. MMP-9-C1562T polymorphism and susceptibility to chronic obstructive pulmonary disease: a meta-analysis. Medicine (Baltimore). 2020; 99 (31): e21479. DOI: 10.1097/MD.0000000000021479.Zhao R., Zhou H., Zhu J. MMP-9-C1562T polymorphism and susceptibility to chronic obstructive pulmonary disease: a metaanaly sis. Medicine (Baltimore). 2020; 99 (31): e21479. DOI: 10.1097/MD.0000000000021479.Маркелова Е.В., Здор В.В., Романчук А.Л., Бирко О.Н. Матриксные металлопротеиназы их взаимосвязь с системой цитокинов, диагностический и прогностический потенциал. Иммунопатология, аллергология, инфектология. 2016; (2): 11–22. DOI: 10.14427/jipai.2016.2.11.Markelova E.V., Zdor V.V., Romanchuk A.L., Birko O.N. [Matrix metalloproteinases: relationship with cytokines system, diagnostic and prognostic potential]. Immunopatologiya, allergologiya, infektologiya. 2016; (2): 11–22. DOI: 10.14427/jipai.2016.2.11 (in Russian).Stankovic M., Nikolic A., Nagorni-Obradovic L. et al. Gene– gene interactions between glutathione S-transferase M1 and matrix metalloproteinases 1, 9, and 12 in chronic obstructive pulmonary disease in Serbians. COPD. 2017; 14 (6): 581–589. DOI: 10.1080/15412555.2017.1369022.Stankovic M., Nikolic A., Nagorni-Obradovic L. et al. Gene– gene interactions between glutathione S-transferase M1 and matrix metalloproteinases 1, 9, and 12 in chronic obstructive pulmonary disease in Serbians. COPD. 2017; 14 (6): 581–589. DOI: 10.1080/15412555.2017.1369022.Taylor S.L., Rogers G.B., Chen A.C. et al. Matrix metalloproteinases vary with airway microbiota composition and lung function in non-cystic fibrosis bronchiectasis. Ann. Am. Thorac. Soc. 2015; 12 (5): 701–707. DOI: 10.1513/AnnalsATS.201411-513OC.Taylor S.L., Rogers G.B., Chen A.C. et al. Matrix metalloproteinases vary with airway microbiota composition and lung function in non-cystic fibrosis bronchiectasis. Ann. Am. Thorac. Soc. 2015; 12 (5): 701–707. DOI: 10.1513/AnnalsATS.201411-513OC.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.