Клинико-диагностическое значение YKL-40 и NGAL у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких

Хроническую обструктивную болезнь легких (ХОБЛ) относят к числу наиболее распространенных заболеваний бронхолегочной системы. Одним из важных патогенетических механизмов ХОБЛ признано хроническое воспаление, приводящее к необратимому и прогрессирующему ограничению воздушного потока. Определение новых маркеров воспаления для ранней диагностики, оптимизации и мониторинга терапии является перспективным направлением современных исследований. Цель – оценить уровни YKL-40 и NGAL в сыворотке крови и индуцированной мокроте и определить их значимость в качестве маркеров воспаления у пациентов с ХОБЛ. В исследование включили 50 больных ХОБЛ, группу сравнения составили 60 больных БА. Контрольную группу составили 30 добровольцев, сопоставимых по возрасту и полу, без аллергических и бронхообструктивных заболеваний в анамнезе. Оценивали клинико-анамнестические данные, показатели функции внешнего дыхания. Проводили забор индуцированной мокроты с последующей оценкой клеточного состава. Выполнили иммунофенотипирование лимфоцитов методом проточной цитометрии. Определение концентрации YKL-40 и NGAL в сыворотке крови осуществляли с помощью иммуноферментной тест-системы (R&D Systems). Полученные данные обрабатывали с помощью программных систем STATISTICA 13 и SPSS Statistics 27. Установлено значимое увеличение абсолютного количества T-лимфоцитов у пациентов исследуемых групп по сравнению с группой контроля. В группе ХОБЛ зарегистрировано наибольшее количество T-цитотоксических лимфоцитов и NK-клеток. Анализ клеточного состава индуцированной мокроты у пациентов с ХОБЛ выявил преобладание нейтрофильного паттерна воспаления. Максимальный показатель концентрации YKL-40 в сыворотке крови зарегистрирован у пациентов с ХОБЛ, который значимо превышал показатель в группе больных БА (p = 0,001) и группе контроля (p < 0,001). Уровень NGAL в сыворотке крови пациентов с ХОБЛ значимо не отличался от показателя группы БА (p = 0,83) и значимо превышал показатель контрольной группы (p = 0,022). Уровень NGAL в индуцированной мокроте был значимо выше в группе ХОБЛ по сравнению с группой БА (p < 0,001). Корреляционный анализ подтвердил взаимосвязь уровней YKL-40 и NGAL в сыворотке крови с показателями нейтрофильного воспаления, индексом курящего человека, числом госпитализаций в связи с обострением ХОБЛ в течение календарного года. Установлено, что у пациентов с частыми обострениями ХОБЛ по сравнению с группой с редкими обострениями уровни YKL-40 и NGAL были значимо повышены. YKL-40 и NGAL – перспективные маркеры нейтрофильного воспаления дыхательных путей у пациентов с ХОБЛ. Полученные данные позволяют рассматривать YKL-40 и NGAL в качестве маркеров не-Т2-эндотипа ХОБЛ с нейтрофильным паттерном воспаления и высоким риском обострений.

1. Авдеев С.Н., Емельянов А.В., Айсанов З.Р., Синопальников А.И., Фомина Д.С., Ненашева Н.М., Лещенко И.В., Зайкова-Хелимская И.В., Визель А.А., Демко И.В., Шапорова Н.Л., Шульженко Л.В., Шабанов Е.А. Проблемы и возможности для повышения диагностики бронхиальной астмы и хронической обструктивной болезни легких в России: заключение совета экспертов // Терапевтический архив, 2022. Т. 94, № 4. С. 524-529.

2. Быстрицкая Е.В., Биличенко Т.Н. Заболеваемость, инвалидность и смертность от болезней органов дыхания в Российской Федерации (2015–2019) // Пульмонология, 2021. Т. 31, № 5. С. 551-561.

3. Трофимов В.И., Баранов Д.З. Клинические и функциональные особенности больных бронхиальной астмой, хронической обструктивной болезнью лёгких и сочетанием бронхиальной астмы и хронической обструктивной болезни лёгких // Нефрология, 2020. Т. 24, № 4. С. 80-86.

4. Abramson M.J., Schattner R.L., Sulaiman N.D., Del Colle E.A., Aroni R., Thien F. Accuracy of asthma and COPD diagnosis in Australian general practice: a mixed methods study. Prim. Care Respir. J., 2012, Vol. 21, no. 2, pp. 167-173.

5. Adeloye D., Chua S., Lee C., Basquill C., Papana A., Theodoratou E., Nair H., Gasevic D., Sridhar D., Campbell H., Chan K.Y., Sheikh A., Rudan I. Global and regional estimates of COPD prevalence: Systematic review and meta-analysis. J. Glob. Health, 2015, Vol. 5, no. 2, 020415. doi: 10.7189/jogh.05.020415.

6. Babu A., Narayanswamy H., Baburao A. Sputum neutrophil gelatinase-associated lipocalin as a biomarker in asthma-COPD Overlap. J. Assoc. Physicians India, 2023, Vol. 71, no. 9, pp. 34-38.

7. Catalán V., Gómez-Ambrosi J., Rodríguez A., Ramírez B., Rotellar F., Valentí V., Silva C., Gil M.J., Salvador J., Frühbeck G. Increased circulating and visceral adipose tissue expression levels of YKL-40 in obesity-associated type 2 diabetes are related to inflammation: impact of conventional weight loss and gastric bypass. J. Clin. Endocrinol. Metab., 2011, Vol. 96, no. 1, pp. 200-209.

8. Cockayne D.A., Cheng D.T., Waschki B., Sridhar S., Ravindran P., Hilton H., Kourteva G., Bitter H., Pillai S.G., Visvanathan S., Müller K.C., Holz O., Magnussen H., Watz H., Fine J.S. Systemic biomarkers of neutrophilic inflammation, tissue injury and repair in COPD patients with differing levels of disease severity. PLoS ONE, 2012, Vol. 7, no. 6, e38629. doi: 10.1186/1471-2466-14-68.

9. Furuhashi K., Suda T., Nakamura Y., Inui N., Hashimoto D., Miwa S., Hayakawa H., Kusagaya H., Nakano Y., Nakamura H., Chida K. Increased expression of YKL-40, a chitinase-like protein, in serum and lung of patients with idiopathic pulmonary fibrosis. Respir. Med., 2010, Vol. 104, no. 8, pp. 1204-1210.

10. Gao J., Iwamoto H., Koskela J., Alenius H., Hattori N., Kohno N., Laitinen T., Mazur W., Pulkkinen V. Characterization of sputum biomarkers for asthma-COPD overlap syndrome. Int. J. Chron. Obstruct. Pulm. Dis., 2016, Vol. 11, pp. 2457-2465.

11. GBD 2013 Mortality and Causes of Death Collaborators. Global, regional, and national age-sex specific allcause and cause-specific mortality for 240 causes of death, 1990–2013: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2013. Lancet, 2015, Vol. 385, no. 9963, pp. 117-171.

12. Gumus A., Kayhan S., Cinarka H., Kirbas A., Bulmus N., Yavuz A., Sahin U., Ozkaya S. High serum YKL-40 level in patients with COPD is related to hypoxemia and disease severity. Tohoku J. Exp. Med., 2013, Vol. 229, no. 2, pp. 163-170.

13. Hodge G., Jersmann H., Tran H.B., Asare P.F., Jayapal M., Reynolds P.N., Holmes M., Hodge S. COPD is associated with increased pro-inflammatory CD28null CD8 T and NKT-like cells in the small airways. Clin. Exp. Immunol., 2022, Vol. 207, no. 3, pp. 351-159.

14. James A.J., Reinius L.E., Verhoek M., Gomes A., Kupczyk M., Hammar U., Ono J., Ohta S., Izuhara K., Bel E., Kere J., Soderhall C., Dahlen B., Boot R.G., Dahlen S.-E. Increased YKL-40 and chitotriosidase in asthma and chronic obstructive pulmonary disease. Am. J. Respir. Crit. Care Med., 2016, Vol. 193, no. 2, pp. 131-142.

15. Lai T., Wu D., Chen M., Cao C., Jing Z., Huang L., Lv Y., Zhao X., Lv Q., Wang Y., Li D., Wu B., Shen H. YKL-40 expression in chronic obstructive pulmonary disease: relation to acute exacerbations and airway remodeling. Respir. Res., 2016, Vol. 17, no. 31, pp. 17-31.

16. Lopez A., Shibuya K., Rao C., Mathers C.D., Hansell A.L., Held L.S., Schmid V., Buist S. Obstructive pulmonary disease: current burden and future projections. Eur. Respir. J., 2006, Vol. 27, no. 2, pp. 397-412.

17. Pan R., Li Q., Zhu X., Zhou Y., Ding L., Cui Y. Diagnostic value of YKL-40 for patients with asthma: A metaanalysis. Allergy Asthma Proc., 2021, Vol. 42, no. 6, pp. e167-e173.

18. Przysucha N., Górska K., Krenke R. Chitinases and chitinase-like proteins in obstructive lung diseases – current concepts and potential applications. Int. J. Chron. Obstruct. Pulmon. Dis., 2020, Vol. 15, pp. 885-899.

19. Schoneveld L., Ladang A., Henket M., Frix A.N., Cavalier E., Guiot J. YKL-40 as a new promising prognostic marker of severity in COVID infection. Crit. Care, 2021, Vol. 25, no. 1, 66. doi: 10.1186/s13054-020-03383-7.

20. Tong X., Wang D., Liu S., Ma Y., Li Z., Tian P., Fan H. The YKL-40 protein is a potential biomarker for COPD: a meta-analysis and systematic review. Int. J. Chron. Obstruct. Pulmon. Dis., 2018, Vol. 13, pp. 409-418.

21. Villaseñor-Altamirano A.B., Jain D., Jeong Y., Menon J.A., Kamiya M., Haider H., Manandhar R., Amir Sheikh M.D., Athar H., Merriam L.T., Ryu M.H., Sasaki T., Castaldi P.J., Rao D., Sholl L.M., Vivero M., Hersh C.P., Zhou X., Veerkamp J., Yun J.H., Kim E.Y. Activation of CD8+ T Cells in Chronic Obstructive Pulmonary Disease Lung. Am. J. Respir. Crit. Care Med., 2023, Vol. 208, no. 11, pp. 1177-1195.

22. Wang J., Lv H., Luo Z., Mou S., Liu J., Liu C., Deng S., Jiang Y., Lin J., Wu C., Liu X., He J., Jiang D. Plasma YKL-40 and NGAL are useful in distinguishing ACO from asthma and COPD. Respir. Res., 2018, Vol. 19, no. 1, 47. doi: 10.1186/s12931-018-0755-6.

23. Wang Y., Jia M., Yan X., Cao L., Barnes P.J., Adcock I.M., Huang M., Yao X. Increased neutrophil gelatinaseassociated lipocalin (NGAL) promotes airway remodelling in chronic obstructive pulmonary disease. Clin. Sci., 2017, Vol. 131, no. 11, pp. 1147-1159.

24. World Health Organization. Projections of mortality and causes of death, 2015 and 2030. Available at: https://knowledge4policy.ec.europa.eu/visualisation/top-causes-death-global-projections-mortality-causesdeath-2015-2030_en.

25. Xiao R., Chen R. Neutrophil gelatinase-associated lipocalin as a potential novel biomarker for ventilatorassociated lung injury. Mol. Med. Rep., 2017, Vol. 15, no. 6, pp. 3535-3540.

26. Zheng J.L., Lu L., Hu J., Zhang R.Y., Zhang Q., Chen Q.J., Shen W.F. Increased serum YKL-40 and C-reactive protein levels are associated with angiographic lesion progression in patients with coronary artery disease. Atherosclerosis, 2010, Vol. 210, no. 2, pp. 590-595.