Состояние системы матриксных металлопротеиназ у пациентов с внебольничной пневмонией

Внебольничная пневмония (ВП) остается одной из ведущих причин инфекционной заболеваемости, госпитализаций и смертности во всем мире, являясь значимым клинико-экономическим бременем для здравоохранения [1][2][3]. Несмотря на развитие диагностики и терапии, тяжелые формы ВП сохраняют высокий риск неблагоприятных исходов и нуждаются в своевременной стратификации пациентов по степени риска [4].

Ключевое значение в патогенезе тяжелой ВП имеет усиление воспалительной реакции и повреждение альвеолярно-капиллярного барьера, что ведет к нарушению газообмена и может приводить к развитию острого респираторного дистресс-синдрома и полиорганной дисфункции [5][6][7]. В этих условиях актуален поиск биомаркеров, отражающих не только выраженность системного воспаления, но и степень тканевого повреждения, что важно для прогноза и мониторинга течения заболевания [8][9].

Одним из перспективных приемов такой оценки является система матриксных металлопротеиназ (ММР). ММР представляют собой цинк-зависимые эндопептидазы, регулирующие деградацию компонентов внеклеточного матрикса, миграцию клеток воспаления и процессы репарации [10]. При инфекционном поражении легких ММР могут играть двойственную роль: с одной стороны, участвовать в санации очага воспаления и восстановлении ткани, с другой – при их избыточной активности, усиливать повреждение барьерных структур и утяжелять течение заболевания [11]. Среди ферментов, потенциально значимых для воспалительного повреждения легочной ткани, рассматриваются желатиназы (в т. ч. ММР-9), способные участвовать в нарушении целостности базальных мембран [12][13]. Физиологическая активность ММР контролируется тканевыми ингибиторами металлопротеиназ (ТIМP), прежде всего ТIМP-1 и ТIМP-2, которые поддерживают протеазно-антипротеазное равновесие [14]. Смещение баланса в сторону протеолитической активности может отражать преобладание повреждающих механизмов над репаративными и быть связано с тяжестью течения и риском осложнений [11].

Таким образом, изучение состояния системы ММР у пациентов с тяжелым течением ВП позволяет не только углубить представления о механизмах воспалительного повреждения легочной ткани, но и сформировать прогностически значимые лабораторные критерии тяжести.

Целью настоящего исследования являлась оценка показателей системы металлопротеиназ у пациентов с тяжелым течением внебольничной пневмонии и анализ их потенциальной связи с клинической выраженностью заболевания.

Материалы и методы

Проведено открытое сравнительное исследование показателей ММР у пациентов с ВП с контрольной группой и проспективное исследование у пациентов с тяжелой ВП. Анализ выполнен на основании данных госпитализированных в отделение пульмонологии с палатой реанимации и интенсивной терапии ВКБ № 1 г. Владивостока пациентов с ВП и лабораторных результатов определения маркеров системы ММП в сыворотке крови данных пациентов. Оценивали показатели в динамике на 1, 3, 6, 9, 12‑е сутки наблюдения. Исследование проведено в соответствии с этическими принципами Хельсинкской декларации (ред. 2013). До включения в исследование у всех участников было получено добровольное письменное информированное согласие. Протокол исследования одобрен Междисциплинарным комитетом по этике ФГБОУ ВО ТГМУ Минздрава России (протокол № 4 от 23.12.2024 г.). В основную группу были включены 55 пациентов с тяжелой ВП. Тяжелое течение пневмонии определяли по наличию одного из признаков: пребывание в ОРИТ; наличие септического состояния; наличие дыхательной недостаточности; потребность в искусственной вентиляции легких. Группу контроля составили 10 практически здоровых добровольцев, у которых забор крови выполняли однократно. Количественное определение MMP‑2, MMP‑7, а также комплексов MMP‑9/TIMP-1 и MMP‑9/TIMP-2 проводили методом иммуноферментного анализа (ИФА).

Биомаркеры (MMP‑2, MMP‑7, комплексы MMP‑9/TIMP-1 и MMP‑9/TIMP-2) определяли в динамике по мере доступности биологического материала и данных, число наблюдений (n) для каждого показателя и каждой точки времени приведено в таблицах.

Статистический анализ проводили в пакете SPSS 25.0. Количественные показатели описывали как Me [ Q1; Q3]. Сравнение показателей между группами выполняли с использованием критериев Манна – Уитни и Вилкоксона. Уровень статистической значимости принимали равным p < 0,05.

Результаты исследования

Поступление в ОРИТ отмечено у 8 (14,5%) пациентов. КТ/МСКТ выполнена у 53 (96,4%) пациентов; среди обследованных двустороннее воспаление 23 (41,8%), полисегментарное 21 (38,2%), выпот 20 (36,4%). В соответствии с критериями тяжести к группе тяжелой ВП отнесены 55 (100%) пациентов. Медианный возраст пациентов группы с тяжелым течением ВП составил 46 [ 37; 61] лет, в контрольной группе – 31 [ 25; 32] год. Летальный исход зарегистрирован у 6 из 55 пациентов с пневмонией (10,9%). В ряде случаев смерть наступала в ранние сроки (вплоть до первых часов госпитализации), что частично объясняет неполноту динамических измерений биомаркеров.

Лабораторный профиль оказался неоднородным и маркер-специфичным. В 1‑е сутки наблюдения уровень MMP‑7 у пациентов с тяжелой ВП был статистически значимо выше, чем в контрольной группе (2,20 [ 1,45; 3,77] против 0,81 [ 0,50; 1,02] нг/мл, p = 0,0006). Уровень MMP‑2 был также выше у пациентов с ВП, чем в контроле (155,00 [ 132,36; 196,36] против 133,78 [ 127,88; 142,60] нг/мл, p = 0,050). По уровню комплексов MMP‑9/TIMP-1 и MMP‑9/TIMP-2 статистически значимых различий с контрольной группой не выявлено. В последующие сроки наблюдения медианные значения MMP‑2 и комплексов MMP‑9/TIMP не демонстрировали выраженной однонаправленной динамики, уровень MMP‑7 снижался к 3-м суткам с последующими колебаниями значений (табл.).

Статистически значимые сдвиги в динамике были выявлены для MMP‑7 и комплекса MMP‑9/TIMP-1. MMP‑7 существенно снижался к 3-м суткам наблюдения (р = 0,028), увеличиваясь к 6-м суткам (p < 0,05) и продолжая быть высоким вплоть до 12 суток. Для комплекса MMP‑9/TIMP-1 изменения проявлялись преимущественно на позднем этапе наблюдения: наиболее выраженными были различия между 9-ми и 12-ми сутками (р = 0,048).

Обсуждение

В настоящем исследовании у пациентов с тяжелым течением ВП в 1‑е сутки наблюдения выявлено статистически значимое повышение уровня MMP‑7 и MMP‑2 по сравнению с группой контроля, тогда как различий в содержании комплексов MMP‑9/TIMP-1 не зафиксировано, в то же время содержание комплексов MMP‑9/TIMP-2 у пациентов с ВП имело тенденцию к снижению. В динамике медианные значения MMP‑2 и комплексов MMP‑9/TIMP не демонстрировали выраженной однонаправленной тенденции, тогда как MMP‑7 снижался к 3-м суткам с последующим нарастанием в 1,5 раза к 12-м суткам. Полученный профиль указывает на возможное преобладание ранних деструктивных процессов, связанных с протеаз-зависимой перестройкой тканей легких и барьерной дисфункцией, при сравнительно стабильном уровне отдельных компонентов протеазно-антипротеазного контроля.

С патофизиологической точки зрения ММР рассматриваются как важные регуляторы воспаления и ремоделирования внеклеточного матрикса в легких. Повышение MMP‑7 и MMP‑2 уже в ранние сроки заболевания может отражать активное вовлечение механизмов тканевого ремоделирования и эпителиального ответа в условиях тяжелой ВП. В литературе, посвященной протеазам и антипротеазам при заболеваниях легких, подчеркивается, что смещение протеазного баланса может определять как выраженность повреждения, так и особенности последующего восстановления ткани [12][13].

В данной работе оценивались комплексы MMP‑9/TIMP, которые отражают связанную фракцию фермента, и это могло снизить вероятность выявления межгрупповых различий, если основная вариабельность реализуется через свободную форму MMP‑9 или через локальные процессы [14]. В то же время нами было выявлено снижение количества комплексов MMP‑9/TIMP2, что отражает нарушение процессов, регулирующих деградацию внеклеточного матрикса и усиление его повреждения.

Наблюдаемое снижение MMP‑7 к 3-м суткам с последующим его увеличением может соответствовать смене фаз воспалительного процесса от ранней активации и повреждения барьерных структур к этапам частичного разрешения воспаления и репарации, которые при тяжелой ВП могут быть неоднородными во времени и зависеть от осложнений и проводимой терапии. Современные представления о тяжелой ВП и остром повреждении легких подчеркивают гетерогенность патобиологических траекторий даже при сходной изначальной тяжелой клинической картине, что затрудняет выявление «линейной» динамики отдельных биомаркеров [2][6][9]. В этом контексте вариабельность MMP‑7 на 6–12‑е сутки может отражать различия в темпах тканевого восстановления и выраженности остаточного воспаления.

В исследуемой выборке утяжеление пневмонии сопровождалось более выраженной активацией протеолитического/ремоделирующего звена: уже в 1‑е сутки у пациентов с тяжелой ВП уровень MMP‑7 был примерно в 2,7 раза выше, чем в контроле, и оставался повышенным весь последующий период наблюдения. Одновременно медиана комплекса MMP‑9/TIMP-1 увеличивалась в ходе наблюдения, а комплекс MMP‑9/TIMP-2 в 1‑е сутки и в динамике был ниже контроля (p < 0,05). В совокупности это поддерживает гипотезу, что утяжеление клинического течения связано с дисбалансом «протеаза/антипротеаза» и более выраженным повреждением легочной ткани.

Таким образом, MMP‑7 потенциально может рассматриваться как ранний маркер тяжелого течения ВП. Однако для клинической интерпретации необходима оценка на расширенной выборке и сопоставление с признанными инструментами оценки тяжести (CURB-65, PSI и др.) и исходами (ОРИТ, длительность госпитализации, осложнения) [5][6], а также необходимость комплексной стратификации риска и динамического наблюдения.

Исследование было выполнено в формате открытого клинического наблюдения, а контрольная группа была малочисленной, что ограничивает сопоставимость результатов и точность оценки межгрупповых различий и не позволяет полностью исключить влияние смешивающих факторов. В рамках настоящего анализа не проводилась корректировка с потенциальными конфаундерами (возраст, сопутствующие заболевания, объем и тип антибактериальной и респираторной терапии, сроки начала лечения), которые могли влиять как на уровни биомаркеров, так и на исходы. Указанные ограничения следует учитывать при интерпретации результатов; требуется подтверждение полученных закономерностей в более крупных исследованиях с унифицированным сбором клинических параметров и биоматериала. Кроме того, небольшое число летальных исходов ограничивало потенциальную статистическую значимость анализа ассоциаций биомаркеров с летальностью.

В перспективе планируется расширить выборку и стандартизировать точки отбора; дополнить панель показателей оценкой свободных форм MMP‑9 и TIMP и расчетом соотношений протеазно-антипротеазного баланса; проанализировать связь MMP‑7 с клиническими шкалами тяжести и исходов; рассмотреть многофакторные модели, объединяющие клинические параметры и биомаркеры, что соответствует современному подходу к стратификации риска при тяжелой ВП [8][9].

Заключение

Динамическое наблюдение показало отсутствие выраженной однонаправленной траектории для MMP‑2 и комплексов MMP‑9/TIMP, тогда как уровень MMP‑7 снижался к 3-м суткам с последующим увеличением; такая динамика может соответствовать смене фаз воспалительного повреждения и репарации при гетерогенном течении тяжелой ВП.

В совокупности результаты указывают, что при тяжелой ВП сывороточный уровень MMP‑7 наиболее чувствительно отражает ранний компонент протеаз-зависимого ремоделирования и барьерной дисфункции и может быть перспективным ранним биомаркером тяжести.

Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Источник финансирования: авторы заявляют о финансировании проведенного исследования из собственных средств.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования – МЕВ, КПА, КАВ

Сбор и обработка материала – КПА, БЕВ, ХЯА

Статистическая обработка – БЕВ, ХЯА

Написание текста – КПА, КАВ, МЕВ

Редактирование – МЕВ, АВК