Хронічне обструктивне захворювання легень (ХОЗЛ) є гетерогенним захворюванням дихальної системи, яке характеризується стійкими респіраторними симптомами та прогресуючим обмеженням повітряного потоку, що виникає внаслідок структурних змін дихальних шляхів і альвеолярної тканини. Найчастіше клінічними проявами ХОЗЛ є хронічний кашель із виділенням мокротиння та задишка, які прогресують [1,2].
Відповідно до моделювального дослідження S. Momtazmanesh та ін. було встановлено, що захворюваність на ХОЗЛ сягне близько 600 мільйонів осіб до 2050 року, що на 23% більше, ніж у 2020 році [2]. Згідно з прогнозами частота випадків серед жінок і чоловіків збільшиться на 47,1% і 9,4% відповідно [2].
У патогенезі ХОЗЛ імунна система відіграє важливу роль, оскільки залучені, як і компоненти вродженого, так і адаптивного імунітету. Під час надходження до дихальних шляхів різних респіраторних подразників (тютюновий дим, забруднене повітря) клітини вродженого захисту (макрофаги, нейтрофіли, дендритні клітини та природні кілери) розпізнають патоген та елімінують його шляхом фагоцитозу, запускаючи запальну реакцію. Також вони активують медіатори запалення - фактор некрозу пухлини-α та інтерлейкіни (IL-1β, IL-6, IL-8) [3]. Однак при ХОЗЛ імунна реакція надмірна, імунні клітини гіперактивовані. Саме нейтрофіли виділяють протеолітичні ферменти, зокрема еластазу та інші протеази, що руйнують компоненти позаклітинного матриксу та сприяють ушкодженню стінок дихальних шляхів. До того ж, продукуються реактивні форми кисню (ROS), що посилюють оксидативний стрес. Оксидативний стрес стимулює утворення вільних радикалів, що пошкоджують легеневу тканину й додатково гіперактивують імунні клітини, що сприяє розвитку та підтримці хронічного запального процесу в легенях [1,3].
Адаптивну імунну відповідь можна умовно розділити на два типи: клітинну відповідь, яка опосередковується Т-клітинами, та гуморальну, опосередковану В-клітинами [4].
У людей, які страждають на ХОЗЛ, CD8+Т-клітини та CD4+Т-клітини накопичуються в тканинах легень, що сприяє запаленню дихальних шляхів. При ХОЗЛ спостерігається зниження співвідношення CD4+/CD8+, що корелює з тяжкістю обструкції (зниженням об’єму форсованого видиху за 1 секунду)[1]. CD8+ Т-клітини завдають пряме пошкодження тканинам шляхом атак на епітеліальні клітини легень, а CD4+ Т-клітини регулюють запалення шляхом вивільнення цитокінів [1]. Хелперні Т-клітини можуть диференціюватися в різні субпопуляції, такі як Th1, Th2, Th17 та Treg-клітини. При ХОЗЛ спостерігається підвищення активності клітин Th1 та Th17, що призводить до продукування інтерферону-гамма (IFN-γ), що стимулює запальні реакції та пошкодження клітин. Крім того, IL-17, що продукується клітинами Th17, може призвести до запалення, стимулюючи продукцію гранулоцитарно-макрофагального колонієстимулюючого фактора (GM-CSF) та міжклітинні молекули адгезії-1 (CAM-1) [1,5]. CD8+ клітини, виділені у пацієнтів з ХОЗЛ, також характеризуються підвищеною експресією гранзимів та перфорину, які сприяють цільовому апоптозу клітин. Крім того, CD8+ клітини демонструють підвищену експресію рецепторів загибелі клітинної поверхні (FAS), що може призвести до посилення індукції апоптозу в сусідніх клітинах. Цей стан не допускає належної регенерації клітин та сприяє запаленню [4,5].
Клінічне дослідження 2025 року показало, що порівняно з безсимптомними курцями з нормальною функцією легень, курці з ХОЗЛ мали підвищену кількість CD8 + Т-лімфоцитів та площу гладких м'язів у тканинах легень, тоді як кількість нейтрофілів, макрофагів та CD4 + Т-лімфоцитів була подібною в обох групах [4].
При ХОЗЛ зростає активність B-клітин, що призводить до збільшення вироблення антитіл. Також вони можуть вивільняти цитокіни та медіатори запалення, що ще більше сприяє розвитку запальної реакції [1]. В-клітини продукують аутоантитіла (зокрема проти еластину та епітеліальних антигенів), що підтримує хронічне запалення навіть після припинення впливу екзогенних факторів [4]. У сучасних дослідженнях акцентується увага на формуванні ектопічних лімфоїдних фолікулів у периферичних дихальних шляхах. Ці структури складаються переважно з B-лімфоцитів та слугують місцем локальної антигенспецифічної відповіді. Хемокін CXCL13 активно секретується B-лімфоцитами, виділеними з легень пацієнтів з ХОЗЛ, а також пацієнтів з астмою. CXCL13 відповідає за індукцію утворення лімфоїдних фолікулів у легенях, діючи через петлю позитивного зворотного зв'язку. Цей хемокін сприяє посиленню міграції B-клітин до легень та посилює експресію лімфотоксину. Лімфотоксин підтримує de novo утворення лімфоїдних фолікулів та додатково стимулює продукцію CXCL13 B-лімфоцитами [4,5].
З віком функція імунних клітин, таких як макрофаги, Т-клітини та В-клітини, поступово знижується у пацієнтів із ХОЗЛ. Т- та В-клітини пам'яті адаптивної імунної системи можуть бути уражені, тим самим знижуючи здатність розпізнавати та реагувати на повторні інфекції. Повільний запальний стан, викликаний імунним старінням, може загострити запалення дихальних шляхів, оксидативний стрес та ремоделювання дихальних шляхів [1].
Ch. Wei, Y. Zhu та ін. досліджували біоінформатику та машинне навчання на молекулярному рівні, щоб детельніше зрозуміти імунний механізм запального процесу при ХОЗЛ [6]. Вони об’єднали WGCNA (зважений аналіз мережі коекспресії генів), який ідентифікує модулі генів або мережі, де гени мають подібні патерни експресії , регресію Лассо (для того, щоб відібрати найважливіші гени) та додали аналіз імунної інфільтрації. Завдяки цьому було визначено, які клітини присутні в інфільтраті тканин легень [6].
Дослідники аналізували епітелій дихальних шляхів у різних груп населення, а саме: курці з ХОЗЛ, здорові курці, нездорові курці. Було виявлено 495 генів, що беруть участь у таких процесах як: апоптоз, окислювальний стрес та запальний шлях. За допомогою регресії Лассо, відокремили гени TIMP1, CLEC5A та CXCL8, які продемонстрували високу чутливість і виявлялись потенційними генетичними маркерами при діагностиці та лікування ХОЗЛ [6].
На основі перерахованих вище генів було побудовано модель ризику для пацієнтів з ХОЗЛ. Аналіз показав, що ці гени мають взаємозв’язок з оксидативним стресом, міграцією імунних клітин, регуляцією запалення та ремоделюванням структури дихальних шляхів. Класифікація пацієнтів з ХОЗЛ дозволяє виділити два підтипи С1 та С2, які мають відмінності у синтезі прозапальних генів та шляху активації сигнальних шляхів. Перший підтип характеризується менш вираженим запальним перебігом, на відміну від другого підтипу, який матиме важчі прояви, через активацію IL-13 та IL-18 [6]. Таким чином, генетичний аналіз хворих на ХОЗЛ відкриває перспективні напрямки для подальших досліджень і розробки нових діагностично-лікувальних алгоритмів.
Отже, у патогенезі ХОЗЛ важливу роль відіграє надмірна активація як набутого (Т- і В-лімфоцити), так і вродженого імунітету (нейтрофіли, макрофаги, дендритні клітини та природні кілери), що сприяє руйнуванню структури дихальних шляхів, появи хронічного запалення та утворення лімфоїдних фолікулів. Окрім того, виявлено, що гени TIMP1, CLEC5A та CXCL8 можуть бути генетичними маркерами для прогнозування перебігу ХОЗЛ і визначати тактику лікування. Це дозволить у майбутньому використовувати персоналізовані терапевтичні методи, знизити частоту загострень і рівень смертності.
Список літератури:
1. Inflammatory and immune mechanisms in COPD: current status and therapeutic prospects // Journal of Inflammation Research. 2024. Vol. 17. P. 6603–6618. DOI: 10.2147/JIR.S478568.
2. Momtazmanesh S., Moghaddam S. S., Ghamari S.-H., Rad E. M., Rezaei N., Shobeiri P. Global burden of chronic respiratory diseases and risk factors, 1990–2019: an update from the global burden of disease study 2019 // eClinicalMedicine. 2023. Vol. 59. P. 101936.
3. Prasad S., Shetty B., Chaya S. K., Kumar V. S., Mahendra M., Jayaraj B. S., Lokesh K. S. et al. Inflammatory biomarkers interleukin 1 beta (IL-1β) and tumour necrosis factor alpha (TNF-α) are differentially elevated in tobacco smoke-associated COPD and biomass smoke-associated COPD // Toxics. 2021. Vol. 9, No. 4. P. 72. DOI: 10.3390/toxics9040072.
4. Inherent immunity and adaptive immunity: Mechanism and role in AECOPD. L. Wu, E. Zhang, Y. Tu [et al.]. Innate Immun. 2025. Vol. 31. Art. 17534259251322612. doi: 10.1177/17534259251322612.
5. Immunological Insights and Therapeutic Advances in COPD: Exploring Oral Bacterial Vaccines for Immune Modulation and Clinical Improvement. S. Lewicki, B. J. Bałan, M. Stelmasiak [et al.]. Vaccines. 2025. Vol. 13. Art. 107.
6. Wei C., Zhu Y., Chen C., Li F., Zheng L. Analysis of immune characteristics and inflammatory mechanisms in COPD patients: a multi-layered study combining bulk and single-cell transcriptome analysis and machine learning // Frontiers in Medicine. 2025. Vol. 12. Article 1592802. DOI: 10.3389/fmed.2025.1592802.
|
Голосування 
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter