Ремоделирование дыхательных путей при бронхиальной астме: патогенетические аспекты и трудности диагностики
https://doi.org/10.30629/0023-2149-2026-104-4-256-263
Аннотация
Основной причиной тяжелого и плохо поддающегося коррекции течения бронхиальной астмы является ремоделирование дыхательных путей. Цель обзора: обобщить основные патогенетические механизмы ремоделирования дыхательных путей при бронхиальной астме и представить диагностические возможности различных методов. Результаты. Представлены основные закономерности развития и прогрессирования морфофункциональной перестройки дыхательных путей при бронхиальной астме. Показано участие иммунных клеток и роль ангиогенеза в ремоделировании дыхательных путей. Рассмотрены инструментальные и лабораторные методы диагностики. Диагностика ремоделирования дыхательных путей сталкивается с рядом трудностей. В настоящее время не существует доступных неинвазивных методов оценки ремоделирования дыхательных путей с высокой чувствительностью и специфичностью. Отсутствие информативных доступных биомаркеров ремоделирования дыхательных путей ограничивает клинические исследования этого процесса. Понимание патогенентических механизмов, своевременная диагностика и лечение ремоделирования дыхательных путей являются многообещающей стратегией предотвращения возникновения и прогрессирования астмы. Заключение. Описанные и систематизированные в обзоре патогенетические механизмы и современные методы диагностики ремоделирования дыхательных путей при бронхиальной астме призваны помочь в поиске новых терапевтических мишеней для прогнозирования и лечения заболевания.
Об авторах
Е. Е. МинееваРоссия
Минеева Елена Евгеньевна – канд. мед. наук, научный сотрудник лаборатории восстановительного лечения
Владивосток
М. В. Антонюк
Россия
Антонюк Марина Владимировна – д-р мед. наук, профессор, заведующая лабораторией восстановительного лечения
Владивосток
Т. А. Гвозденко
Россия
Гвозденко Татьяна Александровна – д-р мед. наук, профессор РАН, главный научный сотрудник лаборатории восстановительного лечения
Владивосток
Список литературы
1. Быстрицкая Е.В., Биличенко Т.Н. Заболеваемость, инвалидность и смертность от болезней органов дыхания в Российской Федерации (2015–2019). Пульмонология. 2021;31(5):551–61.
2. Авдеев С.Н., Ненашева Н.М., Жуденков К.В., Петраковская В.А., Изюмова Г.В. Распространенность, заболеваемость, фенотипы и другие характеристики тяжелой бронхиальной астмы в Российской Федерации. Пульмонология. 2018;28(3):341–58.
3. Boulet L.P. Airway remodeling in asthma: update on mechanisms and therapeutic approaches. Curr. Opin. Pulm. Med. 2018;24(1):56–62. DOI: 10.1097/MCP.0000000000000441
4. Fehrenbach H., Wagner C., Wegmann M. Airway remodeling in asthma: what really matters. Cell and Tissue Research. 2017;367:551–569 DOI: 10.1007/s00441-016-2566-8
5. Потапова Н.Л., Гаймоленко И.Н. Биомаркеры ремоделирования дыхательных путей при бронхиальной астме. Доктор.ру. 2020;19(11):27–31.
6. Savin I.A., Zenkova M.A., Sen’kova A.V. Bronchial Asthma, Airway Remodeling and Lung Fibrosis as Successive Steps of One Process. Int. J. Mol. Sci. 2023;24(22):16042. DOI: 10.3390/ijms242216042.
7. Wieczfinska J., Pawliczak R. Anti-fibrotic effect of ciglitazone in HRV-induced airway remodelling cell model. J. Cell. Mol. Med. 2023;27:1867–1879.
8. Rimkunas A., Januskevicius A., Vasyle E., Palacionyte J., Janulaityte I., Miliauskas S., Malakauskas K. Blood inflammatory-like and lung resident-like eosinophils affect migration of airway smooth muscle cells and their ECM-related proliferation in asthma. Int. J. Mol. Sci. 2023;24:3469.
9. Abohalaka R. Bronchial Epithelial and Airway Smooth Muscle Cell Interactions in Health and Disease. Heliyon. 2023;9:e19976
10. Paw M., Wnuk D., Madeja Z., Michalik M. PPARδ Agonist GW501516 suppresses the TGF-β-induced profibrotic response of human bronchial fibroblasts from asthmatic patients. Int. J. Mol. Sci. 2023;24:7721.
11. Крапошина А.Ю., Собко Е.А., Демко И.В., Кацер А.Б., Казмерчук О.В., Абрамов Ю.И. Современные представления о бронхиальной астме с фиксированной обструкцией. Терапевтический архив. 2021;93(3):337–342.
12. Haddad A., Gaudet M., Plesa M. et al. Neutrophils from severe asthmatic patients induce epithelial to mesenchymal transition in healthy bronchial epithelial cells. Respir. Res. 2019;20(1):234. DOI: 10.1186/s12931-019-1186-8
13. Кароли Н.А., Сажнова С.И. Бронхиальная астма с фиксированной обструкцией дыхательных путей: проблема и способы ее решения. Терапия. 2024;9:118–129.
14. Hough K.P., Curtiss M.L., Blain T.J., Liu R.-M., Trevor J., Deshane J.S., Thannickal V.J. Airway Remodeling in Asthma. Front. Med. 2020;7:191. doi: 10.3389/fmed.2020.00191
15. Tatler A.L. Asthmatic airway remodeling: long overlooked but too important to ignore. Ann. Transl. Med. 2023;11(2):29. DOI: 10.21037/atm-22-5733
16. Tai A., Tran H., Roberts M., Clarke N., Wilson J., Robertson C.F. The association between childhood asthma and adult chronic obstructive pulmonary disease. Thorax. 2014;69(9):805–810. DOI: 10.1136/thoraxjnl-2013-204815
17. Joubert P., Hamid Q. Role of airway smooth muscle in airway remodeling. J. Allergy Clin. Immunol. 2005;116(3):713–6. DOI: 10.1016/j.jaci.2005.05.042
18. Wilson S.J., Rigden H.M., Ward J.A., Laviolette M., Jarjour NN., Djukanović R. The relationship between eosinophilia and airway remodelling in mild asthma. Clin. Exp. Allergy. 2013;43(12):1342–50. DOI: 10.1111/cea.12156
19. Bourdin A., Neveu D., Vachier I., Paganin F., Godard P., Chanez P. Specificity of basement membrane thickening in severe asthma. J. Allergy Clin. Immunol. 2007;119(6):1367–74. DOI: 10.1016/j.jaci.2007.01.055
20. Saglani S., Payne DN., Zhu J., Wang Z., Nicholson AG., Bush A., Jeffery PK. Early detection of airway wall remodeling and eosinophilic inflammation in preschool wheezers. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2007;176(9):858–64. DOI: 10.1164/rccm.200702-212OC
21. Payne D.N., Rogers A.V., Adelroth E., Bandi V., Guntupalli K.K., Bush A., Jeffery P.K. Early thickening of the reticular basement membrane in children with difficult asthma. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2003;167(1):78–82. DOI: 10.1164/rccm.200205-414OC
22. Bossley C.J., Fleming L., Gupta A., Regamey N., Frith J., Oates T., Saglani S. Pediatric severe asthma is characterized by eosinophilia and remodeling without TH2 cytokines. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 2012;129(4):974–982.e13. DOI:10.1016/j.jaci.2012.01.059
23. Miranda C., Busacker A., Balzar S., Trudeau J., & Wenzel S.E. Distinguishing severe asthma phenotypes. Role of age at onset and eosinophilic inflammation. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 2004;113(1):101–108. DOI:10.1016/j.jaci.2003.10.041
24. Grainge C.L., Lau L.C.K., Ward J.A., Dulay V., LahiffG., Wilson S., Howarth P.H. Effect of bronchoconstriction on airway remodeling in asthma. New England Journal of Medicine. 2011;364(21):2006–2015. DOI:10.1056/nejmoa1014350
25. Heijink I.H., Nawijn M.C., Hackett T.L. Airway epithelial barrier function regulates the pathogenesis of allergic asthma. Clin. Exp. Allergy. 2014;44:620–30.
26. White S.R. Apoptosis and the airway epithelium. J. Allergy (Cairo). 2011;2011:948406. DOI: 10.1155/2011/948406
27. Torrego A., Hew M., Oates T., Sukkar M., Fan Chung K. Expression and activation of TGF-beta isoforms in acute allergen-induced remodelling in asthma. Thorax. 2007;62(4):307–13. DOI: 10.1136/thx.2006.063487
28. Zhang S., Smartt H., Holgate S.T., Roche W.R. Growth factors secreted by bronchial epithelial cells control myofibroblast proliferation: an in vitro co-culture model of airway remodeling in asthma. Lab. Invest. 1999;79(4):395–405.
29. Hough K.P., Curtiss M.L., Blain T.J., Liu R.M., Trevor J., Deshane J.S., Thannickal V.J. Airway Remodeling in Asthma. Front Med. (Lausanne). 2020;7:191. DOI: 10.3389/fmed.2020.00191
30. Hsieh A., Assadinia N., Hackett T.L. Airway remodeling heterogeneity in asthma and its relationship to disease outcomes. Front. Physiol. 2023;14:1113100.
31. Joglekar M.M., Nizamoglu M., Fan Y.W., Nemani S.S.P., Weckmann M., Pouwels S.D., Heijink I.H., Melgert B.N., Pillay J., Burgess J.K. Highway to heal: Influence of altered extracellular matrix on infiltrating immune cells during acute and chronic lung diseases. Front. Pharmacol. 2022;13:995051.
32. Mostaço-Guidolin L.B.B., Osei E.T.T., Ullah J., Hajimohammadi S., Fouadi M., Li X., Li V., Shaheen F., Yang C.X.X., Chu F. et al. Defective Fibrillar Collagen Organization by Fibroblasts Contributes to Airway Remodeling in Asthma. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2019;200:431–443.
33. Chakir J., Shannon J., Molet S., Fukakusa M., Elias J., Laviolette M., Boulet L.P., Hamid Q. Airway remodeling-associated mediators in moderate to severe asthma: Effect of steroids on TGF-β, IL-11, IL-17, and type I and type III collagen expression. J. Allergy Clin. Immunol. 2003;111:1293–1298.
34. Al-Muhsen S., Johnson J.R., Hamid Q. Remodeling in asthma. J. Allergy Clin. Immunol. 2011;128:451–462.
35. Firszt R., Francisco D., Church T.D., Thomas J.M., Ingram J.L., Kraft M. Interleukin-13 induces collagen type-1 expression through matrix metallo-proteinase-2 and transforming growth factor-β1 in airway fibroblasts in asthma. Eur. Respir. J. 2014;43:464.
36. Thiam F., Yazeedi S.A., Feng K., Phogat S., Demirsoy E., Brussow J., Abokor F.A., Osei E.T. Understanding fibroblast-immune cell interactions via co-culture models and their role in asthma pathogenesis. Front. Immunol. 2023;14:1128023.
37. Lam M., Royce S.G., Samuel C.S., Bourke J.E. Serelaxin as a novel therapeutic opposing fibrosis and contraction in lung diseases. Pharmacol. Ther. 2018;187:61–70.
38. Singla A., Reuter S., Taube C., Peters M., Peters K. The molecular mechanisms of remodeling in asthma, COPD and IPF with a special emphasis on the complex role of Wnt5A. Inflamm. Res. 2023;72:577.
39. Huang Y., Qiu C. Research advances in airway remodeling in asthma: a narrative review. Ann. Transl. Med. 2022;10(18):1023. DOI: 10.21037/atm-22-2835
40. Wang X., Xu C., Ji J. et al. IL-4/IL-13 upregulates Sonic hedgehog expression to induce allergic airway epithelial remodeling. Am. J. Physiol. Lung Cell Mol. Physiol. 2020;318:L888–99.
41. Pan YL., Zhu YT., Li M.X. Research progress of airway remodeling in bronchial asthma. Int. J. Respir. 2014;23:26–27.
42. Pałgan K., Bartuzi Z. Angiogenesis in bronchial asthma. Int. J. Immunopathol. Pharmacol. 2015;28:415–20.
43. Guida G., Riccio A.M. Immune induction of airway remodeling. Semin. Immunol. 2019;46:101346. DOI: 10.1016/j.smim.2019.101346
44. Choy D.F., Hart K.M., Borthwick L.A., Shikotra A., Nagarkar D.R., Siddiqui S., Jia G., Ohri C.M., Doran E., Vannella K.M., Butler C.A., Hargadon B., Sciurba J.C., Gieseck R.L., Thompson R.W., White S., Abbas A.R., Jackman J., Wu L.C., Egen J.G., Heaney L.G., Ramalingam T.R., Arron J.R., Wynn T.A., Bradding P. TH2 and TH17 inflammatory pathways are reciprocally regulated in asthma. Sci. Transl. Med. 2015;7(301):301ra129. DOI: 10.1126/scitranslmed.aab3142
45. Oeser K., Schwartz C., Voehringer D. Conditional IL-4/IL-13-deficient mice reveal a critical role of innate immune cells for protective immunity against gastrointestinal helminths. Mucosal Immunol. 2015;8(3):672–82. DOI: 10.1038/mi.2014.101
46. Balhara J., Gounni AS. The alveolar macrophages in asthma: a double-edged sword. Mucosal Immunol. 2012;5(6):605–9. DOI: 10.1038/mi.2012.74
47. Januskevicius A., Vaitkiene S., Gosens R., Janulaityte I., Hoppenot D., Sakalauskas R., Malakauskas K. Eosinophils enhance WNT-5a and TGF-β1 genes expression in airway smooth muscle cells and promote their proliferation by increased extracellular matrix proteins production in asthma. BMC Pulm. Med. 2016;16(1):94. DOI: 10.1186/s12890-016-0254-9
48. Kobayashi T., Kim H., Liu X., Sugiura H., Kohyama T., Fang Q., Wen F.Q., Abe S., Wang X., Atkinson J.J., Shipley J.M., Senior R.M., Rennard S.I. Matrix metalloproteinase-9 activates TGF-β and stimulatesfibroblast contraction of collagen gels. Am. J. Physiol. Lung Cell Mol. Physiol. 2014;306(11):L1006–15. DOI: 10.1152/ajplung.00015.2014
49. Cairns J.A., Walls A.F. Mast cell tryptase is a mitogen for epithelial cells. Stimulation of IL-8 production and intercellular adhesion molecule-1 expression. J. Immunol. 1996;156(1):275–83.
50. Compton S.J., Cairns J.A., Holgate S.T., Walls A.F. The role of mast cell tryptase in regulating endothelial cell proliferation, cytokine release, and adhesion molecule expression: tryptase induces expression of mRNA for IL-1 beta and IL-8 and stimulates the selective release of IL-8 from human umbilical vein endothelial cells. J. Immunol. 1998;161(4):1939–46.
51. Ventura I., Vega A., Chacón P., Chamorro C., Aroca R., Gómez E., Bellido V., Puente Y., Blanca M., Monteseirín J. Neutrophils from allergic asthmatic patients produce and release metalloproteinase-9 upon direct exposure to allergens. Allergy. 2014;69(7):898–905. DOI: 10.1111/all.12414
52. Huang G., Wang Y., Chi H. Regulation of TH17 cell differentiation by innate immune signals. Cell Mol. Immunol. 2012;9(4):287–95. DOI: 10.1038/cmi.2012.10
53. Leyva-Castillo J.M., Yoon J., Geha R.S. IL-22 promotes allergic airway inflammation in epicutaneously sensitized mice. J. Allergy Clin. Immunol. 2019;143(2):619–630.e7. DOI: 10.1016/j.jaci.2018.05.032
54. Khan M.A., Assiri A.M., Broering D.C. Complement mediators: key regulators of airway tissue remodeling in asthma. J. Transl. Med. 2015;13:272. DOI: 10.1186/s12967-015-0565-2
55. Broekema M., Timens W., Vonk J.M., Volbeda F., Lodewijk M.E., Hylkema M.N., Ten Hacken N.H., Postma D.S. Persisting remodeling and less airway wall eosinophil activation in complete remission of asthma. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2011;183(3):310–6. DOI: 10.1164/rccm.201003-0494OC.
56. Paw M., Wnuk D., Madeja Z., Michalik M. PPARδ Agonist GW501516 Suppresses the TGF-β-Induced profibrotic response of human bronchial fibroblasts from asthmatic patients. Int. J. Mol. Sci. 2023;24(9):7721. DOI: 10.3390/ijms24097721
57. Stern J., Pier J., Litonjua A.A. Asthma epidemiology and risk factors. Semin. Immunopathol. 2020;42(1):5–15. DOI: 10.1007/s00281-020-00785-1
58. Bergeron C., Tulic M.K., Hamid Q. Tools used to measure airway remodelling in research. Eur. Respir. J. 2007;29(3):596–604. DOI: 10.1183/09031936.00019906
59. James A.L., Elliot J. G., Jones R.L., Carroll M. L., Mauad T., Bai T.R., Green F.H. Airway smooth muscle hypertrophy and hyperplasia in asthma. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 2012;185(10):1058–1064. DOI:10.1164/rccm.201110-1849oc
60. Jeffery P., Holgate S., Wenzel S. Endobronchial biopsy workshop. Methods for the assessment of endobronchial biopsies in clinical research: application to studies of pathogenesis and the effects of treatment. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2003;168(6Pt2):S1–17. DOI: 10.1164/rccm.200202-150WS
61. Stewart N.J., Smith L.J., Chan H.F., Eaden J.A., Rajaram S., Swift A.J. et al. Lung MRI with hyperpolarised gases: Current future clinical perspectives. Br. J. Radiol. 2021;94(63):20210207. DOI: 10.1259/BJR.20210207
62. Kasahara K., Shiba K., Ozawa T., Okuda K., Adachi M. Correlation between the bronchial subepithelial layer and whole airway wall thickness in patients with asthma. Thorax. 2002;57(3):242–6. DOI: 10.1136/thorax.57.3.242
63. Goorsenberg A., Kalverda KA., Annema J., Bonta P. Advances in Optical Coherence Tomography and Confocal Laser Endomicroscopy in Pulmonary Diseases. Respiration. 2020;99(3):190–205. DOI: 10.1159/000503261.
64. Kramer T., Wijsman P.C., Kalverda K.A., Bonta P.I., Annema J.T. Advances in bronchoscopic optical coherence tomography and confocal laser endomicroscopy in pulmonary diseases. Curr. Opin. Pulm. Med. 2023;29(1):11–20. DOI: 10.1097/MCP.0000000000000929
65. Lee J.H., Haselkorn T., Borish L., Rasouliyan L., Chipps B.E., Wenzel S.E. Risk factors associated with persistent airflow limitation in severe or difficult-to-treat asthma. Chest. 2007;132(6):1882–1889. DOI: 10.1378/chest.07-0713
66. Bonato M., Tiné M., Bazzan E. et al. Early airway pathological changes in children: new insights into the natural history of wheezing. J. Clin. Med. 2019;8(8):1180. DOI: 10.3390/jcm8081180
67. Feroldi F., Willemse J., Davidoiu V. et al. In vivo multifunctional optical coherence tomography at the periphery of the lungs. Biomed. Opt. Express. 2019;10(6):3070–91. DOI: 10.1364/BOE.10.003070
68. Ненашева Н.М. Значение биомаркеров в диагностике и терапии бронхиальной астмы. Практическая пульмонология. 2017;4:3–9.
69. Schleich F., Demarche S., Louis R. Biomarkers in the management of difficult asthma. Curr. Top. Med. Chem. 2016;16(14):1561–73. DOI: 10.2174/1568026616666151015093406
Рецензия
Для цитирования:
Минеева Е.Е., Антонюк М.В., Гвозденко Т.А. Ремоделирование дыхательных путей при бронхиальной астме: патогенетические аспекты и трудности диагностики. Клиническая медицина. 2026;104(4):256-263. https://doi.org/10.30629/0023-2149-2026-104-4-256-263
For citation:
Mineeva E.E., Antonyuk M.V., Gvozdenko T.A. Airway remodeling in bronchial asthma: pathogenetic aspects and diagnostic difficulties. Clinical Medicine (Russian Journal). 2026;104(4):256-263. (In Russ.) https://doi.org/10.30629/0023-2149-2026-104-4-256-263
JATS XML






























