Combined immunodeficiency in elderly persons with COPD as a manifestation of immune aging

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The study of immune system (IS) functions in chronic respiratory pathology is especially relevant in elderly and senile persons, since frequent prolonged exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease (COPD) significantly affect the condition of patients, leading to decompensation of diseases. The objective of this study was to perform expanded evaluation of IS state, and to specify the variants of disorders in elderly and senile patients with COPD. 10 patients aged 60-80 years with COPD comprised the study group (SG) l; the comparison group (CG) included 30 conditionally healthy individuals. The general and local clinical status was determined. Before treatment, the following immune parameters were studied: T lymphocytes (CD3+CD19-, CD3+CD4+, CD3+CD8+), B lymphocytes (CD3-CD19+), NK cells (CD3-CD16+CD56+), two subsets of neutrophilic granulocytes (NG) CD64-CD32+CD16+CD11b+ and CD64+CD32+CD16+CD11b+ using an FC-500 Beckman Coulter device, with calculation of the CING index reflecting the ratio between the two NG subpopulations. Phagocytic function of NG was evaluated, i.e., engulfment (%PAN, PN, PI), killing and digestion (%D, ID) of microbial particles (S. aureus, strain 209), as well as NADPH oxidase activity by the NBT test. The SG patients showed combined immunodeficiency of varying severity: quantitative deficiency of T lymphocytes due to a decrease of T helper cells (p < 0.05), altered effector function of NG (deficiency of actively phagocyting NG, impaired capture, digestion and killing, p1-3 < 0.05). A decrease in the CD64-CD32+CD16+CD11b+NG subset, and an 8.9-fold increase in “immature” subset (negatively transformed CD64+CD32+CD16+CD11b+) were shown, suggesting an inferior NG response to bacterial infection. When calculating the CING, bacterial infections were detected: Mild, moderate and severe conditions were diagnosed, respectively, in 60%, 10% and 30% of SG patients. The evidence of immunodeficiency in elderly and senile COPD patients has been obtained, thus requiring development of immunotherapeutic approaches aimed at recovery of IS defects, in order to increase the efficiency of COPD therapy and improve the quality of life in patients.

About the authors

Anna I. Pirogova

Kuban State Medical University

Author for correspondence.
Email: anp1998@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7821-5621

Postgraduate Student, Department of Clinical Immunology, Allergology and Laboratory Diagnostics

Russian Federation, Krasnodar

L. V. Lomtatidze

Kuban State Medical University

Email: llomtatidze@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7041-7106

PhD (Biology), Senior Researcher, Department of Clinical and Experimental Immunology and Molecular Biology of the Central Scientific Research Laboratory, Associate Professor of the Department of Clinical Immunology, Allergology and Laboratory Diagnostics

Russian Federation, Krasnodar

E. F. Filippov

Kuban State Medical University

Email: mz@krasnodar.ru

PhD, MD (Medicine), Associate Professor, Head, Department of Clinical Immunology, Allergology and Laboratory Diagnostics

Russian Federation, Krasnodar

References

  1. Ищенко О.В., Сукало А.В. Недостаточность системы иммунитета при хронической обструктивной болезни легких // Иммунопатология, аллергология, инфектология, 2018. № 1. С. 73-88. [Ishchenko O.V., Sukalo A.V. Immune system deficiency in chronic obstructive pulmonary disease. Immunopatologiya, allergologiya, infektologiya = Immunopathology, Allergology, Infectology, 2018, no. 1, pp. 73-88. (In Russ.)]
  2. Нестерова И.В., Чудилова Г.А., Ломтатидзе Л.В., Ковалева С.В., Чапурина В.Н., Тетерин Ю.В. Расчетный индекс нейтрофильных гранулоцитов в дифференциальной диагностике степени тяжести бактериальных инфекционно-воспалительных заболеваний // Эффективная фармакотерапия, 2024. Т. 20, № 38. С. 34-45. [Nesterova I.V., Chudilova G.A., Lomtatidze L.V., Kovaleva S.V., Chapurina V.N., Teterin YU.V. The calculated index of neutrophilic granulocytes in the differential diagnosis of the severity of bacterial infectious and inflammatory diseases. Effektivnaya farmakoterapiya = Effective Pharmacotherapy, 2024, Vol. 20, no. 38, pp. 34-45. (In Russ.)]
  3. Симонян Л.Г. Роль вирусов в развитии бронхолегочных заболеваний // Пульмонология, 2013. № 2. С. 105-108. [[Simonyan L.G. The role of viruses in the development of bronchopulmonary diseases. Pulmonologiya = Russian Pulmonology, 2013, no. 2, pp. 105-108. (In Russ.)]
  4. Чучалин А.Г., Авдеев С.Н., Айсанов З.Р., Белевский А.С., Лещенко И.В., Овчаренко С.И., Шмелев Е.И. Хроническая обструктивная болезнь легких: федеральные клинические рекомендации по диагностике и лечению // Пульмонология, 2022. Т. 32, № 3. С. 356-392. [Chuchalin A.G., Avdeev S.N., Aisanov Z.R., Belevskiy A.S., Leshchenko I.V., Ovcharenko S.I., Shmelev E.I. Federal guidelines on diagnosis and treatment of chronic obstructive pulmonary disease. Pulmonologiya = Russian Pulmonology, 2022, Vol. 32, no. 3, pp. 356-392. (In Russ.)]
  5. Al-Alawi M., Hassan T., Chotirmall S.H. Advances in the diagnosis and management of asthma in older adults. Am. J. Med., 2014, Vol. 127, no. 5, pp. 370-378.
  6. Chilosi M., Carloni A., Rossi A., Poletti V. Premature lung aging and cellular senescence in the pathogenesis of idiopathic pulmonary fibrosis and COPD/emphysema. Transl. Res., 2013, Vol. 162, no. 3, pp. 156-173.
  7. Cox L.A. Jr. A causal model of chronic obstructive pulmonary disease (COPD) risk. Risk Anal., 2011, Vol. 31, no. 1, pp. 38-62.
  8. Fulop T., Le Page A., Fortin C., Witkowski J.M., Dupuis G., Larbi A. Cellular signaling in the aging immune system. Curr. Opin. Immunol., 2014, Vol. 29, pp. 105-111.
  9. Singh D., Agusti A., Anzueto A., Barnes P.J., Bourbeau J., Celli B.R., Criner G.J., Frith P., Halpin D.M.G., Han M., López Varela M.V., Martinez F., Montes de Oca M., Papi A., Pavord I.D., Roche N., Sin D.D., Stockley R., Vestbo J., Wedzicha J.A., Vogelmeier C. Global Strategy for the Diagnosis, Management, and Prevention of Chronic Obstructive Lung Disease: the GOLD science committee report 2019. Eur. Respir. J., 2019, Vol. 53, no. 5, 1900164. doi: 10.1183/13993003.00164-2019.
  10. Johnstone J., Parsons R., Botelho F., Millar J., McNeil S., Fulop T., McElhaney J., Andrew M.K., Walter S.D., Devereaux P.J., Malekesmaeili M., Brinkman R.R., Mahony J., Bramson J., Loeb M. Immune biomarkers predictive of respiratory viral infection in elderly nursing home residents. PLoS One, 2014, Vol. 9, no. 9, e108481. doi: 10.1371/journal.pone.0108481.
  11. MacNee W., Tuder R.M. New paradigms in the pathogenesis of chronic obstructive pulmonary disease I. Proc. Am. Thorac. Soc., 2009, Vol. 6, no. 6, pp. 527-531.
  12. Murray M.A., Chotirmall S.H. The impact of immunosenescence on pulmonary disease. Mediators Inflamm., 2015, Vol. 2015, 692546. doi: 10.1155/2015/692546.
  13. Ongrádi J., Kövesdi V. Factors that may impact on immunosenescence: an appraisal. Immun. Ageing, 2010, Vol. 7, 7. doi: 10.1186/1742-4933-7-7.
  14. Sethi S., Murphy T.F. Infection in the pathogenesis and course of chronic obstructive pulmonary disease. N. Engl. J. Med., 2008, Vol. 359, no. 22, pp. 2355-2365.
  15. Thannickal V.J., Murthy M., Balch W.E., Chandel N.S, Meiners S., Eickelberg O., Selman M., Pardo A., White E.S., Levy B.D., Busse P.J., Tuder R.M., Antony V.B., Sznajder J.I., Budinger G.R. Blue journal conference. Aging and susceptibility to lung disease. Am. J. Respir. Crit. Care Med., 2015, Vol. 191, no. 3, pp. 261-269.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Figure 1. Characteristics of the T cell immune system and natural killer cells in patients with chronic obstructive pulmonary disease of old age and elderly

Download (304KB)
Indexing metadata
3. Figure 2. Fasocital and microbiotic oxygen-dependent neutrophil granulocyte activity in patients with chronic obstructive pulmonary disease of old age and elderly

Download (211KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Pirogova A.I., Lomtatidze L.V., Filippov E.F.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».