Особенности онтогенетической адаптации нейтрофилов новорожденного (обзор литературы)

Обложка
  • Авторы: Мухин В.Е.1, Панкратьева Л.Л.2, Ярцев М.Н.3, Володин Н.Н.4
  • Учреждения:
    1. Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью
    2. Национальный медицинский исследовательский центр детской гематологии, онкологии и иммунологии им. Д. Рогачева Минздрава России
    3. ФГБУ Государственный научный центр «Институт иммунологии» Федерального медико-биологического агентства России
    4. Национальный медицинский исследовательский центр детской гематологии, онкологии и иммунологии им. Дмитрия Рогачева Минздрава Росси
  • Выпуск: Том 18, № 2 (2021)
  • Страницы: 55-65
  • Раздел: Научные обзоры
  • URL: https://journals.rcsi.science/raj/article/view/121762
  • DOI: https://doi.org/10.36691/RJA1438
  • ID: 121762

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Нейтрофилы являются важным компонентом системы врождённого иммунитета. Так как существуют значительные различия между физиологией плода и взрослого человека, фенотипические и функциональные характеристики нейтрофильных гранулоцитов новорождённых могут иметь жизненно важное значение. Выраженность этих изменений обратно пропорциональна гестационному возрасту, что свидетельствует о динамическом развитии этих клеток в течение всей беременности. Именно поэтому нельзя исключать, что в том числе с функциональной недостаточностью нейтрофилов недоношенных новорождённых связан крайне высокий риск развития неонатальных инфекций и сепсиса.

Неонатальные нейтрофилы адаптированы к внутриутробным условиям, что позволяет избегать нежелательного запуска провоспалительных реакций. Кроме того, подавление функции нейтрофилов необходимо для создания здорового микробиома в послеродовом периоде, однако может одновременно являться препятствием для развития достаточного ответа при воздействии патогенных организмов. До настоящего времени не установлены конкретные механизмы, лежащие в основе нормального перехода функционально ограниченных нейтрофилов плода в полноценное звено иммунологической защиты, способное противостоять патогенным микроорганизмам. Разрешение данного вопроса имеет особенное значение для недоношенных новорождённых.

В обзоре рассматриваются особенности онтогенетической адаптации нейтрофилов к внутриутробным условиям и раннему неонатальному периоду, а также их возможная роль в развитии патологии новорождённых.

Об авторах

Владимир Евгеньевич Мухин

Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью

Автор, ответственный за переписку.
Email: muhinvldmr@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-8973-7890
SPIN-код: 9048-2290
Россия, 119435, Москва, ул. Погодинская, д. 10, стр. 1

Людмила Леонидовна Панкратьева

Национальный медицинский исследовательский центр детской гематологии, онкологии и иммунологии им. Д. Рогачева Минздрава России

Email: liudmila.pankratyeva@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-1339-4155

доктор медицинских наук, профессор кафедры педиатрии и организации здравоохранения

Россия, 117198, Москва, ул. Саморы Машела, д.1

Михаил Николаевич Ярцев

ФГБУ Государственный научный центр «Институт иммунологии» Федерального медико-биологического агентства России

Email: m_yartsev@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0952-2801
SPIN-код: 7411-6674

доктор медицинских наук, вед. науч. сотр. отделения иммунопатологии детей

Россия, 115522, Москва, Каширское ш., д.24

Николай Николаевич Володин

Национальный медицинский исследовательский центр детской гематологии, онкологии и иммунологии им. Дмитрия Рогачева Минздрава Росси

Email: 0209nnv@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2667-8229
SPIN-код: 1899-7484

академик РАН, доктор медицинских наук, профессор, профессор кафедры педиатрии и организации здравоохранения

Россия, 117198, Москва, ул. Саморы Машела, д.1

Список литературы

  1. Cuenca A.G., Joiner D.N., Gentile L.F., et al. TRIF-dependent innate immune activation is critical for survival to neonatal gram-negative sepsis // J Immunol. 2015. Vol. 194, N 3. Р. 1169–1177. doi: 10.4049/jimmunol.1302676
  2. Kemp A.S., Campbell D.E. The neonatal immune system // Seminars in Neonatology. 1996. Vol. 1, N 2. Р. 67–75. doi: 10.1016/S1084-2756(05)80002-8
  3. Azizia M., Lloyd J., Allen M., et al. Immune status in very preterm neonates // Pediatrics. 2012. Vol. 129, N 4. Р. e967–74. doi: 10.1542/peds.2011-1579
  4. Urlichs F., Speer C.P. Neutrophil function in preterm and term infants // NeoReviews. 2004. Vol. 5, N 10. Р. e417–e430. doi: 10.1542/neo.5-10-e417
  5. Makoni M., Eckert J., Pereira A.H., et al. Alterations in neonatal neutrophil function attributable to increased immature forms // Early Hum Dev. 2016. N 103. Р. 1–7. doi: 10.1016/j.earlhumdev.2016.05.016
  6. Ander S.E., Diamond M.S., Coyne C.B. Immune responses at the maternal-fetal interface // Sci Immunol. 2019. Vol. 4, N 31. Р. eaat6114. doi: 10.1126/sciimmunol.aat6114
  7. Amulic B., Cazalet C., Hayes G.L., et al. Neutrophil function: from mechanisms to disease // Annu Rev Immunol. 2012. N 30. Р. 459–489. doi: 10.1146/annurev-immunol-020711-074942
  8. Хаитов Р.М. Иммунология. Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2016. 496 с.
  9. Slayton W.B., Li Y., Calhoun D.A., et al. The first-appearance of neutrophils in the human fetal bone marrow cavity // Early Hum Dev. 1998. Vol. 53, N 2. Р. 129–144. doi: 10.1016/s0378-3782(98)00049-8
  10. Laver J., Duncan E., Abboud M., et al. High levels of granulocyte and granulocyte-macrophage colony-stimulating factors in cord blood of normal full-term neonates // J Pediatr. 1990. Vol. 116, N 4. Р. 627–632. doi: 10.1016/s0022-3476(05)81617-8
  11. Nauseef W.M., Borregaard N. Neutrophils at work // Nat Immunol. 2014. Vol. 15, N 7. Р. 602–611. doi: 10.1038/ni.2921
  12. Jiao J., Dragomir A.C., Kocabayoglu P., et al. Central role of conventional dendritic cells in regulation of bone marrow release and survival of neutrophils // J Immunol. 2014. Vol. 192, N 7. Р. 3374–3382. doi: 10.4049/jimmunol.1300237
  13. Tak T., Tesselaar K., Pillay J., et al. What’s your age again? Determination of human neutrophil half-lives revisited // J Leukoc Biol. 2013. Vol. 94, N 4. Р. 595–601. doi: 10.1189/jlb.1112571
  14. Strydom N., Rankin S.M. Regulation of circulating neutrophil numbers under homeostasis and in disease // J Innate Immun. 2013. Vol. 5, N 4. Р. 304–314. doi: 10.1159/000350282
  15. Edwards S.W. Biochemistry and physiology of the neutrophil. Cambridge: Cambridge University Press; 2005.
  16. Schmutz N., Henry E., Jopling J., Christensen R.D. Expected ranges for blood neutrophil concentrations of neonates: the Manroe and Mouzinho charts revisited // J Perinatol. 2008. Vol. 28, N 4. Р. 275–281. doi: 10.1038/sj.jp.7211916
  17. Nittala S., Subbarao G.C., Maheshwari A. Evaluation of neutropenia and neutrophilia in preterm infants // J Matern Fetal Neonatal Med. 2012. Vol. 25, Suppl 5. Р. 100–103. doi: 10.3109/14767058.2012.715468
  18. Christensen R.D., Yoder B.A., Baer V.L., Snow G.L. Early-onset neutropenia in small-for-gestational-age infants // Pediatrics. 2015. Vol. 136, N 5. Р. e1259–e1267. doi: 10.1542/peds.2015-1638
  19. Liu G., Yang H., Chen X., et al. Modulation of neutrophil development and homeostasis // Curr Mol Med. 2013. Vol. 13, N 8. Р. 1270–1283. doi: 10.2174/15665240113139990062
  20. Lawrence S.M., Corriden R., Nizet V. Age-Appropriate functions and dysfunctions of the neonatal neutrophil // Front Pediatr. 2017. Vol. 5. Р. 23. doi: 10.3389/fped.2017.00023
  21. Quinn M.T., Gauss K.A. Structure and regulation of the neutrophil respiratory burst oxidase: comparison with nonphagocyte oxidases // J Leukoc Biol. 2004. Vol. 76, N 4. Р. 760–781. doi: 10.1189/jlb.0404216
  22. Воробьева Н.В., Кондратенко И.В., Вахлярская С.С., и др. Роль митохондриальной поры в эффекторных функциях нейтрофилов человека // Иммунология. 2020. Т. 41, № 1. С. 42–53. doi: 10.33029/0206-4952-2020-41-1-42-53
  23. Mantovani A., Cassatella M.A., Costantini C., Jaillon S. Neutrophils in the activation and regulation of innate and adaptive immunity // Nat Rev Immunol. 2011. Vol. 11, N 8. Р. 519–531. doi: 10.1038/nri3024
  24. Fox S.E., Lu W., Maheshwari A., et al. The effects and comparative differences of neutrophil specific chemokines on neutrophil chemotaxis of the neonate // Cytokine. 2005. Vol. 29, N 3. Р. 135–140. doi: 10.1016/j.cyto.2004.10.007
  25. Weinberger B., Laskin D.L., Mariano T.M., et al. Mechanisms underlying reduced responsiveness of neonatal neutrophils to distinct chemoattractants // J Leukoc Biol. 2001. Vol. 70, N 6. Р. 969–976. doi: 10.1016/j.cyto.2004.10.007
  26. Raymond S.L., Mathias B.J., Murphy T.J., et al. Neutrophil chemotaxis and transcriptomics in term and preterm neonates // Transl Res. 2017. N 190. Р. 4–15. doi: 10.1016/j.trsl.2017.08.003
  27. Kim S.K., Keeney S.E., Alpard S.K., Schmalstieg F.C. Comparison of L-selectin and CD11b on neutrophils of adults and neonates during the first month of life // Pediatr Res. 2003. Vol. 53, N 1. Р. 132–136. doi: 10.1203/00006450-200301000-00022
  28. Carr R. Neutrophil production and function in newborn infants // Br J Haematol. 2000. Vol. 110, N 1. Р. 18–28. doi: 10.1046/j.1365-2141.2000.01992.x
  29. Moriguchi N., Yamamoto S., Isokawa S., et al. Granulocyte functions and changes in ability with age in newborns; Report no. 2: activation of granulocyte functions by cytokines // Pediatr Int. 2006. Vol. 48, N 1. Р. 22–28. doi: 10.1111/j.1442-200X.2006.02150.x
  30. Nussbaum C., Sperandio M. Innate immune cell recruitment in the fetus and neonate // J Reprod Immunol. 2011. Vol. 90, N 1. Р. 74–81. doi: 10.1016/j.jri.2011.01.022
  31. McEvoy L.T., Zakem-Cloud H., Tosi M.F. Total cell content of CR3 (CD11b/CD18) and LFA-1 (CD11a/CD18) in neonatal neutrophils: relationship to gestational age // Blood. 1996. Vol. 87, N 9. Р. 3929–3933.
  32. Anderson D.C., Rothlein R., Marlin S.D., et al. Impaired transendothelial migration by neonatal neutrophils: abnormalities of Mac-1 (CD11b/CD18)-dependent adherence reactions // Blood. 1990. Vol. 76, N 12. Р. 2613–2621.
  33. Levy O. Impaired innate immunity at birth: deficiency of bactericidal/permeability-increasing protein (BPI) in the neutrophils of newborns // Pediatr Res. 2002. Vol. 51, N 6. Р. 667–669. doi: 10.1203/00006450-200206000-00001
  34. Decembrino L., De Amici M., De Silvestri A., et al. Plasma lactoferrin levels in newborn preterm infants with sepsis // J Matern Fetal Neonatal Med. 2017. Vol. 30, N 23. Р. 2890–2893. doi: 10.1080/14767058.2016.1266479
  35. Linden J.R., De Paepe M.E., Laforce-Nesbitt S.S., Bliss J.M. Galectin-3 plays an important role in protection against disseminated candidiasis // Med Mycol. 2013. Vol. 51, N 6. Р. 641–651. doi: 10.3109/13693786.2013.770607
  36. Fermino M.L, Polli C.D., Toledo K.A., et al. LPS-induced galectin-3 oligomerization results in enhancement of neutrophil activation // PLoS One. 2011. Vol. 6, N 10. Р. e26004. doi: 10.1371/journal.pone.0026004
  37. Sundqvist M., Osla V., Jacobsson B., et al. Cord blood neutrophils display a galectin-3 responsive phenotype accentuated by vaginal delivery // BMC Pediatr. 2013. Vol. 13. Р. 128. doi: 10.1186/1471-2431-13-128
  38. Haridan U.S., Mokhtar U., Machado L.R., et al. A comparison of assays for accurate copy number measurement of the low-affinity Fc gamma receptor genes FCGR3A and FCGR3B // PLoS One. 2015. Vol. 10, N 1. Р. e0116791. doi: 10.1371/journal.pone.0116791
  39. Nagelkerke S.Q., Kuijpers T.W. Immunomodulation by IVIg and the Role of Fc-Gamma Receptors: Classic Mechanisms of Action after all? // Front Immunol. 2015. Vol. 5. Р. 674. doi: 10.3389/fimmu.2014.00674
  40. Filias A., Theodorou G.L., Mouzopoulou S., et al. Phagocytic ability of neutrophils and monocytes in neonates // BMC Pediatr. 2011. Vol. 11. Р. 29. doi: 10.1186/1471-2431-11-29
  41. Falconer A.E., Carr R., Edwards S.W. Impaired neutrophil phagocytosis in preterm neonates: lack of correlation with expression of immunoglobulin or complement receptors // Biol Neonate. 1995. Vol. 68, N 4. Р. 264–269. doi: 10.1159/000244245
  42. Källman J., Schollin J., Schalèn C., et al. Impaired phagocytosis and opsonisation towards group B streptococci in preterm neonates // Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed. 1998. Vol. 78, N 1. Р. F46–50. doi: 10.1136/fn.78.1.f46
  43. Ohlsson A., Lacy J.B. Intravenous immunoglobulin for suspected or proven infection in neonates // Cochrane Database Syst Rev. 2020. Vol. 1, N 1. Р. CD001239. doi: 10.1002/14651858.CD001239.pub6
  44. Allen R.C. Neutrophil leukocyte: combustive microbicidal action and chemiluminescence // J Immunol Res. 2015. Vol. 2015. Р. 794072. doi: 10.1155/2015/794072
  45. Grunwell J.R., Giacalone V.D., Stephenson S., et al. Neutrophil dysfunction in the airways of children with acute respiratory failure due to lower respiratory tract viral and bacterial coinfections // Sci Rep. 2019. Vol. 9, N 1. Р. 2874. doi: 10.1038/s41598-019-39726-w
  46. Brinkmann V., Reichard U., Goosmann C., et al. Neutrophil extracellular traps kill bacteria // Science. 2004. Vol. 303, N 5663. Р. 1532–1535. doi: 10.1126/science.1092385
  47. Mesa M.A., Vasquez G. NETosis // Autoimmune Dis. 2013. Vol. 2013. Р. 651497. doi: 10.1155/2013/651497
  48. Sørensen O.E., Borregaard N. Neutrophil extracellular traps – the dark side of neutrophils // J Clin Invest. 2016. Vol. 126, N 5. Р. 1612–1620. doi: 10.1172/JCI84538
  49. Desai J., Mulay S.R., Nakazawa D., Anders H.J. Matters of life and death. How neutrophils die or survive along NET release and is “NETosis” = necroptosis? // Cell Mol Life Sci. 2016. Vol. 73, N 11–12. Р. 2211–2219. doi: 10.1007/s00018-016-2195-0
  50. Yost C.C., Cody M.J., Harris E.S., et al. Impaired neutrophil extracellular trap (NET) formation: a novel innate immune deficiency of human neonates // Blood. 2009. Vol. 113, N 25. Р. 6419–6427. doi: 10.1182/blood-2008-07-171629
  51. Byrd A.S., O’Brien X.M., Laforce-Nesbitt S.S., et al. NETosis in neonates: evidence of a reactive oxygen species-independent pathway in response to fungal challenge // J Infect Dis. 2016. Vol. 213, N 4. Р. 634–639. doi: 10.1093/infdis/jiv435
  52. Bizzarro M.J., Dembry L.M., Baltimore R.S., Gallagher P.G. Changing patterns in neonatal Escherichia coli sepsis and ampicillin resistance in the era of intrapartum antibiotic prophylaxis // Pediatrics. 2008. Vol. 121, N 4. Р. 689–696. doi: 10.1542/peds.2007-2171
  53. Cotten CM, Taylor S, Stoll B, et al.; NICHD Neonatal Research Network. Prolonged duration of initial empirical antibiotic treatment is associated with increased rates of necrotizing enterocolitis and death for extremely low birth weight infants // Pediatrics. 2009. Vol. 123, N 1. Р. 58–66. doi: 10.1542/peds.2007-3423
  54. Zeissig S., Blumberg R.S. Life at the beginning: perturbation of the microbiota by antibiotics in early life and its role in health and disease // Nat Immunol. 2014. Vol. 15, N 4. Р. 307–310. doi: 10.1038/ni.2847
  55. Kanoh S., Rubin B.K. Mechanisms of action and clinical application of macrolides as immunomodulatory medications // Clin Microbiol Rev. 2010. Vol. 23, N 3. Р. 590–615. doi: 10.1128/CMR.00078-09
  56. Warner B.B., Deych E., Zhou Y., et al. Gut bacteria dysbiosis and necrotising enterocolitis in very low birthweight infants: a prospective case-control study // Lancet. 2016. Vol. 387, N 10031. Р. 1928–1936. doi: 10.1016/S0140-6736(16)00081-7
  57. Khosravi A. Yáñez A., Price J.G., et al. Gut bacteria dysbiosis and necrotising enterocolitis in very low birthweight infants: a prospective case-control study. Gut microbiota promote hematopoiesis to control bacterial infection // Cell Host Microbe. 2014. Vol. 15, N 3. Р. 374–381. doi: 10.1016/j.chom.2014.02.006
  58. Iwamura C., Bouladoux N., Belkaid Y., et al. Sensing of the microbiota by NOD1 in mesenchymal stromal cells regulates murine hematopoiesis // Blood. 2017. Vol. 129, N 2. Р. 171–176. doi: 10.1182/blood-2016-06-723742
  59. Koh A., De Vadder F., Kovatcheva-Datchary P., Bäckhed F. From dietary fiber to host physiology: short-chain fatty acids as key bacterial metabolites // Cell. 2016. Vol. 165, N 6. Р. 1332–1345. doi: 10.1016/j.cell.2016.05.041
  60. Vieira A.T., Galvão I., Macia L.M., et al. Dietary fiber and the short-chain fatty acid acetate promote resolution of neutrophilic inflammation in a model of gout in mice // J Leukoc Biol. 2017. Vol. 101, N 1. Р. 275–284. doi: 10.1189/jlb.3A1015-453RRR
  61. Guo C., Xie S., Chi Z., et al. Bile acids control inflammation and metabolic disorder through inhibition of NLRP3 inflammasome // Immunity. 2016. Vol. 45, N 4. Р. 802–816. doi: 10.1016/j.immuni.2016.09.008
  62. Kobayashi S.D., Voyich J.M., Whitney A.R., DeLeo F.R. Spontaneous neutrophil apoptosis and regulation of cell survival by granulocyte macrophage-colony stimulating factor // J Leukoc Biol. 2005. Vol. 78, N 6. Р. 1408–1418. doi: 10.1189/jlb.0605289
  63. Contrino J., Krause P.J., Slover N., Kreutzer D. Elevated interleukin-1 expression in human neonatal neutrophils // Pediatr Res. 1993. Vol. 34, N 3. Р. 249–252. doi: 10.1203/00006450-199309000-00002
  64. Wynn J.L., Levy O. Role of innate host defenses in susceptibility to early-onset neonatal sepsis // Clin Perinatol. 2010. Vol. 37, N 2. Р. 307–337. doi: 10.1016/j.clp.2010.04.001
  65. Hou P.C., Yu H.R., Kuo H.C., et al. Different modulating effects of adenosine on neonatal and adult polymorphonuclear leukocytes // Scientific World Journal. 2012. Vol. 2012. Р. 387923. doi: 10.1100/2012/387923
  66. Sundqvist M., Osla V., Jacobsson B., et al. Cord blood neutrophils display a galectin-3 responsive phenotype accentuated by vaginal delivery // BMC Pediatr. 2013. Vol. 13. Р. 128. doi: 10.1186/1471-2431-13-128
  67. Liu W., Yan M., Sugui J.A., et al. Olfm4 deletion enhances defense against Staphylococcus aureus in chronic granulomatous disease // J Clin Invest. 2013. Vol. 123, N 9. Р. 3751–3755. doi: 10.1172/JCI68453
  68. Welin A., Amirbeagi F., Christenson K., et al. The human neutrophil subsets defined by the presence or absence of OLFM4 both transmigrate into tissue in vivo and give rise to distinct NETs in vitro // PLoS One. 2013. Vol. 8, N 7. Р. e69575. doi: 10.1371/journal.pone.0069575
  69. Hanna N., Vasquez P., Pham P., et al. Mechanisms underlying reduced apoptosis in neonatal neutrophils // Pediatr Res. 2005. Vol. 57, N 1. Р. 56–62. doi: 10.1203/01.PDR.0000147568.14392.F0
  70. Kotecha S., Mildner R.J., Prince L.R., et al. The role of neutrophil apoptosis in the resolution of acute lung injury in newborn infants // Thorax. 2003. Vol. 58, N 11. Р. 961–967. doi: 10.1136/thorax.58.11.961.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Фармарус Принт Медиа, 2021

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах