Journal of Clinical PracticeJournal of Clinical PracticeКлиническая практика2220-30952618-8627Eco-Vector69026910.17816/clinpract690269TZHJBTOriginal Study ArticlesОригинальные исследованияResearch ArticleGenetic markers of predicting the development of pulmonary hypertension in cases of suppurative lung diseaseГенетические маркеры прогноза развития лёгочной гипертензии при гнойно-деструктивных заболеваниях лёгкихhttps://orcid.org/0000-0001-6279-28494093-1091ChumachenkoAnastasya G.ЧумаченкоАнастасия Геннадьевна
Russian Federation

PhD

канд. биол. наук

a_chumachenko@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5477-49205273-4406FetlamDmitriy L.ФетламДмитрий Леонидович
Russian Federation
dmfetlam@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5729-98461605-3144PisarevVladimir M.ПисаревВладимир Митрофанович
Russian Federation

MD, PhD, Professor

д-р мед. наук, профессор

vpisarev@gmail.comFederal Research and Clinical Center of Intensive Care Medicine and RehabilitologyФедеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологииFederal Research and Clinical Center of Intensive Care Medicine and RehabilitologyФедеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии090120260502202616430411009202524112025Copyright ©; 2026, Eco-VectorCopyright ©; 2026, Эко-Вектор2026Eco-VectorЭко-Векторhttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0https://clinpractice.ru/clinpractice/article/view/690269

BACKGROUND: The suppurative lung disease accompanied by destruction of lung tissueinclude the pleural empyema with or without fistula, the lung abscess with or without sequestration, the gangrenous abscess and several other less frequent conditions. The mortality among patients with this profile, considered as critical illness, remains high due to the development of life-threatening complications. The early stratification of patients by the risk of such complications can be useful for the physician when choosing the strategy for personalized treatment. The genetic variability of the AQP4 gene, the expression of which on the surface of cells in the lungs and in the immune system may have the pathogenetic meaning for the development of lung diseases and their complications, is the source of early markers for predicting the course of suppurative lung diseases. Previously we have demonstrated that the polymorphic gene variants of AQP4 rs1058427 are associated with the septic shock development and the outcome of sepsis. The contribution of AQP4 into the development of pulmonary hypertension was not investigated previously. AIM: To clarify the contribution of the AQP4 gene polymorphic variants and pathogenically relevant immune cells levels to the development of pulmonary hypertension in patients with the suppurative lung disease. METHODS: The research included the patients aged 18–87 years with suppurative lung diseases developed after the previous community-acquired pneumonia. Pulmonary hypertension was detected using the echocardiography (as demonstrated by the parameters of systolic pressure in the pulmonary artery ≥36 mm.Hg. and regurgitation rate of the tricuspid valve ≥2.9 m/sec). In all patients, the genotypes of AQP4 rs1058427 were determined. RESULTS: The presence of the AQP4 rs1058427 minor allele Т in patients with the suppurative lung disease was associated with the development of pulmonary hypertension and with the increase in blood monocytes count, with the presence of minor genotypes GT or TT of AQP4 rs1058427 indicating the high risk of developing the pulmonary hypertension. In cases of separately analyzing the subgroups of patients with or without the previous episodes of laboratory confirmed COVID-19, the statistical significance of the association remained only for the carriers of the allele Т and with no documented history of COVID-19 episode. CONCLUSION: The presence of the minor allele AQP4 rs1058427 (genotypes GT or TT) in the genotype of patients with the suppurative disease of the lungs has determined the increased risk of developing the pulmonary hypertension and the increased blood monocytes count.

Обоснование. К гнойно-деструктивным заболеваниям лёгких относятся эмпиема плевры со свищом и без свища, абсцесс лёгкого с секвестрацией и без секвестрации, гангренозный абсцесс и др. Летальность пациентов этого профиля, находящихся в критическом состоянии, остаётся высокой вследствие развития жизнеугрожающих осложнений. Ранняя стратификация пациентов по риску таких осложнений может быть полезна при выборе врачом стратегии персонализированного лечения. Генетическая вариабельность гена AQP4, экспрессия которого на поверхности клеток лёгких и иммунной системы может иметь патогенетическое значение для развития лёгочных заболеваний и их осложнений, является источником ранних маркеров прогноза течения гнойно-деструктивных заболеваний лёгких. Ранее мы показали, что генетически полиморфные варианты AQP4 rs1058427 ассоциируются с развитием септического шока и исходом сепсиса. Вклад AQP4 в развитие лёгочной гипертензии ранее не исследовали. Цель исследования — определить вклад полиморфных вариантов гена AQP4 в развитие лёгочной гипертензии и содержание патогенетически значимых для её развития клеточных маркеров иммунной системы у пациентов с гнойно-деструктивными заболеваниями лёгких. Методы. В исследование включены пациенты в возрасте 18–87 лет с гнойно-деструктивными заболеваниями лёгких, развившимися после перенесённой внебольничной пневмонии. Лёгочную гипертензию определяли с помощью эхокардиографии (на её наличие указывали параметры систолического давления лёгочной артерии ≥36 мм рт.ст. и скорости регургитации трикуспидального клапана ≥2,9 м/c). У всех пациентов определяли также генотипы AQP4 rs1058427. Результаты. Наличие минорного аллеля Т AQP4 rs1058427 у пациентов с гнойно-деструктивными заболеваниями лёгких ассоциировано с развитием лёгочной гипертензии и повышенным количеством моноцитов в крови, наличие минорных генотипов GT или TT AQP4 rs1058427 указывает на высокий риск развития лёгочной гипертензии. При раздельном анализе подгрупп пациентов, переболевших и не переболевших COVID-19, статистическая значимость ассоциации сохранилась только для пациентов-носителей аллеля Т, не перенёсших COVID-19. Заключение. Наличие в генотипе пациентов с гнойно-деструктивными заболеваниями лёгких минорного аллеля AQP4 rs1058427 (генотипы GT или TT) определяет повышенный риск развития лёгочной гипертензии и повышенное содержание моноцитов в крови.

lung diseaseslung abscessgangreneempyema pleuralpneumoniapulmonary hypertensionCOVID-19aquaporin 4polymorphism geneticrs1058427гнойно-деструктивные заболевания лёгкихабсцесс лёгкогогангрена лёгкогоэмпиема плеврывнебольничная пневмониялёгочная гипертензияCOVID-19AQP4генетический полиморфизмrs1058427Ministry of Science And Higher Education of the Russian FederationМинистерство науки и высшего образования Российской ФедерацииBiomarker research studies were funded by the Ministry of Science and Higher Education of Russian Federation to FSCC CCMRM (Principal Investigator — V.M. Pisarev). This publication was not supported by any external sources of funding.Исследования биомаркеров были профинансированы Министерством науки и высшего образования Российской Федерации для FSCC CCMRM (главный исследователь — В.М. Писарев). Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении поисково-аналитической работы и подготовке рукописи.Корымасов Е.А., Яблонский П.К., Жестков К.Г., и др. Национальные клинические рекомендации «Нагноительные заболевания легких». Ассоциация торакальных хирургов России, 2025. [Korymasov EA, Yablonskii PK, Zhestkov KG, et al. National clinical guidelines «Suppurative lung diseases». Association of Thoracic Surgeons of Russia; 2025. (In Russ.)]. Режим доступа: http://thoracic.ru/wp-content/uploads/НКР-по-лечению-нагноительных-заболеваний-легких-_ПРОЕКТ_.pdf Дата обращения: 20.12.2025.Шойхет Я.Н., Рощев И.П., Сыздыкбаев М.К., Устинов В.Г. Лечение острых абсцессов легкого без секвестрации // Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2012. № 9. С. 55–59. [Shoĭkhet IN, Roshchev IP, Syzdykbaev MK, Ustinov VG. Treatment of the acute lung abscess without sequestration. Pirogov Russian Journal of Surgery. 2012;(9):55–59]. EDN: PIENJPРастомпахов С.В., Коган А.С., Григорьев Е.Г. Этиопатогенез и лечение в развитии гангрены легкого // Сибирский научный медицинский журнал. 2008. Т. 28, № 1. С. 30–34. [Rastompakhov SV, Kogan AS, Grigoryev EG. Etiopathogenesis and treatment of pulmonary gangrene. Siberian scientific medical journal. 2008;28(1):30–34]. EDN: JUHNNRShen KR, Bribriesco A, Crabtree T, et al. The American Association for Thoracic Surgery consensus guidelines for the management of empyema. J Thorac Cardiovasc Surg. 2017;153(6):e129–e146. doi: 10.1016/j.jtcvs.2017.01.030Багненко С.Ф., Горобец Е.С., Гусаров В.Г., и др. Клинические рекомендации «Сепсис (у взрослых)» // Вестник анестезиологии и реаниматологии. 2025. Т. 22, № 1. С. 80–109. [Bagnenko SF, Gorobets ES, Gusarov VG, et al. Clinical guidelines «Sepsis (in adults)». Messenger of anesthesiology and resuscitation. 2025;22(1):80–109]. doi: 10.24884/2078-5658-2025-22-1-81-109 EDN: TXBXUWКиров М.Ю., Кузьков В.В., Проценко Д.Н., и др. Септический шок у взрослых: клинические рекомендации Общероссийской общественной организации «Федерация анестезиологов и реаниматологов» // Вестник интенсивной терапии имени А.И. Салтанова. 2023. № 4. С. 7–42. [Kirov MY, Kuzkov VV, Protsenko DN, et al. Septic shock in adults: guidelines of the All-Russian public organization “Federation of Anesthesiologists and Reanimatologists”. Annals of critical care. 2023;(4):7–42]. doi: 10.21320/1818-474X-2023-4-7-42 EDN: UIEXXWЧумаченко А.Г., Григорьев Е.К., Черпаков Р.А., и др. Зависимость течения и исхода сепсиса от генетического варианта 3`-области гена аквапорина 4 (AQP4) и коморбидности // Общая реаниматология. 2023. Т. 19, № 5. С. 4–12. [Chumachenko AG, Grigoriev EK, Cherpakov RA, et al. Sepsis course and outcome depends on the genetic variant in the 3`-region of Aquaporin 4 gene AQP4 and comorbidities. General reanimatology. 2023;19(5):4–12]. doi: 10.15360/1813-9779-2023-5-2291 EDN: IQOXGDФетлам Д.Л., Чумаченко А.Г., Вязьмина М.Д., и др. Прогностические маркеры гнойно-деструктивных заболеваний легких // Общая реаниматология. 2024. Т. 20, № 2. С. 14–28. [Fetlam DL, Chumachenko AG, Vyazmina MD, et al. Prognostic markers of acute suppurative lung disease. General reanimatology. 2024;20(2):14–28]. doi: 10.15360/1813-9779-2024-2-14-28 EDN: PASKGGФетлам Д.Л., Чумаченко А. Г., Данилов А.В., и др. Эритроцитарный индекс RDW как маркер прогноза течения и исхода эмпиемы плевры, развившейся после пневмонии: проспективное когортное исследование // Вестник интенсивной терапии имени А.И. Салтанова. 2024. № 3. С. 125–138. [Fetlam DL, Chumachenko AG, Danilov AV, et al. Red cell Distribution Width Index as prognostic marker of the course and outcome of pleural empyema developing after pneumonia: a prospective cohort study. Annals of critical care. 2024;(3):125–138]. doi: 10.21320/1818-474X-2024-3-125-138 EDN: IXQIQUКовзель В.А., Давыдова Л.А., Лапина Т.А., и др. Генетический, метаболомный, протеомный полиморфизм и клинические фенотипы сепсиса // Общая реаниматология. 2024. Т. 20, № 6. С. 36–53. [Kovzel VA, Davydova LA, Lapina TA, et al. Genetic, metabolic, and proteomic polymorphisms and clinical phenotypes of sepsis. General reanimatology. 2024;20(6):36–53]. doi: 10.15360/1813-9779-2024-6-2470 EDN: RQSXYNГринь О.О., Белобородова Н.В., Грекова М.С., и др. Прогнозирование локальных инфекционно-воспалительных осложнений при реконструктивных операциях на аорте // Общая реаниматология. 2025. Т. 21, № 1. С. 4–14. [Grin OO, Beloborodova NV, Grekova MS, et al. Prediction of local infectious and inflammatory complications after reconstructive surgery of aorta. General reanimatology. 2025;21(1):4–14]. doi: 10.15360/1813-9779-2025-1-4-14 EDN: TYOIBWМалев Э.Г., Маликов К.Н., Гончарова Н.С., и др. Эхокардиографическая диагностика легочной гипертензии: от простого к сложному // Кардиология. 2025. Т. 65, № 5. С. 58–69. [Malev EG, Malikov KN, Goncharova NS, et al. Echocardiography in the diagnosis of pulmonary hypertension: from basic to advanced. Kardiologiia. 2025;65(5):58–69]. doi: 10.18087/cardio.2025.5.n2915 EDN: UTQGCIVandebroek A, Yasui M. Regulation of AQP4 in the central nervous system. Int J Mol Sci. 2020;21(5):1603. doi: 10.3390/ijms21051603 EDN: JLEWTFVerkman AS, Phuan PW, Asavapanumas N, Tradtrantip L. Biology of AQP4 and anti-AQP4 antibody: therapeutic implications for NMO. Brain Pathol. 2013;23(6):684–695. doi: 10.1111/bpa.12085Clarke-Bland CE, Bill RM, Devitt A. Emerging roles for AQP in mammalian extracellular vesicles. Biochim Biophys Acta Biomembr. 2022;1864(3):183826. doi: 10.1016/j.bbamem.2021.183826 EDN: ZTCWRNJaskiewicz L, Hejne K, Szostak B, et al. Expression profiles of AQP3 and AQP4 in lung adenocarcinoma samples generated via bronchoscopic biopsies. J Clin Med. 2022;11(19):5954. doi: 10.3390/jcm11195954 EDN: PXHTFSVerkman AS. Role of aquaporins in lung liquid physiology. Respir Physiol Neurobiol. 2007;159(3):324–330. doi: 10.1016/j.resp.2007.02.012Castañeyra-Ruiz L, González-Marrero I, Hernández-Abad LG, et al. AQP4, astrogenesis, and hydrocephalus: a new neurological perspective. Int J Mol Sci. 2022;23(18):10438. doi: 10.3390/ijms231810438 EDN: EZZPEMJeon H, Kim M, Park W, et al. Upregulation of AQP4 improves blood-brain barrier integrity and perihematomal edema following intracerebral hemorrhage. Neurotherapeutics. 2021;18(4): 2692–2706. doi: 10.1007/s13311-021-01126-2 EDN: RKSURHJiang Q, Dong X, Hu D, et al. Aquaporin 4 inhibition alleviates myocardial ischemia-reperfusion injury by restraining cardiomyocyte pyroptosis. Bioengineered. 2021;12(1): 9021–9030. doi: 10.1080/21655979.2021.1992332 EDN: BEZORWRutkovskiy A, Stensløkken KO, Mariero LH, et al. Aquaporin-4 in the heart: expression, regulation and functional role in ischemia. Basic Res Cardiol. 2012;107(5):280. doi: 10.1007/s00395-012-0280-6 EDN: RMDEWBZhou X, Cheng FC, Wang HL. Correlations of AQP4 expression and polymorphism with diabetic retinopathy. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2021;25(3):1169–1176. doi: 10.265/eurrev_202102_24819Wang R, Peng L, Xiao Y, et al. Single-cell RNA sequencing reveals changes in glioma-associated macrophage polarization and cellular states of malignant gliomas with high AQP4 expression. Cancer Gene Ther. 2023;30(5):716–726. doi: 10.1038/s41417-022-00582-y EDN: HOVFCCRump K, Adamzik M. Function of aquaporins in sepsis: a systematic review. Cell Biosci. 2018;8(1):10. doi: 10.1186/s13578-018-0211-9 EDN: YFSJCPLinn BS, Linn MW, Gurel L. Cumulative illness rating scale. J Am Geriatr Soc. 1968;16(5):622–626. doi: 10.1111/j.1532-5415.1968.tb02103.xRahman NM, Kahan BC, Miller RF, et al. A clinical score (RAPID) to identify those at risk for poor outcome at presentation in patients with pleural infection. Chest. 2014;145(4):848–855. doi: 10.1378/chest.13-1558Dardiotis E, Siokas V, Marogianni C, et al. AQP4 tag SNPs in patients with intracerebral hemorrhage in Greek and Polish population. Neurosci Lett. 2019;696:156–161. doi: 10.1016/j.neulet.2018.12.025Брегель Л.В., Белозеров Ю.М., Новиков П.В., Школьникова М.А. Генетика легочной гипертензии // Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2014. Т. 59, № 1. С. 22–27. [Bregel LV, Belozerov YuM, Novikov PV, Shkolnikova MA. The genetics of pulmonary hypertension. Russian bulletin of perinatology and pediatrics. 2014;59(1):22–27]. EDN: RWIMVJKumar R, Nolan K, Kassa B, et al. Monocytes and interstitial macrophages contribute to hypoxic pulmonary hypertension. J Clin Invest. 2025;135(6):e176865. doi: 10.1172/JCI176865 EDN: LHKLUUCharlson ME, Pompei P, Ales KL, et al. A new method of classifying prognostic comorbidity in longitudinal studies: development and validation. J Chronic Dis. 1987;40(5):373–383. doi: 10.1016/0021-9681(87)90171-8Appelboom G, Bruce S, Duren A, et al. Aquaporin-4 gene variant independently associated with oedema after intracerebral haemorrhage. Neurol Res. 2015;37(8):657–661. doi: 10.1179/1743132815Y.0000000047Li J, Yang D, Lin L, et al. Important functions and molecular mechanisms of aquaporins family on respiratory diseases: potential translational values. J Cancer. 2024;15(18):6073–6085. doi: 10.7150/jca.98829 EDN: DBRGVQLi X, Zhu J, Zhong Y, et al. Targeting long noncoding RNA-AQP4-AS1 for the treatment of retinal neurovascular dysfunction in diabetes mellitus. EBioMedicine, 2022,77:103857. doi: 10.1016/j.ebiom.2022.103857Nicosia M, Miyairi S, Beavers A, et al. Aquaporin 4 inhibition alters chemokine receptor expression and T cell trafficking. Sci Rep. 2019; 9: 7417. doi: 10.1038/s41598-019-43884-2