THE EFFECT OF SURFACTANT THERAPY ON SURFACTANT PROTEINS IN PRETERM NEONATES

R.O. Beylərov; I.A. Mirzayeva; N.T. Sharifova; G.A Novruzova; B.A. Namazova; N.O Mollayeva

doi:10.28942/atuj.v5i2y2025.129

Abstract

Respiratory distress syndrome (RDS) in preterm infants (PTIs) is a pathology associated with severe complications and high mortality, with its etiological mechanism related to pulmonary surfactant deficiency or inactivation. Although exogenous surfactant therapy is the standard treatment approach in modern neonatology, its impact on surfactant proteins (SP-A, SP-D) remains insufficiently clarified. This study aimed to investigate the significance of serum and tracheobronchial lavage (TBL) SP-A and SP-D levels in preterm infants receiving early and repeat surfactant therapy, with respect to surfactant therapy strategies. A total of 122 PTIs with respiratory failure were enrolled. According to birth weight, infants were divided into two groups: very low birth weight (VLBW, 1000–1500 g, n=80) and extremely low birth weight (ELBW, <1000 g, n=42). All patients were further classified according to surfactant therapy: those receiving early surfactant therapy (EST), repeat surfactant therapy (RST), or no surfactant therapy. With decreasing birth weight and gestational age, the severity of respiratory failure (Silverman score) and the need for invasive intervention significantly increased. EST was administered to 62 infants, of whom 40 (64.5%) required RST. SP-A and SP-D levels were measured using Human SP-A and SP-D ELISA kits (Sun Red Bio, China), and statistical analysis was performed with SPSS version 20. In serum, SP-A1 levels were 1.5-fold higher in infants without EST (14.54 ± 22.1 ng/ml) compared with those with EST (9.33 ± 13.1 ng/ml), whereas SP-D1 levels were similar in both groups. Longitudinally, SP-D2 levels were 1.4-fold higher in infants without EST (326.1 ± 355.8 ng/ml) compared with those receiving EST (233.7 ± 208.9 ng/ml). In TBL samples, SP-A levels were 2.4-fold higher in non-EST infants (30.2 ± 28.65 ng/ml) compared with EST infants (12.7 ± 3.66 ng/ml), and SP-D levels were likewise 2.4-fold higher in non-EST infants (248 ± 201.17 ng/ml vs. 105.29 ± 42.25 ng/ml; p>0.05). In the RST analysis, serum SP-A1 levels were comparable between infants with and without RST (10.06 ± 12.7 vs. 8.41 ± 13.9 ng/ml; p>0.05). However, SP-A2 levels were markedly higher in non-RST infants (29.8 ± 23.4 ng/ml) compared with those receiving RST (1.8 ± 1.0 ng/ml; p<0.05). Serum SP-D1 levels were slightly higher in non-RST infants (160.8 ± 244.6 ng/ml) than in RST infants (127.7 ± 211.8 ng/ml; p>0.05). Notably, SP-D2 levels were 14.9-fold higher in non-RST infants (389.6 ± 108.6 ng/ml) compared with RST infants (26.0 ± 0.8 ng/ml; p<0.05). In TBL samples, SP-D levels were 1.7-fold higher in RST infants (120.3 ± 40.0 ng/ml) compared with non-RST infants (67.7 ± 17.0 ng/ml; p<0.05). Conclusion: The effect of RST is explained not only by the mechanical regulation of surface tension but also by the involvement of immunological mechanisms. SP-A and SP-D levels may be considered clinical biomarkers for optimizing surfactant therapy strategies during the neonatal period.

Cover Letter

GIRIŞ
Respirator distress sindromu (RDS) vaxtından əvvəl doğulan uşaqlarda (VƏDU) ağır fəsadlar və ölümlə nəticələnə bilən bir patologiyadır. Bu sindromun əsas etioloji mexanizmi ağciyər surfaktantının çatışmazlığı, disfunksiyası və ya inaktivasiyası ilə əlaqədardır. Ağciyər surfaktantı alveolyar epitelin səthini örtən lipoproteid kompleksidir. O, II tip alveolositlər tərəfindən sintez olunur, ağciyər alveollarında səthi gərilməni azaltmaqla, onların kollapsının və atelektazların inkişafının qarşısını alır. Ağciyər surfaktantının ən vacib funksiyası tənəffüs mexanikasının təmin edilməsi, normal alveol morfologiyasının qorunmasıdır [1,2,6,8,13].

Surfaktant qarışığının əsasını lipidlər (≈90%) və zülallar (5–10%) təşkil edir və dörd zülal komponentindən – SP-A, SP-B, SP-C və SP-D ibarətdir. Hidrofob SP-B və SP-C lipidlərin yayılması və stabilliyini təmin edərək inspirasiya zamanı ağciyərlərin açılmasına, ekspirasiya zamanı isə alveolların kollapsdan qorunmasına xidmət edir. Hidrofil SP-A və SP-D isə anadangəlmə immun müdafiənin əsas hissəsi kimi patogenlərin eliminasiyasında və iltihabi reaksiyaların tənzimlənməsində, surfaktant homeostazının qorunmasında mühüm rol oynayır [4,5,7,8,9,10,11,14]

Surfaktant terapiyası ilk dəfə 1980-ci illərdə klinik praktikada tətbiq olunmağa başlanmış və qısa müddət ərzində RDS diaqnozu qoyulmuş və ya bu riski daşıyan yenidoğulmuşlarda standart müalicə yanaşmasına çevrilərək, intensiv neonatal terapiya və respirator reanimasiya sahəsində inqilabi bir metod kimi dəyərləndirilir. Bu yanaşma, VƏDU-ın sağ qalma şansını əhəmiyyətli dərəcədə artırmışdır [7,13].

RDS-lu VƏDU-ın sağalması üçün ağciyərlərdə tam funksional endogen surfaktant sisteminin postnatal inkişafı zəruridir. Lakin ekzogen surfaktantın yetkinləşməmiş ağciyərdə endogen surfaktant sisteminin inkişafına təsiri hələ də kifayət qədər tədqiq olunmamışdır. Bəzi mənbələrdə ekzoğen surfaktantın stumulyasiyaedici, bəzilərində isə əksinə inaktivasiya edici xüsusiyyətləri bildirilir.[3,12] Ağciyər surfaktantının bioloji aktivliyi, fosfolipidlərin və SP-A, SP-B və SP-C zülallarının kompleks qarşılıqlı təsiri nəticəsində əldə olunur [8,9].

Hazırda klinik praktikada istifadə edilən heyvan mənşəli surfaktant preparatları yalnız hidrofob SP-B və SP-C zülallarını ehtiva edir, çünki hidrofil SP-A və SP-D istehsal prosesində xaric edilir. Ölkəmizdə ən geniş istifadə olunan preparatlardan biri Kurosurf (poraktant alfa) olub, donuz mənşəli təbii ağciyər surfaktantından əldə edilmiş, 99%-i fosfolipidlərdən və 1%-i hidrofob zülallardan (SP-B və SP-C) ibarət ekstraktdır. Standart neonatal doza 100–200 mq/kq (1,25–2,5 ml/kq) təşkil edir və preparat yalnız intratraxeal yolla tətbiq olunur[6,8].

VƏDU-da RDS-un əsas mexanizmi surfaktantın kəmiyyət və keyfiyyət pozulması ilə bağlıdır. Əksər surfaktant preparatların tərkibində yalnız fosfolipidlər və hidrofob zülallar (SP-B, SP-C) olduğundan, terapiya alveolların səthi gərilməsini müvəqqəti tənzimləsə də, immun müdafiə və tam funksional bərpanı təmin etmir. Bu çatışmazlıq isə uzunmüddətli dövrdə müxtəlif ağır respirator və inkişafla bağlı patologiyaların yaranma riskini artırır.

Tədqiqatın məqsədi: Apardığımız tədqiqatda erkən və təkrar surfaktant terapiyası alan VƏDU-dan ğötürülmüş həm qan, həm də traxeobronxial lavaj (TBL) nümunələrində SP-A və SP-D səviyyələrinin surfaktant terapiyasının strateğiyasında əhəmiyyətini araşdırmaqdır.

MATERİAL VƏ METODLAR
Tədqiqat ETPİ-nun Anesteziologiya Reanimasiya İntensiv terapiya, ETMGİ-nun, RKX-nın, RPM-in yenidoğulmuşların reanimasiyası şöbələrində müalicə alan VƏDU-lardan seçilmiş xəstələr arasında aparılmışdır. Tədqiqata 122 nəfər tənəffüs çatışmazlığı (TÇ) olan VƏDU daxil edilib və onlarda doğum çəkilərinə əsasən iki qrupa bölünmüşdür: çox az çəkili (ÇAÇ) doğum çəkisi 1000–1500 qr olan n=80, ekstremal az çəkili (EAÇ) doğum çəkisi <1000 qram olan n=42 VƏDU. Ümumilikdə bütün xəstələrdə surfaktant terapiyasının tətbiqi ayrıca qiymətləndirilmişdir. Bu məqsədlə körpələr erkən surfaktant terapiyası (EST) alanlar, təkrar surfaktant terapiyası (TST) alanlar və surfaktant terapiyası almayanlar olmaqla təsnif edilmişdir. Tədqiqatın daxil edilmə və xaric edilmə meyarları müəyyən olunmuşdur və yalnız hestasiya yaşı ≤32 həftə, doğum çəkisi <1500 qram olan, tənəffüs pozulması sindromu (TPS) diaqnozu qoyulmuş, həyatın ilk 24 saatında reanimasiya şöbəsinə qəbul edilmiş VƏDU daxil edilmişdir. Anadangəlmə inkişaf anomaliyaları, metabolik və genetik sindromları olan körpələr isə istisna edilib.

TÇ Silverman şkalası ilə qiymətləndirilib. 1-ci cədvəldən ğöründüyü kimi, doğum çəkisi və hestasiya yaşı azaldıqca, TÇ-nın ağırlıq dərəcəsi (Silverman balı) əhəmiyyətli dərəcədə artıb və belə körpələrin invaziv müdaxiləyə ehtiyacı daha yüksək olub. TÇ-nın ağırlıq dərəcəsi, oksiğenə olan tələbat, qan qazlarını, hestasiya yaşı və doğum çəkisinı nəzərə alaraq n=62 xəstəyə ilkin dozada erkən surfaktant terapiya (EST) 200 mq/kq hesabı ilə (kurosurf) təyin edilmiş, qeyri invaziv və invaziv respirator terapiya ilə müalicə davam etdirilmişdir. EST alan 62 uşaqdan 40 nəfərində (64,5%) təkrar surfaktant terapiya (TST) 100 mq/kq hesabı ilə təyin edilmişdir.

Tədqiqatda VƏDU -da həyatın 1-7-ci və 10-14-cü günlərində qan zərdabından və invaziv ventilyasiya aparılan VƏDU-da yanaşı olaraq TBL bioloji material toplanılıb. SP-A, SP-D səviyyələri Sun Red Bio-dan (Çin) Human SP-A və SP-D ELISA Kit-dən istifadə etməklə müəyyən edilmişdir. Reaksiyaların nəticələri ng/ml ilə ifadə edilərək, tədqiqatın gedişində alınan nəticələr müasir tövsiyyələr nəzərə alınmaqla statistik təhlil olunub. Statistik işlənmələr SPSS 20 paketi vasitəsi ilə aparılıb. Parametrik verilənlər normal paylandığı halda Student T, qeyri-normal paylandığı halda Mann-Whitney meyarı tətbiq edilib. Korrelyasiya əlaqələri Spearman testi ilə öyrənilib.

NƏTİCƏLƏR VƏ ONLARIN MÜZAKİRƏSİ
Qanda SP-A1 göstəricisi EST almayanlarda 14,54±22,1nq/ml, alanlardan (9,33±13,1nq/ml) 1,5 dəfə yüksək olmuşdur. SP-D1 göstəricisi hər iki qrupda demək olar eyni olmuşdur (142,9±181,3nq/ml və 142,6±224,7nq/ml). Dinamikada SP-D2 göstəricisi EST almayanlarda 326,1±355,8nq/ml, alanlardan (233,7±208,9nq/ml) 1,4 dəfə yüksək olmuşdur. TBL nümunələrində isə EST almayanlarda SP-A səviyyəsi 30,2±28,65nq/ml, alanlardan 2,4 dəfə (12,7±3,66nq/ml) yüksək olub və SP-D səviyyələri EST almayanlarda 248±201,17nq/ml, alanlardan (105,29±42,25nq/ml) müqayisədə 2,4 dəfə yüksək olmuşdur. Cədvəl 2-nin nəticələrinə əsasən, EST alan və almayan qruplar arasında SP-A və SP-D səviyyələri üzrə statistik dürüst fərq müşahidə olunmamışdır (p>0,05).

Alınan nəticələrə görə, EST əsasən alveolyar kollapsın qarşısının alınmasına yönəlmişdir. Bu, neonatal reanimasiyada çoxdan məlum təsir mexanizmi olub, bizim nəticələrimiz də əvvəlki tədqiqatlarla uyğunluq təşkil edir. EST alan və almayan körpələr arasında SP-A və SP-D səviyyələrində statistik əhəmiyyətli fərqin olmaması (p>0,05) göstərir ki, erkən mərhələdə surfaktant tətbiqi endogen surfaktant zülallarının sintezini və ya lokal səviyyədə yığılmasını stimullaşdırmır. Bunun səbəbi kimi bir neçə amil nəzərə çarpır: həyatın ilk saatlarında II tip pnevmotsitlərin yetkin olmaması, SP-A və SP-D sintezinin zəifliyi, EST-in təsirinin daha çox mexaniki stabilləşmə ilə məhdudlaşması və immunoloji mexanizmlərin aktivləşməsi üçün kifayət qədər vaxtın olmaması. Bu cədvəl TST alan və almayan uşaqlarda SP-A və SP-D səviyyələrinin müqayisəsini göstərir. Qanda SP-A1 göstəriciləri hər iki qrupda yaxın olmuşdur (8,41±13,9nq/ml və 10,06±12,7nq/ml; p>0,05), lakin SP-A2 TST almayanlarda 16,5 dəfə (29,8±23,4nq/ml) yüksək olmuş, TST alanlarda isə cəmi 1,8±1,0nq/ml səviyyəsində qeydə alınmış və bu fərq statistik cəhətdən əhəmiyyətli olmuşdur (p<0,05). Qanda SP-D1 göstəriciləri TST almayanlarda 160,8±244,6nq/ml, alanlardan (127,7±211,8nq/ml) 1,2 dəfə yüksək olmuşdur (p>0,05), SP-D2 TST almayanlarda (389,6±108,6nq/ml), TST alanlardan (26,0±0,8nq/ml) 14,9 dəfə yüksək olmuşdur və bu da dürüst fərq vermişdir (p<0,05). TBL nümunələrindədə SP-D səviyyəsi TST almayanlarda 67,7±17,0nq/ml olduğu halda, TST alanlarda 120,3±40,0nq/ml olmuşdur. TBL-da SD-D səviyyəsi TST alanlarda almayanlarla müqayisədə 1,7 dəfə yüksək olmuş və bu artım da statistik cəhətdən əhəmiyyətli hesab edilmişdir (p<0,05). Beləliklə, nəticələr göstərir ki, TST alanlarda SP-A2 və SP-D2 səviyyələri qanda əhəmiyyətli dərəcədə aşağı düşür, lakin TBL-da əksinə SP-D əhəmiyyətli dərəcədə yüksəlir.

TST alanlarda qanda SP-A2 və SP-D2 səviyyələrinin azalması, lakin TBL-da xüsusilə, SP-D-nin, həmçinin müəyyən qədər SP-A-nın nəzərəçarpacaq yüksəlməsi müşahidə olunmuşdur (p<0,05). Bu fərqlilik göstərir ki, TST yalnız surfaktant zülallarının paylanma dinamikasına deyil, həm də onların alveolyar səviyyədə immunoloji funksiyalarının aktivləşməsinə şərait yaradır. TST adətən, daha ağır respirator patologiyalı, yüksək oksigen tələbatlı və uzunmüddətli ventilyasiya ehtiyacı olan VƏDU-da tətbiq olunur. Belə hallarda alveolyar mühitdə oksidativ stres və iltihabi mediatorların təsiri II tip pnevmotsitlərin fəaliyyətini stimullaşdıraraq endogen SP-A və SP-D sintezini artırır və onların alveolyar səthdə lokallaşmasına səbəb olur.

Biomarker göstəricilərinin təhlili ilə yanaşı klinik gediş də izlənmişdir. TST almayanlarda oksigen tələbatı (FiO₂) 40.82 ± 22.87%, TST alanlarda isə 60.13 ± 24.61% olmuşdur (p<0.05), bu da TST alan VƏDU-da daha yüksək oksigen ehtiyacını göstərir. Oksigenasiya indeksi (Oİ) TST almayanlarda 5.61 ± 7.40, TST alanlarda isə 11.91 ± 15.74 olmuşdur (p<0.05). Orta hava yolu təzyiqinin (MAP) müqayisəsi göstərmişdir ki, TST almayanlarda oksigenasiyanı təmin etmək üçün daha yüksək təzyiq tələb olunmuş (6.25 ± 0.93 smH₂O), halbuki TST alanlarda bu göstərici daha aşağı olmuşdur (5.00 ± 1.18 smH₂O, p<0.05). Bu fakt TST almayanlarda ventilyator parametrlərinin optimallaşdırılması ilə oksigenasiyanın qismən təmin oluna bildiyini, TST alanlarda isə effektiv oksigenləşmənin yalnız ventilyator dəstəyi ilə deyil, əlavə surfaktant terapiyası ilə mümkün olduğunu göstərir. EST alanlarda isə FiO₂ tələbatının azalması, MAP göstəricilərinin aşağı saxlanılması və ventilyator parametrlərinə ehtiyacın nisbətən az olması müşahidə olunmuşdur. Bununla yanaşı, TST alanlarda respirator dəstəyə asılılığın daha uzun davam etməsi və TBL-da SP-D səviyyəsinin əhəmiyyətli yüksəlməsi alveolyar immun cavabın aktivləşməsi ilə uyğunluq təşkil etmişdir. Ümumilikdə bu nəticələr göstərir ki, surfaktant terapiyası yalnız biomarker səviyyələrinə deyil, həm də klinik parametrlərin dinamikasına təsir etməklə müalicə strategiyasının praktik əsaslandırılmasına şərait yaradır.

YEKUN
Beləliklə, erkən və təkrar surfaktant terapiyası alan VƏDU-dan ğötürülmüş həm qan, həm də TBL nümunələrindəki SP-A və SP-D səviyyələrini təhlil edərək aşağıdakı nəticələr alınmışdır:
1.VƏDU-da EST əsasən ağciyərlərdə mexaniki stabillik yaratmaqla məhdud qalır, immunoloji cavabı stimullaşdırmır.
2.VƏDU-da TST isə həm surfaktant zülallarının alveolyar səviyyədə toplanmasına, həm də lokal immun müdafiə mexanizmlərinin formalaşmasına şərait yaradır.
3.VƏDU-da EST oksigen tələbatını və ventilyator dəstəyinə ehtiyacı azaltdığı halda, yüksək FiO₂ və Oİ göstəriciləri ilə yanaşı uzunmüddətli respirator asılılıq TST ehtiyacın yaranması ilə əlaqədardır. Tədqiqat nəticələrinə görə, SP-A və SP-D səviyyələri neonatal dövrdə surfaktant terapiyası strategiyasının optimallaşdırılmasında klinik praktikada biomarker kimi qiymətləndirilə bilər.

Figures

Keywords

References

1 Sweet DG, Carnielli VP, Greisen G, Hallman M, Klebermass-Schrehof K, Ozek E, Te Pas A, Plavka R, Roehr CC, Saugstad OD, Simeoni U, Speer CP, Vento M, Visser GHA, Halliday HL. European Consensus Guidelines on the Management of Respiratory Distress Syndrome: 2022 Update. Neonatology. 2023;120(1):3-23. doi:10.1159/000528914.
2 Ng EH, Shah V. Guidelines for surfactant replacement therapy in neonates. Paediatr Child Health. 2021;26(1):35-49. doi:10.1093/pch/pxaa116.
3 Willems CH, Urlichs F, Seidenspinner S, Kunzmann S, Speer CP, Kramer BW. Poractant alfa (Curosurf®) increases phagocytosis of apoptotic neutrophils by alveolar macrophages in vivo. Respir Res. 2012;13(1):17. doi:10.1186/1465-9921-13-17.
4 Mapindra MP, Castillo-Hernandez T, Clark H, Madsen J. Surfactant Protein-A and its immunomodulatory roles in infant respiratory syncytial virus infection: a potential for therapeutic intervention? Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2025;328(1):L179-L196. doi:10.1152/ajplung.00199.2024.
5 Shamim A, Abdul Aziz M, Saeed F, Kumari R, Joseph AM, Ponnachan P, Kishore U, Masmoudi K. Revisiting surfactant protein D: an immune surveillance molecule bridging innate and adaptive immunity. Front Immunol. 2024;15:1491175. doi:10.3389/fimmu.2024.1491175.
6 Yalaz M, Tanriverdi S, Uygur Ö, Altun Köroğlu Ö, Azarsiz E, Aksu G, Kültürsay N. Early immunomodulatory effects of different natural surfactant preparations in preterms with respiratory distress. Front Pediatr. 2022;10:845780. doi:10.3389/fped.2022.845780.
7 Jeon GW. Surfactant preparations for preterm infants with respiratory distress syndrome: past, present, and future. Korean J Pediatr. 2019;62(5):155-61. doi:10.3345/kjp.2018.07185.
8 Antonov AG, Ryndin AY. Сурфактант-БЛ в комплексной терапии респираторных нарушений у новорожденных детей. Vopr Prakt Pediatr. 2007;2(4):61-4.
9 Yasmin H, Kishore U. Biological activities of SP-A and SP-D against extracellular and intracellular pathogens. In: The Collectin Protein Family and Its Multiple Biological Activities. Cham: Springer; 2021. p.103-33. doi:10.1007/978-3-030-67048-1_5.
10 Nikolaev KY, Kharlamova OS, Kosarev IA, Dadashova NF, Lapitskaya YK. SP-A and SP-D surfactant proteins and conventional risk factors for chronic non-infectious human disease. Siberian Scientific Medical Journal. 2023;43(3):28-38.
11 Verlato G, Simonato M, Giambelluca S, Fantinato M, Correani A, Cavicchiolo ME, Priante E, Carnielli V, Cogo P. Surfactant components and tracheal aspirate inflammatory markers in preterm infants with respiratory distress syndrome. J Pediatr. 2018;203:442-6.
12 Amato M, Petit K, Fiore HH, Doyle CA, Frantz ID, Nielsen HC. Effect of exogenous surfactant on the development of surfactant synthesis in premature rabbit lung. Pediatr Res. 2003;53:671-8. doi:10.1203/01.PDR.0000057214.87380.26.
13 Dani C, Poggi C, Agosti M, Bellettato M, Betta P, Biban P, Corvaglia L, Falsaperla R, Forcellini C, Gazzolo D, Gitto E, Gizzi C, Lago P, Lista G, Maffei G, Mosca F, Napolitano M, Scarpelli G, Sandri F, Trevisanuto D, Vento G, Corsini I, Pratesi S, Boni L. Clinical predictors for surfactant retreatment in preterm infants with respiratory distress syndrome: the results of a pooled analysis. Ital J Pediatr. 2025;51(1):1. doi:10.1186/s13052-024-01828-1.
14 Watson A, Madsen J, Clark HW. SP-A and SP-D: dual functioning immune molecules with antiviral and immunomodulatory properties. Front Immunol. 2021;11:622598. doi:10.3389/fimmu.2020.622598.