A légúti gyulladás vizsgálatának lehetőségei asztmában

Az asztma heterogén betegség, a különböző klinikai megjelenési formák (un.

fenotípusai) a genetikai háttér és környezeti tényezők együttes hatása eredményeképpen alakulnak ki. A változatos klinikai megjelenési formák hátterében azonban a krónikus, perzisztáló légúti gyulladás jelenléte a betegség alapvető jellemvonása. A légutak egészét (de legkifejezettebben a közepes- és kisméretű hörgőket érintő) légúti gyulladás ebben a betegségben ugyanis folyamatosan jelen van, annak ellenére, hogy a tünetek megjelenése epizodikus. Számos kísérlet történt az asztma fenotípus szerinti osztályzására, és a jelenleg legelfogadottabb a légúti gyulladás jellegén alapuló csoportosítás, amely az eozinofil, szenzitív és nem-eozinofil, kevésbé szteroid-szenzitív alapfenotípusokat különíti el (1). A légúti gyulladás minőségének és mértékének megítélése az asztma személyre szabott és valóban súlyosság szerinti terápiájának lehetőségét jelentheti.

A klinikai gyakorlatban az asztma diagnózisának felállítása, a követés és osztályzás, illetve a kezelés mind a kórtörténet, fizikális vizsgálat, tüneti kontrollszint meghatározás és rizikóbecslés, valamint a légzésfunkciós vizsgálat alapján történnek. A betegség fennállásában, az esetleges kontrollvesztésben kulcsszerepet játszó légúti gyulladás mértékének és minőségének megítélésére azonban az előbb említett vizsgálati módszerek nem alkalmasak.

Az asztmás légúti gyulladás mértékének és minőségének meghatározására és követésére a korábbiakban invazív vagy szemi-invazív vizsgálati módszerek álltak rendelkezésre, pl. a bronchoalveolaris lavage, hörgőbioptatum, vagy indukált köpet vizsgálata (6, 7).

Az indukált köpet, és ebben leginkább az eozinofil sejtek arányának vizsgálata hasznos lehet, bár a klinikai alkalmazása egyelőre nehézségekbe ütközik és szemi-invazív módszernek számít, ugyanis a betegek egy részében bronchospazmust okozhat. Emiatt terhességben ellenjavallt az alkalmazása. Az elmúlt években a szemi-invazív és invazív mintavételi eljárások mellett egyre inkább előtérbe kerültek a nem-invazív metodikák: a kilélegzett levegő kondenzátum vizsgálata (8, 9) vagy a kilélegzett nitrogén-monoxid (FENO) mérése (10).

Az asztma okozta légúti gyulladás aktivitásának ismerete segítséget nyújthat az exacerbációk kialakulása tekintetében magasabb rizikóval rendelkező betegek kiszűrésében, illetve közelebb vihet az optimális összetételű és intenzitású terápia alkalmazásához, azonban elegendő prospektív vizsgálat hiányában a mérési módszerek még nem jelentik a rutin klinikai betegellátás részét (11, 12).

1.1.4.1 A kilégzett levegő nitrogén-monoxid koncentrációja (fractional exhaled nitric oxide, FENO)

Az asztma okozta eozinofilsejtes légúti gyulladás nem-invazívan mérhető legismertebb, validált biomarkere. Asztmában magasabb FENO szint mérhető, és a kilélegzett levegő NO koncentrációjából következtetni lehet az asztmás gyulladás súlyosságának mértékére.

A nitrogén-monoxidot a centrális és perifériás légutakban a nitrogén-monoxid-szintáz (NOS) konstitutív (cNOS), valamint indukált formája (iNOS) termelik L-argininből. A gyulladásos folyamat fenntartásában főként az iNOS vesz részt, és az epitheliális iNOS aktivitás a kilélegzett levegőben lévő NO koncentráció fő meghatározója (9, 13). A NO molekula vazodilatátor, bronchodilatátor, neurotanszmitter és gyulladásos marker (14).

Asztmás betegeknél emelkedett FENO szintet, ezzel párhuzamosan pedig az indukálható nitogén-monoxid szintáz (iNOS/NOS2) fokozott expresszióját mutatták ki a légúti epithelsejtekben (15, 10, 16). Egészséges egyének FENO értéke 25 ppb alatt van, asztmában magasabb. A FENO mértéke asztmában összefüggést mutat a tünetekkel, köpet eozinofiliával, légúti hiperreaktivitással, exacerbációk éves előfordulásával (11, 12). A gyulladáscsökkentő szteroid kezelést követően értéke csökken (17).

A FENO mérésének diagnosztikus értékét prospektív vizsgálatok még nem támasztják alá asztmában, ezért az eljárás az asztma diagnosztizálásához, ellátásához nem feltétlenül szükséges. Új adatok alapján azonban klinikai haszna asztmában igazolt az alábbiak terén: az eozinofil légúti gyulladás észlelése, a kortikoszteroid kezelésre adott pozitív válaszkészség előrejelzése, a légúti gyulladás monitorozása, kortikoszteroid terápiát igénylő beteg esetében a beteg együttműködés megítélése (18).

A FENO mérése nemzetközileg szabályozott módszertannal történik (19). A leggyakoribb két eszköz a kemilumineszcens és az elektrokémiai műszer. A kemilumineszcencia elvén működő eszköz gyors, érzékeny és specifikus, de

nagyméretű, drága, és helyszíni kalibrációt igényel. Az elektrokémiai eszköz kisméretű kézben tartható készülék, kényelmes, azonban reprodukálhatóságára vonatkozóan valamivel kevesebb adat áll rendelkezésre, de jó egyezést mutat a korábban már validált kemilumineszcens eszköz eredményeivel (20). Az elektrokémiai eszköz (NIOX MINO® Airway Inflammation Monitor, Svédország) intézetünkben rendelkezésre állt a kutatásaink során.

A FENO mérés előnyeihez tartozik, hogy nem-invazív módszer lévén segítségünkre lehet olyan betegcsoportokban, akik esetében a hagyományos mérési módszerek, mint például az erőltetett kilégzési manőverrel végzett légzésfunkció, nehezen kivitelezhetők, az szemi-invazív módszerek (pl. indukált köpet gyűjtése) pedig kontraindikáltak. Ilyen helyzet lehet a súlyos légúti obstrukció fennállása vagy a terhesség. Ugyanakkor, vizsgálatainkat megelőzően a FENO alkalmazhatóságáról, reprodukálhatóságáról a gesztáció alatt nem volt adat.

1.1.4.2 A kilélegzett levegő kondenzátum gyűjtése (ebből történő marker vagy pH meghatározás céljából)

A kilélegzett levegő kondenzátum (exhaled breath condensate, EBC) gyűjtése, ebből történő marker vagy pH meghatározás céljából, szintén a légúti gyulladás becslésének nem-invazív módszere. A kereskedelmi forgalomban számos kondenzátumgyűjtő berendezés kapható, és a metodikát nemzetközi ajánlás szabályozza (8). Vannak nagyméretű, saját hűtőberendezéssel rendelkező készülékek, illetve kisméretű, hordozható, saját energiaellátást nem igénylő eszközök (pl. RTube, Respiratory Research Inc., Charlottesville, USA). A kilégzett levegő az eljárás során alkalmazott, lehűtött kondenzáló polipropilén csövön áthaladva a hideg hatására cseppfolyóssá válik, ez az EBC.

A kondenzátum nagyrészt víz, 1%-a azonban a légúti folyadékfilmből származik, így a légúti gyulladás markereiről ad információt (21, 22). Az EBC-ben mérhető molekulák közül eddig, egészségesekben és különböző, a légutakat érintő betegségekben, leginkább a légúti gyulladást kísérő megnövekedett oxidatív stresszt jelző hidrogén-peroxid (23), arachidonsav metabolitok (24), az adenozin-trifoszfát és metabolitjai (24, 25) mérésére került sor. Annak ellenére azonban, hogy az EBC gyűjtése nem-invazív és gyors, a vizsgálati eredményeket számos tényező befolyásolhatja: többek között az eszköz anyaga (26), a hűtési hőmérséklet és páratartalom (27, 28), a vizsgálat előtti

fizikai aktivitás, étel-italfogyasztás, dohányzás (29), így az eredmények jelentős variabilitást mutatnak. A legtöbbet kutatott és leginkább validált marker a kondenzátum pH értéke.

Az EBC pH mérésével a légutakat borító folyadékfilm aktuális kémhatásáról, sav-bázis egyensúlyáról nyerhetünk információt. A pH meghatározásában az NH4⁺/NH3

(ammóniumion/ammónia) és CO2/HCO3⁻ (szén-dioxid/bikarbonát) rendszerek játszanak szerepet. A kondenzátum kémhatása függ a kilégzésvégi parciális CO2

nyomástól és a friss mintából a környezetbe (a nyomáskülönbség miatt) folyamatosan kilépő CO2 mennyiségétől, ezért a mintavételt követően szükség van a pH stabilizálására. A pH stabilizálására a szén-dioxid hatásának kiküszöbölése a megoldás, amely két módon történhet. Az egyik módszer a környezeti hőmérsékleten és atmoszférikus nyomáson reakcióba nem lépő, úgynevezett inert gázzal végzett gáz-standardizáció. Az eljárás során a mintán CO2-mentes inert gázt (argon, hélium) áramoltatnak át a CO2 kiszorítása érdekében. E „buborékoltatás” hatására a pH folyamatosan nő, majd stabilizálódik, és ennek mérése történik meg. A másik módszer a minták CO2-al való töltése, és a pH egyes CO2 koncentrációknál történő megmérése. A CO2-pH közötti összefüggés logaritmikus, az értékpárokat jelző pontokra regressziós görbe vehető fel, melynek segítségével az egészségesekben állandó nyugalmi alveoláris parciális CO2 nyomáshoz tartozó pH meghatározható. Végül mindkét módszer esetében a pH mérése pH elektróddal, vérgáz analizátorral, vagy egyszerű pH papírral történik (9, 30).

Egészségesekben az EBC enyhén lúgos kémhatású (31). Számos légúti gyulladással járó kórképben viszont savas irányba változik, ilyen pl. az asztma (32), a COPD (33), a cisztás fibrózis (34), vagy az ARDS (35). Az EBC pH terhesség alatti változása kutatásaink előtt ismeretlen volt. A savtermelés fokozódása fiziológiás körülmények között - a szervezet védekezőképességének részeként - az immunrendszer aktiválásában játszhat szerepet (pl. a dendritikus sejtek érését stimulálva segíti az adaptív immunválasz kialakulását; 36); kóros állapotokban, például asztmában pedig a légúti gyulladással járó oxidatív stressz következménye lehet. Asztmában Hunt munkacsoportja igazolta elsőként a légúti minta kémhatásának savasodását, amely kortikoszteroid terápiára reverzibilisnek bizonyult (32). További kutatások asztmában az EBC pH, illetve légzésfunkció és köpet eozinofil arány összefüggéseit írták le (33).

Emellett, az EBC pH mérés talán legnagyobb haszna asztmában az, hogy az alacsony

(<7.2) EBC pH érték pozitív prediktív értéke a nem kontrollált asztma kimutatására 80% feletti (37).