Bronchiektasie bei Patienten mit chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD): Rolle der Prophylaxe

ZIELE DER STUDIE

Wie zuvor beschrieben, sind die Ziele des Forschungsprogramms die folgenden:

• Definition der Prävalenz von Bronchiektasen bei Patienten mit chronisch obstruktiver Lungenerkrankung.
• Nach der Identifizierung von Patienten mit Bronchiektasen werden wir die pathophysiologischen Implikationen sowie die mikrobiologischen und entzündlichen Merkmale dieser Untergruppe im Vergleich zu Patienten ohne Bronchiektasen bewerten.
• Schließlich befasst sich die Forschung mit den Auswirkungen von Langzeitbehandlungen mit inhalativen Steroiden und Antibiotika auf den natürlichen Krankheitsverlauf und ihre pathophysiologischen Auswirkungen. Zu diesem Zweck wird die Studie in zwei Abschnitte unterteilt. In der ersten Sektion werden 400 Patienten mit COPD rekrutiert. Bei diesen Patienten beabsichtigen wir, die Prävalenz von Bronchiektasen mit einem CT-Spiralscanning zu beurteilen. Wir werden auch eine bakterielle Besiedelung durch Echtzeit-PCR und ELIspot-Technik und Atemwegsentzündungen durch eine nicht-invasive Methode (ausgeatmetes Atemkondensat) nachweisen, wobei wir Patienten mit und ohne Bronchiektasen vergleichen.

COPD-Patienten mit Bronchiektasen:

In dieser Population werden wir die Wirkung verschiedener „Prophylaxen“, d. h. Makrolide und inhalierte Steroide, untersuchen.

Einzelheiten zu den vorgeschlagenen Interventionen STABILE COPD Der Patient kommt am Morgen zur Einschreibung in die Klinik und gibt eine schriftliche Einverständniserklärung ab. Während des Besuchs wird die Krankengeschichte aufgezeichnet und die Probanden werden einer körperlichen Untersuchung und einem Lungenfunktionstest zu Beginn und nach Salbutamol 200 mcg unterzogen. CT-Scan, Atemkondensat und die Venenpunktion werden ebenfalls durchgeführt. Sputumproben werden zur Beurteilung der bakteriellen Besiedlung entnommen.

Atmungsbeurteilung:

Lungenfunktionstests werden mit einem Fleish Nr. 3 beheizten Pneumotachographen durchgeführt; die plethysmographischen Messungen, thorakales Gasvolumen (TGV), Residualvolumen (RV), totale Lungenkapazität (TLC), werden mit einem Bodyplethysmographen (Werner Gut, Basel, Schweiz) mit elektronischer BTPS-Kompensation bei konstantem Volumen (850L) bewertet . Die DLCO-Bestimmung wird durchgeführt.

CT-Scan Alle durchgeführten Multislice-CT (MSCT)-Scans werden zentral von UO 4 analysiert. Das folgende Protokoll wird befolgt

1. MSCT in Inspiration bei TLC mit Schnitt von 1 mm alle 10 + 3 exspiratorischen Schnitten bei RV unter Verwendung von drei vorbestimmten Ebenen (Aortenbogen, Trachealcarina, rechte basale gemeinsame Vene)
2. Technische Parameter: 120 kV, 220 mA, Filterknochen, FOV einschließlich Lunge, Lungenparenchymfenster (-600/1600 HU)
3. Alle CTs werden auf CD-Rom gespeichert. Zwei Radiologen analysieren dasselbe CT, jede Diskrepanz wird einvernehmlich gelöst

Die Diagnostik und Beurteilung von Bronchiektasen erfolgt nach Webb et al. (1):

Die Auswertung erfolgt Lappen für Lappen inklusive Lingula (Gesamtlappen = 6)

1. Bronchiektasenverlängerung auf Lappenbasis: 0, 1 (< 25 % des Lappens), 2 (25-50 %), 3 (> 50 %) – MAX TOT 18
2. Schweregrad und Art der Bronchiektasen und halbquantitativ, Vergleich des Durchmessers mit dem der angrenzenden Arterie: 0, 1 (Bronchialdurchmesser gleich 100-200 % Arteriendurchmesser), 2 (200-300 %), 3 (> 300 %) - MAX GESAMT 18
3. Dicke der Bronchialwände: 0, 1 (Dicke < 50 % des Arteriendurchmessers), 2 (50-100 %), 3 (vollständige Auslöschung des Lumens oder Hydro-Luft-Spiegel) – MAX TOT 18
4. Bewertung des Emphysems (visueller Score auf drei Ebenen (Inspiration) (Aortenbogen, Carina, Vene)
5. Bewertung des Lufteinschlusses in der Exspiration (idem)
6. Bullae
7. Mattglasflächen (Erweiterung durch Sichtkerbe)
8. Bronchiolitis: häufige Lokalisation, Lobärbeteiligung, Schweregrad (0,1,2,3)
9. Pulmonalarteriendurchmesser (pathologisch wenn > 2,9 cm)
10. Andere Eigenschaften

Ausgeatmetes Atemkondensat:

Ausgeatmetes Atemkondensat wird mithilfe eines Kondensators gesammelt, der die nicht-invasive Sammlung nicht-gasförmiger Bestandteile der Ausatemluft ermöglicht (EcoScreen, Jaeger, Deutschland). Die Probanden atmen 8 min lang durch ein mit dem Einlass verbundenes Mundstück, während sie eine Nasenklammer tragen. Das Mundstück dient auch als Speichelfänger. Ungefähr 1 ml Atemkondensat wird gesammelt und bei -70 °C gelagert. IL-6, IL-8, TNF-a und Cysteinyl-Leukotriene (Cys-LTs) werden durch spezifische Enzymimmunoassays (EIA) (Cayman Chemical, Ann Arbor, MI). Darüber hinaus wird eine Proteomikanalyse an der Untergruppe von Patienten durchgeführt, die von UO1 aufgenommen wurden, wie zuvor berichtet (2); Kurz gesagt werden eindimensionale und zweidimensionale Elektrophorese durchgeführt und zur qualitativen Bewertung und massenspektrometrischen Analyse werden die Gele mit Silbernitrat mit oder ohne Glutaraldehyd im Sensibilisierungsschritt und Formaldehyd in der Imprägnierlösung gefärbt. Spotvolumina werden mit Image J 1.29x (W. Rasband, National Institutes of Health, Bethesda, Maryland) für eindimensionale Gele und mit PDQUEST (Biorad, Hercules, Kalifornien) für zweidimensionale Gele.

Serumproben:

Serum-Aliquots werden doppelt angesetzt und bis zum Zeitpunkt der Analyse bei -20 °C gelagert. IL-6, IL-8, TNF-a und Cysteinyl-Leukotriene (cys-LTs) werden durch spezifische Enzymimmunoassays (EIA) (Cayman Chemical, Ann Arbor, MI) gemessen.

C-reaktives Protein und Procalcitonin werden ebenfalls gemessen.(3) UO 1 Der Ex-vivo Enzyme-Linked ImmunoSPOT (ELISPOT)-Assay ist das empfindlichste Werkzeug zum Nachweis und zur Quantifizierung der antigenspezifischen T-Zell-Antwort und kann T-Zellen, die als Reaktion auf spezifische Antigene ein oder mehrere Zytokine produzieren, nachweisen und auszählen . Diese Technik wurde bereits verwendet, um eine geringe Anzahl antigenspezifischer T-Zellen bei Infektionskrankheiten nachzuweisen, mit besonderem Schwerpunkt auf intrazellulären Pathogenen wie Mycobacterium tuberculosis. Die ELISPOT-Technik entwickelt sich zu einer Standardreferenz für die Überwachung vieler Infektionskrankheiten, einschließlich HIV-Infektionen, und wird immer häufiger in fortgeschrittenen klinischen immunologischen Anwendungen eingesetzt, wie z. B. dem Nachweis antigenspezifischer T-Zell-Immunantworten auf Onkogen-Peptide.

Im Rahmen des vorgeschlagenen Projekts wird die ELISPOT-Technologie verwendet, um das Vorhandensein einer systemischen (Blut) und lokalen (bronchoalveoläre Lavage) Antigen-spezifischen Reaktion unter Verwendung von Peptidpools von nicht-tuberkulösen Mykobakterien und anderen intrazellulären Bakterien (wie Mycoplasma pneumoniae) nachzuweisen ), Bakterien (wie Pseudomonas spp) und Pilze (wie Aspergillus-Arten). Die ELISPOT-Tests werden an Proben von Vollblut (nach Ficoll-Trennung peripherer mononukleärer Zellen) und bronchoalveolären Zellen durchgeführt, wobei die Anzahl der T-Zellen gemessen wird, die nach einer Inkubation mit den spezifischen antigenen Peptid-Pools über Nacht Interferon-Gamma produzieren. (4-8)

Sputumsammlung:

Von allen Patienten wird eine Sputumprobe entnommen. Alternativ wird induziertes Sputum nach Pizzichini et al. (9) gesammelt. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass induziertes Sputum nach 20-minütiger Inhalation von hypertoner Kochsalzlösung bei 3 % unter Verwendung eines Ultraschallverneblers (Ultraneb 2000; DeVilbiss Healthcare Inc, Somerset, PS, USA) erhalten wird. Nur Proben von Sputum Grad IV oder V von Murray-Washington Klassifizierung (10) verarbeitet werden. Eine Sputumprobe wird bei -70 °C für den bakteriellen DNA-Nachweis unter Verwendung von PCR- (qualitative Analyse) und Echtzeit-PCR-Techniken (quantitative Analyse) eingefroren.

Die folgenden Bakterien werden mit dem in UO1 verwendeten Standardprotokoll nachgewiesen: H. influenzae, M. catarrhalis, S. pneumoniae, P.

aeruginosa, Mycoplasma pneumoniae, Chlamydia pneumoniae. Ein Aliquot wird mit mikrobiologischen Standardtechniken kultiviert Patienten 400 Patienten werden an der UO rekrutiert 1,2,3 und 5. Alle CT-Scans werden in UO 4 gesammelt und untersucht. UO2 wird doppelblind als zweiter Beobachter fungieren; Jede Diskrepanz wird im Konsens gelöst.

Eine Untergruppe von Patienten mit stabiler COPD (n=15) und eine Untergruppe von Patienten mit COPD und Bronchiektasie (n=15) wird einer Bronchoskopie mit Biopsieentnahme unterzogen. Die Probanden werden mit Atropin vorbehandelt und mit Lidocain topisch anästhesiert.

Die Bronchoskopie wird mit einem flexiblen faseroptischen Bronchoskop durchgeführt. Bronchialbiopsien werden durch das Bronchoskop mit einer Standardzange aus der Karina des Bronchus des basalen Segments des rechten Unterlappens entnommen. Aus diesem Bereich werden bei jedem Patienten zwei Proben entnommen. Die erhaltenen Bronchialbiopsien werden für die elektronische und lichtmikroskopische Analyse (UO3 und UO 1) vorbereitet.

Stichprobengröße: Wir können eine Prävalenz von Bronchiektasen von mindestens 30 % erwarten, was bedeutet, dass 120 Patienten in den zweiten Schritt der Studie aufgenommen werden (11)

COPD-PATIENTEN MIT BRONCHIEKTASIS:

In dieser Population werden wir die Wirkung verschiedener "Prophylaxen", d. h. Makrolide und inhalierte Steroide, untersuchen. Die Population wird 12 Monate lang beobachtet.

Das folgende Verfahren wird alle 3 Monate und bei jeder Exazerbation durchgeführt:

Klinische Beurteilung, Ausatemkondensat, Serumprobenahme, Sputumentnahme.

An biologischen Proben werden alle zuvor beschriebenen Techniken sowie Nieren- und Leberfunktionstests (Sicherheit) durchgeführt.

Es wird eine Sputumkultur durchgeführt, um die Bakterienflora und Resistenzmuster zu beurteilen.

Design der Studie:

120 Patienten werden in 3 Gruppen (40 Pkt.) randomisiert und erhalten:

1. Pflegestandard
2. Azithromycin 500 mg einmal täglich 3 Tage die Woche (Montag, Mittwoch, Freitag) für 6 Monate und dann inhalative Steroide (Fluticason 500 ug bid) für 6 Monate
3. Inhalative Steroide (Fluticason 500 ug bid) für 6 Monate und dann Azithromycin 500 mg einmal täglich 3 Tage die Woche (Montag, Mittwoch, Freitag) für 6 Monate

Endpunkte:

PRIMÄR

• Auswirkungen von Behandlungen auf bronchiale Entzündungsparameter SEKUNDÄR
• Auswirkungen von Behandlungen auf die Exazerbationshäufigkeit
• Auswirkungen von Behandlungen auf die Lungenfunktion

Probengröße:

Wir können einen Unterschied von 40 % zwischen behandelten und nicht behandelten Patienten für mindestens eines der TNFa-, IL6-, IL8- und Cysteinyl-Leukotriene erwarten. In diesem Fall benötigen wir 35 behandelte Patienten (für jeden Arm) und 35 nicht behandelte Patienten für einen Alpha-Fehler von 0,05 und einen Beta-Fehler von 0,1.