Einfluss der frühen Lungenphysiologie, Virusinfektionen und der Mikrobiota auf die Entwicklung und das Fortschreiten von Lungenerkrankungen bei Kindern mit zystischer Fibrose (SCILD)

Hintergrund:

Cystische Fibrose (CF) ist die häufigste tödliche Erbkrankheit in der nordeuropäischen Bevölkerung und betrifft etwa 1:2500 Lebendgeburten. Es handelt sich um eine Multisystemerkrankung mit respiratorischer Morbidität und Mortalität als Haupttodesursache. Die Lungenerkrankung bei CF ist durch neutrophilendominierte Entzündungen und chronische bakterielle Infektionen der Atemwege gekennzeichnet, die zu einer Verschlechterung der Lungenfunktion und vorzeitigem Tod führen [1]. Trotz verbesserter Überlebensrate in aufeinanderfolgenden Geburtskohorten beträgt das aktuelle mediane Überlebensalter von Patienten mit CF etwa 40 Jahre [2]. Das Verständnis der auslösenden Ereignisse der CF-Lungenerkrankung (z. B. Virusinfektionen und Mikrobiom) und ihres Einflusses auf den Krankheitsverlauf in der frühen Kindheit ist unerlässlich, um das Überleben durch gezielte frühe Interventionen zu verbessern.

Ziele:

Das übergeordnete Ziel dieser Studie ist es, Prädiktoren für das Fortschreiten der Krankheit bei Kindern mit CF im frühen Leben zu identifizieren. Daher impliziert diese Studie die folgenden drei Ziele: i) Untersuchung der Wirkung respiratorischer Virusinfektionen auf die Mikrobiota-Dynamik im ersten Lebensjahr bei Säuglingen mit CF und Untersuchung ihres Einflusses auf die Lungenfunktion im Alter von 1 Jahr; ii) zu untersuchen, ob Defizite in der Lungenfunktion im ersten Lebensjahr bei Säuglingen mit CF bis zum Vor- und Schulalter und in die Adoleszenz andauern und mit beeinträchtigten funktionellen und strukturellen Anomalien im Alter von 3, 6, 9, 12, 15 und 18 Jahren einhergehen des Alters; und iii) um die Hauptursachen für eine eingeschränkte Lungenfunktion im Alter von 1 Jahr und eine eingeschränkte Lungenfunktion und strukturelle Ergebnisse im Alter von 3, 6, 9, 12, 15 und 18 Jahren bei Personen mit CF zu bestimmen.

Methoden:

Lungenfunktion, Magnetresonanztomographie (MRT), Atemwegssymptome und Fragebögen zur Lebensqualität, Mikrobiologie, Anamnese und klinische Daten werden in jeder Phase der Studie erhoben.

Rekrutierung und Teilnahme:

Säuglinge mit CF-Diagnose NBS werden zum Zeitpunkt ihres ersten Lungenfunktionstests in Bern im Alter von 4-8 Wochen rekrutiert. Im Rahmen des Protokolls zur Diagnose und Nachsorge von NBS-diagnostizierten CF-Säuglingen, das von der Task Force CF NBS im Auftrag der Schweizerischen Arbeitsgemeinschaft für Mukoviszidose umgesetzt wurde, fakultative Säuglingslungenfunktion am Universitäts-Kinderspital Bern wird allen Eltern neu diagnostizierter CF-Säuglinge vorgeschlagen.

Gesammelte Informationen:

Lungenfunktionsdaten:

• Tidalatmungsparameter (Minutenventilation, Atemfrequenz, Tidalvolumen, Tidalexspirationsfluss, Tidalinspirationsfluss, Zeit bis zum maximalen Exspirationsfluss) gemittelt über 100 Atemzüge
• Auswaschung bei mehreren Atemzügen (FRC, LCI, Momentenverhältnisse) und Auswaschungen bei einzelnen Atemzügen (Molmasse)
• Spirometrische forcierte exspiratorische Volumenschleifen (FVC, FEV1, PEF, MEF50)
• Bodyplethysmographie (Atemwegswiderstand, Lungenvolumen: TLC, FRC, RV)
• Atemfrequenz über 60 Sekunden
• Fraktioniertes ausgeatmetes Stickstoffmonoxid (Marker einer Atemwegsentzündung)
• Messung des Widerstandsunterbrechers
• Elektrische Nase
• Erzwungene Oszillationstechnik
• Elektrische Impedanztomographie
• Impedanzplethysmographie

Mikrobiologische Daten:

• Nasenabstriche (Atemwegsvirus- und Bakteriendiagnostik sowie Host-Transkriptom-Analyse)
• Rachenabstriche (Bakterienbesiedlung und Mikrobiota-Analyse)
• Sputum (zur Analyse der Neutrophilen)

Blutbild (Hämoglobinkonzentration, Hämatokrit, Leukozytenzahl, Lymphozytenzahl, Lymphozytenzahl, Eosinophilenzahl, Basophilenzahl, Monozytenzahl, Promyelozytenzahl, Myelozytenzahl, Thrombozytenzahl, Immunglobulin E-Spiegel, Interleukine, Granulocyte-Monocyte-Colony Forming Unit, Tumor Nekrosefaktor Alpha, Interferon Gamma und Interferon Lambda)

Urin (um die Tabakexposition während der Schwangerschaft (Menge an Cotinin) und den Gehalt an Koffein und Steroidprofil abzuschätzen)

Lungen-MRT:

Funktionelle und strukturelle Bilder der Lunge

Haut-Prick-Test (Test auf Pollen, Bäume, Hausstaubmilbe, Katze und Hund)

Fragebögen (zur Einschätzung der Lebensqualität)

Anamnese (Informationen zu respiratorischen Symptomen, Lungenexazerbationen, Krankenhausaufenthalten und regelmäßiger Therapie)

Studiendatenbank:

Alle Studiendaten werden in einer Access-Datenbank mit SQL-Servern durch elektronische Case Report Forms erfasst. Die Datenbank entspricht der HFG und wurde gemeinsam mit der CTU angepasst.

Finanzierung:

Schweizerischer Nationalfonds (SNF), Schweizerische Gesellschaft für Cystische Fibrose (CFCH), Departement Lehre und Forschung des Inselspitals Bern