Regionale Überwachung der CF-Lungenerkrankung

Zystische Fibrose (CF) ist eine fortschreitende, systemische Erkrankung, von der schätzungsweise 30.000 Kinder und Erwachsene in den Vereinigten Staaten (mehr als 70.000 weltweit) betroffen sind. Sie wird durch Mutationen im Gen verursacht, das für das Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator (CFTR)-Protein kodiert – a Chlorid- und Bikarbonatkanal, der den Ionentransport und die Schleimzusammensetzung in von CF betroffenen Geweben wie der Lunge reguliert. In den Atemwegen führt dies zu Schleimstauungen, Infektionen, Entzündungen und Umbauten, die zu Schleimpfropfen, regionaler Lungenobstruktion sowie fortschreitender Zerstörung der Atemwege und Bronchiektasen führen. Hochwirksame CFTR-Modulatoren, die seit kurzem für mehr als 90 % der Patienten verfügbar sind, haben die klinische CF-Versorgung revolutioniert und die Lungenfunktion aufgrund einer effektiveren mukoziliären Clearance stark verbessert. Infolgedessen wurden belastende Erhaltungstherapien wie die mechanische Atemwegsfreigabe (ACT), die fast zwei Stunden pro Tag erfordern, von Patienten, Familien und medizinischen Dienstleistern in Frage gestellt. In einer aktuellen Umfrage unter Mitgliedern der CF-Gemeinschaft wurde ACT als die belastendste chronische Therapie eingestuft, ist jedoch die am wenigsten untersuchte. Prospektive Studien zum Entzug einer Erhaltungstherapie bergen potenzielle ethische Risiken, da herkömmliche Tests mittels Spirometrie und/oder Mehrfachatemauswaschung relativ unempfindlich gegenüber kleinen oder regionalen Veränderungen sind und langfristige Lungenfunktionseinbußen häufig dauerhafte Folgen haben. Dennoch haben viele Patienten diese Erhaltungstherapien entgegen dem Rat ihrer Anbieter abgebrochen. Eine große Lücke im CF-Management besteht in unserer Fähigkeit, die Lungenfunktion infolge von Behandlungsänderungen, wie z. B. einem teilweisen Entzug der ACT, empfindlich und schnell zu überwachen.

Durchbrüche in der strukturellen und funktionellen Magnetresonanztomographie (MRT) haben eine hervorragende Empfindlichkeit gegenüber regionalen CF-Lungenerkrankungen gezeigt und können regionale und subtile Veränderungen im Laufe der Zeit ohne ionisierende Strahlung überwachen, selbst bei Patienten mit normaler Spirometrie. Wie im vorherigen R01 gezeigt, liefert die MRT mit ultrakurzer Echozeit (UTE) Strukturbilder, die mit der Bildgebung der Computertomographie (CT) mithalten können, mit einer Empfindlichkeit, die alle strukturellen Merkmale behandelbarer (z. B. Schleimpfropfen) und dauerhafter Lungenerkrankungen (z. B. Bronchiektasie). Es wurde gezeigt, dass die hyperpolarisierte 129Xe-MRT empfindlicher als jede andere Technik bei der Erkennung von Veränderungen der regionalen Lungenventilation und des Gasaustauschs ist. Zum ersten Mal steht eine einzige Modalität (MRT) zur sicheren Überwachung regionaler Lungenerkrankungen und Behandlungsänderungen zur Verfügung, bevor FEV1-Rückgänge dauerhaft werden. Dies ist eine einzigartige Gelegenheit, ACT bei CF-Populationen sicher zu bewerten, bei denen weiterhin das Risiko einer langfristigen Verschlechterung der Lungenfunktion besteht.