Ademhalingsimpedantie en obliteratieve bronchiolitis (FOT-BOS)

1.0 INTRODUCTIE

• Kort na de introductie van allogene HSCT in de klinische praktijk werd erkend dat standaard longfunctietesten (PFT's) gevoelig genoeg zijn om HSCT-gerelateerde respiratoire complicaties op te sporen [PMID: 2661259; PIMD: 8823260]. Dienovereenkomstig werd de bevinding van een progressieve obstructieve afwijking met een nieuw begin beschouwd als het functionele kenmerk van obliteratieve bronchiolitis (OB) [PMID: 16338616; PMID: 19896545]. Als gevolg hiervan is routinematig uitgevoerde spirometrie voorgesteld als een niet-invasief hulpmiddel om het risico op OB in HSCT-populatie te bewaken [PMID: 17470622]. Maar vanwege een perifere luchtwegbetrokkenheid bij OB is de gevoeligheid van conventionele PFT's voor vroege detectie van OB laag [PMID: 2298060]. Het is bijvoorbeeld niet meer dan 75% in de populatie met een longtransplantatie, aangezien de afname van het geforceerde expiratoire volume in 1 s (FEV1) kan optreden in een stadium waarin het proces al onomkeerbaar en potentieel levensbedreigend is [PMID: 9246138].

2.0 EXPERIMENTELE HYPOTHESE

• Omdat het vertakkingspatroon van de bronchiale boom resulteert in een steeds groter aantal kleine luchtwegen met een luminale diameter van minder dan 2 mm in perifere generaties, dragen deze luchtwegen weinig bij aan de totale longweerstand [PMID: 5442364; PMID: 651978]. Intuïtief kan een groot deel van de kleine luchtwegen worden beschadigd of vernietigd zonder een van de conventionele PFT's aan te tasten. In dit verband wees een eerdere studie [PMID: 12186817] erop dat indexen van ventilatiedistributie een vroeg bewijs kunnen zijn van OB na longtransplantatie. In het bijzonder hebben sommige auteurs [PMID: 12186817] ontdekt dat tests van ventilatiedistributie steevast verslechterden ongeveer 1 jaar voordat een afname van 20% in FEV1 zichtbaar was. Eerdere studies [PMID: 970731; PMID: 507525] toonde aan dat de totale respiratoire inputimpedantie (Zrs), gemeten door een geforceerde oscillatietechniek (FOT) tijdens spontane ademhaling, bijzonder gevoelig kan zijn voor kleine veranderingen in de longmechanica die worden waargenomen in de vroege stadia van aan roken gerelateerde luchtstroomobstructie. Vervolgens werd een aangepaste FOT ontwikkeld om verschillen binnen de ademhaling in Zrs te identificeren, waarbij waarden van Zrs de som vertegenwoordigen van de weerstand van het ademhalingssysteem (Rrs) en reactantie (Xrs), waarbij de laatste het denkbeeldige deel is van de eerste [PMID: 14979497 ; PMID: 19164347]. Deze methode maakt de beoordeling van meer ademhalingen mogelijk en voegt een potentiële kwantitatieve evaluatie toe van onmiddellijke inspiratoire en expiratoire Rrs en Xrs voor en na externe interventies zoals een diepe inspiratie, bronchusverwijdende medicijnen, enz. Hoewel deze effecten kunnen worden geïdentificeerd wanneer analyse binnen de ademhaling wordt uitgevoerd [PMID: 14979497], rapporteren de meeste gepubliceerde rapporten over oscillerende mechanica bij chronische obstructieve longziekte (COPD) alleen gegevens over de totale ademhalingscyclus [PMID: 1519830; PMID: 10489847].

3.0 STUDIE RATIONALE

• Het doel van de huidige studie zal zijn om de hypothesen te testen dat:

  1. post-HSCT-veranderingen in Rrs en Xrs binnen de ademhaling kunnen een eerder bewijs van OB opleveren dan standaard PFT's. Inderdaad, de vernietiging van terminale bronchiolen, waargenomen bij tot 48% van de OB-patiënten na HSCT [PMID: 17470622], zou het echte deel van Zrs abnormaal hoog kunnen maken [PMID: 5653219] en ventilatie heterogener;
  2. veranderingen in de reactiviteit van de luchtwegen na HSCT op acute bronchoactieve interventies, zoals een diepe inspiratie tot de totale longcapaciteit en/of een bronchusverwijdend medicijn (d.w.z. albuterol) kunnen worden gedetecteerd door onze gemodificeerde FOT. We speculeren dat deze veranderingen een vroeg teken van OB kunnen zijn. Hoewel een eerdere studie van onze groep geen toename van de luchtwegreactiviteit na HSCT kon vinden zonder pulmonale complicaties [PMID: 18684842], hebben we onlangs aangetoond dat de tonus van de gladde spieren van de luchtwegen mogelijk een actieve rol speelt bij de luchtstroomobstructie van OB [PMID: 20724742 ].

4.0 STUDIEPLAN

• Voor en met regelmatige tussenpozen (vanaf 2-4 weken) na HSCT zullen patiënten ons laboratorium bezoeken en alle PFT-metingen in dezelfde volgorde uitvoeren. Eerst ademt de patiënt gedurende 5 minuten spontaan door het aangepaste FOT-systeem en voert vervolgens, zonder het apparaat los te koppelen, een inspiratoire capaciteitsmanoeuvre uit en kort daarna hervat hij de spontane ademhaling gedurende de volgende 2 minuten. Vervolgens zullen spirometrie, transmurale plethysmografie van het hele lichaam en CO2-diffusiecapaciteit van de long (standaard PFT's) in drievoud worden afgenomen. Dertig minuten na het inhaleren van vier afzonderlijke doses van 100 μg albuterol, worden de aangepaste FOT-metingen en standaard PFT's opnieuw herhaald.