Respiratorisk impedans og obliterativ bronkiolitt (FOT-BOS)

1.0 INNLEDNING

• Kort tid etter introduksjonen av allogen HSCT i klinisk praksis, ble det anerkjent at standard lungefunksjonstester (PFT) er sensitive nok til å oppdage HSCT-relaterte respiratoriske komplikasjoner [PMID: 2661259; PIMD: 8823260]. Følgelig ble funnet av en progressiv obstruktiv abnormitet med ny debut ansett som det funksjonelle kjennetegnet ved obliterativ bronkiolitt (OB) [PMID: 16338616; PMID: 19896545]. Som et resultat har rutinemessig utført spirometri blitt foreslått som et ikke-invasivt verktøy for å overvåke risikoen for OB i HSCT-populasjonen [PMID: 17470622]. Likevel, på grunn av en perifer luftveisinvolvering i OB, er sensitiviteten til konvensjonelle PFT-er for tidlig påvisning av OB lav [PMID: 2298060]. For eksempel overstiger det ikke 75 % i lungetransplantert populasjon, da reduksjonen av tvungen ekspiratorisk volum på 1 s (FEV1) kan oppstå på et stadium hvor prosessen allerede er irreversibel og potensielt livstruende [PMID: 9246138].

2.0 EKSPERIMENTELL HYPOTESE

• Fordi forgreningsmønsteret til bronkialtreet resulterer i et stadig større antall små luftveier med en luminal diameter på mindre enn 2 mm i perifere generasjoner, bidrar disse luftveiene lite til total lungemotstand [PMID: 5442364; PMID: 651978]. Intuitivt kan en stor andel av små luftveier bli skadet eller utslettet uten å svekke noen av de konvensjonelle PFT-ene. I denne forbindelse påpekte en tidligere studie [PMID: 12186817] at indekser for ventilasjonsfordeling kan gi et tidlig bevis på OB etter lungetransplantasjon. Spesielt har noen forfattere [PMID: 12186817] funnet at tester av ventilasjonsdistribusjon alltid forverret seg rundt 1 år før en 20 % reduksjon i FEV1 var tydelig. Tidligere studier [PMID: 970731; PMID: 507525] viste at total respiratorisk inngangsimpedans (Zrs), målt med en forsert oscillasjonsteknikk (FOT) under spontan pusting, kan være spesielt følsom for små endringer i lungemekanikken observert i de tidlige stadiene av røykerelatert luftstrømobstruksjon. Deretter ble det utviklet en modifisert FOT for å identifisere forskjeller i pusten i Zrs, med verdier av Zrs som representerer summen av respirasjonssystemets motstand (Rrs) og reaktans (Xrs), sistnevnte er den imaginære delen av førstnevnte [PMID: 14979497 ; PMID: 19164347]. Denne metoden tillater vurdering av flere pust og legger til en potensiell kvantitativ evaluering av øyeblikkelige inspiratoriske og ekspiratoriske Rrs og Xrs før og etter eksterne intervensjoner som dyp inspirasjon, bronkodilatatorer, etc. Selv om disse effektene kan identifiseres når analyse av pusten utføres [PMID: 14979497], rapporterer de fleste publiserte rapporter om oscillerende mekanikk på kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS) kun total respirasjonssyklusdata [PMID: 1519830; PMID: 10489847].

3.0 STUDIEBEGRUNDELSE

• Målet med denne studien vil være å teste hypotesene som:

  1. post-HSCT endringer i Rrs og Xrs innenfor pusten kan gi et tidligere bevis på OB enn standard PFT. Faktisk kan obliterasjonen av terminale bronkioler, observert hos opptil 48 % av OB-pasienter etter HSCT [PMID: 17470622], gjøre den reelle delen av Zrs unormalt høy [PMID: 5653219] og ventilasjonen mer heterogen;
  2. post-HSCT endringer i luftveisrespons på akutte bronkoaktive intervensjoner som en dyp inspirasjon til total lungekapasitet og/eller et bronkodilaterende medikament (dvs. albuterol) kan oppdages av vår modifiserte FOT. Vi spekulerer i at disse endringene kan representere et tidlig tegn på OB. Selv om en tidligere studie fra vår gruppe ikke klarte å finne en økning i luftveisrespons etter HSCT uten lungekomplikasjoner [PMID: 18684842], har vi nylig vist at glatt muskeltonus i luftveiene kan spille en aktiv rolle i luftstrømobstruksjonen av OB [PMID: 20724742 ].

4.0 STUDIEDESIGN

• Før og med jevne mellomrom (2-4 uker og fremover) etter HSCT, vil pasienter oppsøke laboratoriet vårt og utføre alle PFT-målinger i samme rekkefølge. For det første vil pasienten puste spontant gjennom det modifiserte FOT-systemet i 5 minutter og deretter, uten å koble fra apparatet, utføre en inspiratorisk kapasitetsmanøver og like etter gjenoppta spontan pusting i de neste 2 minuttene. Deretter vil spirometri, transmural totalkroppspletysmografi og CO-diffunderende kapasitet i lungen (standard PFT) tas i tre eksemplarer. Tretti minutter etter inhalering av fire separate doser på 100 μg albuterol, vil de modifiserte FOT-målingene og standard PFT-er gjentas på nytt.