Respiratorisk impedans och obliterativ bronkiolit (FOT-BOS)

1.0 INTRODUKTION

• Kort efter introduktionen av allogen HSCT i klinisk praxis insåg man att standard lungfunktionstester (PFT) är tillräckligt känsliga för att upptäcka HSCT-relaterade respiratoriska komplikationer [PMID: 2661259; PIMD: 8823260]. Följaktligen ansågs upptäckten av en progressiv obstruktiv abnormitet med ny debut som det funktionella kännetecknet för obliterativ bronkiolit (OB) [PMID: 16338616; PMID: 19896545]. Som ett resultat har rutinmässigt utförd spirometri föreslagits som ett icke-invasivt verktyg för att övervaka risken för OB i HSCT-populationen [PMID: 17470622]. Ändå, på grund av en perifer luftvägsinblandning i OB, är känsligheten hos konventionella PFT för tidig upptäckt av OB låg [PMID: 2298060]. Till exempel överstiger den inte 75 % i lungtransplanterade populationer eftersom minskningen av forcerad utandningsvolym på 1 s (FEV1) kan inträffa i ett skede när processen redan är irreversibel och potentiellt livshotande [PMID: 9246138].

2.0 EXPERIMENTELL HYPOTES

• Eftersom bronkialträdets grenmönster resulterar i ett allt större antal små luftvägar med en luminal diameter på mindre än 2 mm i perifera generationer, bidrar dessa luftvägar lite till totalt lungmotstånd [PMID: 5442364; PMID: 651978]. Intuitivt kan en stor del av små luftvägar skadas eller utplånas utan att försämra någon av de konventionella PFT. I detta avseende påpekade en tidigare studie [PMID: 12186817] att index för ventilationsfördelning kan ge ett tidigt bevis på obstruktion efter lungtransplantation. I synnerhet har vissa författare [PMID: 12186817] funnit att tester av ventilationsfördelning alltid försämrades cirka 1 år innan en 20% minskning av FEV1 var uppenbar. Tidigare studier [PMID: 970731; PMID: 507525] visade att total respiratorisk ingångsimpedans (Zrs), mätt med en forcerad oscillationsteknik (FOT) under spontan andning, kan vara särskilt känslig för små förändringar i lungmekaniken som observeras i de tidiga stadierna av rökrelaterad luftflödeshinder. Därefter utvecklades det en modifierad FOT för att identifiera skillnader inom andetaget i Zrs, med värden på Zrs som representerar summan av respiratorisk resistans (Rrs) och reaktans (Xrs), den senare är den imaginära delen av den förra [PMID: 14979497 ; PMID: 19164347]. Denna metod tillåter bedömning av fler andetag och lägger till en potentiell kvantitativ utvärdering av momentana inspiratoriska och expiratoriska Rrs och Xrs före och efter externa ingrepp såsom en djup inspiration, luftrörsvidgande läkemedel, etc. Även om dessa effekter kan identifieras när andningsanalys utförs [PMID: 14979497], rapporterar de flesta publicerade rapporter om oscillerande mekanik på kronisk obstruktiv lungsjukdom (KOL) endast total andningscykeldata [PMID: 1519830; PMID: 10489847].

3.0 STUDIEBAK

• Syftet med denna studie kommer att vara att testa hypoteserna som:

  1. post-HSCT-förändringar i Rrs och Xrs inom andetaget kan ge ett tidigare bevis på OB än standard PFT. Faktum är att utplåningen av terminala bronkioler, observerad hos upp till 48% av obduktionspatienter efter HSCT [PMID: 17470622], kan göra den verkliga delen av Zrs onormalt hög [PMID: 5653219] och ventilationen mer heterogen;
  2. post-HSCT förändringar av luftvägarnas känslighet för akuta bronkoaktiva ingrepp såsom en djup inspiration till total lungkapacitet och/eller ett luftrörsvidgande läkemedel (dvs albuterol) kan detekteras av vår modifierade FOT. Vi spekulerar i att dessa förändringar kan representera ett tidigt tecken på OB. Även om en tidigare studie från vår grupp misslyckades med att hitta en ökning av luftvägarnas känslighet efter HSCT utan pulmonella komplikationer [PMID: 18684842], har vi nyligen visat att luftvägarnas glatta muskeltonus kan spela en aktiv roll i luftflödesobstruktionen av OB [PMID: 20724742 ].

4.0 STUDIEDESIGN

• Före och med regelbundna intervall (2-4 veckor och framåt) efter HSCT kommer patienter att gå till vårt laboratorium och utföra alla PFT-mätningar i samma ordning. Först kommer patienten att andas spontant genom det modifierade FOT-systemet i 5 minuter och sedan, utan att koppla från apparaten, utföra en inspiratorisk kapacitetsmanöver och kort därefter återuppta spontanandning under de kommande 2 minuterna. Därefter kommer spirometri, transmural totalkroppspletysmografi och CO-diffunderande kapacitet i lungan (standard PFT) att tas i tre exemplar. Trettio minuter efter att ha inhalerat fyra separata doser på 100 μg albuterol, kommer de modifierade FOT-mätningarna och standard-PFT:erna att upprepas på nytt.