Exhalative Marker bei der Idiopathischen Lungenfibrose und anderen diffus parenchymatösen Lungenerkrankungen

Abstract

Die Idiopathische Lungenfibrose ist eine schwerwiegende Lungengerüsterkrankung, die unter allen ILDs die kürzeste Überlebenszeit aufweist. Die Pathogenese ist bis ins Detail noch nicht sicher geklärt, doch wird von einer gestörten Interaktion der Typ II Pneumozyten und Fibroblasten ausgegangen, die letztendlich zu einer großen Ablagerung von Kollagenfasern im Lungeninterstitium führt. Nicht-invasive Methoden und neue Biomarker werden dringend benötigt, um die Diagnosefindung zu erleichtern, somit teure, risikoreiche Eingriffe für Patienten zu reduzieren und um die Ansprache auf medikamentöse Therapien besser erfassen zu können. Vor diesem Hintergrund sind die klinische Erprobung und Bedeutung von exhalierten NO und volatilen Biomarkern im Atemkondensat von großem wissenschaftlichem Interesse.In der vorliegenden Arbeit wurde daher untersucht, inwieweit Patienten mit IPF (n = 36), Patienten mit anderen Formen der ILD (n = 66), anderen Lungenerkrankungen (COPD n = 24, BC n = 16) sowie Gesunde (n = 54) diagnostisch verwertbare Unterschiede des exhalierten NOs (FeNO) sowie der Eicosanoide PGE2 und 8-Isoprostan im exhalativem Atemwegskondensat (EBC) und in der bronchoalveolärer Lavage (BALF) aufweisen.Mittels FeNO konnte in der vorliegenden Arbeit keine eindeutige Unterscheidung zwischen der IPF, ILD und Gesunden gemacht werden. Zwar zeigten einzelne untersuchte Personen stark erhöhte FeNO-Werte, bei denen in einem Fall auch eine Exazerbation detektiert wurde. Generell konnte der FeNO-Wert weder zur Differenzierung der zugrunde liegenden Erkrankung noch zur Detektion einer Exazerbation herangezogen werden. Die ebenfalls durchgeführten Korrelationsanalysen zwischen FeNO und lungenfunktionellen Parametern lieferten keine überzeugenden Ergebnisse.Die untersuchten Arachidonsäure-Derivate waren nur schwer (PGE2) beziehungsweise verlässlich (8-Isoprostan) im Atemkondensat, jedoch gut in der BALF nachweisbar. Gruppenspezifische Unterschiede zeigten sich nur beim freien 8-Isoprostan, das möglicherweise auf die Schwere des oxidativen Stresses hinweist.Zusammenfassend ist bezüglich der FeNO-Messung auf der Basis der hier ermittelten Daten kein diagnostischer Nutzen bei ILDs beziehungsweise der IPF erkennbar. Gleiches gilt für das per ELISA im EBC gemessene PGE2 und 8-Isoprostan. Die in der BALF messbaren Unterschiede hinsichtlich 8-Isoprostan dürften im Sinne eines noninvasiven Ansatzes klinisch eher unbedeutend sein. The idiopathic pulmonary fibrosis is a very serious parenchymal lung disease, with the shortest survival time of all interstitial lung diseases. The pathogenesis has not been understood in detail, but it is assumed that a disturbed interaction of type II pneumocytes and fibroblast finally leads to a massive deposition of collagen fibers in the lung interstitium. Non-invasive methods and new biomarkers are urgently required to facilitate diagnosis finding, thus reducing the complex and high-risk interventions for patients and facilitating the monitoring of medical treatment. In light of the above, the clinical testing and the significance of exhaled NO and volatile biomarkers in EBC is of great scientific interest.In this study we investigated, if patients with IPF (n=36), other ILDs (n=66) and other lung diseases (COPD n=24, BD n= 16) as well as healthy subjects (n = 54) have diagnostically usable differences of exhaled NO (FeNO) as well the eicosanoids PGE2 and 8-isoprostane in exhaled breath condensate (EBC) and bronchoalveolar lavage (BALF).There was no significant difference in the FeNO measurements of IPF, ILD and healthy subjects, although, some patients showed highly elevated FeNO, in one case an exacerbation was detected. Generally, it was neither possible to differentiate between the causing disease nor detect exacerbation on basis of FeNO values. Also the correlation analysis between FeNO values and lung function parameters did not show convincing results.The investigation of arachidonic acid derivate in breath condensate was difficult (PGE2) or unreliable (8-isoprostane), but worked well in BALF. Group-specific differences were observed only in free 8-isoprostane, which could indicate the severity of oxidative stress.In conclusion, the FeNO-measurement give no diagnostic benefit for ILDs or IPFs on basis of these results. The same is valid for the measured PGE2 and 8-isoprostane in EBC by ELISA. The differences measured in BALF regarding 8-isoprostane appear insignificant for the clinical use as a non-invasive tool.