Einfluss einer intratrachealen Gabe von rSP-C Surfactant bei ARDS-Patienten auf den Gasaustausch und die biochemischen und biophysikalischen Surfactant-Eigenschaften

Abstract

In der Studie wurde bei Patienten mit ARDS eine umfassende Charakterisierung der Surfactant-Eigenschaften in Abhängigkeit einer intratrachealen Applikation eines auf rekombinantem Surfactant-Protein-C basierenden Surfactant durchgeführt. Die Untersuchungen wurden in den Gruppen a) nur Standardtherapie (n=15), b) Standardtherapie plus High-dose-Therapie (n=13), c) Standardtherapie plus Low-dose-Therapie (n=18) und d) gesunde Probanden (n=20) über das diagnostische Fenster der bronchoaveolären Lavage vorgenommen. Das hier verwendete Methodenspektrum beinhaltete proteinchemische, lipidchemische und biophysikalische Verfahren. Bei den untersuchten ARDS-Patienten fand sich vor Surfactant-Therapie im Vergleich zur gesunden Kontrollgruppe eine drastische Erhöhung der minimale Oberflächenspannung (p < 0,001; gamma min. 24-29 mN/m in den ARDS-Gruppen versus 0-1 mN/m in den Kontrollen). Dieser erheblichen Verschlechterung der Surfactant-Funktion konnten folgende biochemische Veränderungen gegenüber gestellt werden: signifikant erhöhter Gesamtproteingehalt der BAL, signifikant verminderter Gehalt an den Surfactant-Proteinen (SP)-A, -B und -C, signifikanter Abfall der als Präkursorfraktion geltenden ´großen Surfactant-Aggregate´, Veränderungen des Phospholipidprofils mit einer leichten Reduktion des prozentualen Anteils des Phosphatidylcholins (p < 0,05) sowie einem deutlichen Abfall des prozentualen Anteils des Phosphatidylglycerol (p < 0,01) bei gleichzeitigem Anstieg des relativen Anteils an Phosphatidylinositol (p < 0,05), Phosphatidylethanolamin (p < 0,05), Phosphatidylserin (p < 0,05) und Sphingomyelin (p < 0,05) sowie einem massiven Abfall der dipalmitoylierten molekularen Spezies des Phosphatidylcholins (DPPC; p < 0,001). Nach der Durchführung der Surfactant-Therapie wurde in der Low-dose-Gruppe eine signifikante (p < 0,05) Verbesserung des Oxygenierungsindex in den ersten 4h nach Applikation im Vergleich zur Standard-Therapiegruppe und zur High-dose-Gruppe beobachtet. In Übereinstimmung mit diesen klinischen Daten wurde bei der biochemischen und biophysikalischen Analytik des Surfactant-Systems bei der Low-dose-Gruppe im Vergleich zur Standardgruppe eine weitreichende Verbesserung der biochemischen Surfactant-Eigenschaften, verbunden mit einer Verbesserung der Oberflächenaktivität (gamma ads. Low-dose: 34,3±6,1 mN/m; Standard: 37,7±5,7 mN/m; p < 0,05; und für gamma min., Low-dose: 15,9±3 mN/m; Standard: 24,1±2,7 mN/m; p < 0,01), beobachtet. Zugleich wurde nach Verabreichung dieser Surfactant-Dosis eine Erhöhung der Anzahl beatmungsfreier Tage (p < 0,05) wie auch eine reduzierte Mortalität beobachtet.

In this study an extensive characterisation of the surfactant characteristics depending from an intratracheal application of a recombinant surfactant protein C based surfactant in patients with ARDS is shown. The investigations are carried out for the groups i) only standard therapy (n=15), ii) standard therapy and high-dose therapy (n=13), iii) standard therapy and low-dose therapy (n=18) and iv) healthy volunteers (n=20) by means of bronchoalveolar lavage (BAL). The used methodic spectrum included proteinchemical, lipidchemical and biophysical procedures. For the studied patients it was found a drastic increase of the minimal surface tension (gamma min: 24-29 mN/m for patients with ARDS versus 0-1 mN/m for the controls; p < 0,001) before surfactant application compared with healthy volunteers. This considerable decline could be opposed to following biochemical changes: significantly decreased concentration of all proteins in the BAL fluid, significantly decreased concentration of surfactant protein A, B and C, significant decrease of the as precusor fraction known large surfactant aggregates, changes of the phospholipid profile with a slight reduction of the percentage of phosphatidyl glycerol (p < 0,05) coherent with an increase of the percentage of phosphatidyl inositol (p < 0,05), phosphatidyl ethanolamine (p < 0,05), phosphatidyl serine (p < 0,05) and sphingomyeline as well as a massive loss of dipalmitolized molecular specie of phosphatidyl choline (DPPC; p < 0,001). After surfactant therapy it was found an significant (p < 0,05) improvement for PaO2/FiO2 in the low-dose treated group in the first four hours after application in comparison with the standard treated group and the high-dose treated group. In correspondence with this clinical data it was observed a nearly complete correction of the biochemical surfactant characteristics attached with an increase of the surface tension lowering activity (gamma ads., low-dose: 34,3±6,1 mN/m; standard: 37,7±5,7 mN/m; p < 0,05; and gamma min., low-dose: 15,9±3 mN/m; standard: 24,1±2,7 mN/m; p < 0,01) for the surfactant system for the low-dose treated group compared with the standard treated group. An increase in ventilator-free days (p < 0,05) as well as a reduced mortality for this surfactant dose was also observed.