Introduction: Bronchiolitis obliterans (BO) is a rare and severe pulmonary disease which can occur due to airway infection or as a result of stem cell or lung transplantation. Our goal was to study the lung function and airway inflammation among BO patients. Furthermore, we examined the potential of the lung clearance index (LCI) for BO diagnostics among that group.
Methods: 16 BO patients (age: 16.7; 9.6 - 25.3 years) and 17 healthy controls (age: 16.6; 7.6 - 25.0 years) participated in the study. Lung function parameters (FVC, FEV1, MEF25, RV und RV/TLC) as well as airway reversibility after administration of 400 µg salbutamol was investigated. The lung clearance index was determined using the multiple-breath washout method (MBW). Additionally, induced sputum was analyzed for cytology and cytokine levels (IL-1ß, IL-6, IL-8, TNF-α) using the cytometric bead array (CBA).
Results: BO patients had significantly lower FVC, FEV1 and MEF25 but increased RV and RV/TLC. Airway reversibility was observed in 3 patients. The LCI was significantly higher among BO patients compared to the healthy control group (median 10.24 vs. 7.1). Apart from a massive airway inflammation indicated by elevated numbers of total cells and neutrophils, the CBA analysis showed increased levels of IL-6 and IL-8 (p < 0.01).
Discussion: In BO patients, lung function in childhood and adolescence is severely impaired. Furthermore, we were able to demonstrate the sensitivity and reproducibility of LCI and its value for the evaluation of small airway obstruction. In induced sputum, a neutrophil-dominated airway inflammation is detectable.
Einleitung: Die Bronchiolitis obliterans (BO) ist eine sehr seltene, chronische Lungenerkrankung, die vereinzelt nach schweren Atemwegsinfektionen oder als Folge von Stammzell- und Lungentransplantation auftritt. Ziel der Arbeit war es, die Lungenfunktion und die bronchiale Entzündung bei BO-Patienten im Jugend- und Kindesalter zu untersuchen. Zudem sollte das Potenzial des LCI in der Diagnostik dieser Patienten untersucht werden.
Methoden: Es wurden 16 BO-Patienten (Alter: Median 16,7; 9,6 – 25,3 Jahre) und 17 gesunde Probanden (Alter: Median 16,6; 7,6 – 25,0 Jahre) untersucht. Neben der Untersuchung der Lungenfunktion (FVC, FEV1, MEF25, RV und RV/TLC) mittels Bodyplethysmografie erfolgte eine Reversibilitätstestung nach Gabe von 400 µg Salbutamol. Die Bestimmung des LCI erfolgte mittels Multiple Breath Washout (MBW)-Methode. Zusätzlich wurde die Zellverteilung und das Zytokinprofil (IL-1ß, IL-6, IL-8, TNF-α) mittels Cytometric Bead Array (CBA) im induzierten Sputum analysiert.
Ergebnisse: FVC, FEV1 und MEF25 der BO-Patienten waren signifikant niedriger, das RV und die RV/TLC jedoch signifikant erhöht im Vergleich zur Kontrollgruppe. Eine bronchiale Reversibilität zeigte sich bei 3 Patienten. Der LCI war bei den BO-Patienten gegenüber der Kontrollgruppe signifikant erhöht (Median 10,24 vs. 7,1) und korrelierte signifikant mit dem MEF25 (p < 0,0001). Im induzierten Sputum fand sich eine signifikante Erhöhung der Gesamtzellzahl, der neutrophilen Granulozyten sowie von IL-6 und IL-8 (p < 0.01).
Schlussfolgerung: Die Lungenfunktion ist bei Kindern und Jugendlichen mit BO stark eingeschränkt. Zudem erwies sich der LCI als sensitiver und reproduzierbarer Marker zur Beurteilung der obstruktiven Beeinträchtigung der kleinen Atemwege. Im induzierten Sputum ist eine von Neutrophilen dominierte bronchiale Entzündung nachweisbar.
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