LAM 2004;14(6):392-7.

ÖSSZEFOGLALÓ KÖZLEMÉNYEK

A légúti megbetegedések újabb, nem invazív vizsgálómódszerei

dr. Horváth Ildikó
Országos Korányi Tbc- és Pulmonológiai Intézet, Kórélettani Osztály
1529 Budapest, Pihenő u. 1.
E-mail: hildiko@koranyi.hu


ÖSSZEFOGLALÁS

A krónikus légúti megbetegedések korai diagnózisa, kezelésük monitorozása, az exacerbatiók minél korábbi, egyszerű felismerése, valamint a differenciáldiagnosztikai kérdések számos problémát vetnek fel. Ezek megoldása új vizsgálómódszerek kidolgozását, klinikumba történő bevezetését indokolja. A fejlesztések igényét az is alátámasztja, hogy jelenleg nem áll módunkban a légúti gyulladás intenzitását megfelelően nyomon követni, noha ez a krónikus légúti megbetegedések egyik fontos eleme, és kezelése például asthma bronchialéban a terápia központi része.
Az elmúlt évtizedekben a légutakból történő közvetlen, nem invazív mintavételi módszerek alkalmazása egyre nagyobb teret hódított a pulmonológiai kutatásokban, és több módszert már a klinikumban is alkalmaznak. E módszerek közé tartozik a köpetindukció és az indukált köpet sejtes fázisának, valamint felülúszójának vizsgálata, a kilégzett nitrogén-monoxid mérése, valamint a kilégzett levegő kondenzálása és az abból történő mediátormeghatározás. A jelen közleményben ezek a módszerek és a segítségükkel nyert legfontosabb információk kerülnek ismertetésre.

asthma, krónikus obstruktív tüdőbetegség, cisztás fibrosis, indukált köpet, kilégzett nitrogén-monoxid, kilégzett levegő kondenzátuma

Érkezett: 2004. március 17. Elfogadva: 2004. április 27.


 

A krónikus légúti megbetegedések fő csoportjait az asthma bronchiale, a krónikus obstruktív tüdőbetegség (COPD), cisztás fibrosis (CF), különböző eredetű bronchiectasiák, köztük a primer ciliaris dyskinesia (PCD) alkotja. E betegségek a népesség jelentős hányadát érintik, jelenleg gyógyíthatatlanok, és rendszeres orvosi ellátást, ellenőrzést igényelnek, ami valamennyi ország egészségügyére jelentős terhet ró. Az optimális egészségügyi ellátás biztosításához több tényező szükséges: a betegségek patomechanizmusának alaposabb megismerése, a preventív módszerek – például az allergénmentesítés, a dohányzás megelőzése és a leszokás segítése –, a szűrővizsgálatok bevezetése, elterjesztése, a korai diagnózis, a pontos differenciáldiagnosztika, a betegség természetes lefolyásának, valamint a kezelés hatékonyságának ellenőrzése. A felsorolt feladatok kapcsán számos probléma vár megoldásra.

A szűrő-monitorozó vizsgálatok között elsősorban olyanokat keresünk, amelyek nem invazívak, egyszerűen kivitelezhetők, nem túlságosan költség- és munkaigényesek, és nem igényelnek hosszas laboratóriumi munkát. A jelen összefoglaló a légutakból származó közvetlen mintavételezés új, a hazai klinikai gyakorlatban még nem használt, nem invazív módszereivel foglalkozik, köztük a köpetindukcióval és a kilégzett levegőben lévő biomarkerek mérésével. Nem tárgyaljuk az ugyancsak nem invazív légzésfunkciós vizsgálatokat, illetve a légúti hiperreaktivitás ezeken alapuló mérését.

 

Köpetindukció

A köpetindukció a nem invazív légúti mintavétel sokat alkalmazott eszköze, amelyet Bickerman és munkatársai tüdőtumorok diagnosztizálására írtak le 1958-ban (1). A vizsgálat módszertani kérdéseit azóta széles körben vizsgálták, és 2002-ben közölték a nemzetközileg egyeztetett ajánlást (2). A publikáció tartalmazza a szakértők által ajánlott köpetindukciós módszert, a biztonsági szempontokat és a minta feldolgozására, elemzésére tett ajánlásokat (3). A mintavétel módja röviden a következő: egy kiindulási légzésfunkciós mérést követően a vizsgált személy meghatározott ideig (ha a vizsgálat specifikus célja másképp nem indokolja, 15 percig) hipertóniás (3 vagy 4,5%-os) nátrium-klorid-oldatot lélegez be egy porlasztóból. Ezalatt ötpercenként megpróbálja felköhögni „köpetét” (alsó légúti szekrétumát), amely egy steril tartályba kerül. A mintavétel akkor számít megfelelőnek, ha a mintában az orális kontaminációt jelző laphámsejtek aránya 10%-nál kisebb. A feldolgozás fő lépéseit a következők alkotják: a minta homogenizálása [magas mucintartalma miatt általában valamilyen detergens anyagot, például ditiotreitolt (DTT) kell használni], centrifugálás a sejtes állomány és a különböző mediátorokat tartalmazó felülúszó elkülönítésére, a felülúszó eltávolítása, lefagyasztása későbbi mediátormeghatározásra, a sejtek tárgylemezre vitele, festése, számolása. A tárgylemezekre felvitt sejtek mélyfagyasztott állapotban tárolhatók, és speciális festések később is végezhetők belőlük. Ezenkívül, mivel a mintát alkotó sejtek több mint 90%-a élő, a sejteket akár tenyészteni is lehet, molekuláris biológiai, genetikai és egyéb vizsgálatokra egyaránt alkalmasak.

 

A köpetindukció lehetőségei és korlátai

A mintavétel olcsóbban, egyszerűbben kivitelezhető, mint a fiberoszkópia, gyakrabban ismételhető (két vizsgálat között mindenképpen ajánlott legalább 24 órás szünetet tartani, mivel az indukció neutrofiles gyulladást vált ki a légutakban), és az indukcióval nyert minta alsó légúti sejteket és mediátorokat egyaránt tartalmaz. A módszer jelen formájában azonban meglehetősen időigényes, drága és szaktudás szükséges hozzá. (Az indukciót követően gyakorlott vizsgáló esetén is további 90–120 perc kell a sejtszám megállapításáig. A mintákat hűtve kell tárolni, és az indukció után két órán belül fel kell dolgozni. A feldolgozáshoz nagyon precíz munka szükséges az eredmények ismételhetőségéhez.) Az egészségügyi finanszírozás a legtöbb országban, így hazánkban sem fedezi a köpetindukciót, csak egy-két országban van lehetőség a mintavétel inhalációs provokációként való elszámolására.

A köpetindukció során a hipertóniás sóoldat belégzése légúti obstrukciót válthat ki, ezért a mintavétel után kötelező ellenőrizni a légzésfunkciót, szükség esetén pedig hörgtágítót kell adni. Egyes vizsgálatok alkalmával, illetve előrehaladott légúti megbetegedésben szenvedő betegek esetében az indukciót megelőzően adnak hörgtágítót (rövid hatású b-mimetikumot) a reakció kivédésére.


A mintavétel után kötelező ellenőrizni a légzésfunkciót.

 

Az indukált köpet sejtes fázisa

Egészséges személyek esetében az indukált köpet sejtjeinek mintegy 80%-át macrophagok alkotják, és az eozinofil sejtek számának aránya gyermekekben és felnőttekben egyaránt Ł2,5% (4, 5) (a többit lymphocyták és neutrofil granulocyták alkotják változó arányban). A légutak különböző gyulladásos megbetegedéseit részben a sejtek abszolút számának növekedése a minta sejtjeiben, részben pedig a sejtszám arányának változása jellemzi. A jelenleg rendelkezésre álló információk alapján a köpetvizsgálat klinikailag leginformatívabb, legmegbízhatóbb jellemzője – elsősorban asthmában és krónikus obstruktív tüdőbetegségben – az eozinofil sejtek abszolút száma és a többi sejthez viszonyított számaránya. Asthma fertőzés okozta exacerbatiójában és COPD-ben a köpet milliliterenkénti sejtszáma és a neutrofil sejtek számának aránya is fontos lehet (6). A lymphocyták általában nagyon alacsony számban vannak jelen ebben a mintában, ezért a hagyományos festésekkel történő felhasználhatóságuk limitált. Tovább vizsgálhatók azonban például áramlási citometriával, és így felszíni markereik, illetve intracelluláris citokintermelésük alapján meghatározható a lymphocyta-altípus, ami segítséget nyújthat többek között a sarcoidosis diagnózisának felállításához. A köpetindukcióval nyert sejtek tenyészthetők, illetve izolálás után molekuláris biológiai eszközökkel DNS-, RNS- és proteintartalmuk meghatározható. Indukált köpetmintából mutatták ki először, hogy az emberi légutak hemoxigenáz-1 (HO-1) enzimet tartalmaz-nak, és hogy az asthmás betegekben a légúti macrophagok HO-1-tartalma az egészségesekben mértnél nagyobb (7).

A köpet eozinofilsejt-számát asthmában több tanulmányban vizsgálták, és kimutatták, hogy emelkedése jó szenzitivitással és specificitással utal asthmára, továbbá összefügg a betegség súlyosságával (8). Természetes allergénexpozíció vagy allergénnel történő provokáció után a köpetben megnő az eozinofil sejtek aránya (9). A köpet eozinofilsejt-számának csökkenése jól mutatja a gyulladáscsökkentő kezelés hatását. Ez szteroidkezelés esetén a legkifejezettebb, de kimutatták más gyulladáscsökkentő szerek, így leukotriénantagonisták és teofillinszármazékok alkalmazásakor is (10).

Az allergiás asthmát típusosan a köpetben lévő eozinofil sejtek arányának növekedése jellemzi. Egyre több tanulmány bizonyítja azonban, hogy vannak olyan asthmás betegek, így a nem atópiás asthmások, a súlyos szteroiddependens betegek jelentős hányada, illetve a dohányos asthmások nagy része, akiknél nem az eozinofil, hanem a neutrofil sejtek dominanciája figyelhető meg.

Az asthmával és annak kezelésével kapcsolatos eddigi információink alapján két olyan fontos kérdés van, amellyel kapcsolatban választ kaphatunk köpetindukcióval. Az egyik az, hogy befolyásolja-e a gyulladásos sejtek profilja a kezelés hatékonyságát. Az eozinofil sejtek túlsúlyával járó gyulladásos folyamatok jól reagálnak szteroidkezelésre, míg a neutrofil sejtes gyulladások sokkal kevésbé. E tekintetben tehát információt kaphatunk a köpetanalízistől arról, hogy az adott betegnél érdemes-e szteroidkezelésbe kezdeni, várható-e terápiás válasz ettől a gyógyszertől. Bár a jelen klinikai gyakorlat „terápiás próbaként” alkalmazza a kezelést, a gyulladás sejttípusának meghatározása segítséget adhat a legcélszerűbb kezelés megválasztásához. Ezt igazolta az a vizsgálat, amelyben asthmás betegek kezelését az indukált köpetükben talált eozinofilek aránya alapján állították be. Azt találták ugyanis, hogy ebben a csoportban az asthma kezelése eredményesebb volt, mint a kontrollcsoportban alkalmazott, a British Thoracic Society útmutatójának alapelvei szerinti, hagyományos beállítás mellett. A vizsgálati csoportban csupán harmadannyi exacerbatio fordult elő, mint a kontrollcsoportban (11).

A másik kérdés azokkal a betegekkel kapcsolatban merül fel, akiknél a hagyományos diagnosztikus algoritmus alapján nem sikerül pontos diagnózist felállítani. Így van példa arra, hogyan lehet a köpetindukciót a súlyos asthma és a száraz köhögés diagnosztikus algoritmusába beilleszteni (12).

Az asthmán kívül egyre többet vizsgálják a COPD-s betegek köpetének sejtszámarányát, s az eredmények azt mutatják, hogy a COPD exacerbatiója gyakran jár együtt a köpet nagyobb eozinofilsejt-számával, s az ilyen esetekben jobb eredmény várható a szteroidkezeléstől, mint neutrofildominanciájú sejtmintázat mellett.

 

Az indukált köpet nem sejtes fázisa

A köpet felülúszójából történő mediátormeghatározás klinikai szempontból kevésbé jól alkalmazható, mivel problémát jelent a belélegzett sóoldat és a minta nyáltartalma okozta hígulás, valamint a felhasznált detergens befolyásolhatja a mediátor meghatározását. A hígulási probléma ellenére kutatási céllal számos vizsgálatban tanulmányozták a különböző mediátorok koncentrációját, koncentrációváltozását.

Az eddigi eredmények tehát azt mutatják, hogy az indukált köpet vizsgálata a klinikai munkában is alkalmazható, és beilleszthető a diagnosztikai protokollba, valamint a kezelés monitorozásába is (13).

 

Biomarkerek a kilégzett levegőben

A kilégzett levegő térfogatának, áramlási sebességének mérése, az úgynevezett légzésfunkciós vizsgálat napjainkban a pulmonológiai diagnosztika egyik alappillérét jelenti. A kilégzett levegő fizika jellemzőin kívül (térfogat, áramlási sebesség stb.) azonban ismert az is, hogy több mint kétszáz különböző molekula található benne (14). Ezek közül számos molekula mérhető a levegő gázfázisában, így a nitrogén-monoxid (NO), a szén-monoxid (CO), illetve különböző hidrokarbonok és más szerves molekulák (15), míg mások a kilégzett levegő lehűtött mintájában, az úgynevezett kondenzátumban mérhetők.

 

Kilégzett nitrogén-monoxid

Az endogén úton képződő nitrogén-monoxid legnagyobb része L-argininből képződik a nitrogén- monoxid-szintáz enzimcsalád (NOS) segítségével, amelynek legalább három altípusa ismert. Közülük az indukálható NOS (iNOS) gyulladásos mediátorok, citokinek hatására expresszálódik, és ezt követően folyamatosan magas koncentrációjú nitrogén-monoxid-képződést tart fenn. A légutakban mind egészséges, mind különböző kóros körülmények között képződik nitrogén-monoxid. A folyamat celluláris háttere még nem ismert teljes mértékben. Több bizonyíték mutatja azonban, hogy a légúti epithelsejtek, az alveolaris macrophagok, a különböző gyulladásos sejtek egyaránt képesek nitrogén-monoxid-felszabadításra. A légutakban folyó nitrogén-monoxid-képződésről információt nyerhetünk a kilégzett nitrogén-monoxid koncentrációjának mérésével, ez az érték rendkívül alacsony, ppb (részecske per billió) mértékegységben mérhető.

 

A nitrogén-monoxid koncentrációjának mérése

A kilégzett nitrogén-monoxid koncentrációjának mérése jelenleg nemzetközileg standardizált módon, a különböző laboratóriumokban egységes elvek alapján történik. A mérési módszerhez jelenleg felnőttekre az American Thoracic Society (ATS) 1999-ben kiadott útmutatója (16), gyermekekre a 2002-ben megjelent egyeztetett ATS-European Respiratory Society (ERS) ajánlás vonatkozik (17). A mérés röviden a következőképpen végzendő: mély belégzést követően a vizsgált személyt egy ellenállással szembeni állandó kilégzési áramlási sebességgel végrehajtott teljes kilégzésre kell megkérni. (Az ellenállás a lágy szájpad bezárására, míg az állandó kilégzési sebesség a mérés reprodukálhatósága érdekében szükséges.) A vizsgálatot ezzel a módszerrel az öntudatuknál levő felnőttek és körülbelül négyévesnél idősebb gyermekek egyaránt jól tudják végezni. Fiatalabb gyermekek esetében a kilégzett nitrogén-monoxid koncentrációjának méréséhez speciális módszerek alkalmazhatók. A kilégzett nitrogén-monoxid rövidítésére a nemzetközileg ajánlott kifejezés az FENO.

 

Kilégzett nitrogén-monoxid mérésének alkalmazása

A kilégzett levegő nitrogén-monoxid-koncentrációja emelkedett a légúti hiperreaktivitást mutató atópiás személyek esetében (18) és az allergiás rhinitises betegek közel egyharmadánál. Asthmás betegeknél a kilégzett nitrogén-monoxid koncentrációja az egészségeseknél mért értékeknek akár a többszöröse is lehet, míg más légúti megbetegedésekben ez az emelkedés – ha egyáltalán van – sokkal kevésbé kifejezett, és átfedés van a különböző megbetegedésekben detektált nitrogén-monoxid-szintek között (19, 20). Az asthma diagnózisának felállításához a vizsgálat jól felhasználható. Malmberg és munkatársai közölték, hogy a kilégzett levegő nitrogén-monoxid-koncentrációjának mérése jobb volt az óvodáskorúak asthmájának azonosításában, mint a nyugalmi légzésfunkció vizsgálata vagy az (akut) farmakodinámiás teszt (21). Ezt igazolta – más vizsgálatok mellett – egy háziorvosi praxisban végzett vizsgálat is, amely azt mutatta, hogy a kilégzett nitrogén-monoxid koncentrációjának emelkedése jobb szenzitivitású a hagyományos diagnosztikus vizsgálatoknál (légzésfunkció, farmakodinámia, orális szteroiddal történő terápiás próba) és általánosságban a mérés diagnosztikus pontossága jobb a többi vizsgált módszerénél (22). Az atípusos tünettel, száraz köhögéssel járó asthma differenciáldiagnózisában a diagnosztikus algoritmusba jól illeszthető ez a mérés, mivel a száraz köhögések hátterében az asthma kimutatására a kilégzett nitrogén-monoxid koncentrációjának emelkedése jó szenzitivitású és specificitású volt.

A kilégzett nitrogén-monoxid koncentrációja asthmás betegeknél összefüggést mutat a légúti hiperreaktivitással, a vér és a köpet eozinofil sejtjeinek számával, valamint az eozinofil kationos protein indukált köpetben mért szintjével. Asthma exacerbatiójában, természetes allergénexpozíció esetén, valamint az allergénindukált légúti válasz késői szakaszában nő a kilégzett nitrogén-monoxid koncentrációja, és ez arra utal, hogy szintje valóban az asthmás légúti gyulladás intenzitását tükrözi. Ezt igazolja az is, hogy a légúti gyulladás intenzitását csökkentő kezelések hatására a kilégzett nitrogén-monoxid koncentrációja csökken. A mérés ezért alkalmas lehet a gyulladáscsökkentő kezelés hatékonyságának, valamint a beteg kezelési együttműködésének az ellenőrzésére.

A légutak más gyulladásos megbetegedését nem vagy csak kismértékben kíséri a kilégzett nitrogén-monoxid szintjének emelkedése. Így cisztikus fibrosisban a normálisnál alacsonyabb szintű kilégzett nitrogén-monoxid detektálható, illetve a különböző bronchiectasiákban normális vagy enyhén emelkedett szint mérhető (20). Jellegzetesen rendkívül alacsony nitrogén-monoxid-értékek fordulnak elő primer ciliaris dyskinesiában (PCD), azonban a kilégzett nitrogén-monoxid szintjének értékei némi átfedést mutatnak más betegcsoportokéval. Ezzel szemben a nasalis nitrogén-monoxid-értékek olyan alacsonyak PCD-ben, hogy a mérés diagnosztikusan is használható. A kilégzett levegőben mért és a nasalis nitrogén-monoxid-szint együttes értékelése (kórosan alacsony érték nasalisan és a kilégzett mintában is) a vizsgálat specificitását javítja (20). Egy másik lehetséges alkalmazási területe ennek a mérésnek a tüdőtranszplantáción átesett betegek monitorozása, mivel az eddigi adatok azt mutatják, hogy az akut és a krónikus kilökődést, valamint az infekciókat a kilégzett nitrogén-monoxid koncentrációjának emelkedése kíséri.

 

Kilégzett szén-monoxid

A kilégzett levegő szén-monoxid-koncentrációjának mérését évek óta alkalmazzák a dohányzás intenzitásának monitorozására. Általános volt az az elképzelés, hogy a kilégzett levegőben detektált szén-monoxid a cigarettafüsttel beszívott szén-monoxidból származik. A hem-oxigenáz (HO) enzim aktivitása következtében azonban nemdohányzók szervezetében is felszabadul szén-monoxid, és valószínűleg ennek az enzimnek a révén keletkezik az egészségeseknél mérhető kilégzett szén-monoxid. A HO enzimcsalád a hemgyűrűt biliverdinné alakítja, miközben szabad vas és szén-monoxid képződik. A biliverdin ezt követően bilirubinná alakul, amely a szervezet egyik lényeges antioxidáns anyaga. Az enzimcsaládba a NOS-hoz hasonlóan konstitutív (HO-2) és indukálható (HO-1) enzimformák tartoznak. A HO-1 a stresszproteinek családjába tartozik, és különböző citokinek, oxidánsok hatására az enzim expressziója, illetve aktivitása fokozódik. Nem dohányzó, asthmás személyek esetében emelkedett a kilégzett levegő szén-monoxid-koncentrációja, és fokozott a HO-1 enzim expressziója (7). A szén-monoxid koncentrációja számos más légúti megbetegedésben is emelkedést mutat, így bronchiectasiákban (23), cisztikus fibrosisban is (24). Ezzel a kilégzett gázzal kapcsolatos ismereteink azonban jelenleg meglehetősen limitáltak, és a mérés eredményeit az aktív, illetve passzív dohányzás, valamint a levegőszennyeződés befolyásolja, ezért ennek a mérésnek a kilégzett nitrogén-monoxidhoz hasonló alkalmazása egyelőre nem várható.

 

Egyéb kilégzett gázok

A kilégzett levegőben mérhető etán és pentán valószínűleg a légutakban zajló oxidatív stressz mértékével arányos (24), azonban mérésük metodikailag bonyolult, és számos külső zavaró tényező befolyásolhatja, emiatt alkalmazásuk erősen behatárolt.

 

A kilégzett levegő kondenzátuma

A kilégzett levegő kondenzálása azon a feltételezésen alapszik, hogy a kilégzett levegő részecskéi a bronchoalveolaris folyadék, illetve az alsó légutak öszszetételét tükrözik. A mintavétel során a vizsgált személy egyenletesen és nyugodtan lélegzik egy szeleppel ellátott szájrészen keresztül, amelynek segítségével a be- és kilégzett levegő elkülönül (1. ábra). A kilégzett levegő páratartalma egy hűtött mintagyűjtőn áthaladva kondenzálódik. A mintagyűjtésre különböző, házilag készített kondenzálókat használnak, de van két gyári, kutatási célra forgalomban lévő eszköz is. A jelenleg használt eszközökkel 10 perc alatt átlagosan 1-2 ml kondenzátum gyűjthető, amelyet a mintagyűjtést követően –70 °C-on kell tárolni a mediátor meghatározásáig. A mintavételi módszer nemzetközi ajánlása most készül (Task Force on Exhaled Breath Condensate, az Európai és Amerikai Tüdőgyógyász Társaságok képviseletében Horváth I. és Barnes P. J. elnökletével), de mivel számos olyan tényező még ismeretlen, amely esetleg befolyásolhatja a minta minőségét, a mintavétel hatékonyságát, egyelőre a mintavétel módjának adott részeire nem lehet ajánlást tenni. Ilyen nem teljesen feltárt terület a kilégzési áramlási sebesség, a légúti átmérő, a percventiláció, a környezeti páratartalom hatása a különböző mediátorokra, valamint a mintagyűjtő készülékek hatékonysága, anyaga, a mintavételi idő stb. A metodika problémái ellenére egyre nő azoknak a közleményeknek a száma, amelyek a kilégzett levegő kondenzátumában mért mediátorkoncentrációkat jellemezték különböző légúti megbetegedésekben. E vizsgálatok legnagyobb része asthmával kapcsolatos, és csak kisebb hányaduk vizsgálja a COPD-t, a cisztikus fibrosist, a bronchiectasiát (25).

1. ábra. A kilégzett levegő kondenzálásának sémás ábrája. A kilégzett levegő egy dupla falú üvegen áramlik keresztül, amelynek belső falát jeges vízzel hűtik, így a levegő különböző aeroszolokat is tartalmazó páratartalma a hűtött falon lecsapódik

A kilégzett levegő kondenzálásának sémás ábrája


A kilégzett nitrogén-monoxid szintje az asthmás légúti gyulladás intenzitását tükrözi.

A kilégzett levegő kondenzátumából (nemzetközileg elfogadott rövidítése: EBC – exhaled breath condensate) számos olyan mediátort sikerült kimutatni, amely a légúti megbetegedések patomechanizmusában szerepet játszik, és a különböző betegségekben az EBC-ben mérhető koncentrációja eltér az egészségesekben mérttől. Így a kilégzett hidrogén-peroxid (H2O2) koncentrációja emelkedett valamennyi oxidatív stresszel együttjáró légúti megbetegedésben, így asthmában, különböző eredetű bronchiectasiákban, COPD-ben, cisztikus fibrosisban (26, 27). A nitrogén-monoxid bomlásához kötött termékek közül kimutatták a nitrotirozint, amely a peroxinitrit stabil végterméke (28), a nitritet, a nitrátot (29) és a nitrozotiolt is (30). A 8-izoprosztán a prosztanoidokhoz tartozó molekula. A membránfoszfolipidek oxidatív stresszhez kötött peroxidációja során keletkezik, és használható az oxidatív stressz klinikai megítélésére. Asthmás, valamint COPD-ben és cisztás fibrosisban szenvedő betegek esetében egyaránt emelkedett az izoprosztánszint a kilégzett levegőben az egészségesekéhez képest (31).

Számos légúti megbetegedés patofiziológiájában fontos szerepet játszanak a leukotriének, amelyeket szintén vizsgáltak a kondenzátumban (32). Több bizonyíték is szolgál annak alátámasztására, hogy asthmás gyulladás kialakulásában az adenozin szerepet játszhat. Az adenozin jól mérhető a kondenzátumban, és szteroiddal nem kezelt asthmásokban emelkedett a szintje, szemben a szteroiddal kezelt asthmásokéval és az egészségesekével (33). A kondenzátumban mérhető számos interleukin, különböző ionok és több más molekula is (34, 35). Ezek a mérések egyelőre a kutatómunka eszköztárát képezik, az idetartozó eredményekkel részletesen több összefoglaló olvasható (15, 25).

 

Összegzés

A légúti gyulladás nem invazív mérése kutatási és klinikai szempontból egyaránt fontos terület. Az eredmények azt mutatják, hogy klinikai alkalmazásra a jelenleg rendelkezésre álló módszerek közül az indukált köpet sejtszáma, valamint a kilégzett nitrogén-monoxid koncentrációjának mérése felel meg, míg a kilégzett levegőkondenzátum gyűjtésével és a belőle történő mediátormeghatározással kapcsolatban számos módszertani kérdést kell még megválaszolni.

 

Köszönetnyilvánítás

A szerző osztályán a fent ismertett vizsgálómódszerekkel jelenleg az OTKA (T43396) támogatásával folyik kutatómunka.

 

Irodalom

  1. Bickerman HA, Sproul EE, Barach AL. An aerosol method of producing bronchial secretions in human subjects: a clinical technique for the detection of lung cancer. Dis Chest 1958; 33:347-62.
  2. Vignola AM, Rennar SI, Hargreave FE, et al. Standardised methodology of sputum induction and processing. Future directions. Eur Respir J 2002;37:S51-S55.
  3. Louis R, Shute J, Goldring K, et al. The effect of processing on inflammatory markers in induced sputum. Eur Respir J 1999; 13:660-67.
  4. Spanevello A, Confalonieri M, Sulotto F, et al. Induced sputum cellularity. Reference values and distribution in normal volunteers. Am J Respir Crit Care Med 2000;162:1172-4.
  5. Gibson PG, Henry RL, Thomas P. Non-invasive assessment of airway inflammation in children: induced sputum, exhaled nitric oxide, and breath condensate. Eur Respir J 2000;16:1008-15.
  6. Jayaram L, Parameswaran K, Sears MR, et al. Induced sputum cell counts: their usefulness in clinical practice. Eur Respir J 2000;16:150-8.
  7. Horváth I, Donnelly LE, Kiss A, et al. Raised levels of exhaled carbon monoxide are associated with an increased expression of heme oxygenase-1 in airway macrophages in asthma: a new marker of oxidative stress. Thorax 1998;53:668-72.
  8. Louis R, Lau LC, Bron AO, et al. The relationship between airway inflammation and asthma severity. Am J Respir Crit Care Med 2000;161:9-16.
  9. Sulakvelidze I, Inman MD, Rerecich T, et al. Increases in airway eosinophils and interleukin-5 with minimal bronchoconstriction during repeated low-dose allergen challenge in atopic asthmatics. Eur Respir J 1998;11:821-7.
  10. Van Rensen EL, Straathof KC, Veselic-Charvat MA, et al. Effect of inhaled steroids on airway hyperresponsiveness, sputum eosinophils, and exhaled nitric oxide levels in patients with mild asthma. Eur Respir J 1998;12:1084-8.
  11. Green RH, Brightling CE, McKenna S, et al. Asthma exacerbations and sputum eosinophil count, a randomised controlled trial. Lancet 2002;360:1715-21.
  12. Brightling CE, Ward R, Goh KL, et al. Eosinophilic bronchitis is an important cause of chronic cough. Am J Respir Crit Care Med 1999;160:406-10.
  13. Pavord ID. Clinical applications of assessment of airway inflammation using induced sputum. Eur Respir J 2002;20:S40-S43.
  14. Manolis A. The diagnostic potential of breath analysis. Clin Chem 1983;29:5-15.
  15. Kharitonov SA, Barnes PJ. Exhaled markers of pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med 2001;163:1693-722.
  16. American Thoracic Society. Recommendations for standardized procedures for the online and offline measurement of exhaled lower respiratory nitric oxide and nasal nitric oxide in adults and children – 1999. Am J Respir Crit Care Med 1999;160:2104-117.
  17. Baraldi E, De Jongste JC. ERS, ATS. Measurement of exhaled nitric oxide in children 2001. Eur Respir J 2002;20:223-37.
  18. Horváth I, Barnes PJ. Exhaled monoxides in asymptomatic atopic subjects. Clin Exp Allergy 1999;29:1276-80.
  19. Horváth I, Donnelly LE, Kiss A, et al. Combined use of exhaled hydrogen peroxide and nitric oxide in monitoring asthma. Am J Resp Crit Care Med 1998;158:1042-6.
  20. Horváth I, Loukides S, Wodehouse T, et al. Comparison of exhaled and nasal nitric oxide and exhaled carbon monoxide levels in bronchiectatic patients with and without primary ciliary dyskinesia. Thorax 2003;58:68-72.
  21. Malmberg LP, Pelkonen AS, Haahtela T, et al. Exhaled nitric oxide rather than lung function distinguishes preschool children with probable asthma. Thorax 2003;58:494-9.
  22. Smith AD, Cowan JO, McLachlan C, Monti-Sheehan, Jackson P. Diagnosing asthma. Comparisons between exhaled nitric oxide measurements and conventional tests. Am J Respir Crit Care Med 2004;169:473-8.
  23. Horvath I, Loukides S, Wodehouse T, Kharitonov SA, Cole PJ, Barnes PJ. Increased levels of exhaled carbon monoxide in bronchiectasis: a new marker of oxidative stress. Thorax 1998; 53:867-70.
  24. Horvath I, MacNee W, Kelly FJ, Dekhuijzen PN, Phillips M, Doring G, et al. Haemoxygenase-1 induction and exhaled markers of oxidative stress in lung diseases. Summary of the ERS Research Seminar in Budapest, Hungary, September, 1999. Eur Respir J 2001;18:420-30.
  25. Vass G, Huszár É, Barát E, et al. A kilégzett levegő kondenzálása és a kondenzátum elemző vizsgálata. Új módszer a tüdőgyógyászatban. Orvosi Hetilap 2003;51:2517-24.
  26. Antczak A, Kumanowska Z, Kasielski M, et al. Inhaled glucocorticosteroids decrease hydrogen peroxide level in expired air condensate in asthmatic patients. Respir Med 2000;94:416-21.
  27. Jobsis Q, Raatgeep HC, Hermans PW, et al. Hydrogen peroxide in exhaled air is increased in stable asthmatic children. Eur Respir J 1997;10:519-21.
  28. Hanazawa T, Kharitonov SA, Barnes PJ. Increased nitrotyrosine in exhaled breath condensate of patients with asthma. Am J Respir Crit Care Med 2000;162:1273-6.
  29. Hunt J, Byrons RE, Ignarro L, et al. Condensed expired nitrite as a home marker for acute asthma. Lancet 1995;346:1235-6.
  30. Corradi M, Montuschi P, Donnelly LE, et al. Increased nitrosothiols in exhaled breath condensate in inflammatory airway diseases. Am J Respir Crit Care Med 2001;163:854-8.
  31. Montuschi P, Corradi M, Ciabattoni G, et al. Increased 8-isoprostane, a marker of oxidative stress, in exhaled condensate of asthma patients. Am J Respir Crit Care Med 1999;160:216-20.
  32. Kharitonov SA, Balint B, Bush A, et al. Increased leukotrienes in exhaled breath condensate in childhood asthma. Am J Respir Crit Care Med 2002;166:1345-9.
  33. Huszár É, Vass G, Vizi É, et al. Adenosine in exhaled breath condensate in healthy volunteers and in patients with asthma. Eur Respir J 2002;20:1393-8.
  34. Shahid SK, Kharitonov SA, Wilson NM, et al. Increased interleukin-4 and decreased interferon-gamma in exhaled breath condensate of children with asthma. Am J Respir Crit Care Med 2002;165:1290-3.
  35. Hunt FJ, Fang K, Malik R, et al. Endogenous airway acidification: implications for asthma pathophysiology. Am J Respir Crit Care Med 2000;161:694-9.


NEW METHODS FOR NON-INVASIVE ASSESSMENT OF AIRWAY DISEASES

In chronic obstructive airway diseases there are several unsolved questions regarding the early diagnosis, monitoring treatment, simple detection of exacerbations and the questions of differential diagnosis. These problems indicate the need for the development of new diagnostic methods and their application in clinical practice. This need is further emphasized by the fact that in most chronic airway diseases, including asthma and chronic obstructive pulmonary disease inflammation has a central role in the pathomechanism and its suppression is the main aim of treatment, but so far, we do not have adequate method for the assessment of inflammation intensity in clinical practice.
In recent decades non-invasive sampling techniques directly from the airways have made a progress in respiratory research and at present some of them are available for clinical use. Among these techniques sputum induction, measurement of exhaled biomarkers including exhaled nitric oxide and mediators in exhaled breath condensate samples are used increasingly. The present review summarises our current knowledge on these methods and the most important findings obtained by their applications.

asthma, chronic obstructive pulmonary disease, cystic fibrosis, induced sputum, exhaled nitric oxide, exhaled breath condensate