Små luftvägars betydelse vid astma hos barn. Sanna Kjellberg Leg. Biomedicinsk analytiker Lungforskningslaboratoriet

Transkript

1 Små luftvägars betydelse vid astma hos barn Sanna Kjellberg Leg. Biomedicinsk analytiker Lungforskningslaboratoriet

2 Astma Symtom Inflammation Variabel luftvägsobstruktion Bronkhyperreaktivitet Skaraborgs Sjukhus

3 Olika metoder att studera små luftvägar med Imaging metoder CT Scint MRI He 3 Lungfunktionstester Inertgasutsköljning Impulsoscillometri Histopatologi Bronkoskopi - transbronkiella biopsier och BAL Post-mortem studier Indirekt mätning av biomarkörer Alveolärt NO Exhaled breath condensate Particles in exhaled air (PExA) Skaraborgs Sjukhus

4

5

6 Inflammatoriskt index (aktiverade eosinofiler/mm) > 2 mm mm < 0.5 mm Luftvägsdiameter

7 16:00 04:00 Ej nattlig astma Natt-astma Centrala luftvägar Kring alveolerna Centrala luftvägar Kring alveolerna

8 S cond är en stark prediktor, oberoende av luftvägsinflammation, för bronkreaktivitet hos vuxna astmatiker.

9 Astmakontroll (ACQ) är kopplad till mått på perifer lungfunktion Efter antiinflammatorisk behandling rapporteras en bättre astmakontroll S cond och S acin var de enda prediktorerna för förbättring i upplevd astmakontroll Känslig mätning av perifer lungfunktion är värdefullt för att utvärdera behandlingseffekter

10 Skaraborgs Sjukhus

11 Skaraborgs Sjukhus

12

13

14 Skaraborgs Sjukhus

15

16

17

18

19

20 Skaraborgs Sjukhus

21 Skaraborgs Sjukhus

22

23 Skaraborgs Sjukhus

24 Författare #1 Titel Tidskrift n Ålder Metod Konklusion Carroll N The distribution of eosinophils and lymphocytes in the large and small airways of asthmatics ERJ 1997 Fatal astma: 10, Mild astma: 10, Kontroller: 10 Vuxna Post-mortem biopsier Lymfocyter och eosinofiler förekommer i både stora och små luftvägar hos astmatiekr oavsett sjukdomens svårighetsgrad, dock är halten eosinofiler kopplad till sjukdomens svårighetsgrad. Hamid Q Inflammation of small airways in asthma J Allergy Clin Immunol astmatiker, 10 kontroller Vuxna Biopsier på bortopererad lungvävnad Hos vuxna astmatiker ser den inflammatoriska processen liknande ut i stora och små luftvägar, men inflammationen är mer uttalad i små jämfört med stora luftvägar. Halten av aktiverade eosinofiler var som störst i luftvägar < 2mm. Kraft M Alveolar tissue inflammation in asthma Am J Respir Crit Care Med nocturnal astma, 10 ickenocturnal astma Vuxna Trans -och endobronkiella biopsier Accumuleringen av eosinofiler i små luftvägar bidrar till dyngsvariationen i lungfunktion som ses hos "nattlig-astma" jämfört med inflammationen som ses i stora luftvägar. Downie S Ventilation heterogeneity is a major determinant of airway hyperresponsiveness in asthma, independent of airway inflammation Thorax astmatiker Vuxna NO och MBW Ventilationsojämnhet i vila är en prediktor för hur bronkreaktiv en astmatiker är oberoende av luftvägsinflammation. Efter ICS behandling var ventilationsojämnhet den enda prediktorn för bronkreaktivitet. Att behandla ventilationsojämnheten bör således vara ett primärt mål för att uppnå bra långtidseffekter. Farah C Usmani O Braido F The role of the small airways in the clinical expression of asthma in adults J Allergy Clin Immunol astmatiker vuxna NO, N 2 MBW och ACT The prevalence of small airway disease in adult asthma: a systematic review Respir Med 2016 Review Vuxna Manifesto on small airway involvement and management. IOS, spirometri, N 2 MBW, Body-box och HRCT Aktuell astmakontroll och förbättring av astmakontroll efter ICS behandling är kopplad till graden av ventilationsojämnhet. Visade överlag en prevalens på 50-60% av perifert luftvägsengagemang hos vuxna astmatiker. Perifert luftvägsengagemang förekom hos astmatiker med alla svårighetsgrader av sjukdomen. World Allergy Organ J 2016 / Asthma Research and Practice 2016 De små luftvägarna har en nyckelroll vid uppkomsten av astma och KOL.

25 Wenzel S Bronchoscopic Evaluation of Severe Asthma - Persistent inflammation Am J Respir Crit Care associated with high dose glucocorticoids Med 1997 Kontroller: 6, Måttlig astma: 11, Svår astma: 7 5 st 6-18 år, 9 st vuxna Trans -och endobronkiella biopsier Hos individer med måttligt svår astma är halten eosinofiler högre i små jmf med stora luftvägar. Individer med svår astma hade Prednisolonbehandling! Trischler J Keen C Cadman R Elevated exhaled leukotriene B4 in the small airway compartment in children with asthma Ann Allergy Asthma Immunol 2015 Small airway function, exhaled NO and airway hyper-responsiveness in pediatric asthma Respir Med 2011 Pulmonary 3 He magnetic resonance imaging of childhood asthma J Allergy Clin Immunol astmatiker, 35 kontroller 9-17 år Exhaled breath condensate 47 astmatiker, 74 kontroller 6-18 år NO, SF 6 MBW 44, rekryterade från en födelsekohort med ökad risk för astma 9-10 år Högre halter av leukotrien B4 ses i små luftvägar hos astmatiker jmf med kontroller. Ingen skillnad mellan grupperna sågs i stora luftvägar. Halten leukotrien B4 i små luftvägar var också kopplad till uppmätt lungfunktion (spirometri) Ventilationsojämnhet i de små konduktiva luftvägarna är kopplad till luftvägsinflammation och bronkreaktivitet. 3 He MRI Barn med astma har mer utbredd ventilationsojämnhet jämfört med barn utan astma. Altes T Clinical correlates of lung ventilation defects in asthmatic children J Allergy Clin Immunol astmatiker 3-17 år 3 He MRI Ventilationsojämnhet är kopplad till astmasjukdomens svårighetsgrad, symtom score, administrerad dos lm, halten eosinofiler i blod och spirometri. Singer F Macleod KA Abnormal small airways function in children with mild asthma Chest 2014 Ventilation heterogeneity in children with well controlled asthma with normal spirometry indicates residual airway disease Thorax astmatiker, 35 kontroller 6-16 år N 2 SBW, DTG-SBW Patologisk DTG-SBW sågs hos 1/3 av astmatikerna trots normal spirometri. 31 astmatiker, 29 kontroller 5-15 år NO, MBW Trots normal spirometri och välkontrollerad astma uppmäts patologisk ventilationsojämnhetm med MBW. Steinbacher M Ljungberg H Shi Y Shi Y Galant S Small airway function before and after cold dry air challange in pediatric asthma patients during remission Ped Pulm astmatiker 6-18 år NO, N 2 MBW, bodybox Perifert luftvägsengagemang är kopplat till bronkreaktivitet Peripheral airway function in childhood asthma, assessed by single-breath He and SF 6 washout Ped Pulm astmatiker 8-15 år SF6/He VC SBW, bodybox Relating small airways to asthma control J Allergy Clin Immunol by using impulse oscillometry in children 2012 Peripheral airway impairment measured by oscillometry predicts loss of asthma control in children J Allergy Clin Immunol The case of impulse oscillometry in the management of asthma in children and Ann Allergy Asthma adults Immunol 2017 Ventilationsojämnhet i luftvägar nära den acinära zonen bidrar till bronkreaktivitet. Graden av ventilationsojämnhet i vila är kopplad till graden av bronkreaktivitet. Kontrollerad astma 12, okontrollerad astma 44, kontroller år IOS Patologisk perifer lungfunktion mätt med IOS är kopplad till graden av astmakontroll Kontrollerad astma: år IOS Review Barn med kontrollerad astma men patologisk IOS löper större risk att förlora astmakontrollen än barn med kontrollerad astma och normal lungfunktion mätt med IOS. Vuxna och barn IOS Visar på IOS användbarhet samt större känslighet än spirometri. Gustafsson P Pneumotachographic Nitrogen washout method for measurement of the Volume of Trapped Gas in the Lungs Ped Pulm 1994 Astma: 16, CF: 17, Kontroller: år? PNT VTG N 2 MBW PNT N 2 MBW är en tillförlitlig metod för att mäta VTG och den kan detektera patologisk perifer lungfunktion trots normal spirometri hos barn med CF och astma

26 Sammanfattning 3 He-MR, gasblandningstester och IOS visar på perifert engagemang Perifert engagemang är kopplat till kliniska korrelat Perifert engagemang trots normal spirometri Skaraborgs Sjukhus

27 Resultat från barnastmastudie i Skövde Variabel Alla (n=58) Flickor (n=16) Pojkar (n=42) Ålder (år) 13,7 (8,1-18,1) 13,5 (8,1-17,4) 14,0 (8,6-18,1) Längd (cm) 162,0 (127,0-185,5) 157,5 (127,0-174,8) 165,5 (131,5-185,5) Vikt (kg) 53,8 (23,9-87,0) 50,1 (23,9-87,0) 57,2 (26,5-77,0) BMI (kg/cm²) 20,3 (14,8-32,4) 20,2 (14,8-32,4) 20,3 (15,3-25,3) ACT, n=57 20 (12-27) 18 (12-25) 20,5 (14-27) FeNO50 (ppb) 14,5 (3,6-207,9) 21,6 (5,3-167,6) 14,1 (3,6-207,9) Skaraborgs Sjukhus

28 Prevalens av patologiska resultat Pre-BD Post-BD Procent LCI SF6 LCI He Scond, SF6 Sacin, SF6 Scond, He Sacin, He R5 Hz R20 Hz R5-R20 FEV1 FVC FEV1/FVC MMEF RV/TLC

29 Konduktiva luftvägar Perifera (små) luftvägar S cond S acin Intra-acinära luftvägar

30 Skaraborgs Sjukhus

31 Barn vs. vuxna Procent Barn Vuxna LCI Scond Sacin R5-R20 FEV1/FVC

32 Vilka metoder ska vi då använda för att undersöka barn i skolåldern med astma?

33 S cond vs. FDR ULN S cond, z-score ULN Skaraborgs Sjukhus FDR, z-score

34 S cond vs. FEV LLN S cond, z-score ULN FEV 1, z-score

35 FDR vs. FEV LLN FDR, z-score ULN FEV 1, z-score

36 S cond vs. FeNO50 14 Cut-off S cond, z-score ULN FeNO50, ppb

37 FDR vs. FeNO50 12 Cut-off 10 8 FDR, z-score ULN FeNO50, ppb

38 FeNO50 (ppb) FEV 1 (z) FDR (z) S cond (z) FeNO50 (ppb) FEV 1 (z) ** FDR (z) n.s ** S cond (z) 0.318* ** 0.425** Spearman Rho för korrelationer mellan de olika mätmetoderna. Skaraborgs Sjukhus

39 Sammanfattning, astma hos barn i skolåldern Perifert engagemang mätt med IOS (R5-R20) och S cond är tämligen vanligt förekommande trots normal spirometri. Mönstret skiljer sig mellan barn och vuxna med astma. IOS, i kombination med FeNO50, är en bra början.