Przydatność badania kondensatu powietrza wydychanego do oceny wskaźników procesu zapalnego w...
9
Pediatria Polska tom 84, nr 5, wrzesie ń –pa ź dziernik 2009 PRACE POGL Ą DOWE / REVIEWS 437 Przydatność badania kondensatu powietrza wydychanego do oceny wskaźników procesu zapalnego w drogach oddechowych u dzieci chorujących na astmę oskrzelową Usefulness of exhaled breath condensate for evaluation of markers of airway inflammation in children with asthma Joanna Jerzyńska, Agnieszka Brzozowska, Monika Bobrowska-Korzeniowska, Tomasz Grzelewski, Iwona Stelmach STRESZCZENIE Kondensat powietrza wydychanego jest nową metodą diagnostyczną, sł użącą do oceny zapalenia w drogach odde- chowych a jego składniki odzwierciedlają skład pł ynu wyściełającego oskrzela i pęcherzyki. Bezpośrednia ocena histo- logiczna jest najlepszym miernikiem nasilenia zapalenia dróg oddechowych, niestety wymaga procedur inwazyjnych, takich jak otwarta biopsja pł uc, biopsja w czasie bronchoskopii lub pł ukanie oskrzelowo-pęcherzykowe. Inne, mniej inwazyjne badania, takie jak indukowanie plwociny, mogą być powikłane skurczem oskrzeli a także są bardzo przykre szczególnie dla mał ych dzieci. W przeciwieństwie do powyższych metod, pobieranie kondensatu jest bezpieczne, całkowicie nieinwazyjne, łatwe do wykonania, można je wielokrotnie powtarzać, może być wykonywane u pacjen- tów z ciężką czy źle kontrolowaną chorobą dróg oddechowych, a ogromną jego zalet ą jest to, że można je wykonać również u mał ych dzieci z użyciem specjalnych masek twarzowych. Badanie polega na wydychaniu przez pacjenta podczas spokojnego oddychania przez okoł o 10–15 minut, powietrza do aparatu z systemem chł odzenia, co pozwala na gromadzenie kondensatu, w którym wykrywalny jest szereg markerów zapalenia dróg oddechowych. Podjęto próby zbadania w kondensacie powietrza wydychanego produktów metabolizmu kwasu arachidonowego, równowagi kwasowo-zasadowej oraz wskaźników stresu oksydacyjnego. Stężenia tych markerów ulegają zmianie pod wpł ywem procesów zapalnych, stresu oksydacyjnego oraz mogą być modulowane leczeniem. Istnieją dowody na to, że poziomy niektórych markerów będących w EBC są inne u pacjentów chorujących na astmę niż u pacjentów zdrowych i korelują z ciężkością choroby i funkcją pł uc. Przydatność kondensatu ma pewne ograniczenia metodologiczne i dlatego ko- nieczne są dalsze badania, aby ta metoda mogła posł użyć do monitorowania astmy. Zastosowanie zaawansowanych technologii pozwoli na poprawę tej techniki diagnostycznej i zwiększy jej użyteczność kliniczną. Sł owa kluczowe: astma, dzieci, kondensat powietrza wydychanego, markery zapalenia ABSTRACT Exhaled breath condensate (EBC) has emerged as a novel noninvasive technique for assessment of airway inflamma- tion, and it provides information on airway lining fluid composition. Traditionally, such assessment relies on invasive diagnostic tools such as bronchial biopsy and bronchoalveolar lavage (BAL) to obtain specimens from the airway. Other techniques, such as sputum induction, though not as invasive as bronchoscopy, may be complicated by bron- chospasm and it is very uncomfortable procedure especially for young patients. In contrast, EBC collection, entirely noninvasive, is simple to perform, effort-independent, rapid, can be repeated frequently, it is easy to perform even in young children and patients with severe disease. By breathing tidally through a cooling system for 10-15 minutes, adequate condensate can be collected for measurement of biomarkers of airway inflammation. Examples of markers that can be indenti fied in the EBC of patients with asthma include pH, hydrogen peroxide, nitrogen oxides, eicosano- ids, isoprostanes, adenosine, certain cytokines, chemokines, and growth factors. Concentrations of these biomarkers are influenced by inflammation, oxidative stress, and can be modulated by therapeutic interventions. There is some evidence that some markers in EBC differ between patients with asthma and controls, and some of them can correlate with asthma severity score, lung function. There are, however some methodological pitfalls with EBC assessment and more study are needed before this technique can be recommened for routine monitoring of asthma. With advances in technology, this technique will further improve, making EBC assessment of biomarkers more feasible for clinical application. Key words: asthma, children, exhaled breath condensate, markers of inflammation Pediatr Pol 2009; 84 (5): 437–445 © 2009 by Polskie Towarzystwo Pediatryczne Otrzymano/Received: 27.05.2009 Zaakceptowano do druku/Accepted: 4.07.2009 Oddział Kliniczny Interny Dziecięcej i Alergologii III Katedry Pediatrii UM w Łodzi Wojewódzki Szpital Specjalistyczny im. M. Kopernika w Łodzi Kierownik Kliniki: prof. dr hab. med. Iwona Stelmach Konflikt interesu/ Conflicts of interest: Autorzy pracy nie zgłaszają konfliktu interesów Adres do korespondencji/ Address for correspondence: Joanna Jerzyńska Oddział Kliniczny Interny Dziecięcej i Alergologii. Wojewódzki Szpital Specjalistyczny im. M. Kopernika ul. Pabianicka 62 93-513 Łódź tel. 48 42 689 59 72 fax 48 42 689 59 73 e-mail: [email protected]
Transcript of Przydatność badania kondensatu powietrza wydychanego do oceny wskaźników procesu zapalnego w...
P e d i a t r i a P o l s k a t o m 8 4 , n r 5 , w r z e s i e ń – p a ź d z i e r n i k 2 0 0 9
PRACE POGLĄDOWE / REVIEWS 437
Przydatność badania kondensatu powietrza wydychanego do oceny wskaźników procesu zapalnego w drogach oddechowych u dzieci chorujących na astmę oskrzelową
Usefulness of exhaled breath condensate for evaluation of markers of airway inflammation in children with asthma
Joanna Jerzyńska, Agnieszka Brzozowska, Monika Bobrowska-Korzeniowska, Tomasz Grzelewski, Iwona Stelmach
STRESZCZENIE Kondensat powietrza wydychanego jest nową metodą diagnostyczną, służącą do oceny zapalenia w drogach odde-chowych a jego składniki odzwierciedlają skład płynu wyściełającego oskrzela i pęcherzyki. Bezpośrednia ocena histo-logiczna jest najlepszym miernikiem nasilenia zapalenia dróg oddechowych, niestety wymaga procedur inwazyjnych, takich jak otwarta biopsja płuc, biopsja w czasie bronchoskopii lub płukanie oskrzelowo-pęcherzykowe. Inne, mniej inwazyjne badania, takie jak indukowanie plwociny, mogą być powikłane skurczem oskrzeli a także są bardzo przykre szczególnie dla małych dzieci. W przeciwieństwie do powyższych metod, pobieranie kondensatu jest bezpieczne, całkowicie nieinwazyjne, łatwe do wykonania, można je wielokrotnie powtarzać, może być wykonywane u pacjen-tów z ciężką czy źle kontrolowaną chorobą dróg oddechowych, a ogromną jego zaletą jest to, że można je wykonać również u małych dzieci z użyciem specjalnych masek twarzowych. Badanie polega na wydychaniu przez pacjenta podczas spokojnego oddychania przez około 10–15 minut, powietrza do aparatu z systemem chłodzenia, co pozwala na gromadzenie kondensatu, w którym wykrywalny jest szereg markerów zapalenia dróg oddechowych. Podjęto próby zbadania w kondensacie powietrza wydychanego produktów metabolizmu kwasu arachidonowego, równowagi kwasowo-zasadowej oraz wskaźników stresu oksydacyjnego. Stężenia tych markerów ulegają zmianie pod wpływem procesów zapalnych, stresu oksydacyjnego oraz mogą być modulowane leczeniem. Istnieją dowody na to, że poziomy niektórych markerów będących w EBC są inne u pacjentów chorujących na astmę niż u pacjentów zdrowych i korelują z ciężkością choroby i funkcją płuc. Przydatność kondensatu ma pewne ograniczenia metodologiczne i dlatego ko-nieczne są dalsze badania, aby ta metoda mogła posłużyć do monitorowania astmy. Zastosowanie zaawansowanych technologii pozwoli na poprawę tej techniki diagnostycznej i zwiększy jej użyteczność kliniczną. Słowa kluczowe: astma, dzieci, kondensat powietrza wydychanego, markery zapalenia
ABSTRACTExhaled breath condensate (EBC) has emerged as a novel noninvasive technique for assessment of airway inflamma-tion, and it provides information on airway lining fluid composition. Traditionally, such assessment relies on invasive diagnostic tools such as bronchial biopsy and bronchoalveolar lavage (BAL) to obtain specimens from the airway. Other techniques, such as sputum induction, though not as invasive as bronchoscopy, may be complicated by bron-chospasm and it is very uncomfortable procedure especially for young patients. In contrast, EBC collection, entirely noninvasive, is simple to perform, effort-independent, rapid, can be repeated frequently, it is easy to perform even in young children and patients with severe disease. By breathing tidally through a cooling system for 10-15 minutes, adequate condensate can be collected for measurement of biomarkers of airway inflammation. Examples of markers that can be indentified in the EBC of patients with asthma include pH, hydrogen peroxide, nitrogen oxides, eicosano-ids, isoprostanes, adenosine, certain cytokines, chemokines, and growth factors. Concentrations of these biomarkers are influenced by inflammation, oxidative stress, and can be modulated by therapeutic interventions. There is some evidence that some markers in EBC differ between patients with asthma and controls, and some of them can correlate with asthma severity score, lung function. There are, however some methodological pitfalls with EBC assessment and more study are needed before this technique can be recommened for routine monitoring of asthma. With advances in technology, this technique will further improve, making EBC assessment of biomarkers more feasible for clinical application. Key words: asthma, children, exhaled breath condensate, markers of inflammation
Pediatr Pol 2009; 84 (5): 437–445© 2009 by Polskie Towarzystwo PediatryczneOtrzymano/Received: 27.05.2009Zaakceptowano do druku/Accepted: 4.07.2009
Oddział Kliniczny Interny Dziecięcej i Alergologii III Katedry Pediatrii UM w Łodzi Wojewódzki Szpital Specjalistyczny im. M. Kopernika w Łodzi Kierownik Kliniki: prof. dr hab. med. Iwona Stelmach
Konflikt interesu/ Conflicts of interest: Autorzy pracy nie zgłaszają konfliktu interesów
Adres do korespondencji/ Address for correspondence: Joanna Jerzyńska Oddział Kliniczny Interny Dziecięcej i Alergologii. Wojewódzki Szpital Specjalistyczny im. M. Kopernika ul. Pabianicka 62 93-513 Łódź tel. 48 42 689 59 72 fax 48 42 689 59 73 e-mail: [email protected]
P e d i a t r i a P o l s k a t o m 8 4 , n r 5 , w r z e s i e ń – p a ź d z i e r n i k 2 0 0 9
PRACE POGLĄDOWE / REVIEWS438
P e d i a t r i a P o l s k a t o m 8 4 , n r 5 , w r z e s i e ń – p a ź d z i e r n i k 2 0 0 9
PRACE POGLĄDOWE / REVIEWS 439
P e d i a t r i a P o l s k a t o m 8 4 , n r 5 , w r z e s i e ń – p a ź d z i e r n i k 2 0 0 9
PRACE POGLĄDOWE / REVIEWS440
Ryc. 1. Badanie EBC Fig. 1. EBC Examination
P e d i a t r i a P o l s k a t o m 8 4 , n r 5 , w r z e s i e ń – p a ź d z i e r n i k 2 0 0 9
PRACE POGLĄDOWE / REVIEWS 441
αβ α β
γ
P e d i a t r i a P o l s k a t o m 8 4 , n r 5 , w r z e s i e ń – p a ź d z i e r n i k 2 0 0 9
PRACE POGLĄDOWE / REVIEWS442
α
P e d i a t r i a P o l s k a t o m 8 4 , n r 5 , w r z e s i e ń – p a ź d z i e r n i k 2 0 0 9
PRACE POGLĄDOWE / REVIEWS 443
Podsumowanie
P i ś m i e n n i c t w o
P e d i a t r i a P o l s k a t o m 8 4 , n r 5 , w r z e s i e ń – p a ź d z i e r n i k 2 0 0 9
PRACE POGLĄDOWE / REVIEWS444
P e d i a t r i a P o l s k a t o m 8 4 , n r 5 , w r z e s i e ń – p a ź d z i e r n i k 2 0 0 9
PRACE POGLĄDOWE / REVIEWS 445
