LCI и будущее муковисцидоза
Индекс неоднородности вентиляции (LCI) - дополнительная форма исследования легочной функции при муковисцидозе.
Автор: Тре ЛаРоса — консультант, ученый и писатель из Вашингтона, округ Колумбия, с большим опытом работы в научных исследованиях (фундаментальных, трансляционных и клинических) и в практическом плане с пациентами. Он также много писал по тематике неврологии, пульмонологии и респираторным заболеваниям, в том числе с учетом точки зрения пациента.
Оглавление
• Кистозный фиброз традиционно контролируют с помощью ОФВ1.
• Заглядывая вперед
• Индекс неоднородности вентиляции
Муковисцидоз (МВ) является одним из наиболее распространенных генетических заболеваний. Хотя муковисцидоз обычно считается заболеванием легких, он является генетическим заболеванием, поражающим многие органы. Изначально муковисцидоз вызывается дефектным транспортным белком, известным как регулятор трансмембранной проводимости муковисцидоза (CFTR) в клеточных мембранах; он обеспечивает перенос воды и ионов соли через клеточную мембрану. Когда белок CFTR дисфункционален, недостаток транспорта воды приводит к необычно густой слизи в организме. Это то, что вызывает печально известную репутацию, когда многие люди с муковисцидозом сталкиваются с проблемами в желудочно-кишечном тракте, поджелудочной железе и легких. Тем не менее, у людей с муковисцидозом могут быть другие последствия, но основное внимание в этом блоге по-прежнему уделяется легочным последствиям муковисцидоза.
Кистозный фиброз традиционно контролируют с помощью ОФВ1
Поскольку заболевание легких оказывает столь сильное влияние на качество жизни пациента, тесты функции легких обычно используются для оценки заболевания легких при МВ и оценки успеха (или неудачи) вмешательств. Исторически сложилось так, что объем форсированного выдоха за одну секунду (ОФВ1), измеренный с помощью спирометрии, был золотым стандартом для оценки прогрессирования заболевания легких при муковисцидозе, а также основной конечной точкой интервенционных клинических испытаний1. ОФВ1 может быть мощным показателем, но, как и все показатели, он имеет ограничения: ОФВ1 в основном отражает то, что происходит в крупных дыхательных путях, что важно, но это далеко не вся картина. Важно иметь альтернативные и дополнительные инструменты для понимания целостной картины того, как муковисцидоз повреждает легкие пациента. ОФВ1 также не очень чувствителен, поэтому когда происходит снижение ОФВ1, оно совпадает с клиническими симптомами. Другими словами: пациенты могут сказать, когда их ОФВ1 снизился, потому что они уже чувствуют это. В зависимости от того, что вызвало снижение ОФВ1 у пациента, иногда его можно восстановить. Но со временем у большинства людей с муковисцидозом наблюдается серьезное снижение функции легких, что приводит к множеству случаев перорального и внутривенного введения антибиотиков, прежде чем, наконец, это закончится двусторонней трансплантацией легких или смертью.
Заглядывая вперед
К счастью, сегодня мир муковисцидоза выглядит совсем иначе, чем даже десять лет назад. Недавние терапевтические средства, называемые модуляторами МВТР, которые включают такие препараты, как Трикафта , прошли долгий путь в значительном улучшении качества жизни и прогноза для многих людей, страдающих муковисцидозом. Это привело к беспрецедентной стабильности у большинства пациентов на модуляторах CFTR. Но новизна и успех модуляторов CFTR (несколько модуляторов были одобрены Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов для лечения пациентов с различными мутациями, вызывающими муковисцидоз), столкнулись с некоторыми неожиданными последствиями. Поскольку ОФВ1 использовался в качестве основного измерения для мониторинга заболевания легких и пациенты наблюдают неожиданную стабильность своего ОФВ1, возрастает актуальность альтернативных, более чувствительных способов мониторинга пациентов и воздействия вмешательств. Индекс неоднородности вентиляции (LCI), измеренный во время теста вымывания азота кислородом (MBW)2 , может быть одним из решений этой проблемы.
Преимущества использования индекса неоднородности вентиляции (LCI)
Использование тестов MBW для определения раннего заболевания легких при муковисцидозе и других обструктивных заболеваниях легких широко описано в литературе3. Но что такое тесты MBW ? Что такое LCI? Почему необходим этот комплексный подход в дополнение к спирометрии и ОФВ1 при муковисцидозе?
Одним из ограничений спирометрии является то, что она требует форсированного выдоха воздуха. В качестве альтернативы тесты MBW выполняются, когда пациент спокойно дышит, что снижает нагрузку на пациентов, которым может быть трудно форсированно выдохнуть воздух.
LCI, как и FEV1 в спирометрии, является лишь одним из показателей, полученных во время тестов MBW.
В клинической практике вымывание азота (N2 ) является наиболее распространенной формой теста на вымывание азота кислородом - MBW. Во время теста MBW пациента переводят с дыхания окружающим воздухом на ингаляцию 100% кислорода. Во время этой фазы N2 вымывается при дыхании; т.е. концентрация азота в выдыхаемом воздухе уменьшается с каждым выдохом. Таким образом, LCI определяется как « количество выдохов, необходимое для снижения концентрации индикаторного газа N2 до 1/40 от начальной концентрации», что позволяет оценить неоднородность вентиляции пациента .4Как говорится в одном документе, посвященном использованию LCI у итальянцев с муковисцидозом , преимущество индекса неоднородности вентиляции LCI заключается в его способности «обеспечить непрямое исследование малых дыхательных путей; то есть, то место, где с патофизиологической точки зрения начинается заболевание».5
Следует отметить, что некоторые данные указывают на то, что LCI более вариабелен у пациентов с более выраженным заболеванием легких.6 Индекс неоднородности вентиляции LCI, так же, как ОФВ1, имеет определенные ограничения, подчеркивая важность референсных значений, повторяемости предлагаемых измерений7 и использование дополнительных измерений при оценке прогрессирования заболевания легких. Однако, чтобы любое предлагаемое средство было эффективным, оно должно быть доступным. Такое устройство, как система респираторного анализа EasyOne Pro® LAB, является портативным и способно проводить не только спирометрию, но и множественные тесты вымывания дыхания, предлагая комплексный метод количественной оценки заболеваний как крупных, так и мелких дыхательных путей.8
Когда пациенты с муковисцидозом чувствуют себя лучше, чем прежде, то с улучшением здоровья возникает новая потребность, а именно: в более полном учете всего спектра заболевания легких с целью предотвратить дальнейшее ухудшение состояния и обеспечить пациентам с муковисцидозом долгую, здоровую и стабильную жизнь. Еще многое предстоит узнать об LCI и его способности диагностировать заболевания легких при муковисцидозе на ранней стадии, но, поскольку в настоящее время здоровье человека в сообществе больных МВ как правило более стабильно, чем в прошлом, а использование индекса неоднородности вентиляции LCI является более чувствительным инструментом измерения, LCI в настоящее время и на ближайшие годы должен иметь приоритет как в клинической практике так и в научных исследованиях. https://nddmed.com/blog/lci-future-of-cystic-fibrosis#footnote_7
References
• 1
Szczesniak R, Heltshe SL, Stanojevic S, Mayer-Hamblett N. Use of FEV1 in cystic fibrosis epidemiologic studies and clinical trials: A statistical perspective for the clinical researcher. J Cyst Fibros Off J Eur Cyst Fibros Soc. 2017;16(3):318-326. doi:10.1016/j.jcf.2017.01.002
• 2
Stanojevic S, Bowerman C, Robinson P. Multiple breath washout: measuring early manifestations of lung pathology. Breathe. 2021;17(3). doi:10.1183/20734735.0016-2021
• 3
Stanojevic S, Bowerman C, Robinson P. Multiple breath washout: measuring early manifestations of lung pathology. Breathe. 2021;17(3). doi:10.1183/20734735.0016-2021
3. Lombardi E, Gambazza S, Pradal U, Braggion C. Lung clearance index in subjects with cystic fibrosis in Italy. Ital J Pediatr. 2019;45(1):56. doi:10.1186/s13052-019-0647-5
4. Foong R, Ramsey K, Harper A, et al. Ability of the lung clearance index to monitor progression of early lung disease in children with cystic fibrosis. Eur Respir J. 2016;48(suppl 60). doi:10.1183/13993003.congress-2016.PA4870
5. Gambazza S, Ambrogi F, Carta F, et al. Lung clearance index to characterize clinical phenotypes of children and adolescents with cystic fibrosis. BMC Pulm Med. 2022;22(1):122. doi:10.1186/s12890-022-01903-5
6. Graeber SY, Boutin S, Wielpütz MO, et al. Effects of Lumacaftor–Ivacaftor on Lung Clearance Index, Magnetic Resonance Imaging, and Airway Microbiome in Phe508del Homozygous Patients with Cystic Fibrosis. Ann Am Thorac Soc. 2021;18(6):971-980. doi:10.1513/AnnalsATS.202008-1054OC
7. Fuchs SI, Eder J, Ellemunter H, Gappa M. Lung clearance index: normal values, repeatability, and reproducibility in healthy children and adolescents. Pediatr Pulmonol. 2009;44(12):1180-1185. doi:10.1002/ppul.21093
8. Fuchs SI, Ellemunter H, Eder J, et al. Feasibility and variability of measuring the Lung Clearance Index in a multi-center setting. Pediatr Pulmonol. 2012;47(7):649-657. doi:10.1002/ppul.21610
• 4
Stanojevic S, Bowerman C, Robinson P. Multiple breath washout: measuring early manifestations of lung pathology. Breathe. 2021;17(3). doi:10.1183/20734735.0016-2021
• 5
Lombardi E, Gambazza S, Pradal U, Braggion C. Lung clearance index in subjects with cystic fibrosis in Italy. Ital J Pediatr. 2019;45(1):56. doi:10.1186/s13052-019-0647-5
• 6
Stanojevic S, Bowerman C, Robinson P. Multiple breath washout: measuring early manifestations of lung pathology. Breathe. 2021;17(3). doi:10.1183/20734735.0016-2021
• 7
Fuchs SI, Eder J, Ellemunter H, Gappa M. Lung clearance index: normal values, repeatability, and reproducibility in healthy children and adolescents. Pediatr Pulmonol. 2009;44(12):1180-1185. doi:10.1002/ppul.21093
• 8
Fuchs SI, Ellemunter H, Eder J, et al. Feasibility and variability of measuring the Lung Clearance Index in a multi-center setting. Pediatr Pulmonol. 2012;47(7):649-657. doi:10.1002/ppul.21610
