Quantitative Computed-Tomographie-Messung der Querschnittsfläche kleiner pulmonaler Gefäße bei Asthma-Patienten

Bronchialasthma ist eine häufige chronisch-entzündliche Atemwegserkrankung, charakterisiert durch inflammatorische Zellinfiltrate und Zytokinaktivierung. Die globale Prävalenz zeigt steigende Tendenz. Asthma gilt als heterogene Erkrankung mit verschiedenen Phänotypen, die sich in Entzündungsmustern, klinischen Manifestationen und Therapieansprechen unterscheiden. Obwohl Gefäßalterationen kleiner pulmonaler Gefäße als Merkmal chronischer Atemwegserkrankungen bekannt sind, bleiben die zugrundeliegenden Mechanismen unklar.

Die quantitative Auswertung der computertomographisch gemessenen Querschnittsfläche (Cross-Sectional Area, CSA) kleiner pulmonaler Gefäße (<5 mm², %CSA<5) hat sich bei COPD-Patienten als reliabler Parameter zur Erfassung vaskulärer Veränderungen erwiesen. Bei Asthma existieren dazu kaum Daten. Diese Studie untersucht die Korrelation zwischen %CSA<5 und Atemflusslimitation sowie deren Zusammenhang mit Zytokinprofilen.

Methodik
20 Asthma-Patienten (13 Frauen, 26–80 Jahre) und 20 gesunde Kontrollen (8 Frauen, 23–61 Jahre) wurden eingeschlossen. Ausschlusskriterien umfassten akute Exazerbationen, COPD, andere Lungenerkrankungen und kardiovaskuläre Komorbiditäten. Mittels 64-Zeilen-CT (Discovery 750 HD; GE Healthcare) wurden drei Schichtebenen analysiert: Ober-, Mittel- und Unterfeld. Die CSA<5-Messung erfolgte mit ImageJ-Software, Atemwegsparameter (Lumendurchmesser, Wanddicke) mittels Airway-Analysis-Software (Thoracic VCAR; GE Healthcare). Lungenfunktionstests, Sputumzytologie und ELISA-basierte Zytokinanalysen (Leptin, IgE, Periostin, TGF-β1, MMP-9) wurden durchgeführt.

Ergebnisse
%CSA<5 zeigte keine Unterschiede zwischen Asthma- und Kontrollgruppe. Subgruppenanalysen ergaben jedoch signifikant niedrigere %CSA<5-Werte bei Asthma-Patienten mit:

Ersterkrankungsalter ≤12 Jahren
Atemflussrestriktion (FEV1/FVC <0,7)
Unkontrollierter Asthma (GINA-Klassifikation)

Signifikante Korrelationen bestanden zwischen %CSA<5 und:

Positiv: FEV1/FVC (r=0,51), FEV1% (r=0,47), korrigierter Lumendurchmesser (LDcor, r=0,62), Serumleptin (r=0,53)
Negativ: Wandflächenanteil (WA%, r=−0,58)

Keine signifikanten Zusammenhänge zeigten sich mit IgE, Periostin, TGF-β1 oder MMP-9.

Diskussion
Die Studie demonstriert erstmals, dass %CSA<5 bei Asthma mit dem Ausmaß der Atemwegsobstruktion und strukturellen Atemwegsparametern korreliert. Die positive Assoziation zu Leptin unterstreicht dessen potenzielle Rolle bei pulmonaler vaskulärer Remodellierung – möglicherweise vermittelt über oxidative Stress-Signalwege. Die inverse Beziehung zu WA% deutet auf Interaktionen zwischen bronchialer Wandverdickung und Reduktion des pulmonalen Mikrogefäßbettes hin.

Limitationen
Die kleine Stichprobengröße (n=20), fehlende histologische Validierung der CT-Messungen und der Ausschluss akut exazerbierter Patienten limitieren die Generalisierbarkeit. Automatisierte Expositionskontrollen des CT-Scanners könnten Messungen beeinflusst haben.

Schlussfolgerung
%CSA<5 stellt einen vielversprechenden Biomarker zur Beurteilung der Atemflusslimitation und Krankheitskontrolle bei Asthma dar. Die leptinvermittelten Mechanismen bedürfen weiterer Untersuchungen. Größere multizentrische Studien mit histopathologischer Korrelation sind erforderlich.

doi:10.1097/CM9.0000000000000367