Wasserstoffperoxid im Exhalat als Entzündungsmarker bei Patienten mit Asthma bronchiale, COPD oder Bronchiektasen

Abstract

Exogen und endogen erzeugter oxidativer Stress wird als ein wesentlicher Faktor bei der Entstehung von Atemwegserkrankungen angesehen. Daher besteht ein großes Interesse insbesondere an nichtinvasiven Methoden zum Monitoring von entzündlichen Veränderungen der Atemwege. Es gibt Hinweise darauf, dass die Konzentration des exhalierten H2O2, als Marker des oxidativen Stress, bei entzündlichen Atemwegserkrankungen erhöht ist. Offen ist jedoch die Frage, ob sich verschiedene Erkrankungen in der Konzentration von H2O2 unterscheiden und wie sich die möglichen Unterschiede zwischen Kranken und Gesunden zur Variabilität der Messungen verhalten. Primäres Ziel der vorliegenden Arbeit war es, zu eruieren, ob sich Patienten mit COPD oder Asthma bronchiale oder Bronchiektasen sowie eine gesunde Kontrollgruppe bezüglich der H2O2-Konzentration im Atemkondensat unterscheiden. Sekundäres Ziel war es, die methodologische Variabilität der Nachweismethode zu erfassen, durch Wiederholungsmessungen Messwertschwankungen zu quantifizieren sowie anhand von Einzelfallanalysen die H2O2-Werte in eine Beziehung zu Änderungen des klinischen Zustandes oder zu therapeutischen Interventionen zu bringen. Zu diesem Zweck wurden eine Reihe von Patienten wiederholt gemessen. Alle Patienten waren stationär im Krankenhaus aufgenommen und wiesen daher einen größeren Schweregrad der Erkrankung auf als die Patienten der meisten vorangegangenen Studien. Die H2O2-Konzentration zeigte einen signifikanten Unterschied (p=0,050) zwischen der Kontrollgruppe (Mittelwert 0,28 µM) und den Patienten mit Asthma bronchiale (Mittelwert 0,78 µM). Ebenso waren die Werte der Patienten mit COPD (Mittelwert 0,77 µM) von denen der Kontrollgruppe verschieden (p=0,0043). Besonders ausgeprägt war der Unterschied zu den Patienten mit Bronchiektasen (Mittelwert 1,39 µM; p=0,0018). Die Werte der Patienten mit Asthma oder COPD unterschieden sich aufgrund der Streuung nicht signifikant voneinander (p=1,0) oder von den Werten der Patienten mit Bronchiektasen (p=0,91 und p=0,63). Auffällig war die große Variabilität innerhalb der Gruppen sowie von wiederholten Messungen einzelner Patienten. Beim Vergleich des klinischen Verlaufs mit den H2O2-Werten ließen sich bei einzelnen Patienten, insbesondere solchen mit Asthma, plausible Assoziationen finden, bei anderen hingegen nicht. Dies war vermutlich zum wesentlichen Teil dadurch bedingt, dass viele der Messwerte nahe der Nachweisgrenze des verwendeten Assays lagen. Anhand der Eichkurven und Standards ließ sich die Variabilität der Messungen im relevanten Bereich auf bis zu 50 % abschätzen. Bei der hohen Variabilität der Werte von Patienten mit Bronchiektasen standen vermutlich biologische Ursachen im Vordergrund. Somit zeigte die vorliegende Arbeit höhere Konzentrationen des ausgeatmeten H2O2 bei Patienten mit entzündlichen Atemwegserkrankungen wie Bronchiektasen, COPD oder Asthma bronchiale im Vergleich zu Gesunden. Eine Differenzierung zwischen den Erkrankungen war jedoch statistisch gesehen nicht möglich. Obgleich die Tatsache, dass Unterschiede der Messwerte zwischen Erkrankten und Gesunden mit dem vollständig nichtinvasiven Nachweis von H2O2 gefunden wurden, ermutigend ist, bestehen jedoch Zweifel, ob die Messung des ausgeatmeten H2O2 als diagnostischer Marker oder zur Verlaufskontrolle bei entzündlichen Atemwegserkrankungen unter praktischen Bedingungen geeignet ist. Vermutlich hat diese Messung ihren Stellenwert nur im Rahmen einer simultanen Messung vieler biochemischer Marker der Entzündung im Exhalat.