Bestimmung und diagnostischer Stellenwert von Hyaluronsäure, Prokollagen- III-N-Peptid und Kollagen-VI in der bronchoalveolären Lavageflüssigkeit bei interstitiellen Lungenerkrankungen

Abstract

Die therapeutischen Optionen bei chronischen interstitiellen Lungenkrankheiten (ILD) sind begrenzt und die Prognose ist bei bestimmten Formen sehr ungünstig. Hinzu kommt, dass Diagnostik und prognostische Beurteilung im Einzelfall schwierig sein können, weshalb die Verfügbarkeit von sensitiven und spezifischen diagnostischen Tests von großem klinischen Nutzen wäre. In dieser Arbeit wurde deshalb der diagnostische Stellenwert der Quantifizierung von Bestandteilen der extrazellulären Matrix (EZM) in der bronchoalveolären Lavage-flüssigkeit (BALF) bei verschiedenen ILD untersucht. Es wurden die von insgesamt 237 konsekutiv im Zeitraum von 1990 bis 1992 in der Lungenklinik Heckeshorn-Zehlendorf bronchoskopisch untersuchten Patienten gewonnenen BALF aufgearbeitet. Die Daten von 213 Patienten konnten ausgewertet werden. Von diesen hatten 44 eine Form von fibrosierender ILD: 21 litten an idiopathischer Lungefibrose (ILF), 13 an Sarkoidose, 4 an einer Kollagenose, 6 an einer Alveolitis. 10 Patienten hatten eine Lymphangiosis carcinomatosa (LC). 51 Patienten, bei denen eine pulmonale Erkrankung ausgeschlossen wurde, dienten als Kontrollen. Bei weiteren 108 Patienten wurde eine nicht-interstitielle Lungenerkrankung diagnostiziert. Bestimmt wurde in den BALF-Proben mittels Immunoassays die Konzentrationen der EZM-Faktoren Hyaluronsäure (HA), aminoterminales Prokollagen-III-Propeptid (PIIINP) und Kollagen VI (K-VI). Für die Bestimmungen von PIIINP und K-VI mussten die BALF-Proben stark konzentriert werden. Hierzu wurde wurden als mögliche Alternativen zu dem aufwändigen Standardprotokoll zwei weitere Konzentrierungsprotokolle etabliert, optimiert und evaluiert, von denen eines sich dem Standardprotokoll als gleichwertig erwies. Eine mäßige Korrelation wurde gefunden zwischen HA und PIIINP bei ILD. Lebensalter, Geschlecht und Raucherstatus hatten keinen erkennbaren Einfluss. Signifikant erhöhte Konzentrationen wurden für HA und PIIINP bei allen ILD gefunden, wobei die höchsten Werte mit ILF und LC assoziiert waren. K-VI zeigte nur moderate Änderungen. Bei den ILD mit mind. 10 Patienten wurde die höchste diagnostische Sensitivität (≥0,9) erzielt mit dem HA-Test bei ILF und LC und mit dem Quotienten PIIINP/K-VI bei LC. Die Spezifitäten der Tests für HA, PIIINP und K-VI waren jeweils ≥0,9 bei den Kontrollen, wobei der Test auf K-VI aufgrund ungenügender Sensitivität diagnostisch ungeeignet ist. Der Quotient PIIINP/K-VI scheint dem PIIINP-Test geringfügig überlegen zu sein, ist aber bei ILF deutlich schlechter als der HA-Test, der zudem einen Vorteil hinsichtlich Probenvorbereitung bietet. Mit Ausnahme des K-VI-Tests, der aufgrund zu geringer Sensitivität disqualifiziert wurde, zeigen alle Tests Schwächen bei der Spezifität bei nichtinterstitiellen Lungenkrankheiten. Ein möglicher Stellenwert der Bestimmung von HA und PIIINP in der BALF bei der Differentialdiagnostik von ILD kann nach den hier vorgelegten Daten nicht sicher abgeleitet werden. Weiterführende Untersuchungen dieser Parameter in umfangreicheren Patientengruppen erscheinen jedoch begründet.

In chronic interstitial lung diseases (ILD) therapeutic options are limited and certain ILD forms are associated with very poor prognosis. Furthermore, individual diagnosis and prognostic evaluation can be difficult. For these reasons, availability of sensitive and specific diagnostic tests would be of great clinical value. In this work, the diagnostic value of concentrations of extracellular matrix (ECM) constituents in broncholaveolar lavage fluid (BALF) was investigated in different ILD. BALF samples of 237 consecutive patients were analysed who were referred to the Lungenklinik Heckeshorn-Zehlendorf for diagnostic bronchoscopy from 1990 to 1992. Data of 213 patients could be evaluated. In 44 patients a form of fibrosing ILD was diagnosed: 21 patients suffered from idiopathic lung fibrosis (ILF), 13 from sarcoidosis, 4 from collagenosis, and 6 from alveolitis. In 10 patients lymphangiosis carcinomatosa (LC) was diagnosed. 51 patients, in whom pulmonary disease was excluded, served as control group. Non-interstitial lung diseases were diagnosed in 108 further patients. Using immunoassays, concentrations of the ECM factors hyaluronic acid (HA), aminoterminal procollagen-III propetide (PIIINP), and collagen VI (K-VI) were quantified in BALF samples. For the analysis of PIIINP and K-VI, BALF samples had to be concentrated. For this purpose, two elaborate protocols of BALF concentration had to be established, optimized and evaluated, with one protocol being equivalent to the standard protocol. In ILD, only modest correlation was found between HA and PIIINP. Age, gender and smoking status did not exert any visible effect. In all ILDs investigated, significantly increased concentrations of HA and PIIINP were detected, with highest concentrations found in ILF and LC. In contrast, K-VI showed only modest alterations. In those ILD, in which at least 10 patients could be investigated, the highest sensitivities (≥0.9) were observed for the HA test in patients with ILF and LC, and for the PIIINP/K-VI ratio in patients with LC. In the control group, the specificities of the tests for HA, PIIINP, and K-VI were all higher than 0.9. However, the test for K-VI was found inappropriate because of insufficient sensitivity. Although the PIIINP/K-VI ratio appeared to have some advantage over the PIIINP test, it was clearly inferior to the HA test which offers additional advantage with regard to sample preparation. With exception of the K-VI test, which was disqualified because of low sensitivity, all other tests showed weaknesses with regard to their specificity in non-interstitial lung diseases. Based on the data presented in this work, the possible diagnostic value of the determination of BALF concentrations of HA and PIIINP cannot be rated with certainty. Nevertheless, the results would justify additional investigations of these parameters in larger patient populations.