Überprüfung der Zuverlässigkeit der zytologischen Untersuchung von Tracheobronchialsekret und Bronchoalveolärer Lavage als Mittel zur Diagnosestellung von equinem Asthma

Abstract

Equines Asthma ist eine häufig vorkommende chronische Erkrankung der Atemwege und kann Pferde jeden Alters betreffen. Neben einer speziellen klinischen Untersuchung des Atemtrakts spielt die zytologische Untersuchung von Tracheobronchialsekret (TBS) und Bronchoalveolärer Lavage (BAL) eine wichtige Rolle bei der Diagnosestellung von equinem Asthma. Ziel dieser Arbeit war der Vergleich zytologischer Ergebnisse und Verdachtsdiagnosen zwischen und innerhalb verschiedener Labore, um die Zuverlässigkeit der zytologischen Untersuchung von TBS und BAL als diagnostisches Mittel zur Diagnosestellung von equinem Asthma zu überprüfen. Die Hypothesen dieser Arbeit waren die Annahmen, dass bei einem intra- und interindividuellen Vergleich zytologischer Ergebnisse von TBS und BAL innerhalb und zwischen mehreren Laboren nur eine geringe oder gar keine Varianz der Ergebnisse und Verdachtsdiagnosen besteht und die Zytologie als zuverlässiges Kriterium zur Atemwegsdiagnostik herangezogen werden kann. Als Studienpopulation standen 15 Pferde zur Verfügung, die zur Abklärung respiratorischer Symptome vorgestellt wurden. Zunächst wurden an allen Pferden Atemwegsuntersuchungen durchgeführt und schließlich die Befunde der klinischen, endoskopischen und zytologischen Untersuchung zur endgültigen Diagnosestellung in der Klinik herangezogen. Auf diese Weise erfolgte die Einteilung der Studienpferde in fünf gesunde, fünf Pferde mit mildem bis moderatem und fünf Pferde mit schwerem equinem Asthma. Im Anschluss erfolgte der Versand von luftgetrockneten Ausstrichen von TBS und BAL der Studienpferde an vier Fremdlabore. Zusätzlich wurden die Ausstriche durch zwei klinikinterne Untersucher beurteilt. Durch einen doppelt verblinden Versand der Proben untersuchte jedes Labor und jeder Untersucher zwei Mal die Proben des gleichen Pferdes. Bei den Ergebnissen der Fremdlabore fiel auf, dass die Angaben zur Differentialzellzählung der zytologischen Auswertung im TBS und in der BAL z.T. erhebliche Unterschiede aufwiesen. Zum einen wurden semiquantitative Angaben, zum anderen Prozentzahlen bei der Differenzialzellzählung angegeben. Um die interindividuelle Varianz der Ergebnisse verschiedener Labore zu ermöglichen, wurde ein vereinheitlichtes Scoring System zur zytologischen Befundung von TBS und BAL erarbeitet. Beim Vergleich der intraindividuellen Übereinstimmung der Ergebnisse innerhalb der Fremdlabore und der Untersucher der Klinik für Pferde konnte bestätigt werden, dass eine gute Übereinstimmung der Ergebnisse der neutrophilen Granulozyten bei fast allen Laboren in der BAL und im TBS erreicht wurde (ICC > 0,75, gewichtetes Kappa >0,6). Darüber hinaus erreichten die Labore, die Prozentangaben zur Differentialzellzählung machten bei Makrophagen, Lymphozyten, eosinophilen Granulozyten und Mastzellen ebenfalls einige gute Ergebnisse der Übereinstimmung. Die semiquantitativen Angaben resultieren in einer geringeren Reproduzierbarkeit der Ergebnisse zu den Zellarten der Differentialzellzählung innerhalb anderer Labore. Somit hatte die Art und Weise der zytologischen Auswertung Einfluss auf die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse. Für die BAL variierten die Ergebnisse insgesamt weniger, sodass diese Probenart für validere zytologische Ergebnisse empfohlen wird. Beim interindividuellen Vergleich der Ergebnisse zwischen allen Laboren konnte ebenfalls eine gute Reproduzierbarkeit der Ergebnisse bei den neutrophilen Granulozyten in der BAL und im TBS erreicht werden (Krippendorff’s alpha >0,7). Diese Zellart hat den größten Einfluss auf die zytologische Diagnosestellung. Die Ergebnisse zu allen weiteren Zellarten der Differentialzellzählung variierten deutlicher zwischen den Laboren. Bei den lungengesunden Pferden wurde durch die Fremdlabore häufig mildes-moderates equines Asthma diagnostiziert. Bei den erkrankten Pferden wurde meistens equines Asthma diagnostiziert, allerdings variierte der Schweregrad der Erkrankung zwischen und innerhalb der Labore. Ein Labor stellte darüber hinaus bei einigen Pferden die Diagnose einer bakteriellen Bronchitis. Die Hypothese, dass die TBS- und BAL-Zytologie als zuverlässiges Kriterium zur Atemwegsdiagnostik herangezogen werden kann und einen wichtigen Teil der Diagnosestellung ausmacht, muss aufgrund von einigen intra- und interindividuellen Unterschieden der zytologischen Ergebnisse und bei den Verdachtsdiagnosen zwischen und innerhalb der Labore eingeschränkt werden. Die Unterschiede können z.T. auf die variable Auswertung der Proben zurückgeführt werden. Demnach kann geschlussfolgert werden, dass die zytologische Untersuchung nur zu einem kleinen Teil zur endgültigen Diagnosestellung herangezogen werden sollte und die klinischen Symptome den größten Einfluss auf die Diagnose und damit die weitere Therapie haben sollten. Ohne genaue Angaben der klinischen Symptome und des Vorberichts sind valide zytologische Diagnosen nur eingeschränkt möglich. Das Zusammenspiel aller Befunde sollte als Goldstandard für die Diagnosestellung gelten. Als Empfehlung sollte für valide zytologische Ergebnisse besonders bei Verlaufsuntersuchungen immer das gleiche Labor für die zytologische Auswertung herangezogen werden. Darüber hinaus besteht die Notwendigkeit einer einheitlichen zytologischen Beurteilung von TBS und BAL, um Ergebnisse zwischen verschiedenen Laboren vergleichen zu können. Als Vorschlag für eine vereinheitlichte Befundung soll das in dieser Studie erstellte Scoring System dienen, das in weiteren Studien seine Validität zeigen könnte.

Equine asthma is a common chronic respiratory disease that can affect horses of all ages. In addition to a clinical examination of the respiratory tract, the cytological examination of tracheobronchial secretions (TBS) and bronchoalveolar lavage (BAL) plays an important role in the diagnosis of equine asthma. The aim of this study was to compare cytological results and tentative diagnoses within and between different laboratories to assess the reliability of cytological examination of TBS and BAL as a diagnostic tool for equine asthma. The hypotheses of this study were that, in an intra- and inter-individual comparison of cytological results from TBS and BAL within and between multiple laboratories, there would be little to no variance in the results and tentative diagnoses, and that cytology could be used as a reliable criterion for respiratory tract diagnostics. The study population consisted of 15 horses presented for evaluation of respiratory symptoms. Initially, respiratory tract examinations were performed on all horses, and the findings from the clinical, endoscopic, and cytological examinations were used for the final diagnosis in the clinic. This allowed the categorization of the study horses into five healthy horses, five horses with mild to moderate equine asthma, and five horses with severe equine asthma. Air-dried smears of TBS and BAL from the study horses were then sent to four external laboratories. In addition, the smears were evaluated by two examiners from the equine clinic. Each laboratory and examiner analyzed the samples of the same horse twice in a double-blind manner. The results from the external laboratories showed marked differences in the reported differential cell counts and cytological evaluation of TBS and BAL. Some laboratories provided semi-quantitative data, while others provided percentage values for differential cell counts. To allow for inter-individual variance in the results from different laboratories, a standardized scoring system for cytological assessment of TBS and BAL was developed. When comparing the intra-individual agreement of results within the external laboratories and examiners from the clinic, it was confirmed that there was good agreement in the results for neutrophil granulocytes in BAL and TBS among most laboratories (ICC > 0.75, weighted kappa > 0.6). Moreover, laboratories that provided percentage values for differential cell counts also showed good agreement for macrophages, lymphocytes, eosinophilic granulocytes, and mast cells. The semi-quantitative data yielded less reproducibility of results for the cell types of differential cell counts among different laboratories. Thus, the method of cytological evaluation influenced the reproducibility of the results. Overall, the results varied less for BAL, indicating that this sample type is recommended for more valid cytological results. When comparing results between all laboratories, good reproducibility was also achieved for neutrophil granulocytes in BAL and TBS (Krippendorff's alpha > 0.7). This cell type had the greatest impact on cytological diagnosis. The results for all other cell types of differential cell counts varied more between the laboratories. Lung-healthy horses were frequently diagnosed with mild to moderate equine asthma by the external laboratories. In diseased horses, equine asthma was mostly diagnosed, although the severity of the disease varied between and within the laboratories. One laboratory additionally diagnosed bacterial bronchitis in some horses. The hypothesis that TBS and BAL cytology can be used as a reliable criterion for respiratory tract diagnostics and that it plays an important role in the diagnosis needs to be restricted due to some intra- and inter-individual differences in cytological results and variations in tentative diagnoses between and within the laboratories. These differences can be attributed, in part, to the different evaluation methods used for the samples. Therefore, it can be concluded that cytological examination should only be used as a small part of the final diagnosis, and clinical symptoms should have the greatest influence on the diagnosis and subsequent therapy. Without detailed information on clinical symptoms and medical history, valid cytological diagnoses are limited. The combination of all findings should serve as the gold standard for diagnosis. As a recommendation, the same laboratory should always be used for cytological evaluation, especially in follow-up examinations, to obtain valid cytological results. Additionally, there is a need for a standardized cytological assessment of TBS and BAL to enable comparison of results between different laboratories. The scoring system developed in this study can serve as a suggestion for standardized evaluation and could demonstrate its validity in further studies.