Der Stellenwert der bronchoalveolären Lavage bei der Diagnostik der idiopathischen Lungenfibrose – eine Analyse unter Berücksichtigung des Proteingehaltes^[*]

 

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Zusammenfassung

Obwohl die bronchoalveoläre Lavage (BAL) bei der Diagnostik interstitieller Lungenkrankheiten (ILK) häufig zum Einsatz kommt, ist ihr Stellenwert insbesondere bei der idiopathischen Lungenfibrose (IPF) wissenschaftlich umstritten. Berücksichtigt werden in der klinischen Routine die Zellverteilungen in der BAL, nichtzelluläre Merkmale der BAL spielen keine Rolle.

Die vorliegende Arbeit untersucht mit Hilfe mathematischer Datenmodellierung, in welchem Umfang BAL-Merkmale einen Rückschluss auf die zugrundeliegende ILK zulassen und/oder eine IPF ausschließen können. In die Berechnung einbezogen werden zelluläre Befunde der BAL, daneben der Protein- und Albumin-Gehalt der BAL, die Nikotinanamnese (pack years) und die Spirometrie (IVC, FEV1).

Mittels linearer Diskriminanzanalyse und Erstellung von Klassifikationsbäumen wurde die Relevanz der Merkmale von 806 Patienten mit ILK untersucht (183 IPF, 191 kryptogen organisierende Pneumonie, 147 Lungenbeteiligung bei Autoimmunerkrankung, 97 respiratorische Bronchiolitis mit interstitieller Lungenkrankheit, 118 exogen allergische Alveolitis, 41 lymphozytische interstitielle Pneumonie (LIP), 23 nichtspezifische interstitielle Pneumonie (NSIP), 88 Kontrolle).

Protein zeigte in der Gesamtgruppe eine enge positive Beziehung zu den Lymphozyten. Bei IPF und NSIP ist diese Korrelation nicht vorhanden. Albumin ist in allen Gruppen eng mit dem Protein korreliert.

Die Lymphozyten sind am besten geeignet, die verschiedenen ILK voneinander abzugrenzen. Eine zuverlässige Kalkulation der ILK ist auf dem Boden der untersuchten Faktoren aber nicht möglich, der Klassifikationsfehler betrug zwischen 23,5 % (IPF) und 100 % (LIP, NSIP).

Konstellationen, die mit hoher Wahrscheinlichkeit gegen eine IPF sprechen, sind eine Lymphozytose > 34 % oder ein Proteingehalt > 347 mg/l. Gleiches gilt für die Konstellation Lymphozyten > 25 % und Protein > 250 mg/l.

Bei ILK können BAL-Befunde die Diagnose eingrenzen, sind aber selten diagnosesichernd. Zum Ausschluss einer IPF kann die BAL aber einen wichtigen Beitrag leisten.

Abstract

Although bronchoalveolar lavage (BAL) is often used in the diagnosis of interstitial lung diseases (ILDs), its importance in investigating, in particular, idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) is controversial. The cell distributions in the BAL are taken into account in the clinical routine, non-cellular characteristics of the BAL play no role.

Using mathematical modeling of data, the present work investigated the extent to which BAL features enable drawing conclusions about the underlying ILK or help exclude IPF. Included in the calculation are cellular findings of the BAL, in addition the protein and albumin content of the BAL, the nicotine history (pack years), and spirometry (FEV1, IVC).

Using linear discriminant analysis and creating classification trees, the relevance of the characteristics of 806 patients with ILK was examined (183 IPF, 191 cryptogenic organizing pneumonia, 147 lung involvement in autoimmune disease, 97 respiratory bronchiolitis interstitial lung disease, 118 extrinsic allergic alveolitis, 41 lymphocytic interstitial pneumonia (LIP), 23 non-specific interstitial pneumonia (NSIP), 88 controls).

There was a close positive relationship between protein levels and lymphocytes in the group as a whole. No such correlations were seen in IPF and NSIP. Albumin was closely correlated with the protein content in all groups.

The lymphocytes are best suited to distinguish between different ILDs. Yet, a reliable calculation of the ILD is not possible on the basis of the investigated factors, the classification error ranged from 23.5 % (IPF) to 100 % (LIP, NSIP).

Constellations that likely (> 99 %) speak against an IPF are lymphocytosis > 34 % or protein content > 347 mg/l. The same applies to the constellation: lymphocytes > 25 % together with protein > 250 mg/l.

In ILD, BAL findings can narrow the diagnosis, but they are seldom diagnostic. BAL can make an important contribution to excluding of IPF.

^* Unterstützt von der Hans und Dagmar Mende Stiftung zur Förderung der Pneumologie an den St. Vincentius-Kliniken Karlsruhe gAG

• Literatur

• 1 Travis WD, Costabel U, Hansell DM et al. An official american thoracic society/european respiratory society statement: Update of the international multidisciplinary classification of the idiopathic interstitial pneumonias. Am J Respir Crit Care Med 2013; 188: 733-748
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 2 Behr J, Günther A, Ammenwerth W et al. S2K-Leitlinie zur Diagnostik und Therapie der idiopathischen Lungenfibrose. Pneumologie 2013; 67: 81-111
  Article in Thieme ConnectPubMedGoogle Scholar
• 3 Raghu G, Rochwerg B, Zhang Y et al. An official ATS/ERS/JRS/ALAT clinical practice guideline: Treatment of idiopathic pulmonary fibrosis. An Update of the 2011 clinical practice guideline. Am J Respir Crit Care Med 2015; 192: e3-e19
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 4 Meyer KC, Raghu G. Bronchoalveolar lavage for the evaluation of interstitial lung disease: is it clinically useful?. Eur Respir J 2011; 38: 761-769
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 5 Wells AU. The revised ATS/ERS/JRS/ALAT diagnostic criteria for idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) – practical implications. Respiratory Research 2013; 14 (Suppl. 01) S2
  PubMedGoogle Scholar
• 6 Larsen BT, Colby TV. Update for Pathologists on Idiopathic Interstitial Pneumonias. Arch Pathol Lab Med 2012; 136: 1234-1241
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 7 Raghu G, Collard HR, Egan JJ et al. An Official ATS/ERS/JRS/ALAT Statement: Idiopathic pulmonary fibrosis: Evidence-based guidelines for diagnosis and management. Am J Respir Crit Care Med 2011; 183: 788-824
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 8 Meyer KC, Raghu G, Baughman RP. Guideline: The clinical utility of bronchoalveolar lavage cellular analysis in interstitial lung disease. Am J Respir Crit Care Med 2012; 185: 1004-1014 [On-Line Supplement]
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 9 Matute-Bello G, Downey G, Moore BB et al. An official american thoracic society workshop report: Features and measurements of experimental acute lung injury in animals. Am J Respir Cell Mol Biol 2011; 44: 725-738
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 10 Hirsch J, Hansen KC, Matthay MA et al. Proteomics: Current techniques and potential applications to lung disease. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 2003; 287: 152-301
  PubMedGoogle Scholar
• 11 Wuyts WA, Cavazza A, Rossi G et al. Differential diagnosis of usual interstitial pneumonia: when is it truly idiopathic?. Eur Respir Rev 2014; 23: 308-319
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 12 Witte IH, Ian H. Data mining: Practical machine learning tools and techniques. In: Witten IH, Frank E, Hrsg. Data management systems. Morgan Kaufmann; 2005
  Google Scholar
• 13 Frank J. Vergleich von statistischen Lernverfahren und eine Anwendung in der Pneumologie. Masterarbeit 29. Oktober 2015. Fakultät für Mathematik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT). EVASTAR ID: 1000051921. Web-Adresse: urn:nbn:de:swb:90-519215
  PubMedGoogle Scholar
• 14 Plymoth A, Yang Z, Loefdahl CG et al. Rapid proteome analysis of bronchoalveolar lavage samples of lifelong smokers and never-smokers by micro-scale liquid chromatography and mass spectrometry. Clinical Chemistry 2006; 52: 671-679
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 15 Kropski JA, Blackwell TS, Loyd JE. The genetic basis of idiopathic pulmonary Fibrosis. Eur Respir J 2015; 45: 1717-1727
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 16 Grimminger F, Günther A, Vancheri C. The role of tyrosine kinases in the pathogenesis of idiopathic pulmonary fibrosis. Eur Respir J 2015; 45: 1426-1433
  CrossrefPubMedGoogle Scholar