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Titel:Nachweis von Alpha-1-Antitrypsin in exhaliertem Atemwegskondensat
Autor:Noeske, Sarah
Weitere Beteiligte: Bals, Robert (Prof. Dr. Dr.)
Veröffentlicht:2011
URI:https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2011/0217
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2011-02175
DOI: https://doi.org/10.17192/z2011.0217
DDC: Medizin
Titel (trans.):Detection of alpha-1-atitrypsin in exhaled breath condensate
Publikationsdatum:2011-03-03
Lizenz:https://rightsstatements.org/vocab/InC-NC/1.0/

Dokument

Schlagwörter:
Hypo-alpha-1-Antitrypsinämie, Exhaliertes Atemwegskondensat, pH, Exhaled breath condensate, Antitrypsin <alpha-1->, pH-Wert, Alpha-1-antitrypsin deficiency, COPD, Obstruktive Ventilationsstörung

Zusammenfassung:
Der Alpha-1-Antitrypsin-Mangel (AAT-Mangel) ist eine genetische Erkrankung, die den Träger für die Entwicklung einer chronisch obstruktiven Lungenerkrankung (COPD) sowie einer Leberzirrhose prädisponiert. Die Hauptfunktion von Alpha-1-Antitrypsin besteht darin, das Lungengewebe gegen den Einfluss von Neutrophiler Elastase (NE) zu schützen. Es ist sehr schwierig, die Konzentration von Alpha-1-Antitrypsin in den verschiedenen Kompartimenten der Lunge zu bestimmen. Die Bronchoskopie gilt bisher als Goldstandard, um den unteren Atemwegstrakt und den bronchialen Flüssigkeitsfilm zu untersuchen. Die Gewinnung und Untersuchung von Exhaliertem Atemwegskondensat (EBC) stellt die Möglichkeit dar, nicht invasiv wichtige Inhaltsstoffe des epithelialen Atemwegsflüssigkeitsfilms zu beurteilen und Veränderungen der physiologischen Homöostase zu detektieren. Ziel dieser Arbeit war es zu zeigen, dass AAT nicht invasiv in EBC gemessen werden kann. Dazu wurde sowohl ein AAT-ELISA als auch ein AAT-Western Blot etabliert. Es konnte weiterhin gezeigt werden, dass AAT auch im EBC von Patienten mit AAT-Mangel nachgewiesen werden kann. Eine Korrelation der gemessenen AAT-Werte im EBC zu den AAT-Werten im Serum konnte jedoch nicht nachgewiesen werden. Als weiteres Ziel dieser Arbeit wurden die AAT-Konzentrationen im EBC von gesunden Kontrollpersonen mit den AAT-Konzentrationen im EBC von Patienten mit stabiler COPD, exazerbierter COPD sowie substituierten und nicht substituierten Patienten mit AAT-Mangel verglichen. Es zeigten sich signifikant höhere AAT-Werte im EBC von Patienten mit exazerbierter COPD gegenüber Patienten mit stabiler COPD und Gesunden. Auch substituierte Patienten mit AAT-Mangel hatten signifikant höhere AAT-Werte im EBC als Gesunde und Patienten mit stabiler COPD. Nicht substituierte Patienten mit AAT-Mangel zeigten signifikant höhere AAT-Werte im Vergleich zu substituierten Patienten mit AAT-Mangel. Als letzter Punkt dieser Arbeit wurde das Verhalten von pH-Wert und Interleukin-8 (IL-8) als Marker der pulmonalen Inflammation im EBC von Patienten mit stabiler und exazerbierter COPD, substituierten und nicht substituierten Patienten mit AAT-Mangel und von Gesunden untersucht. Es zeigten sich signifikant niedrigere pH-Werte im Exhalat von Patienten mit stabiler sowie exazerbierter COPD im Vergleich zu Gesunden. Die IL-8 Werte im EBC der Patienten mit AAT-Mangel waren signifikant höher als im EBC der Patienten mit COPD und der Gesunden. Die Ergebnisse machen deutlich, dass die Methode des exhalierten Atemwegskondensats eine nicht invasive, einfach durchzuführende und günstige Methode darstellt. Sie könnte besonders für eine individuelle Messung von Patienten mit stabilen und auch exazerbierten Krankheitsstadien geeignet sein. Es konnte gezeigt werden, dass AAT eine Rolle als Akute-Phase-Protein und Inflammationsmarker besitzt. Besonders bei inflammatorischen Prozessen in der Lunge kommt ihm eine wichtige Bedeutung zu. Bis jetzt ist jedoch noch nicht sicher geklärt, ob die erhöht gemessenen AAT-Werte auf eine lokale oder eine systemische Reaktion zurückzuführen sind. Für eine routinemäßige Anwendung der beschriebenen Methode sowohl in der Forschung als auch in der klinischen Praxis sind jedoch noch umfangreiche weiterführende Experimente und Untersuchungen notwendig.

Bibliographie / References

  1. Comparison of two methods for exhaled breath condensate collection. Allergy 61, 1016- 1018.
  2. Ref Type: Journal VAUGHAN,J., NGAMTRAKULPANIT,L., PAJEWSKI,T.N., et al. (2003). Exhaled breath condensate pH is a robust and reproducible assay of airway acidity. Eur. Respir.
  3. Acute and chronic effects of smoking on inflammation markers in exhaled breath condensate in current smokers.
  4. Ambient temperature impacts on pH of exhaled breath condensate. Koczulla AR, Noeske S, Herr C, Dette F, Pinkenburg O, Schmid S, Jörres RA, Vogelmeier C, Bals R.; Respirology. 2010 Jan; 15(1):155-9. Epub 2009 Nov 23.
  5. Comparison of Two Devices and Two Breathing Patterns for Exhaled Breath Condensate sampling.
  6. Ref Type: Journal SIMPSON,J.L., WOOD,L.G., and GIBSON,P.G. (2005). Inflammatory mediators in exhaled breath, induced sputum and saliva. Clin Exp. Allergy 35, 1180-1185. Ref Type: Journal SMITH,K.C., SU,W.P., PITTELKOW,M.R., and WINKELMANN,R.K. (1989).
  7. Variability of exhaled hydrogen peroxide in stable COPD patients and matched healthy controls. Respiration 69, 211-216.
  8. Ref Type: Journal VAN,S.W. (1993). Alpha 1-antitrypsin deficiency: an overview. Acta Clin. Belg. 48, 171-189.
  9. Ref Type: Journal SILVERMAN,E.K., MILETICH,J.P., PIERCE,J.A., et al. (1989). Alpha-1-antitrypsin deficiency. High prevalence in the St. Louis area determined by direct population screening. Am. Rev. Respir. Dis. 140, 961-966.
  10. Ref Type: Journal SVEGER,T. (1978). alpha 1-antitrypsin deficiency in early childhood. Pediatrics 62, 22- 25.
  11. Alpha-1-Antitrypsin is elevated in exhaled breath condensate and serum in exacerbated COPD patients.
  12. Ref Type: Journal STOLLER,J.K., ROUHANI,F., BRANTLY,M., et al. (2002). Biochemical efficacy and safety of a new pooled human plasma alpha(1)-antitrypsin, Respitin. Chest 122, 66-74. Ref Type: Journal STOLLER,J.K., SMITH,P., YANG,P., and SPRAY,J. (1994). Physical and social impact of alpha 1-antitrypsin deficiency: results of a survey. Cleve. Clin. J. Med. 61, 461-467.
  13. Ref Type: Journal STOCKLEY,R.A., HILL,A.T., HILL,S.L., and CAMPBELL,E.J. (2000). Bronchial inflammation: its relationship to colonizing microbial load and alpha(1)-antitrypsin deficiency. Chest 117, 291S-293S.
  14. Ref Type: Journal SHIN,M.S. and HO,K.J. (1993). Bronchiectasis in patients with alpha 1-antitrypsin deficiency. A rare occurrence? Chest 104, 1384-1386. Ref Type: Journal SIDORENKO,G.I., ZBOROVSKII,E.I., and LEVINA,D.I. (1980). [Surface-active properties of the exhaled air condensate (a new method of studying lung function)]. Ter.
  15. Clinical and pathologic correlations in 96 patients with panniculitis, including 15 patients with deficient levels of alpha 1-antitrypsin. J. Am. Acad. Dermatol. 21, 1192- 1196.
  16. Ref Type: Journal VASS,G., HUSZAR,E., BARAT,E., et al. (2003). Comparison of nasal and oral inhalation during exhaled breath condensate collection. Am. J. Respir. Crit Care Med. 167, 850-855.
  17. Eur. J Med. Res. 7, 290-291. Ref Type: Journal SEERSHOLM,N., KOK-JENSEN,A., and DIRKSEN,A. (1995). Decline in FEV1 among patients with severe hereditary alpha 1-antitrypsin deficiency type PiZ. Am. J. Respir. Crit Care Med. 152, 1922-1925.
  18. Koczulla AR, Noeske S, Herr C, Joerres R, Vogelmeier C, Bals R. Eingereicht. 10/2010 Discrimination between chronic obstructive pulmonary disease and alpha 1-antitrypsin deficiency using an electronic nose.
  19. Discrimination of COPD and 1 -antitrypsin patients with an electronic nose.
  20. Ref Type: Journal SEERSHOLM,N., WENCKER,M., BANIK,N., et al. (1997). Does alpha1-antitrypsin augmentation therapy slow the annual decline in FEV1 in patients with severe hereditary alpha1-antitrypsin deficiency? Wissenschaftliche Arbeitsgemeinschaft zur Therapie von Lungenerkrankungen (WATL) alpha1-AT study group. Eur. Respir. J. 10, 2260-2263.
  21. Ref Type: Journal STOLLER,J.K., SNIDER,G.L., BRANTLY,M.L., et al. (2005). [American Thoracic Society/European Respiratory Society Statement: Standards for the diagnosis and management of individuals with alpha-1 antitrypsin deficiency]. Pneumologie 59, 36- 68.
  22. Ref Type: Journal VOGELMEIER,C. and ET AL. (2007). Leitlinie der Deutschen Atemwegsliga und der Deutschen Gesellschaft für Pneumologie und Beatmungsmedizin zur Diagnostik und Therapie von Patienten mit chronisch obstruktiver Bronchitis und Lungenemphysem (COPD) 2007. Pneumologie 2007 61, e1-e40. Ref Type: Journal VOLPERT,D., MOLLESTON,J.P., and PERLMUTTER,D.H. (2000). Alpha1- antitrypsin deficiency-associated liver disease progresses slowly in some children. J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. 31, 258-263.
  23. Ref Type: Journal SOEJIMA,K., YAMAGUCHI,K., KOHDA,E., et al. (2000). Longitudinal follow-up study of smoking-induced lung density changes by high-resolution computed tomography. Am. J. Respir. Crit Care Med. 161, 1264-1273. Ref Type: Journal SOYER,O.U., DIZDAR,E.A., KESKIN,O., LILLY,C., and KALAYCI,O. (2006).
  24. Ref Type: Journal WALL,M., MOE,E., EISENBERG,J., POWERS,M., BUIST,N., and BUIST,A.S. (1990). Long-term follow-up of a cohort of children with alpha-1-antitrypsin deficiency.
  25. Long-term treatment of alpha1-antitrypsin deficiency-related pulmonary emphysema with human alpha1-antitrypsin. Wissenschaftliche Arbeitsgemeinschaft zur Therapie Präsentationen und Publikationen 04/2008
  26. Ref Type: Journal SCHREIBER,J., MEYER,C., RUSCH-GERDES,S., et al. (2002). Mycobacterium tuberculosis gene-amplification in breath condensate of patients with lung tuberculosis.
  27. Ref Type: Journal STOLK,J., PUTTER,H., BAKKER,E.M., et al. (2007). Progression parameters for emphysema: a clinical investigation. Respir. Med. 101, 1924-1930.
  28. Ref Type: Journal VOGELBERG,C., HIRSCH,T., ROSEN-WOLFF,A., KERKMANN,M.L., and LEUPOLD,W. (2003). Pseudomonas aeruginosa and Burkholderia cepacia cannot be detected by PCR in the breath condensate of patients with cystic fibrosis. Pediatr. Pulmonol. 36, 348-352.
  29. Increased interleukin-4 and decreased interferon-gamma in exhaled breath condensate of children with asthma. Am. J. Respir. Crit Care Med. 165, 1290-1293. Ref Type: Journal SHARP,H.L., BRIDGES,R.A., KRIVIT,W., and FREIER,E.F. (1969). Cirrhosis associated with alpha-1-antitrypsin deficiency: a previously unrecognized inherited disorder. J. Lab Clin. Med. 73, 934-939.
  30. Ref Type: Journal
  31. SCHMIDT,E.W., RASCHE,B., ULMER,W.T., et al. (1988). Replacement therapy for alpha-1-protease inhibitor deficiency in PiZ subjects with chronic obstructive lung disease. Am. J. Med. 84, 63-69.
  32. TRAVIS,J. (1988). Structure, function, and control of neutrophil proteinases. Am. J.
  33. Ref Type: Journal STOCKLEY,R.A., BAYLEY,D.L., UNSAL,I., and DOWSON,L.J. (2002). The effect of augmentation therapy on bronchial inflammation in alpha1-antitrypsin deficiency.
  34. Ref Type: Journal TECKMAN,J.H. and PERLMUTTER,D.H. (1996a). The endoplasmic reticulum degradation pathway for mutant secretory proteins alpha1-antitrypsin Z and S is distinct from that for an unassembled membrane protein. J. Biol. Chem. 271, 13215-13220. Ref Type: Journal TECKMAN,J.H., QU,D., and PERLMUTTER,D.H. (1996b). Molecular pathogenesis of liver disease in alpha1-antitrypsin deficiency. Hepatology 24, 1504-1516. Ref Type: Journal TOBIN,M.J., COOK,P.J., and HUTCHISON,D.C. (1983). Alpha 1 antitrypsin deficiency: the clinical and physiological features of pulmonary emphysema in subjects homozygous for Pi type Z. A survey by the British Thoracic Association. Br. J. Dis. Chest 77, 14-27.
  35. Airways in cystic fibrosis are acidified: detection by exhaled breath condensate. Thorax 57, 926-929.
  36. Ref Type: Journal VAN,F.R., KRAMPS,J.A., VAN DER PUTTEN,A.B., KROM,R.A., and GIPS,C.H. (1986). Change in alpha 1-antitrypsin phenotype after orthotopic liver transplant. Clin.


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