Yoğunlaştırılmış Ekspirasyon Havası (YEH, Exhaled Breath Condensate) Doç. Dr. Mehmet Polatlı Adnan Menderes Üni Tıp Fakültesi Göğüs Hastalıkları

Transkript

1 Yoğunlaştırılmış Ekspirasyon Havası (YEH, Exhaled Breath Condensate) Doç. Dr. Mehmet Polatlı Adnan Menderes Üni Tıp Fakültesi Göğüs Hastalıkları AD-AYDIN

2 Sunum planı Yoğunlaştırılmış ekspirasyon havası tanımı, içeriği, kaynaklandığı yer Yöntemin avantajları ve dezavantajları Bu yöntemle bakılabilecek biyolojik belirteçler

3 İnflamasyon Oksidatif stres Patofizyoloji Biyolojik belirteçler noninvaziv semiinvaziv invaziv Hastalık Tanı ve hastalığın ağırlığı Alevlenmeler Hastalık progresyonu Tedavi takibi

4 Astımda patogenez

5

6 İdeal biyolojik belirteç İnflamasyon ve oksidatif stresin ağırlığını belirleme Fizyopatolojinin aydınlatılması Ayırıcı tanıya katkı Alevlenme konusunda bilgi verme, öngörebilme Tedavi etkilerini değerlendirme Duyarlı bireylerin saptanması Ucuz ve tekrarlanabilir Noninvaziv olmalı Prognozu öngörebilme

7 İnflamasyonu değerlendirme yöntemleri Geneneksel yöntemler: -Anamnez, semptomlar - Görüntüleme yöntemleri - Solunum fonksiyon testleri (FEV1, PEF) - Kan, idrar Asetoasetik asid, hidroksibütirik asid Aseton DM Trafikte alkol testi Yeni teknikler: BHR ölçülmesi Bronş lavajı ve/veya BAL (hücresel ve hücresel olmayan bölümler) Uyarılmış balgam Ekspirasyon havasında mediatörler Volatil: NO, CO, etan, pentan, VOCs Non-volatil: iyon, adenozin, H2O2, sitokinler, vb

8 Havayollarında aerosol oluşumu

9 Kolay buharlaşan maddeler Zor buharlaşan ve suda çözünmeyen maddeler Zor buharlaşan maddeler Sıvıda partikül/cm3 <0.3 mikron

10 2-4 ml condensate (5-10 min) YOĞUNLA UNLAŞTIRILMIŞ EKSPİRASYON HAVASI Ekshalasyon havasının soğutulması ile elde edilen örnektir Tidal solunum Oda havası -20 C

11

12 Güvenli ve tekrarlanabilir bir yöntem mi? Güvenli: Sadece tidal solunum Akciğer fonksiyonlarında değişiklik yapmaz Havayolu yüzey sıvısında değişiklik yapmaz Havayolu inflamasyonu oluşturmaz Tekrarlanabilirlik Örnek hacmi tekrarlanan ölçümlerde benzer Ölçülen bazı maddeler değişken olabiliyor (analiz farklılıkları? Dilüsyon?)

13 YEH içeriği Fiziksel ve kimyasal olarak farklı stabilite ve aktiviteye sahip değişik maddeleri içeren kompleks bir bileşim Su(99%) İyonlar (Na+, K+, Cl-, Mg++, H+) Adenozin, ATP H2O2 Nitrotirozin, nitrosotiyol Prostanoidler, lökotrienler 8-izoprostan Amonyak (NH3/NH4) Proteinler, sitokinler Diğerleri (DNA, metaller, vb)

14 YEH kaynaklandığı yer YEH ını oluşturan sıvı cihaz ile alveol arasındaki anatomik yapılardan (ağız, üst solunum yolları ve nazal kavite, alt solunum yolları, alveoller) kaynaklanmaktadır. Solunum yollarından gelen uçucu olmayan maddeler için bir çözgen olarak değil, daha çok bu maddeleri taşıyıcı bir araç olarak kabul edilebilir.

15 YEH kaynaklandığı yer Ağız ve trakeostomiden toplanan YEH örneklerinin karşılaştırılmasında Benzer düzeylerde Adenozin TXB2, PGE2 ph Farklı düzeylerde Amonyak Nitrit YEH toplanması sırasında nazal ve oral inhalasyon karşılaştırılması Benzer düzeylerde TXB2 H2O2 Adenozin Vass et al AJRCCM 2003

16 Akım hızı ve havayolu çapının etkisi Normal ve KOAH lı hastalarda YEH örneğinin miktarı farklı bulunmamış YEH miktarı FVC veya FEV1 gibi solunum fonksiyonlarına bağlı değil. H2O2 akıma bağımlı kısmen iletici havayollarından kaynaklandığını düşündürür. ph, Adenozin, MDA da akıma bağlı değişiklik gözlenmemiş Havayolu çapının etkisi metakolin sonrasında gelişen akut havayolu obstrüksiyonunun ph ı üzerine etkisi gösterilmemiştir. Baraldi Arch Dis Child 2003

17 Yaş,cinsiyet, yiyecek ve içecekler Yaş H2O2 konsantrasyonu çocuklarda yaşa bağlı değişiklik göstermemekle birlikte, erişkinlerde yaşa bağlı olarak artmakta. Van Beurden Respiration 2002 Cinsiyet ile ilgili yeterli veri yok. Yiyecek ve içeceklerin bilinen nonvolatil mediatörleri etkilemediği ancak bakılacak maddeyi etkileyebilecek yiyecek ve içecekleri birkaç saat önceden itibaren tüketmemesi önerilmektedir Adenozin ölçülmeden önce kafein içeren içecekleri almamalı ATS/ERS TASK FORCE 2005

18 Ortam havası Ortam havasındaki moleküller içeriğini etkileyebilir Havayolunda inflamasyon oluşturarak dolaylı olarak etkileyebilir Cihaz içinden filtre edilmiş hava kullanılabilir Örnekler dış ortamda açıkta bırakıldığında mediatör konsantrasyonu etkilenebilir Latzin P. Eur J Med Res 2002

19 Tükrük salgısı Tükrük salgısı Yüksek konsantrasyonlarda eikosanoidler (tromboksan B2, LTB4, PGF2α) düşük düzeylerde PGE2 ve prostasiklin Tükrük salgısının kontamisyonunu saptamaya yönelik amilaz ölçümüne gerek yoktur, ancak tükrük salgısının toplanan örneğe bulaşmasını önlemek için gerekli tedbirler alınmalıdır. ATS/ERS TASK FORCE 2005

20 YEH örneklerinin saklanması Örneklerin hemen değerlendirilmesi ph ve H2O2 dışında çoğu mediatör için mümkün değil Uygun koşullarda saklanması gereklidir. Bunun için alındıktan sonra hemen -70 C ta dondurulmalıdır.

21 Toplama yöntemi Direnç kullanılması uygun değil Bakteri filtresi uygun değil Akıma bağlı mediatör düzeylerinin etkilenmemesi için tidal solunum öneriliyor Burun mandalı kullanılması öneriliyor Nazal pasajdan kontaminasyon olmaması Ekspirasyon havasının tamamen cihaz içine gitmesi ATS/ERS TASK FORCE 2005

22 YEH da inflamatuar aracıların artış nedenleri Mediatör konsantrasyonlarında gerçek bir artış YEH da toplanan su buharının hacmine bağlı olarak solunum damlacıklarının sayısında veya hacminde artış. Havayolu obstrüksiyonu durumunda, sekresyon ve türbülans artışı damlacıkların sayısında veya ortalama hacminde artışlara neden olabilir Mantuschi Therapeutic Advances in Respir Dis 2007

23 YEH avantajları Non-invaziv, basit Güvenli (SFT den daha güvenli) Birçok yerde yapılabilir Değişik durumlar (ventilatördeki hastalar, ayaktan plk hastalarında, hastanın evinde) çocuklarda Ağır hastalarda Kısa aralıklarla birkaç kez tekrarlanabilir Taşınabilir cihazlar vardır

24 Kısıtlılıkları, sorunlar Mediatörlerin anatomik orjini, büyük havayollarının katkısı? Akım hızına bağımlı Sıvı bileşimin yapısını etkileyen faktörlerin daha iyi anlaşılması gerekli Örneklerin nazal ve/veya oral kontaminasyonu riski Çok düşük konsantrasyonlarda olması nedeniyle bazı mediatörlerin ölçümü için daha duyarlı testlere ihtiyaç var (GC/MS) yüksek performans likid kromatografi, elektron paramanyetik rezonans, yüksek çözünürlüklü NMR,vb Referans değerler yok Dilüsyonel etki (dilüsyonu gösteren bir belirteç?) Büyük, çok merkezli karşılaştırmalı çalışmaların yapılması gerekli Mantuschi Therapeutic Advances in Respir Dis 2007

25 YEH da bakılan biyolojik belirteçler İnflamatuar mediatörler Prostaglandinlerler Lökotrienler ATP Adenozin Histamin Peptidler Kemokinler Sitokinler Büyüme faktörleri Oksidatif/nitratif stres belirteçleri leri H 2 O 2 8-izoprostan 3-nitrotirozin Peroksinitrit Nitrat, nitrit S-nitrozotiolotiol

26 Astımlı hastalarda YEH da H2O2 Horvath AJRCCM 1998

27 YEH H 2 O 2 Testin geçerliliğinin doğrulanması Farklı çalışma gruplarında benzer düzeyler Sağlıklı bireylere ait referans değerler yayımlandı Farklı hastalık gruplarında çalışıldı On-line olarak bakılabiliyor

28 Astımlı hastalarda inflamasyon göstergeleri ile YEH ve H2O2 arasındaki ilişki Horvath AJRCCM 1998

29 Bronşektazide YEH da H2O2 Alt grup değerlendirmesi: Steroid alan ve almayan hastalardah2o2 düzeyi benzer. Loukides AJRCCM 1997

30 KOAH da YEH da H2O2 Dekhuijzen AJRCCM 1996

31 KOAH da H2O2 diurnal değişkenlik 0.5 * 0.4 * H 2 O 2 concentration (µmol/l) am 12 am 3 pm Van Beurden Respiration 2002

32 Astımda YEH da adenozin A B p < FIGURE p < p < YEH Adenozin Adenosine, nm p < p < 0.05 Exhaled NO eno, ppb CONTROL SN ST P ATIE N T Kontrol IKS(-) IKS(+) CONTROL SN ST Kontrol IKS(-) P ATIE NTIKS(+) YEH da adenozin düzeyinin ekspirasyon havasında NO ve semptomlarla ile ilişkili olması adenozinin havayolu inflamasyonunu yansıttığını göstermektedir Huszár É et al Eur Respir J 2002, 20:

33 YEH da adenozin düzeyi Testin geçerliliğinin doğrulanması Farklı çalışma gruplarınca benzer düzeyler elde edildi Gün içi sağlıklı değişkenlik % 10 Farklı hastalık gruplarında diğer belirteçlerle çalışıldı Csoma Z et al Eur Respir J 2005.

34 YEH da lipid perokidasyon ürünü malondialdehit düzeyi Corradi AJRCCM 2003

35 Sigaranın akut etkisi Montuschi AJRCCM 2000

36 Kistik fibroziste YEH da lipid peroksidasyon göstergeleri Montuschi P et al AJRCCM 2000

37 Astımda hastaların klinik ağırlık düzeyine göre YEH da 8-izoprostan Montuschi AJRCCM 1999

38 KOAH lı hastalarda YEH da 8-izoprostan Montuschi AJRCCM 2000

39 KOAH alevlenmelerde 8-izoprostan Antibiyotik tedavisi YEH 8-izoprostan (pg/ml) YEH 8-izoprostan (pg/ml) Alevlenme 2hf kontrol Alevlenme 2hf 8 hafta Biernacki Thorax 2003

40 KOAH alevlenmelerde LTB4 Alevlenme 2hf kontrol Alevlenme 2hf 8 hafta Biernacki Thorax 2003

41 Astımda YEH da sistenil lökotrienler Csoma Z et al AJRCCM, 2002

42 Astımda YEH da interleukin-4 ve interferon-γ İKS almayan hastalarda IL4/IFN-g oranı yüksek Shahid et al AJRCCM, 2002

43 Astım m ve KOAH da EIKOSANOID OSANOIDLER Prostaglandin (pg/ml ml) ** Prostaglandinler * Normal (n=10) Astım (n=15) KOAH (n=20) 0 0 PGE 2 PGF 2α PGD 2 TxB 2 Montuschi P et al: JACI 2002 ; Thorax 2003 Lökotrien (pg/ml ml) Lökotrienler ** ** ** LTB 4 LTE 4

44 YEH da ph IKS lerin KOAH ve bronşektazide ph a etkisi anlamlı değil Kostikas AJRCCM 2002

45 J. Clin. Biochem. Nutr., 41, , November 2007

46 YEH da ph Testin geçerliliğinin doğrulanması Farklı çalışma gruplarınca çalışıldı Sağlıklı bireylerde günlük değişkenlik % 4.5 Horvath I et al ERJ, 2006

47 Bulgular KOAH Kontrol grubu p n=12 N=11 YSH ph 7.44± ± YSH IL-10 (pg/ml) YSH NO μm/ml YSH toplama s YSH hacmi 2.72± ± * 8.62± ± * 11.72± ± ± ±

48 ph YSH ph ve Sigara Paket-Yıl YSH IL-10 ve FEV1 % ilişkisi 7,60 7,40 100,00 75,00 FEV1 % 7,20 r=-0.418, p= ,00 r=0.438, p= ,00 25,00 0,00 25,00 50,00 75,00 100,00 Sigara paket-yıl YSH IL-10 ve FEV1/FVC ilişkisi 0,00 5,00 10,00 15,00 YSH NO ve FEV1/FVC IL ,00 FEV1/FVC 150,00 100,00 50,00 r=0.440, p=0.036 FEV1/FVC 75,00 50,00 25,00 r=-0.510, p= ,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 0,00 5,00 10,00 15,00 IL-10 NO mikromol/ml Polatlı ve ark. TTD 10.Yıllık Kongresi 2007

49 ğ Yaş SigaraPaket-yl FVC FEV1 % FEV1/FVC FEF 25-75% YEH ph YEH TNF-alfa Polatlı ve ark. TTD 10.Yıllık Kongresi 2007

50 YEH ph ve TNF-a YEH TNF-alfa ve sigara paket-yıl İlişki anlamlı YSH ph ve TNF-alfa ilişkisi 7,60 7,40 YSH ph 7,20 7,00 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 TNF-alfa Polatlı ve ark. TTD 10.Yıllık Kongresi 2007

51

52 Gelecekte YSH hastalıklar kları değerlendirmede erlendirmede yeni yaklaşı şımlara öncülük k edebilir. Soluk havasında Biyolojik belirteçler 100 μm Multipl reseptörler rler Mini-chip saptayıcı Yüksek çözünürlüklü NMR: multiple moleküller (metabonomics) Breathogram Barnes P. ERS School Courses 2006 Rahman I.Free Radical Res 2003

53 Teşekkür ederim