Stabil Bronşiyal Astımlı Hastalarda Serum ve Bronkoalveoler Lavaj Eozinofil Katyonik Protein Düzeyinin Solunum Fonksiyon Testleri ile İlişkisi # Akif ÖZGÜL, Figen KADAKAL, Pınar YILDIZ, Murat ACAT, Tuncay GÜLER, Veysel YILMAZ Yedikule Göğüs Hastalıkları ve Göğüs Cerrahisi Eğitim ve Araştırma Hastanesi, İSTANBUL # Bu çalışma, World Congress on Lung Health and 10 th ERS Annual Congress (30 Ağustos-3 Eylül 2000, İtalya) de poster olarak sunulmuştur. ÖZET Eozinofil katyonik protein (ECP), astımdaki inflamasyonun bir göstergesi olarak öne sürülmektedir. Olgularımızda ECP nin bronkoalveoler lavaj (BAL) ve serum düzeyi ile solunum fonksiyon testleri arasındaki ilişkinin araştırılması amaçlanmıştır. Stabil astımlı 35 olgu (10 kadın, 25 erkek; ortalama yaş 29 ± 9 yıl) çalışmaya alınmıştır. Olguların serum ve BAL ECP düzeyleri, balgam ve BAL eozinofil sayısı ve solunum fonksiyon testleri değerlendirilmiştir. Serum ECP ile solunum fonksiyon testi parametreleri arasında ilişki bulunmamıştır. Olgular BAL ECP düzeyine göre 2 gruba ayrıldığında [grup 1 (> 2 µg/l, n= 13) ve grup 2 (< 2 µg/l, n= 22)] iki grup arasında serum ECP, balgam ve BAL eozinofil sayısı açısından anlamlı fark görülmedi. Grup 1 olgularda, grup 2 ile karşılaştırıldığında solunum fonksiyonlarının (FEF 25-75, FEV 1 ) daha düşük olduğu saptanmıştır. BAL sıvısı ECP düzeyi ile FEV 1 (r= 0.40, p= 0.02) ve FEF 25-75 (r= 0.52, p= 0.002) arasında korelasyon bulunmuştur. Sonuç olarak; BAL ECP astımdaki inflamasyonu yansıtmada serum ECP ye göre daha duyarlı bir göstergedir. Solunum fonksiyonları ile serum ECP arasında korelasyon görülmezken, BAL ECP ile korelasyon bulunmuştur. ANAHTAR KELİMELER: Bronkoalveoler lavaj, eozinofil katyonik protein, stabil astım SUMMARY THE RELATION OF SERUM AND BRONCHOALVEOLAR LAVAGE EOSINOPHIL CATIONIC PROTEIN LEVELS WITH RESPIRATORY FUNCTION TEST PARAMETERS IN PATIENTS WITH STABLE ASTHMA Eosinophil cationic protein (ECP) has been investigated as a marker of inflammation in asthmatic patients. The aim of the study was to evaluate the relation between serum and BAL ECP levels with pulmonary function tests results. In this study, 35 patients (male/female: 10/25, mean age 29 ± 9 years) with stable asthma were included. Serum and bronchoalveolar lavage (BAL) ECP levels were measured, eosinophil count in sputum and BAL and pulmonary function tests were recorded. No significant correlation between serum ECP and respiratory function tests parameters was found According to levels of ECP in BAL, fluid the patients were subgrouped as group 1 (> 2 µg/l, n= 13) and group 2 (< 2 µg/l, n= 22). No significant difference in serum ECP, eosinophil count in sputum and BAL were found between group 1 and group 2 However FEF 25-75, FEV 1 parameters were significantly more impaired in group 1 compared to group 2. ECP levels in BAL fluid were corrlated with FEV 1 (r= 0.40, p= 0.02) and FEF 25-75 (r= 0.52, p= 0.002). In conclusion, BAL ECP was more sensitive in displaying inflammation in asthma then serum ECP. No correlation was found between serum ECP and pulmonary function tests. Changes in BAL ECP were correlated with pulmonary function test parameters. KEY WORDS: Bronchoalveolar lavage, eosinophil cationic protein, stable asthma 12
Stabil Bronşiyal Astımlı Hastalarda Serum ve Bronkoalveoler Lavaj Eozinofil Katyonik Protein Düzeyinin Solunum Fonksiyon Testleri ile İlişkisi GİRİŞ Bronşiyal astım, eozinofiller, T-lenfositleri ve mast hücrelerinin başlıca rol oynadığı kronik inflamatuvar bir hastalıktır (1). Son yıllarda bronşiyal astımda fiberoptik bronkoskopi (FOB) nin kullanımı ile eozinofilik inflamasyonun rolü daha iyi anlaşılmıştır (2,3). Bronkoalveoler lavaj (BAL) hava yollarındaki inflamasyonu yansıtan örneklerin elde edilmesinde kullanılan en iyi yöntemlerden biridir (4,5). Eozinofilik katyonik protein (ECP), eozinofilik aktivasyonu yansıtan, eozinofil granüllerinden salınan bir proteindir ama çok küçük miktarlarda nötrofillerden de salınır (6,7). Çalışmamızın amacı, bronşiyal astımlı hastalarda ECP nin BAL ve serumdaki düzeyini incelemek, bu iki parametrenin ve BAL daki hücre oranlarının solunum fonksiyon parametreleri ile arasındaki korelasyonu araştırmaktır. GEREÇ ve YÖNTEM Çalışmaya Ocak 1999-Ağustos 1999 tarihleri arasında hastanemiz polikliniğine başvuran Uluslararası Astım Uzlaşı Raporu na göre astım tanısı alan, yaşları 13 ile 49 arasında değişen (ortalama 28.6 ± 9.3) toplam 35 olgu alındı (1). Olguların 25 i kadın (%71; yaş ortalaması 28.3 ± 9.7) ve 10 u erkekti (%29; yaş ortalaması 29.3 ± 8.7). Hastaların ek pulmoner veya başka bir sistem hastalığı yoktu. Sigara anamnezi olan ve son 1 ay içinde gripal infeksiyon tanımlayan olgular çalışma dışı bırakıldı. Hastaların son 3 aydır antiinflamatuvar ilaç kullanmamış ve son 1 aydır akut atak geçirmemiş olgular olmasına dikkat edildi. BAL yapılmadan 8 saat öncesine kadar, gerektiğinde kısa etkili beta-2 agonist inhaler kullanmamıza izin verildi. Çalışmaya alınan hastalara çalışmanın niteliği anlatıldı ve her birinden yazılı izin alındı. Yöntem Tüm olgulara PA (posteroanterior) ve lateral akciğer grafisi çektirildi, herhangi bir patoloji tespit edilmedi. Solunum fonksiyon testleri, pulmoner function spirosift 500 aleti ile yapıldı. Tüm olgularda, 200 µg salbutamol, inhalasyonundan 15 dakika sonra, testler tekrarlanarak reversibilite değerlendirildi. FEV 1 de %15 ve üzerinde veya mutlak değer olarak 200 ml den fazla artışlar reversibilite mevcudiyeti olarak değerlendirildi. FEV 1 değeri normal olan olgular, peak-flowmetre ile takip edilerek variabilitesi %20 yi aşanlar çalışmaya alındı. Allerjen tespiti için 12 adet allerjen ekstrat, prick testi yöntemi ile uygulandı. Sonuçlar histaminin endürasyon ve eritem çapı ile karşılaştırılarak özel skala cetveli ile değerlendirildi. Serum ECP, balgamda eozinofil bakıldı. Sonraki 2 gün içinde alınan BAL örneklerinde ECP ve hücre sayımı değerlendirildi. Bronkoskopi ve BAL: Tüm olguların bronkoskopisi Olympus BF type 30 bronkoskop ile yapıldı. Tansiyon ve nabız kontrolüne göre diazepam 10 mg ve atropin 1/4 ampul IM olarak uygulandı ve lokal anestezik olarak %2 lik lidokain kullanıldı. Hastaların hepsine işlem sırasında oksijen verildi. BAL için kullanılacak %0.9 NaCI vücut sıcaklığına kadar ısıtılarak işleme başlandı. Bronkoskop sağ akciğer orta lob veya sol akciğer lingula segmentlerinde wedge pozisyonuna getirildi. Aspirasyon kanalından BAL kateteri gönderildi, önerildiği şekilde 20 cc lik porsiyonlar halinde ve toplam 100-160 cc %0.9 NaCI verilip, verilen sıvının %30-40 ının geri alınmasına dikkat edilerek BAL işlemi tamamlandı. Serum ECP ve BAL ECP incelemesi: Hastadan 5 ml kuru tübe kan alındı. Oda ısısında yarım saat bekletildikten sonra 4000-5000 devirde 10 dakika santrifüj edildi. Elde edilen serum -20 C de saklandı. Bu işlem COP sistemi ile Unicap 100 cihazında fluorescence enzyme immunoassay (FEIA) yöntemi ile okundu. BAL materyali de aynı yöntemle değerlendirildi. ECP değeri 2 µg/l altında olduğunda, bu yöntem ile ECP değerinin belirlenmesi mümkün olmadığından, bu olguların sonucu < 2 µg/l olarak gösterilmiştir (8). İstatistiksel Analiz SPSS for Windows version 5.0 paket program kullanılarak yapıldı. BAL ECP ile solunum fonksiyon testi parametreleri arası değerlendirmelerde nonparametrik Spearman ın korelasyon testi kullanıldı. Nümerik değişkenler arası korelasyon, Pearson un korelasyon testi ile değerlendirildi. Nümerik değişkenlerde 2 grup arasındaki fark Student eşlenmemiş t-testi ile belirlenirken, nümerik olmayan değişkenler arasında χ 2 testi, gerekirse Fischer exact testi kullanıldı. Veriler ortalama ± standart sapma olarak verildi. 0.05 ten küçük p değeri anlamlı olarak kabul edildi. 13
Özgül A, Kadakal F, Yıldız P, Acat M, Güler T, Yılmaz V. SONUÇLAR Tüm olgularımızın serum ECP si değerlendirildiğinde ortalama 42.9 ± 41.4 µg/l (2-165) bulundu. Yirmialtı olgunun serum ECP değeri yüksek idi (> 11.3 µg/l). Serum ECP ile FEV 1 arasında istatistiksel anlamlı korelasyon saptanmadı (p= 0.058). Tüm olgularımızın solunum fonksiyon testleri değerlendirildiğinde; FEV 1 ortalama 2.3 ± 0.6 L, pred FEV 1 ortalama %75.2 ± 21.3, olguların 15 inde pred FEV 1 değeri > %80, 12 sinde %60-80 arası değerlerde ve 8 inde < %60 idi. BAL ECP ile FEV 1 (p= 0.02, r= -0.40), FEF 25-75 (p= 0.002, r= -0.52), pred FEF 25-75 (p= 0.000, r= -0.63), pred FEV 1 (p= 0.03, r= -0.37), VC (p= 0.005, r= -0.50), pred FVC (p= 0.05, r= -0.34) arasında korelasyon mevcut idi. BAL ECP ile serum ECP arasında ise ilişki olmadığı görüldü. ECP değeri < 2 µg/l olan olgularda hastaya ait gerçek değer belirlenemediğinden laboratuvar testine ait bu sınır değer gözönüne alınarak 35 olgu BAL ECP değerlerine göre 2 µg/l den düşük ve yüksek değerler olarak 2 gruba ayrılarak, bu 2 grup karşılaştırılmıştır (grup 1: BAL ECP > 2 µg/l, grup 2: BAL ECP < 2 µg/l). Grup 1 13 olgu (8 kadın, 5 erkek; yaş ortalaması 27.9 ± 10.1 yıl), grup 2 ise 22 olgudan (16 kadın, 6 erkek) oluşmakta idi. Gruplar arasında yaş, cins, balgam eozinofil oranı, serum ECP, BAL hücre oranları açısından istatistiksel anlamlı fark görülmemiştir. Grup1 in BAL ECP ortalaması 9.6 ± 8.3 µg/l idi. İki grup solunum fonksiyon parametreleri açısından karşılaştırıldığında FEV 1 ortalama grup 1 de 2.1 ± 0.6 L, grup 2 de 2.5 ± 0.6 L idi ve gruplar arasında anlamlı fark mevcuttu (p= 0.035) (Tablo 1). FEF 25-75 ortalama grup 1 de 1.6 ± 0.6, grup 2 de 2.5 ± 1.0 ve pred FEF 25-75 grup 1 de %39.3 ± 16.7, grup 2 de %65.4 ± 20.1 idi ve gruplar arasında anlamlı fark saptanmıştır (sırası ile p= 0.007, p= 0.002) (Tablo 1). Diğer solunum fonksiyon testi parametreleri açısından fark gözlenmedi. Komplikasyonlar Otuzbeş olguda yapılan BAL sonrası 3 hastada tedavi gerektirecek derecede bronkospazm gelişti. İki hastada 39 C ye varan ateş tespit edildi ve antipiretik önerildi, 1 gün sonraki kontrolünde tamamen düzeldiği izlendi. Bir hastada total pnömotoraks gelişti. Hasta interne edilerek 16 no lu Braun kanülü ile basit aspirasyon tekniği uygulandı ve akciğerin ekspanse olduğu görüldü. Hasta 24 saat takip sonrasında taburcu edildi. TARTIŞMA Bronşiyal astım hava yollarının kronik inflamatuvar bir hastalığıdır. Bu inflamasyonda başlıca rol oynayan hücreler T-lenfositler, makrofajlar mast hücreleri ve eozinofillerdir (1). 1970 li yıllarda, fiberoptik bronkoskopinin bronşiyal astımda kullanılmasından sonra, büyük ve küçük hava yollarından örnek alınabilmesi ve hava yollarındaki inflamasyonu gösterebilmesi nedeni ile patogeneze yönelik birçok çalışma, BAL sıvısı kullanılarak yapılmıştır (5). Çalışmamızda, 35 astımlı olgudan 13 ünde BAL ECP düzeyi inceleme limitinin üzerinde olarak belirlenmiştir. BAL ECP ile FEV 1, FEF 25-75, FEF 25-75 (% beklenen), FEV 1 (% beklenen), FVC (% beklenen) arasında korelasyon tespit edilmiştir. Astımlı olgular BAL ECP düzeyine göre 2 gruba ayrıldığında (grup 1 BAL ECP > 2 µg/l, grup 2 BAL ECP < 2 µg/l) FEV 1, FEF 25-75, FEF 25-75 (% beklenen) in grup 1 de anlamlı olarak daha düşük olduğu belirlenmiştir. Bronşiyal astımlı hastalarda BAL uygulamasının özellikle FEV 1 < %60 olan hastalarda, riskli olduğu Tablo 1. Grup 1 ve grup 2 olgulara ait sonuçlar. Grup 1 (n= 13) Grup 2 (n= 22) İstatistik Yaş 27.9 ± 10.1 29.0 ± 9.1 AD Balgam eozinofil 13.4 ± 17.9 8.7 ± 4.9 AD Serum ECP (µg/l) 52.3 ± 40.6 37.3 ± 41.8 AD BAL eozinofil 2.8 ± 1.9 2.8 ± 3.0 AD FEV 1 (L) 2.1 ± 0.6 2.5 ± 0.6 p= 0.035 FEF 25-75 (L/saat) 39.3 ± 16.7 65.4 ± 20.1 p= 0.002 AD: Anlamlı değil. 14
Stabil Bronşiyal Astımlı Hastalarda Serum ve Bronkoalveoler Lavaj Eozinofil Katyonik Protein Düzeyinin Solunum Fonksiyon Testleri ile İlişkisi bildirilmiştir (9). Fakat Von Vyve ve arkadaşlarının, 50 astım ve 25 astım dışı olguya yaptıkları BAL incelemesinde, astımlı grupta en düşük FEV 1 değeri %37 dir ve tüm olguların %20 sinde FEV 1 değerinin %60 ın altında olduğu belirlenmiştir (10). Her iki grupta BAL sonrası oksijen satürasyonlarındaki azalmanın birbirinden farklı olmadığı görülmüştür. Bousquet ve arkadaşları tarafından FEV 1 i %60 dan küçük olan 12 bronşiyal astımlı olguya BAL yapılmış ve olguların hiçbirisinde çalışma sırasında şiddetli astım atağı tespit edilmemiştir (8). Çalışmamızda, FEV 1 değeri %60 dan küçük olan 8 olgu mevcuttu. En düşük saptadığımız FEV 1 değeri %41 idi. BAL sonrası, olgularımızda herhangi bir komplikasyonlar gelişmedi. Ancak, FEV 1 değeri %64 olan 1 olguda BAL sonrası pnömotoraks gelişti. Pnömotoraks düzeldikten sonra çekilen toraks bilgisayarlı tomografisinde, herhangi bir patolojiye rastlanmadı. Adelroth ve arkadaşlarının çalışmasında, serum ECP ile BAL ECP düzeyi arasında anlamlı korelasyon bulunmuştur (11). Serum ve BAL ECP ile BAL eozinofil arası korelasyonun saptanması nedeni ile ECP nin astımdaki eozinofilik inflamasyonun göstergesi olduğu ileri sürülmüştür. Niimi ve arkadaşlarının çalışmasında ise serum ECP ile BAL ECP arasında korelasyon saptanamamıştır (12). Daha öncesi çalışmalarda, solunum fonksiyon testleri ile serum ECP arasında korelasyon olduğu gösterilmiştir (12,13). Çalışmamızda, serum ECP ile BAL ECP arasında istatistiksel olarak anlamlı bir korelasyon bulunmadı. Literatürle uyumlu olarak serum ECP ile FEV 1 arasında hafif korelasyon tespit edildi (r= 0.32, p= 0.058) (12,13). Serum ECP nin astımın şiddetini yansıtan bir gösterge olabileceği düşünüldü. Bousquet ve arkadaşlarının çalışmasında, normal olgular ile 38 astımlı hastanın 14 ünde BAL ECP, inceleme limitinin (< 2 µg/l) altında bulunmuştur (8). Fakat astımlı ve normal olgular karşılaştırıldığında, astımlı olguların BAL ECP sinde anlamlı artış tespit edilmiştir (8). Bu bulgu daha sonraki çalışmalarda da bildirilmiştir. Bu çalışmalarda, astımlı olgularda BAL ECP düzeyleri kontrol gruba göre daha yüksek düzeyde bulunmakla birlikte, astımın şiddeti ile ilişkili bulunmuştur (14,15). Çalışmamızda, 35 hastanın 13 (%37) ünde BAL ECP 2 µg/l den büyüktü. BAL ECP ile FEV 1 (p= 0.02, r= 0.40), FEF 25-75 (p= 0.002, r= 0.52) ve FEF 25-75 (% beklenen) (p= 0.000, r= 0.63) arasında istatistiksel olarak anlamlı korelasyon tespit edildi. BAL ECP değeri 2 den düşük ve yüksek olan 2 grup arasında yaş, cins, balgam eozinofil oranı, serum ECP, BAL hücre oranları açısından istatistiksel anlamlı fark görülmemiştir. İki grup solunum parametreleri açısından karşılaştırıldığında; FEV 1 ortalama, FEF 25-75 ortalama, FEF 25-75 (% beklenen) ve VC mutlak değeri açısından anlamlı fark olduğu görülmüştür. Bu bulgular BAL ECP nin astımın şiddetini yansıttığı düşüncesini desteklemektedir. Sonuç olarak, astımlı olgularda BAL ECP, astımda inflamasyonu yansıtmada serum ECP ye göre daha duyarlı bir göstergedir ve solunum fonksiyon testindeki obstrüksiyonun derecesi ile ilişkili bulunmuştur. KAYNAKLAR 1. Global Initiative For Astma: Global Stategy for asthma management and prevention NHLBI/WHO Workshop Report National Heart, Lung and Blood Institute Publication 1995;95:3659. 2. Robinson DS. Bronchoalveolar lavage as a tool for studying inflammation in asthma. Eur Respir Rev 1998;64: 1072-4. 3. Kongerud J. The role of BAL in occupational asthma. Eur Respir Rev 1998;64:1075-8. 4. Costabel U. Bronchoalveolar lavage a standardized or a technical dilemma. Eur Respir J 1991;4:776-7. 5. Smith DL. Deshazo RD. Bronchoalveolar lavage in asthma, an up-date and perspective. Am Rev Respir Dis 1993;148:523-32. 6. Peterson CG, Enander I, Nystrand I et al. Radioimmunoassay of human eosinophilic cationic protein by a improved metod establishment of normal levels in serum and turnover in vivo. Clin Exp Allergy 1991;21:561-7. 7. Ferguson AC, Vaughan R, Brown H et al. Evaluation of serum ECP as a marker of disease activity in chronic asthma. J Allergy Clin Immunol 1995;95:23-8. 8. Bousquet J, Chanez P, Lacoste JY et al. Indirect evidence of bronchial inflamation assessed by titration of inflammatory mediators in BAL fluid of patients with asthma. J Allergy Clin Immunol 1991;88:649-60. 9. Martin TR, Raghu G, Maunder RI. The effects of chronic bronchitis and chronic airflow obstruction on lung cell populations recovered by bronchoalveolar lavage. Am Rev Respir Dis 1985;132:254-60. 10. Von Vyve T, Chanez P, Bousquet J et al. Safety of bronchoalveolar lavage and bronchial biopsies in patients with astma of variable severity. Am Rev Respir Dis 1992;146:116-21. 11. Adelroth E, Rosenhall L, Johansson S et al. Inflammatory cells and eosinophilic acitivity in astmatic investigated by bronchoalveolar lavage. Am Rev Respir Dis 1990; 142:91-9. 15
Özgül A, Kadakal F, Yıldız P, Acat M, Güler T, Yılmaz V. 12. Niimi A, Amitani R, Suzuki K et al. Serum eosinophilic cationic protein as marker of eosinophilic inflammation in asthma. Clin Exp Allergy 1998;28:233-40. 13. Ece F, Ece T, Çuhadaroğlu Ç ve ark. Astım Bronşiyale lilerde serum eozinofilik katyonik protein düzeyinin klinik ve fonksiyonel parametreler ile ilişkisi. İst Tıp Fak Mecmuası 1999;62:149-56. 14. Vignola AM, Chanez P, Campbell AM et al. Airway inflamation in wild intermitten and in persistent asthma. Am J Respir Crit Care Med 1998;157:403-9. 15. Lacoste JY, Bousquet J, Chanez P et al. Eosinophilic and neutrophilic inflammation in asthma, chronic bronchitis and chronic obstructive pulmonary disease. J Allergy Clin Immunol 1993;92:537-48. Yazışma Adresi Pınar YILDIZ Yedikule Göğüs Hastalıkları ve Göğüs Cerrahisi Eğitim ve Araştırma Hastanesi Zeytinburnu/İSTANBUL 16