American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine

Die Atemwegsobstruktion ist der Kern der Definition der chronisch obstruktiven Lungenerkrankung (COPD) und die Ursache der Beeinträchtigung dieser Patienten. Es ist daher wohlbegründet, dass Lungenfunktionstests erforderlich sind, um die klinische Diagnose einer COPD zu bestätigen und den Schweregrad abzuschätzen. Seit 1947 werden zu diesem Zweck der FEV1-Wert und sein Verhältnis zur Vitalkapazität verwendet. Auch wenn dies im Prinzip von der wissenschaftlichen Gemeinschaft weitgehend akzeptiert wird, besteht in der Praxis immer noch kein Konsens über die spirometrischen Kriterien, die das Vorhandensein oder den Grad der Beeinträchtigung definieren. Der plausibelste Grund dafür ist das geringe Wissen über die Beziehungen zwischen der Lungenfunktion und patientenzentrierten Variablen wie Symptomen, Gesundheitszustand und krankheitsbedingten Ereignissen.

In diesem Szenario ist es nicht überraschend, dass von Expertenausschüssen verschiedene Faustformeln für FEV1/FVC vorgeschlagen wurden, um eine Atemwegsobstruktion zu definieren, die von <0.75 von der ATS im Jahr 1986 (1) über <0,70 von der Global Initiative for Chronic Obstructive Pulmonary Disease (GOLD) im Jahr 2001 (2) bis zu <0,75-0,80 von der Global Initiative for Asthma im Jahr 2015 (3). Aufgrund der normalen Abnahme der Lungenfunktion mit dem Alter (4) und geschlechtsspezifischer Unterschiede (5) führt die Verwendung eines alters- und geschlechtsunabhängigen Verhältnisses von FEV1/FVC zu einer Überdiagnose bei älteren und männlichen Personen, aber zu einer Unterdiagnose bei jüngeren und weiblichen Personen. Aus diesen Gründen empfahl der ATS-European Respiratory Society-Ausschuss für Lungenfunktionstests die Verwendung des fünften Perzentils der Referenzpopulation als untere Grenze der Norm für spirometrische Daten (6). Eine der Begründungen für die Verwendung eines festen Grenzwerts war das Fehlen zuverlässiger Vorhersagewerte für verschiedene Populationen, obwohl Schwellenwerte für FEV1 als Prozentsatz des Vorhersagewerts einstimmig für die Klassifizierung des Schweregrads angenommen wurden (2, 6).

In jüngster Zeit wurden dank der Global Lung Initiative (GLI), die multiethnische Vorhersagegleichungen für die Spirometrie mit einem erweiterten Altersbereich bis zu 95 Jahren erstellte, wichtige Fortschritte bei normativen Daten erzielt (7). Unter Verwendung dieser Gleichungen wurde vorgeschlagen, die Diagnose und den Schweregrad anhand der z-Scores zu schätzen, d. h. anhand von Schwellenwerten, die angeben, wie stark ein bestimmter Parameter vom vorhergesagten Wert auf der Grundlage von Geschlecht, Alter, Größe und Schiefe der Verteilung abweicht. Ein z-Score von -1,64 entspricht dem fünften Perzentil der Normalverteilung und kann, wie bei vielen biologischen Tests, als vernünftiger Schwellenwert für eine Anomalie mit einer erwarteten Wahrscheinlichkeit von 5 % für eine falsch-positive Diagnose angesehen werden.

In einer kürzlich durchgeführten Studie verwendeten Vaz Fragoso und Kollegen (8) die COPDGene-Datenbank zur Validierung des FEV1/FVC z-Scores bei der Bestimmung einer normalen Spirometrie. Sie fanden heraus, dass die vom GLI definierte normale Spirometrie einen „normalen Phänotyp“ identifiziert, der auf Mittelwerten und einem 95 %-Konfidenzintervall im Normalbereich für Dyspnoe, Lebensqualität, Belastbarkeit, bronchodilatatorische Reversibilität und computertomografisch ermittelte Emphyseme, Gaseinschlüsse und Abmessungen der kleinen Atemwege basiert. Besonders wichtig ist, dass diese Messwerte bei Personen mit einer normalen Spirometrie nach GLI-Definition, aber einer Atemwegsbeeinträchtigung nach GOLD-Definition im Normalbereich lagen. Diese Beobachtung untermauert den Appell von 150 internationalen Lungenfunktionsexperten und 12 Organisationen aus dem Jahr 2010, von festen Kriterien zu Kriterien an der unteren Grenze des Normalbereichs überzugehen (9). Weitere signifikante Unterschiede wurden bei der Bewertung des Schweregrads durch die beiden Methoden festgestellt. So wurden beispielsweise 33 % der nach dem GLI als leicht definierten COPD-Population nach GOLD-Kriterien als mittelschwer eingestuft, während fast 20 % der Personen mit schwerer Erkrankung nach dem GLI nur eine mittelschwere Erkrankung nach GOLD aufwiesen. Diese Diskrepanz lässt sich durch die Verzerrungen bei der Verteilung des prozentual vorhergesagten FEV1 infolge von Alter, Geschlecht und Größe erklären (10).

In dieser Ausgabe der Zeitschrift (S. 727-735) gehen Vaz Fragoso und Kollegen (11) einen Schritt weiter, indem sie die Klassifizierung des COPD-Schweregrads auf der Grundlage von GLI-Z-Scores mit denselben Messungen wie in ihrer früheren Studie (8) validieren. Die Ergebnisse sind eindeutig, da die durch den GLI definierten Schweregradkategorien signifikant mit „atemwegsbezogenen Phänotypen“ assoziiert waren, und zwar sowohl auf der Grundlage kontinuierlicher als auch kategorialer Variablen. Mit anderen Worten: Personen mit einer durch den GLI definierten schweren Obstruktion hatten ein erhöhtes Risiko für schwerste Dyspnoe, die schlechteste Lebensqualität und körperliche Leistungsfähigkeit, das stärkste Ansprechen auf Bronchodilatatoren und den höchsten Grad an Emphysem und Gaseinschlüssen. Diese und die vorangegangene Studie derselben Gruppe haben das große Verdienst, den Weg zu einem wissenschaftlich fundierten Ansatz für die Diagnose und Schweregradbeurteilung der COPD mit Hilfe einer einfachen Spirometrie zu ebnen. In der klinischen Praxis wird eine angemessenere Definition der Atemwegsobstruktion und ihres Schweregrads dazu beitragen, eine unangemessene Behandlung älterer Menschen ohne COPD zu verhindern (12) und damit medikamentöse Nebenwirkungen zu vermeiden und Kosten zu sparen. Darüber hinaus könnte eine spirometrische Klassifizierung, die die mit der Atmung zusammenhängenden Phänotypen widerspiegelt, eine angemessene Patientenauswahl für klinische Studien ermöglichen.

Obwohl die Studien von Vaz Fragoso und Mitarbeitern (8, 11) zu einer besseren Nutzung der Spirometrie beitragen, lassen sie einige Fragen offen. Die Autoren stellen fest, dass bei etwa 10 % der Probanden die Abnahme des FEV1 mit einem normalen FEV1/FVC verbunden war, was sie als „spirometrisches restriktives Muster“ bezeichnen. Angesichts der erhöhten Wahrscheinlichkeit von Dyspnoe, schlechter Lebensqualität, körperlicher Leistungsfähigkeit und Ansprechen auf Bronchodilatatoren vermuten sie, dass Begleiterkrankungen wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Muskelschwäche, Fettleibigkeit und altersbedingte Brustkorbanomalien dazu beitragen könnten, das obstruktive Muster zu maskieren. Wie dem auch sei, die Autoren bestätigen die Empfehlung, bei diesen Patienten das Lungenvolumen und die Diffusionskapazität zu messen, um dieses spirometrische Muster der COPD von einer restriktiven Störung zu unterscheiden (6). Außerdem stellen wir fest, dass der Emphysem-Phänotyp am stärksten mit schweren spirometrischen Beeinträchtigungen assoziiert ist. In einer kürzlich durchgeführten Studie (13) war der aus FEV1 abgeleitete Schweregrad bei Patienten mit prävalentem Emphysem höher als bei Patienten mit prävalenter chronischer Bronchitis, trotz ähnlicher Daten zu Atemimpedanz, Dyspnoe, Lebensqualität, körperlicher Leistungsfähigkeit und Gasaustausch. Der Unterschied im FEV1 verschwand, wenn er in einer Bodybox gemessen wurde, was auf eine Überschätzung der Krankheitsschwere aufgrund der Thoraxgaskompression während der forcierten Exspiration hindeutet. Ein weiterer Schritt könnte die Validierung von z-Scores für andere alte und neue Lungenfunktionsparameter in Bezug auf prävalente Phänotypen und das Vorhandensein von Komorbiditäten sein.

Insgesamt stellen die beiden neueren Studien von Vaz Fragoso und Mitarbeitern (8, 11) einen wichtigen Fortschritt in der Diagnose und Schweregradklassifikation der COPD dar, der von den Gremien, die mit der Entwicklung von Leitlinien für die Behandlung dieser Krankheit beauftragt sind, berücksichtigt werden sollte.