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Pneumologie 2000; 54(5): 185-190
DOI: 10.1055/s-2000-3828
ORIGINALARBEIT
Georg Thieme Verlag Stuttgart · New York

Reproduzierbarkeit im induzierten Sputum bei Kindern mit Asthma

U. Reining, J. Mattes1 , K. Storm van's Gravesande2 , G. Ihorst, J. Kühr
  • Universitäts-Kinderklinik, Zentrum für Pneumologie, Allergologie und Mukoviszidose (Ärztlicher Direktor: Prof. Dr. M. Brandis), Freiburg
  • 1Division of Biochemistry and Molecular Biology, The John Curtin School of Medical Research, Australian National University, Canberra, Australia
  • 2Brigham and Women's Hospital, Pulmonary Division, Thorn building 8th floor, 75 Francis Street, Boston, MA 02115
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Publication Date:
31 December 2000 (online)

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Zusammenfassung:

Bei Kindern mit Asthma bietet sich die Sputum-Induktion mit hypertoner Kochsalzlösung als nicht-invasive Methode zur Quantifizierung der eosinophilen Inflammation an. Es ist unklar, inwieweit das komplexe Manöver der Sputum-Induktion auch bei Kindern anwendbar und sicher ist. Wir untersuchten daher zweimal im Abstand von 6 Wochen 9 nicht-atopische Kontrollprobanden sowie 34 Kinder mit stabilem Asthma bronchiale im Alter von 6 - 18 Jahren, von denen letztere in n = 25 Fällen Budesonid (400 - 1200 µg/die) und in n = 9 Fällen DNCG (60 mg/die) inhalierten. Nach der Prämedikation mit 200 µg Salbutamol erfolgte die Inhalation mit hypertoner Kochsalzlösung (3, 4 und 5 %) für insgesamt 30 Minuten, während alle 5 Minuten die Lungenfunktion kontrolliert wurde und versucht wurde, Sputum zu expektorieren. Nach der Abtrennung der Sputum-Flocke vom umgebenden Speichel wurde die Sputumflocke mittels Zählkammer, Cytospinpräparat sowie Messung des Eosinophilen Cationischen Proteins (ECP) charakterisiert.

Die Sputum-Gewinnung ließ sich in 84 von 86 beabsichtigten Tests (97,7 %) durchführen, wobei keine klinische Beeinträchtigung objektivierbar war. Der durchschnittliche Abfall des FEV1-Werts nach der Sputum-Induktion betrug 3,0 % (Median; Maximum 11,0 %). Die Reproduzierbarkeit der relativen Eosinophilen-, Neutrophilen- sowie Lymphozytenzahl (5 - 95 %-Werte Test1: 0,0 - 4,2 % bzw. 0,8 - 11,4 % bzw. 3,2 - 35,1% ) des Sputum-Differential-Zellbildes war befriedigend für die Eosinophilen sowie Neutrophilen (Intraclass-Correlations-Coefficient (ICC) 0,41) und für Lymphozyten (ICC = 0,49). Für ECP (5 - 95 %-Werte Test1: 39,8 - 8000,0 µg/l) war die Reproduzierbarkeit (ICC = 0,24) ausreichend. Die ICC-Werte für Gesamtzellzahl (ICC = 0,31) und Gewicht der Sputumflocke (ICC = 0,30) ergaben eine ausreichende Reproduzierbarkeit. Mit Hilfe des dargestellten Vorgehens ist die Sputum-Induktion im Kindesalter in aller Regel durchführbar und sicher. Als befriedigend reproduzierbare Parameter empfehlen sich die Anteile an eosinophilen und neutrophilen Granulozyten sowie an Lymphozyten.

Reproducibility in the Induced Sputum in Childhood:

In asthmatic children sputum-induction with hypertonic saline is useful to quantify the eosinophilic inflammation. However, only few data are available about feasibility and safety of the procedure in children. Therefore, taking 9 non-atopic healthy control children (mean age 11,8 years) and 34 asthmatic children (mean age 11,4 years), inhaling n = 25 Budesonid (400 - 1200 µg/die) and n = 9 DNCG (60 mg/die), sputum induction was performed twice within 6 weeks. Briefly, 10 minutes after inhalation of 200 µg salbutamol subjects inhaled hypertonic saline (3, 4 and 5 %) for in all 30 minutes, while all 5 minutes lung function was checked and expectoration of sputum was supported. Adequate sputum plugs were separated from contaminating saliva and processed immediately employing native chamber and cytospin cell count as well as measurement of eosinophilic cationic protein (ECP).

Sputum-induction could be performed in 84 out of 86 planed tests (97,7 %) without any objective clinical adverse effects. The mean fall in FEV1 was 3,0 %, the maximum 11,0 %. The reproducibility of eosinophil, neutrophil and lymphocyte differential cell count (5 - 95 %-values Test1: 0,0 - 4,2 %, 0,8 - 11,4 %, and 3,2 - 35,1 %, respectively) was moderate for eosinophils and neutrophils (Intraclass-Correlation-Coefficient (ICC) 0,41) as well as for lymphocytes (ICC = 0,49). For ECP 5 - 95 %-values Test1: 39,8 - 8000,0 µg/l) only a fair reproducibility (ICC = 0,24) was found. The ICC levels for total cell count (ICC = 0,31) and for weight of the sputum plug (ICC = 0,30) were also fair. Based on the procedure presented induced sputum is a feasible and safe method in childhood. The differential sputum cell count of eosinophils, neutrophils and lymphocytes can be recommended as parameters with moderate reproducibility.

Literatur

  • 1 Huber H L, Koessler K K. The pathology of bronchial asthma.  Arch Intern Med. 1922;  30 689-760
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 2 Ellis A G. The pathological anatomy of bronchial asthma.  Am J Med Sci. 1980;  136 407-429
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 3 Venge P. Role of eosinophils in childhood asthma inflammation.  Ped Pulmonol Supplement. 1995;  11 34-35
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 4 Gibson P G. Use of induced sputum to examine airway inflammation in childhood asthma.  J Allergy Clin Immunol. 1998;  102 100-101
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 5 Hargreave F E. The investigation of airway inflammation in asthma: sputum examination.  Clin Exp Allergy. 1997;  27 36-40
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 6 Pavord I D, Pizzichini M MM, Pizzichini E, Hargreave F E. The use of induced sputum to investigate airway inflammation.  Thorax. 1997;  52 498-501
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 7 Hargreave F E, Leigh R. Induced sputum, eosinophilic bronchitis, and chronic obstructive pulmonary disease.  Am J Respir Crit Care Med. 1999;  160 S53-S57
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 8 Tarodo de la Fuente P, Romagnoli M, Godard P, Bousquet J, Chanez P. Safety of inducing sputum in patients with asthma of varying severity.  Am J Respir Crit Care Med. 1998;  157 1127-1130
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 9 Wong H H, Fahy J V. Safety of one method of sputum induction in asthmatic subjects.  Am J Respir Crit Care Med. 1997;  155 299-303
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 10 American Thoracic Society . Standardization of spirometry.  Am Rev Respir Dis. 1987;  136 1285-1298
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 11 Zapletal A, Samanek M, Paul T. Lung function in children and adolescents: methods and reference values. In: Herzog (Hrsg). Progress in Respiratory Research. Basel: Karger Verlag 1987: 173-196
    Search in Google Scholar
  • 12 Pin I, Gibson P G, Kolendowicz R, Girgis-Gabardo A, Denburg J A, Hargreave F E, Dolovich J. Use of induced sputum cell counts to investigate airway inflammation in asthma.  Thorax. 1992;  47 25-29
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 13 Gershman N H, Wong H H, Liu J T, Mahlmeister M J, Fahy J V. Comparison of two methods of collecting induced sputum in asthmatic subjects.  Eur Respir J. 1996;  9 2448-2453
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 14 Holz O, Joerres R A, Koschyk S, Speckin P, Welker L, Magnussen H. Changes in sputum composition during sputum induction in healthy and asthmatic subjects.  Clin Exp Allergy. 1998;  28 284-292
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 15 Bland J M, Altman D G. Statistical methods for assessing agreement between two methods of clinical measurements.  Lancet. 1986;  1 307-310
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 16 Altman D G. Practical statistics for medical research. London, Weinheim: Chapman & Hall 1997: 403-406
    Search in Google Scholar
  • 17 Fahy J V. A safe, simple, standardized method should be used for sputum induction for research purposes.  Clin Exp Allergy. 1998;  28 1047-1049
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 18 Spanevello A, Beghé B, Bianchi A, Migliori G B, Ambrosetti M, Neri M, Ind P W. Comparison of two methods of processing induced sputum: selected versus entire sputum.  Am J Respir Crit Care Med. 1998;  157 665-668
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 19 Keatings V M, Evans D J, O'Connor B J, Barnes P J. Cellular profiles in asthmatic airways: a comparison of induced sputum, bronchial washings, and bronchoalveolar lavage fluid.  Thorax. 1997;  52 372-374
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 20 de la Fuente P T, Romagnoli M, Godard P, Bousquet J, Chanez P. Safety of inducing sputum in patients with asthma of varying severity.  Am J Respir Crit Care Med. 1998;  157 1127-1130
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 21 Twaddell S H, Gibson P G, Carty K, Woolley K L, Henry R L. Assessment of airway inflammation in children with acute asthma using induced sputum.  Eur Respir J. 1996;  9 2104-2108
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 22 Hunter C J, Ward R, Woltmann G, Wardlaw A J, Pavord I D. The safety and success rate of sputum induction using a low output ultrasonic nebuliser.  Respir Med. 1999;  93 345-348
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 23 Thomas P S, Yates D H, Barnes P J. Sputum induction as a method of analyzing pulmonary cells: reproducibility and acceptability.  J Asthma. 1999;  36 335-341
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 24 Spanevello A, Migliori G B, Sharara A, Ballardini L, Bridge P, Pisati P, Neri M, Ind P W. Induced sputum to assess airway inflammation: a study of reproducibility.  Clin Exp Allergy. 1997;  27 1138-1144
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 25 In't Veen J C, de Gouw H W, Smits H H, Sont J K, Hiemstra P S, Sterk P J, Bel E H. Repeatability of cellular and soluble markers of inflammation in induced sputum from patients with asthma.  Eur Respir J. 1996;  9 2441-2447
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 26 Haslam P L, Baughman R P. Introduction.  Eur Respir Rev. 1999;  9 25-27
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 27 Pizzichini E, Pizzichini M M, Efthimiadis A, Evans S, Morris M M, Squillace D, Gleich G J, Dolovich J, Hargreave F E. Indices of airway inflammation in induced sputum: reproducibility and validity of cell and fluid-phase measurements.  Am J Respir Crit Care Med. 1996;  154 308-317
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 28 Nightingale J A, Rogers D F, Barnes P J. Effect of repeated sputum induction on cell counts in normal volunteers.  Thorax. 1998;  53 87-90
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 29 Faul J L, Demers E A, Burke C M, Poulter L W. The reproducibility of repeat measures of airway inflammation in stable atopic asthma.  Am J Respir Crit Care Med. 1999;  160 1457-1461
    PubMedSearch in Google Scholar

PD Dr J Kühr

Universitäts-Kinderklinik Arbeitsgruppe Pneumologie Allergologie und Mukoviszidose

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