Präzisionsmedizin: Welche Parameter sind entscheidend für die Diagnose von schwerem Asthma?
Teil 2 unserer Blogreihe zur Präzisionsmedizin, in der untersucht wird, wie Präzisionsmedizin die diagnostische Genauigkeit verbessern kann. Insbesondere unter Einsatz von Spirometrie und weiteren diagnostischen Methoden.
Welche Parameter sind für die Asthmadiagnose besonders aussagekräftig und warum?
Eine gründliche Anamnese liefert Ärztinnen und Ärzten wertvolle Hinweise auf den Gesundheitszustand des Patienten. Beispielsweise können wechselhafte Symptome, die sich bei bestimmten Auslösern wie kalter Luft oder Virusinfektionen verschlimmern, den klinischen Verdacht auf Asthma erhöhen. Langfristige Exposition gegenüber Allergenen kann hingegen für eine Form des schweren Asthmas verantwortlich sein, die als allergisches Asthma bezeichnet wird. Oft verbessern sich die Symptome deutlich nach einer längeren Behandlung mit inhalativen Kortikosteroiden, was bereits ein unterstützendes Indiz für Asthma sein kann.
Manchmal ist die Diagnose weniger eindeutig, da respiratorische Symptome auch durch Herzinsuffizienz oder COPD verursacht sein können. Schweres Asthma wird definiert als Erkrankung, die eine hochdosierte Dauertherapie erfordert oder unkontrolliert wird, wenn diese Therapie reduziert oder abgesetzt wird. Deshalb ist das Asthmamanagement entscheidend für die Auswahl von Therapieentscheidungen.
Obwohl es keinen Goldstandard-Test zur Asthmadiagnose gibt, erhöht die Anwendung mehrerer Untersuchungen die Wahrscheinlichkeit einer genauen Diagnose. Die drei zentralen Merkmale von Asthma sind: Reversible Atemwegsobstruktion, Überempfindlichkeit der Atemwege (Airway Hyperresponsiveness), Bronchiale Entzündung.
Die konventionelle Spirometrie ist besonders bei schwerem Asthma hilfreich, da Patient:innen mit schwerer Erkrankung häufiger ausgeprägte Symptome wie Atemwegsobstruktion und Luftstau zeigen als solche mit milderer Erkrankung. Ein Nachweis einer reversiblen Atemwegsobstruktion durch die Gabe eines Bronchodilatators gilt als sensibler Marker für Asthma. Ein positiver Befund wird traditionell definiert als eine Verbesserung des forcierten exspiratorischen Volumens in 1 Sekunde (FEV1) um mehr als 12 % und mehr als 200 ml nach Inhalation eines kurzwirksamen Beta-Agonisten. Patient:innen mit Bronchodilatator-Reversibilität weisen meist eine schlechtere Asthmakontrolle und eine stärkere Typ-2-Entzündung auf. Darüber hinaus lässt sich die Überempfindlichkeit der Atemwege durch einen Bronchialprovokationstest mit einem indirekten Agens, wie zum Beispiel Mannitol, beurteilen, der einen Abfall des FEV1 um 10–15 % auslöst. Im Vergleich zu direkten Provokationstests mit Methacholin oder Histamin sind indirekte Agens sensibler für die Asthmadiagnose und weniger abhängig von der individuellen Geometrie der Atemwege. In diesem Zusammenhang korreliert das Ausmaß der Überempfindlichkeit der Atemwege direkt mit der Schwere des Asthmas.
Auch mehrfach durchgeführte Lungenfunktionstests, wie die Untersuchung der Peak-Flow-Variabilität über die Zeit, können hilfreich sein. Generell gilt eine Variabilität des Peak-Flows von ≥20 % zwischen dem höchsten und niedrigsten Messwert – idealerweise bei vier Messungen pro Tag – als unterstützender Hinweis für die Diagnose von Asthma.
Bei vielen Patient:innen mit schwerem Asthma kann die Spirometrie jedoch irreführend normale Werte liefern, sodass eine sogenannte Erkrankung der kleinen Atemwege übersehen werden kann. Vereinfacht gesagt misst die Spirometrie den Durchmesser der mittleren und großen Atemwege, also der Generationen 1 bis 7 des Bronchialbaums. Sie gilt hingegen nicht als empfindliches Instrument zur Beurteilung der kleinen Atemwege, die einen Durchmesser von weniger als 2 mm haben und bemerkenswerterweise über 98 % der Lungenquerschnittsfläche ausmachen. Die Beurteilung der Generationen 8 bis 23 des Bronchialbaums ist hingegen mit Verfahren wie der Atemwegs-Oszillometrie möglich. Studien zeigen, dass die kleinen Atemwege stärker mit Typ-2-Entzündungen und schlechter Asthmakontrolle korrelieren. Besonders das eosinophile Asthma ist eng mit Typ-2-Entzündungen verknüpft. Die Oszillometrie ermöglicht nicht nur den Zugang zu den kleinen Atemwegen, sondern stellt auch eine Alternative zur Spirometrie dar, insbesondere bei Patient:innen, bei denen eine forcierte Ausatmung schwer durchführbar ist, etwa bei Kindern oder Personen mit sehr schwerer respiratorischer Erkrankung. Wie bereits bei der Spirometrie beschrieben, kann die Oszillometrie sowohl anstelle der Spirometrie als auch ergänzend eingesetzt werden, um die Bronchodilatatorantwort und die Überempfindlichkeit der Atemwege zu messen.
Darüber hinaus lässt sich die Atemwegsentzündung mithilfe der FeNO-Messung (fraktioniertes exhaliertes Stickstoffmonoxid) quantifizieren. Ein großer Vorteil dieses Tests besteht darin, dass er direkt am Patientenbett (Point-of-Care) durchgeführt werden kann. Er eignet sich besonders zur Erkennung des eosinophilen Phänotyps, der bei ≥80 % der Asthma-Patient:innen nachweisbar ist. Neben der Sensitivität als Marker für die Einhaltung der inhalativen Kortikosteroid Therapie ist FeNO auch hilfreich, um schwere Asthma-Exazerbationen vorherzusagen, die eine Behandlung mit oralen Kortikosteroiden erforderlich machen. Zudem spielt die Messung inzwischen eine zentrale Rolle, um Ärzt:innen bei der Entscheidung über die weiterführende Biologika-Therapie zu unterstützen. Patient:innen mit schwerem eosinophilem Asthma benötigen neuartige Therapien, die auf Interleukin-5 oder dessen Rezeptor abzielen. Insgesamt unterstreicht das Management von schwerem persistierendem Asthma die Bedeutung personalisierter Behandlungsstrategien.
Top-Tipps für Lungenfunktionstests in der Klinik
Eines der wichtigsten Ziele bei der Durchführung von Lungenfunktionstests ist es, sicherzustellen, dass die Daten standardisiert von geschultem Personal erhoben werden, damit eine zuverlässige Interpretation und eine umsetzbare Übersetzung in die klinische Praxis erfolgen können. Die Spirometrie wird nach den internationalen Richtlinien der American Thoracic Society (ATS) standardisiert, um sicherzustellen, dass die Werte akzeptabel, nutzbar und wiederholbar sind. Für die FeNO-Messung existieren ebenfalls ATS-Richtlinien, und für die Oszillometrie gelten die technischen Standards der European Respiratory Society (ERS).
Bevor einzelne Messwerte interpretiert werden, ist es sinnvoll, einige Nuancen zu berücksichtigen. So spielt der zirkadiane Rhythmus eine wichtige Rolle bei der Variabilität der Lungenfunktion. Bei Personen ohne Asthma kann das FEV1 im Tagesverlauf um etwa 70 ml schwanken, bei Patient:innen mit leichtem bis mittelschwerem Asthma liegt die Schwankung eher bei 170 ml. Bei schwerem Asthma dürfte die tageszeitabhängige Variabilität noch ausgeprägter sein. Zum Vergleich: 170 ml nähern sich der minimal klinisch relevanten Differenz für FEV1 von 230 ml, sodass bei der Interpretation immer berücksichtigt werden sollte, zu welcher Tageszeit der Test durchgeführt wurde. Studien zeigen zudem, dass die Lungenfunktion typischerweise früh am Nachmittag ihren Höhepunkt erreicht, während die Symptome gegen 4 Uhr morgens am stärksten sind. Untersuchungen der Eosinophilen im bronchoalveolären Lavagefluid, ein Marker für Atemwegsentzündung, zeigten eine zwei- bis dreifache Zunahme um 4 Uhr morgens im Vergleich zu 16 Uhr.
Die Behandlung von Asthma, insbesondere von schwerem Asthma, stellt besondere Herausforderungen dar. Schwer behandelbares Asthma kann trotz hoher Dosen an Dauertherapien unkontrolliert bleiben, häufig bedingt durch begleitende Erkrankungen, unzureichende Inhalationstechnik oder persistente Auslöser.
Neben der tageszeitlichen Variabilität sollten Ärzt:innen auch den Einfluss von Gewichtszunahme auf die Lungenfunktion berücksichtigen – ein Thema, das in der post-Covid-Klinikpraxis besonders relevant ist. Nach aktuellen Studien führt ein höherer Body-Mass-Index (BMI) zu einer mechanischen Kompression der Atemwege, was sich in verschlechterten Spirometrie- und Oszillometriewerten niederschlägt. Ein erhöhter BMI gilt daher als behandelbares Merkmal bei persistierendem Asthma.
Schließlich sollten Ärzt:innen, sofern vorhanden, nicht nur auf einen einzelnen Messwert zu einem bestimmten Zeitpunkt achten. Ein Patient mit schwerem Asthma, der in der Spezialambulanz mit einem FEV1 von 80 % des Sollwertes vorstellig wird, könnte zuvor ein FEV1 von 100 % oder ebenso 65 % gehabt haben. Während das erste Szenario wahrscheinlich Anlass zur Sorge wäre, könnte das zweite auf eine gute Behandlungsreaktion hinweisen.
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Über unseren Vital-Insights-Gast
Dr. Rory Chan (MBChB, PhD) ist Consultant für Pneumologie und Senior Clinical Lecturer am NHS Tayside sowie an der University of Dundee. Sein Forschungsschwerpunkt liegt auf Präzisionsmedizin bei schwerem Asthma, und er hat Artikel in führenden Fachzeitschriften für Pneumologie und Allergologie veröffentlicht, darunter AJRCCM, ERJ, JACI und Allergy. Darüber hinaus ist er Mitglied des Editorial Boards der Fachzeitschrift CHEST.