Präzisionsmedizin: Was verraten unterschiedliche Asthma-Diagnosetests Ärzt:innen?
Teil 3 unserer Präzisitionsmedizin-Blogreihe, in der untersucht wird, wie Präzisionsmedizin eingesetzt werden kann, um die diagnostische Genauigkeit zu verbessern, insbesondere durch den Einsatz von Spirometrie und weiteren Testverfahren.
Die Diagnose von Asthma erfordert eine Vielzahl an Untersuchungen, um die Erkrankung besser zu verstehen und die Therapie individuell anzupassen. Unterschiedliche Testverfahren dienen sowohl der Beurteilung der Lungenfunktion als auch der Atemwegsentzündung. Allergietests sind dabei besonders wichtig, um mögliche Auslöser zu identifizieren, die Asthmasymptome verschlimmern können, und bieten somit einen umfassenden Überblick über die Gesundheit und potenzielle Allergene des Patienten. Ergänzend spielen Blutuntersuchungen eine zentrale Rolle bei der Beurteilung des eosinophilen Asthmas, indem die Werte von Eosinophilen und IgE bestimmt werden, die Hinweise auf die Schwere der Erkrankung geben. Diese Ergebnisse sind entscheidend, um wirksame Behandlungsstrategien auszuwählen.
Spirometrie
Die Spirometrie gehört zu den am häufigsten eingesetzten Lungenfunktionstests bei Erwachsenen in der Klinik. Sie misst, wie viel Luft eine Person ein- und ausatmen kann, und liefert damit wichtige Informationen zur Lungenfunktion. Dabei führen Patient:innen eine forcierte Ausatmung durch, aus der Werte wie das forcierte exspiratorische Volumen in 1 Sekunde (FEV1), die forcierte Vitalkapazität (FVC), der mittlere forcierte Exspirationsfluss zwischen 25 % und 75 % der FVC (FEF25-75) sowie das FEV1/FVC-Verhältnis ermittelt werden.
Eine obstruktive Atemwegsverengung, wie sie bei Asthma oder COPD auftritt, kann unterstützt werden durch ein FEV1 <80 % des Sollwertes und ein FEV1/FVC <0,70. Dagegen zeigt sich bei restriktiven Atemwegseinschränkungen ein proportionaler Rückgang von FEV1 und FVC bei gleichzeitig erhaltenem FEV1/FVC-Verhältnis, wie dies beispielsweise bei interstitiellen Lungenerkrankungen oder starker Adipositas vorkommen kann. Der FEF25-75-Wert, ein Maß für den mittleren Exspirationsfluss, wird seltener verwendet, gilt jedoch als sensitiver für Erkrankungen der kleinen Atemwege.
Zusätzlich zu den absoluten Spirometriewerten liefert die Flow-Volume-Kurve (FVL) weitere nützliche Informationen. Diese stellt den inspiratorischen und exspiratorischen Fluss auf der Y-Achse gegen das Volumen auf der X-Achse während der forcierten Ausatmung dar und zeigt charakteristische Muster bei obstruktiven und restriktiven Erkrankungen sowie bei Obstruktionen der oberen Atemwege.
Oszillometrie
Die Diagnose von Asthma kann besonders herausfordernd sein, da die klassischen Spirometriewerte häufig normal erscheinen. Die Atemwegs-Oszillometrie ist ein Lungenfunktionstest, der insbesondere dann hilfreich ist, wenn die Spirometrie keine Auffälligkeiten zeigt. Sie bewertet vor allem die kleinen Atemwege mithilfe eines physiologischen Tests bei normaler Atmung, bei dem Schall- oder Luftwellen genutzt werden, um den Widerstand der Atemwege zu messen. Ein großer Vorteil der Oszillometrie ist, dass sie auf Anstrengung unabhängig ist, weshalb sie besonders für Kinder, ältere Patient:innen oder Personen mit schwerer respiratorischer Erkrankung geeignet ist, die eine forcierte Ausatmung nicht zuverlässig durchführen können.
Gemessen werden hierbei zwei Komponenten der Impedanz: Resistenz (R) und Reaktanz (X). R wird typischerweise bei 5 Hz (R5) als Gesamtwiderstand oder bei 20 Hz (R20) als Widerstand der großen Atemwege bestimmt. Die Differenz R5-R20 entspricht in etwa dem Widerstand der kleinen Atemwege. Die Reaktanz reflektiert die Elastizität (Kapazität) und die Trägheit (Inertanz) der Atemwege. Typische Parameter sind X5 oder die Fläche unter der Reaktanzkurve (AX). Studien zeigen, dass erhöhte Werte dieser Parameter mit schlechter Asthmakontrolle und häufigeren Exazerbationen bei Patienten mit persistierendem Asthma korrelieren.
FeNO-Test
Die Messung des fraktionierten exhalierten Stickstoffmonoxids (FeNO) ist ein Point-of-Care-Test, der den Grad der eosinophilen Atemwegsentzündung erfasst. FeNO ist eng mit der Häufigkeit von Asthma-Exazerbationen verknüpft und kann zudem als Marker für die Einhaltung der inhalativen Kortikosteroidtherapie dienen. Die Richtlinien der American Thoracic Society (ATS) definieren dabei Grenzwerte für hohes (>50 ppb), mittleres (25–50 ppb) und niedriges (<25 ppb) FeNO. FeNO-Werte werden von Körpergröße, Alter, Geschlecht und Ernährung beeinflusst und können durch Kortikosteroide, Bronchokonstriktion oder Rauchen reduziert werden. Hohe FeNO-Werte sagen nicht nur ein erhöhtes Exazerbationsrisiko voraus, sondern korrelieren auch mit schlechterer Lungenfunktion und langfristigem Funktionsverlust. Zudem zeigen Studien, dass Patient:innen mit hohen FeNO-Werten besonders gut auf bestimmte Biologika wie Omalizumab, Mepolizumab, Dupilumab und Tezepelumab ansprechen.
Heimspirometrie
Die Möglichkeit, Patient:innen mit Asthma zu Hause zu überwachen, ist von großem Wert. Die Überwachung von PEF und FEV1 zu Hause ist besonders nützlich für bereits diagnostizierte Patient:innen, die ihre Lungenfunktion remote kontrollieren müssen. Dies war etwa während der COVID-19-Pandemie besonders relevant, als persönliche Termine minimiert wurden. Auch außerhalb solcher Krisenzeiten ist die Klinikspirometrie oft eingeschränkt verfügbar, z. B. wegen begrenzter Termine, fehlendem Personal oder Geräten. Allerdings kann die Heimspirometrie die Klinikuntersuchungen nicht vollständig ersetzen, da häufig geringe Adhärenz, Technikfehler und Variabilität zwischen Geräten auftreten.
Blutwerte, Bildgebung und Fragebögen
Zusätzlich zu Blutwerten und Bildgebung führen Ärzt:innen häufig Allergietests durch, um mögliche Auslöser zu identifizieren. Periphere Blut-Eosinophile, die durch Interleukin-5 reguliert werden, stehen in engem Zusammenhang mit dem Risiko schwerer Asthma-Exazerbationen und sagen das Ansprechen auf entsprechende Biologika voraus. Dabei kann es bei schwerem Asthma zu erheblichen Schwankungen kommen, sodass ein einmaliger niedriger Wert wiederholt werden sollte.
Hochauflösende CT (HRCT) ermöglicht die Identifizierung pulmonaler Merkmale wie Schleimverstopfung und Bronchialwandverdickung sowie extrapulmonaler Merkmale wie Mediastinallymphknoten und Paraspinalmuskeldichte, die mit Asthma-Phänotypen korrelieren. Schleimverstopfung steht dabei in Verbindung mit Typ-2-Entzündung, schlechterer Lungenfunktion und häufigeren Exazerbationen, während Bronchialwandverdickung ebenfalls mit schlechter Lungenfunktion und höherem Exazerbationsrisiko korreliert. Paraspinale Muskeldichte, ein Surrogat für Muskeladipositas, wurde mit einem Rückgang der Lungenfunktion und schlechteren Oszillometriewerten in Verbindung gebracht.
Darüber hinaus sind körperliche Untersuchung und standardisierte Fragebögen wie der Asthma Control Questionnaire (ACQ) und der Asthma Control Test (ACT) entscheidend, um die Symptomkontrolle zu bewerten. Auch der Mini-Asthma Quality of Life Questionnaire (mini-AQLQ) liefert wertvolle Informationen über die Lebensqualität der Patient:innen.
Kombinierter diagnostischer Ansatz
Die Kombination verschiedener Diagnosetests ermöglicht eine präzisere Asthmadiagnose und eine zuverlässigere Beurteilung der Schwere, einschließlich moderat persistierendem Asthma. Beispielsweise ist die sogenannte triple Type-2-Signatur (FeNO ≥25 ppb, Blut-Eosinophile ≥300 Zellen/µl und Gesamt-IgE ≥100 kU/L) mit häufigerem Auftreten von Exazerbationen und schlechterem FEF25-75-Wert assoziiert. Im Gegensatz dazu korreliert das triple Type-2-low-Phänotyp mit besseren Spirometriewerten.
Auch die Kombination von Lungenfunktionstests wie Spirometrie oder Oszillometrie mit Typ-2-Biomarkern verbessert die Vorhersage von schlechter Symptomkontrolle und Exazerbationen. In der Bildgebung kann die Kombination von Schleimverstopfung, Bronchialwandverdickung und vergrößerten Mediastinallymphknoten eine höhere Allergiebelastung und häufigere Exazerbationen anzeigen.
Bereit, Ihr Asthma-Management mit Präzisionsmedizin auf die nächste Stufe zu heben?
Das Verständnis der unterschiedlichen diagnostischen Tests hilft Ärzt:innen, die Therapie auf die individuellen Bedürfnisse jedes Patienten abzustimmen. Die Kombination von Lungenfunktion, Biomarkern, Bildgebung und klinischer Beurteilung liefert ein umfassendes Bild, das die Präzisionsmedizin bei Asthma unterstützt und zu besseren Behandlungsergebnissen führt.
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 wie AJRCCM, ERJ, JACI und Allergy veröffentlicht. Zudem ist er Mitglied des Editorial Boards der Fachzeitschrift CHEST.