Een vroege diagnose van astma bij jonge kinderen door niet-invasieve metingen van biomarkers van oxidatieve stress/luchtwegontsteking

Astma is een chronische ziekte die gekarakteriseerd wordt door een permanente
luchtwegontsteking. De prevalentie van astma bij kinderen in westers
geïndustrialiseerde landen varieert tussen de 5-30% en is de laatste decennia
aanzienlijk toegenomen. Er zijn grote problemen met de diagnostiek van astma
bij jonge kinderen. Ongeveer 70% van de kinderen met terugkerende
luchtwegsymptomen op jonge leeftijd blijkt op latere leeftijd klachtenvrij te
zijn en geen astma te hebben. De resterende 30% heeft wel astma. Het is op dit
moment met de gebruikelijke diagnostiek niet goed mogelijk een onderscheid te
maken tussen de kinderen met voorbijgaande klachten (ook wel *transient
wheezers* genoemd) en de kinderen met werkelijk astma (*true asthmatics*). Een
dergelijk onderscheid is wel van belang voor de behandeling van jonge kinderen.
Een effectieve therapie voor astma is in de vorm van inhalatiecorticosteroïden
beschikbaar. Deze therapie heeft niet alleen een gunstig effect op klachten,
kwaliteit van leven, en longfunctie maar remt mogelijk ook het ontstaan van
permanente schade aan de luchtwegen (ook wel bekend als *airway remodelling*).
Daarnaast is bekend dat inhalatiecorticosteroïden niet effectief zijn bij
*transient wheezers* en onnodige kosten met zich meebrengen. Een tijdige
diagnose kan daarom onderbehandeling van jonge kinderen met astma en
overbehandeling van *transient wheezers* voorkomen. Dit is van groot belang
voor deze grote groep kinderen (en ouders) in de algemene bevolking. De laatste
jaren zijn nieuwe longfunctietechnieken die bij jonge kinderen toepasbaar zijn
ter beschikking gekomen (b.v de weerstandsmeting middels de Microrint).
Daarnaast zijn er aanwijzingen dat aan de hand van ontstekingsstoffen in
uitgeademde lucht en bloed een betrouwbare astmadiagnose mogelijk is.

Het onderzoek kan in twee delen worden onderscheiden:
1) een vroege en betrouwbare diagnose van astma;
2) onderzoek naar etiologische factoren met betrekking tot de ontwikkeling van
astma.

Het hoofddoel van het onderzoek is een vroege diagnose van astma bij kinderen
aan de hand van niet invasieve inflammatoire markers in uitademingslucht en
condensaat. Het doel is om uit een breder scala van potentiële parameters, niet
meer dan vijf markers te destilleren die een vroege astma diagnose het beste
voorspellen. Vluchtige stoffen in uitgeademde lucht en parameters uit
condensaat die uit eerder onderzoek bij oudere astmakinderen het meest kansrijk
bleken te zijn zullen onderzocht worden. Hiermee zal voor de meest
voorspellende markers een predictief model worden gemaakt. Op basis van dit
deel van het onderzoek is de sample size berekening en hoofdvraag bepaald.

De gouden standaard voor astma is de diagnose bij 6 jaar aan de hand van
astmasymptomen in combinatie met typische longfunctiebevindingen
(reversibiliteit voor beta-2 agonisten en/of aanwezigheid van bronchiale
hyperreactiviteit). Om een vroege astmadiagnose te kunnen stellen en om de
ontwikkeling van astma te kunnen bestuderen worden kinderen van 2-3 jaar oud
geselecteerd met de luchtwegsymptomen die mogelijk op astma wijzen. Bij het
begin van het onderzoek op 2-3 jarige leeftijd worden diverse metingen van
ontstekingstoffen in uitademingslucht en condensaat gedaan en longfunctie. Om
de definitieve astma diagnose te kunnen stellen worden de kinderen gevolgd tot
de leeftijd van 6 jaar. Bij de analyse wordt middels multipele logistische
regressie gekeken welke voorspellers (minder dan 5) bij 2-3 jaar astma met de
hoogste sensitiviteit en specificiteit (> 95%) kunnen voorspellen.

Het tweede deel van het onderzoek betreft de etiologie en ontwikkeling van
astma en heeft een meer exploratief karakter. Zoals uit het eerste hoofdstuk
blijkt, zijn er een groot aantal potentiële parameters in o.a.
uitademingslucht, bloed en faeces, die gerelateerd zijn aan de vroege
ontwikkeling van astma. In dit deel zal een groot aantal parameters worden
onderzocht en gerelateerd aan de ontwikkeling van astma. Bij dit deel van het
onderzoek wordt gebruik gemaakt van de groep van kinderen met astma, transient
wheezers, maar ook gezonde controle personen. De parameters die uit dit
onderzoek belangrijk lijken te zijn bij de ontwikkeling van astma zullen in een
later stadium aan toetsend onderzoek worden onderworpen.

Vanuit een groep van 1500 drie jaar oude kinderen uit de huisartspraktijk en
een geboortecohortstudie wordt een prospectieve, gematchte, case control studie
gestart van 200 kinderen met terugkerende luchtwegklachten (= cases) en 50
controlekinderen met geen of maar weinig luchtwegklachten (= controls). Op de
leeftijd van 6 jaar wordt de definitieve diagnose wel/geen astma gesteld
(=primaire uitkomstparameter). Bij 2-3 jaar vinden herhaalde metingen van de
volgende voorspellers plaats:1) stikstofmonoxide (NO) in uitademingslucht;2)
een profiel van ontstekingsstoffen in uitademingslucht door middel van een
gaschromatografie time-of-flight massaspectrometer (GC-TOF-MS); 3) longfunctie
voor en na een luchtwegverwijder door middel van de interruptertechniek
(Rint);4) de verbetering van longfunctie (=luchtwegweerstand via de Rint) en
van ontstekingstoffen in uitademingslucht tijdens een 2-maanden durende
proefbehandeling met inhalatiecorticosteroïden. Alleen aan het begin van het
onderzoek (2-3 jaar) en aan het eind van het onderzoek (6 jaar) zal een
faesesmonster, mondwat en 8 ml veneus bloed worden afgenomen voor de bepaling
van 1) volledig bloedbeeld, differentiatie en percentage eosinofielen, 2)
Totaal en specifiek IgE, 3) aanwezigheid en functie van regulatoire T cellen,
4) Bepaling van cytokine profielen, 5) bepaling van markers van oxidatieve
stress, 6) bepaling van genexpressie van markers van oxidatieve stress en
inflammatie 7) polymorfisme van relevenate genen 8) infectieserologie.
Uitgaande van de definitieve diagnose op 6 jaar wordt gekeken welke van
bovengenoemde voorspeller(s) bij 2-3 jaar astma al betrouwbaar kan aantonen of
uitsluiten.

De interventie bestaat uit een 2 maanden durende behandeling met een inhalatiecorticosteroid (beclometason extra fijn (Qvar ® ) 2 keer 100 microgram per dag via de aerochamber®). Alle andere anti-inflammatoire medicatie zal tenminste 4 weken voor de start van de trial worden gestopt. Dit zal gebeuren in overleg met de huisarts.

Dit onderzoek duurt drie tot vier jaar (afhankelijk van de leeftijd van het
kind bij inclusie). In het eerste jaar wordt onderzocht wat het effect is van
een 2 maanden durende behandeling met een inhalatiecorticosteroid op de
longfunctie en ontstekingsstoffen in de uitgeademde lucht. In dit jaar zijn er
3 meetmomenten; aan het begin van de studie, na 2 maanden en na 4 maanden. In
het tweede en derde jaar van de studie is 1 maal een afspraak voor het
onderzoek gepland. Als de kinderen 6 jaar zijn geworden, wordt definitief
vastgesteld of er sprake is van astma of dat de luchtwegklachten van
voorbijgaande aard zijn.

Elk bezoek bestaat uit 5 onderdelen en zal in totaal ongeveer 1,5 uur duren.
1. Er zal een vragenlijst worden ingevuld waarin o.a medicatie en klachten
worden genoteerd.
2. Het kind zal worden gevraagd om drie seconden uit te ademen door een
apparaat waarmee stikstofmonoxide (een ontstekingsstof) in de uitademingslucht
(in een ballon) gemeten wordt.
3. Om luchtweg condensaat te verzamelen, wordt aan het kind gevraagd rustig
door een mondstuk te ademen met een neusklem in een gekoelde buis, gedurende 10
minuten. Tijdens deze test kan het kind naar tekenfilms kijken of een
kleurplaat kleuren.
4. uitgeademde lucht wordt opgevangen in een 1-liter zak.
5. Een eenvoudig longfunctieonderzoek zal worden uitgevoerd.

Alle vijf de onderdelen zijn niet-invasief en belastend voor de kinderen.

Aleen aan het begin van het onderzoek (2-3 jaar) en aan het eind van het
onderzoek (6 jaar) zal 8 ml veneus bloed en een mondwat worden afgenomen.
Daarnaast zal een faecesmonster worden verzameld.