Oświadczenie
Artykuł finansowany z grantów National Heart, Blood, and Lung Institute, National Institute of Allergy and Infectious Diseases i Department of Veterans Affairs Merit Review Award Program.
Dr Sethi zgłosił, że otrzymywał honoraria za konsultacje od firmy Bayer, Sanofi-Aventis, Schering-Plough, Transave i Mpex, za wykłady od firmy Pfizer i Sanofi-Aventis, oraz granty od firmy Bayer i GlaxoSmithKline, posiada patent na antygen szczepionkowy M. catarrhalis i patent na test diagnostyczny plwociny wykrywający zakażenia bakteryjne. Dr Murphy zgłosił, że otrzymywał honoraria za konsultacje od firm GlaxoSmithKline, Merck, Mpex i grant od firmy Sanofi-Aventis oraz ma licencję na antygeny szczepionkowe z firmą Wyeth, posiada także patent związany z antygenami szczepionkowymi. Nie zgłoszono innych potencjalnych przyczyn konfliktu interesów dotyczących tego artykułu.
From The New England Journal of Medicine 2008;359:2355-65. Translated and reprinted in its entirety by permission of the Massachusetts Medical Society. Copyright 2008, 2009 © Massachusetts Medical Society. All Rights Reserved.
Piśmiennictwo
1. R. The natural history of chronic airflow obstruction. BMJ 1977;1:1645-8.
2. Tager I, Speizer FE. Role of infection in chronic bronchitis. N Engl J Med 1975;292:563-71.
3. Rosell A, Monsó E, Soler N, et al. Microbiologic determinants of exacerbation in chronic obstructive pulmonary disease. Arch Intern Med 2005;165:891-7.
4. Bandi V, Apicella MA, Mason E, et al. Nontypeable Haemophilus influenzae in the lower respiratory tract of patients with chronic bronchitis. Am J Respir Crit Care Med 2001;164:2114-9.
5. Soler N, Agusti C, Angrill J, Puig De la Bellacasa J, Torres A. Bronchoscopic validation of the significance of sputum purulence in severe exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease. Thorax 2007;62:29-35.
6. Sethi S, Sethi R, Eschberger K, et al. Airway bacterial concentrations and exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med. 2007;176:356-61.
7. Sethi S, Evans N, Grant BJB, Murphy TF. New strains of bacteria and exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease. N Engl J Med 2002;347:465-71.
8. Murphy TF, Brauer AL, Sethi S, Kilian M, Cai X, Lesse AJ. Haemophilus haemolyticus: a human respiratory tract commensal to be distinguished from Haemophilus influenzae. J Infect Dis 2007; 195:81-9.
9. Murphy TF, Brauer AL, Grant BJ, Sethi S. Moraxella catarrhalis in chronic obstructive pulmonary disease: burden of disease and immune response. Am J Respir Crit Care Med 2005;172:195-9.
10. Murphy TF, Brauer AL, Eschberger K, et al. Pseudomonas aeruginosa in chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med 2008;177:853-60.
11. Fernaays MM, Lesse AJ, Sethi S, Cai X, Murphy TF. Differential genome contents of nontypeable Haemophilus influenzae strains from adults with chronic obstructive pulmonary disease. Infect Immun 2006;74:3366-74.
12. Chin CL, Manzel LJ, Lehman EE, et al. Haemophilus influenzae from patients with chronic obstructive pulmonary disease exacerbation induce more inflammation than colonizers. Am J Respir Crit Care Med 2005;172:85-91.
13. Sethi S, Wrona C, Grant BJB, Murphy TF. Strain specific immune response to Haemophilus influenzae in chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med 2004;169:448-53.
14. Abe Y, Murphy TF, Sethi S, et al. Lymphocyte proliferative response to P6 of Haemophilus influenzae is associated with relative protection from exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med 2002;165:967-71.
15. Gompertz S, O’Brien C, Bayley DL, Hill SL, Stockley RA. Changes in bronchial inflammation during acute exacerbations of chronic bronchitis. Eur Respir J 2001;17:1112-9.
16. Wilkinson TM, Hurst JR, Perera WR, Wilks M, Donaldson GC, Wedzicha JA. Effect of interactions between lower Airways bacterial and rhinoviral infection in exacerbations of COPD. Chest 2006;129:317-24.
17. Sethi S, Wrona C, Eschberger K, Lobbins P, Cai X, Murphy TF. Inflammatory profile of new bacterial strain exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med 2008;177:491-7.
18. White AJ, Gompertz S, Bayley DL, et al. Resolution of bronchial inflammation is related to bacterial eradication following treatment of exacerbations of chronic bronchitis. Thorax 2003;58:680-5.
19. Seemungal T, Harper-Owen R, Bhowmik A, et al. Respiratory viruses, symptoms, and inflammatory markers in acute exacerbations and stable chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med 2001;164:1618-23.
20. Rohde G, Wiethege A, Borg I, et al. Respiratory viruses in exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease requiring hospitalisation: a case-control study. Thorax 2003;58:37-42.
21. Papi A, Bellettato CM, Braccioni F, et al. Infections and airway inflammation in chronic obstructive pulmonary disease severe exacerbations. Am J Respir Crit Care Med. 2006;173:1114-21.
22. Greenberg SB, Allen M, Wilson J, Atmar RL. Respiratory viral infections in adults with and without chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med. 2000;162:167-73.
23. Papadopoulos NG, Bates PJ, Bardin PG, et al. Rhinoviruses infect the lower airways. J Infect Dis 2000;181:1875-84.
24. Mallia P, Johnston SL. How viral infections cause exacerbation of airway diseases. Chest 2006;130:1203-10.
25. Falsey AR, Hennessey PA, Formica MA, Cox C, Walsh EE. Respiratory syncytial virus infection in elderly and high-risk adults. N Engl J Med 2005;352:1749-59.
26. Hamelin ME, Côté S, Laforge J, et al. Human metapneumovirus infection in adults with community-acquired pneumonia and exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease. Clin Infect Dis 2005;41:498-502.
27. Avadhanula V, Rodriguez CA, Devincenzo JP, et al. Respiratory viruses augment the adhesion of bacterial pathogens to respiratory epithelium in a viral species- and cell type-dependent manner. J Virol 2006;80:1629-36.
28. Sajjan US, Jia Y, Newcomb DC, et al. H. influenzae potentiates airway epithelial cell responses to rhinovirus by increasing ICAM-1 and TLR3 expression. FASEB J 2006;20:2121-3.
29. Murphy TF, Brauer AL, Schiffmacher AT, Sethi S. Persistent colonization by Haemophilus influenzae in chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med 2004;170:266-72.
30. Sethi S, Maloney J, Grove L, Wrona C, Berenson CS. Airway inflammation and bronchial bacterial colonization in chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med 2006;173:991-8.
31. Bresser P, Out TA, van Alphen L, Jansen HM, Lutter R. Airway inflammation in nonobstructive and obstructive chronic bronchitis with chronic Haemophilus influenzae airway infection: comparison with noninfected patients with chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med 2000;162:947-52.
32. Banerjee D, Khair OA, Honeybourne D. Impact of sputum bacteria on Airways inflammation and health status in clinical stable COPD. Eur Respir J 2004;23:685-91.
33. Soler N, Ewig S, Torres A, Filella X, Gonzalez J, Zaubet A. Airway inflammation and bronchial microbial patterns in patients with stable chronic obstructive pulmonary disease. Eur Respir J 1999;14:1015-22.
34. Tanino M, Betsuyaku T, Takeyabu K, et al. Increased levels of interleukin-8 in BAL fluid from smokers susceptible topulmonary emphysema. Thorax 2002;57:405-11.
35. O’Donnell RA, Peebles C, Ward JA, et al. Relationship between peripheral Airways dysfunction, airway obstruction, and neutrophilic inflammation in COPD. Thorax 2004;59:837-42.
36. Fuke S, Betsuyaku T, Nasuhara Y, Morikawa T, Katoh H, Nishimura M. Chemokines in bronchiolar epithelium in the development of chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Cell Mol Biol 2004;31:405-12.
37. Hogg JC, Chu F, Utokaparch S, et al. The nature of small-airway obstruction in chronic obstructive pulmonary disease. N Engl J Med 2004;350:2645-53.
38. Patel IS, Vlahos I, Wilkinson TM, et al. Bronchiectasis, exacerbation indices, and inflammation in chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med 2004;170:400-7.
39. Morris A, Sciurba FC, Lebedeva IP, et al. Association of chronic obstructive pulmonary disease severity and Pneumocystis colonization. Am J Respir Crit Care Med 2004;170:408-13.
40. Blasi F, Damato S, Cosentini R, et al. Chlamydia pneumoniae and chronic bronchitis: association with severity and bacterial clearance following treatment. Thorax 2002;57:672-6.
41. Diaz PT, King MA, Pacht ER, et al. Increased susceptibility to pulmonary emphysema among HIV-seropositive smokers. Ann Intern Med 2000;132:369-72.
42. Retamales I, Elliott WM, Meshi B, et al. Amplification of inflammation in emphysema and its association with latent adenoviral infection. Am J Respir Crit Care Med 2001;164:469-73.
43. Starner TD, Zhang N, Kim G, Apicella MA, McCray PB Jr. Haemophilus influenzae forms biofilms on airway epithelia: implications in cystic fibrosis. Am J Respir Crit Care Med 2006;174:213-20.
44. Betsuyaku T, Kuroki Y, Nagai K, Nasuhara Y, Nishimura M. Effects of ageing and smoking on SP-A and SP-D levels in bronchoalveolar lavage fluid. Eur Respir J 2004;24:964-70.
45. Taylor DC, Cripps AW, Clancy RL. A possible role for lysozyme in determining acute exacerbation in chronic bronchitis. Clin Exp Immunol 1995;102:406-16.
46. Gompertz S, Bayley DL, Hill SL, Stockley RA. Relationship between Airways inflammation and the frequency of exacerbations in patients with smoking related COPD. Thorax 2001;56:36-41.
47. Berenson CS, Wrona CT, Grove LJ, et al. Impaired alveolar macrophage response to Haemophilus antigens in chronic obstructive lung disease. Am J Respir Crit Care Med 2006;174:31-40.
48. Berenson CS, Garlipp MA, Grove LJ, Maloney J, Sethi S. Impaired phagocytosis of nontypeable Haemophilus influenzae by human alveolar macrophages in chronic obstructive pulmonary disease. J Infect Dis 2006;194:1375-84.
49. Arcavi L, Benowitz NL. Cigarette smoking and infection. Arch Intern Med. 2004;164:2206-16.
50. Malley R, Henneke P, Morse SC, et al. Recognition of pneumolysin by Toll-like receptor 4 confers resistance to pneumococcal infection. Proc Natl Acad Sci U S A 2003;100:1966-71.
51. Ratner AJ, Aguilar JL, Shchepetov M, Lysenko ES, Weiser JN. Nod1 mediates cytoplasmic sensing of combinations of extracellular bacteria. Cell Microbiol 2007;9:1343-51.
52. Droemann D, Goldmann T, Tiedje T, Zabel P, Dalhoff K, Schaaf B. Toll-like receptor 2 expression is decreased on alveolar macrophages in cigarette smokers and COPD patients. Respir Res 2005;6:68.
53. MacRedmond RE, Greene CM, Dorscheid DR, McElvaney NG, O’Neill SJ. Epithelial expression of TLR4 is modulated in COPD and by steroids, salmeterol and cigarette smoke. Respir Res 2007;8:84.
54. Shuto T, Xu H, Wang B, et al. Activation of NF-kappa B by nontypeable Hemophilus influenzae is mediated by tolllike receptor 2-TAK1-dependent NIK-IKK alpha/beta-I kappa B alpha and MKK3/ 6-p38 MAP kinase signaling pathways in epithelial cells. Proc Natl Acad Sci U S A 2001;98:8774-9.
55. Di Stefano A, Caramori G, Oates T, et al. Increased expression of nuclear factorkappaB in bronchial biopsies from smokers and patients with COPD. Eur Respir J 2002;20:556-63.
56. Mikami F, Gu H, Jono H, Andalibi A, Kai H, Li JD. Epidermal growth factor receptor acts as a negative regulator for bacterium nontypeable Haemophilus influenzae- induced Toll-like receptor 2 expression via an Src-dependent p38 mitogen- activated protein kinase signaling pathway. J Biol Chem 2005;280:36185-94.
57. Ha U, Lim JH, Jono H, et al. A novel role for IkappaB kinase (IKK) alpha and IKKbeta in ERK-dependent up-regulation of MUC5AC mucin transcription by Streptococcus pneumoniae. J Immunol 2007;178:1736-47.
58. Chen R, Lim JH, Jono H, et al. Nontypeable Haemophilus influenzae lipoprotein P6 induces MUC5AC mucin transcription via TLR2-TAK1-dependent p38 MAPK-AP1 and IKKbeta-IkappaBalpha- NF-kappaB signaling pathways. Biochem Biophys Res Commun 2004;324:1087-94.
59. Berenson CS, Murphy TF, Wrona CT, Sethi S. Outer membrane protein P6 of nontypeable Haemophilus influenzae is a potent and selective inducer of human macrophage proinflammatory cytokines. Infect Immun 2005;73:2728-35.
60. Clemans DL, Bauer RJ, Hanson JA, et al. Induction of proinflammatory cytokines by human respiratory epithelial cells after stimulation by nontypeable Haemophilus influenzae. Infect Immun 2000;68:4430-40.
61. Naylor EJ, Bakstad D, Biffen M, et al. Haemophilus influenzae induces neutrophil necrosis: a role in chronic obstructive pulmonary disease? Am J Respir Cell Mol Biol 2007;37:135-43.
62. Moghaddam SJ, Clement CG, De la Garza MM, et al. Haemophilus influenzae lysate induces aspects of the chronic obstructive pulmonary disease phenotype. Am J Respir Cell Mol Biol 2008;38:629-38.
63. Ram FS, Rodriguez-Roisin R, Granados-Navarrete A, Garcia-Aymerich J, Barnes NC. Antibiotics for exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease. Cochrane Database Syst Rev 2006;2:CD004403.
64. Miravitlles M, Murio C, Guerrero T. Factors associated with relapse after ambulatory treatment of acute exacerbations of chronic bronchitis. Eur Respir J 2001;17:928-33.
65. The Global Initiative for Obstructive Lung Disease home page. (Accessed November 3, 2008, at http://www.goldcopd.com.)
66. Balter MS, La Forge J, Low DE, Mandell L, Grossman RF. Canadian guidelines for the management of acute exacerbations of chronic bronchitis. Can Respir J 2003;10:Suppl B:3B-32B.
67. Black P, Staykova T, Chacko E, Ram FS, Poole P. Prophylactic antibiotic therapy for chronic bronchitis. Cochrane Database Syst Rev 2003;1:CD004105.
Komentarz
dr n. med. Izabela Kupryś-Lipińska, Klinika Chorób Wewnętrznych, Astmy i Alergii, Katedra Pneumonologii i Alergologii, Uniwersytecki Szpital Kliniczny nr 1 im. N. Barlickiego UM, Łódź
dr n. med. Izabela Kupryś-Lipińska
Przewlekła obturacyjna choroba płuc należy do najczęstszych chorób układu oddechowego – obecnie choruje na nią około 210 mln osób na świecie. Choroba ta jest ponadto czwartą przyczyną zgonów, a spowodowana nią umieralność wciąż rośnie. POChP jest zatem niebagatelnym problemem zdrowotnym współczesnych społeczeństw.
Głównym i niepodważalnym czynnikiem etiologicznym w POChP jest dym tytoniowy, z badań przeprowadzonych w ostatnich latach wynika jednak, że istotną rolę w patogenezie i progresji tej choroby mogą odgrywać również czynniki infekcyjne.
Za utrzymywanie jałowego środowiska w płucach odpowiadają nieswoiste i swoiste mechanizmy obronne. Ich osłabienie prowadzi do zasiedlenia dróg oddechowych przez patogeny. U chorych na POChP w 25-50% przypadków w okresie stabilnym choroby można wykryć patogenne drobnoustroje, bez klinicznych objawów ostrej infekcji. Początkowo uważano, że bakterie tylko kolonizują drogi oddechowe, ale w kilku ostatnich badaniach wykazano, że ich obecność w drogach oddechowych wiąże się z reakcją zapalną i immunologiczną gospodarza.
W przebiegu POChP okresowo dochodzi do zaostrzeń, które charakteryzują się zmianą nasilenia przewlekłych objawów – duszności, kaszlu lub odkrztuszania plwociny, często ze zmianą charakteru plwociny ze śluzowej na śluzowo-ropną lub ropną. Objawom tym mogą towarzyszyć wzrost temperatury ciała, częstości oddechów i częstości akcji serca oraz zaburzenia rytmu serca. Zaostrzenie może być przyczyną niewydolności oddechowej i krążeniowej. Ciężkie zaostrzenia znacznie pogarszają rokowanie chorego i są bezpośrednim zagrożeniem dla jego życia.
Uważa się, że najczęstszą przyczyną zaostrzeń są infekcje. Ze względu na obecność bakterii w drogach oddechowych w okresie stabilnym choroby i trudności w uzyskaniu diagnostycznego materiału z dolnych dróg oddechowych, trudno jest ocenić rolę infekcji w zaostrzeniach i zidentyfikować patogen. Badania epidemiologiczne oparte na materiale bronchoskopowym wykazują, że za 50% zaostrzeń mogą być odpowiedzialne bakterie; wirusy identyfikowane są w 1/3 do 2/3 przypadków.
Z perspektywy praktyki klinicznej nadal istotne jest pytanie, jaki antybiotyk podać i kiedy włączyć go do leczenia. Badania nad zastosowaniem antybiotyków w profilaktyce zaostrzeń wykazały brak skuteczności takiego postępowania. Wykazano skuteczność antybiotykoterapii w przypadku zaostrzeń POChP, szczególnie jeśli w ich obrazie pojawiają się jednocześnie trzy główne objawy: duszność, zwiększenie objętości odkrztuszanej plwociny i jej ropny charakter. Zaobserwowano większą umieralność u pacjentów sztucznie wentylowanych, u których nie zastosowano antybiotyku. Wytyczne GOLD zalecają dlatego podanie antybiotyku u chorych: z zaostrzeniem POChP, u których wystąpiły trzy główne objawy; z zaostrzaniem POChP, u których wystąpiły dwa z głównych objawów, jeśli nasilenie ropnego charakteru jest jednym z nich; u chorych z ciężkimi zaostrzeniami, sztucznie wentylowanych.
Najczęstszym patogenem izolowanym w łagodnych zaostrzeniach jest S. pneumonia. U pacjentów z bardziej nasiloną obturacją dróg oddechowych, częstszymi zaostrzeniami i chorobami współtowarzyszącymi częściej izolowane są H. influenzae i M. catarrhalis. U chorych z ciężką obturacją, hospitalizowanych, u których antybiotyki stosowane są przynajmniej 4 razy w roku, najczęściej wykrywany jest P. aeruginosa.
Typ patogenu i jego wrażliwość na antybiotyki determinuje wybór leku. W warunkach ambulatoryjnych wyboru antybiotyku dokonuje się najczęściej empirycznie, a skuteczność leku weryfikowana jest klinicznie. Decyzje podejmuje się, opierając się na wiedzy epidemiologicznej dotyczącej flory bateryjnej oraz na regionalnych danych o lekooporności. Dane na temat wrażliwości bakterii pochodzą z Projektu Alexander (niestety mają już 10 lat). Antybiotyk zastosowany w ambulatoryjnym leczeniu POChP powinien działać na Streptococcus pneumoniae i Haemophilus influenzae. Lekiem z wyboru jest amoksycylina (z kwasem klawulanowym). W Polsce, w porównaniu z innymi krajami europejskimi, S. pneumoniae i Haemophilus influenzae zachowują wciąż wysoką wrażliwość na penicyliny – oporność wykazuje odpowiednio ok. 14% i 10% szczepów. W przypadku bakterii Moraxella spp. oporność na penicylinę wykazuje już ok. 90% szczepów (w tej sytuacji powinno się zastosować amoksycylinę z kwasem klawulanowym). W przypadku nadwrażliwości na penicyliny zaleca się makrolid działający przeciw Haemophilus influenzae (klarytromycyna, azytromycyna) lub fluorochinolon działający przeciw Streptococcus pneumoniae (lewofloksacyna, moksyfloksacyna). Jeśli istnieje ryzyko infekcji Pseudomonas, należy rozważyć cyprofloksacynę.
Przedstawiany artykuł jest kompendium aktualnej wiedzy na temat roli infekcji w POChP, począwszy od immunologii i patomorfologii, przez patofizjologię, objawy kliniczne, diagnostykę, a kończąc na wytycznych dotyczących leczenia zakażeń. Autorzy sięgają po różne teorie, dyskutują je i proponują praktyczne rozwiązania klinicznych problemów. Odpowiadają na pytanie, kiedy u chorego z POChP należy zastosować antybiotykoterapię i udzielają jasnych wskazówek dotyczących wyboru leków (tu należy przyjąć poprawkę na dane o lekooporności z Polski), dlatego zachęcam wszystkich lekarzy do zapoznania się z tą pozycją piśmiennictwa.