Diagnosis dini asma pada anak-anak dengan menggunakan biomarker non-invasif peradangan saluran napas dan pengukuran fungsi paru-paru dini : protokol penelitian studi case control.latar belakangAsma adalah salah satu masalah kesehatan kronis utama dalam anak-anak . Di seluruh dunia, sekitar 40 % dari semua anak-anak memiliki setidaknya satu episode dari gejala asma seperti mengi , batuk , dan sesak . meskipun gejala asma yang umum pada anak-anak prasekolah ,hanya 30 % akan memiliki asma pada usia 6 tahun ke atas . Sisa dari anak-anak dengan gejala pernapasan berulang adalah gejala - bebas pada 6 tahun dan tidak memiliki asma tapi sementara, virus mengi terkait. diagnosis asma pada anak-anak cukup sulit . dengan langkah-langkah diagnostik konvensional saat ini tidakmungkin untuk membedakan antara " asma sejati " di prasekolah dan anak-anak dengan " transient mengi " yang berhubungan dengan infeksi virus. diagnosis awal asma sangat penting untuk pengobatan yang tepat pada anak-anak dengan gejala pernapasan . Sebuah terapi yang efektif untuk asma dengan cara pengobatan anti - inflamasi dengan kortikosteroid inhalasi ( ICS ) . perawatan ini memiliki pengaruh yang sangat menguntungkan pada peradangan saluran napas , , eksaserbasi asma , kualitas hidup ,dan fungsi paru-paru . Mungkin , ICS tidak sangat efektif pada anak dengan mengi sementara(transient mengi) yang dapat menyebabkan pengobatan yang tidak perlu atau dengan biaya yang dapat dicegah . Oleh karena itu , diagnosis dini asma akan mencegah pengobatan yang kurang pada asma yang benar dan mencegah terjadinya pengobatan yang berlebihan pada mengi transient dan akan meningkatkan pengontrolan asma.

mengukur peradangan Meskipun peradangan saluran napas kronis merupakan gejala yang paling sering pada asma, pengukuran peradangan memainkan peran kecil dalam diagnosis dan pemantauan asma. Saat ini, 'standar emas' untuk mengukur peradangan saluran nafas adalah bronkoskopi dengan biopsi dan / atau lavage bronchoaleolar. Namun, ini terlalu invasif untuk penggunaan rutin yang normal pada anak-anak (muda). Karena metode noninvasif untuk mengukur peradangan yang kurang baik, diagnosis dan manajemen asma pada anak-anak saat ini didasarkan pada gambaran klinis subyektif dan pemeriksaan medis. Oleh karena itu, ada banyak kepentingan dalam teknik noon invasif untuk menilai peradangan saluran nafas, terutama pada anak-anak.

Biomarker inflamasi dalam ekspirasi (kondensat) dalam beberapa dekade terakhir, teknik non-invasif semakin dikembangkan untuk menilai peradangan pada saluran nafas. Salah satu,teknik baru adalah penilaian biomarker inflamasi ekspirasi. Saat ini, Teknik ini mungkin hanya dapat diterapkan anak-anak, dan menjanjikan untuk asma diagnosis dini dan pemantauan. Marker yang paling banyak dipelajari saat ini adalah nitric oxide (NO). Kadar NO ditemukan baik pada dewasa dan anak-anak dengan asma, sebagai konsekuensinya hingga regulasi enzim iNOS [9]. Di samping FeNO, gas-gas lain yang dapat diukur adalah senyawa organik volatil (VOC) atau senyawa organik yang mudah menguap .peradangan dalam saluran udara mencetuskan spesies oksigen reaktif (ROS) yang dapat mendegradasi membran sel melalui peroksidasi lemak]. Karena degradasi sel membran, senyawa organik yang mudah menguap, seperti alkana, turunan alkana, dan aldehida, terbentuk. peningkatan tingkat alkana (seperti etana dan pentana), dan aldehida dapat ditemukan dalam ekspirasi selama serangan asma.Selain gas dalam napas, senyawa non-volatile dihembuskan dalam menghembuskan nafas kondensat (EBC) dapat diukur dalam anak-anak [10,16-19]. EBC dikumpulkan oleh dihembuskan pendingin napas dalam kondensor. Selama prosedur non-invasif ini, tetesan kecil napas kondensat terbentuk. Selain uap air, tetesan terdiri dari partikel aerosol yang dilepaskan dari cairan lapisan epitel saluran napas. Mereka berisi penanda inflamasi non-volatile, dan ada bukti bahwa kelainan dalam kondensat Komposisi mencerminkan perubahan biokimia dari epitel lapisan cairan [20]. Dalam EBC, penanda inflamasi, seperti sitokin, kemokin dan molekul adhesi, dapat diukur. Peningkatan konsentrasi dari berbagai penanda di EBC ditemukan pada pasien dengan asma [10,16-18,21].Pengukuran fungsi paru-paru dini Dalam 10 tahun terakhir teknik fungsi paru-paru baru menjadi tersedia pada anak-anak. Teknik untuk mengevaluasi saluran napas resistensi seperti teknik interrupter (MicroRint), osilasi impuls, dan teknik osilasi paksa adalah semakin diterapkan pada anak-anak [22-24]. Berbeda berakhirnya manuver paksa, pengukuran ini dilakukan selama pernapasan tidal. itu pengukuran yang mungkin pada anak-anak dari 1-2 tahun dan atas. Namun, kelayakan meningkat dengan usia [22]. ini teknik yang digunakan pada anak-anak dengan asma untuk menilai resistensi saluran napas awal, reversibilitas pada bronkodilator, hyperresponsiveness bronkial, dan tanggapan terhadap ICS.Respon terhadap pengobatan kortikosteroid inhalasi Sebuah respon yang baik untuk ICS merupakan ciri dari asma [25]. Tanggapan ini mungkin membedakan antara asma dan anak-anak non-asma. Beberapa pedoman internasional menganjurkan percobaan ICS pada anak-anak prasekolah dengan mengi berulang. Namun, nilai diagnostik Menanggapi ICS untuk asma tidak jelas pada anak-anak. T-sel regulasi Respon inflamasi pada asma sangat kompleks di mana banyak sel-sel inflamasi yang terlibat. T-helper (Th) sel memainkan peran sentral dalam respon inflamasi pada asma, dan dapat dibagi dalam pro-inflamasi Sel Th2 dan sel Th1 anti-inflamasi [26-29]. Sel T peraturan (Treg sel) menghambat baik Th1 dan Th2 Sel-sel yang menghasilkan keseimbangan sistem kekebalan tubuh. sebuah ketidakseimbangan antara Th2 dan Th1 sel terjadi pada asma dengan peningkatan Th2, dan penurunan sel Th1 [26,27]. Ketidakseimbangan ini mungkin disebabkan karena penurunan jumlah atau fungsi sel Treg [28,29].latar belakang genetikAsma memiliki etiologi multifaktorial yang genetik faktor , pengaruh lingkungan , dan interaksi merekamemainkan peran penting . Selama dua dekade terakhir,latar belakang genetik asma telah menjadi semakin jelas melalui studi kembar , dan studi pada subyek dengan riwayat keluarga atopi dan asma . Sekitar 30 sampai 100 gen yang terlibat dalam asma [ 30,31 ] . Meskipun banyak kemajuan telah dibuat dalam bidang genetika asma ,pengaruh banyak gen kandidat dalam kaitannya dengan kerentanan asma pada anak-anak perlu lebih lanjut didefinisikan . Gen polimorfisme dalam pengkodean urutan gen dapat mempengaruhi fungsi protein .Polimorfisme dalam urutan peraturan dan promotor gen dapat mempengaruhi karakteristik ekspresi gen , membuat ekspresi gen profil daerah penting dalam penelitian asma . Menghubungkan polimorfisme genetik tertentu dan ekspresi gen profil untuk mengi fenotipe pada anak-anak dan untuk tingkat inflamasi di EBC dan indeks fungsi paru-paru , menyebabkan pemahaman yang lebih baik pada patogenesis awal asma pada anak-anak (gambar 1). Selanjutnya, ini akan mengidentifikasi anak-anak dengan ditingkatkan risiko.Faktor lingkungan dalam kaitannya dengan asma The hipotesis kebersihan menunjukkan hubungan antara paparan mikroba pada anak usia dini dan pembangunan alergi dan asma. Menurut hipotesis ini, Infeksi melindungi terhadap asma [32,33]. Namun, hal ini tidak sejalan dengan meningkatnya bukti bahwa infeksi tertentu mungkin juga mempromosikan pengembangan asma [33]. Sebuah pemersatu konsep masih kurang, dan hubungan yang tepat antara infeksi dan perkembangan asma tidak jelas.hipotesa Hipotesis utama dari studi ADEM (Asma Deteksi dan studi Monitoring), adalah bahwa asma dini diagnosis mungkin menggunakan pengukuran non-invasif biomarker peradangan saluran napas dan stres oksidatif dalam menghembuskan napas (kondensat), dan fungsi paru-paru dini pengukuran (resistensi saluran napas). Selain itu, tes studi ini hipotesis bahwa polimorfisme gen tertentu dan profil ekspresi gen, infeksi awal, dan sel-sel Treg dalam darah terkait dengan pengembangan asma.Tujuan dan pertanyaan penelitian Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk mengembangkan non-invasif instrumen untuk diagnosis asma dini pada anak-anak. Selain itu, faktor etiologi (seperti sel Treg, gen polimorfisme, profil ekspresi gen dan infeksi pada usia dini) yang dipelajari dalam kaitannya dengan pengembangan awal asma. Ini bagian kedua dari studi ini memiliki karakter eksploratif.

Pertanyaan penelitian utama adalah Yang biomarker inflamasi non-invasif pada dihembuskan napas (kondensat) atau fungsi paru-paru awal indeks (baseline jalan napas perlawanan, respon setelah bronkodilator) dipercaya bisa memprediksi asma pada usia dini? Pertanyaan penelitian sekunder adalah 1) Apa perbedaan dalam biomarker inflamasi dan indeks fungsi paru-paru antara asma dan nonasthmatic anak-anak? 2) Manakah dari polimorfisme gen yang dipilih dan / atau gen profil ekspresi terkait dengan kerentanan asma pada anak-anak?3) Apakah kolonisasi awal saluran udara dan usus terkait dengan pengembangan asma? 4) Apa perbedaan dalam jumlah sel Treg antara asma dan non-asma anak-anak? 5) Apa hubungan antara coding gen dan gen ekspresi penanda inflamasi (misalnya gen yang mengkodekan IL-4, sICAM, IL-13, TNF-, dan ADAM-33), tingkat penanda inflamasi di EBC, dan indeks fungsi paru-paru selama pengembangan asma pada anak-anak?Metode / Desain desain studi Desain penelitian adalah jangka panjang prospektif kasus kontrol belajar selama 4 tahun. Penelitian ini terdiri dari empat fase: 1) tahap seleksi, 2) tahap diagnosis dini, 3) tindak lanjut fase, dan 4) diagnosis pasti pada 6 tahun (gambar 2). Pada tahap seleksi, sampel acak dari anak usia 2 - 3 tahun praktek perawatan primer dan dua kota di Limburg, Belanda, menerima pertanyaan-standar pada gejala pernafasan ( ISAAC ) [ 34 ] . dariHasil dari kuesioner ini , sekelompok 200 anak-anak denganasma - seperti gejala berulang ( kelompok eksperimen ) ,dan 50 anak tanpa gejala pernapasan (kontrolkelompok ) yang dipilih . Pada tahap diagnosis dini , twomonth apercobaan dengan ICS dilakukan . Selain itu, diulangpengukuran prediksi awal , seperti biomarker dihembuskanstres inflamasi / oksidatif , dan fungsi paru-parutes dinilai . Selama fase tindak lanjut , pengembangangejala pernapasan , indeks fungsi paru-paru , danbiomarker inflamasi dipelajari . Pada usia enam tahun ,diagnosis pasti asma dibuat , berdasarkan berbagaiPengukuran fungsi paru-paru dan pernapasan saatgejala ( ' golden standar' ) . Pada tahap ini , pengukuran awaldari ( non - invasive ) biomarker inflamasidan pengukuran fungsi paru-paru yang berhubungan dengan akhirdiagnosis asma dalam rangka untuk memilih kombinasibiomarker yang dapat menilai asma andal . penelitiandesain dijelaskan lebih rinci di bawah .tahap seleksi Subyek direkrut dari dua sumber. Sumber pertama terdiri dari praktek umum dari Jaringan Pendaftaran Praktek Keluarga dari University of Maastricht. Departemen ini digunakan untuk penelitian lain dan memiliki luas logistik penelitian, termasuk 55 dokter umum dan 110.000 pasien [35]. Selain itu, sebuah berbasis masyarakat sampel acak dari anak usia 2-3 dipilih dari dua kota di Limburg (Maastricht dan Heerlen). Orangtua menerima informasi tentang studi, bersama dengan bentuk informed consent. Ketika orang tua bersedia untuk berpartisipasi dengan anak mereka dalam penelitian ini, mereka diminta untuk mengisi kuesioner standar internasional pada gejala pernafasan (ISAAC) [34]. Dari hasil kuesioner ISAAC, 200 anak-anak dengan pernapasan berulang gejala (kelompok eksperimen) dan 50 tanpa gejala pernafasan (kelompok kontrol) yang dipilih.kelompok eksperimen Secara total, 200 anak usia 2-3 tahun dengan berulang gejala pernapasan berpartisipasi dalam percobaan kelompok. Kriteria inklusi untuk kelompok ini adalah bahwa anak-anak berpengalaman setidaknya 2-3 episode mengi selama hidup mereka, berdasarkan kuesioner ISAAC orang tua-selesai. Kriteria eksklusi adalah keterbelakangan mental, jantung anomali, cacat bawaan, penyakit lain dari paru-paru / saluran udara, penyakit Crohn atau arthritis rematik, dan ketidakmampuan untuk melakukan pengukuran fungsi paru-paru atau menghembuskan napas koleksi. Penggunaan ICS tidak kriteria eksklusi. Namun, ICS dihentikan setidaknya empat minggu sebelum memulai setiap pengukuran.

kelompok kontrol Selain itu, 50 anak usia 2-3 tahun tanpa mengi dan gejala pernapasan berulang lainnya yang dipilih, berdasarkan kuesioner ISAAC orang tua-selesai. Kriteria eksklusi adalah sama seperti untuk percobaan kelompok. Setelah persetujuan tertulis, anak-anak dan orang tua diundang untuk kunjungan ke laboratorium fungsi paru-paru. paru-paru fungsi asisten dan / atau dokter penelitian mengevaluasi lebih lanjut kesesuaian untuk partisipasi. Sebuah kuesioner pada data demografi, riwayat kesehatan anak, keluarga sejarah, kehadiran penitipan anak, perumahan, obat yang diresepkan terapi, paparan hewan peliharaan, dan merokok pasif selesai.Fase Diagnosis dini Pada tahap diagnosis dini, pengukuran berulang prediktor awal, termasuk tes fungsi paru-paru dan spidol stres inflamasi / oksidatif dalam menghembuskan napas (kondensat), darah dan kotoran dilakukan di kedua eksperimental dan kelompok kontrol (tabel 1). Selain itu, sebuah terkontrol percobaan cross-over dengan ICS adalah bagian dari tahap diagnosis untuk anak-anak dalam kelompok eksperimen. Percobaan ini terdiri dari masa pengobatan dari dua bulan dengan terapi ICS (Beclametasone sangat halus dua kali 100 mikrogram sehari melalui Aerochamber ), dan periode dua bulan tanpa ICS. Berdasarkan pengacakan, separuh anak-anak mulai dengan ICS, setengah lainnya mulai periode tanpa ICS. semua lainnya obat anti-inflamasi dihentikan. kunjungan klinis dan pengukuran untuk percobaan ICS terjadi pada 0, 2, dan 4 bulan.Tindak lanjut faseTujuan dari fase ketiga adalah untuk memantau perkembangangejala pernapasan , biomarker inflamasi , danfungsi paru-paru pada kedua kelompok eksperimen dan kontrol .Pada interval 12 - bulan , setiap anak mengunjungi fungsi paru-parulaboratorium untuk pengukuran biomarker inflamasidan tes fungsi paru-paru . Semua terapi yang relevan ( mis. dosis danperiode ) terdaftar . Jika memungkinkan , ICS dihentikan empatminggu sebelum pengukuran . Dalam praktek yang berpartisipasidokter umum , sebuah program komputer untukStudi diinstal . Dengan program ini , dokter umummendaftar diagnosis standar asma , dermatitis atopikdan rhinoconjunctivitis alergi on-line . diagnosis yangberdasarkan klasifikasi internasional Masalah Kesehatandi Primary Care ( ICHPPC ) definisi .Anak-anak diperlakukan sesuai dengan pedoman untuk pengobatanasma Belanda Society of General Practice[ 36 ] . Ini pedoman nasional mendekati internasionalGINA pedoman diagnosis dan pengobatan asma[ 25 ] .Pasti fase diagnosis asma Pada enam tahun, diagnosis pasti asma dibuat (primer Hasil pengukuran dan 'golden standard') pada adanya gejala asma saat ini dalam kombinasi dengan kelainan fungsi paru-paru karakteristik (reversibilitas pada agonis beta-2 dan / atau bronkial hyperresponsiveness). Airway reversibilitas didefinisikan sebagai peningkatan FEV1 dari 9% setelah 400 mikrogram salbutamol ekstra halus. bronkial hyperresponsiveness hadir ketika jatuh 20% pada FEV1 diperoleh dengan konsentrasi provokatif histamin (PC20) dari 8 mg / ml atau kurang. Pengukuran awal (non-invasive) biomarker inflamasi dan fungsi paru-paru pengukuran yang berkaitan dengan diagnosis akhir dari asma. Diagnosis pasti asma membagi anak-anak pada kelompok eksperimen menjadi 'kelompok asma' dan 'mengi kelompok transien'.