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Aus der Klinik für Kinder- und Jugendmedizin im St. Josef-Hospital Bochum Universitätsklinik der Ruhr-Universität Bochum Direktor: Prof. Dr. med. C. Rieger Die Bronchoalveoläre Lavage im Kindesalter Inaugural-Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der Medizin einer Hohen Medizinischen Fakultät der Ruhr-Universität Bochum vorgelegt von Tanja Hemmers aus Koblenz 2003

Die Bronchoalveoläre Lavage im Kindesalter · Apnoen, Schluckstörungen, Hämoptoe, Infektionen mit unbekannten Erregern, restriktive bzw. interstitielle Lungenerkrankungen unklarer

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Aus der Klinik für Kinder- und Jugendmedizin

im St. Josef-Hospital Bochum

Universitätsklinik

der Ruhr-Universität Bochum

Direktor: Prof. Dr. med. C. Rieger

Die Bronchoalveoläre Lavage im Kindesalter

Inaugural-Dissertation

zur

Erlangung des Doktorgrades der Medizin

einer

Hohen Medizinischen Fakultät

der Ruhr-Universität Bochum

vorgelegt von

Tanja Hemmers

aus Koblenz

2003

II

Dekan: Prof. Dr. med. G. Muhr

Referent: PD Dr. med. V. Stephan

Koreferent: Prof. Dr. G. Schultze-Werninghaus

Tag der Mündlichen Prüfung: 16.10.2003

III

Für meine Eltern

und meinen Mann Wolfgang

IV

Inhaltsverzeichnis

1 EINLEITUNG ................................................................................................. 1

1.1 Bronchoskopie........................................................................................................... 1

1.2 Die Bronchoalveoläre Lavage (BAL) ...................................................................... 3

1.3 Der Rachenabstrich als Hilfsmittel zur Diagnose einer Infektion bzw.

Kolonisierung der unteren Atemwege .......................................................................... 5

1.4 Verschiebungen in der Differentialzytologie durch Keime in der BALF............ 6

1.4.1 Zellzahl und Differentialzytologie bei gesunden Kindern................................... 6

1.4.2 Veränderungen in der Differentialzytologie bei Keimnachweis in der BALF.... 7

1.5 Ursachen des postbronchoskopischen Fieberschubs ............................................. 8

1.6 Zielsetzung der Arbeit ............................................................................................ 10

2 PATIENTEN UND METHODEN.................................................................... 11

2.1 Patienten .................................................................................................................. 11

2.2 Methoden ................................................................................................................. 12

2.2.1 Bronchoskopie und Bronchoalveoläre Lavage .................................................. 12

2.2.2 Zytologie............................................................................................................ 12

2.2.3 Mikrobiologie .................................................................................................... 14

2.3 Statistik .................................................................................................................... 15

3 ERGEBNISSE............................................................................................... 16

3.1 Vorarbeiten.............................................................................................................. 16

3.2 Recovery .................................................................................................................. 16

3.3 Resultate der mikrobiologischen Untersuchungen.............................................. 19

3.3.1 Mikrobiologische Auswertung der Lavagen...................................................... 19

3.3.2 Mikrobiologische Auswertung der Rachenabstriche......................................... 19

V

3.3.2.1 Gegenüberstellung der Ergebnisse der Rachenabstriche und Lavagen ...... 20

3.3.2.2 Der Rachenabstrich als mögliches Verfahren zur Ermittlung der Besiedlung

der unteren Luftwege .............................................................................................. 20

3.3.3 Mikrobiologische Auswertung der Blutkulturen ............................................... 21

3.4 Einfluss der bronchoalveolären Keimbesiedlung auf Zellzahl und

Differentialzytologie in der BALF............................................................................... 22

3.4.1 Auswirkungen auf die Zellzahl.......................................................................... 22

3.4.2 Auswirkungen auf die Differentialzytologie ..................................................... 28

3.4.2.1 Neutrophile Granulozyten........................................................................... 29

3.4.2.2 Alveolarmakrophagen................................................................................. 35

3.4.2.3 Lymphozyten .............................................................................................. 39

3.4.3 Der Anteil der Neutrophilen Granulozyten in der Differentialzytologie als

Hinweis auf eine Kolonisierung der unteren Luftwege .............................................. 44

3.5 Untersuchung möglicher Einflussgrößen auf den Verlauf der

Körpertemperatur im Anschluss an eine BAL .......................................................... 45

3.5.1 Bedeutung der bronchoalveolären Keimbesiedlung .......................................... 45

3.5.2 Bedeutung der Pharynxbesiedlung .................................................................... 49

3.5.3 Möglicher Einfluss einer Bakteriämie ............................................................... 49

3.5.4 Weitere mögliche Einflussgrößen...................................................................... 49

3.5.4.1 Zellzahl und Zytologie................................................................................ 49

3.5.4.2 Entzündungsparameter................................................................................ 50

3.5.4.3 BAL-Indikation........................................................................................... 50

3.5.4.4 Alter der Patienten zum Zeitpunkt der Bronchoskopie .............................. 51

3.6 Differenzen in den mikrobiologischen und differentialzytologischen

Ergebnissen je nach BAL-Indikation.......................................................................... 51

3.6.1 Differenzen in der Keimbesiedlung zwischen Gruppen mit unterschiedlicher

BAL-Indikation........................................................................................................... 51

3.6.2 Differenzen in der BAL-Zytologie zwischen Gruppen mit unterschiedlichen

BAL-Indikationen....................................................................................................... 52

4 DISKUSSION................................................................................................ 53

4.1 Recovery .................................................................................................................. 53

VI

4.2 Einflüsse der Methodik auf das Ergebnis der Differentialzytologie .................. 53

4.3 Mikrobiologische Ergebnisse von Rachenabstrichen und BALF....................... 55

4.4 Verschiebungen in der BALF-Zytologie abhängig vom Keimnachweis............ 61

4.4.1 Zellzahl .............................................................................................................. 63

4.4.2 Differentialzytologie.......................................................................................... 66

4.5 Untersuchung möglicher Einflussgrößen auf den postbronchoskopischen

Temperaturanstieg........................................................................................................ 71

4.5.1 Bakteriämie als möglicher Fieberauslöser......................................................... 71

4.5.2 Keimbesiedlung der unteren Luftwege.............................................................. 74

4.5.3 Endotoxin oder Zytokinausschüttung als Fieberursache ................................... 75

5 ZUSAMMENFASSUNG................................................................................ 78

6 LITERATURVERZEICHNIS……...…………..…………………………………80

7 DANKSAGUNG ............................................................................................ 87

8 LEBENSLAUF .............................................................................................. 88

VII

Abkürzungsverzeichnis

BAL Bronchoalveoläre Lavage

BALF durch BAL gewonnene Flüssigkeit

CF Cystische Fibrose

cfu colony forming units

CMV Cytomegalievirus

CRP C-reaktives Protein

E. coli Escherichia coli

h Stunde

H. influenzae Hämophilus influenzae

H. parainfluenzae Hämophilus parainfluenzae

PCR Polymerase Chain Reaction

P. aeruginosa Pseudomonas aeruginosa

RSV Respiratory Syncytial Virus

S. aureus Staphylokokkus aureus

S. pneumoniae Streptokokkus pneumoniae

1

1 Einleitung

1.1 Bronchoskopie

Die Bronchoskopie ist ein endoskopisches Verfahren, um die Hauptbronchien

und ihre größeren Äste sichtbar zu machen.

Sie wurde als starre Bronchoskopie Ende des 19. Jahrhunderts eingeführt. Die

anfänglich hohe Mortalität ging mit den Fortschritten in der Technik und mit der

Weiterentwicklung der Geräte schnell zurück. Zuerst wurde sie vor allem zur

Therapie, wie zum Beispiel zur Entfernung von Fremdkörpern und zur Drainage

von Sekreten, genutzt. Später fand sie dann auch in der Diagnostik ihren

Einsatz.

In den späten 60er Jahren des 20. Jahrhunderts wurde die flexible

Bronchoskopie (Abb. 1.1) eingeführt. In den späten 70er Jahren wurden

Bronchoskope entwickelt, die klein genug waren, um in der Pädiatrie eingesetzt

zu werden. Die ersten flexiblen Bronchoskopien bei Kleinkindern wurden 1978

beschrieben.1

Die flexible Bronchoskopie hat gegenüber der starren viele Vorteile. Sie ist weit

weniger invasiv als die starre; die mechanische Gefährdung ist geringer,

außerdem ist keine Intubationsnarkose notwendig, eine vorübergehende

medikamentöse Sedierung des Patienten reicht aus. Dynamische

Veränderungen der Atmung können nur in der flexiblen Bronchoskopie sichtbar

gemacht werden.2

Diese Fakten führten zum einen dazu, dass die flexible Bronchoskopie die

starre in vielen Zentren weitgehend verdrängt, bzw. ihre Indikationen stark

eingeschränkt hat und zum anderen zu einer Zunahme der mit der flexiblen

Technik weniger belastend gewordenen Bronchoskopien bei Patienten im

Kindesalter.3

2

Biegsames Bronchoskop

Vereinfachte schematische Darstellung

Luftröhre

Lunge

Biopsiezange

Abbildung 1.1 Links vereinfachte, schematische Darstellung eines Bronchoskops und seiner

Lage im Bronchialbaum, rechts bronchoskopische Sicht auf die Carina

Verschiedene therapeutische Eingriffe, wie zum Beispiel die Entfernung von

aspirierten Fremdkörpern, sind aber nach wie vor nur mit der starren Technik

möglich, da ein größerer Arbeitskanal zum Einführen von Instrumenten, wie z.B.

Zangen und Bürsten notwendig ist.2

Die flexible Bronchoskopie wird in erster Linie zu diagnostischen Zwecken

eingesetzt, so zum Nachweis von angeborenen oder erworbenen anatomischen

Veränderungen (Stenosen, Malazien, Tumoren, u.a.), Blutungsquellen,

entzündlichen Schleimhautveränderungen und zur Durchführung der

bronchoalveolären Lavage.

Klassische Indikationen sind inspiratorischer Stridor oder Heiserkeit, obstruktive

Apnoen, Schluckstörungen, Hämoptoe, Infektionen mit unbekannten Erregern,

restriktive bzw. interstitielle Lungenerkrankungen unklarer Genese und

Sekretpfröpfe, z.B. bei therapieresistenter Atelektase. Bei letzterer Indikation ist

aber oft die starre Bronchoskopie vorteilhafter, weil der kleine Arbeitskanal des

flexiblen Bronchoskops schnell verstopft. 2

3

1.2 Die Bronchoalveoläre Lavage (BAL)

Die Bronchoalveoläre Lavage ist eine nur mäßig invasive Methode, um Zellen,

infektiöse Organismen und flüssige Bestandteile aus den terminalen Bronchioli

und den Alveolen zu gewinnen. 4

Nach ersten Versuchen am Tiermodell in den frühen 1960er Jahren, wurde

1974 die erste BAL von Reynolds und Newball mit einem flexiblen Bronchoskop

durchgeführt. In den 1980er Jahren etablierte sich die Methode bei

Erwachsenen und wurde v.a. verwendet, um interstitielle Lungenerkrankungen

zu erforschen und zu diagnostizieren. 4

Ende der 1980er Jahre begann auch der Einsatz der BAL in der

Kinderheilkunde.

Zur Durchführung einer BAL werden, in der Regel nach einer gründlichen

Inspektion des Respirationstraktes, nacheinander 3 Portionen körperwarme

physiologische Kochsalzlösung durch den Arbeitskanal des in einem Bronchus

verkeilten Bronchoskops instilliert und wieder abgesaugt. Meist wird die BAL im

rechten Mittellappen oder in der Lingula durchgeführt, weil hier die Menge der

zurückgewonnenen Flüssigkeit, die Recovery, am größten ist.

Die Recovery ist ein Maß für die Qualität bzw. Aussagekraft der Untersuchung.

In der Kinderheilkunde werden Recoveries von >40% als technisch akzeptabel

betrachtet.5 In der Literatur schwanken die Werte zwischen 31% 6 und 58%7

(jeweils Median). Niedrigere Recoveries werden bei Patienten mit obstruktiven

Erkrankungen erzielt, höhere bei gesunden Kindern.

Ist im Röntgenbild ein lokalisierbarer Focus, z.B. ein Infiltrat, aufgefallen, wird

trotz der niedrigeren Recovery in der betroffenen Region lavagiert.

Das Volumen der instillierten Kochsalzlösung richtet sich dabei nach dem

Körpergewicht des zu untersuchenden Kindes.8 Die so gewonnene Flüssigkeit

(im weiteren BALF) kann mittels Kultur oder PCR auf Mikroorganismen

untersucht und zytologisch analysiert werden. Häufig wird auch die

Konzentration bestimmter Proteine und Entzündungsmediatoren gemessen.

Das genaue Vorgehen und die Verarbeitung der BAL wird im Kapitel 3

„Patienten und Methoden“ beschrieben.

4

Besteht der Verdacht auf Erkrankungen wie Alveolarproteinose,

Langerhanszell-Histiozytose, Lipoidpneumonie, alveolare Mikrolithiasis oder

Lungenhämosiderose, ist die BAL zur eindeutigen Diagnosestellung geeignet.

Bei der Differentialdiagnose interstitieller Lungenerkrankungen wie der

Sarkoidose oder der exogen allergischen Alveolitis kann die BAL eine

Hilfestellung geben, d.h. sie kann einen Verdacht unterstützen oder

unwahrscheinlich machen, aber keine eindeutige Diagnose sichern.9

Zum Nachweis einer Abstoßung bei lungentransplantierten Kindern hat sich die

BAL als wenig hilfreich erwiesen. Hierbei können zwar Veränderungen in der

BAL-Differentialzytologie nachgewiesen werden, diese sind aber zu

unspezifisch, um eine endgültige Diagnose zu stellen. Daher kann eine

Transplantatabstoßung nur mittels einer Lungenbiopsie nachgewiesen

werden.10

Beim Verdacht auf eine Infektion der unteren Luftwege ist die BAL v.a. dann

nützlich, wenn Materialien zur Kultur auf anderem Wege nicht gewonnen

werden können. Limitiert ist der diagnostische Wert der BAL bei dieser

Indikationsstellung durch die Möglichkeit einer Kontamination mit Bakterien aus

dem Oropharynx. Deshalb muss bei der Diagnostik eine

Schwellenkeimkonzentration definiert und beachtet werden. Die Höhe dieser

Schwelle ist aber in der Literatur umstritten. Eine andere Möglichkeit zur

Diagnose einer Infektion besteht in der Identifikation von intrazellulären

Bakterien.11

Einen besonders hohen Stellenwert hat die BAL bei der Identifizierung von

infektiösen Organismen bei nicht expektorierenden Patienten mit zystischer

Fibrose und bei Kindern mit chronischen oder rezidivierenden Infiltraten, hier

sind v.a. Patienten mit Immundefekten betroffen. 12 Die wichtigste Indikation

zur therapeutischen BAL stellt die Alveolarproteinose dar. 2

Grundsätzlich ist die BAL sowohl bei Erwachsenen als auch bei Kindern eine

sichere Methode, sie sollte aber immer nur von erfahrenem Personal bei

adäquatem Monitoring durchgeführt werden.1 Als milde Nebenwirkung kann es

zu einem vorübergehenden Abfall der arteriellen Sauerstoffsättigung kommen.

5

In bis zu 48% der Fälle 13 tritt vorübergehend ein kurzer, mit Antipyretika gut zu

behandelnder Fieberschub auf, der teilweise mit Kopfschmerzen und Myalgien

einhergeht. Ebenso wurde von einzelnen alveolären Infiltrationen, die im Verlauf

von 24h nach der BAL auftraten, berichtet. Bei Patienten mit hyperreaktivem

Bronchialsystem wird selten in den ersten 2 Wochen nach BAL ein

Bronchospasmus oder Stridor beobachtet. Allerdings liegt der Fallbericht eines

5 Monate alten männlichen Säuglings vor, der nach einer BAL-assoziierten

Pneumokokkensepsis verstarb.14

Als Kontraindikationen gelten ausgeprägte Gerinnungsstörungen und

Thrombozytopenie wegen der Gefahr einer ernsten Blutung. Weitere

Kontraindikationen sind Hypoxämie, schwere Ventilationsstörung und

Kreislaufdepression.2 Es handelt sich hier aber um relative Kontraindikationen,

da häufig der mögliche Nutzen die Risiken überwiegt.1

1.3 Der Rachenabstrich als Hilfsmittel zur Diagnose einer

Infektion bzw. Kolonisierung der unteren Atemwege

Bei Patienten mit Zystischer Fibrose führt eine chronische Infektion der unteren

Luftwege zu persistierender Inflammation und damit zu einer irreversiblen

Parenchymschädigung. Deshalb ist es wichtig, eine solche Infektion so früh wie

möglich zu entdecken und antibiotisch zu behandeln. Bei älteren Kindern mit

meist fortgeschrittener Erkrankung ist dazu eine Sputumkultur meist

zielführend. Jüngere Kinder und Patienten in den Anfangsstadien der

Erkrankung produzieren aber meist kein Sputum, bei ihnen ist zur

Erregerdiagnostik eine BAL notwendig.

Um die zwar relativ sichere, aber doch für Kinder belastende,

Untersuchungsmethode der Bronchoskopie zu umgehen, sind in den letzten

Jahren diverse Studien durchgeführt worden, in denen die Kulturergebnisse von

Rachenabstrichen mit denen der BALF verglichen worden sind. Ziel war es zu

überprüfen, ob die BAL bei einem Teil der Patienten durch Rachenabstriche

ersetzt werden kann.

Die Autoren dieser Studien kommen zu teilweise sehr unterschiedlichen

Ergebnissen. Die Sensitivität der Kultur des Rachenabstrichs variiert je nach

6

Studiendesign zwischen 77% und 82%.6,15,16 Für Pseudomonas aeruginosa

wurden Werte von 40% bzw. 46% ermittelt.15,17 Die Spezifität schwankt

zwischen 64% und 100%.6,15-17 Konsequenzen für das ärztliche Handeln haben

aber v.a. die prädiktiven Werte. Der positive prädiktive Wert macht eine

Aussage darüber, wie viele der positiven Rachenabstriche tatsächlich auf

Keime in der BALF hinweisen. Der negative prädiktive Wert gibt an, wieviel

Prozent der BALF mit dazugehörigem negativen Rachenabstrich tatsächlich

ohne Keimnachweis sind. Diese Werte unterscheiden sich je nach Kollektiv und

Studiendesign erheblich. Für den positiven prädiktiven Wert werden Zahlen

zwischen 49% und 100% angegeben, für den negativen prädiktiven Wert

liegen die Ergebnisse zwischen 46% und 96%. 16, 17

Nähert sich zumindest einer der prädiktiven Werte 100%, könnte die Indikation

für eine BAL zum Keimnachweis eingeschränkt werden. Bei einem negativen

prädiktiven Wert von 100% kann bei negativer Kultur des Rachenabstrichs eine

Infektion oder Kolonisation der unteren Luftwege ausgeschlossen werden, bei

einem positiven prädiktiven Wert von 100% und positivem Ausfall des

Rachenabstrichs, kann eine Infektion oder Kolonisation der Lunge als sicher

angenommen werden.

Bei Kindern mit anderen chronischen Lungenerkrankungen wird ebenfalls

häufig eine Bronchoskopie mit BAL vorgenommen, um eine Erregerdiagnostik

durchzuführen. Bisher gibt es noch keine Studien, die sich mit dem

Rachenabstrich als Erregernachweis für Keime in den unteren Luftwegen

beschäftigen.

1.4 Verschiebungen in der Differentialzytologie durch Keime in

der BALF

1.4.1 Zellzahl und Differentialzytologie bei gesunden Kindern

Die zelluläre Zusammensetzung der BALF bei lungengesunden Kindern ist

bereits gut untersucht. Meist wurden dabei Kinder lavagiert, die aufgrund einer

elektiven Operation eine Intubationsnarkose erhielten. Die Ergebnisse

unterliegen aber aufgrund uneinheitlicher Verarbeitung der BALF einer

gewissen Schwankungsbreite.

7

Die Zellzahl variiert in der Literatur je nach BALF-Verarbeitung und je nach

gemessener Fraktion zwischen 60 und 180 Zellen/µl. 7,10,18

Den größten Anteil an der Differentialzytologie stellen die

Alveolarmakrophagen, sie machen zwischen 84 und 92,5% aus. Der Anteil der

Lymphozyten beträgt zwischen 7 und 12,5%. Neutrophile Granulozyten wurden

in 0,9 bis 3,5% gefunden, Eosinophile Granulozyten in bis zu 0,4% (alle Werte

sind Mediane). 5,7,10

1.4.2 Veränderungen in der Differentialzytologie bei Keimnachweis in der BALF

Durch quantitative Kulturen kann die Konzentration der in der BALF enthaltenen

Keime bestimmt werden. So ist es möglich zu überprüfen, ob Veränderungen in

der Differentialzytologie mit der BALF-Keimkonzentration korrelieren. Da die

Keimkonzentration, ab der Auswirkungen auf den Patienten bzw. Keimträger zu

erwarten sind, aber je nach Abwehrlage des Patienten und wahrscheinlich auch

bei unterschiedlichen Erregern differieren, gestaltet es sich schwierig, feste

Grenzkonzentrationen für eine Infektion bzw. Kolonisierung festzulegen.

Im Falle der Infektion ist es möglich, sich über die klinische Diagnose der

Pneumonie an die Grenzwerte anzunähern. Auf diese Weise haben sich in der

Erwachsenenmedizin Schwellenkonzentrationen von 104 bis 105 cfu/ml

ergeben. 19,20,21

Keimkonzentrationen, die eine Kolonisierung definieren, lassen sich aufgrund

der Klinik nicht festlegen. Eine Kolonisierung macht in der Regel keine

Symptome, wenn doch, dann sind sie eher unspezifisch.

In der Pädiatrie wird in einigen Studien jeglicher Keimnachweis in der BALF als

Kolonisierung gewertet.17,22 Da aber Kontaminationen aus dem Oropharynx nie

ausgeschlossen werden können, stellt sich hier das Problem der Abgrenzung

zwischen Kolonisierung und Kontamination, das aber bisher noch nicht

zufriedenstellend gelöst werden konnte.

Untersuchungen bei Erwachsenen haben gezeigt, dass bei Infektionen der

unteren Luftwege der Anteil der neutrophilen Granulozyten auf Kosten des

8

Makrophagen-Anteils zunimmt. Die Anteile aller anderen Zellen bleiben nahezu

unverändert. 23

Zu den Veränderungen in der zellulären Zusammensetzung der BALF von

Kindern bei Keimbesiedlung oder Infektion gibt es bisher nur wenig

Studienmaterial. Die meisten diesbezüglichen Untersuchungen beziehen sich

auf Patienten mit CF. Diese Daten lassen sich aber auf Kinder ohne oder mit

anderen pulmonalen Grunderkrankungen nicht übertragen.

Ahrens et al. untersuchten den Effekt einer Kolonisation der unteren Atemwege

mit pneumotropen Erregern auf die BALF von Kindern, wobei jeder

Keimnachweis unabhängig von der Keimkonzentration berücksichtigt wurde.

Sie zeigten einen signifikanten Abfall der Makrophagen auf 45-60% (Median,

Wert erregerabhängig) und einen signifikanten Anstieg der neutrophilen

Granulozyten 30 bis 40% in der 3. BAL-Fraktion. 22

1.5 Ursachen des postbronchoskopischen Fieberschubs

Im Anschluss an eine Bronchoskopie, besonders auch nach einer Lavage, wird,

sowohl bei Erwachsenen als auch bei Kindern, immer wieder ein

vorübergehendes Ansteigen der Körpertemperatur, teilweise mit grippeartigen

Begleitsymptomen wie Kopf- oder Gliederschmerzen, beobachtet.

Der Anteil der auffiebernden Kinder kann nach einer BAL bis zu 48%

erreichen.13 Hierfür sind in der Vergangenheit verschiedene Ursachen diskutiert

worden. Einige Arbeiten überprüften den Zusammenhang zwischen einer

möglichen BAL-assoziierten Bakteriämie und dem Fieberschub. Zwei

Untersuchungen, eine bei Kindern und eine weitere bei Erwachsenen, wiesen

nur sterile Blutkulturen im Anschluss an eine BAL nach.13,24 Eine weitere Arbeit

wies bei 6,5% von 200 Bronchoskopien erwachsener Patienten Bakteriämien

nach, machte aber keine Aussage zum Verlauf der Körpertemperatur. 25

Der Nachweis einer Bakteriämie gelingt nicht immer, da die Sensitivität der

Blutkultur nur gering ist. Da bei Kindern aus ethischen Gründen nicht beliebig

viele Blutkulturen abgenommen werden können, beschränken sich die bisher

vorgelegten Studien auf ein Blutkulturenpaar aus einer Venenpunktion.

9

Ein Zusammenhang zwischen einer Kolonisierung der unteren Luftwege und

dem Fieberschub nach der BAL kommt ebenfalls in Frage. Auch hier zeigen

sich die Ergebnisse der einzelnen dazu durchgeführten Untersuchungen

uneinheitlich. Schellhase et al. konnten bei ihrer retrospektiven Durchsicht

keinen signifikanten Zusammenhang zwischen Bakterien in der BALF und dem

Auffiebern der Kinder herstellen. Ebenfalls gegen eine solche Assoziation

spricht, dass Krause et al. 24 Patienten mit positiver BALF-Kultur aus ihrem

Kollektiv ausschlossen und trotzdem 15% der Patienten eine Erhöhung der

Körpertemperatur aufwiesen. Picard et al.13 wiesen jedoch für Kinder mit

Keimnachweis in der BALF ein relatives Risiko für einen Fieberschub von 5,1

nach.

10

1.6 Zielsetzung der Arbeit

In dieser Arbeit soll untersucht werden, ob es bei Kindern zu Veränderungen in

der Differentialzytologie bei steigender Keimkonzentration in den unteren

Atemwegen kommt. Es soll gezeigt werden, ab welchen Keimkonzentrationen

sich Abweichungen nachweisen lassen und ob diese Veränderungen mit der

Keimkonzentration zunehmen.

Dazu werden Bronchoalveoläre Lavagen durchgeführt, die so gewonnene BALF

wird zum einen auf pathogene Keime untersucht, zum anderen soll für jede

BALF ein mikroskopisches Präparat differentialzytologisch ausgewertet werden.

Die Ergebnisse der Differentialzytologie liegen im Gegensatz zu den

mikrobiologischen Kulturergebnissen 2 Stunden nach der Lavage vor. Es soll

überprüft werden, ob es für den Anteil der neutrophilen Granulozyten

Grenzwerte gibt, deren Überschreitung eine Keimbesiedlung oder Infektion der

unteren Luftwege anzeigen. Dann könnte eine eventuell notwendige

antibiotische Therapie mehrere Tage früher begonnen werden.

Außerdem wird im Anschluss an jede Lavage die Körpertemperatur des Kindes

über acht Stunden protokolliert. Direkt nach der Lavage ist geplant, jedem Kind

zwei Blutkulturen abzunehmen. Es soll untersucht werden, ob erhöhte

Körpertemperaturen mit Keimnachweisen in der Blut- oder BALF-Kultur

korrelieren.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, den diagnostischen Wert des

Rachenabstrichs bezüglich einer Kolonisierung bzw. Infektion der unteren

Luftwege zu untersuchen. Dazu wird von jedem Patienten vor der BAL ein

Rachenabstrich genommen und mikrobiologisch untersucht. Die Ergebnisse der

Kulturen aus Rachenabstrich und BALF sollen dann miteinander verglichen

werden.

11

2 Patienten und Methoden

2.1 Patienten

Bei 54 Kindern im Alter von vier Monaten bis 15 Jahren (Mittelwert: 5 7/12

Jahre, Median: 4 6/12 Jahre) wurde eine Bronchoskopie mit bronchoalveolärer

Lavage durchgeführt. 30 der Patienten waren Mädchen, 24 Jungen.

17 Kinder wurden mit der Indikation rezidivierender Pneumonien

bronchoskopiert, 14 wegen rezidivierender obstruktiver Bronchitiden, 12

aufgrund chronischen Hustens sowie zwei Patienten zur Abklärung interstitieller

Lungenerkrankungen. Ein Kind litt sowohl unter rezidivierenden Pneumonien

als auch unter obstruktiven Bronchitiden. Ein Patient wurde wegen des

Verdachts auf Tuberkulose lavagiert, bei zweien wurde eine

Tracheolaryngomalazie vermutet. Zwei Bronchoskopien erfolgten zur Abklärung

eines Verdachts auf Pneumocystis-carinii-Infektion, eine weitere bei Verdacht

auf gastroösophagealen Reflux. Bei einem Patienten sollte eine Blutung

bronchialen Ursprungs ausgeschlossen werden; bei einem weiteren lag ein

Zustand nach Fremdkörper-Extraktion vor.

Größe und Körpergewicht des Kindes, Volumen der einzelnen BAL-Fraktionen

und die resultierte Wiedergewinnungsrate (Recovery) wurden dokumentiert.

Begleiterkrankungen, evtl. antibiotische Vorbehandlung oder andere

Medikationen, Entzündungsparameter (Leukozyten im Blut, CRP), eine evtl.

allergische Sensibilisierung, Iontophorese-Ergebnisse, Lungenfunktionsbefunde

(bei Kindern älter als vier Jahre) sowie Ergebnisse weiterer Untersuchungen

wurden ebenfalls auf einem Stammdatenblatt registriert.

Voraussetzung für die Teilnahme an der Studie war die schriftliche

Einverständniserklärung der Eltern, bei älteren Kindern auch das

Einverständnis der Kinder selbst. Das Studiendesign wurde durch die

Ethikkommission der Ruhr-Universität Bochum überprüft und genehmigt.

12

2.2 Methoden

2.2.1 Bronchoskopie und Bronchoalveoläre Lavage

Die Sedierung erfolgte mit Midazolam (0,1 - max. 0,3 mg pro kg Körpergewicht

intravenös), zusätzlich evtl. Pethidin (0,5 - 2 mg pro kg Körpergewicht

intravenös) und / oder Promethazin. Anstelle von Pethidin und Promethazin

wurde bei älteren Kindern (> 3. Lebensjahr) auch mit Propofol (0,5 - max. 3,5

mg pro kg Körpergewicht intravenös) sediert. Als Alternative wurde Etomidat

(0,15 - 0,3 mg pro kg Körpergewicht intravenös) verwendet.

Vor der Bronchoskopie wurden Nasentropfen (Xylometazolin: je nach Alter

0,025%ig, 0,05%ig oder 0,1%ig) gegeben, anschließend folgte die lokale

Anästhesie mit 2%igem Lidocain supra- und 4%igem subglottisch.

Während der Bronchoskopie, und bei Bedarf auch danach, wurde das Kind mit

Sauerstoff durch eine Nasenbrille versorgt.

Es wurden ein Bronchoskop mit 3,7 mm (Olympus BF-3C20, Olympus Optical,

Hamburg, Germany) und eines mit 5,0 mm (Olympus BF-P40, Olympus Optical,

Hamburg, Germany) Außendurchmesser verwendet.

Nach der Begutachtung des Bronchialsystems wurde im rechten Mittellappen

oder im Bereich eines röntgenologisch sichtbaren Infiltrats lavagiert. Dazu

wurden nacheinander 3x 1 ml angewärmte, sterile Kochsalzlösung pro kg

Körpergewicht, bis zu einer Gesamtmenge von maximal 50 ml, instilliert und

dann wieder abgesaugt.

Bei 15 Kindern wurde aufgrund eines Verdachts auf Ziliendyskinesie nach der

Lavage eine Schleimhaut-Biopsie und bei zweien zusätzlich ein Bürstenabstrich

vorgenommen.

Die Kinder wurden im Anschluss an die Bronchoskopie mindestens 6 Stunden

pulsoxymetrisch überwacht. Die Körpertemperatur wurde 4 bis 8 Stunden

kontrolliert.

2.2.2 Zytologie

Zur Analyse der Anzahl der kernhaltigen Zellen pro ml BAL-Flüssigkeit, im

weiteren Text Zellzahl genannt, und ihrer Differentialzytologie wurde von jeder

Fraktion der BAL-Flüssigkeit ein Eppendorf-Gefäß abgefüllt. Die Zellzahl wurde

13

mit dem Hämatologie-Analysator Sysmex KX 21 (Norderstedt, Deutschland)

bestimmt.

Zur Zelldifferenzierung wurden zwei Zytozentrifugationspräparate pro Fraktion

hergestellt. Dazu wurden jeweils 100 µl der BAL-Flüssigkeit 5 min bei 2000

Umdrehungen/min zentrifugiert (Cytospin 2, Shandon Southern Products Ltd.,

Astmoor, Runcorn, Cheshire, England).

Die abgetrockneten Präparate wurden 5 Minuten nach May-Grünwald und

anschließend 10 Minuten nach Giemsa gefärbt (Eosin-Methylenblau-Lösung

nach May-Grünwald, Riedel-de Haen, Seelze, BRD, 32856; GIEMSAS-Lösung,

Azur-Eosin-Methylenblau-Lösung, Merck, Darmstadt, BRD).

Ergaben sich dabei zu dichte, nicht ausdifferenzierbare Präparate, wurden nach

der gleichen Methode auch Präparate mit nur 50 µl BAL-Flüssigkeit angefertigt.

Zum Eindecken der Präparate wurden 1-2 Tropfen Xylol auf dem Objektträger

verstrichen, 1 Tropfen Pertex® auf ein Deckgläschen gegeben, und letzteres

auf den Objektträger fallengelassen. (Pertex®, medite, Burgdorf, Germany)

Anschließend wurden unter dem Mikroskop in 1200facher Vergrößerung

(Ölimmersion) in parabelförmigen Zählbewegungen 500 Zellen pro Präparat

differenziert. Die Ergebnisse der jeweils zwei Präparate pro Fraktion wurden

gemittelt.

1a

1a

2

2

3

3

3

3

1b

2 3

3

3

3

Abbildung 2.1 BALF-Präparate in 1200facher Vergrößerung (Ölimmersion)

1a) Eosinophile Granulozyten, 1b) Neutrophiler Granulozyt, 2) Alveolarmakrophagen, 3) Lymphozyten

14

2.2.3 Mikrobiologie

Vor Beginn der Bronchoskopie wurde ein Abstrich von der Rachenhinterwand

(Rachenabstrich) genommen, dieser wurde auf einem Blutagar, einem

McKonkey-Agar und auf einem anaerob bebrütetem Blutagar ausgerollt und

anschließend 2 Tage bei 36 +/-1°C bebrütet und ausgewertet. Die Ergebnisse

wurden semiquantitativ als geringe, mittlere bzw. große Keimzahl angegeben.

Die 1. Fraktion der BALF, bei kleiner Recovery auch ein Teil des Pools aus der

2. und 3. Fraktion, wurde auf allen Agar-Platten quantitativ angesetzt, d.h. auf

der Hälfte der Platte wurde mit einer geeichten Öse das Originalmaterial

ausgestrichen, auf der anderen Hälfte ein 1 zu 100 verdünnter Ansatz.

Es fanden ein Blutagar, ein Kochblutagar, ein McKonkey-Agar und ein

Sabouroud-Agar Verwendung. Zur Ermittlung von sehr geringen Erreger-

Konzentrationen (<1000 Erreger pro ml) wurde das Material zur Erregeranzucht

in eine Fildis- und eine Soja-Boullion gegeben und nach 2 Tagen Bebrütung

gegebenenfalls ausgestrichen.

Alle Ansätze wurden 2 Tage bei 36 +/- 1°C bebrütet und dann ausgewertet.

Nach abgeschlossener Bronchoskopie erfolgten 2 Blutentnahmen, wenn

möglich an unterschiedlichen Extremitäten, bevorzugt aus beiden Cubitalvenen.

Die Haut wurde mit Cutasept® desinfiziert, die Einwirkzeit betrug mindestens 30

Sekunden. Anschließend wurden 1-4 ml Blut entnommen, die Menge richtete

sich in erster Linie nach Größe und Gewicht des Kindes, in zweiter Linie nach

den Venenverhältnissen. Nach dem Auswechseln der Kanülen zur

Verhinderung von Kontaminationen wurden zwei Blutkulturflaschen beschickt.

(PedibacT, Aerobic Culture Bottle). Diese wurden belüftet und 5,5 Tage

bebrütet. Bei Keimwachstum in dieser Zeit, kontrolliert an der steigenden CO2-

Konzentration in der Flasche, wurde ein Gram-gefärbtes Präparat angefertigt

und der Inhalt der Blutkultur-Flasche ausgestrichen. Jeweils ein Blut-, ein

Kochblut-, ein McKonkey- und ein im weiteren anaerob bebrüteter Blutagar

wurden angelegt und 2 Tage bei 36 +/- 1°C bebrütet.

15

Die mikrobiologische Auswertung der Rachenabstriche, BAL-Flüssigkeiten und

Blutkulturen erfolgte durch das Institut für Medizinische Mikrobiologie der Stadt

Bochum, Leitung: Prof. Dr. med. Sören Gatermann.

Konnten die Materialien das Labor innerhalb von zwei Stunden erreichen,

wurden sie bei Raumtemperatur aufbewahrt. Wenn die Abholung später

erfolgte, wurden sowohl der Rachenabstrich als auch die BAL-Flüssigkeit bei 5

+/-1°C und die Blutkulturen bei 36 +/- 1°C aufbewahrt. Die Weiterverarbeitung

erfolgte immer innerhalb von 24 Stunden.

2.3 Statistik

Die Daten wurden, wenn nicht anders angegeben, als Median und Range

dokumentiert. Die Signifikanzprüfungen wurden mit dem Mann-Whitney-U-Test

durchgeführt (Software: GraphPad PRISM® 2.01).

16

3 Ergebnisse

3.1 Vorarbeiten

Um ermitteln zu können wie viele Zellen pro Präparat ausdifferenziert werden

mussten, wurden einzelne, stichprobenartig ausgewählte Präparate aller drei

Fraktionen in Portionen von je 100 Zellen vollständig ausgewertet.

Die Portionen 1 bis N (mit N = insgesamt ausgezählte Zellen / 100) wurden

stufenweise wie folgt verrechnet:

Ergebnis (n x 100 gezählte Zellen) = ø Ergebnisse (Portionen 1, 2, ... ,n),

mit n = {1, 2, 3, ... , N}

(ø = Mittelwert)

Beispiel:

Berechnung des Resultats bei 300 ausgewerteten Zellen, n = 3

Ergebnis (300) = ø Ergebnisse (Portionen 1, 2 und 3)

Ab circa 500 Zellen stabilisierten sich die Anteile der einzelnen Zellformen in

der BALF, so dass im weiteren Verlauf der Studie für jedes Präparat 500 Zellen

differenziert wurden (Abb. 3.1 a-c).

3.2 Recovery

Die Recovery (Rückgewinnungsrate) war in der 1. Fraktion mit im Mittel 30 %

(+/-14 %) am niedrigsten, betrug in der 2. Fraktion im Mittel 44 % (+/- 22 %) und

wies mit durchschnittlich 57 % (+/- 23 %) in der 3. Fraktion den höchsten Wert

auf.

Tabelle 3.1 Aufstellung statistischer Kenngrößen für die ermittelten Recoveries von 54

Bronchoalveolären Lavagen, aufgeführt sind Median, Minimum, Maximum, Mittelwert und

Standardabweichung für die drei durchgeführten Fraktionen.

Median Minimum Maximum Mittelwert Standardabweichung1. Fraktion 0.30 0.06 0.62 0.30 0.14 2. Fraktion 0.44 0.05 0.95 0.44 0.22 3. Fraktion 0.60 0.09 1.05 0.57 0.23

17

0 250 500 750 1000 12500

25

50

75

100 Eosinophile

Neutrophile

Lymphozyten

Makrophagen

500

500

500

500

500

500500

500

Anzahl ausgewerteter Zellen

Ante

il de

r Zel

lform

en in

%

Abbildung 3.1a

0 500 1000 15000

25

50

75

100

Neutrophile

Lymphozyten

Makrophagen

Eosinophile

Anzahl ausgewerteter Zellen

Anza

hl d

er Z

ellfo

rmen

in %

500

500

500

500

500

500

500

500

Abbildung 3.1b

18

0 500 1000 1500 20000

25

50

75

100 Eosinophile

Neutrophile

Lymphozyten

Makrophagen

500

500

500

500

500

500

500

500

Anzahl ausgewerteter Zellen

Ante

il de

r Zel

lform

en in

%

Abbildung 3.1c

Abbildungen 3.1a-c Entwicklung der Differentialzytologie bei steigender Anzahl ausgewerteter Zellen.

Dargestellt sind jeweils eine 1. (Abb. 3.1a), 2. (Abb. 3.1b) und 3. BAL-Fraktion (Abb. 3.1c). Zur

Orientierung wurde eine Horizontale durch die Werte bei 500 ausgewerteten Zellen gelegt.

19

3.3 Resultate der mikrobiologischen Untersuchungen

3.3.1 Mikrobiologische Auswertung der Lavagen

51 Lavagen wurden kulturell untersucht, in 28 wurden pathogene Keime

nachgewiesen, dabei wurde in 8 Fällen mehr als ein Keim gefunden.

Nachgewiesen wurden 14x H. influenzae, 9x S. pneumoniae, 6x S. aureus, 1x

H. parainfluenzae, 2x Moraxella katharralis, 1x β-hämolysierende

Streptokokken der Gruppe F, 1x E. coli, 1x Chlamydia pneumoniae, 1x

Pneumocystis carinii.

In 18 Lavagen war physiologische Flora nachweisbar, in 6 Lavagen ließen sich

keine Keime anzüchten.

In 9 Lavagen betrug die Keimkonzentration (bei Mischinfektionen die jeweils

höchste Keimkonzentration) 102 – 103 cfu/ml, 6x 103 – 104 cfu/ml, 5x 104 – 105

cfu/ml, 6x >105 cfu/ml. Chlamydia pneumoniae sowie Pneumocystis carinii

wurden mittels PCR nachgewiesen, so dass keine Keimkonzentrationen

ermittelt werden konnten.

12 Lavagen wurden mittels PCR auf Viren untersucht, 2x wurden Adenoviren

nachgewiesen, 1x eine Mischinfektion aus Parainfluenzavirus 3 und

Cytomegalievirus (CMV), außerdem wurden in einer BALF Respiratory

Syncytial Viren (RSV) gefunden.

3.3.2 Mikrobiologische Auswertung der Rachenabstriche

49 Rachenabstriche wurden kulturell auf pathogene Keime untersucht. Das

Ergebnis wurde semiquantitativ als geringe, mittlere oder große Keimzahl

angegeben.

In einem Fall ließen sich keine Keime anzüchten, 37x wurde physiologische

Flora nachgewiesen.

11 Rachenabstriche wiesen potentiell pathogene Keime auf. Dabei handelte es

sich 2x um β-hämolysierende Streptokokken der Gruppe A, jeweils 1x um β-

hämolysierende Streptokokken der Gruppen G und C, 2x S. pneumoniae, 1x S.

aureus, 2x E. coli, 1x Enterobacter cloacae und 1x Candida albicans.

20

3.3.2.1 Gegenüberstellung der Ergebnisse der Rachenabstriche und Lavagen

Bei 17 Patienten mit Rachenabstrich ohne pathogenen Keimnachweis wurden

auch in der BAL keine Keime gefunden. Bei weiteren 21 mit negativem

Rachenabstrich konnten pathogene Keime in der BAL nachgewiesen werden.

Bei 6 der 11 Kinder mit Keimnachweis im Rachenabstrich ließen sich auch

Keime in der BAL anzüchten. In 3 Fällen waren die Keime in Abstrich und BAL

identisch. Dabei handelte es sich um S. aureus (1x) und S. pneumoniae (2x).

(Abb. 3.3)

Keiner der pathogenen Keime, die im Rachen gefunden wurden, wuchs auch in

der Blutkultur.

3 mitidentischem Keim

in Abstrich und BALF

3 Abstriche mit ß-hämolysierenden

Streptokokken

6 mit Nachweispathogener Keime

in der BALF

5 ohne Nachweispathogener Keime

in der BALF

11 mit Nachweispathogener Keime

21 mit Nachweispathogener Keime

in der BALF

17 ohne Nachweispathogener Keime

in der BALF

38 ohne Nachweispathogener Keime

49 Rachenabstriche

Abbildung 3.2 Darstellung der Ergebnisse von Rachenabstrichen und BALF-Kulturen von 49

Patienten.

3.3.2.2 Der Rachenabstrich als mögliches Verfahren zur Ermittlung der Besiedlung der unteren Luftwege

Zur Bewertung des Rachenabstrichs als diagnostisches Verfahren zum

Nachweis einer Keimbesiedlung der Lunge wurden Abstriche mit

ß-hämolysierenden Streptokokken, sowie BALF mit Chlamydia pneumoniae-

und Pneumocystis-carinii-Nachweis (insgesamt zwei) nicht miteinbezogen.

Erstere, da sie nur im Pharynx aber nicht in der Lunge potentiell pathogen sind,

21

letztere, weil sie mit unseren Verfahren auf dem Rachenabstrich nicht

nachzuweisen waren.

Als relevante Keimbesiedlung wurde für den Pharynx mindestens eine mittlere

Keimzahl festgelegt. Für die BAL wurde eine Keimkonzentration von

mindestens 10³ Keimen/ml (cfu/ml) als relevant betrachtet.

Die sich daraus neu ergebende Konstellation ist in Abbildung 3.3 dargestellt.

3 mitidentischem

Keim in Abstrichund BALF

4 ohnerelevanten

Keimnachweis in der BALF

7 mit relevantemNachweis pathogener

Keime auf dem Abstrich

12 mitrelevantem

Keimnachweisin der BALF

26 ohnerelevanten

Keimnachweisin der BALF

38 ohnerelevanten Keim-

Nachweis auf dem Abstrich

45 Rachenabstrichemit anschließender BAL

Abbildung 3.3 Zusammenstellung der Ergebnisse von Rachenabstrichen und BALF-Kulturen

bei 45 Patienten. Relevanter Keimnachweis: pathogene Keime in der BALF >103 cfu/ml,

mindestens mittlere Keimkonzentration (semiquantitative Bestimmung) der Keime auf dem

Rachenabstrich

Die so resultierende Sensitivität betrug 20,0%, die Spezifität 86,7%. Der

positive prädiktive Wert lag bei 42,8%, der negative prädiktive Wert bei 68,4%.

3.3.3 Mikrobiologische Auswertung der Blutkulturen

Bei 34 Kindern wurden direkt im Anschluss an die BAL 2 Blutkulturen

abgenommen, bei weiteren 3 Kindern konnte jeweils nur eine Blutkultur

gewonnen werden.

Bei einem Patienten wurde in beiden Blutkulturen Moraxella katharrhalis

gefunden, in einem weiteren Fall wurde nur eine Kultur abgenommen, hier

gelang der Nachweis von H. influenzae.

22

Beide Keime konnten auch aus der BAL angezüchtet werden, waren jedoch

nicht durch Rachenabstrich nachweisbar.

In 17 Lavagen, gewonnen bei Kindern mit Keim-negativer Blutkultur, konnten

pathogene Keime ausgemacht werden. Davon lagen 10 Keime in einer

Konzentration >103 cfu/ml vor (Abb. 3.4).

2x mit Keim-positiver BALFKeime in BAL und Kultur identisch

2x mit Keimnachweis

17x mit Keim-positiver BALF 18x mit Keim-negativer BALF

35x ohne Keimnachweis

37 Blutkulturen

Abbildung 3.4 Darstellung der Ergebnisse der Blut- und BALF-Kulturen von 37 Patienten

Keim-negative BALF: keine pathogenen Keime nachgewiesen, Keim-positive BALF: Nachweis

von pathogenen Keimen, unabhängig von der Konzentration.

3.4 Einfluss der bronchoalveolären Keimbesiedlung auf Zellzahl

und Differentialzytologie in der BALF

3.4.1 Auswirkungen auf die Zellzahl

Die erste Fraktion von 48 BAL wurde auf pathogene Keime untersucht,

zusätzlich wurde die Anzahl der Zellen pro Mikroliter (Zellzahl) in der ersten

BAL-Fraktion bestimmt. In 27 dieser Lavagen konnten Keime nachgewiesen

werden. Zwei Keim-positive Lavagen gingen in die folgenden Berechnungen

nicht mit ein, hier handelte es sich um die Erreger Pneumocystis carinii und

Chlamydia pneumoniae, beide wurden durch PCR nachgewiesen, deshalb

konnten keine Keimkonzentrationen ermittelt werden.

Der Median der Gruppe mit Keimnachweis betrug 600 Zellen/µl, der Median der

Gruppe ohne Keimnachweis betrug 200 Zellen/µl. Beide Gruppen

unterschieden sich signifikant mit p ≤ 0,02. Das absolute Minimum betrug in

beiden Gruppen 100 Zellen/µl, das absolute Maximum in der Gruppe mit

Keimnachweis 11750 Zellen/µl, in der ohne Keimnachweis 5800 Zellen/µl.

Bestimmte man Median, Minimum und Maximum getrennt nach den ermittelten

23

Keimkonzentrationen, ergab sich erst bei einem Wachstum >105 Keime/ml ein

noch deutlicherer Unterschied (Tab. 3.2, Abb. 3.5-6).

Tabelle 3.2 Zellzahl in der 1. Fraktion von 46 BAL in Abhängigkeit vom Keimnachweis.

Dargestellt sind die Ergebnisse für BALF ohne (Keim-) und mit (Keim+, >102 cfu/ml) Nachweis

pathogener Keime. Letztere wurden auch nach der Konzentration der Keime aufgeschlüsselt.

Die aufgeführten p-Werte beziehen sich jeweils auf das Kollektiv ohne Nachweis pathogener

Keime.

Keim- Keim+ >102-103 cfu/ml >103-104 cfu/ml >104-105 cfu/ml >105 cfu/ml

Minimum (Zellen/µl) 100 100 200 100 200 300

Median (Zellen/µl) 200 600 600 500 600 2150

Maximum (Zellen/µl) 5800 11750 2600 4500 1000 11750

p (Vergleich mit Keim-)= ≤0.02 0.10 0.43 0.17 ≤0.02

Keim- Keim+10 2

10 3

10 4

10 5

Keimnachweis

Zellz

ahl (

in Z

elle

n/µl

)

Abbildung 3.5 Darstellung der Zellzahl für die erste Fraktion von 46 BAL, abhängig vom

Nachweis pathogener Keime (Keim-: kein Nachweis pathogener Keime, Keim+: pathogene

Keime nachgewiesen, >102 cfu/ml). Zusätzlich sind die Mediane aufgetragen.

24

10 2

10 3

10 4

10 5

>102-103 >103-104 >104-105 >105

Keimkonzentration (cfu/ml)

Zellz

ahl (

Zelle

n/µl

)

Abbildung 3.6 Darstellung der Zellzahl in der ersten BAL-Fraktion von 25 BAL mit Nachweis

pathogener Keime, in Abhängigkeit von der Konzentration des jeweiligen Keims (in cfu/ml).

Jede Markierung stellt eine BAL mit der dazugehörigen Keimkonzentration (X-Achse) und

Zellzahl (in Zellen pro µl, Y-Achse) dar. Zusätzlich sind die Mediane aufgetragen.

10 2

10 3

10 4

10 5

≤ 10³ cfu/ml > 10³ cfu/ml

p ≤ 0,03

Keimnachweis

Zellz

ahl (

Zelle

n/µl

)

Abbildung 3.7 Zellzahl in der ersten BAL-Fraktion von 46 BAL, mit Kolonisation der unteren

Luftwege, d.h. mit Nachweis einer Keimkonzentration in der BALF von >10³ cfu/ml sowie die

Zellzahl von Patienten ohne Kolonisation der unteren Luftwege mit pathogenen Keimen

(Keimkonzentration ≤10³ cfu/ml). Dargestellt sind jeweils Median, Interquartile und Range.

25

Verglich man das Kollektiv ohne Keimnachweis mit den Gruppen

unterschiedlicher Keimkonzentration, errechnete sich nur für die Gruppe mit

einer Keimkonzentration von >105 cfu/ml eine signifikante Differenz (p ≤ 0,02).

Beim Aufteilen des Kollektivs in eine Gruppe mit (Keimkonzentration in der

BALF > 103 cfu/ml) und eine Gruppe ohne Kolonisation der unteren Luftwege

mit pathogenen Keimen (Keimkonzentration in der BALF ≤ 103 cfu/ml) ergab

sich beim Vergleich ein signifikanter Unterschied bezüglich der Zellzahl in der

BALF (p ≤ 0,03) (Abb. 3.7).

Die Zellzahl der 2. Fraktion wurde bei 42 Kindern bestimmt. Betrachtete man

die BAL ohne pathogenen Keimnachweis und die mit Wachstum pathogener

Keime, ergab sich, unabhängig von deren Konzentration, ein signifikanter

Unterschied zwischen diesen beiden Gruppen. (p ≤ 0,05). Aufgeschlüsselt nach

Keimkonzentrationen ergab sich erst ab 105 cfu/ml eine Signifikanz im Vergleich

zum Kollektiv ohne Keimnachweis in der BAL (p ≤ 0,02) (Tab. 3.3, Abb. 3.8-9).

Tabelle 3.3 Zellzahl in der 2. Fraktion von 42 BAL in Abhängigkeit vom Keimnachweis.

Dargestellt sind die Ergebnisse für BALF ohne (Keim-) und mit (Keim+, >102 cfu/ml) Nachweis

pathogener Keime. Letztere wurden auch nach der Konzentration der Keime aufgeschlüsselt.

Die aufgeführten p-Werte beziehen sich jeweils auf das Kollektiv ohne Nachweis pathogener

Keime.

Keim- Keim+ >102-103 cfu/ml >103-104 cfu/ml >104-105 cfu/ml >105 cfu/ml

Minimum (Zellen/µl) 0 100 100 100 400 500

Median (Zellen/µl) 200 500 300 450 600 850

Maximum (Zellen/µl) 2400 2850 800 2600 900 2850

p (Vergleich mit Keim-)= ≤0.05 0.7022 0.3327 0.0570 ≤0.02

26

Keim- Keim+10 2

10 3

10 4

Keimnachweis

Zellz

ahl (

Zelle

n/µl

)

Abbildung 3.8 Darstellung der Zellzahl für die zweite Fraktion von 42 BAL, abhängig vom

Nachweis pathogener Keime (Keim-: kein Nachweis pathogener Keime, Keim+: pathogene

Keime nachgewiesen, >102 cfu/ml). Zusätzlich sind die Mediane aufgetragen.

10 2

10 3

10 4

>102-103 >103-104 >104-105 >105

Keimkonzentration (cfu/ml)

Zellz

ahl (

Zelle

n/µl

)

Abbildung 3.9 Darstellung der Zellzahl in der zweiten BAL-Fraktion von 23 BAL mit Nachweis

pathogener Keime, in Abhängigkeit von der Konzentration des jeweiligen Keims (in cfu/ml).

Jede Markierung stellt eine BAL mit der dazugehörigen Keimkonzentration (X-Achse) und

Zellzahl (in Zellen pro µl, Y-Achse) dar. Zusätzlich sind die Mediane aufgetragen.

27

In der 3. Fraktion zeigten sich ebenfalls eher höhere Zellzahlen bei höheren

Keimkonzentrationen in der BAL, hier ergaben sich aber keine signifikanten

Abweichungen (Tab. 3.4, Abb. 3.10-11).

Tabelle 3.4 Zellzahl in der 3. Fraktion von 41 BAL in Abhängigkeit vom Keimnachweis.

Dargestellt sind die Ergebnisse für BALF ohne (Keim-) und mit (Keim+, >102 cfu/ml) Nachweis

pathogener Keime. Letztere wurden auch nach der Konzentration der Keime aufgeschlüsselt.

Die aufgeführten p-Werte beziehen sich jeweils auf das Kollektiv ohne Nachweis pathogener

Keime.

Keim- Keim+ >102-103 cfu/ml >103-104 cfu/ml >104-105 cfu/ml >105 cfu/ml

Minimum (Zellen/µl) 100 100 100 200 300 300

Median (Zellen/µl) 200 400 300 350 800 500

Maximum (Zellen/µl) 2000 1200 500 1100 1200 1100 p (Vergleich mit

Keim-)= 0.11 0.72 0.42 0.11 0.12

Keim- Keim+10 2

10 3

10 4

Keimnachweis

Zellz

ahl (

Zelle

n/µl

)

Abbildung 3.10 Darstellung der Zellzahl für die dritte Fraktion von 41 BAL, abhängig vom

Nachweis pathogener Keime (Keim-: kein Nachweis pathogener Keime, Keim+: pathogene

Keime nachgewiesen, >102 cfu/ml). Zusätzlich sind die Mediane aufgetragen.

28

10 2

10 3

10 4

>102-103 >103-104 >104-105 >105

Keimkonzentration (cfu/ml)

Zellz

ahl (

Zelle

n/µl

)

Abbildung 3.11 Darstellung der Zellzahl in der dritten BAL-Fraktion von 21 BAL mit Nachweis

pathogener Keime, in Abhängigkeit von der Konzentration des jeweiligen Keims (in cfu/ml).

Jede Markierung stellt eine BAL mit der dazugehörigen Keimkonzentration (X-Achse) und

Zellzahl (in Zellen pro µl, Y-Achse) dar. Zusätzlich sind die Mediane aufgetragen.

3.4.2 Auswirkungen auf die Differentialzytologie

45 BAL wurden sowohl mikrobiologisch ausgewertet, als auch auf ihre

Differentialzytologie hin untersucht. Dabei handelte es sich um 23 Lavagen mit

und um 22 Lavagen ohne potentiell pathogene Keime. Auch hier wurden die

beiden Lavagen, die Pneumocystis carinii bzw. Chlamydia pneumoniae

enthielten, nicht mitgewertet, da mittels PCR keine Keimkonzentrationen

ermittelt werden konnte. Daher gingen 21 Keim-positive Lavagen in die

Berechnung der folgenden Ergebnisse mit ein. Es wurden pro Fraktion jeweils

2x 500 Zellen ausgezählt und die Ergebnisse gemittelt. Ausdifferenziert wurden

Neutrophile, Lymphozyten, Alveolarmakrophagen und Eosinophile. Da sich,

aufgrund der unterschiedlichen Präparatqualität, nicht immer alle drei

Fraktionen differentialzytologisch auswerten ließen, sind im folgenden die

Anzahlen der jeweils ausgezählten Lavagen bzw. die Anzahlen der Lavagen mit

positivem Keimnachweis für jede Fraktion aufgeführt. Für die erste Fraktion

ließen sich 37 Lavagen auswerten, davon zeigten 18 einen positiven

Keimnachweis. In der zweiten wurden 39 Lavagen ausgezählt, davon ergaben

29

21 einen Nachweis potentiell pathogener Keime. In die Berechnungen für die

dritte Fraktion gingen 37 Lavagen ein, in 18 wurden Bakterien gefunden.

3.4.2.1 Neutrophile Granulozyten

Der Anteil der neutrophilen Granulozyten der ersten Fraktion in den BAL mit

positivem Keimnachweis wich signifikant von dem der Keim-negativen BAL ab

(p ≤ 0,01).

Der Median für den Neutrophilenanteil betrug für die Gruppe mit Keimwachstum

67,4 %, für die Gruppe ohne Keimwachstum 25,4%. Noch deutlichere

Abweichungen konnten für höhere Keimkonzentrationen im Vergleich zur

Gruppe der Lavagen ohne Bakteriennachweis ermittelt werden (Tab. 3.5, Abb.

3.12-13).

Tabelle 3.5 Anteil der neutrophilen Granulozyten an der Differentialzytologie in der 1. Fraktion

von 37 BAL in Abhängigkeit vom Keimnachweis. Dargestellt sind die Ergebnisse für BALF ohne

(Keim-) und mit (Keim+, >102 cfu/ml) Nachweis pathogener Keime. Letztere wurden auch nach

der Konzentration der Keime aufgeschlüsselt. Die aufgeführten p-Werte beziehen sich jeweils

auf das Kollektiv ohne Nachweis pathogener Keime.

Keim- Keim+ >102-103 cfu/ml >103-104 cfu/ml >104-105 cfu/ml >105 cfu/ml

Minimum (Neutrophile in %) 2.3 5.0 5.0 12.9 47.5 10.0

Median (Neutrophile in %) 25.4 67.4 36.15 49.05 83.05 71.5

Maximum (Neutrophile in %) 86.1 92.8 77.8 85.2 85.1 92.8

p (Vergleich mit Keim-)= ≤0.01 0.46 0.47 ≤0.02 ≤0.02

30

Keim- Keim+0

25

50

75

100

Keimnachweis

Neu

trop

hile

(%)

Abbildung 3.12 Darstellung des Anteils der Neutrophilen Granulozyten (in %) an der

Differentialzytologie für die 1. Fraktion von 37 BAL, abhängig vom Ergebnis der Kultur. (Keim-:

kein Nachweis pathogener Keime, Keim+: pathogene Keime nachgewiesen, >102 cfu/ml).

Zusätzlich sind die Mediane aufgetragen.

0

25

50

75

100

>102-103 >103-104 >104-105 >105

Keimkonzentration (cfu/ml)

Neu

trop

hile

(%)

Abbildung 3.13 Darstellung des Anteils der Neutrophilen Granulozyten (in %) in der 1. BAL-

Fraktion von 18 BAL mit Nachweis pathogener Keime, in Abhängigkeit von der

Keimkonzentration (in cfu/ml). Zusätzlich sind die Mediane aufgetragen.

31

Signifikante Unterschiede ergaben sich für die Keimkonzentrationen 104 bis 105

cfu/ml (p ≤ 0,02) und >105 Keime pro ml (p ≤ 0,02), jeweils bezogen auf die

Gruppe ohne Wachstum pathogener Keime.

Berechnete man Median und Interquartile getrennt für Patienten mit Besiedlung

der unteren Atemwege, also mit einer Keimkonzentration in der BALF >103

cfu/ml, und für Patienten ohne Kolonisation der Lunge (Keimkonzentration ≤103

cfu/ml), so lag das 1. Quartil der Gruppe mit Kolonisation über dem 3. Quartil

der Gruppe ohne Besiedlung, so dass sich hier eine ausreichende Trennschärfe

ergab. Im Mann-Whitney-Test erwies sich dieser Unterschied als signifikant (p ≤

0,001) (Abb.3.14).

0

25

50

75

100

≤ 10³ cfu/ml > 10³ cfu/ml

p ≤ 0,001

Keimnachweis

Neu

trop

hile

(%)

Abbildung 3.14 Anteil der Neutrophilen Granulozyten (in %) an der Differentialzytologie in der

ersten BAL-Fraktion von 37 BAL. Dargestellt sind Median, Interquartile und Range für BAL ohne

(≤103 cfu/ml) und mit Besiedlung (>103 cfu/ml) der unteren Atemwege.

Auch in der zweiten Fraktion zeigten sich mit steigender Keimkonzentration

höhere Neutrophilen-Anteile und damit eine mit der Keimkonzentration

wachsende Differenz zum Kollektiv ohne Keimnachweis. Ein signifikanter

Unterschied ergab sich nur für den Vergleich zwischen der Gruppe mit > 105

cfu/ml und der Gruppe ohne Keimnachweis (p≤0,02) (Tab. 3.6, Abb. 3.15-16).

32

Tabelle 3.6 Anteil der neutrophilen Granulozyten an der Differentialzytologie in der 2. Fraktion

von 39 BAL in Abhängigkeit vom Keimnachweis. Dargestellt sind die Ergebnisse für BALF ohne

(Keim-) und mit (Keim+, >102 cfu/ml) Nachweis pathogener Keime. Letztere wurden auch nach

der Konzentration der Keime aufgeschlüsselt. Die aufgeführten p-Werte beziehen sich jeweils

auf das Kollektiv ohne Nachweis pathogener Keime.

Keim- Keim+ >102-103 cfu/ml >103-104 cfu/ml >104-105 cfu/ml >105 cfu/ml Minimum

(Neutrophile in %) 2.1 0.3 2.6 2.5 2.5 4.9

Median (Neutrophile in %) 3.8 19.45 6.6 42.3 39.9 45.9

Maximum (Neutrophile in %) 58.3 93.7 30.2 82.0 61.3 93.7

p (Vergleich mit Keim-)= 0.09 0.51 0.60 0.14 ≤0.02

Keim- Keim+0

25

50

75

100

Keimnachweis

Neu

trop

hile

(%)

Abbildung 3.15 Darstellung des Anteils der Neutrophilen Granulozyten (in %) für die zweite

Fraktion von 39 BAL, abhängig vom Ergebnis der Kultur (Keim-: kein Nachweis pathogener

Keime, Keim+: pathogene Keime nachgewiesen, >102 cfu/ml). Zusätzlich sind die Mediane

aufgetragen.

33

0

25

50

75

100

>102-103 >103-104 >104-105 >105

Keimkonzentration (cfu/ml)

Neu

trop

hile

(%)

Abbildung 3.16 Darstellung des Anteils der Neutrophilen Granulozyten (in %) in der zweiten

BAL-Fraktion von 21 BAL mit Nachweis pathogener Keime, in Abhängigkeit von der

Konzentration des jeweiligen Keims (in cfu/ml). Zusätzlich sind die Mediane aufgetragen.

Bei den für die dritte Fraktion ausgezählten 37 Lavagen war keine Tendenz zu

höheren Neutrophilen-Anteilen bei steigender Keimkonzentration erkennbar,

hier resultierten ebenfalls keine Signifikanzen.

Tabelle 3.7 Anteil der neutrophilen Granulozyten an der Differentialzytologie in der 3. Fraktion

von 37 BAL in Abhängigkeit vom Keimnachweis. Dargestellt sind die Ergebnisse für BALF ohne

(Keim-) und mit (Keim+, >102 cfu/ml) Nachweis pathogener Keime. Letztere wurden auch nach

der Konzentration der Keime aufgeschlüsselt. Die aufgeführten p-Werte beziehen sich jeweils

auf das Kollektiv ohne Nachweis pathogener Keime.

Keim- Keim+ >102-103 cfu/ml >103-104 cfu/ml >104-105 cfu/ml >105 cfu/ml Minimum

(Neutrophile in %) 0.3 0.5 0.5 2.0 7.0 2.6

Median (Neutrophile in %) 3.7 6.7 4.0 6.4 7,8 4,9

Maximum (Neutrophile in %) 70.7 58.0 54.6 55.7 28.5 58.0

p (Vergleich mit Keim-)= 0.12 0.93 0.72 0.07 0.29

34

Keim- Keim+0

25

50

75

100

Keimnachweis

Neu

trop

hile

(%)

Abbildung 3.17 Darstellung des Anteils der neutrophilen Granulozyten (in %) für die dritte

Fraktion von 37 BAL, abhängig vom Ergebnis der Kultur (Keim-: kein Nachweis pathogener

Keime, Keim+: pathogene Keime nachgewiesen, >102 cfu/ml). Zusätzlich sind die Mediane

aufgetragen.

0

25

50

75

100

>102-103 >103-104 >104-105 >105

Keimkonzentration (cfu/ml)

Neu

trop

hile

(%)

Abbildung 3.18 Darstellung des Anteils der Neutrophilen Granulozyten (in %) in der dritten

BAL-Fraktion von 18 BAL mit Nachweis pathogener Keime, in Abhängigkeit von der

Konzentration des jeweiligen Keims (in cfu/ml). Zusätzlich sind die Mediane aufgetragen.

35

3.4.2.2 Alveolarmakrophagen

Der Anteil der Alveolarmakrophagen in der ersten Fraktion zeigte sich bei Keim-

negativen Lavagen signifikant höher als bei Keim-positiven Lavagen (p≤ 0,04).

Aufgeschlüsselt nach Keimkonzentrationen ergab sich der geringste Anteil in

der Gruppe mit einer Keimkonzentration von >104 bis 105 cfu/ml (Tab. 3.8, Abb.

3.19-20).

Tabelle 3.8 Anteil der Alveolarmakrophagen an der Differentialzytologie in der 1. Fraktion von

37 BAL in Abhängigkeit vom Keimnachweis. Dargestellt sind die Ergebnisse für BALF ohne

(Keim-) und mit (Keim+, >102 cfu/ml) Nachweis pathogener Keime. Letztere wurden auch nach

der Konzentration der Keime aufgeschlüsselt. Die aufgeführten p-Werte beziehen sich jeweils

auf das Kollektiv ohne Nachweis pathogener Keime.

Keim- Keim+ >102-103 cfu/ml >103-104 cfu/ml >104-105 cfu/ml >105 cfu/ml Minimum

(Makrophagen in %) 3.0 1.0 7.7 6.8 1.7 1.0

Median (Makrophagen in %) 50,3 15.8 38.2 41.3 6.9 12,8

Maximum (Makrophagen in %) 80.6 87.1 80.4 75.7 26.7 87.1

p (Vergleich mit Keim-)= ≤0.04 0.55 0.86 ≤0.02 0.07

Keim- Keim+0

25

50

75

100

Keimnachweis

Mak

roph

agen

(%)

Abbildung 3.19 Darstellung des Anteils der Alveolarmakrophagen (in %) für die erste Fraktion

von 37 BAL, abhängig vom Ergebnis der Kultur (Keim-: kein Nachweis pathogener Keime,

Keim+: pathogene Keime nachgewiesen, >102 cfu/ml). Zusätzlich sind die Mediane

aufgetragen.

36

0

25

50

75

100

>102-103 >103-104 >104-105 >105

Keimkonzentration (cfu/ml)

Mak

roph

agen

(%)

Abbildung 3.20 Darstellung des Anteils der Alveolarmakrophagen (in %) in der ersten BAL-

Fraktion von 18 BAL mit Nachweis pathogener Keime, in Abhängigkeit von der Konzentration

des jeweiligen Keims (in cfu/ml). Zusätzlich sind die Mediane aufgetragen.

In der zweiten Fraktion fiel der Anteil an Alveolarmakrophagen mit ansteigender

Keimkonzentration. Der niedrigste Median von 15 % fand sich für die

Keimkonzentration > 105 cfu/ml. Es ergab sich aber auch in dieser Untergruppe

kein signifikanter Unterschied zum Kollektiv ohne Nachweis pathogener Keime.

(p = 0.06) (Tab. 3.9, Abb. 3.21-22).

Tabelle 3.9 Anteil der Alveolarmakrophagen an der Differentialzytologie in der 2. Fraktion von

39 BAL in Abhängigkeit vom Keimnachweis. Dargestellt sind die Ergebnisse für BALF ohne

(Keim-) und mit (Keim+, >102 cfu/ml) Nachweis pathogener Keime. Letztere wurden auch nach

der Konzentration der Keime aufgeschlüsselt. Die aufgeführten p-Werte beziehen sich jeweils

auf das Kollektiv ohne Nachweis pathogener Keime.

Keim- Keim+ >102-103 cfu/ml >103-104 cfu/ml >104-105 cfu/ml >105 cfu/ml Minimum

(Makrophagen in %) 5,7 3,9 12.7 10.0 15.7 3.9

Median (Makrophagen in %) 75.7 48.2 57.5 51.3 32.1 15.0

Maximum (Makrophagen in %) 92.5 92.5 82.4 92.5 66.4 66.5

p (Vergleich mit Keim-)= 0.22 0.90 0.96 0.31 0.06

37

Keim- Keim+0

25

50

75

100

Keimnachweis

Mak

roph

agen

(%)

Abbildung 3.21 Darstellung des Anteils der Alveolarmakrophagen (in %) für die zweite Fraktion

von 39 BAL, abhängig vom Ergebnis der Kultur (Keim-: kein Nachweis pathogener Keime,

Keim+: pathogene Keime nachgewiesen, >102 cfu/ml). Zusätzlich sind die Mediane

aufgetragen.

0

25

50

75

100

>102-103 >103-104 >104-105 >105

Keimkonzentration (cfu/ml)

Mak

roph

agen

(%)

Abbildung 3.22 Darstellung des Anteils der Alveolarmakrophagen (in %) in der zweiten BAL-

Fraktion von 21 BAL mit Nachweis pathogener Keime, in Abhängigkeit von der Konzentration

des jeweiligen Keims (in cfu/ml). Zusätzlich sind die Mediane aufgetragen.

38

Die dritte Fraktion erbrachte deutlich niedrigere Makrophagen-Anteile für

Keimkonzentrationen >104 cfu/ml, in Bezug zur Gruppe ohne Keimwachstum

waren aber keine signifikanten Unterschiede nachzuweisen (Tab. 3.10, Abb.

3.23-24).

Tabelle 3.10 Anteil der Alveolarmakrophagen an der Differentialzytologie in der 3. Fraktion von

39 BAL in Abhängigkeit vom Keimnachweis. Dargestellt sind die Ergebnisse für BALF ohne

(Keim-) und mit (Keim+, >102 cfu/ml) Nachweis pathogener Keime. Letztere wurden auch nach

der Konzentration der Keime aufgeschlüsselt. Die aufgeführten p-Werte beziehen sich jeweils

auf das Kollektiv ohne Nachweis pathogener Keime.

Keim- Keim+ >102-103 cfu/ml >103-104 cfu/ml >104-105 cfu/ml >105 cfu/ml Minimum

(Makrophagen in %) 4.7 7.6 7.6 30.9 22.6 14.2

Median (Makrophagen in %) 74.4 55.4 73.9 72.7 25.7 35.1

Maximum (Makrophagen in %) 97.7 90.3 85.2 90.3 49.2 76.2

p (Vergleich mit Keim-)= 0.27 0.82 0.89 0.13 0.23

Keim- Keim+0

25

50

75

100

Keimnachweis

Mak

roph

agen

(%)

Abbildung 3.23 Darstellung des Anteils der Alveolarmakrophagen (in %) für die dritte Fraktion

von 37 BAL, abhängig vom Ergebnis der Kultur (Keim-: kein Nachweis pathogener Keime,

Keim+: pathogene Keime nachgewiesen, >102 cfu/ml). Zusätzlich sind die Mediane

aufgetragen.

39

0

25

50

75

100

>102-103 >103-104 >104-105 >105

Keimkonzentration (cfu/ml)

Mak

roph

agen

(%)

Abbildung 3.24 Darstellung des Anteils der Alveolarmakrophagen (in %) in der dritten BAL-

Fraktion von 18 BAL mit Nachweis pathogener Keime, in Abhängigkeit von der Konzentration

des jeweiligen Keims (in cfu/ml). Zusätzlich sind die Mediane aufgetragen.

3.4.2.3 Lymphozyten

Der Anteil der Lymphozyten in der Differentialzytologie zeigte sich für

Keimkonzentrationen über 103 cfu/ml eher geringer als für Lavagen mit

niedrigerem bzw. ohne Keimnachweis. Es konnten aber keine signifikanten

Unterschiede gefunden werden. (Tab. 3.11, Abb. 3.25-26)

Tabelle 3.11 Anteil der Lymphozyten an der Differentialzytologie in der 1. Fraktion von 37 BAL

in Abhängigkeit vom Keimnachweis. Dargestellt sind die Ergebnisse für BALF ohne (Keim-) und

mit (Keim+, >102 cfu/ml) Nachweis pathogener Keime. Letztere wurden auch nach der

Konzentration der Keime aufgeschlüsselt. Die aufgeführten p-Werte beziehen sich jeweils auf

das Kollektiv ohne Nachweis pathogener Keime.

Keim- Keim+ >102-103 cfu/ml >103-104 cfu/ml >104-105 cfu/ml >105 cfu/ml Minimum

(Lymphozyten in %) 6.9 2.6 12.8 8.1 9.4 2.6

Median (Lymphozyten in %) 18.1 13.1 19.8 9.8 11.9 12.3

Maximum (Lymphozyten in %) 68.0 55.2 47.8 11.5 25.9 55.2

p (Vergleich mit Keim-)= 0.40 0.59 0.19 0.33 0.43

40

Keim- Keim+0

25

50

75

100

Keimnachweis

Lym

phoz

yten

(%)

Abbildung 3.25 Darstellung des Anteils der Lymphozyten (in %) für die erste Fraktion von 37

BAL, abhängig vom Ergebnis der Kultur (Keim-: kein Nachweis pathogener Keime, Keim+:

pathogene Keime nachgewiesen, >102 cfu/ml). Zusätzlich sind die Mediane aufgetragen.

0

25

50

75

100

>102-103 >103-104 >104-105 >105

Keimkonzentration (cfu/ml)

Lym

phoz

yten

(%)

Abbildung 3.26 Darstellung des Anteils der Lymphozyten (in %) in der ersten BAL-Fraktion von

18 BAL mit Nachweis pathogener Keime, in Abhängigkeit von der Konzentration des jeweiligen

Keims (in cfu/ml). Zusätzlich sind die Mediane aufgetragen.

In der zweiten Fraktion zeigte sich bezüglich des Lymphozytenanteils kein

eindeutiger Trend. Zwar war der Anteil an Lymphozyten in den Lavagen mit

41

einer Keimkonzentration von >103 bis 104 cfu/ml niedriger als in den Lavagen

ohne oder mit geringerem Keimnachweis, für höhere Keimkonzentrationen

ließen sich dann aber auch wieder höhere Lymphozytenzahlen nachweisen

(Tab. 3.12, Abb. 3.27-28).

Tabelle 3.12 Anteil der Lymphozyten an der Differentialzytologie in der 2. Fraktion von 39 BAL

in Abhängigkeit vom Keimnachweis. Dargestellt sind die Ergebnisse für BALF ohne (Keim-) und

mit (Keim+, >102 cfu/ml) Nachweis pathogener Keime. Letztere wurden auch nach der

Konzentration der Keime aufgeschlüsselt. Die aufgeführten p-Werte beziehen sich jeweils auf

das Kollektiv ohne Nachweis pathogener Keime.

Keim- Keim+ >102-103 cfu/ml >103-104 cfu/ml >104-105 cfu/ml >105 cfu/ml Minimum

(Lymphozyten in %) 7.1 2.3 14.8 4.9 6.5 2.3

Median (Lymphozyten in %) 24.5 26.3 30.4 8.0 30.7 21.3

Maximum (Lymphozyten in %) 83.2 78.2 57.3 26.4 54.8 78.2

p (Vergleich mit Keim-)= 0.55 0.72 0.12 0.85 0.33

Keim- Keim+0

25

50

75

100

Keimnachweis

Lym

phoz

yten

(%)

Abbildung 3.27 Darstellung des Anteils der Lymphozyten (in %) für die zweite Fraktion von 39

BAL, abhängig vom Ergebnis der Kultur (Keim-: kein Nachweis pathogener Keime, Keim+:

pathogene Keime nachgewiesen, >102 cfu/ml). Zusätzlich sind die Mediane aufgetragen.

42

0

25

50

75

100

>102-103 >103-104 >104-105 >105

Keimkonzentration (cfu/ml)

Lym

phoz

yten

(%)

Abbildung 3.28 Darstellung des Anteils der Lymphozyten (in %) in der zweiten BAL-Fraktion

von 21 BAL mit Nachweis pathogener Keime, in Abhängigkeit von der Konzentration des

jeweiligen Keims (in cfu/ml). Zusätzlich sind die Mediane aufgetragen.

In der dritten Fraktion lag der Anteil der Lymphozyten in den Präparaten der

Gruppe der Patienten mit einem Keimnachweis von >104 –105 cfu/ml deutlich,

aber nicht signifikant (p = 0,055) höher als in den anderen Gruppen. Bei

Patienten mit mehr als 105 cfu/ml in der BAL lag der Lymphozytenanteil

niedriger (Tab. 3.13, Abb. 3.29-30).

Tabelle 3.13 Anteil der Lymphozyten an der Differentialzytologie in der 3. Fraktion von 37 BAL

in Abhängigkeit vom Keimnachweis. Dargestellt sind die Ergebnisse für BALF ohne (Keim-) und

mit (Keim+, >102 cfu/ml) Nachweis pathogener Keime. Letztere wurden auch nach der

Konzentration der Keime aufgeschlüsselt. Die aufgeführten p-Werte beziehen sich jeweils auf

das Kollektiv ohne Nachweis pathogener Keime.

Keim- Keim+ >102-103 cfu/ml >103-104 cfu/ml >104-105 cfu/ml >105 cfu/ml Minimum

(Lymphozyten in %) 2.0 7.0 11.7 7.6 42.0 7.0

Median (Lymphozyten in %) 21.7 21.7 15.0 13.5 48.7 22.5

Maximum (Lymphozyten in %) 85.6 76.5 43.3 20.9 64.4 76.5

p (Vergleich mit Keim-)= 0.76 0.81 0.27 0.06 0.67

43

Keim- Keim+0

25

50

75

100

Keimnachweis

Lym

phoz

yten

(%)

Abbildung 3.29 Darstellung des Anteils der Lymphozyten (in %) für die dritte Fraktion von 37

BAL, abhängig vom Ergebnis der Kultur (Keim-: kein Nachweis pathogener Keime, Keim+:

pathogene Keime nachgewiesen, >102 cfu/ml). Zusätzlich sind die Mediane aufgetragen.

0

25

50

75

100

>102-103 >103-104 >104-105 >105

Keimkonzentration (cfu/ml)

Lym

phoz

yten

(%)

Abbildung 3.30 Darstellung des Anteils der Lymphozyten (in %) in der dritten BAL-Fraktion von

18 BAL mit Nachweis pathogener Keime, in Abhängigkeit von der Konzentration des jeweiligen

Keims (in cfu/ml). Zusätzlich sind die Mediane aufgetragen.

44

3.4.3 Der Anteil der Neutrophilen Granulozyten in der Differentialzytologie als Hinweis auf eine Kolonisierung der unteren Luftwege

Es sollte überprüft werden, ob man von einem erhöhten Anteil der Neutrophilen

Granulozyten an der Differentialzytologie auf das Vorliegen einer Kolonisierung

der unteren Atemwege schließen konnte. Dazu wurden Spezifität, Sensitivität

und prädiktive Werte für verschiedene Neutrophilengrenzwerte (Cut-offs)

berechnet.

Als Cut-off wurde der Median des Neutrophilenanteils bei BALF mit

nachgewiesener Kolonisation, 75%, und weitere Grenzwerte im 10%-Abstand

gewählt. Mit zunehmendem Cut-off stiegen Sensitivität und negativer prädiktiver

Wert, während die Spezifität und der negative prädiktive Wert abfielen. Diese

Daten zeigten, dass eine Vorhersage einer möglichen Besiedlung der unteren

Atemwege mittels BALF-Differentialzytologie nur bedingt möglich ist. Bei einem

Cut-off von 45% kann eine Kolonisation bei negativem Testausfall immer noch

nicht völlig ausgeschlossen werden, ein positiver Ausfall macht praktisch keine

Aussage zur Situation in den unteren Luftwegen. Wählt man einen Grenzwert

von 85% irrt man bei positivem Testausfall zwar nur in 25% der Fälle, die

gewünschte Möglichkeit des sicheren Ausschlusses einer Besiedlung bei

negativem Testausfall ist aber hier noch weniger gegeben.

Zur Vorhersage von Keimkonzentrationen >104 cfu/ml ist der Neutrophilenanteil

eher geeignet. Bei einem Cut-off von 45% Neutrophilen Granulozyten in der

Differentialzytologie ergab sich eine Sensitivität von 90%, eine Spezifität von

69,7%, ein positiver prädiktiver Wert von 47,3% und ein negativer prädiktiver

Wert von 95,9%. Somit war ein Neutrophilenanteil von <45% in der Lage, eine

Keimkonzentration von >104 cfu/ml mehr oder weniger auszuschließen.

45

Tabelle 3.14 Neutrophilenanteil in der Differentialzytologie als Testverfahren auf eine

mögliche Kolonisation der unteren Atemwege (Keimkonzentration in der BALF >103 cfu/ml).

Ergebnisse für verschiedene Grenzwerte (Cut-off) in %; pos. P. Wert = positiver prädiktiver

Wert; neg. p. Wert = negativer prädiktiver Wert

Cut-off 45% 55% 65% 75% 85%

Sensitivität 83.3 75.0 75.0 58.3 25.0

Spezifität 70.9 77.4 83.9 90.3 96.8

pos.p.Wert 52.6 56.3 64.3 70.0 75.0

neg.p.Wert 91.6 88.9 89.7 84.9 76.9

3.5 Untersuchung möglicher Einflussgrößen auf den Verlauf

der Körpertemperatur im Anschluss an eine BAL

Bei 31 Patienten wurde die Temperaturentwicklung mit durchschnittlich 5,8

Messungen über 8 Stunden verfolgt. Zwei dieser Kinder wurden bei der Analyse

der Daten nicht berücksichtigt, weil bei Ihnen eine deutliche

Temperaturerhöhung am Tag nach der Bronchoskopie gemessen wurde. Als

relevante Temperaturerhöhung wurden Werte über 39°C oder Steigerungen der

Körpertemperatur um mindestens 2°C gewertet.

Fünf Kinder entwickelten Temperaturen über 39°C, zwei weitere wiesen

Temperaturerhöhungen von über 2°C auf, ihre Körpertemperatur blieb aber

unter 39°C.

3.5.1 Bedeutung der bronchoalveolären Keimbesiedlung

In allen Lavagen der Patienten mit signifikanter Temperaturerhöhung wurden

pathogene Keime nachgewiesen (Tab. 3.15). Zwei dieser Keime konnten auch

im Rachenabstrich gefunden werden. Ein anderer Keim wuchs sowohl in der

BAL als auch in der Blutkultur.

46

Tabelle 3.15 Darstellung der Ergebnisse der BAL-Kultur bei auffiebernden Kindern (>39°C oder

+ ≥ 2°C)

1) S. pneumoniae >102 - 103 Keime/ml

H. parainfluenzae >102 - 103 Keime/ml

KG obere LW (3) >103 -104 Keime/ml

2) H. influenzae > 105 Keime/ml

S. pneumoniae >103 -104 Keime/ml (1)

3) S. pneumoniae, >103 - 104/ml (1)

H. influenzae >104 - 105/ml

KG obere LW (3) >104 - 105/ml

4) S. pneumoniae >105/ml

KG obere Luftwege (3), >104 -105/ml

5) H. influenzae >104 - 105/µl

6) Moraxella katharralis, >103 - 104/ml (2)

7) S. pneumoniae, >102 -103/ml

H. influenzae, >102 -103/ml (1) Keim auch im Rachenabstrich nachweisbar (2) Keim auch in der Blutkultur nachweisbar (3) Keimgemisch der oberen Luftwege

In den 22 Lavagen der Kinder ohne Temperaturanstieg wurden 11x pathogene

Keime gefunden. In den anderen 11 Lavagen wuchsen keine Keime oder ein

Keimgemisch der oberen Luftwege.

Trug man die höchste im Beobachtungszeitraum gemessene Temperatur

gegen die nachgewiesene Keimkonzentration in der BAL auf, ergab sich eine

Anstiegstendenz der Temperatur mit Zunahme der Konzentration pathogener

Keime in der BALF. Die höchsten Temperaturen wurden bei

Keimkonzentrationen von >104 –105 cfu/ml gemessen. Die Temperaturen der

Patienten mit einer Konzentration von >105 cfu/ml lagen unter denen des

Kollektivs mit >104 – 105 cfu/ml, aber über den Temperaturen aller anderen

Gruppen. Verglich man statt der absoluten Temperaturen den Anstieg in Bezug

zur Körpertemperatur vor der Bronchoskopie, ergaben sich ähnliche

Ergebnisse.

47

Unterteilte man das Kollektiv in eine Gruppe mit Kolonisierung der Lunge mit

pathogenen Bakterien und ein Gruppe ohne Kolonisation, ergab sich für die

Patienten mit Kolonisation ein signifikant höherer Temperaturanstieg (p≤0,04)

Das Relative Risiko Aufzufiebern lag für Kinder mit Lungenbesiedlung bei 5,0

(95% Konfidenzintervall:1,13 –22,11; p < 0,03) (Abb. 3.31 – 33).

36

37

38

39

40

>102-103 >103-104 >104-105 >105Keim-

Keimnachweis (cfu/ml)

höch

ste

gem

esse

neTe

mpe

ratu

r (°

C)

Abbildung 3.31 Darstellung der höchsten im Beobachtungszeitraum gemessenen Temperatur

(y-Achse) in Abhängigkeit vom Keimnachweis in der BAL (x-Achse). Keim-: keine pathogenen

Keime in der BALF nachgewiesen

48

0

1

2

3

4

>102-103 >103-104 >104-105 >105Keim-

Keimnachweis (cfu/ml)

Tem

pera

tura

nstie

g(∆

°C)

Abbildung 3.32 Darstellung des Temperaturanstiegs, d.h. der Differenz aus der vor der BAL

gemessenen Temperatur und der höchsten Temperatur im Beobachtungszeitraum, abhängig

vom Keimnachweis in der BAL. Keim-: keine pathogenen Keime in der BALF nachgewiesen

0

1

2

3

4

≤ 10³ cfu/ml > 10³ cfu/ml

p ≤ 0,04

Keimnachweis in BALF

Tem

pera

tura

nstie

g(∆

°C)

Abbildung 3.33 Darstellung des Temperaturanstiegs, d.h. der Differenz aus der vor der BAL

gemessenen Temperatur und der höchsten beobachteten Temperatur, für Kinder ohne

(Keimkonzentration ≤103 cfu/ml) und für Kinder mit Lungenkolonisation (Keimkonzentration >103

cfu/ml).

49

3.5.2 Bedeutung der Pharynxbesiedlung

Auf drei der bei fiebernden Patienten genommenen Rachenabstrichen konnten

pathogene Keime angezüchtet werden, also bei 42,9%. Dabei handelte es sich

zweimal um S. pneumoniae und einmal um β-hämolysierende Streptokokken

der Gruppe A.

Auf den Rachenabstrichen des Kollektivs ohne Temperatur-Erhöhung fand sich

in sechs von 23 Fällen eine Besiedlung mit pathogenen Keimen, das entspricht

26,1%.

Patienten, die im Anschluss an eine BAL eine Temperaturerhöhung zeigten,

wiesen also häufiger pathogene Keime im Rachenabstrich auf.

3.5.3 Möglicher Einfluss einer Bakteriämie

In einem Blutkulturen-Paar der Fieber-Gruppe, wie auch in der dazugehörigen

BALF, wuchs Moraxella katharrhalis, in allen anderen Blutkultur-Flaschen zeigte

sich kein Keimwachstum.

In der Gruppe ohne Temperatur-Entwicklung konnten bei 17 Kindern zwei

Blutkulturen und bei einem weiteren Kind eine Blutkultur gewonnen werden. In

letzterer wurde H. influenzae nachgewiesen, alle anderen blieben steril.

3.5.4 Weitere mögliche Einflussgrößen

3.5.4.1 Zellzahl und Zytologie

Der Median der Zellzahl betrug im Fieber-Kollektiv 500 Zellen/µl, in der Gruppe

der nicht auffiebernden Kinder 400 Zellen/µl. Die beiden Gruppen

unterschieden sich in Hinblick auf die Zellzahl nicht signifikant (p = 0,55).

Auch in der Differentialzytologie ergaben sich keine wesentlichen Unterschiede

(Tab. 3.16).

50

Tabelle 3.16 Ergebnisse der Differentialzytologie für Kinder mit und ohne Temperaturerhöhung

im Anschluss an eine BAL, dargestellt sind Mediane für den jeweiligen Anteil von Makrophagen,

Lymphozyten und neutrophile Granulozyten, sowie die Mediane für die Zellzahl.

Makrophagen (%)

Lymphozyten (%)

Neutrophile (%) Zellzahl/µl

Kinder mit Temperaturanstieg

(Median) 32,3 11,9 46,7 500

Kinder ohne Temperaturanstieg

(Median) 42,6 16,3 35,2 400

p = 0,97 0,48 0,61 0,55

3.5.4.2 Entzündungsparameter

In beiden Gruppen wurden als Entzündungsparameter die Leukozyten im Blut

und das C-reaktive Protein (CRP) im Serum bestimmt. Bezüglich dieser

Entzündungsparameter waren keine signifikanten Unterschiede auszumachen

(Tab. 3.17).

Tabelle 3.17 Zusammenstellung von Medianen und Range für Leukozyten im Blut und CRP im

Serum für die Gruppen der Patienten mit und ohne Auffiebern

Leukozyten (Median und Range in Zellen/mm³)

CRP (Median und Range in mg/dl)

Fieber 4700 - 7500 - 1600 0,6 - 1,15 - 2,3

Kein Fieber 4900 - 9700 - 23600 0,6 - 0,6 - 11,1

p = 0,1862 0,2955

3.5.4.3 BAL-Indikation

Von 10 Kindern, die mit der Indikation rezidivierende Pneumonien lavagiert

wurden, entwickelten 8 keine Temperaturerhöhung, ein Patient wies

51

Temperaturen über 39°C auf; ein weiterer zeigte nicht nur am Tag der

Bronchoskopie erhöhte Temperaturen, sondern auch am Folgetag.

Bei 2 von 8 Patienten, lavagiert wegen chronischem Husten, konnte eine

relevante Temperaturerhöhung protokolliert werden.

Von 9 Kindern, deren BAL wegen rezidivierenden obstruktiven Bronchitiden

durchgeführt wurde, fieberten 2 auf.

3.5.4.4 Alter der Patienten zum Zeitpunkt der Bronchoskopie

Kinder die im Anschluss an die Bronchoskopie auffieberten, waren jünger

(Mittelwert 47,4 Monate, 95%Konfidenzintervall: 32,7-62,1 Monate) als die

Patienten in der Gruppe ohne Temperaturerhöhung (Mittelwert: 80,6 Monate,

95%Konfidenzintervall: 56,4-104,8 Monate). Der Unterschied erwies sich jedoch

nicht als signifikant (p = 0,38).

3.6 Differenzen in den mikrobiologischen und

differentialzytologischen Ergebnissen je nach BAL-Indikation

3.6.1 Differenzen in der Keimbesiedlung zwischen Gruppen mit unterschiedlicher BAL-Indikation

Bei 15 Kindern lag eine Indikation für eine BAL aufgrund rezidivierender

Pneumonien vor. In sieben (46,7%) dieser BALF wurden potentiell pathogene

Keime nachgewiesen, in drei Fällen handelte es sich um Mischinfektionen mit

jeweils zwei potentiell pathogenen Keimen.

12 Patienten wurden wegen eines chronischen Hustens bronchoskopiert und

lavagiert, potentiell pathogene Bakterien wurden in sechs BALF (50%)

gefunden, es lagen zwei Mischinfektionen vor.

14 Lavagen wurden aufgrund rezidivierender, obstruktiver Bronchitiden

durchgeführt. Aus acht BALF (57,1%) waren potentiell pathogene Keime

anzüchtbar, in drei BALF wurden jeweils zwei Keime gefunden.

Es gab keine signifikanten Unterschiede hinsichtlich der vorkommenden

Keimspezies und der Keimkonzentrationen, in denen die Bakterien in der BALF

vorlagen.

52

3.6.2 Differenzen in der BAL-Zytologie zwischen Gruppen mit unterschiedlichen BAL-Indikationen

Die Zellzahl in der 1. und 2. Fraktion betrug die höchsten Werte für die BALF,

die mit der Indikation rezidivierende Pneumonien durchgeführt wurden. In der 3.

Fraktion ergaben sich keine nennenswerten Unterschiede zwischen den

einzelnen Indikationen.

Die Anteile der Neutrophilen Granulozyten fielen mit zunehmender Fraktion ab.

Die höchsten Werte wurden in der 1. Fraktion für BALF von Patienten mit

rezidivierenden Pneumonien gefunden (1,2% / 64,2% / 92,8%). Die Werte bei

Kindern mit rezidivierenden, obstruktiven Bronchitiden (10,6% / 54,05% /

85,2%) lagen darunter, die Ergebnisse bei Patienten mit chronischem Husten

(2,3% / 25,7% / 85,1%) erwiesen sich als noch niedriger.

In der 2. und 3. Fraktion lagen Mediane (ca. 2-9%) und Minima (ca. 0-2%) bei

allen Indikationen auf ähnlichem Niveau. Die Maxima bei BALF, die mit der

Indikation „rezidivierende Pneumonien“ durchgeführt wurden, lagen in beiden

Fraktionen höher, als bei aus anderen Indikationen durchgeführten BALF.

Der Anteil der Makrophagen nahm mit den Fraktionen zu. Die niedrigsten Werte

wurden in allen Fraktionen für BALF von Patienten mit rezidivierenden

Pneumonien gefunden (Mediane: 1.) 16,5%, 2.) 49,0%, 3.) 43,7%).

Die Mediane für BALF der Indikationen rezidivierende, obstruktive Bronchitiden

und chronischer Husten lagen in allen Fraktionen auf gleichem Niveau:

(1). 49,5% / 55,4%, 2.) 68,9 / 65,7%, 3.) 80,0 / 75,5%).

Bei Betrachtung der eosinophilen Granulozyten fielen keine auffälligen

Unterschiede auf.

Die Anteile der Lymphozyten lagen in der zweiten und dritten Fraktion

grundsätzlich etwas höher als in der ersten. Unterschiede bezüglich der

unterschiedlichen Indikationen gab es nicht

53

4 Diskussion

4.1 Recovery

Die Recovery gibt an, welcher Anteil der bei der Lavage instillierten

physiologischen Kochsalzlösung zurückgewonnen wurde und wird in der Regel

in Prozent angegeben. Sie ist ein Maß für die Qualität der Untersuchung. Je

kleiner die Recovery, v.a. der ersten Fraktion ist, desto eher gibt sie die

Verhältnisse in den Bronchien wieder. Gelingt es, größere Mengen und

mehrere Fraktionen hintereinander zurückzugewinnen, erlaubt die BAL einen

Schluss auf die Bedingungen im alveolären Bereich. Als technisch akzeptabel

bei Lavagen gesunder Kinder gilt eine Recovery ≥ 40%. 5

In der vorliegenden Arbeit wurde über alle drei Fraktionen eine Recovery von

44% ± 22,7% (Mittelwert ± Standardabweichung) erreicht.

V.a. bei Patienten mit obstruktiven Erkrankungen fällt die Wiedergewinnungs-

Rate oft geringer aus, daher schwanken in der Literatur die erzielten Recoveries

je nach Studienkollektiv zwischen 31% ±12% (jeweils Mittelwert ±

Standardabweichung) bei Patienten mit CF 6 und 58% ±15% bei gesunden

Kindern.7

4.2 Einflüsse der Methodik auf das Ergebnis der

Differentialzytologie

Die Weiterverarbeitung der BALF wird sehr uneinheitlich gehandhabt. Das führt

dazu, dass die Ergebnisse unterschiedlicher Studien nur bedingt vergleichbar

sind.

So filtriert z.B. ein Teil der Autoren die BALF durch zwei Lagen Gaze oder

einen Nylonfilter. In der vorliegenden Arbeit wurde unfiltrierte BALF verarbeitet.

Milman et al. 26 konnten zeigen, dass das Filtrieren der BALF zwar keinen Effekt

auf die Zellzahl oder den Anteil der eosinophilen und neutrophilen Granulozyten

in der BALF-Differentialzytologie hat, wiesen aber signifikant höhere

Makrophagenanteile und signifikant niedrigere Anteile an Lymphozyten in

filtrierter BALF nach.

54

Auch die Dauer und Geschwindigkeit der Zytozentrifugation zur Erstellung der

Zytospin®-Präparate hat Einfluss auf den Ausfall der Differentialzytologie. Die

Dauer variiert in der Literatur zwischen 5 und 20 Minuten, die Geschwindigkeit

zwischen 500 und 2000 Umdrehungen pro Minute; in der vorliegenden Arbeit

wurde 5 Minuten bei 2000 Umdrehungen pro Minute zytozentrifugiert.

De Brauwer et al.27 untersuchten den Einfluss der Zytospin-Zentrifugations-

bedingungen auf die Differentialzytologie. Signifikante Unterschiede ließen sich

auch hier nur für die Anteile der Makrophagen und Lymphozyten nachweisen.

Bei 500 Umdrehungen pro Minute wurden geringere Prozentsätze für

Lymphozyten und größere für Makrophagen gezählt, bei 1200 Umdrehungen

stieg der Anteil der Lymphozyten, der Anteil der Makrophagen fiel ab. Bei 2000

Umdrehungen pro Minute kam es zu keiner erneuten Änderung, die Ergebnisse

glichen denen bei 1200 Umdrehungen pro Minute.

Durch die Dauer der Zentrifugation bedingte Änderungen kamen erst bei einer

Zentrifugationszeit von deutlich über 10 Minuten zu Stande, dabei kam es dann

zu einem Abfall des Lymphozytenanteils.

In einer weiteren Studie wiesen De Brauwer et al.28 nach, dass auch der Ort der

Differenzierung auf dem Präparat einen Effekt auf die Differentialzytologie hat.

Sie teilten dazu das Präparat in vier Quadranten ein, und zählten pro Quadrant

und zusätzlich im Zentrum des Präparats 200 Zellen aus. So konnte gezeigt

werden, dass im Uhrzeigersinn von oben links nach unten links der Anteil der

Lymphozyten zunahm, der Anteil der Makrophagen sowie die Zelldichte

insgesamt aber abnahm. Zu Beginn der vorliegenden Untersuchungen fiel

dieser Effekt ebenfalls auf, deshalb wurde das Präparat parabelförmig

durchgemustert, so dass alle Quadranten am Endergebnis beteiligt waren.

Auch die Anzahl zu differenzierender Zellen pro Präparat zur zuverlässigen

Ermittlung der Differentialzytologie wird in der Literatur sehr unterschiedlich

festgelegt. Sie variiert zwischen 200 und 600. In den Voruntersuchungen zur

vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass sich die unterschiedlichen

Anteile der Zellen ungefähr ab 500 ausdifferenzierten Zellen stabilisieren. D. h.

darüber hinaus gezählte Zellen verändern die Differentialzytologie nicht mehr,

d. h. aber auch, dass deutlich niedrigere Anzahlen ausdifferenzierter Zellen die

55

Gefahr der Ungenauigkeit bergen. Um die Ergebnisse der Differentialzytologie

noch besser absichern zu können, wurden während dieser Untersuchung pro

BAL-Fraktion zwei Präparate angelegt, jeweils 500 Zellen ausgezählt und die

Ergebnisse gemittelt.

Die Einflussfaktoren auf die Zellzahl und die Differentialzytologie müssen im

Hinblick auf ihre Wichtigkeit zur Diskussion der vorliegenden Arbeit

unterschiedlich gewichtet werden. In der vorliegenden Studie wird das

Augenmerk hauptsächlich auf die Zellzahl und den Anteil der neutrophilen

Granulozyten in der Differentialzytologie gelegt, da sich diese Faktoren in

vorangehenden Studien als ausschlaggebend für die Beurteilung einer Infektion

oder Kolonisation der unteren Atemwege erwiesen haben. Auf diese beiden

Parameter haben Filtration, Zytozentrifugation und Ort der Zelldifferenzierung

im Präparat keinen oder nur geringen Einfluss. Die Anzahl der

ausdifferenzierten Zellen betrifft die ganze Differentialzytologie. Studien mit

weniger als 500 gezählten Zellen pro Präparat weisen das Risiko größerer

Abweichungen bzw. Ungenauigkeiten auf.

4.3 Mikrobiologische Ergebnisse von Rachenabstrichen und

BALF

In diversen Studien wurde bisher die Wertigkeit des Rachenabstrichs zur

Beurteilung einer Kolonisierung bzw. Infektion der unteren Luftwege bei

Patienten mit Zystischer Fibrose untersucht. In dieser Studie sollte überprüft

werden, ob sich die Ergebnisse auf Kinder mit anderen chronischen

Lungenerkrankungen übertragen lassen.

Dazu wurden die Resultate der mikrobiologischen Untersuchung von 49 BALF

mit denen der dazugehörigen Rachenabstriche verglichen.

Bei elf Kindern wurden im Rachenabstrich für den Pharynx oder die unteren

Luftwege potentiell pathogene Keime gefunden, aber nur in sechs der

dazugehörigen Lavagen ließen sich Bakterien nachweisen.

Bei drei Patienten fanden sich auf dem Abstrich nur für die oberen Luftwege

pathogene β-hämolysierende Streptokokken und in den BALF andere

pathogene Keime.

56

In drei Fällen wurden in BALF und Abstrich die gleichen Erreger gefunden.

Zur Bewertung des Rachenabstrichs als diagnostisches Verfahren zur

Ermittlung einer Besiedlung der unteren Luftwege, wurden nur Rachenabstriche

mit einem Keimnachweis in mindestens mittlerer Keimzahl (semiquantitatives

Verfahren) als relevant für eine Vorhersage der Besiedlung der unteren

Luftwege angesehen.

Als Besiedlung bzw. Kolonisierung der unteren Luftwege galt jeder

Keimnachweis >103 cfu/ml. Es wurde 15mal eine Kolonisation der unteren

Atemwege festgestellt. Drei dieser Keime fanden sich ebenfalls in der

Rachenabstrichkultur.

In 4 Fällen wurden Keime im Abstrich ermittelt, die aber nicht die unteren

Luftwege besiedelt hatten.

Daraus ergab sich für den Rachenabstrich als diagnostisches Verfahren zum

Nachweis der Besiedlung der unteren Luftwege eine Sensitivität von 20%, eine

Spezifität von 86,7%, der positive prädiktive Wert lag bei 42,8%, der negative

prädiktive Wert bei 68,4%.

Bei Rachenabstrichen besteht die Gefahr, dass bei zu langer Lagerung vor der

endgültigen Verarbeitung und Auswertung, die ortsständige „physiologische“

Flora (z.B. vergrünende Streptokokken, apathogene Corynebakterien und

Neisserien, Coagulase-negative Streptokokken, Enterokokken) die pathogenen

Bakterien überwuchert, so dass diese nicht mehr nachgewiesen werden

können. Um diesem Sachverhalt vorzubeugen, wurden die Proben innerhalb

von zwei Stunden dem mikrobiologischen Labor zugesendet und dann sofort

verarbeitet. Mussten die Proben in Ausnahmefällen länger gelagert werden,

wurden sie im Kühlschrank bei 4°C aufbewahrt.

Die Lokalanästhesie, zur Vermeidung von Laryngo- bzw. Bronchospasmen,

erfolgte mit 2%igem bzw. 4%igem Lidocain. Zumindest für S. pneumoniae ist

ein antimikrobieller Effekt des Lidocains in der BALF bewiesen.29 So wäre

denkbar, dass Keime in der BALF durch diese Wirkung nicht oder in einer

geringeren Konzentration (≤10³ cfu/ml) berücksichtigt wurden. So würde dann

57

ein positiver Keimnachweis im Rachenabstrich nicht mehr sein Korrelat in den

unteren Atemwegen finden.

Der Arbeitskanal hat bei für Kinder geeigneten Bronchoskopen nur einen sehr

geringen Durchmesser, deshalb können nicht wie bei Erwachsenen Katheter

zur Gewinnung der BAL eingesetzt werden. Stattdessen wird die

Kochsalzlösung direkt über den Arbeitskanal des Bronchoskops eingespritzt

und auch direkt über diesen wieder abgesaugt. Das hat zur Folge, dass

Kontaminationen mit Lidocain (s.o.) oder auch mit der Flora der oberen

Atemwege möglich sind.16 Solche Kontaminationen würden dann zu falsch

positiven BALF-Kulturen führen.

Um dieses Risiko möglichst gering zu halten, wurde als Grenzwert für eine

Kolonisation der unteren Atemwege eine Keimkonzentration von >10³ cfu/ml

gewählt. In dieser Studie ließen sich ab dieser Konzentration Veränderungen in

der BALF-Zytologie nachweisen, die nur bei einer Kolonisation, nicht aber bei

einer Kontamination mit Flora der oberen Luftwege erklärbar sind. Ab einer

Keimkonzentration von >10³ cfu/ml lagen beide Interquartile und damit auch

der Median für den Anteil der neutrophilen Granulozyten oberhalb des 3.

Quartils für BALF ohne Wachstum pathogener Keime. So konnte man ab dieser

Konzentration, aufgrund der ausreichenden Trennschärfe, von einer

Veränderung der Zusammensetzung der Leukozyten in den unteren Luftwegen

sprechen. Außerdem wiesen alle BAL, in deren Anschluss eine Bakteriämie

gefunden werden konnte, mindestens diese Keimkonzentration auf.

Alle anderen bekannten Studien zum Vergleich der Kulturergebnisse des

Rachenabstrichs mit denen der BALF betrachteten Kinder oder junge

Erwachsene mit Zystischer Fibrose:

Furness et al.30 teilten 26 Kinder mit akuter Symptomatik, bei denen sie 30

Bronchoskopien mit BAL durchgeführt hatten, retrospektiv in zwei Gruppen ein.

16 Lavagen erfolgten bei Patienten, die in einem Zeitraum von 2 Jahren bis 3

Wochen vor der BAL einen Pseudomonas-aeruginosa-Nachweis im

Rachenabstrich hatten. Nur in einer BALF dieses Kollektivs wurden

Pseudomonaden nachgewiesen. 14 weitere BAL wurden bei Kindern

58

durchgeführt, aus deren Rachenabstrichen nie Pseudomonaden isoliert werden

konnten. In drei dieser 14 Lavagen wurde P. aeruginosa ermittelt.

Furness et al. schließen aus diesen Ergebnissen, dass ein negative

Rachenabstrich-Kultur das Vorhandensein von Pseudomonaden nicht

ausschließen kann.

Der Zeitraum zwischen den Rachenabstrichen und den Lavagen ist mit bis zu 2

Jahren sehr viel weiter gewählt als bei allen anderen, prospektiven Studien, die

sich mit dieser Materie befassen. So kann bei dieser Untersuchung nicht

ausgeschlossen werden, dass die Infektion bzw. Kolonisation mit

Pseudomonaden nach der Abnahme des Rachenabstrichs stattgefunden hat.

Patienten mit CF unterziehen sich regelmäßig intravenösen Antibiotika-

Therapien. Hier liegt eine weitere mögliche Fehlerquelle. Bei großem Intervall

zwischen Pseudomonas-positivem Rachenabstrich und BAL wäre möglich,

dass die unteren Atemwege des ursprünglich kolonisierten Patienten durch eine

solche Therapie zum Zeitpunkt der BAL schon wieder saniert gewesen sind.

Jung et al. 17 betrachteten im Untersuchungszeitraum 38 asymptomatische

Patienten, in erster Linie Jugendliche und junge Erwachsene. Untersucht wurde

ausschließlich Pseudomonas aeruginosa. Es wurden expektorierende und

nicht-expektorierende Patienten unterschieden. Jeder Keimnachweis, gleich in

welcher Konzentration der Keim in der BAL vorlag, wurde gewertet. Die

Sensitivität lag bei Patienten, die Sputum produzierten, bei 40%, die Spezifität

bei 100%, der positive prädiktive Wert betrug 100%, der negative prädiktive

Wert 45,5%. Bei den Patienten ohne Sputumproduktion lagen alle Werte knapp

darunter, mit Ausnahme des negativ prädiktiven Wertes, der 73,5% betrug. D.h.

dass dieser Studie zufolge Patienten mit P. aeruginosa im Rachenabstrich mit

sehr großer Wahrscheinlichkeit diesen Keim auch in den unteren Atemwegen

beherbergen. Ein negativer Rachenabstrich schließt aber eine Besiedlung der

Lunge nicht aus.

Ramsey et al. 15 verglichen Rachenabstriche und BALF von 43 Kindern mit CF,

im Alter von 5 Monaten bis 25 Jahren (Median 8,2 Jahre), die sich in

bestmöglichem respiratorischen Status befanden. Es wurden jeweils zwei

Rachenabstriche durchgeführt, um das Risiko falsch negativer Ergebnisse

59

einzugrenzen. Während in der hier diskutierten Studie alle Antibiotika 24-48 h

vor BAL abgesetzt wurden, standen bei Ramsey et al. 53% der Patienten unter

Antibiotika-Einfluss. Auch hier wurde zwischen Kindern, die Sputum

produzierten, und Kindern ohne Sputumproduktion unterschieden. Beide

Gruppen zeigten keine Differenzen bezüglich Sensitivität und Spezifität. Die

Sensitivität schwankte zwischen 46% für P. aeruginosa und 77% für S. aureus.

Die Spezifität lag im Bereich von 82% (H. influenzae) bis 93% (S. aureus). Der

positive prädiktive Wert variierte zwischen 80 und 90%. Eine Ausnahme zeigte

sich bei H. influenzae in der Gruppe der Kinder ohne Sputumproduktion, wo der

positiv prädiktive Wert nur bei 63% lag. Der negative prädiktive Wert betrug

zwischen 57 und 80%.

Armstrong et al.6 untersuchten 75 jüngere Kinder (Median: 17 Monate), bei

denen sie in einem Zeitraum von 2 Jahren 120 Routine-BAL und 30 BAL wegen

akuter Exazerbation vornahmen. Sie wollten mit dem Rachenabstrich Keime

ermitteln, die eine Infektion der unteren Luftwege verursacht hatten. Dem

entsprechend betrachteten sie nur Keime, die in der BALF in einer

Konzentration von ≥105 cfu/ml vorlagen. 55 der 75 Patienten standen unter der

Medikation mit einem Staphylokokken-wirksamen Anibiotikum oder inhalierten

Tobramycin zur P.aeruginosa-Prophylaxe.

Die Sensitivität betrug 82%, die Spezifität 83%. 41% der Kinder bei denen ein

Keim im Rachenabstrich nachzuweisen war, wurde eine BALF mit einer

Keimkonzentration ≥ 105 cfu/ml des entsprechenden Keims zugeordnet. Bei

97% der Kinder ohne Keimnachweis im Rachenabstrich, lag auch keine

bakterielle Infektion der unteren Luftwege vor.

Rosenfeld et al.16 fassten die Daten vom Ramsey und Armstrong, sowie ihre

eigenen und die eines weiteren CF-Zentrums zusammen. So betrachteten sie

141 Patienten mit 286 BAL und Rachenabstrichen. Durchgeführt wurden

Berechnungen für Keimkonzentrationen in der BALF von 103 und 105 cfu/ml. In

den weiteren Ausführungen sind die Resultate für BALF-Konzentrationen von

103 cfu/ml aufgeführt.

Die Sensitivität lag, je nach untersuchtem Keim, zwischen 71 und 82%, die

Spezifität zwischen 69 und 64%. Der positive prädiktive Wert variierte zwischen

60

49 und 68%, das heißt höchstens die Hälfte bis zwei Drittel aller im

Rachenabstrich nachgewiesenen Keime besiedelten auch die unteren

Atemwege. Der negative prädiktive Wert reichte von 91 bis 96%; Bakterien, die

im Rachenabstrich nicht nachweisbar waren, konnten in mindestens 91% der

Fälle in der BALF nicht oder nur in einer Konzentration von unter 103 cfu/ml

isoliert werden.

Die größten Differenzen zwischen den Untersuchungen von Armstrong,

Ramsey und der Multicenter-Studie von Rosenfeld zeigten sich in den

prädiktiven Werten. Sensitivität und Spezifität lagen im wesentlichen nahe

beieinander.

Ein Erklärungsansatz dafür wäre, dass der positiv prädiktive Wert, nicht aber

Sensitivität und Spezifität, abhängig von der Prävalenz des Keims sind.

Da die Prävalenz für die meisten Keime bei CF-Patienten mit zunehmendem

Alter ansteigt, kann hier auch ein Ansteigen der positiven prädiktiven Werte

erwartet werden. Das Patientenkollektiv bei Ramsey et al. war deutlich älter als

die Kollektive der anderen Studien, er wies die größten Prävalenzen nach und

zeigte erwartungsgemäß auch die höchsten positiven prädiktiven Werte auf.

Bezüglich der Pseudomonaden lassen sich die Untersuchungen von Jung und

Rosenfeld vergleichen, da Jung jeglichen Keimnachweis in der BALF wertet

und Rosenfeld et al. auch Testcharakteristika unter Berücksichtigung jedes

Keimnachweises publiziert haben. Die Patienten von Rosenfeld waren im Mittel

19 Monate (Range: 2-44 Monate) alt, der positive prädiktive Wert betrug 82%.

Das Studienkollektiv von Jung et al. war im Mittel 14,2 Jahre alt (Range: 5,2 –

34,2 Jahre), der positive prädiktive Wert betrug 100%.

Insgesamt sind die Ergebnisse der verschiedenen vorher diskutierten Studien

nur sehr eingeschränkt miteinander und v.a. mit dieser Untersuchung zu

vergleichen. Besonders die betrachteten Kollektive sind in den einzelnen

Arbeiten, verglichen mit der vorliegenden, sehr unterschiedlich. Während

andere Autoren Ergebnisse beschreiben, die sowohl bei symptomatischen als

auch bei asymptomatischen Kindern und Jugendlichen mit CF, gewonnen

wurden, betrachtet die hier diskutierte Arbeit symptomatische Kinder mit

61

anderen chronischen Lungenerkrankungen. Des weiteren stehen

unterschiedliche Keime im Mittelpunkt. Während alle anderen Studien auch

bzw. ausschließlich (Jung et al.) Pseudomonaden untersuchten, wurden in

dieser Studie Pseudomonaden gar nicht nachgewiesen, da dieser Keim bei

Patienten, die nicht an CF erkrankt sind, sehr selten ist. Der

Keimkonzentrationsbereich, ab dem die verschiedenen Autoren von einer

Kolonisation oder einer Infektion sprachen, variierte ebenfalls. Manche Autoren

werten jeden Keimnachweis, andere bezogen nur Keimkonzentrationen ab 105

cfu/ml in ihre Studien mit ein, die Wahl der Schwellenkonzentration hat aber

direkten Einfluss auf die so ermittelte Sensitivität und Spezifität.

Abschließend lässt sich sagen, dass bei Kindern mit chronischen

Lungenerkrankungen der Rachenabstrich bezüglich einer Lungenkolonisierung

wahrscheinlich nur sehr eingeschränkt Auskunft geben kann. Die Spezifität

betrug zwar 86,7%, die Sensitivität lag aber mit 20% sehr niedrig. Nur 42,8%

der Keime auf dem Rachenabstrich waren auch in der Lunge nachweisbar, bei

68,4% der Patienten konnte man vom negativen Rachenabstrich auf eine nicht

kolonisierte Lunge schließen.

4.4 Verschiebungen in der BALF-Zytologie abhängig vom

Keimnachweis

Zum Einfluss einer Infektion oder Keimbesiedlung der unteren Luftwege auf die

zelluläre Zusammensetzung der BALF sind diverse Studien veröffentlicht

worden. Umstritten sind jedoch die Keimkonzentrationen der quantitativen

BALF-Kulturen, ab denen man von einer Kolonisierung oder einer Infektion der

unteren Luftwege sprechen kann.31

Um eine Schwellenkeimkonzentration für eine Infektion der unteren Atemwege

zu finden, lavagierten Speich et al.19 165 Erwachsene, 9 waren zum Zeitpunkt

der BAL mechanisch beatmet. Bei 27 Patienten wurde vor der Bronchoskopie

unter klinischen Gesichtspunkten eine Pneumonie diagnostiziert. Die BALF

wurde quantitativ kulturell untersucht. Daraufhin wurde überprüft, ob eine

Keimkonzentration in der BALF von ≥105 cfu/ml zur Diagnose Pneumonie

62

führte. Die Sensitivität betrug nur 33%, die Spezifität 99%, d.h. 33% der

Pneumonie-Patienten hatten ≥105 cfu/ml in der BALF, und 99% der Patienten

ohne Pneumonie hatten eine Keimkonzentration <105 cfu/ml in der BALF.

Rasmussen et al.20 bronchoskopierten unter der gleichen Fragestellung 67

immunkompetente Erwachsene mit einer Infektion des unteren

Respirationstrakts und 8 gesunde Kontrollen. Keiner der Patienten musste

beatmet werden. Die beste Trennschärfe zwischen Patienten mit und ohne

Pneumonie ergab sich bei ≥104 cfu/ml. Die Sensitivität lag hier bei 36%, die

Spezifität bei 100%. Ein Patient mit ≥104 cfu/ml potentiell pathogenen Keimen in

der BALF litt immer unter einer Infektion (positiv prädiktiver Wert 100%),

ausschließen konnte man eine Infektion bei BALF mit <104 cfu/ml Keimen

allerdings nur in 15% (negativer prädiktiver Wert 15%).

Cantral et al.21 unternahmen 338 BAL bei 225 Erwachsenen, von denen 28 vor

der BAL mindestens 24h beatmet waren. 20 litten zum Zeitpunkt der BAL unter

einer Pneumonie, deren Nachweis klinisch, bioptisch oder durch eine Autopsie

erfolgte. Auch in dieser Studie wurden quantitative BALF-Kulturen angelegt,

und überprüft, ob sich die Ergebnisse zur Pneumonie-Diagnostik eigneten. Bei

einem Cut-off von ≥ 103 cfu/ml lag die Sensitivität bei 90%, die Spezifität bei

97%. Positiver und negativer prädiktiver Wert lagen bei 69% bzw. 99%. D.h.

eine Keimkonzentration von unter 103 cfu/ml eignete sich zum

Pneumonieausschluss. Wurde ein Grenzwert von ≥ 105 cfu/ml zugrunde gelegt,

ging das zu Lasten der Sensitivität, die auf 55% abfiel, hinsichtlich der

Prädiktion hatte dieser Cut-off aber die größere Aussagekraft (positiver

prädiktiver Wert: 100%, negativer prädiktiver Wert 97%).

Vorschläge für Schwellenkonzentrationen zur Diagnose einer Infektion bei

pädiatrischen Patienten liegen bisher nur für Asthma- oder CF-Patienten vor. In

beiden Studien wird eine Infektion ab einer Keimkonzentration ≥105 cfu/ml

definiert.6,32 In der Arbeit, die sich mit CF-Patienten beschäftigt, konnten

zwischen Kindern mit infizierten bzw. nicht-infizierten unteren Atemwegen

63

signifikante Unterschiede bezüglich der Zellzahl und Differentialzytologie

nachgewiesen werden.6

Die Definition der Kolonisierung ist ebenfalls noch fraglich. Ahrens et al.22

werten jeglichen Keimnachweis als Kolonisierung, sie untersuchten 189 Kinder

mit chronisch pulmonalen Erkrankungen. Bei dieser Schwellenkonzentration

gestaltet sich die Abgrenzung zur Kontamination aber schwierig, so dass falsch

positive BALF-Kulturergebnisse nicht ausgeschlossen werden können.

Während der Voruntersuchungen zur vorliegenden Arbeit fiel ein deutlicher

Unterschied in der Zellzusammensetzung der BALF ab einer Keimkonzentration

von >103 cfu/ml auf. Deshalb wurde in dieser Arbeit ein Grenzwert von >103

cfu/ml verwendet. Da sich Bakterien in dieser Menge auch bei Kindern fanden,

die klinisch keine Zeichen einer pulmonalen Infektion zeigten, wurde hier der im

weiteren verwendete Grenzwert für eine Kolonisierung der unteren Luftwege

definiert.

4.4.1 Zellzahl

Die erste Fraktion der BAL wurde kulturell untersucht, bei allen drei Fraktionen

wurde die Zellzahl (in Zellen/µl) bestimmt. In allen Fraktionen lag die Zellzahl

der BAL mit Keimnachweis (1.Fr.: Median: 600 Zellen/µl, Range: 100, 11750

Zellen/µl; 2.Fr.. Median: 500 Zellen/µl, Range: 100, 2850 Zellen/µl) höher als

die der BAL ohne Keimnachweis (1.Fr.: Median: 200 Zellen/µl, Range: 100,

5800 Zellen/µl; 2.Fr.. Median: 200 Zellen/µl, Range: 0, 2400 Zellen/µl). In der

ersten und zweiten Fraktion war dieser Unterschied signifikant (1. Fraktion: p

≤0,03; 2.Fraktion: p ≤0,05). Wurden die BAL nach der nachgewiesenen

Keimkonzentration in Gruppen aufgeteilt, so stieg die Zellzahl mit wachsender

Keimkonzentration. Ein signifikanter Unterschied zur Gruppe ohne Keime fand

sich, wohl aufgrund der kleineren Fallzahlen in den Untergruppen, für die ersten

beiden Fraktionen erst ab einer Keimkonzentration von >105 cfu/ml (1. Fraktion:

p ≤0,02; 2.Fraktion: p ≤0,02).

In der dritten Fraktion zeigten sich bei Keimnachweis ebenfalls höhere

Zellzahlen, allerdings ergaben sich keine Signifikanzen.

Für alle drei Fraktionen wurde eine Differenzierung in BAL mit

Keimkolonisierung und BAL ohne Kolonisierung der unteren Luftwege

64

unternommen. Als Grenzwert wurde eine Keimkonzentration von >103 cfu/ml

gewählt. Hinsichtlich der Zellzahl bestand zwischen diesen Gruppen ein

signifikanter Unterschied. ( 1.Fraktion: p ≤0,03; 2.Fraktion: p ≤0,01; 3.Fraktion:

p ≤0,02).

Normalwerte für Zellzahlen gesunder Kinder ermittelten Ratjen et al 7. In ihrer

Studie lavagierten sie lungengesunde Kinder während elektiven Operationen.

Auch hier wurde die BALF durch Gaze filtriert und anschließend bei 500g 10min

zentrifugiert. Der Median der Zellzahl lag mit 73 Zellen/µl (Range: 15-66,8

Zellen/µl) unter unseren Werten für Kinder ohne Keimnachweis.

Für lungengesunde Kinder ermittelte Riedler et al. 33 Normwerte, dazu

untersuchten sie 18 Kinder zwischen 3 Monaten und 10 Jahren. Für die 1.

Fraktion lag der Median für die Zellzahl bei 60 Zellen/µl, für den Pool aus 2. und

3. Fraktion bei 155 Zellen/µl. Die in dieser Studie gefundenen Werte für Kinder

ohne Keimnachweis liegen also ebenfalls leicht unter unseren Ergebnissen.

Die niedrigeren Zellzahlen von Ratjen und Riedler lassen sich damit erklären,

dass in der vorliegenden Untersuchung nicht nur lungengesunde Kinder,

sondern auch solche mit chronischen Lungenerkrankungen eingeschlossen

wurden. So ermittelten Marguet et al. 34 im Vergleich zu einer gesunden

Kontrollgruppe erhöhte Zellzahlen für Kinder mit rezidivierenden Obstruktionen

(Wheezing), chronischem Husten und Asthma.

Kim et al.35 bestimmten die Zellzahl für 18 Kinder mit Asthma und 20 mit RSV-

Bronchiolitis und wiesen für diese Kollektive ebenfalls erhöhte Zellzahlen nach.

Beeinträchtigungen durch andere Erreger als RSV lagen nicht vor. Die Zellzahl

für Patienten mit Asthma betrug 220 Zellen/µl (Median), die der Bronchiolitis-

Patienten 315 Zellen/µl.

Ebenfalls höhere Zellzahlen erhielten Midulla et al.36 bei ihren Untersuchungen

von 16 Kindern. Es handelte sich um Bronchoskopien mit anschließender

Lavage bei Kindern mit Stridor und Patienten, die zwei Monate zuvor eine

Fremdkörperaspiration erlitten hatten und eine Kontrolluntersuchung erhalten

sollten. Die Autoren wollten auf diesem Weg ebenfalls Normwerte erzielen.

65

Ihre Vorgehensweise war mit der in der hier diskutierten Arbeit identisch, so

dass sich die Ergebnisse gut vergleichen lassen. Die Zellzahl wurde aus der

zweiten Fraktion bestimmt. Der Mittelwert der Zellzahl bei ihren Patienten lag

bei ca. 600 ± 82 Zellen/µl (Mittelwert + Standardabweichung). In unserer Studie

lag der Mittelwert bei 490 Zellen/µl, allerdings betrug die Standardabweichung

aufgrund des sehr heterogenen Kollektivs 640 Zellen/µl, so dass der Median

aussagekräftiger zu sein schien. Er betrug in der hier diskutierten Studie für die

2. Fraktion 200 Zellen/µl, somit wurden niedrigere Werte als bei Midulla et al.

gefunden. Fraglich ist jedoch, ob die Patienten, die 2 Monate zuvor eine

Fremdkörperaspiration erlitten hatten, nicht immer noch erhöhte Zellzahlen

aufwiesen. Das würde erklären, dass Midullas Ergebnisse nicht nur über denen

in der vorgelegten Arbeit, bei symptomatischen Kindern, erzielten Werten

liegen, sondern auch deutlich über den Zellzahlen, die von anderen Autoren,

bei lungengesunden Kindern ermittelt worden sind.

Pohunek et al.18 lavagierten ein bezüglich der Indikationen mit dem in der

vorgelegten Arbeit vergleichbares Studienkollektiv, die BALF wurde nicht

mikrobiologisch untersucht.

Verglich man die Ergebnisse für Kinder ohne Keimnachweis in der vorgelegten

Studie mit denen von Pohunek, so lagen diese nahe beieinander. Der Median

lag für die erste Fraktion bei 180 Zellen/µl und stieg bis zur vierten Fraktion auf

360 Zellen/µl an. Allerdings filterten die Autoren Pohunek et al.18 die BALF

durch zwei Lagen Gaze und zentrifugierten sie bei 700g für 10 min. Zwar

konnten Milman et al.26 nachweisen, dass die Filtration keinen Effekt auf die

Zellzahl hat, die Zentrifugation schränkt die Vergleichbarkeit der Zahlen jedoch

ein.

Untersuchungen zur Veränderung der Zellzahl bei Keimnachweisen in der

BALF von Kindern liegen bisher nur für CF-Patienten vor. 6 Die Zellzahlen von

CF-Patienten liegen auch ohne Keimnachweis schon über denen von

Kontrollpatienten ohne CF, so dass diese sich zum Vergleich mit dem Kollektiv

der vorgelegten Arbeit nicht eignen.

66

Cobben et al. 23 verglichen die Zellzahlen in der BALF von erwachsenen

Patienten mit einer Infektion der unteren Atemwege, definiert als

Keimkonzentration in der BAL von ≥104 cfu/ml, mit den Zellzahlen eines

Kollektivs ohne eine solche Infektion, dass heißt mit einer Keimkonzentration in

der BALF von <103 cfu/ml. Die BALF wurde ähnlich unserem Studiendesign

verarbeitet, die Zellzahlen wurden in einem Pool der zweiten und dritten

Fraktion gemessen. Für Patienten ohne Infektion lagen die Zahlen mit einem

Median von 250 Zellen/µl nahe bei unseren. Erheblich höhere Zahlen wurden

für Patienten mit Infektion gefunden.

Der Median lag hier bei 3290 Zellen/µl, der Unterschied zwischen beiden

Gruppen erwies sich als hoch signifikant (p <0,0001). Diese Zahlen lassen sich

eventuell damit erklären, dass es sich beim Kollektiv von Cobben et al. um

symptomatische Patienten handelte, bei denen die Diagnose Pneumonie schon

präbronchoskopisch erwartet worden war. In unserer Studie fanden sich auch

„Zufallsbefunde“, dass heißt Patienten, die unter anderen Indikationen als

rezidivierende Pneumonien lavagiert worden waren, also auch keine

entsprechenden Symptome aufwiesen und trotzdem hohe Keimkonzentrationen

in der BALF hatten. Bei solchen Patienten konnte man von einer Kolonisation

der unteren Luftwege ausgehen, die zwar mit einem Anstieg der Zellzahl

einherging, aber nicht zu so exzessiven Werten führte. Weiterhin muss

angemerkt werden, dass immer noch unklar ist, ob man Ergebnisse aus

Untersuchungen Erwachsener mit Studien zu Lavagen aus der Pädiatrie

vergleichen kann.

4.4.2 Differentialzytologie

Die Differentialzytologie wurde für jede Fraktion angefertigt und den

mikrobiologischen Ergebnissen gegenübergestellt.

Die deutlichsten Unterschiede zwischen BALF mit und ohne Keimnachweis

zeigten sich bei den Anteilen der neutrophilen Granulozyten. Für BALF ohne

jeglichen Keimnachweis lag der Median der ersten Fraktion bei 25,4% (Range:

2,3; 86,1) für BALF mit Nachweis pathogener Keime bei 67,4% (Range: 5,0;

92,8). Der Unterschied zwischen beiden Gruppen war signifikant mit p ≤0,01.

Das Kollektiv mit Keimnachweis wurde nach den Keimkonzentrationen in der

BALF weiter unterteilt und die Untergruppen mit den BALF ohne Wachstum von

67

Bakterien in der Kultur verglichen. Signifikanzen im Mann-Whitney-Test fanden

sich, wahrscheinlich durch die deutlich kleinere Fallzahl in den Untergruppen,

erst bei Keimkonzentrationen >104 cfu/ml (p =0,02) und >105 cfu/ml (p ≤0,02).

In der zweiten Fraktion zeigten sich ähnliche Ergebnisse, allerdings ließ sich

kein signifikanter Unterschied zwischen Keim-negativen und Keim-positiven

Kindern nachweisen (p =0,09).

Beim Auszählen der Neutrophilen in der dritten BAL-Fraktion schienen die

Anteile bei Patienten mit Bakterien in der BALF auch eher höher zu liegen, es

konnten aber ebenfalls keinerlei Signifikanzen ermittelt werden.

Bezüglich der neutrophilen Granulozyten unterschieden sich die Kollektive mit

und ohne Kolonisation der unteren Luftwege in der ersten und zweiten Fraktion

signifikant.(1.Fraktion: p ≤0,001; 2.Fraktion: p ≤0,01; 3.Fraktion: p ≤0,09).

Da das Ergebnis der Differentialzytologie innerhalb der ersten 2 Stunden nach

der Lavage und damit Tage vor den Kulturergebnissen vorliegt, wäre es

hilfreich die erhöhten Neutrophilenwerte zur Diagnose einer Kolonisierung bzw.

Infektion der unteren Luftwege nutzen zu können.

Ein Anteil der Neutrophilen Granulozyten von weniger als 45% schloss in

unserem Kollektiv eine BALF-Keimkonzentration von >103 cfu/ml in 91,6% und

eine Keimkonzentration von >104 cfu/ml in 95,9% der Fälle aus. BALF mit ≥45%

Neutrophile Granulozyten in der Differentialzytologie sagten in 47,3% der Fälle

eine BALF-Keimkonzentration von >104 cfu/ml und in 52,6% eine BALF-

Keimkonzentration von >103 cfu/ml voraus.

Der Alveolarmakrophagen-Anteil in BALF mit Keimnachweis lag mit einem

Median von 50,3% (Range 3,0-80,6%) nur in der ersten Fraktion signifikant

über dem der BALF ohne Bakterien (Median 15,8%, Range 1,0-87,1%) (p ≤

0,04).

Zwar fiel in allen Fraktionen ein Abfall des Makrophagen-Anteils v.a. ab 104

cfu/ml auf, für den aber aufgrund der kleinen Fallzahl keine Signifikanz

nachgewiesen werden konnte.

Bei Kindern mit einer Kolonisierung der unteren Atemwege fanden sich

ebenfalls nur in der ersten Fraktion signifikant erhöhte Makrophagen-Anteile in

68

der Differentialzytologie (1.Fraktion: p ≤0,02; 2.Fraktion: p =0,06; 3.Fraktion: p

=0,35).

Auch die Anteile der Lymphozyten wurde ermittelt. Es ergaben sich aber keine

Unterschiede bezüglich des Keimnachweises.

Die möglichen Fehlerquellen bei der kulturellen Auswertung der BALF sind

schon in Abschnitt 4.3 erörtert worden. Die Diskussion der eingeschränkten

Vergleichbarkeit von Studien mit unterschiedlicher Methodik hinsichtlich der

Differentialzytologie findet sich in Kapitel 4.2.

Einige Studien haben sich mit der Normwertfindung für die BALF-

Differentialzytologie bei gesunden Kindern beschäftigt. Beim Vergleich dieser

Werte mit den Ergebnissen der Keim-negativen Patienten in der vorgelegten

Studie fallen v.a. die erhöhten Werte für neutrophile Granulozyten in der ersten

Fraktion und für Lymphozyten in allen Fraktionen auf.

Riedler et al. 10 beschrieben für die erste Fraktion 3,0% Neutrophile und 3,0%

Lymphozyten. Ihre Methodik war mit der der vorgelegten Arbeit vergleichbar, es

wurden aber nur 300 Zellen pro BALF-Fraktion ausgezählt.

Ratjen et al. 7 poolten die 2. und 3. Fraktion, filtrierten die BALF durch Gaze und

zentrifugierten sie, anschließend wurden 600 Zellen ausgezählt. Sie wiesen

einen Anteil an Neutrophilen von 0,9% und an Lymphozyten von 12,5% nach.

Die in der hier diskutierten Arbeit ermittelten höheren Zahlen für neutrophile

Granulozyten und Lymphozyten, beruhen wahrscheinlich auf der

Zusammensetzung des Studienkollektivs, dass ja nicht aus lungengesunden

Kindern bestand. Da ein großer Teil der Lavagen nicht auf Viren untersucht

worden ist, können virale Infektionen hier nicht ausgeschlossen werden.

Für Infektionen mit RSV sind erhöhte Neutrophilenzahlen, für Adenoviren

erhöhte Lymphozytenanteile in der BALF-Differentialzytologie bereits

nachgewiesen worden.22, 35

Außerdem ist es möglich, dass pulmonale Grunderkrankungen zu

Verschiebungen in der Differentialzytologie führen. So konnten Barbato et al. 37

für Kinder mit Asthma bronchiale signifikant (p=0,02) höhere Werte für

69

neutrophile Granulozyten in der BALF zeigen. Auch die Zahl der Lymphozyten

lag höher, jedoch nicht signifikant (p=0,08). Allerdings konnten Kim et al. 35 und

Marguet et al. 34 diese Ergebnisse nicht bestätigen, sie fanden keine

signifikanten Unterschiede zur lungengesunden Kontrollgruppe.

Cobben et al. lavagierten 80 erwachsene Patienten, ein großer Teil war

während der BAL beatmet. Die Autoren führten Keimkonzentrationen von ≥104

cfu/ml auf eine Pneumonie zurück. Keimkonzentrationen von <103 cfu/ml

dienten zum Pneumonieausschluss. Die Gruppe der Pneumonie-Patienten

bestand aus 33 Mitgliedern, bei weiteren 47 Patienten konnte eine Pneumonie

ausgeschlossen werden. 8 Freiwillige wurden als Kontrollgruppe

bronchoskopiert.

Die Differentialzytologie wurde aus einem Pool aus der 2.,3. und 4. Fraktion

bestimmt, 500 Zellen wurden pro Patient ausgezählt. Zur Recovery wurden in

der Publikation keine Angaben gemacht.

In der Pneumonie-Gruppe wurde ein Mittelwert für den Anteil der Neutrophilen

Granulozyten von 90,5% (SD: ±1,5%) gefunden, in der Gruppe mit Pneumonie-

Ausschluss betrug der Anteil der Neutrophilen 21,6% ±3,4% (Mittelwert ± SD),

in der Kontrollgruppe lag der Anteil bei 17% ±0,5% (Mittelwert ±SD).

Aufgrund der kleineren Fallzahl in der vorliegenden Arbeit erschien die

Verwendung von Mittelwerten nicht sinnvoll, der Median für Patienten mit einer

Keimkonzentration von >104-105 cfu/ml lag bei 83,05%. Cobben et al. fanden

einen hoch signifikanten Unterschied zwischen dem Pneumonie-Kollektiv und

den Patienten mit Pneumonie-Ausschluss (p<0,0001), gaben aber an, dass die

Ergebnisse für ausschließlich nicht-beatmete Patienten noch signifikant, aber

nicht mehr so deutlich ausfielen. Die diesbezüglichen Daten sind nicht publiziert

worden.

Die Autoren überprüften, ob die absolute Neutrophilenanzahl in der Lage war,

zwischen Pneumonie-Patienten und Patienten ohne Pneumonie zu

unterscheiden. Als Grenzwert wählten sie 23,7 x 104 Neutrophile/ml. Die

Sensitivität betrug 95,7%, die Spezifität 84,8%. Allerdings kamen Patienten mit

einer Keimkonzentration von =103 cfu/ml in der Studie per definitionem nicht

vor, würde man sie der Pneumonie-Ausschluss-Gruppe zuschlagen, wären die

Testergebnisse sicher weniger aussagekräftig.

70

Den Einfluss einer Kolonisation mit pneumotropen Erregern auf die

Differentialzytologie von Kindern untersuchten Ahrens et al.22 Sie

bronchoskopierten 189 Kinder starr, und führten zur Lavage einen Katheter in

den Unterlappen ein. Bei 21 lungengesunden Patienten wurde während einer

Elektiv-OP ein Katheter durch den Trachealtubus blind in den Unterlappen

eingeführt. Die Recovery bei diesem Verfahren erwies sich als nur mäßig, sie

betrug je nach Fraktion zwischen 27% ± 10% und 38 ± 13%.

Die BALF wurde durch Gaze filtriert, dann zentrifugiert und resuspendiert.

Danach wurden die Präparate konform zu der vorliegenden Arbeit hergestellt

und ausgewertet. Jeder Keimnachweis wurde berücksichtigt. Signifikante

Unterschiede im Neutrophilenanteil zwischen kolonisierten und nicht-

kolonisierten BALF fanden sich nur für Moraxella katharrhalis und S.

pneumoniae. (p =0,001 bzw. p =0,005). Für Makrophagen ließ sich ein

signifikanter Unterschied bei Kolonisation mit Adenoviren (p =0,018), H.

influenzae (p =0,01), Moraxella katharrhalis (p =0,001) und S. pneumoniae (p

=0,01) nachweisen.

Somit lag das Signifikanzniveau für die Unterschiede im Neutrophilenanteil in

der gleichen Größenordnung, wie in der vorliegenden Arbeit, obwohl große

Unterschiede bei der Durchführung der Lavage und in der BALF-Verarbeitung

vorlagen. Die fehlende Signifikanz für einzelne Keime bezüglich des Anteils der

Neutrophilen, lässt sich vielleicht darauf zurückführen, dass Ahrens et al. jeden

Keimnachweis in der BALF als Kolonisation werteten. Das Risiko von

Kontaminationen aus dem Oropharynx war aufgrund der fehlenden

Mindestkeimkonzentration deutlich größer, als in anderen Studien.

Abschließend lässt sich sagen, dass die Grenzen zwischen Kolonisierung und

Infektion je nach Abwehrlage des Individuums und abhängig vom jeweiligen

Erreger fließend sind. Das führt dazu, dass eine Schwellenkeimkonzentration,

die klar zwischen Infektion der unteren Atemwege und Kolonisation

unterscheidet, nicht festlegbar ist. Um eine Pneumonie mittels quantitativer

Kultur der BALF sicher ausschließen zu können, wird man die

Grenzkeimkonzentration sehr niedrig wählen müssen. Um wiederum eine

Pneumonie sicher zu bestätigen, muss ein hoher Schwellenwert zugrunde

71

gelegt werden. Übrig bleibt ein Korridor, der ungefähr zwischen 103 und 105

cfu/ml liegt. Bei BALF-Kulturen mit Ergebnissen in diesem Bereich kann eine

Infektion weder sicher ausgeschlossen, noch bestätigt werden.

Im Prinzip gilt für Verschiebungen in der Differentialzytologie das gleiche.

Während eine geringe Keimkonzentration bei manchen Patienten schon zu

höheren Zellzahlen und Neutrophilenanteilen führt, bleibt die zelluläre BALF-

Zusammensetzung bei anderen auch bei großer Erregerdichte unverändert.

4.5 Untersuchung möglicher Einflussgrößen auf den

postbronchoskopischen Temperaturanstieg

In der Vergangenheit wurde sowohl bei Kindern, als auch bei Erwachsenen im

Anschluss an eine Bronchoskopie eine vorübergehende Körpertemperatur-

erhöhung, teilweise einhergehend mit Kopfschmerzen und Myalgien,

beobachtet. Zur Häufigkeit finden sich in der Literatur Werte für Erwachsene

zwischen 0 und 50%, für Kinder wird die Häufigkeit ebenfalls mit bis zu 48%

angegeben.13

In der vorgelegten Studie fieberten 17% der Kinder im Anschluss an die

Bronchoskopie mit BAL auf. Die Daten aus unterschiedlichen Untersuchungen

sind aber nur eingeschränkt vergleichbar, da die Autoren Fieber unterschiedlich

messen (oral, rektal, aurikulär, axillär) und definieren. Außerdem ist

anzunehmen, dass der Prozentsatz auffiebernder Patienten stark vom Kollektiv

abhängt. In unterschiedlichen Studien sind Patienten mit infektiösen

Lungenerkrankungen, Patienten mit ausschließlich nicht-infektiösen

Erkrankungen, Beatmete und auch gesunde Freiwillige untersucht worden.

Außerdem ist anzunehmen, dass Daten, die bei Erwachsenen gewonnen

wurden, nicht immer auf Kinder zu übertragen sind.

4.5.1 Bakteriämie als möglicher Fieberauslöser

In dieser Studie wurden für 37 Patienten im Anschluss an die Bronchoskopie

mit BAL Blutkulturen angelegt, um zu überprüfen, ob eine Bronchoskopie mit

anschließender Lavage zu Bakteriämien führen kann.

72

Bei einem dieser Patienten wurde in beiden Blutkulturen Moraxella katharralis

nachgewiesen, dieser Keim wurde auch in der BALF in einer Konzentration von

> 103 cfu/ml gefunden.

Ein weiterer Patient, bei dem nur eine Blutkultur angelegt wurde, hatte sowohl

in der Blutkultur als auch in der BALF H. influenzae. In der BALF lag der Keim

in einer Konzentration von >105 cfu/ml vor.

Von den 35 Patienten mit negativen Blutkulturen, hatten zehn >103 cfu/ml in der

BALF.

Ein Hauptproblem bei der Auswertung von Blutkulturen sind Kontaminationen.

Um diese zu vermeiden, wurde das Blut nicht über liegende Venenkatheter

abgenommen, sondern es wurde für jede Kultur eine Vene separat punktiert.

Das limitierte aber die Anzahl der abgenommenen Paare auf eines, da nur beim

sedierten Patienten Blut abgenommen wurde, um die Belastung für die Kinder

möglichst gering zu halten. Andere Autoren empfehlen die Abnahme von

mindestens zwei Paaren, da sonst, bei geringer Sensitivität der Blutkultur, die

Möglichkeit von falsch negativen Ergebnissen besteht. 38

Um Kontaminationen der Blutkulturen nachträglich auszuschließen, wurden pro

Kind zwei Blutkulturen angelegt. Wäre nur eine Kultur positiv gewesen, hätte

das für eine Kontamination gesprochen. Ein solcher Fall kam während dieser

Untersuchungen nicht vor. In drei Fällen konnte jedoch nur eine Kultur

gewonnen werden, einer dieser Patienten wies H. influenzae in der Kultur auf.

Da dieser Keim auch in der BALF in hoher Konzentration gefunden wurde, war

hier eine Kontamination jedoch eher unwahrscheinlich.

Da Bakteriämien auch durch andere Aktivitäten, wie z. B. Zähneputzen

entstehen können, wäre es auch denkbar, das die beiden nachgewiesenen

Bakteriämien einen anderen Ursprung als den der BAL haben.

Der Eintrag von Bakterien in den Blutstrom bedingt durch eine BAL wird von

einigen Autoren als mögliche Erklärung für den Anstieg der Körpertemperatur

nach der Bronchoskopie angesehen. In dieser Studie wurden nur bei 2 der 37

(5,4%) der Patienten eine Bakteriämie nach der BAL gefunden, nur einer der

73

beiden bekam Fieber. 17% der Patienten entwickelten erhöhte

Körpertemperaturen nach der BAL.

Die Ergebnisse der hier vorliegenden Arbeit sprechen also eher gegen eine

Bakteriämie als Ursache für den postbronchoskopischen Temperaturanstieg,

mit der Einschränkung, dass ein Blutkulturenpaar sicher nicht alle verursachten

Bakteriämien erfassen konnte.

Picard et al. bronchoskopierte 91 Kinder, allerdings nur z.T. mit BAL. Dabei

konnte er keine Bakteriämien nachweisen.13 In seiner Studie wurde das Blut

aus einer einzigen Abnahme auf zwei Kulturen aufgeteilt, so dass auch hier die

Möglichkeit übersehener Bakteriämien bestand.

Yigla et al. fanden nach 200 Bronchoskopien von erwachsenen Patienten mit

BAL, sowie z.T. Bürsten- und / oder Zangenbiopsie 6,5% Bakteriämien. 69%

der Patienten mit Bakteriämie waren biopsiert worden.25 Durch Biopsien wird

ein größerer Defekt gesetzt, durch den Bakterien in den Blutstrom penetrieren

können. Hier könnte eine Erklärungsmöglichkeit für die höheren

Bakteriämieraten bei Yigla liegen, da bei den Untersuchungen von Picard et al.

gar nicht und in dieser Studie bei 40% der Patienten biopsiert wurde.

Allerdings zeigte in unserer Studie kein biopsiertes Kind eine

Temperaturerhöhung.

Außerdem entnahm Yigla zwei Paare Blutkulturen, ein Paar direkt im Anschluss

an die Bronchoskopie, ein weiteres nach 10-20 Minuten. Hier liegt der Schluss

nahe, dass er dadurch einen höheren Prozentsatz der tatsächlich BAL-

assoziierten Bakteriämien erfassen konnte. Leider machen die Autoren keine

Aussage über den Verlauf der Körpertemperatur bei ihren Patienten.

Krause et al. bronchoskopierten 50 Erwachsene, davon 20 mit BAL. 12 dieser

Patienten (24%) mit verschiedenen, nicht infektiösen Lungenerkrankungen

entwickelten Temperaturen > 38°C axillär. 6 h nach der Bronchoskopie wurden

zwei Blutkulturen pro Patient angelegt, alle Kulturen blieben steril.24 Allerdings

ist anzumerken, dass Patienten mit Bakterien in der BALF von vorne herein aus

der Studie ausgeschlossen wurden, so dass ein Keimeintrag in die Blutbahn

durch die BAL eigentlich auszuschließen war. Bei diesem Studiendesign

74

konnten Bakteriämien, wenn überhaupt, nur durch Keimverschleppung aus dem

Oropharynx verursacht werden.

Dass bei Kindern Bakteriämien als Folge einer BAL, nicht außer Acht gelassen

werden dürfen, zeigt die Tatsache, dass ein fünf Monate alter Säugling mit

Immundefekt im Anschluss an eine Bronchoskopie mit BAL an einer

fulminanten Sepsis verstarb 14.

Die bisher vorliegenden Arbeiten, und auch die hier vorgelegte, reichen nicht

aus um die BAL-assoziierte Bakteriämie als Fieberursache auszuschließen. Bei

nur mäßiger Sensitivität der Blutkultur 38 müssten mehrere Paare in

unterschiedlichen Zeitintervallen abgenommen werden, um alle Bakteriämien

zu erfassen. Zusätzlich wäre es notwendig, den Verlauf der Körpertemperatur

zu dokumentieren. Ein solches Studiendesign ist aber in der Pädiatrie kaum

durchzuführen, weil die mehrmaligen Venenpunktionen eine zu große, ethisch

nur schwer zu vertretende, Belastung für die Kinder darstellen würden.

4.5.2 Keimbesiedlung der unteren Luftwege

Als weitere mögliche Einflussgröße auf die Körpertemperatur

postbronchoskopisch wurde die Keimbesiedlung der unteren Luftwege

untersucht. Dazu wurden quantitative BALF-Kulturen angelegt, nach deren

Ergebnis wurden die Patienten in zwei Gruppen unterteilt. Kinder mit

Kolonisation der unteren Luftwege, also alle Patienten deren BALF >103 cfu/ml

pathogene Keime aufwiesen, zeigten dabei im Anschluss an die Bronchoskopie

eine signifikant höhere Temperatur als Kinder ohne eine Besiedlung der

unteren Luftwege (keine oder ≤ 103 cfu/ml Keime in der BAL)(p = 0,04).

Das Relative Risiko für ein Auffiebern von Kindern mit Lungenkolonisation lag

bei 5,0 (95%Konfidenzinterval: 1,13-22,11; p < 0,03).

In der oben beschriebenen, prospektiven Studie von Picard et al. betrug das

Relative Risiko für ein Auffiebern von Kindern mit Keimnachweis in der BAL 5,1

(95% Konfidenzintervall 1,6-16,4; p = 0,002). 13

75

Schellhase et al. analysierten retrospektiv die BAL-Ergebnisse und

Temperaturverläufe von 78 immunkompetenten Kindern. Sie fanden keine

Assoziation zwischen Fieber und Bakterien in der BALF. (Odds ratio 2,2; 95%

Konfidenzintervall : 0,5-9,8; chi2-Test: p = 0,31)

Ebenfalls gegen die Theorie, dass eine Temperaturerhöhung mit einer

Kolonisation oder Infektion der BALF assoziiert ist, spricht die Studie von

Krause et al. Sie schlossen alle Patienten mit Keimen in der BALF aus ihrem

Kollektiv aus, trotzdem fieberten 24% der erwachsenen Patienten mit nicht-

infektiösen Lungenerkrankungen auf. 24

4.5.3 Endotoxin oder Zytokinausschüttung als Fieberursache

Standiford et al. fanden bei einem gesunden, erwachsenen Freiwilligen einen

Anstieg des Zytokins TNF-α im Serum im Anschluss an eine BALF. Im Blut des

Patienten fand sich vor der Untersuchung kein TNF-α, nach 4h war ein erster

Anstieg festzustellen, der höchste Wert wurde nach 20h gemessen, nach 48h

lag der TNF-α-Spiegel wieder unter der Nachweisgrenze. Parallel dazu

entwickelte der Patient Symptome, wie Myalgien, Kopfschmerzen und Fieber

bis 38°C oral, die die Autoren auf das Zytokin zurückführten.39

Nelson et al. führten eine BAL und eine BAL-Nachuntersuchung bei Lungen-

gesunden Freiwilligen in verschiedenen Zeitabständen (4h, 24h, 72h) durch. Sie

maßen die Konzentrationen von IL-1β und IL-8, sowie die Bioaktivität von

TNF-α in der BALF. Nach 4h ließ sich ein signifikanter Anstieg aller drei

Zytokine in der BALF nachweisen, der 24h später nicht mehr zu finden war.40

Krause et al.24 bronchoskopierten 50 Erwachsene mit verschiedenen nicht-

infektiösen Lungenerkrankungen, 20 davon mit BAL. Im Anschluss an die BAL

wurden der Verlauf der Körpertemperatur überwacht und direkt vor und nach

der Bronchoskopie, sowie nach 6h die Serum-Spiegel von IL-1β, IL-6 sowie

TNF-α gemessen. Durch die Auswahl des Studienkollektivs wurde erreicht,

dass in keiner BALF-Probe Keime nachzuweisen waren. Über die 30

Bronchoskopien ohne BALF lagen keine Informationen bezüglich einer

möglichen Keimbesiedlung der unteren Atemwege vor.

76

24% der Patienten entwickelten Fieber (>38°C axillär). Dieses Fieber-Kollektiv

zeigte im Vergleich zur Gruppe ohne Temperatur-Entwicklung einen deutlich

höheren Anstieg der Zytokin-Spiegel. Dieser Unterschied erwies sich für IL-1β

und IL-6 als signifikant. Außerdem waren die Spiegel vor der Bronchoskopie bei

Patienten, die später Fieber entwickelten, bereits erhöht. Für IL-1β konnte sogar

ein, im Vergleich zur Gruppe ohne Temperaturentwicklung, signifikant höherer

Ausgangsspiegel gefunden werden.

Pugin und Suter 41 führten 34 Bronchoskopien mit BAL bei 25 beatmeten

Patienten durch. Mit einem klinischen Score, der Körpertemperatur, Leukozyten

im Blut, Aussehen und Volumen von trachealen Sekreten, arterielle

Oxygenation, Röntgenbild und semiquantitative Auswertung der BALF-Kulturen

berücksichtigte, teilten sie ihre Patienten in ein Kollektiv mit und ein Kollektiv

ohne Beatmungsassoziierte Pneumonie ein. Außerdem wurde die Endotoxin-

Konzentration in der BALF gemessen.

Mit Hilfe der 34 BAL und der oben erwähnten klinischen Parameter wurden 11

Pneumonieepisoden bei 9 Patienten gefunden. In der Pneumonie-Gruppe

wurde ein signifikanter Anstieg der Körpertemperatur (p <0,0001) gefunden, bei

Patienten ohne Pneumonie konnte kein signifikanter Unterschied gemessen

werden. Außerdem wurden in der Pneumonie-Gruppe signifikant höhere

Endotoxinspiegel gefunden (p <0,0001), diese zeigten auch eine Korrelation mit

der Körpertemperatur nach 3h (r =0,37, p =0,031).

Hier ist jedoch anzumerken, dass die Ausgangstemperatur bei den Pneumonie-

Patienten, entsprechend dem verwendeten Pneumonie-Diagnose-Score, schon

erhöht war (38,1 ±0,2 vs. 37,6 ±0,2°C, p =0,054), der Unterschied verfehlt bei

kleinem Kollektiv nur knapp die Signifikanz.

Bei 73% der Pneumonie-Patienten wurde im Anschluss an die Bronchoskopie

ein Anstieg von >1°C nachgewiesen, aber nur bei 17% der Patienten ohne

Beatmungs-assoziierte Pneumonie.

An dieser Stelle stellt sich die Frage, ob eine solche Dynamik in der

Körpertemperatur bei Pneumonie-Patienten nicht auch ohne eine vorher

durchgeführte BAL denkbar ist.

77

In der hier diskutierten Studie erwies sich der Anstieg der Körpertemperatur bei

Patienten mit einer Lungenkolonisation signifikant höher, als bei Patienten ohne

Besiedlung der unteren Luftwege. Temperaturerhöhungen >39°C bzw. Anstiege

von >2°C wurden nur bei Patienten gefunden, bei denen Keime in der BALF

nachzuweisen waren. Im Untersuchungskollektiv von Krause et al. befanden

sich aufgrund des Studiendesigns nur Patienten ohne pathogene Keime in der

BALF, trotzdem kam es hier bei 24% der Untersuchten zur Fieberentwicklung.

Ein Erklärungsansatz liegt vielleicht in den von Krause et al. gefundenen

erhöhten Ausgangsspiegeln der Zytokine vor Bronchoskopie. Für diese

Erhöhung wären unterschiedliche Gründe denkbar, aber eine mögliche Ursache

wäre sicherlich die Kolonisierung der Luftwege mit pathogenen Erregern,

eventuell daraus resultierende erhöhte Endotoxinspiegel und damit die

Mobilisation und Aktivierung von Entzündungszellen, speziell Makrophagen. Die

erhöhte Aktivität der Makrophagen, bei Patienten mit Kolonisation, könnte dann

nicht nur zu höheren Ausgangsspiegeln der genannten Zytokine, sondern auch

zu einer größeren Zytokinausschüttung nach der Bronchoskopie bzw. nach der

BAL führen.

In der vorgelegten Arbeit konnten ein Einfluss des Alters der Patienten, eine

Auswirkung der BAL-Indikation oder Unterschiede in Zellzahl und BALF-

Zytologie bei Patienten mit und ohne Fieberschub nicht gefunden werden.

Auch eine Assoziation zwischen erhöhten Entzündungsparametern und

erhöhter Körpertemperatur war nicht belegbar.

Abschließend muss gesagt werden, dass weiterhin fraglich bleibt, ob es eine

isolierte Ursache für einen Anstieg der Körpertemperatur nach einer BAL

wirklich gibt. Wahrscheinlicher ist sicherlich, dass verschiedene, zum Teil

zusammenwirkende Faktoren, wie eine BAL-assoziierte Bakteriämie,

Kolonisierung oder Infektion der unteren Luftwege, ein dadurch erhöhtes

Endotoxinvorkommen in der Lunge oder die vermehrte Ausschüttung von

Zytokinen in den Blutkreislauf für den nach Lavagen beobachteten

Temperaturanstieg verantwortlich sind.

78

5 Zusammenfassung In der vorliegenden Studie wurde bei Kindern mit Erkrankungen der unteren

Atemwege der Einfluss von potentiell pathogenen Bakterien in den unteren

Atemwegen, dem Oropharynx und im Blut auf den Verlauf der

Körpertemperatur im Anschluss an eine Bronchoskopie untersucht. Es wurde

auch überprüft, in wie weit eine Besiedlung der unteren Luftwege zu

Veränderungen der Differentialzytologie der bronchoalveolären

Lavageflüssigkeit (BALF) führt. Darüber hinaus wurde die bakterielle

Besiedlung der unteren Atemwege mit der des Oropharynx verglichen.

Bei 54 stationären Patienten im Alter zwischen 4 Monaten und 15 Jahren wurde

nach Abnahme eines Rachenabstriches (n=49) eine Bronchoskopie mit

anschließender BAL durchgeführt, danach wurden Blutkulturen abgenommen

und der Verlauf der Körpertemperatur dokumentiert (n=31). Die BALF wurde

differentialzytologisch ausgewertet (n=45) und mikrobiologisch untersucht

(n=51).

7 Kinder zeigten einen Temperaturanstieg von >2°C. Alle 7 hatten einen

positiven Keimnachweis in der BAL. Zwei dieser Keime konnten auch im

Rachenabstrich gefunden werden, ein Keim wurde auch in der Blutkultur

nachgewiesen. Der Temperaturanstieg von Patienten mit Keimnachweis in der

BALF war signifikant höher als bei solchen ohne BALF-Keimnachweis

(p ≤0,04).

Signifikante Unterschiede bezüglich der demographischen Daten, der

Bronchoskopie-Indikation, des Bronchoskopie-Ergebnisses sowie dem Ausfall

der BALF-Differentialzytologie zwischen Kindern mit und Kindern ohne

Fieberentwicklung wurden nicht gezeigt.

Veränderungen in der Zytologie bei positivem Keimnachweis wurden v.a. in der

1. Fraktion gefunden. Sowohl Zellzahl (p ≤0,02) als auch Anteil der neutrophilen

Granulozyten (p ≤0,01) an der Differentialzytologie waren signifikant höher als

in BALF ohne Nachweis von Bakterien. Ein Neutrophilen-Anteil ≥45% hatte

bezüglich der Vorhersage der BALF-Konzentration eines pathogenen Keimes

eine Sensitivität von 83,3% und eine Spezifität von 70,9%.

79

In 11 von 49 Rachenabstrichen wurden potentiell pathogene Bakterien

nachgewiesen. In 3 Fällen waren der Keim auf dem Abstrich und in der BALF

identisch. Von 38 Abstrichen ohne Keimnachweis konnte 21 Abstrichen eine

BALF mit Nachweis potentiell pathogener Keime zugeordnet werden.

Eine Kolonisierung der unteren Luftwege korreliert mit Veränderungen in der

BALF-Zytologie, v.a. in der 1. BAL-Fraktion. Signifikante Veränderungen zeigen

sich bei der Zellzahl und dem Anteil der neutrophilen Granulozyten. In engen

Grenzen kann man von einem erhöhten Anteil der Neutrophilen auf die

Keimkonzentration in der BALF schließen.

Ein diagnostisch nutzbarer Zusammenhang zwischen Keimbesiedlung des

Pharynx und einer Kolonisierung der unteren Luftwege bei Kindern mit

Atemwegserkrankungen scheint nicht zu bestehen.

80

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87

7 Danksagung Herrn Professor Dr. med. C. Rieger danke ich für die Möglichkeit diese Arbeit

an seiner Klinik durchführen zu können.

Mein ganz besonderer Dank gilt Herrn Privatdozent Dr. med. V. Stephan, der

diese Arbeit durch die Überlassung des Themas, v.a. aber durch seine

engagierte Betreuung und Unterstützung erst möglich gemacht hat.

Herrn Dr. med. H. Stein, Institut für allgemeine und spezielle Pathologie an der

Ruhr-Universität Bochum, danke ich für die Unterstützung bei der Einarbeitung

in die Differentialzytologie der BALF und für die Anfertigung der Fotografien.

Ebenfalls bedanken möchte ich mich bei Frau K. Kogelheide, Frau S. Himmen

und Frau S. Rathmann für die Hilfe bei der Anfertigung und Auswertung der

mikroskopischen Präparate.

88

8 Lebenslauf

Name:

Anschrift:

Geburtsdatum / -ort:

Konfession:

Familienstand:

Tanja Hemmers geb. Müller

Teuchertstraße 14, 81829 München

10.3.1977 in Koblenz

römisch-katholisch

verheiratet mit Dipl.-Kfm. Wolfgang Hemmers

1983-1987 Grundschule Koblenz-Metternich

1987-1996

06/1996

Bischöfliches Cusanus-Gymnasium Koblenz

Abitur

10/1996

09/1998 09/1999 09/2001

Praktisches Jahr:

10/2001 - 02/2002

02/2002 - 05/2002

05/2002 - 09/2002

Aufnahme des Medizinstudiums

an der Ruhr-Universität Bochum

Ärztliche Vorprüfung

Erster Abschnitt der ärztlichen Prüfung

Zweiter Abschnitt der ärztlichen Prüfung

Innere Medizin, Marienhospital Herne

Pädiatrie, Universitätskinderklinik,

St. Josef-Hospital Bochum

Chirurgie, Marienhospital Herne

10.10.2002

Dritter Abschnitt der ärztlichen Prüfung

01/2003 Ärztin im Praktikum an der Klinik für Kinder-

und Jugendmedizin, Ruhr-Universität,

St. Josef-Hospital, Bochum

Ab 07/2003 Ärztin im Praktikum an der Klinik für

Kinderkardiologie und angeborene Herzfehler am

Deutschen Herzzentrum München