Kohlenmonoxid-Diffusionskapazität der Lunge (DLCO): Ein altbekannter Lungenfunktionstest mit neuem Potenzial
Eine der wichtigsten Erweiterungen der GOLD-Leitlinien (Global Initiative for Obstructive Lung Disease) im Jahr 2022 war die Aufnahme der Leitlinien für die Kohlenmonoxid-Diffusionskapazität der Lunge (DLCO). Die DLCO wurde entdeckt, als Wissenschaftler herausfanden, dass Sauerstoff passiv durch die Lunge diffundiert.1 Dieser komplexe Lungenfunktionstest, der manchmal auch als «Fenster in die pulmonale Mikrozirkulation»2 bezeichnet wird, evaluiert die Fähigkeit der Lunge, Gas aus der eingeatmeten Luft in den Blutkreislauf zu transferieren.
In der Praxis ist der DLCO ein unkomplizierter Test, bei dem der Patient zunächst vollständig ausatmet, bevor er das Testgas – bestehend aus einem sehr geringen Anteil an Kohlenmonoxid, aus Sauerstoff, einem Tracergas wie Helium oder Methan sowie Stickstoff –3 einatmet und 10 Sekunden lang in der Lunge hält. Nach Ablauf dieser Zeit wird der Patient aufgefordert, vollständig auszuatmen. Das ausgeatmete Gas wird anschliessend analysiert, um die Konzentration des ausgeatmeten Kohlenmonoxids und des Tracergases zu messen. Dank dieser Messwerte können Ärzte besser einschätzen, wie gut der Körper eines Patienten in der Lage ist, Sauerstoff aus der Luft in die Blutbahn zu übertragen, und wie gross die Lunge ist.
Dieser Test ist über hundert Jahre alt, warum also wurde er erst kürzlich in die GOLD-Leitlinien aufgenommen? In der medizinischen Fachwelt dauert es oft lange, manchmal Jahrzehnte, bis etwas so detailliert erforscht wurde, dass es in die klinische Praxis einfliessen kann. Selbst wenn ein Test vielversprechende Evidenz liefert, die seine Nutzung rechtfertigt, wird er manchmal aus Gründen der Zugänglichkeit oder aufgrund systemischer Hindernisse wie dem Preis nicht genutzt. Ausserdem ist der DLCO-Test eine Messung des Gastransfers, was an sich schon ein komplexes Thema ist. Trotz dieser Überlegungen wurde der DLCO-Test nun in den GOLD-Standard aufgenommen, da er viele bekannte Vorteile bietet, der Test einfach durchzuführen ist, Geräte wie das EasyOne Pro LAB und EasyOne Pro zur Verfügung stehen und mittlerweile erkannt wurde, wie wichtig die Messung des Gastransfers ist.
Die Vorteile der DLCO #
Die DLCO ist der stärkste Prädiktor für das Überleben von COPD-Patienten #
Laut einer im European Respiratory Journal veröffentlichten Studie ist die DLCO nicht nur eine der wenigen Variablen, die «unabhängig mit dem Überleben assoziiert» sind, sondern auch der stärkste prognostische Indikator, während das GOLD-Stadium nicht als genauso starker Hinweis eingestuft wurde.4 Die Autoren kamen ausserdem zu dem Schluss, dass ihre Daten zusammen mit anderer neuer Evidenz darauf hindeuten, dass Todesfälle bei der COPD eher mit einer beeinträchtigten Vitalkapazität als mit einer Atemwegsobstruktion zusammenhängen.4 Die DLCO hat einen klinischen Nutzen, aber ihr Nutzen für die Forschung sollte nicht ausser Acht gelassen werden: Die Erkenntnis, dass eine COPD mit einer eingeschränkten Vitalkapazität und nicht mit einer Atemwegsobstruktion zusammenhängt, gibt der Fachwelt Aufschluss über die mit der COPD verbundenen Pathologie.
DLCO als Indikator für den Schweregrad einer Lungenerkrankung #
Die DLCO kann nicht nur das Überleben vorhersagen, sondern ist auch ein hilfreicher Indikator für den Schweregrad einer Lungenerkrankung. Lungenkrankheiten bewegen sich in einem Kontinuum, es gibt keine binäre Unterteilung in eine völlig gesunde Lunge einerseits und den Tod andererseits. Dementsprechend kann die DLCO in ihrer prädiktiven Funktion Auskunft darüber geben, wie stark die Lungenerkrankung eines Patienten bereits fortgeschritten ist.
DLCO kann bei Patienten mit Herzinsuffizienz eine Komorbidität mit COPD anzeigen #
Herzinsuffizienz und COPD sind häufige Komorbiditäten, da Zigarettenrauchen ein Risikofaktor für beide Erkrankungen ist.5 Die DLCO misst die Fähigkeit der Lunge, Sauerstoff in den Blutkreislauf zu transferieren. Daher können Lungenindexwerte wie die DLCO bei Erkrankungen wie der Herzinsuffizienz eine entscheidende, oft sogar eine prognostische, Rolle spielen.5 In einer Übersichtsarbeit, die im European Journal of Heart Failure veröffentlicht wurde, empfehlen die Autoren bei der Erstuntersuchung sowie bei der Nachsorge von Patienten mit Herzinsuffizienz sowohl eine Spirometrie als auch eine DLCO-Messung durchzuführen.5
DLCO zur Bewertung des Exazerbations- und Hospitalisierungsrisikos bei COPD-Patienten #
Mit Hilfe der DLCO kann die Wahrscheinlichkeit von Exazerbationen und das Risiko einer Hospitalisierung bei Patienten mit COPD abgeschätzt werden, was nochmals verdeutlicht, wie vielseitig die DLCO zur besseren Charakterisierung eines Patienten eingesetzt werden kann.6 In einer in der Fachzeitschrift Chest veröffentlichten Studie, die speziell die Implikationen der DLCO betrachtete, kamen die Autoren zu dem Schluss, dass «verschlechterte DLCO-Werte mit verstärkten COPD-Symptomen, verminderter körperlicher Leistungsfähigkeit und dem Risiko schwerer Exazerbationen einhergingen». Besonders wichtig: Die Autoren betonten, dass diese Evidenz «selbst unter Berücksichtigung spirometrischer und CT-gestützter Hinweise auf ein Emphysem»6 zutreffend ist.» Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die DLCO ein starker Indikator für eine Vielzahl von Morbiditäten im Zusammenhang mit COPD ist.
DLCO ist hilfreich bei der Erkennung medikamenteninduzierter Lungenerkrankungen #
Die DLCO bietet im Vergleich zur Spirometrie eine höhere Sensitivität bei medikamenteninduzierterinterstitieller Lungenerkrankung, da sie bereits vor veränderten Werten der forcierten Vitalkapazität7und einer symptomatischen Verschlechterung Hinweise liefert. So können Interventionen eingeleitet werden, bevor sich der Zustand des Patienten verschlechtert.
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Zusätzliche Vorteile der DLCO-Überwachung #
- Die DLCO könnte ein hilfreiches Instrument zur Verlaufskontrolle von COVID-19 sein, da mehr als die Hälfte der auf der Intensivstation behandelten COVID-19-Patienten bei ihrer Nachuntersuchung nach vier Monaten eine beeinträchtigte DLCO aufwiesen.8
- Die DLCO kann für eine Differenzialdiagnose zwischen COPD und Asthma verwendet werden.9
- In einer in der Fachzeitschrift Chest veröffentlichten Studie konnten Balasubramanian et al. nachweisen, dass die DLCO ein «gutes Prognoseinstrument» für ungewöhnlich schwere pulmonale Hypertonien ist.10
- In einer 2016 in Chest veröffentlichten Studie wurden mit DLCO und mit CT ermittelte Emphyseme miteinander verglichen, und die Autoren de-Torres et al. kamen zu dem Schluss, dass sich mit Hilfe der DLCO feststellen lässt, welche Patienten mit COPD ein erhöhtes Risiko haben, an Lungenkrebs zu sterben.11
Fazit #
Die DLCO bietet Ärzten und Forschern eine grosse Chance, Patienten mit COPD, Asthma und anderen Lungenerkrankungen besser zu verstehen, zu charakterisieren, zu diagnostizieren, zu überwachen und den Verlauf der Krankheit vorherzusagen. DLCO-Tests gibt es seit über hundert Jahren, aber ihre Nützlichkeit ist erst in den letzten Jahren besonders deutlich geworden, wie die Aufnahme in den GOLD-Standard zeigt. Glücklicherweise dürfte mit dem Aufkommen von portablen Geräten wie dem EasyOne Pro und EasyOnePro LAB die DLCO in Zukunft noch häufiger zum Einsatz kommen.
Chaouat A, Adir Y. Diffusing Capacity for Carbon Monoxide Is a Reflection of the Pulmonary Microcirculation, but Not Only. CHEST. 2020;158(2):455-457. doi:10.1016/j.chest.2020.03.033 ↩︎
DeCato TW, Hegewald MJ. Diffusing Capacity, the Too Often Ignored Lung Function Test in COPD. Chest. 2021;160(2):389-390. doi:10.1016/j.chest.2021.05.005 ↩︎
Executive Summary: 2017 ERS/ATS standards for single-breath carbon monoxide uptake€in€the lung
Brian L. Graham
https://www.thoracic.org/statements/resources/pft/DLCO-exec-summary.pdf ↩︎Boutou AK, Shrikrishna D, Tanner RJ, et al. Lung function indices for predicting mortality in COPD. Eur Respir J. 2013;42(3):616-625. doi:10.1183/09031936.00146012 ↩︎ ↩︎
What can we learn from pulmonary function testing in heart failure? - Magnussen - 2017 - European Journal of Heart Failure - Wiley Online Library. Accessed April 7, 2023. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ejhf.946 ↩︎ ↩︎ ↩︎
Balasubramanian A, MacIntyre NR, Henderson RJ, et al. Diffusing Capacity of Carbon Monoxide in Assessment of COPD. Chest. 2019;156(6):1111-1119. doi:10.1016/j.chest.2019.06.035 ↩︎ ↩︎
Skeoch S, Weatherley N, Swift AJ, et al. Drug-Induced Interstitial Lung Disease: A Systematic Review. J Clin Med. 2018;7(10):356. doi:10.3390/jcm7100356 ↩︎
E E, R F, Öi E, et al. Impaired diffusing capacity for carbon monoxide is common in critically ill Covid-19 patients at four months post-discharge. Respir Med. 2021;182:106394. doi:10.1016/j.rmed.2021.106394 ↩︎
Neder JA, Berton DC, Muller PT, O’Donnell DE. Incorporating Lung Diffusing Capacity for Carbon Monoxide in Clinical Decision Making in Chest Medicine. Clin Chest Med. 2019;40(2):285-305. doi:10.1016/j.ccm.2019.02.005 ↩︎
Balasubramanian A, Kolb TM, Damico RL, Hassoun PM, McCormack MC, Mathai SC. Diffusing Capacity Is an Independent Predictor of Outcomes in Pulmonary Hypertension Associated With COPD. Chest. 2020;158(2):722-734. doi:10.1016/j.chest.2020.02.047 ↩︎
de-Torres JP, Marín JM, Casanova C, et al. Identification of COPD Patients at High Risk for Lung Cancer Mortality Using the COPD-LUCSS-DLCO. Chest. 2016;149(4):936-942. doi:10.1378/chest.15-1868 ↩︎
Geschrieben von
Tré LaRosa
Tré LaRosa ist Berater, Wissenschaftler und Autor im Raum Washington, DC, mit umfassender Erfahrung in der Forschung (Grundlagenforschung, translationale und klinische Forschung) und im Bereich der Patient Reported Outcomes (Therapieerfolge). Seine zahlreichen Veröffentlichungen befassen sich mit den Neurowissenschaften, der Pulmologie und den Atemwegserkrankungen, einschliesslich der Patientenperspektive. Er bildet sich ständig weiter, liest und schreibt viel, verbringt gerne Zeit in der Natur und erzählt allen von seinem kleinen Golden Retriever Duncan.