2019 ATS/ERS Spirometrie-Release
22. Oktober 2021· 7 min read

DLCO als zentraler Bestandteil eines langfristigen COVID-Managements

DLCO testing and COVID-19
Die Lungenfunktion ist bei Patienten nach überstandener COVID-19-Infektion (sowohl bei schweren als auch bei leichten Fällen) für das langfristige Patientenmanagement von grösster Bedeutung.

Die COVID-19-Pandemie hat den gesamten Globus erfasst und weltweit Millionen Menschen in Mitleidenschaft gezogen. Das Virus befällt die Atemwege der Patienten und führt in vielen Fällen zu Entzündungen, Lungenschäden und Pneumonien. Der Zeitfaktor spielt bei der Pandemie eine entscheidende Rolle, und es sind vor allem die Nachwirkungen bei den Patienten, die den Ärzten die grössten Sorgen bereiten. Es gibt klare Hinweise darauf, dass viele Patienten nach einer überstandenen COVID-19-Infektion noch lange mit Symptomen und Beeinträchtigungen der Lungenfunktion zu kämpfen haben.

In der Vergangenheit haben ähnliche Pandemien wie SARS und MERS gezeigt, dass Patienten auch nach ihrer Genesung* noch mehrere Jahre lang Beschwerden und Lungenschäden aufweisen. Die Erreger von SARS und MERS ähneln dem von COVID-19, sind jedoch weniger virulent und ansteckend. Daher ist zu erwarten, dass auch die Patienten der aktuellen Pandemie langfristig ähnliche oder stärkere Beeinträchtigungen aufweisen werden.

In diesem Sinne ist die Kontrolle der Lungenfunktion bei Patienten nach überstandener COVID-19-Infektion (sowohl bei schweren als auch bei leichten Fällen) für das langfristige Patientenmanagement von grösster Bedeutung. Bislang konnten die meisten Veröffentlichungen nur für eine begrenzte Anzahl von Patienten und einen beschränkten Zeitraum auf die pulmonalen Folgeerscheinungen innerhalb der ersten 3 Monate nach der Genesung von einer COVID-Infektion hinweisen. In diesem Blog konzentrieren wir uns ausschliesslich auf vergleichsweise lange Zeiträume der Genesung und Nachsorge nach einer COVID-Erkrankung, um die Pathophysiologie der Krankheit und ihre Remission besser verstehen zu können.

Anhaltende strukturelle und funktionelle Lungenschäden bei COVID-Patienten 12 Monate nach der Genesung

Um die langfristigen Auswirkungen von COVID 19 zu beurteilen, führten Xiaojun Wu et al. eine prospektive, längsschnittliche Folgestudie durch, bei der hospitalisierte COVID-Patienten bis 12 Monate nach ihrer Genesung beobachtet wurden.*

graph showing changes in lung function
Abbildung oben: Geigenplots zeigen die zeitlichen Veränderungen der Lungenfunktion bei Patienten, die sich von einer Hospitalisierung im Zusammenhang mit einer schweren COVID-19-Erkrankung erholen. Die dargestellten Daten sind Mittelwerte (IQR). Die Abbildung zeigt n (%) der Patienten mit abnormaler DLCO oder FVC. Die horizontalen gestrichelten Linien zeigen den normalen Cut-off-Wert bei 80 % an. DLCO = Kohlenmonoxid-Diffusionskapazität der Lunge. FVC = Forcierte Vitalkapazität.

Lungenfunktionstests einschliesslich DLCO- und FVC-Messungen wurden bei allen Patienten 3 Monate, 6 Monate und 12 Monate nach der Krankenhausentlassung im Zusammenhang mit einer COVID-19-Erkrankung durchgeführt. Die Patienten zeigten bei den DLCO- und FVC-Werten (% des vorhergesagten Wertes) innerhalb von 3 bis 12 Monaten nach der Entlassung aus dem Krankenhaus eine Verbesserung. Eine Untergruppe schwerkranker Patienten wies auch nach 12 Monaten noch Anomalien der Lungenfunktion auf (Daten in dieser Abbildung nicht dargestellt). Dies zeigt, wie wichtig eine langfristige Nachsorge von COVID-Patienten anhand von Lungenfunktionswerten und insbesondere der DLCO ist.

Studienaufbau: Bei 83 nicht-intubierten Patienten, die mit einer schweren COVID-19-Pneumonie ins Krankenhaus eingeliefert worden waren, wurden 3, 6, 9 und 12 Monate nach ihrer Entlassung die Lungenfunktion, die körperliche Leistungsfähigkeit und eine hochauflösende Computertomographie (HRCT) des Brustkorbs erfasst.

Ergebnisse: Anhaltende physiologische und radiologische Anomalien blieben bei einigen COVID-19-Patienten auch noch 12 Monate nach der Krankenhausentlassung bestehen.

Lungenanomalien, die zu einer Verminderung des Gastransfers in der Lunge führen, was anhand der Kohlenmonoxid-Diffusionskapazität (DLCO) gemessen wurde, waren bei einigen Patienten signifikant. Dieser Effekt konnte durch die Fachliteratur bestätigt werden, wonach bei Patienten, die nach einer stationären Behandlung einer COVID-19-Pneumonie entlassen wurden, eine Beeinträchtigung des Blutgasaustauschs beobachtet wurde.*

Ergebnisse: Diese Studie steht im Einklang mit einer früheren COVID-19-Nachfolgestudie nach 6 Monaten. Sie validiert auch die Ergebnisse einer kürzlich veröffentlichten Studie, wonach das weibliche Geschlecht sehr stark einen beeinträchtigen DLCO-Wert 6 Monate nach der Genesung* vorhersagt, und dehnt die Ergebnisse auf 12 Monate nach der Entlassung aus. Obwohl der DLCO-Wert mit dem weiblichen Geschlecht in Zusammenhang steht, ist dies bei der HRCT nicht der Fall, was darauf hindeutet, dass möglicherweise unterschiedliche Mechanismen zu Schäden bei der Lungenfunktion (DLCO) und der Struktur (HRCT) führen. 12 Monate nach der Entlassung wurde bei einem Viertel der Patienten eine Fibrose mit interstitieller Verdickung und retikulärer Trübung beobachtet, was auf eine anhaltende radiologisch feststellbare Schädigung hinweist.

Wichtige Schlussfolgerungen: 

Die Ergebnisse unterstreichen die Wichtigkeit einer Nachsorge von COVID-19-Patienten, insbesondere durch routinemässige DLCO-Tests, die gut verfügbar und relativ kostengünstig sind, um so die Verbesserung der Lungenfunktion zu beurteilen und so ein besseres Patientenmanagement sowie die Diagnostizierung kollateraler Lungenschäden zu gewährleisten.

Physiologischer und psychologischer Stress nach einer COVID-Infektion: DLCO erweist sich als starker Indikator für physiologische Schäden

Studien mit einer kürzeren Nachbeobachtungszeit, wie die Veröffentlichung von Mattia Bellan et al. in JAMA Network open, weisen ebenfalls auf die Bedeutung von Lungenfunktionstests (gemessen mittels DLCO) beim langfristigen COVID-Management nach der Genesung hin.*

Ziel: In dieser Studie wurde untersucht, inwieweit 4 Monate nach der Entlassung bei Patienten mit einer überstandenen COVID-Erkrankung die Lungenfunktion, die körperliche Leistungsfähigkeit und die Psyche beeinträchtigt sind.

Ergebnisse: Ein signifikanter Anteil der COVID-19-Patienten hatte 4 Monate nach der Entlassung aus dem Krankenhaus noch respiratorische oder funktionelle Beeinträchtigungen mit klinisch relevanten psychologischen Folgen. Mehr als 50 % der Studienteilnehmer hatten am Ende der Nachbeobachtung einen DLCO-Wert von weniger als 80 % des erwarteten Wertes, was auf eine signifikante Beeinträchtigung der Diffusionskapazität bei COVID-19-Patienten hinweist. Ein verminderter DLCO-Wert ist die häufigste funktionelle Veränderung, die bei COVID-19-Patienten festgestellt wurde. Dies zeigt sich in der isolierten Verminderung der DLCO bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung anderer PFT-Parameter. In der Vergangenheit wurde eine Verminderung der DLCO in anderen klinischen Bereichen mit einer Lungenfibrose assoziiert, z. B. bei interstitiellen Lungenerkrankungen und systemischer Sklerose.* Ob auch die COVID-19-bedingte Verminderung der DLCO in der Folge zu einer Lungenfibrose führt, muss weiter untersucht werden, wobei auch schon bei SARS fibrotische Anzeichen festgestellt wurden.*

Wichtige Schlussfolgerungen:

 Bei hospitalisierten COVID-19-Patienten traten 4 Monate nach der Entlassung nicht nur körperliche und physiologische, sondern auch psychologische Folgeerscheinungen auf. Die DLCO war der wichtigste Parameter, um die physiologische Schädigung der Lunge bei diesen Patienten aufzudecken, was die Vorteile dieser Messmethode für das COVID-Management unterstreicht.

DLCO offenbart signifikante Beeinträchtigungen der Lunge bei COVID-Patienten mit schwerer Dyspnoe

In einer Studie von Cortes-Telles et al. wurden die physiologischen Mechanismen einer anhaltenden Atemnot (Dyspnoe) bei COVID-19-Patienten untersucht.* Die von der Pandemie betroffenen Patienten scheinen an unterschiedlich stark ausgeprägter Dyspnoe zu leiden. Die Autoren untersuchten 186 nicht-kritische COVID-19-Patienten mit unterschiedlich stark ausgeprägten anhaltenden Symptomen in einem Zeitraum von 30 bis 90 Tagen nach Auftreten der ersten Symptome. Die Patienten wurden in Patienten mit (n = 70) und ohne (n = 116) anhaltende Dyspnoe unterteilt. Signifikant niedrigere DLCO-Werte, eine geringere Funktionskapazität und Sauerstoffsättigung sowie eine Fatigue wurden als Merkmale von Patienten mit Dyspnoe im Vergleich zu Patienten ohne Dyspnoe festgestellt. Das deutet darauf hin, dass es einen echten physiologischen Mechanismus gibt, der die anhaltende Dyspnoe nach einer COVID-19-Erkrankung erklären könnte, und eine regelmässige Kontrolle der Lungenfunktion dieser Patienten könnte zu einem besseren Management beitragen. 

Wichtige Schlussfolgerungen

Bei der Gruppe der COVID-Patienten, die schwere Symptome aufwiesen, wurde lange nach der Genesung eine signifikante Lungenschädigung festgestellt, was sich an der Kohlenmonoxid-Diffusionskapazität festmachen lässt. Daher ist zu erwarten, dass diese Patientengruppe am meisten von einer regelmässigen Kontrolle ihrer DLCO nach einer überstandenen COVID-Infektion profitieren würde.

DLCO: Noch ein langer Weg bei COVID

Abschliessend beschreibt eine weitere von Zhang und Kollegen veröffentlichte Studie die langfristigen gesundheitlichen Aussichten von COVID-19-Patienten und untersucht die möglichen Risikofaktoren.*

40 Patienten (darunter 25 schwere Fälle) wurden in die Studie aufgenommen und rund 8 Monate nach der Entlassung aus dem Krankenhaus weiter beobachtet. 

Ergebnisse: Bei der Nachuntersuchung wiesen schwere Fälle im Vergleich zu milden Fällen eine höhere Inzidenz anhaltender Symptome, eine Beeinträchtigung der DLCO und höhere abnorme CT-Werte auf. Ein CT bzw. eine Computertomographie ist ein hochentwickeltes Bildgebungsverfahren, das vor allem in der Radiologie eingesetzt wird, um hochauflösende, nicht-invasive Aufnahmen unseres Körpers zu Diagnosezwecken zu erhalten.

Der Prozentwert des DLCO-Sollwertes bei der Nachuntersuchung war negativ mit den kumulativen Tagen einer Sauerstoffbehandlung während des Krankenhausaufenthalts korreliert. Das Verhältnis von DLCO zu Alveolarventilation (Prozentwert des DLCO/VA-Sollwertes) war bei der Nachuntersuchung positiv mit dem BMI der Patienten und dem pro-inflammatorischen Zytokinmarker Tumornekrosefaktor (TNF-α) korreliert. TNF-α hat sich bereits als starker Indikator für das Überleben von Patienten im Zusammenhang mit COVID erwiesen und ist in das Behandlungskonzept eingeflossen.*

Wichtige Schlussfolgerungen:

 Diese Studie zeigt erneut, dass COVID-19-Patienten mit schweren Verläufen im Vergleich zu milden Fällen eine höhere Inzidenz beeinträchtigter DLCO-Werte, anhaltender täglicher Symptome und höherer abnormer CT-Werte aufwiesen. Sie lässt auch die Hypothese zu, dass entweder eine fehlende oder eine übermässige Entzündung im Verlauf der COVID-19-Erkrankung wahrscheinlich zu einer Beeinträchtigung der pulmonalen Diffusionsfunktion führt.

Fazit: In Anbetracht der oben genannten Studienergebnisse scheint die Lungenfunktion (insbesondere die mittels DLCO gemessene Diffusionskapazität) der wichtigste Parameter zu sein, der trotz der Genesung des Patienten weiter hinterherhinkt. Daher sollten Behandlungsstrategien nach einer COVID-Erkrankung eine regelmässige Kontrolle der Lungenfunktion (insbesondere DLCO-Messungen) als zentralen Bestandteil des Patientenmanagements vorsehen.

Andere Langzeiteffekte, wie beispielsweise eine Fibrose, müssen nach einer längeren Wartezeit nach der Genesung evaluiert werden.

Dr. Anirban Sinha
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Ph.D.
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