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Emphysem: Einteilung in sechs Subtypen
Lungenemphysem ist nicht gleich Lungenemphysem. Mittels maschinellem Lernen liessen sich anhand von CT-Bildern diverse Subtypen identifizieren, die über die Attribute zentrilobulär, panlobulär und paraseptal hinausgehen.
Eine genauere Differenzierung bei Lungenemphysemen könnte bestimmten Patienten mit COPD nützlich sein. Profitieren würden etwa unter anderem diejenigen mit sogenannter «Prä-COPD», also mit einem Emphysem und/oder einer chronischen Bronchitis, schreiben amerikanische Autoren in einer aktuellen Übersichtsarbeit (1).
Denn einige von ihnen entwickeln später eine COPD – für wen dies zutrifft, lässt sich bisher aber nicht abschätzen.
Algorithmus fand sechs Emphysem-Typen
Mithilfe einer speziellen Software analysierten die Wissenschaftler die CT-Bilder von 2.853 COPD-Patienten, die zuvor an der Beobachtungsstudie SPIROMICS teilgenommen hatten. Im Fokus des maschinellen Lernens standen Struktur und räumliche Verteilung emphysematisch veränderter Lungenbezirke.
Auf den CT-Bildern entdeckte der Algorithmus schliesslich Emphyseme, die sich in sechs verschiedene Subtypen unterteilen liessen.
Diese Subtypen verglich das Team mit Symptomen, Krankheitsphysiologie, Einzelnukleotid-Polymorphismen und Prognose anhand von Daten und CT-Aufnahmen von 9.600 Teilnehmern der Populationsstudie MESA.
Apikales Emphysem mit Bronchitis am häufigsten
Der in SPIROMICS am häufigsten vorkommende Subtyp zeichnete sich durch die Kombination eines apikalen Emphysems mit einer Bronchitis aus. Er zeigte sich vor allem bei Rauchern und war assoziiert mit den Symptomen einer chronischen Bronchitis, beschleunigtem Lungenfunktionsverlust, Exazerbationen, Hospitalisierungen sowie einer erhöhten Gesamtmortalität.
Auch stellte sich ein Zusammenhang mit einer Genvariante heraus, die mit einer Muzin-Hypersekretion einhergeht. Insgesamt erinnert der Subtyp an einen Blue Bloater, schreiben die Studienautoren.
Der sogenannte diffuse Subtyp korrelierte mit einem niedrigen BMI, Exazerbationen, mehr Hospitalisationen und einer erhöhten pulmonalen Sterblichkeit. Eine Assoziation zum Rauchen fand sich bei diesem Subtyp nicht.
Während der dritte (senile) Subtyp nur ein erhöhtes Alter als assoziierten Parameter aufwies, glichen Subtyp vier und fünf einem mit einer Lungenfibrose kombinierten Emphysem, gingen aber mit jeweils unterschiedlicher Symptomatik, Pathophysiologie und Prognose einher.
Einem «vanishing lung syndrom» (bullöses Emphysem) schliesslich entsprach am ehesten der sechste Subtyp. Die verschiedenen Subtypen waren zudem unterschiedlich stark mit einem Geschlecht oder auch verschiedenen Ethnien assoziiert.
Genmutationen für die personalisierte Therapie
Mithilfe von maschinellem Lernen, so schliessen die Autoren, liessen sich sechs verschiedene Emphysem-Subtypen differenzieren, die jeweils Ähnlichkeiten zu bisher beschriebenen Subtypen aufweisen. In weiteren Studien solle nun die Assoziation mit bestimmten Genloci genauer überprüft werden, um möglichst eine Basis für eine personalisierte Therapie zu schaffen.