Columbia University Irving Medical Center
den inre anatomin i våra lungor är överraskande variabel, och några av dessa variationer är förknippade med en större risk för kronisk obstruktiv lungsjukdom (kol), en ny studie från Columbia University Irving Medical Center forskare har funnit.
variationerna förekommer i stora luftvägsgrenar i lungens nedre lober och detekteras lätt med vanliga CT-skanningar. Skanningar kan användas för att hitta personer som är mer benägna att utveckla KOL, och resultaten tyder på att personer med vissa variationer i framtiden kan behöva mer personliga behandlingar.
Extra och saknade grenar
forskarna tittade på lungstruktur för att söka efter andra kol-riskfaktorer än rökning.
kol är en progressiv lungsjukdom som orsakar luftvägsinflammation, gör andningen svårare och är den fjärde ledande dödsorsaken i USA och världen. Kol förekommer vanligtvis hos personer med en historia av rökning, vanligtvis efter att de har slutat röka, men erkänns alltmer hos dem som aldrig har rökt.”lungans luftvägar fungerar delvis för att hjälpa till att filtrera bort skadliga partiklar från luften och luftvägsstrukturen påverkar hur dessa partiklar deponeras i lungan, så vi trodde att strukturen kunde spela en roll”, säger R. Graham Barr, MD, DrPH, chef för allmänmedicin vid CUIMC och studiens seniorförfattare.
”min kollega, Benjamin Smith, märkte att variationer i de stora luftvägarna hade rapporterats i gamla obduktionsstudier. Vi ville se hur vanliga de är i den allmänna befolkningen och om de var associerade med KOL.”
i studien undersökte forskare CT-skanningar från mer än 3000 personer i den multietniska studien av ateroskleros (MESA) Lungstudie och fann att 26 procent hade luftvägar som grenar sig i ett mönster som inte följer läroboksmodellen.
”mängden lungvariation högt upp i luftvägsträdet var en överraskning för oss”, säger Dr.Barr. ”Dessa förändringar sker på en förgreningsnivå som motsvarar dina fingrar-så det är som att en fjärdedel av oss har fyra eller sex fingrar istället för fem.”
cirka 16 procent av människor har en extra luftvägsgren i lungan, cirka 6 procent saknar en gren och ytterligare 4 procent har en kombination av varianter eller andra mönster.
personer med en extra luftvägsgren var 40 procent mer benägna att få KOL än personer med standardanatomi. Och människor som saknade en specifik luftvägsgren var nästan dubbelt så benägna att få kol, men bara om de rökt. Resultaten replikerades i en andra studie av nästan 3000 patienter med och utan kol.
Paradigm för KOL förändras
cirka 10 procent av amerikanerna över 45 år tros ha KOL, som nu är landets fjärde ledande dödsorsak, bakom hjärtsjukdomar, cancer och olyckor.
fram till för några år sedan letade relativt få forskare efter kol-riskfaktorer eftersom de flesta trodde att det nästan alltid orsakas av rökning.
”cigarettrökning är mycket viktigt, och rökning undvikande och upphörande är av största vikt för att minska risken inte bara för kol utan också hjärtsjukdomar, lungcancer, stroke och många andra sjukdomar”, säger Dr.Barr. ”Men det är inte hela historien för KOL risk.”Inte alla rökare får kol, och upp till 25 procent av personer med KOL har aldrig rökt. ”Dessutom minskar kol inte så snabbt som förväntat med tanke på minskningen av rökning under de senaste decennierna.”
nyare studier av kol visar att kanske hälften av personer med KOL kan börja med låg lungfunktion tidigt i livet och tillståndet fortskrider långsammare än den klassiska kol-patienten som rökt, säger Dr.Smith, biträdande professor i klinisk medicin. ”Dessa människor kan ha en annan prognos och behöver olika behandling, och de förgreningsmönster vi hittade kan fungera som ett sätt att identifiera dessa människor och anpassa risk och behandling i framtiden.”
Luftvägsvarianter är markörer för djupare anatomiska förändringar
Drs Barr och Smith tror att alternativa centrala förgreningsmönster är kopplade till kol eftersom de indikerar djupare anatomiska förändringar i lungan.
avancerad MR-avbildning publicerad i studien avslöjade att personer med en extra luftvägsgren också hade ett större antal mindre grenar djupare i lungorna. Eftersom rök-och föroreningspartiklar fångas vid grenpunkter kan dessa lungor vara mottagliga för KOL eftersom de samlar in fler partiklar.
i lungor med en saknad luftvägsgren kan kol uppstå från smalare luftvägar som förekommer djupare i dessa lungor. Smala luftvägar indikerar att det är svårare att flytta luft genom dessa lungor, vilket kan leda till mer inflammation och skada i lungan.
genetisk grund för luftvägsvarianter
även om forskarna måste bekräfta att förgreningsvariationerna de rapporterade är stabila under hela livet, ”tror vi att du är född med dessa variationer”, säger Dr.Barr. När Drs Barr och Smith tittade på några deltagares CT-skanningar från 10 år tidigare var identiska förgreningsmönster uppenbara.
forskarna såg också att de ovanliga förgreningsmönstren löper i familjer och förmodligen är genetiskt bestämda. De fann att en variant är associerad med en gen som är känd för att reglera lungförgrening i utero och kan också verka för att öka inflammation i mer mogna lungor.
studier för att ta itu med dessa frågor pågår nu.
om studien
studien, med titeln ”Human Airway Branch Variation och kronisk obstruktiv lungsjukdom,” publicerades Jan. 16 före tryck i Proceedings of the National Academy of Sciences.
andra författare: Hussein Traboulsi (McGill Univ.), John H. M. Austin (Columbia), Ani Manichaikul (Univ. av Virginia), Eric A. Hoffman (Univ. av Iowa), Eugene R. Bleecker (Univ. av Arizona), Wellington mot Cardoso (Columbia), Christopher Cooper (UCLA), David J. Couper (UNC-Chapel Hill), Stephen M. Dashnaw (Columbia), Jia Guo (Columbia), MeiLan K. han (Univ. av Michigan), Nadia N. Hansel (Johns Hopkins), Emlyn W. Hughes (Columbia), David R. Jacobs Jr. (Univ. av Minnesota), Richard E. Kanner (Univ. av Utah), Joel D. Kaufman (Univ. av Washington), Eric Kleerup (UCLA), Ching-Long Lin (Univ. av Iowa), Kiang Liu (nordvästra), Christian M. Lo Cascio (Columbia), Fernando J. Martinez (Cornell Univ.), Jennifer N. Nguyen (Univ. av Virginia), Martin R. Prince (Cornell Univ.), Stephen Rennard (Univ. av Nebraska), Stephen S. Rich (Univ. av Virginia), Leora Simon (McGill Univ.Karol E. Watson (UCLA), Prescott G. Woodruff (UCSF) och Carolyn J. Baglole (McGill Univ.).
ekonomiskt stöd tillhandahölls av National Institutes of Health (R01HL130506, R01HL077612, R01HL093081, R01HL112986, RC1HL100543, RD831697, N01HC95159, N01HC95160, N01HC95169, N01HC95162, n01hc95164, u01hl114494, N01HC95159-HC95169), McGill University Health Center Research Institute, och fonds de la recherche en sant bisexual qu (Quebec Health Research Fund).
en medförfattare (EAH) är medgrundare och aktieägare i Vida Diagnostics, som användes för att bedöma några, men inte de viktigaste, lungåtgärderna i studien.