pulmoПульмонологияPULMONOLOGIYA0869-01892541-9617Scientific and Practical Journal “PULMONOLOGIYA” LLC10.18093/0869-0189-2011-0-4-71-75pulmo-362Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL STUDIESДиагностическая значимость среднелетучих органических соединений в конденсате выдыхаемого воздуха при бронхиальной астме и хронической обструктивной болезни легкихDiagnostic value of semi-volatile organic compounds in exhaled breath condensate of asthma and chronic obstructive pulmonary disease patientsАнохинаТ. Н.AnokhinaT. N.

научный сотрудник лаборатории неинвазивных методов диагностики клинического отдела 

105077, Москва, ул. 11-я Парковая, 32, корп. 4. Тел.: (495) 465-53-84.

dr-anokhina@yandex.ruАнаевЭ. Х.AnaevE. Kh.

д. м. н., зав. лабораторией неинвазивных методов диагностики клинического отдела

105077, Москва, ул. 11-я Парковая, 32, корп. 4. Тел.: (495) 465-53-84.

el_anaev@hotmail.comРевельскийА. И.RevelskyA. I.

 к. х. н., старший научный сотрудник кафедры аналитической химии химического факультета

119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, МГУ, 1, стр. 3. Тел.: (495) 939-16-71.

sorbent@yandex.ruРодионовА. А.RodionovA. A.

к. х. н., младший научный сотрудник кафедры аналитической химии химического факультета 

119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, МГУ, 1, стр. 3. Тел.: (495) 939-16-71.

sorbent@yandex.ruАлексеевД. В.AlexeyevD. V.

к. ф.-м. н., старший научный сотрудник кафедры математической теории интеллектуальных систем механико-математического факультета 

119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, МГУ, 1, Главное здание. Тел.: (495) 939-46-37.

dvalex@rambler.ruРевельскийИ. А.RevelskyI. A.

д. х. н., проф. кафедры аналитической химии химического факультета 

119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, МГУ, 1, стр. 3. Тел.: (495) 939-16-71.

sorbent@yandex.ruКудрявцевВ. Б.KudryavtsevV. B.

акад. РАЕН, д. ф.-м. н., зав. кафедрой математической теории интеллектуальных систем механико-математического факультета 

119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, МГУ, 1, Главное здание. Тел.: (495) 939-46-37.

vbkmailbox@gmail.comФГУ "НИИ пульмонологии" ФМБА РоссииRussian FederationМГУ имени М.В.ЛомоносоваRussian Federation201128082011047175Copyright © Анохина Т.Н., Анаев Э.Х., Ревельский А.И., Родионов А.А., Алексеев Д.В., Ревельский И.А., Кудрявцев В.Б., 20112011Анохина Т.Н., Анаев Э.Х., Ревельский А.И., Родионов А.А., Алексеев Д.В., Ревельский И.А., Кудрявцев В.Б.Anokhina T.N., Anaev E.K., Revelsky A.I., Rodionov A.A., Alexeyev D.V., Revelsky I.A., Kudryavtsev V.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.pulmonology.ru/pulm/article/view/362

Резюме. Бронхиальная астма (БА) и хроническая обструктивная болезнь (ХОБЛ) имеют сходные клинические проявления, поэтому диагностика этих заболеваний затруднена. Поиск новых биомаркеров является актуальной проблемой современной респираторной медицины. Целью исследования было определение состава среднелетучих органических соединений (СлОС) в конденсате выдыхаемого воздуха (КВВ) у здоровых добровольцев, больных БА и ХОБЛ и оценка возможность использования этих биомаркеров для дифференциальной диагностики обструктивных заболеваний органов дыхания. В простом поперечном исследовании приняли участие 70 человек, из них 20 больных с обострением ХОБЛ (средний возраст – 66,5 Ѓ} 8,5 года; объем форсированного выдоха за 1-ю с (ОФВ1) – 57,3 Ѓ} 22,9 %долж.), 20 пациентов с обострением БА (средний возраст – 50,2 Ѓ} 13,2 года; ОФВ1 – 71,4 Ѓ} 20,7 %долж.), 30 здоровых некурящих добровольцев (средний возраст – 25,4 Ѓ} 9,6 года; ОФВ1 – 98,4 Ѓ} 6,8 %долж.). КВВ собирали с помощью аппарата ECoScreen. Содержание СлОС различной полярности в КВВ определяли методами газовой хроматографии / масс-спектрометрии (ГХ-МС). Для обработки полученных данных использовали линейные методы теории распознавания образов. В образцах КВВ больных ХОБЛ, БА и здоровых добровольцев было найдено > 100 различных СлОС в ультранизкой концентрации. 33 СлОС были идентифицированы. 9 соединений (2,3-дигидро-1-инден-1-он, этил цитрат, деканол-1, 2-феноксиэтанол и др.) были наиболее информативны для дифференциальной диагностики групп. Математический анализ полученных данных позволил разделить здоровых и больных БА с надежностью 75 %, здоровых и больных ХОБЛ – с надежностью 85 %, больных БА и ХОБЛ – с надежностью 83 %. Был разработан высокочувствительный метод ГХ-МС для определения СлОС в КВВ в ультранизких концентрациях. Он может использоваться для диагностики и дифференциальной диагностики БА и ХОБЛ.

Summary. Asthma and chronic obstructive pulmonary disease (COPD) can exhibit overlapping clinical features; therefore, diagnosis of these diseases can be difficult. Search of new biomarkers represents an active research field in modern respiratory medicine. The objective of this study was to investigate spectrum of semi-volatile organic compounds (SvOCs) in exhaled breath condensate (EBC) of healthy volunteers and patients with asthma and COPD and to assess the possibility for using these biomarkers in differential diagnosis of obstructive lung diseases. Seventy subjects participated in this cross-sectional study: 20 patients with exacerbation of COPD (age, 66.5 Ѓ} 8.5 years; FEV1, 57.3 Ѓ} 22.9 %pred), 20 patients with exacerbation of asthma (age, 50.2 Ѓ} 13.2 years; FEV1, 71.4 Ѓ} 20.7 %pred) and 30 healthy nonsmoking volunteers (age, 25.4 Ѓ} 9.6 years, FEV1, 98.4 Ѓ} 6.8 %pred). EBC was collected using ECoScreen equipment. Testing for SvOC of different polarity was conducted by gas chromatography/mass-spectrometry (GC / MS) method in EBC. The data collected were analyzed using an algorithm based on linear methods of pattern recognition theory. More than a hundred of SvOC in ultra-low concentrations were detected in EBC of the participants; 33 of SvOC were identified; 9 compounds (2.3-dihydro-1-H- inden-1-on, ethyl citrate, decanol-1.2-phenoxyethanol, etc.) had the highest informative value to differentiate the conditions. Mathematical analysis allowed distinguishing healthy volunteers from patients with asthma with reliability of 75 %, healthy subjects from COPD patients with reliability of 85 % and asthma patients from COPD patients with reliability of 83 %. In conclusion, we have developed a highly accurate GC-MS method to measure ultra-low concentrations of SvOC in EBC. This method can be used for diagnosis and differentiation of COPD and asthma.

бронхиальная астмахроническая обструктивная болезнь легкихбиомаркерыконденсат выдыхаемого воздухасреднелетучие органические соединениядиагностикадифференциальная диагностикаasthmachronic obstructive pulmonary diseasebiomarkersexhaled breath condensatesemi-volatile organic compoundsdiagnosisdifferential diagnosisReferencesЧучалин А.Г. (ред.). Глобальная стратегия диагностики, лечения и профилактики хронической обструктивной болезни легких. Пересмотр 2006 г. Пер. с англ. М.: издательский дом "Атмосфера"; 2007.Чучалин А.Г. (ред.). Глобальная стратегия диагностики, лечения и профилактики хронической обструктивной болезни легких. Пересмотр 2006 г. Пер. с англ. М.: издательский дом "Атмосфера"; 2007.Чучалин А.Г. (ред.). Глобальная стратегия лечения и профилактики бронхиальной астмы. Пересмотр 2006: Пер. с англ. М.: издательский дом "Атмосфера"; 2007.Чучалин А.Г. (ред.). Глобальная стратегия лечения и профилактики бронхиальной астмы. Пересмотр 2006: Пер. с англ. М.: издательский дом "Атмосфера"; 2007.Fabbri L.M., Romagnoli M., Corbetta L. et al. Differences in airway inflammation in patients with fixed airflow obstruction due to asthma or chronic obstructive pulmonary disease. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2003; 167: 418–424.Fabbri L.M., Romagnoli M., Corbetta L. et al. Differences in airway inflammation in patients with fixed airflow obstruction due to asthma or chronic obstructive pulmonary disease. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2003; 167: 418–424.Decramer M., Selroos O. Asthma and COPD: differences and similarities. With special reference to the usefulness of budesonide / formoterol in a single inhaler (Symbicort) in both diseases. Int. J. Clin. Pract. 2005; 59: 385–398.Decramer M., Selroos O. Asthma and COPD: differences and similarities. With special reference to the usefulness of budesonide / formoterol in a single inhaler (Symbicort) in both diseases. Int. J. Clin. Pract. 2005; 59: 385–398.Guerra S. Overlap of asthma and chronic obstructive pulmonary disease. Curr. Opin. Pulm. Med. 2005; 11: 7–13.Guerra S. Overlap of asthma and chronic obstructive pulmonary disease. Curr. Opin. Pulm. Med. 2005; 11: 7–13.Moser B., Bodrogi F., Eibl G. et al. Mass spectrometric profile of exhaled breath-field study by PTR-MS. Respir. Physiol. Neurobiol. 2005; 145: 295–300.Moser B., Bodrogi F., Eibl G. et al. Mass spectrometric profile of exhaled breath-field study by PTR-MS. Respir. Physiol. Neurobiol. 2005; 145: 295–300.Родионов А.А., Ревельский А.И., Ревельский И.А. и др. Хроматомасс-спектрометрическое определение среднелетучих органических веществ в конденсате выдыхаемого воздуха. Масс-спектрометрия 2007; 4 (2): 143–148.Родионов А.А., Ревельский А.И., Ревельский И.А. и др. Хроматомасс-спектрометрическое определение среднелетучих органических веществ в конденсате выдыхаемого воздуха. Масс-спектрометрия 2007; 4 (2): 143–148.Bhattacharya S., Srisuma S., Demeo D.L. et al. Molecular biomarkers for quantitative and discrete COPD phenotypes. Am. J. Respir. Cell. Mol. Biol. 2009; 40: 359–367.Bhattacharya S., Srisuma S., Demeo D.L. et al. Molecular biomarkers for quantitative and discrete COPD phenotypes. Am. J. Respir. Cell. Mol. Biol. 2009; 40: 359–367.Gibson P.G., Simpson J.L. The overlap syndrome of asthma and COPD: what are its features and how important is it? Thorax 2009; 64: 728–735.Gibson P.G., Simpson J.L. The overlap syndrome of asthma and COPD: what are its features and how important is it? Thorax 2009; 64: 728–735.Brasier A.R., Victor S., Boetticher G. Molecular phenotyping of severe asthma using pattern recognition of bronchoalveolar lavage-derived cytokines. J. Allergy Clin. Immunol. 2008; 121: 30–37.Brasier A.R., Victor S., Boetticher G. Molecular phenotyping of severe asthma using pattern recognition of bronchoalveolar lavage-derived cytokines. J. Allergy Clin. Immunol. 2008; 121: 30–37.Weston A.D., Hood L. Systems biology, proteomics, and the future of health care: toward predictive, preventative, and personalized medicine. J. Proteome Res. 2004; 3: 179–196.Weston A.D., Hood L. Systems biology, proteomics, and the future of health care: toward predictive, preventative, and personalized medicine. J. Proteome Res. 2004; 3: 179–196.Crameri R. The potential of proteomics and peptidomics for allergy and asthma research. Allergy 2005; 60: 1227–1237.Crameri R. The potential of proteomics and peptidomics for allergy and asthma research. Allergy 2005; 60: 1227–1237.Sepper R., Prikk K. Proteomics: is it an approach to understand the progression of chronic lung disorders? J. Proteome Res. 2004; 3: 277–281.Sepper R., Prikk K. Proteomics: is it an approach to understand the progression of chronic lung disorders? J. Proteome Res. 2004; 3: 277–281.Dragonieri S., Schot R., Mertens B.J. et al. An electronic nose in the discrimination of patients with asthma and controls. J. Allergy Clin. Immunol. 2007; 120: 856–862.Dragonieri S., Schot R., Mertens B.J. et al. An electronic nose in the discrimination of patients with asthma and controls. J. Allergy Clin. Immunol. 2007; 120: 856–862.Dragonieri S., Annema J.T., Schot R. et al. An electronic nose in the discrimination of patients with non-small cell lung cancer and COPD. Lung Cancer 2009; 64: 166–170.Dragonieri S., Annema J.T., Schot R. et al. An electronic nose in the discrimination of patients with non-small cell lung cancer and COPD. Lung Cancer 2009; 64: 166–170.Fens N., de Nijs S.B., Roldaan A.C. et al. Exhaled breath profiling enables discrimination of chronic obstructive pulmonary disease and asthma. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2009; 180 (11): 1076–1082.Fens N., de Nijs S.B., Roldaan A.C. et al. Exhaled breath profiling enables discrimination of chronic obstructive pulmonary disease and asthma. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2009; 180 (11): 1076–1082.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.