Non-cystic fibrosis bronchiectasis: actual problem review and treatment prospects

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

This review introduces some actual data related to the etiology, epidemiology, pathogenesis of non-cystic fibrosis bronchiectasis, presents the nowaday tendencies of treatment methods development.

About the authors

E. A. Sinitsyn

Research Institute of Pulmonology of the Federal Medical-Biological Agency of Russia

Author for correspondence.
Email: sinymlad@list.ru
SPIN-code: 3156-7024

науч. сотр. лаборатории клинической пульмонологии

Russian Federation, 28, Orekchovy Boulevard, Moscow, 115682 

K. A. Zykov

Research Institute of Pulmonology of the Federal Medical-Biological Agency of Russia

Email: kirillaz@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0003-3385-2632
SPIN-code: 6269-7990

докт. мед. наук, профессор РАН, и.о. директора

Russian Federation, 28, Orekchovy Boulevard, Moscow, 115682 

References

  1. Laënnec RTH. On mediate auscultation, or a treatise on the diagnosis of diseases of the lungs and heart. In: De l’auscultation médiate ou trait du diagnostic des maladies des poumon et du coeur. 1st ed. Paris: Brosson & Chaudé; 1819.
  2. Polverino E, Goeminne PC, McDonnell MJ, et al. European Respiratory Society guidelines for the management of adult bronchiectasis. Eur Respir J. 2017;50(3):1700629. doi: 10.1183/13993003.00629-2017.
  3. Национальные клинические рекомендации «Наг- ноительные заболевания легких» [интернет]. / Под ред. Е.А. Корымасова. — М.; 2015. [Natsional’nye klinicheskie rekomendatsii «Nagnoitel’nye zabolevaniya legkikh» [Internet]. Ed by EA Korymasov. Moscow; 2015. (In Russ).] Доступно по: http://zodorov.ru/nacionalenie-klinicheskie-rekomendacii-nagnoitelenie-zabolevan.html. Ссылка активна на 12.08.2018.
  4. McGuinness G, Naidich DP. CT of airways disease and bronchiectasis. Radiol Clin North Am. 2002;40(1):1–19. doi: 10.1016/s0033-8389(03)00105-2.
  5. ten Hacken NH, van der Molen T. Bronchiectasis BMJ. 2010;341:c2766. doi: 10.1136/bmj.c2766.
  6. Seitz AE, Olivier KN, Adjemian J, et al. Trends in bronchiectasis among Medicare beneficiaries in the United States, 2000 to 2007. Chest. 2012; 142(2):432–439. doi: 10.1378/chest.11-2209.
  7. Martínez-García MÁ, Máiz L, Olveira C, et al. Spanish guidelines on the evaluation and diagnosis of bronchiectasis in adults [Article in English, Spanish]. Arch Bronconeumol. 2018;54(2):79–87. doi: 10.1016/j.arbres.2017.07.015.
  8. McShane PJ, Naureckas ET, Tino G, Strek ME. Non-cystic fibrosis bronchiectasis. Am J Respir Crit Care Med. 2013;188(6):647–656. doi: 10.1164/rccm.201303-0411CI.
  9. Goeminne PC, Scheers H, Decraene A, et al. Risk factors for morbidity and death in non–cystic fibrosis bronchiectasis: a retrospective cross-sectional analysis of CT diagnosed bronchiectatic patients. Respir Res. 2012;13:21. doi: 10.1186/1465-9921-13-21.
  10. Loebinger MR, Wells AU, Hansell DM, et al. Mortality in bronchiectasis: a long-term study assessing the factors influencing survival. Eur Respir J. 2009;34(4):843–849. doi: 10.1183/09031936.00003709.
  11. Onen ZP, Gulbay BE, Sen E, et al. Analysis of the factors related to mortality in patients with bronchiectasis. Respir Med. 2007;101(7):1390–1397. doi: 10.1016/j.rmed.2007.02.002.
  12. Weycker D, Edelsberg J, Oster G, Tino G. Prevalence and economic burden of bronchiectasis. Clin Pulm Med. 2005;12(4):205–209. doi: 10.1097/01.cpm.0000171422.98696.ed.
  13. Olveira C, Padilla A, Martínez-García MÁ, et al. Etiology of bronchiectasis in a cohort of 2047 patients. An analysis of the Spanish Historical Bronchiectasis Registry. Arch Bronconeumol. 2017;53(7):366–374. doi: 10.1016/j.arbres.2016.12.003.
  14. Pasteur MC, Helliwell SM, Houghton SJ, et al. An investigation into causative factors in patients with bronchiectasis. Am J Respir Crit Care Med. 2000;162(4 Pt 1):1277–1284. doi: 10.1164/ajrccm.162.4.9906120.
  15. Shoemark A, Ozerovitch L, Wilson R. Aetiology in adult patients with bronchiectasis. Respir Med. 2007;101(6):1163–1170. doi: 10.1016/j.rmed.2006.11.008.
  16. King PT, Holdsworth SR, Freezer NJ, et al. Microbiologic follow-up study in adult bronchiectasis. Respir Med. 2007;101(8):1633–1638. doi: 10.1016/j.rmed.2007.03.009.
  17. Davies G, Wells AU, Doffman S, et al. The effect of Pseudomonas aeruginosa on pulmonary function in patients with bronchiectasis. Eur Respir J. 2006;28(5):974–979. doi: 10.1183/09031936.06.00074605.
  18. McShane PJ, Naureckas ET, Strek ME. Bron-chiectasis in a diverse US population: effects of ethnicity on etiology and sputum culture. Chest. 2012;142(1):159–167. doi: 10.1378/chest.11-1024.
  19. Wilson CB, Jones PW, O’Leary CJ, et al. Effect of sputum bacteriology on the quality of life of patients with bronchiectasis. Eur Respir J. 1997;10(8):1754–1760. doi: 10.1183/09031936.97.10081754.
  20. Evans SA, Turner SM, Bosch BJ, et al. Lung function in bronchiectasis: the influence of Pseudomonas aeruginosa. Eur Respir J. 1996;9(8):1601–1604. doi: 10.1183/09031936.96.09081601.
  21. Wang H, Ji XB, Mao B, et al. Pseudomonas aeruginosa isolation in patients with non-cystic fibrosis bronchiectasis: a retrospective study. BMJ Open. 2018;8(3):e014613. doi: 10.1136/bmjopen-2016-014613.
  22. Falkinham JO. Impact of human activities on the ecology of nontuberculous mycobacteria. Future Microbiol. 2010;5(6):951–960. doi: 10.2217/fmb.10.53.
  23. De Vries SP, Bootsma HJ, Hays JP, Her-mans PW. Molecular aspects of Moraxella catarrhalispathogenesis. Microbiol Mol Biol Rev. 2009;73(3):389–406. doi: 10.1128/MMBR.00007-09.
  24. Donlan RM, Costerton JW. Biofilms: survival mechanisms of clinically relevant microorganisms. Clin Microbiol Rev. 2002;15(2):167–193. doi: 10.1128/cmr.15.2.167-193.2002.
  25. Hall-Stoodley L, Keevil CW, Lappin-Scott HM. Mycobacterium fortuitum and Mycobacterium chelonae biofilm formation under high and low nutrient conditions. J Appl Microbiol. 1998;85 Suppl 1:60S–69S. doi: 10.1111/j.1365-2672.1998.tb05284.x.
  26. Otto M. Staphylococcal biofilms. Curr Top Microbiol Immunol. 2008;322:207–228. doi: 10.1007/978-3-540-75418-3_10.
  27. Респираторная медицина: руководство: в 3 т. / Под ред. А.Г. Чучалина. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Литтерра; 2017. — Т.1. — 640 с. [Respiratornaya meditsina: rukovodstvo: v 3 t. Ed by AG Chuchalin. 2th ed. revised and updated. Moscow: Litterra; 2017. T.1. 640 p. (In Russ).]
  28. Cotran RS, Kumar V, Collins T. Robins pathologic basis of diseases. Philadilphia: J.B. Saunders Company. 6th edition; 2008.
  29. Chalmers JD, Chotirmall SH. Bronchiectasis: new therapies and new perspectives. Lancet Respir Med. 2018;6(9):715–726. doi: 10.1016/S2213-2600(18)30053-5.
  30. Murray MP, Govan JR, Doherty CJ, et al. A randomized controlled trial of nebulized gentamicin in non-cystic fibrosis bronchiectasis. Am J Respir Crit Care Med. 2011;183(4):491–499. doi: 10.1164/rccm.201005-0756OC.
  31. Barker AF, Couch L, Fiel SB, et al. Tobramycin solution for inhalation reduces sputum Pseudomonas aeruginosa density in bronchiectasis. Am J Respir Crit Care Med. 2000;162(2 Pt 1):481–485. doi: 10.1164/ajrccm.162.2.9910086.
  32. Haworth CS, Foweraker JE, Wilkinson P, et al. Inhaled colistin in patients with bronchiectasis and chronic pseudomonas aeruginosa infection. Am J Respir Crit Care Med. 2014;189(8):975–982. doi: 10.1164/rccm.201312-2208OC.
  33. Barker AF, O’Donnell AE, Flume P, et al. Aztreonam for inhalation solution in patients with non-cystic fibrosis bronchiectasis (AIR-BX1 and AIR-BX2): two randomized double-blind, placebo-controlled phase 3 trials. Lancet Respir Med. 2014;2(9):738–749. doi: 10.1016/S2213-2600(14)70165-1.
  34. Haworth C, Wanner A, Froehlich J, et al. Inhaled liposomal ciprofloxacin in patients with bronchiectasis and chronic Pseudomonas aeruginosa infection: results from two parallel phase III trials (ORBIT 3 and 4). Am J Respir Crit Care Med. 2017;195:A7604.
  35. De Soyza A, Aksamit T, Bandel TJ, et al. RESPIRE 1: a phase III placebo-controlled randomised trial of ciprofloxacin dry powder for inhalation in non-cystic fibrosis bronchiectasis. Eur Respir J. 2018;51(1):1702052. doi: 10.1183/13993003.02052-2017.
  36. Aksamit T, De Soyza A, Bandel TJ, et al. RESPIRE 2: a phase III placebo-controlled randomised trial of ciprofloxacin dry powder for inhalation in non-cystic fibrosis bronchiectasis. Eur Respir J. 2018;51(1):1702053. doi: 10.1183/13993003.02053-2017.
  37. Serisier DJ, Martin ML, McGuckin MA, et al. Effect of long-term, low-dose erythromycin on pulmonary exacerbations among patients with non-cystic fibrosis bronchiectasis: the BLESS randomized controlled trial. JAMA. 2013;309(12):1260–1267. doi: 10.1001/jama.2013.2290.
  38. Altenburg J, de Graaff CS, Stienstra Y, et al. Effect of azithromycin maintenance treatment on infectious exacerbations among patients with non-cystic fibrosis bronchiectasis: the BAT randomized controlled trial. JAMA. 2013;309(12):1251–1259. doi: 10.1001/jama.2013.1937.
  39. Wong C, Jayaram L, Karalus N, et al. Azithromycin for prevention of exacerbations in non-cystic fibrosis bronchiectasis (EMBRACE): a randomised, double-blind, placebo-controlled trial. Lancet. 2012;380(9842):660–667. doi: 10.1016/S0140-6736(12)60953-2.
  40. Valery PC, Morris PS, Byrnes CA, et al. Long-term azithromycin forIndigenous children with non-cystic-fibrosis bronchiectasis or chronic suppurative lung disease (Bronchiectasis Intervention Study): a multicentre, double-blind, randomised controlled trial. Lancet Respir Med. 2013;1(8):610–620. doi: 10.1016/S2213-2600(13)70185-1.
  41. Stockley R, De Soyza A, Gunawardena K, et al. Phase II study of a neutrophil elastase inhibitor (AZD9668) in patients with bronchiectasis. Respir Med. 2013;107(4):524–533. doi: 10.1016/j.rmed.2012.12.009.
  42. Watz H, Pedersen F, Kirsten A, et al. Safety and tolerability of the NE inhibitor BAY85-8501 in patients with non-CF bronchiectasis. Eur Res J. 2016;48:PA4088. doi: 10.1183/13993003.congress-2016.pa4088.
  43. Miller BE, Mayer RJ, Goyal N, et al. Epithelial desquamation observed in a phase I study of an oral cathepsin C inhibitor (GSK2793660). Br J Clin Pharmacol. 2017;83(12):2813–2820. doi: 10.1111/bcp.13398.
  44. Stenvall K, Mo J, Russel M, et al. Target engagement confirmed in man with a dipeptidyl peptidase 1 inhibitor. Eur Res J. 2017;50:PA3251. doi: 10.1183/1393003.congress-2017.pa3251.
  45. De Soyza A, Pavord I, Elborn JS, et al. Randomised, placebo-controlled study of the CXCR2 antagonist AZD5069 in bronchiectasis. Eur Respir J. 2015;46(4):1021–1032. doi: 10.1183/13993003.00148-2015.
  46. Wang TT, Nestel FP, Bourdeau V, et al. Cutting edge: 1,25-dihydroxyvitamin D3 is a direct inducer of antimicrobial peptide gene expression. J Immunol. 2004;173(5):2909–2912. doi: 10.4049/jimmunol.173.5.2909.
  47. Chalmers JD, McHugh BJ, Docherty C, et al. Vitamin-D deficiency is associated with chronic bacterial colonisation and disease severity in bronchiectasis. Thorax. 2013;68(1):39–47. doi: 10.1136/thoraxjnl-2012-202125.
  48. Martineau AR, James WY, Hooper RL, et al. Vitamin D3 supplementation in patients with chronic obstructive pulmonary disease (ViDiCO): a multicentre, double-blind, randomized controlled trial. Lancet Respir Med. 2015;3(2):120–130. doi: 10.1016/S2213-2600(14)70255-3.
  49. Suzuki K, Lee WJ, Hashimoto T, et al. Recombinant granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) or tumour necrosis factor-alpha (TNF-alpha) activate human alveolar macrophages to inhibit growth of Mycobacterium avium complex. Clin Exp Immunol. 1994;98(1):169–173. doi: 10.1111/j.1365-2249.1994.tb06625.x.
  50. Onyeji CO, Nightingale CH, Tessier PR, et al. Activities of clarithromycin, azithromycin, and ofloxacin in combination with liposomal or unencapsulated granulocyte-macrophage colony-stimulating factor against intramacrophage Mycobacterium avium-Mycobacterium intracellulare. J Infect Dis. 1995;172(3):810–816. doi: 10.1093/infdis/172.3.810.
  51. Ballinger MN, Paine R 3rd, Serezani CH, et al. Role of granulocyte macrophage colony-stimulating factor during gram-negative lung infection with Pseudomonas aeruginosa. Am J Respir Cell Mol Biol. 2006;34(6):766–774. doi: 10.1165/rcmb.2005-0246OC.
  52. Conway Morris A, Kefala K, Wilkinson TS, et al. C5a mediates peripheral blood neutrophil dysfunction in critically ill patients. Am J Respir Crit Care Med. 2009;180(1):19–28. doi: 10.1164/rccm.200812-1928OC.
  53. Ruchaud-Sparagano MH, Gertig H, Hester KL, et al. Effect of granulocyte-macrophage colony-stimulating factor on neutrophil function in idiopathic bronchiectasis. Respirology. 2013;18(8):1230–1235. doi: 10.1111/resp.12138.
  54. Hurst JR, Elborn JS, De Soyza A; BRONCH-UK Consortium. COPD-bronchiectasis overlap syndrome. Eur Respir J. 2015;45(2):310–313. doi: 10.1183/09031936.00170014.
  55. Chalmers JD, Short PM, Mandal P, et al. Statins in community acquired pneumonia: evidence from experimental and clinical studies. Respir Med. 2010;104(8):1081–1091. doi: 10.1016/j.rmed.2010.04.005.
  56. Mandal P, Chalmers JD, Graham C, et al. Atorvastatin as a stable treatment in bronchiectasis: a randomised controlled trial. Lancet Respir Med. 2014;2(6):455–463. doi: 10.1016/S2213-2600(14)70050-5.
  57. Bedi P, Chalmers JD, Graham C, et al. A randomized controlled trial of atorvastatin in patients with bronchiectasis infected with Pseudomonas aeruginosa: a proof of concept study. Chest. 2017;152(2):368–378. doi: 10.1016/j.chest.2017.05.017.
  58. O’Donnell AE, Barker AF, Ilowite JS, Fick RB. Treatment of idiopathic bronchiectasis with aerosolized recombinant human DNase I. rhDNase Study Group. Chest. 1998;113(5):1329–1334. doi: 10.1378/chest.113.5.1329.
  59. Bilton D, Tino G, Barker AF, et al. Inhaled mannitol for non-cystic fibrosis bronchiectasis: a randomised, controlled trial. Thorax. 2014;69(12):1073–1079. doi: 10.1136/thoraxjnl-2014-205587.
  60. Casals T, De-Gracia J, Gallego M, et al. Bronchiectasis in adult patients: an expression of heterozygosity for CFTR gene mutations? Clin Genet. 2004;65(6):490–495. doi: 10.1111/j.0009-9163.2004.00265.x.
  61. Bienvenu T, Sermet-Gaudelus I, Burgel PR, et al. Cystic fibrosis transmembrane conductance regulator channel dysfunction in non-cystic fibrosis bronchiectasis. Am J Respir Crit Care Med. 2010;181(10):1078–1084. doi: 10.1164/rccm.200909-1434OC.
  62. Зыков К.А. Морфофункциональная оценка эффективности лечения эндогенной бронхиальной астмы ингаляциями ультрамалых доз мелфалана: Автореф. дис. … канд. мед. наук. — М.; 2000. — 22 с. [Zykov KA. Morfofunktsional’naya otsenka effektivnosti lecheniya endogennoj bronkhial’noj astmy ingalyatsiyami ul’tramalykh doz melfalana. [dissertation abstract] Moscow; 2000. 22 р. (In Russ).] Источник не найден.
  63. Зыков К.А. Клинико-иммунологические и мор- фологические изменения при терапии бронхиальной астмы иммунодепрессивными препа- ратами: Дис. ... докт. мед. наук. — М.; 2009. — 219 с. [Zykov KA. Kliniko-immunologicheskie i morfologicheskie izmeneniya pri terapii bronkhial’noj astmy immunodepressivnymi preparatami. [disser-tation] Moscow; 2009. 219 р. (In Russ).] Доступно по: http://www.dissercat.com/content/kliniko-immunologicheskie-i-morfologicheskie-izmeneniya-pri-terapii-bronkhialnoi-astmy-immun. Ссылка активна на 12.11.2018.
  64. Pukhalsky A, Toptygina A, Khaudukov S. Interleukin-2 receptor beta chain as a possible target for low doses of mafosfamide. Mediators Inflamm. 1995;4(3):175–180. doi: 10.1155/S0962935195000287.
  65. Pukhalsky AL, Shmarina GV. Stimulatory and protective effects of alkylating agents applied in ultra-low concentrations. Pharmacology. 2001;62(3):129–132. doi: 10.1159/000056084.
  66. Gao YH, Guan WJ, Liu SX, et al. Aetiology of bronchiectasis in adults: a systematic literature review. Respirology. 2016;21(8):1376–1383. doi: 10.1111/resp.12832.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2018 Sinitsyn E.A., Zykov K.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».