Profile of systemic manifestations and muscle abnormalities in bronchiectasis: differences between female and male patients

Abstract

Introducció: Les malalties respiratòries cròniques, com la MPOC i el càncer de pulmó, poden contribuir a diversos efectes sistèmics, sent la inflamació, les alteracions nutricionals i la disfunció del múscul esquelètic les manifestacions sistèmiques més comunes. Hipòtesi: La nostra hipòtesi és que els pacients amb bronquièctasi no FQ també poden presentar inflamació sistèmica, alteracions nutricionals i disminució de la funció muscular, i que les alteracions de la funció muscular poden ser més greus en dones que en homes. A més, plantegem la hipòtesi que nivells baixos d'eosinòfils a la sang pot identificar un fenotip més greu de pacients amb bronquièctasi. Objectius: Estudis en pacients derivats de RIBRON: Identificar diferents agrupacions de pacients inclosos en aquest registre per discriminar fenotips diferencials usant paràmetres sistèmics i analitzar les diferències de gènere en pacients amb bronquièctasi. Estudis en pacients derivats de l'Hospital del Mar: Explorar l'estat nutricional i la funció muscular en pacients amb bronquièctasi, i les diferències entre gènere. Mètodes: Estudis en pacients derivats de RIBRON: Es van fer tres estudis diferents en el context del registre RIBRON. A cada estudi (n = 1092, 906, 2121 dels estudis #1 a #3, respectivament) es van analitzar els objectius esmentats anteriorment en termes de característiques clíniques, inflamació sistèmica i estat nutricional. Als estudis #1 i #2 es van realitzar anàlisis de conglomerats basats en marcadors inflamatoris sistèmics (eosinòfils, neutròfils, limfòcits, hemoglobina i PCR). Estudi en pacients reclutats de l'Hospital del Mar: 150 pacients amb bronquièctasi i 37 sans van ser reclutats a la Unitat Multidisciplinar de Bronquièctasi de l'Hospital del Mar. En tots els participants es va analitzar la composició corporal, la funció pulmonar, els paràmetres sanguinis i la funció dels músculs respiratoris i perifèrics. Resultats: Estudis en pacients derivats de RIBRON: 1092 pacients van ser dividits en 3 grups basant-nos en els marcadors següents: neutròfils, limfòcits, eosinòfils, PCR i hemoglobina. Els pacients del grup #3 van tenir un nombre més gran d'exacerbacions i hospitalitzacions, més prevalença de colonització crònica per PA i MPOC, pitjor funció pulmonar i nivells més alts d'inflamació sistèmica que els grups #1 i #2. 906 pacients es van classificar en dos grups en funció dels recomptes d'eosinòfils en sang (valor de tall: 100 cèl·lules/µl) en què els pacients per sobre del llindar van presentar resultats clínics i estat nutricional significativament millors, i nivells més baixos d'inflamació sistèmica. Les dones van presentar una malaltia menys greu segons la seva avaluació mitjançant la puntuació obtinguda a FACED, EFACED i BSI, un menor grau d'obstrucció de les vies respiratòries i nivells menors de biomarcadors inflamatoris. L'estudi va evidenciar fortes relacions entre el gènere femení i les variables: nombre total de leucòcits i neutròfils, hemoglobina, hematòcrit, creatinina i IMC. Estudi en pacients reclutats de l'Hospital del Mar: Les pacients van presentar una disminució de l'IMC, FFMI, contingut gras i força dels músculs perifèrics i respiratoris en comparació amb els controls. A més, les dones van presentar una major disminució del FFMI i de la força muscular a les extremitats inferiors que els homes. Conclusions: Els pacients del grup #3 presentaven una malaltia més greu, amb pitjor funció pulmonar i nivells més alts d'inflamació sistèmica. Els pacients amb bronquièctasi no FQ amb nivells alts d'eosinòfils a la sang presentaven un fenotip menys greu i amb millors resultats clínics. Els paràmetres nutricionals i biomarcadors inflamatoris estudiats poden ser indicadors fiables de les diferències relacionades amb el gènere. D'altra banda, els pacients amb bronquièctasi no FQ presenten una disminució de la composició corporal i de la funció muscular respiratòria i perifèrica, presentant una major afectació muscular de les extremitats i del FFMI en les dones.

Introducción: Las enfermedades respiratorias crónicas, como EPOC y cáncer de pulmón, pueden contribuir a varios efectos sistémicos, siendo la inflamación, las alteraciones nutricionales y la disfunción del músculo esquelético las manifestaciones sistémicas más comunes. Hipótesis: Hipotetizamos que los pacientes con bronquiectasias no debidas a FQ también pueden presentar inflamación sistémica, alteraciones nutricionales y disminución de la función muscular, y que las alteraciones en la función muscular pueden ser más graves en mujeres que en hombres. Además, planteamos la hipótesis de que niveles bajos de eosinófilos en sangre puede identificar un fenotipo más grave de pacientes con bronquiectasias. Objetivos: Estudios en pacientes derivados de RIBRON: Identificar diferentes agrupaciones de pacientes incluidos en este registro para discriminar fenotipos diferenciales usando parámetros sistémicos y analizar las diferencias de género en pacientes con bronquiectasias. Estudios en pacientes derivados del Hospital del Mar: Explorar el estado nutricional y la función muscular en pacientes con bronquiectasias, y sus diferencias entre géneros. Métodos: Estudios en pacientes derivados de RIBRON: Se realizaron tres estudios diferentes en el contexto del registro RIBRON. En cada estudio (n = 1092, 906, 2121 de los estudios #1 a #3, respectivamente) se analizaron los objetivos mencionados anteriormente en términos de características clínicas, inflamación sistémica y estado nutricional. En los estudios #1 y #2 se realizaron análisis de conglomerados basados en marcadores inflamatorios sistémicos (eosinófilos, neutrófilos, linfocitos, hemoglobina y PCR). Estudio en pacientes reclutados del Hospital del Mar: 150 pacientes con bronquiectasias y 37 sanos fueron reclutados en la Unidad Multidisciplinar de Bronquiectasias del Hospital del Mar. En todos los participantes se analizó la composición corporal, la función pulmonar, los parámetros sanguíneos y la función de los músculos respiratorios y periféricos. Resultados: Estudios en pacientes derivados de RIBRON: 1092 pacientes fueron divididos en 3 grupos basándonos en los siguientes marcadores: neutrófilos, linfocitos, eosinófilos, PCR y hemoglobina. Los pacientes del grupo #3 tuvieron un mayor número de exacerbaciones y hospitalizaciones, mayor prevalencia de colonización crónica por PA y EPOC, peor función pulmonar y niveles más altos de inflamación sistémica que los grupos #1 y #2. 906 pacientes se clasificaron en dos grupos en función de los recuentos de eosinófilos en sangre (valor de corte: 100 células/µl) en los que los pacientes por encima del umbral presentaron resultados clínicos y estado nutricional significativamente mejores, y niveles más bajos de inflamación sistémica. Las pacientes femeninas presentaron una enfermedad menos grave según su evaluación mediante la puntuación obtenida en FACED, EFACED y BSI, un menor grado de obstrucción de las vías respiratorias y niveles menores de biomarcadores inflamatorios. El estudio evidenció fuertes relaciones entre el género femenino y las variables: número total de leucocitos y neutrófilos, hemoglobina, hematocrito, creatinina e IMC. Estudio en pacientes reclutados del Hospital del Mar: Las pacientes presentaron una disminución del IMC, FFMI, contenido graso, y fuerza de los músculos periféricos y respiratorios en comparación con los controles. Además, las mujeres con bronquiectasias presentaron una mayor disminución del FFMI y de la fuerza muscular en las extremidades inferiores que los hombres. Conclusiones: En los pacientes del grupo #3 presentaban una enfermedad más grave, con peor función pulmonar y niveles más altos de inflamación sistémica. Los pacientes con bronquiectasias no FQ con niveles altos de eosinófilos en sangre presentaban un fenotipo menos grave y con mejores resultados clínicos. Los parámetros nutricionales y biomarcadores inflamatorios estudiados, pueden ser indicadores confiables de las diferencias relacionadas con el género. Por otro lado, los pacientes con bronquiectasias no FQ presentan una disminución de la composición corporal y de la función muscular respiratoria y periférica, presentando una mayor afectación muscular de las extremidades y del FFMI en las pacientes femeninas.

Background: Chronic respiratory disease including COPD and lung cancer can contribute to several systemic effects with systemic inflammation, nutritional alterations and skeletal muscle dysfunction being the most common systemic manifestations. Hypothesis: We hypothesized that patients with non-CF bronchiectasis may also present systemic inflammation, nutritional abnormalities, and a decrease in both respiratory and peripheral muscle function, and their alterations in muscle function may be much more severe in women than in men. We also hypothesized that low blood eosinophil levels may identify a more severe phenotype in bronchiectasis patients. Objectives: Studies in patients derived from RIBRON: To identify different clusters of patients included in this registry that could discriminate differential phenotypes based on systemic parameters and to analyze gender differences in non-CF bronchiectasis patients. Study in patients derived from Hospital del Mar: To explore nutritional status and muscle function in patients with non-CF bronchiectasis, and their differences between female and male patients. Methods: Studies in patients derived from RIBRON: In the current thesis, three different studies were performed in the context of RIBRON registry (February 2015 and October 2019): In each study, (n = 1092, 906, 2121 from studies #1 to #3, respectively) bronchiectasis patients were used to analyze the objectives as mentioned above in terms of clinical feature, systemic inflammation and nutritional status. Specifically, cluster analyses were performed based on systemic inflammatory markers (eosinophils, neutrophils, lymphocytes,hemoglobin and CRP) in studies #1 and #2. Study in patients recruited from Hospital del Mar: 150 bronchiectasis patients and 37 healthy controls were recruited from the Bronchiectasis Multidisciplinary Unit at Hospital del Mar (years 2019-2021, Barcelona). Body composition, lung function, blood parameters and respiratory and peripheral muscle function were analyzed. Results: Studies in patients derived from RIBRON: 1092 patients were divided into 3 different clusters based on the following 5 markers: neutrophils, lymphocytes, eosinophils, CRP, and hemoglobin. The tendency of disease severity was increasing from clusters #1 to #3, named as mild, moderate and severe, respectively. Patients in cluster # 3 had higher number of exacerbations and hospitalization, higher prevalence of chronic colonization by PA and COPD, worse lung function, and higher levels of systemic inflammation. 906 patients were classified into two different clusters based on blood eosinophil counts (cutoff value: 100 cells/ μL) in which above threshold cluster of patients presented significantly better clinical outcomes, nutritional status and lower levels of systemic inflammation. Female bronchiectasis patients presented a less severe disease and lower levels of inflammatory biomarkers. Multivariate regression analysis evidenced strong relationships between the female gender and the following variables: total numbers of leukocytes and neutrophils, hemoglobin, hematocrit, creatinine, and BMI. Study in patients recruited from Hospital del Mar: Non-CF bronchiectasis presented a greater reduction in body mass index (BMI), fat free mass index (FFMI), FFM, fat tissue, upper and lower limb muscle strength, and respiratory muscle strength compared to healthy controls. Additionally, female patients had a greater decline in FFMI and quadriceps muscle function than males. Conclusions: Three clusters were established based on the following 5 markers: neutrophils, lymphocytes, eosinophils, CRP, and hemoglobin, in which cluster # 3 of patients had more severe disease, worse lung function, and higher levels of systemic inflammation. High blood eosinophil levels (> 100 cells/ μL) identified a less severe phenotype and better clinical outcomes in patients with non-CF bronchiectasis. Gender differences in clinical outcomes, nutritional status (hemoglobin, hematocrit, creatinine, and BMI) and inflammatory biomarkers (total numbers of leukocytes and neutrophils) exist in bronchiectasis patients. Moreover, they present a decrease in both respiratory and peripheral muscle function and body composition. FFMI and quadriceps muscle function are much more altered in female patients than in males.