Asthma mit einem Atemzug erkennen

Wenn ein Kleinkind immer wieder hustet, pfeifend atmet oder nachts schlecht schläft, beginnt für viele Familien eine belastende Zeit. Oft bleibt lange unklar, ob Asthma die Ursache ist. Gerade bei Kindern unter fünf Jahren ist die Diagnose schwierig. Das soll sich ändern: Ein Forschungsteam am Kinderspital um den Kinderpneumologen Alexander Möller arbeitet an einem schmerzfreien Atemtest, der Asthma künftig bereits bei Babys und Kleinkindern nachweisen könnte. Der Schweizerische Nationalfonds (SNF) unterstützt das Projekt mit einem Forschungsgrant.

Die Atemluft als diagnostischer Schlüssel

Die Anwendung wäre denkbar einfach: Zur Diagnose müsste ein Kind lediglich in ein Röhrchen oder einen Beutel ausatmen. Anschliessend analysieren die Forschenden die Atemluft mithilfe hochauflösender Massenspektrometrie.

«Die Luft, die wir ausatmen, ist nicht einfach nur verbrauchte Luft», sagt Möller. «Jeder Atemzug enthält neben Sauerstoff, Kohlendioxid und Stickstoff Tausende weiterer Moleküle. Sie liefern Hinweise auf Stoffwechselvorgänge, Entzündungen und Krankheiten im Körper.» 

Genau diese Moleküle stehen im Zentrum der Forschung. Asthma geht mit chronischen Entzündungen der Atemwege einher. Dabei entstehen bestimmte Stoffwechselprodukte, die über die Atemluft ausgeschieden werden. Die Forschenden suchen nach solchen sogenannten Biomarkern, die als molekulare Fingerabdrücke einer Erkrankung dienen können. «Unser Ziel ist es, jene Muster zu identifizieren, die zuverlässig auf Asthma hinweisen», sagt Möller.

Zürcher Forschung mit internationaler Ausstrahlung

Das Projekt EXPEDA (EXhalomics in PEdiatric Asthma) ist Teil des Forschungsnetzwerks Zurich Exhalomics. Darin arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Kinderspitals, der ETH Zürich, der Universität Zürich, der Empa, des Paul Scherrer Instituts sowie weiterer Partnerinstitutionen zusammen. Bereits heute hat das Forschungsteam rund 150 potenzielle Asthma-Biomarker identifiziert. Besonders bemerkenswert: Ein Teil dieser Marker konnte in mehreren unabhängigen Studien und unterschiedlichen Patientengruppen bestätigt werden. International gelingt eine solche Reproduzierbarkeit bislang nur wenigen Forschungsgruppen. Damit ist ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zu einem klinisch nutzbaren Diagnosetest erreicht. 

Der Schweizerische Nationalfonds (SNF) unterstützt das Projekt finanziell. Aktuell begleiten die Forschenden mehrere hundert Kinder über einen längeren Zeitraum. Sie untersuchen, welche Veränderungen in der Atemluft tatsächlich mit einer späteren Asthma-Diagnose zusammenhängen. So lässt sich feststellen, welche Biomarker für einen zuverlässigen Test geeignet sind.

Eine neue Perspektive für betroffene Familien

Gerade bei Vorschulkindern wäre ein Atemtest von grossem Nutzen. Etablierte Verfahren wie Lungenfunktionstests lassen sich in diesem Alter oft nur eingeschränkt oder gar nicht durchführen. Die Folgen der diagnostischen Unsicherheit können erheblich sein: Manche Kinder erhalten Medikamente, die sie nicht benötigen, während andere erst verspätet behandelt werden. Für Familien bedeutet dies häufig jahrelange Ungewissheit. 

Noch ist weitere Forschung nötig. Denn etwa jedes dritte Kind im Vorschulalter zeigt zeitweise asthmaähnliche Symptome. Die Hoffnung auf einen Durchbruch ist jedoch merklich gewachsen. Gelingt dieser, könnte ein zuverlässiger Atemtest weltweit eine zentrale Diagnoselücke in der Kinderheilkunde schliessen. «Das wäre eine Sensation für die pädiatrische Pneumologie», sagt Alexander Möller.