The effect of inhaled treprostinil in comparison to inhaled nitric oxide on hemodynamics and ventilation-perfusion ratio in pulmonary hypertension

Das Prostazyklinanalogon Treprostinil ist für die Therapie der pulmonalarteriellen Hypertonie in Form einer kontinuierlich intravenösen und subkutanen Applikation zugelassen. Die Wirksamkeit einer inhalativen Prostazyklintherapie konnte schon in einer kontrollierten randomisierten Studie für Iloprost bestätigt werden. Die inhalative Verabreichung von Treprostinil wurde inzwischen entwickelt und zeigte eine länger andauernde pulmonale Vasodilatation und geringere systemische Nebenwirkungen als inhalatives Iloprost. Ziel dieser Arbeit war zu zeigen, dass inhalatives Treprostinil als pulmonal und intrapulmonal selektiver Vasodilatator wirksam ist. Verglichen wurde es mit NO, welches als Prototyp der pulmonal und intrapulmonal selektiven Vasodilatation gilt. Es wurde Bezug genommen auf die pulmonale und systemische Hämodynamik. Zudem sollte untersucht werden, ob die Inhalation des hochkonzentrierten Treprostinil-Aerosols zu Gasaustauschstörungen führt und somit den Shuntfluss und die Niedrig-Ventilations/Perfusions-Areale (Low V/Q) in der Lunge erhöht. Das Patientenkollektiv bestand aus 19 Patienten mit schwerer präkapillärer pulmonaler Hypertension mit vorbestehenden Gasaustauschstörungen der Untergruppen CTEPH (n=8), ILD (n=7) und PAH (n=4). Den Patienten wurde zu Beginn ein Swan-Ganz-Katheter eingelegt und dann inhalierten sie zuerst 20 ppm NO gefolgt von 45 µg (n=10) oder 60 µg (n=9) Treprostinil. Das Ventilations/Perfusions-Verhältnis wurde zum Zeitpunkt der Anfangsruhephase, nach NO-Inhalation und 60 Minuten nach der Treprostinil-Inhalation mittels MIGET (multiple inert gas elimination technique) bestimmt. Die hämodynamischen Parameter wurden ebenfalls zu definierten Zeitpunkten aufgezeichnet. In unseren Untersuchungen konnten wir ermitteln, dass es sowohl nach der NO-Inhalation als auch nach der Inhalation mit Treprostinil zu keiner Zunahme der Shuntperfusion und der Perfusion der Niedrig-Ventilations/Perfusions-Areale (Low V/Q) kommt. Unsere Messungen der hämodynamischen Parameter wiesen nach Treprostinil-Inhalation eine stärkere Reduktion des mPAP und des PVR als nach NO-Inhalation auf. Die Parameter des systemischen Blutkreislaufs mSAP und SVR zeigten sowohl nach Treprostinil- als auch nach NO-Inhalation keine signifikanten Unterschiede. Gasaustauschstörungen und systemische Nebenwirkungen konnten im Rahmen dieser Studie nicht festgestellt werden. Somit stellte die Inhalation von inhalativem Treprostinil eine pulmonale und intrapulmonale Selektivität wie der Prototyp NO dar.The prostacyclin analogue treprostinil is approved for treatment of pulmonary hypertension in form of subcutaneous and continuous intravenous application. The efficacy of inhalative prostacyclin in treatment of pulmonary hypertension has already been shown in a controlled randomised study for iloprost. The inhalative application of treprostinil has then been developed later on. In comparison with iloprost treprostinil proved out to cause a longer lasting vasodilatation and lesser systemic side effects. By performing the study we wanted to show that inhalative treprostinil works as a pulmonary and intrapulmonary selective vasodilatator. It has been compared to NO which is considered to be the prototype concerning pulmonary and intrapulmonary selective vasodilatation. In the study, both NO and treprostinil were compared with regard to their pulmonary and systemic hemodynamics. Moreover we intended to examine whether the inhalation of highly concentrated treprostinil aerosols leads to impairment of gas exchange and thus increases shuntflow and low-ventilation/perfusion areas in the lung. The patient collective consisted of 19 patients suffering from severe pulmonary hypertension with pre-existing compromised gas exchange of the subgroups CTEPH (n=8), ILD (n=7) and PAH (n=4). At the beginning the patients received a Swan-Ganz catheter. After that they first inhaled 20 ppm NO followed by 45 µg or 60 µg treprostinil. The ventilation/perfusion distribution was determined by MIGET (multiple inert gas elimination technique) at baseline, after NO inhalation and 60 minutes after treprostinil inhalation. The hemodynamic parameters were also recorded at defined times. Our examinations demonstrated that after NO inhalation as well as after inhalation of treprostinil there was no increase of the shuntflow or the perfusion of the low-ventilation/perfusion areas. Our measurements pointed out a stronger reduction of mPAP and PVR after treprostinil inhalation than after NO inhalation. SVR and mSAP, parameters of the systemic blood circulation, didn’t show significant differences after Treprostinil inhalation as well as after NO inhalation. The inhalation of inhalative treprostinil presented the same pulmonary and intrapulmonary selectivity as the prototype NO. Like this disturbances of gas exchange and systemic side effects after treprostinil inhalation could be ruled out