Einleitung

Die akute Exazerbation stellt ein erhebliches Gesundheitsrisiko für COPD-Patienten (AECOPD) dar. Neben einer deutlich erhöhten Sterblichkeit ist die Wahrscheinlichkeit einer erneuten stationären Behandlung erhöht. Die frühzeitige Identifizierung der Risikofaktoren für einen negativen Verlauf ist in der akutmedizinischen Versorgung von AECOPD-Patienten von besonderer Bedeutung, da der stationäre Verlauf und die Ausnutzung von klinischen Ressourcen hiervon abhängig sind [28].

Mit ca. 3 Mio. Todesfällen jedes Jahr ist die chronisch-obstruktive Lungenerkrankung (COPD) gemäß Weltgesundheitsorganisation eine der Haupttodesursachen weltweit [19]. Akute Exazerbationen der COPD (AECOPD) sind mit einer erhöhten Morbidität und Mortalität sowie einer gesteigerten Rehospitalisierungsrate und einem hohen Ressourcenverbrauch verknüpft. Im Allgemeinen erleiden COPD-Patienten mit einer höheren Rate an akuten Exazerbationen einen größeren jährlichen Verlust an Lungenfunktion und einen schlechteren klinischen Verlauf sowie eine schlechtere gesundheitsbezogene Lebensqualität [12]. In der Literatur gibt es Kurzzeitstudien, die das Überleben nach AECOPD im Krankenhaus analysieren. Nach diesen Studien liegt die Krankenhaussterblichkeit im Bereich von 2,5–30 % [24]. Eine Metaanalyse, die 6 europäische, amerikanische und australische Kohortenstudien beinhaltet, beschreibt eine 2‑ und 5‑Jahres-Sterblichkeit nach der Einweisung ins Krankenhaus aufgrund einer AECOPD um 43 und 51 % [14].

Die Schwere der negativen Entwicklung und der Verlauf einer Exazerbation unterscheiden sich jedoch signifikant zwischen den Patienten. So erholen sich einige Patienten in einem kurzen Zeitraum vollständig, während andere sterben. Um Fehler bei der Auswahl der Patienten, die mehr Hilfe und ein intensives Management benötigen, zu vermeiden, wäre eine frühzeitige Identifikation von Risikofaktoren für einen negativen Ausgang wünschenswert. Allerdings sind die bisher beschriebenen Prädiktoren für ein negatives Outcome einer AECOPD vielfältig und widersprüchlich. Die entsprechenden Studien sind aufgrund der Heterogenität im Hinblick auf die untersuchten Variablen, wie der Studienpopulation (ambulante, stationäre oder Intensiv-Patienten) und der unterschiedlichen Outcomeparameter (z. B. folgende Krankenhausaufenthalte, ICU-Aufnahme, Länge des Krankenhausaufenthalts, Veränderungen der Lungenfunktion, Lebensqualität oder Mortalität) [13, 23, 28], schwierig zu interpretieren. Als anerkannte Risikofaktoren für die Sterblichkeit und die Wiederaufnahme nach stationär behandelter AECOPD gelten das Alter, ein niedriger Body-Mass-Index (BMI), eine niedrige Sekundenluft (FEV1), eine Hyperkapnie, eine Langzeitsauerstofftherapie (LTOT), Komorbiditäten sowie frühere Exazerbationen [2, 20].

Wir stellten die Hypothese auf, dass durch die Analyse der Ausgangsparameter von Patienten mit AECOPD das Risiko für einen negativen Ausgang des stationären Aufenthalts vorhergesagt werden kann. Im Gegensatz zu früheren Studien von Risikofaktoren verwendeten wir unterschiedliche negative Ereignisse im Rahmen einer AECOPD während der Indexhospitalisierung als Outcomeparameter.

Material und Methode

Diese Studie ist eine retrospektive Analyse der Daten unserer AECOPD-Datenbank, die alle Patienten beinhaltet, die wegen einer AECOPD in unserem Akutkrankenhaus (St. Remigius Krankenhaus, Leverkusen-Opladen) zwischen Januar 2011 und Januar 2016 hospitalisiert wurden. Die Datenbank enthält die im Rahmen der klinischen Routineverfahren gewonnenen Daten. In dem Klinikinformationssystem iMed One (ITB-Med Tietoenator, Köln, Deutschland) wurde nach der Entlassungshauptdiagnose ICD-Ziffer J44.0 gesucht und alle Patientenakten wurden einzeln ausgewertet. Die eingeschlossenen Patienten mussten die COPD-Kriterien der Global Initiative for Chronic Obstructive Lung disease (GOLD) erfüllen, einschließlich einer spirometrisch gemessenen Post-Bronchodilatator-FEV1, die in einer stabilen Phase der Erkrankung ermittelt wurde und aus den klinischen Aufzeichnungen bzw. aus Fremdbefunden stammt [11]. Alle stationären Aufnahmen wegen einer AECOPD erfolgten aufgrund mindestens eines der folgenden Symptome: Verschlechterung der Atemnot, erhöhte Menge an Sputum oder Sputumpurulenz (Anthonisen-Kriterien; [4, 11, 5]). Alle Patienten erhielten zum Aufnahmezeitpunkt eine Röntgenthoraxaufnahme. Lag ein eindeutiges pneumonisches Infiltrat vor, wurde die Pneumonie verschlüsselt (ICD J09-18) und der Patient wurde in der vorliegenden Statistik nicht berücksichtigt. Die extrahierten Daten enthalten demographische Angaben, die Anzahl und Art der Komorbiditäten, klinische und behandlungsbezogenen Variablen sowie Laborparameter. Obwohl die Möglichkeit bestand, mehr als einen Krankenhausaufenthalt im Beobachtungszeitraum zu haben, wurden für jeden Probanden nur die Daten des Erstaufenthalts näher betrachtet und berücksichtigt. Die übrigen Aufenthalte wurden gezählt und lediglich als Häufigkeit der Rehospitalisierungen gewertet. Die Parameter der Patienten wurden erfasst und in Bezug zu den negativen Ausgängen Tod, Intensivaufenthalt, Beatmungstherapie und erneuter stationärer Aufenthalt gesetzt. Ein Ethikkommissionsvotum war aufgrund des retrospektiven Ansatzes nicht erforderlich. Die Kriterien des Datenschutzes wurden eingehalten.

Statistische Analyse

Es wurde eine logistische Regression durchgeführt, um das relative Risiko in Form der Odds-Ratio (OR) von verschiedenen Risikofaktoren zu ermitteln. Als abhängige Variable wurde eine Intensiv- und/oder Beatmungspflichtigkeit während des ersten Aufenthalts, Versterben und erneute stationäre Aufnahme gewählt. Die statistische Absicherung der OR-Koeffizienten erfolgte über den Wald-Test. Unterschiede, deren Tests p-Werte < 0,05 aufwiesen werden als signifikant bezeichnet. Die Werte in Tab. 1 sind entweder als Anzahl (Prozent) oder als Mittelwert ± Standardabweichung angegeben. Der Vergleich zwischen den intensivpflichtigen und nichtintensivpflichtigen Patienten wurde mit dem t‑Test für unabhängige Stichproben bei einem Signifikanzniveau von α = 5 % durchgeführt. Die Auswertung der Daten erfolgte unter Zuhilfenahme des Statistikprogramms SPSS 23 (IBM, Armonk, NY, USA).

Tab. 1 Anzahl und Häufigkeit der Nebendiagnosen im Bezug zur Gesamtpopulation (n = 616)
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Ergebnisse

Es konnten für den genannten Zeitraum (mittlerer Beobachtungszeitraum 1212 Tage bzw. 3,3 Jahre) 1042 stationäre Aufenthalte wegen AECOPD gefunden werden, die sich auf 616 Patienten (299 Frauen; 317 Männer) verteilten. Bei jedem Patient wurde nur der erste stationäre Aufenthalt im beobachteten Zeitraum für die Berechnungen gewertet. Die Mehrfachaufenthalte wurden aber erfasst. Bei 222 Patienten (36 %) war ein erneuter stationärer Aufenthalt erforderlich. Im ersten Jahr nach der ersten AECOPD mussten 146 Patienten (23,7 %) rehospitalisiert werden, in den ersten 3 Monaten nach Entlassung aus dem stationären Bereich 71 Patienten (11,5 %). Mehr als eine Rehospitalisierung im Beobachtungszeitraum war bei 97 Patienten (15,7 %) erforderlich.

Das Durchschnittsalter lag bei 72 Jahren. Die FEV1 lag durchschnittlich bei 43 % des Sollwerts. Bezüglich des Schweregrads der COPD (alte GOLD-Klassifikation) betrug die Verteilung: COPD Grad I: n = 12 (2 %), Grad II: n = 106 (17 %), Grad III: n = 121 (20 %) und Grad IV: n = 266 (43 %). Bei 111 Patienten (18 %) war das exakte COPD-Stadium nicht mehr zu eruieren, da keine Lungenfunktion in einer stabilen Phase vorlag. Vor dem Erstaufenthalt hatten 56 Patienten eine nichtinvasive Beatmung (NIV). Insgesamt 154 Patienten (26 %) hatten eine Sauerstofflangzeittherapie (LTOT). Bei 49 Patienten (8 %) wurde eine LTOT neu verordnet. Von den 616 Patienten, die wegen einer AECOPD stationär behandelt wurden, erhielten 293 (47,6 %) einen Steroidstoß und eine antibiotische Therapie, 151 Patienten (24,5 %) erhielten nur einen Steroidstoß und 120 Patienten (19,5 %) erhielten nur eine antibiotische Therapie. Bei 52 Patienten (8,5 %) wurde lediglich die inhalative Therapie intensiviert (Vernebelung mit Salbutamol), da die AECOPD als eher gering eingeschätzt wurde. Die Anzahl der Komorbiditäten ist in Tab. 1 und die demographischen Daten der Patienten sind in Tab. 2 dargestellt.

Tab. 2 Demographische Daten des ganzen Kollektivs sowie der intensivpflichtigen und der nichtintensivpflichtigen Patienten im Vergleich
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Intensiv- und Beatmungspflichtigkeit

Bei 22 % der Patienten (n = 133) war eine intensivmedizinische Behandlung erforderlich. Die durchschnittliche Dauer der Intensivtherapie lag bei 8,2 (±10,2) Tagen. Bei 86 Patienten wurde eine Beatmungstherapie (64 % der intensivpflichtigen Patienten), bei 50 Patienten ein invasive Beatmung (37,6 % der intensivpflichtigen Patienten) durchgeführt. Bei 27 Patienten (4,3 %) musste eine dauerhafte NIV begonnen werden; 29 Patienten (19 von den 133 Patienten (14,3 %), die beim Erstaufenthalt intensivpflichtig wurden), verstarben auf der Intensivstation. Die demographischen Daten der intensivpflichtigen Patienten und der Patienten, die nicht intensivpflichtig waren, sind in Tab. 2 gegenüber gestellt. Das Risiko für eine Intensiv- und Beatmungstherapie erhöhte sich bei Patienten mit einer KHK (OR = 5,734; p = 0,009), bei einem längeren stationären Aufenthalt (OR = 1,071; p = 0,000) und bei Patienten, die eine antibiotische Therapie erhielten (OR = 11,616; p = 0,003). Je älter die Patienten waren, desto geringer war die Wahrscheinlichkeit für eine Intensivtherapie (OR = 0,937; p = 0,014). Das Risiko für eine Beatmungstherapie war bei Patienten mit einem Diabetes mellitus (OR = 3,754; p = 0,041), bei OSAS (OR = 6,698; p = 0,003), bei chronischer Herzinsuffizienz (OR = 6,166; p = 0,02) und bei langem Intensivaufenthalt (OR = 2,018; p = 0,000) erhöht. Die logistische Regression für das relative Risiko, intensiv- oder beatmungspflichtig zu werden, ist in Tab. 3 und 4 dargestellt.

Tab. 3 Logistische Regression für das relative Risiko, intensivpflichtig zu werden
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Tab. 4 Logistische Regression für das relative Risiko, beatmungspflichtig zu werden
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Erneute stationäre Aufnahme

Im Beobachtungszeitraum kam es bei 222 Patienten (36 %) zu insgesamt 426 Rehospitalisierungen. Einige Patienten wurden mehrfach stationär behandelt (n = 97, 15,7 %). Die Rehospitalisationen innerhalb der ersten 90 Tage nach Entlassung lagen bei n = 71 (12 %). Die Ursachen und Häufigkeiten für eine Rehospitalisierung sind in Tab. 5 aufgeführt. Mit zunehmendem Alter (OR = 1,034; p = 0,028) und mehr Behandlungstagen beim Erstaufenthalt (OR = 1,063; p = 0,042) steigt das Risiko, wenngleich bei niedrigem CRP (OR = 2,018; p = 0,000), niedrigem FEV1 (OR = 0,961; p = 0,030) und bei einer pneumologischen Rehabilitation im Anschluss an die AECOPD (OR = 0,295; p = 0,005) das Risiko sinkt. Die logistische Regression für das relative Risiko der Rehospitalisierung ist in Tab. 6 dargestellt.

Tab. 5 Anzahl und Häufigkeit der Ursachen für eine Rehospitalisierung innerhalb von 90 Tag nach Entlassung wegen AECOPD (n = 71)
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Tab. 6 Logistische Regression für das relative Risiko der Rehospitalisierung
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Versterben

Im Beobachtungszeitraum von 4 Jahren verstarben 146 Patienten (36 %). Dieser Wert bezieht sich nicht auf das komplette Kollektiv, da diese Information nur von 402 Patienten vorlag. Im Rahmen des ersten Aufenthalts wegen einer AECOPD verstarben n = 21 (3,4 %). Das Risiko zu versterben war korreliert mit dem Alter (OR = 1,058; p = 0,036), längerer stationärer Behandlung (OR = 1,165; p = 0,001), niedrigem Hämoglobingehalt (OR = 0,663; p = 0,003) und niedrige FEV1 (OR = 0,932; p = 0,029). Das Risiko zu versterben sank bei längerem Intensivaufenthalt (OR = 0,338; p = 0,034). Die logistische Regression für das relative Risiko zu Versterben ist in Tab. 7 dargestellt.

Tab. 7 Logistische Regression für das relative Risiko, im Beobachtungszeitraum zu versterben (n = 402)
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Diskussion

In dieser Studie wurden Patienten mit einer AECOPD einer internistischen Abteilung mit pneumologischem Schwerpunkt eines Allgemeinkrankenhauses der Regelversorgung einer deutschen Großstadt retrospektiv analysiert. Der Schweregrad der COPD und die Anzahl der Komorbiditäten in der beobachteten Patientenklientel entsprechen den Erwartungen an Patienten, die wegen einer AECOPD stationär aufgenommen werden müssen. In einer italienischen Studie bei hospitalisierten AECOPD-Patienten hatten 55 % eine arterielle Hypertonie, 27 % eine chronische Herzinsuffizienz und 17 % eine ischämische Herzkrankheit [3]. Obwohl die Schwere der COPD prinzipiell Einfluss auf das Outcome einer AECOPD nimmt, waren in den meisten Studien die wichtigsten Prädiktoren doch die Anwesenheit von Komorbiditäten. Auch in dieser Studie war die Anwesenheit von mehreren Komorbiditäten (durchschnittlich 2,3 Komorbiditäten/Patient) mit einem der definierten negativen Outcomeparameter verknüpft. Die hohe Anzahl an Patienten mit einer obstruktiven Schlafapnoe (15,1 %) ist dabei im Einklang mit den bereits publizierten Prävalenzzahlen bei COPD-Patienten [26].Es lässt sich bei dieser Kohorte die Regel bestätigen, dass mit der Anzahl der Komorbiditäten die Wahrscheinlichkeit eines negativen Outcomes steigt.

Intensiv- und Beatmungspflichigkeit

Die Aufnahme auf die Intensivstation, die praktisch immer die Folge der Verschlechterung mehrerer klinischer Parameter war, macht etwa 70 % aller Todesfälle im Krankenhaus im Rahmen einer AECOPD aus [13]. Kenntnisse über prognostische Variablen, die Ergebnisse bei Patienten mit AECOPD und akuter respiratorischer Insuffizienz vorhersagen können, sind wichtig, weil Entscheidungen über die Aufnahme auf die Intensivstation und eine eventuelle Intubation und invasive Beatmung erforderlich sind [13, 26]. In unserer Studie hatten die Patienten die intensivpflichtig wurden, einen signifikant höheren paCO2, einen signifikant höheren paO2, eine signifikant niedrigere Vitalkapazität und signifikant geringer eine Sauerstofflangzeittherapie. Als entscheidendes Kriterium dürfte hierbei die Hyperkapnie gelten, die die ventilatorische Erschöpfung der Patenten signalisiert. Da die Lungenfunktion in der Regel nicht beim Aufnahmezeitpunkt durchgeführt wurde, können hier keine Zusammenhänge gesehen werden. Ob eine LTOT vor einer Intensivpflichtigkeit schützt, bleibt eher spekulativ und entspricht nicht den Leitlinien. So empfehlen z. B. die britischen Leitlinien Alter, FEV1, frühere Intensivaufenthalte, funktioneller Status, BMI, LTOT und Komorbiditäten als wichtig Variablen für die Entscheidung zur ICU-Aufnahme und invasiven Beatmung [21].

Im Rahmen von Studien wurde versucht, Faktoren zu identifizieren, die einem Kliniker helfen zu entscheiden, ob ein Patient direkt auf die Intensivstation aufgenommen werden muss. Es konnte gezeigt werden, dass das langfristige Überleben der schwerkranken intensivpflichtigen COPD-Patienten von Prädiktoren (Schwere der Krankheit, Alter, Funktionsstatus, BMI, paO2, kongestive Herzinsuffizienz, Serumalbuminspiegel und Cor pulmonale) abhängig ist. Allerdings muss hierbei berücksichtigt werden, dass bei älteren und schwer erkrankten Patienten häufiger eine Therapielimitierung, z. B. im Rahmen einer Patientenverfügung, vorlag. In unserer Analyse wurden 22 % aller AECOPD-Patienten als intensivpflichtig eingestuft und entsprechend behandelt. Der überwiegende Anteil der intensivpflichtigen Patienten (64 %) wurde beatmet. Die Sterblichkeit lag in dieser Patientengruppe bei 45 %. Die Prädiktoren für Intensivpflichtigkeit und eine ggf. notwendige Beatmungstherapie waren in unserer Kohorte vor allem Patienten mit kardialen Vorerkrankungen, einem OSAS, Diabetes und mit einer antibiotischen Therapie.

Wiederaufnahme ins Krankenhaus

Eine Wiederaufnahme ins Krankenhaus nach AECOPD hat enorme klinische und sozioökonomische Folgen, vor allem, wenn sie kurz nach der Entlassung (beispielsweise innerhalb von 30 Tagen) notwendig ist [9]. Obwohl die Mehrheit der erneut stationären Aufenthalte bei COPD-Patienten nicht respiratorisch bedingt war [25], sind rund 20 % der Wiederaufnahmen innerhalb von 30 Tagen aufgrund einer erneuten AECOPD nach der Entlassung notwendig [8]. In unserer Kohorte konnten wir sehr ähnliche Inzidenzen beobachten (Anzahl der Wiederaufnahmen innerhalb von 90 Tagen: n = 71, 12 %). Zwar war mit 20 % eine erneute AECOPD die häufigste Ursache für eine Rehospitalisierung, es zeigte sich aber auch, dass in 80 % der Fälle eine Verschlechterung einer anderen Komorbidität ursächlich war. Unsere Studie zeigt darüber hinaus, dass COPD-Patienten mit einer akuten Exazerbation, die innerhalb von 90 Tagen nach Entlassung eine erneute stationäre Behandlung brauchten, anschließend eine progressive Erhöhung der Sterblichkeit über den 3‑Jahre-Follow-up zeigten, unabhängig von der Schwere der Obstruktion. Diese Beobachtung bestätigt frühere Studien, die die Hypothese einer spezifischen Anfälligkeit für Verschlechterung von COPD-Patienten berichten und abgelaufenen AECOPD als wichtigsten Prädiktor für spätere Exazerbationen aufzeigen [6, 8]. Weiterhin bestätigen unsere Daten die Metaanalyse von Puhan, die zeigte, dass durch eine pneumologische Rehabilitation im Anschluss an eine AECOPD die Anzahl der Rehospitaliserung von COPD-Patienten gesenkt werden kann [22].

Versterben

Die Sterblichkeitsrate einer AECOPD reicht je nach beobachteter Kohorte von 4–14 % [15–17] und war mit 25 % besonders hoch bei Patienten, die intensivpflichtig wurden [1]. Ähnliche Zahlen konnten in unserem Patientengut beobachtet werden. Die akute Sterblichkeit der AECOPD beim ersten Aufenthalt lag bei 8 %. Bei der Betrachtung der intensivpflichtigen Patienten stieg die Sterblichkeit der AECOPD auf 14 % an. In unserer kurz- und langfristigen Auswertung für AECOPD zeigte sich eine schrittweise Erhöhung des Risikos für Sterblichkeit der AECOPD durch Rehospitalisierungen und längere stationäre Aufenthalte von COPD-Patienten.

In dieser Kohorte waren ein höheres Alter, eine niedrige FEV1 und ein niedriger Hämoglobingehalt Risikofaktoren für die Sterblichkeit im Krankenhaus. Hierbei muss allerdings berücksichtigt werde, dass bei einigen älteren Patienten keine intensivmedizinische Behandlung oder Beatmungstherapie mehr gewünscht wurde. In der Literatur sind unterschiedliche Prädiktoren für ein Versterben im Rahmen einer AECOPD beschrieben. So waren ein acidotischer pH-Wert < 7,3, hohe paCO2-Werte (>45 mm Hg) und erniedrigte arterielle Sauerstoffpartialdrücke (<60 mm Hg) mit einer höheren Krankenhausmortalität assoziiert [17, 27]. Weitere Risikofaktoren sind abnorme klinische Befunde, wie vermehrte Dyspnoe, niedriger BMI, veränderter mentaler Status und erniedrigter systolischen Blutdruck, und auch hier die Anwesenheit von Komorbiditäten (kongestives Herzversagen, Lebererkrankungen, Hyponatriämie < 130 mmol/l und chronisches Nierenversagen). Eine australische Studie beobachtete, dass die Sterblichkeit im Anschluss an die erste AECOPD bei Patienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen im Vergleich zu Patienten ohne kardiale Vorerkrankungen auf 26 % anstieg [7]. Dennoch ist es nicht sicher, dass die erhöhte Mortalität während oder nach einer AECOPD im Zusammenhang mit kardiovaskulären Ereignissen durch eine erhöhte kardiale Belastung und durch die erhöhte kardiale Komorbidität entsteht [18]. Interessanterweise konnten wir in unserer Kohorte keine Korrelation zwischen der kardialen Morbidität und der Mortalität finden, was die Aussage der Arbeitsgruppe von Ko bestätigt.

Limitationen der Studie

Unsere Studie hat Einschränkungen, die erwähnt werden müssen. Wie alle retrospektiven Analysen ist die Validität der Daten bereits durch das Studiendesign selbst begrenzt. In der Folge wurden unvollständige Datensätze (n = 86) ausgeschlossen, was zu einem Selektionsbias geführt haben könnte. Zwar konnte die akute Sterblichkeit beim Erstaufenthalt lückenlos erfasst werden; die Erfassung aller Verstorbenen im Beobachtungszeitraum gelang allerdings nur bei 402 Patienten, sodass hier mit einer Dunkelziffer, die höher liegt, gerechnet werden muss. Auch der monozentrische Ansatz und das Fehlen einer Kontrollgruppe begrenzen die Aussagekraft der Daten. Darüber hinaus hat die logistische Regression die Schwäche, dass sie nicht sinnvoll mit fehlenden Werten umgehen kann und in der Folge Datensätze mit fehlenden Werten nicht in die Modellbildung einfließen konnten. Die Stärke der Studie ist sicherlich die große Zahl der Patienten und die gute Dokumentation der Patientenakten. Dennoch bedürfen die aufgestellten Hypothesen der Überprüfung durch weitere prospektive Studien.

Fazit für die Praxis

  • Die akute Exazerbation einer COPD stellt ein erhebliches gesundheitliches Risiko dar und ist mit einer hohen Mortalität behaftet.

  • Die Wahrscheinlichkeit für ein negatives Outcome einer AECOPD erhöht sich v. a. bei dem Vorhandensein mehrere Komorbiditäten und bei älteren Patienten.

  • Die Sterblichkeit steigt erheblich mit einer Intensivpflichtigkeit und bei Rehospitalisierung an.