Pediatric Asthma Risk Score (PARS)

Klinischer Hintergrund

Vorherzusagen, welche Kleinkinder mit Giemen später ein Asthma entwickeln, gehört zu den schwierigsten Entscheidungen in der pädiatrischen Allergologie. Vor dem Schulalter fehlen objektive Messmethoden wie eine Spirometrie von guter Qualität, und Giemen ist auch bei vorübergehenden, virusbedingten Beschwerden häufig. Das Instrument dient dazu, diejenigen mit so niedrigem Risiko, dass ein abwartendes Vorgehen gerechtfertigt ist, von denjenigen zu unterscheiden, bei denen eine prophylaktische Behandlung oder eine frühe Überweisung an eine Fachärztin bzw. einen Facharzt erwogen werden sollte.

Der Vorläufer, der Asthma Predictive Index (API), hat eine hohe Spezifität, aber eine niedrige Sensitivität und übersieht einen großen Teil der Kinder mit mittlerem Risiko. Der PARS wurde eigens entwickelt, um diese mittlere Gruppe besser zu erfassen, die zugleich die häufigste und am schwersten vorherzusagende ist [1].

Berechnung des PARS

Der PARS beruht auf sechs Variablen, die vor dem Alter von 3 Jahren erhoben werden. Der Score wird als gewichtete Summe berechnet, wobei das Gewicht jeder Variablen ihrer auf die nächste ganze Zahl gerundeten Odds Ratio in der Derivationskohorte entspricht:

$$\text{PARS} = 2 \cdot I_{\text{Elternteil mit Asthma}} + 2 \cdot I_{\text{Ekzem}} + 3 \cdot I_{\text{Giemen ohne Erkältung}} + 3 \cdot I_{\text{Giemen vor dem 3. Lebensjahr}} + 2 \cdot I_{\text{afroamerikanische Ethnizität}} + 2 \cdot I_{\text{Polysensibilisierung}}$$

wobei $I$ eine Indikatorvariable ist, die den Wert 1 annimmt, wenn das Kriterium erfüllt ist, und andernfalls 0. Der Score reicht von 0 bis 14, aber die Punktzahlen 1 und 13 sind bei diesen Gewichten nicht erreichbar [1].

Die Derivationskohorte war die Cincinnati Childhood Allergy and Air Pollution Study (CCAAPS), eine Geburtskohorte mit 762 Kindern, geboren 2001 bis 2003 in Cincinnati, Ohio, und im Norden von Kentucky. Die Eltern hatten mindestens ein Allergiesymptom und waren im Pricktest gegen mindestens ein Aeroallergen positiv, wodurch die Kohorte aus atopischer Sicht eine Hochrisikopopulation darstellt. Von 762 Kindern konnten 589 im Alter von 7 Jahren objektiv auf Asthma untersucht werden. Die Asthmaprävalenz im Alter von 7 Jahren betrug 16 % (n=95). Asthma wurde sowohl anhand von Symptomen als auch anhand objektiver Messwerte definiert: signifikante Reversibilität der Atemwegsobstruktion (>12 % Anstieg der FEV₁) oder positiver Methacholin-Provokationstest [1].

Die Variablen wurden durch Rückwärtsselektion in der logistischen Regression mit p<0,05 als Grenzwert ausgewählt. Die verbliebenen Variablen waren Asthma bei einem Elternteil (OR entsprechend Gewicht 2), Ekzem vor dem Alter von 3 Jahren (2), Giemen unabhängig von Erkältungen (3), Giemen vor dem Alter von 3 Jahren (3), afroamerikanische Ethnizität (2) und Polysensibilisierung gegen ≥2 Aeroallergene und/oder Nahrungsmittelallergene (2) [1].

Interpretation in der Praxis

Der PARS wird in drei Risikobereiche eingeteilt:

Der Schwellenwert, der Sensitivität und Spezifität in der Derivationskohorte maximierte, lag bei 6 Punkten, also knapp oberhalb des Übergangs von niedrigem zu mittlerem Risiko [1].

Validierung und Testgüte

Derivationskohorte (CCAAPS): Sensitivität 0,68 und Spezifität 0,77 beim Grenzwert 6. Die AUC des PARS war höher als die des Loose API (AUC 0,69) in derselben Kohorte. Der PARS schnitt insbesondere bei Kindern mit mittlerem Risiko besser ab [1].

Replikationskohorte (Isle of Wight, IOW): Eine unabhängige britische Geburtskohorte mit 1.456 Kindern, geboren 1989 bis 1990, von denen 1.368 im Alter von 10 Jahren auf Asthma untersucht wurden. Asthma wurde definiert als ärztlich diagnostiziertes Asthma plus Giemen im vergangenen Jahr. Der PARS zeigte eine vergleichbare Testgüte: Sensitivität 0,67 und Spezifität 0,79 [1].

Validierung in mehreren Kohorten (CREW): Die umfassendste externe Validierung nutzte die NIH Children's Respiratory and Environmental Workgroup, einen Verbund von 10 US-amerikanischen Geburtskohorten mit insgesamt 5.634 Kindern. Asthma wurde im Alter von 5 bis 10 Jahren erfasst. Die AUC über alle Kohorten betrug 0,76 (95-%-KI 0,74 bis 0,78), mit einer Streuung von 0,61 bis 0,83 zwischen den einzelnen Kohorten. Die Testgüte unterschied sich nicht signifikant zwischen ethnischen Gruppen, Geschlechtern, Kohortentyp (Allgemeinbevölkerung gegenüber Hochrisiko), Geburtsjahrzehnt oder Definition der Polysensibilisierung (Pricktest gegenüber spezifischem IgE) [2].

In der harmonisierten CREW-Analyse behielt der PARS eine hohe Sensitivität (Median 0,79, Spannweite 0,53 bis 0,89) und einen hohen NPV (Median 0,95, Spannweite 0,88 bis 0,98), jedoch sank die Spezifität (Median 0,55, Spannweite 0,49 bis 0,77), und der PPV war niedrig (Median 0,21, Spannweite 0,11 bis 0,40) im Vergleich zur Derivationskohorte. Die Kalibrierungsplots zeigten eine gewisse Unterschätzung des Risikos [2].

EHR-basierte externe Validierung: Eine retrospektive bevölkerungsbasierte Studie aus Indiana mit 69.109 Kindern, geboren 2010 bis 2017, von denen 7,65 % nach dem Alter von 4 Jahren eine Asthmadiagnose erhielten. Der EHR-basierte PARS erreichte eine AUC von 0,76 (95-%-KI 0,75 bis 0,76), eine Sensitivität von 0,74 und eine Spezifität von 0,68. Ein aktualisiertes Modell mit zusätzlichen EHR-Variablen (Geschlecht, Ethnizität, Differenzialdiagnosen wie Pneumonie, Bronchiolitis und Krupp sowie soziale Determinanten) verbesserte die AUC auf 0,79 (95-%-KI 0,78 bis 0,80). Beide Modelle zeigten eine zufriedenstellende Kalibrierung [3].

Systematische Übersicht: Eine Übersichtsarbeit aus dem Jahr 2019 zur externen Validierung von Prädiktionsinstrumenten für Asthma im Kindesalter fand, dass zu diesem Zeitpunkt nur drei Instrumente (API, PIAMA und Leicester) extern validiert waren und dass die prädiktive Genauigkeit insgesamt schlecht war, mit großer Variation von Sensitivität und PPV zwischen Entwicklungs- und Validierungskohorten. Der PARS wurde im selben Jahr publiziert und nicht berücksichtigt [4].

Einschränkungen

Derivation in einer Hochrisikopopulation: In CCAAPS wurden Eltern rekrutiert, die selbst atopisch waren, weshalb der PARS das Risiko überschätzen kann, wenn er bei Kindern ohne familiäre Atopie angewendet wird. Die CREW-Validierung umfasste jedoch auch Kohorten der Allgemeinbevölkerung ohne signifikanten Verlust an Testgüte, was für eine gewisse Robustheit spricht [2].

Ethnizitätsvariable: Die Punktvergabe für afroamerikanische Ethnizität ist direkt in das Modell integriert. Dies spiegelt den US-amerikanischen Kontext mit dokumentiert erhöhtem Asthmarisiko bei schwarzen Kindern wider, doch die Variable ist schwer auf andere Populationen übertragbar. In der CREW-Validierung wurden Kinder wegen kleiner Gruppen anderer Ethnizitäten als "schwarz" oder "nicht schwarz" kategorisiert, was die ursprüngliche Variable vereinfacht, aber auch vergröbert [2]. Für schwedische Verhältnisse fehlt eine entsprechende Validierung, und die Variable sollte mit Vorsicht interpretiert werden.

Niedriger PPV: Der positive prädiktive Wert ist in allen Validierungskohorten niedrig (0,21 bis 0,37), was bedeutet, dass die Mehrzahl der als mittleres oder hohes Risiko klassifizierten Kinder kein Asthma entwickelt. Der Score eignet sich daher besser zum Ausschluss von Asthma (hoher NPV) als zu seiner Bestätigung.

Variierende Asthmadefinition: In der Derivationskohorte wurden objektive Lungenfunktionsmessungen verlangt, während die Validierungskohorten in CREW und in der EHR-Studie ärztliche Diagnose in Kombination mit Symptomen verwendeten. Dies kann einen Teil des Verlusts an Testgüte erklären und erschwert Vergleiche zwischen Studien [1, 2, 3].

Statische Beurteilung: Der Score wird zu einem einzelnen Zeitpunkt vor dem Alter von 3 Jahren berechnet und erfasst keine Veränderungen des Beschwerdebildes im Zeitverlauf. Ein Kind, das zunächst eine niedrige Punktzahl hat, kann neue Risikofaktoren entwickeln und sollte bei verändertem Beschwerdebild neu beurteilt werden.

Sensibilisierungsdaten erforderlich: Die Variable Polysensibilisierung setzt voraus, dass ein Pricktest oder ein spezifisches IgE bestimmt wurde, was bei Kleinkindern nicht routinemäßig erfolgt. In der CREW-Validierung erzielte der PARS gleich gute Ergebnisse, unabhängig davon, ob die Sensibilisierung mit Pricktest oder spezifischem IgE gemessen wurde, und das Modell war auch bei fehlenden Daten einzelner Variablen robust, doch die vollständige Berechnung erfordert eine allergologische Abklärung [2].

Quellen

1. Biagini Myers JM et al. A pediatric asthma risk score to better predict asthma development in young children. J Allergy Clin Immunol. 2019;143(5):1803-1810. PMID: 30554722
2. Biagini JM et al. Performance of the Pediatric Asthma Risk Score across diverse populations. NEJM Evidence. 2023;2(10). PMID: 38320177
3. Owora AH et al. External validation and update of the pediatric asthma risk score as a passive digital marker for childhood asthma using integrated electronic health records. EClinicalMedicine. 2025;84:103254. PMID: 40496879
4. Colicino S et al. Validation of childhood asthma predictive tools: A systematic review. Clin Exp Allergy. 2019;49(4):410-418. PMID: 30657220