Membrandefekter & enzymbrist

Transkript

1 Medfödda erytrocytdefekter Membrandefekter & enzymbrist Ulf Tedgård Barnkliniken, SUS, Lund EQUALIS

2 Erytrocytens öde miljarder bildas varje dag Innehåller 680 miljoner hemoglobinmolekyler Lever 120 dagar Reser 48 mil Är 8 μm bred Skall igenom 3,5 μm tjock kapillär Utsätts för syre i lungorna Saknar Kärna Proteinsyntes Mitokondrier Hur överlever den?

3 bland annat genom stor deformerbarhet Flexibelt cytoskelett Noggrann kontroll av volym och joner Andolfo et al, Haemotologica 2016

4 Nuvarande modell av erytrocytens membran Första modell från 1980 Samuel Lux, Blood 2016

5 Erytrocytdefekter MEMBRANSJUKDOMAR Strukturella defekter Her Sfärocytos Her Elliptocytos + pyropokilocytos Her Ovalocytos Defekter i permeabilitet Dehydrerad Her Stomatocytos (Xerocytos) Överhydrerad Her Stomatocytos (Hydrocytos) Erytrocytdefekt i någon form är den vanligaste ärftliga sjukdomen. Drabbar 1/6 jordens invånare. Malaria har genom det naturliga urvalet gjort dessa sjukdomar så vanliga. ERY-METABOLISMDEFEKTER G6PD-brist Pyruvatkinas-brist med flera HEMOGLOBINOPATIER Talassemier Sickle-cell anemi Andra hemoglobinopatier Anopheles gambiae

6 Anemi hos nyfödd Första barnet till svenska föräldrar. Modern splenektomerad. Grav och partus ua. Vid 2 dygns ålder noteras lätt ikterus. Mjälten kunde anas under vä arcus. Pigg och vital. Hb 153, Bil 220 Vid 3 dygns ålder Hb 125 Bil 235. Övertogs till neonatal pga anemi. Status: Ikterisk, i övr. pigg, opåverkad. Buk: mjälten palp 1/2-1 cm under vä arcus. Status i övrigt ua Lab forts: Hb 118, Röda anisocytos, Trc 327, Leuk 19,2 diff ua CRP < 6, Reticulocyter /L, DAT neg

7 5-årig flicka med ikterus som liten Första barnet. Svenska föräldrar. Inga blodsjukdomar kända i släkten Behandlad med fototerapi på grund ikterus som nyfödd. Hb Alltid varit blek. Sedan slutet av januari gulare ögon och mörk urin Sökte barnmottagningen Lab: MCV 80 LD 6.0 DAT neg Haptoglobin <0.10 Splenomegali 13 cm på u-ljud, inga gallstenar, men sludge Erytrocytmorfologi: Anisocytos, poikilocytos Hb Retik Trc Bilirubin Bilir, konj ALAT 0,29 0,23 0,25 0,20 1,7 0,97 ASAT 0,70 0,57 Hemol 0,64 2,5 0,73 PK-INR 1,5 1,6 1,1 1,1 1,3 Buksmärta

8 7-årig pojke med anemi Tid väs. frisk pojke från Sverige som insjuknat med feber och blivit tilltagande blek, trött, ätit och druckit dåligt Somnolent, men väckbar. Tachycard och tachypne. Lågt Bltr. Palpabel mjältförstoring och misstänkt leverförstoring. Hb 26. MCV 72. Retik 11. LPK 22.3, neutrofila 14.8, CRP 14. ASAT 22, ALAT 12, bilirubin 22 (konj 10). LD normalt initial. Ferritin pro-bnp DAT test neg. Fick Albumin-inf i väntan på Ery-transfusion. Fick utslag under vårdtiden. Förslag på diagnoser?

9 Hereditär Sfärocytos Membrandefekten vid HS drabbar den vertikala interaktionen Brist på någon av de proteiner som förankrar Band 3 till spektrin Cellmembranet frikopplas från cytoskelettet och vesikler knoppas av från erytrocyten An & Mohandas, Br J Haemat 2008

10 Membranförlust via vesikelbildning vid HS Membrandefekten leder till ökad förlust av cellmembran Sfärocyter bildas Bryts ner i mjälten Basu & Chakrabarti. Book Springer, Defects in Erythrocyte Membrane Skeletal Architecture Robbins and Cotran: Pathologic Basis of Disease, 7th ed.

11 Hereditär Sfärocytos Incidens 1/2000 finns i alla befolkningar men särskilt vanligt bland Nordeuropéer Ärftlighet Dominant (vanligast ca 75%) ankyrin (50-60%) β-spektrin och Band 3 (ca 20% vardera) Recessivt Förändringar i α-spektrin och protein 4,2 förekommer i recessiv HS och utgör vardera < 5%

12 Hereditär Sfärocytos - klinik Varierande svårighetsgrad från transfusionkrävande till kompenserad hemolys 10-15% svår HS; moderat 70-80%; mild 10-15% Ibland debut neonatalt - anemi, hyperbilirubinemi Vanligen periodiskt med symptomfria intervall då erytropoesen håller takt med hemolysen Ikterus - ej så framträdande Splenomegali - 50% 1:a året sedan stigande % Gallsten redan i barndomen Aplastisk kris i samband med Parvovirus B19 infektion ( Femte sjukan ) Bild från Wikipedia

13 Hereditär sfärocytos olika svårighetsgrader Mild Moderat Svår % av alla HS 10-15% 70-80% 10-15% Hb g/l < 80 Retikulocyter % (10 9 /L) 3-6% (~120) >6% (~240) >10% (~360) Bilirubin μmol/l > 34 > 50 Splenomegali Sällan Ja, några cm under arcus Ja, > 5 cm under arcus Splenektomi Ej nödvändig Oftast nödvändig i års åldern Nödvändig fördröj till efter 6 års ålder Svårighetsgraden har betydelse för om splenektomi ska göras eller inte I mellangruppen svårt att avgöra. Några frågor är: Trötthet? Ökat sömnbehov? Nedsatt tolerans mot ansträngning? Buksmärtor? Förekomst av gallsten?

14 Hereditär Sfärocytos - Lab Anemi Reticulocyter Bil, LD, Hapto (från 6 mån ålder) MCHC, MCV /, RDW Utstryk: Sfärocyter DAT test negativ

15 Hereditär Sfärocytos - Diagnos Om nedanstående är uppfyllt krävs inte mer för diagnos: Anamnes: hereditet för HS, anemisymtom Klinik: splenomegali, ikterus Hematologi: Hb, MCV /, MCHC, RDW, retikulocyter, bilirubin, LD, haptoglobin. Utstryk: Sfärocytos DAT: Negativ (obligatoriskt) Vid tveksamhet (avsaknad av hereditet/tvetydig klinik) EMA bindningstest ( Band3 ) Elektrofores av erytrocytmembran i oklara fall Kanske Osmotic gradient ektacytometry om någon gör detta?

16 Hereditär Sfärocytos - Behandling Folsyra profylax vid svår HS och vid låg folatnivå Blodtransfusion vb Tät uppföljning första levnadsåret, därefter årligen (tillväxt, symtom på splenomegali, gallsten, info om aplastisk kris). Ev regelbundet UL för att se gallstenar Splenektomi indicerat vid svår HS och ofta vid moderat form av HS Laparoskopisk splenektomi rekommenderas. > 6 års ålder Splenektomi => ökad risk för fulminanta bakteriella infektioner, OPSI vaccinationer, info och pc-profylax Splenektomi vid HS ger också ökad risk för Tromboser både akut i samband med splenektomi men även framöver Ökad risk för Pulmonell hypertension OBS: Splenektomi är kontraindicerat vid (överhydrerad och dehydrerad) stomatocytosis då den är förenad med stor risk för postoperativ trombos

17 Flicka med HS och en extra alfa-allel Håller vanligen Hb kring 100 och retikulocyter ca 400, Bilirubin Splenomegali 19/2 svimmat hemma Feber 40,5 Lite halsont Får 4 påsar blod 20-22/2 IV ab Serologi EBV, CMV, Parvo negativ Influensa PCR neg PCR för Parvovirus pos 19/2 20/2 22/2 27/2 4/3 Hb g/l Retik 10 9 /L Interf Trombocyter Neutrofila 5, Bilirubin

18 Humant Parvovirus B19 Potent hämmare av BFU-E och CFU-E Erytropoes stopp 7-10 d efter inokulering Retikulocytos d efter inokulering Hb-sänkning g/l, ej kliniskt noterbart hos friska Klinik: Femte sjukan Exantem Hydrops fetalis Artrit Myocardit Hepatit Aplastisk kris vid hemolytisk anemi Broliden, J Intern Med. 2006

19 Andra membranopatier Hereditär sfärocytos orsakas av defekter i den vertikala interaktionen Hereditär elliptocytos och Hereditär Pyropoikilocytos beror på defekter i den horisontella interaktionen

20 Hereditär Elliptocytos Relativt vanlig ffa där malaria varit vanlig Incidens 1/2000. Prevalens ca 2% Västafrika Autosomalt dominant Ca 10% har moderat till uttalad anemi Heterozygota vanligen asymtomatiska medan homozygota eller dubbelheterozygota har moderat till svår anemi Mutationer i alfa-spectrin vanligast (65%), beta-spectrin (30%), kvantitativa eller kvalitativa defekter i 4.1R (5%) Da Costa et al, Blood Rev 2013 An & Mohandas, BJH 2008

21 Hereditär Pyropoikilocytos (HPP) Svår form av HE Homozygota eller dubbelheterozygota spektrinmutationer Termolabila erytrocyter Splenomegali, transfusionskrävande anemi Sänkt uttryck av Band3-protein vid EMA-analys Da Costa et al, Blood Rev 2013 An & Mohandas, Br J Haemat 2008

22 Hereditär Ovalocytos Southeast Asian Ovalocytosis (SAO) Vanlig i malariaendemiska områden i Sydostasien I endemiska områden prevalens mellan 5-25% Dominant nedärvt och endast heterozygota fall funna. Hmz inte förenligt med liv? Alla har samma mutation i band 3 Typiskt utseende i utstryk med oval form och 1 eller 2 longitudinella slitsar Cellmembranet stelt Minimla hemolys Da Costa et al, Blood Rev 2013

23 Hereditära cellmembran transport defekter Defekter i permeabilitet Dehydrerad Hereditär Stomatocytos (Xerocytos) Överhydrerad Hereditär Stomatocytos (Hydrocytos)

24 Dehydrerad Stomatocytos (Xerocytos) DHS Permeabilitetsrubbning i erytrocytens cellmembran Ery jontransport och hydrering defekt Autosomalt Dominant Två mutationer kända: PIEZO1 KCNN4 - kodar för Gardos kanal (Ca-beroende K + kanal) Incidens 1/ Hemolytisk kompenserad anemi Risk för järninlagring Få stomatocyter i utsryk MCHC >360 g/l Typiskt mönster på ektacytometry Splenektomi ger hög risk för vaskulära komplikationer, trombos!!! Stomatocyter vid dehydrated hereditary stomatocytosis. Få stomatocyter Delaunay, Semin Hematol 41: , 2004

25 Överhydrerad Stomatocytos (Hydrocytos) OHS Permeabilitetsrubbning i erytrocytens cellmembran Mycket ovanlig 20 fall beskrivna 2016 Mutation i RhAG Svårare fenotyp än DHS MCHC g/l MCV >110 Fler stomatocyter i utsryk än vid DHS Typiskt mönster på ektacytometry Splenektomi ger hög risk för vaskulära komplikationer. Tromboser!!! Stomatocyter vid overhydrated hereditary stomatocytosis. Stomatocyter vanliga

26 Utredning membrandefekter Osmotisk fragilitet (OF) AGLT (acidified glycerol lysis test) Eosin-5-maleimid- (EMA) bindningstest ( Band3 ) Elektrofores av membranproteiner (SDS-PAGE) DNA-analys Osmotic gradient ektacytometry som görs med Laser-assisted Optical Rotational Cell Analyzer (LORRCA)

27 Osmotisk fragilitet (OF) sfärocyter lyserar snabbare än normala erytrocyter i hypoton saltlösning rekommenderas inte som enskilt test för hereditär sfärocytos på grund av låg sensitivitet (missar 10-20% av HS-patienter) och låg specificitet (falskt positivt vid andra hemolytiska anemier) men kan kombineras med andra tester Bild från Stefan Jacobsson

28 AGLT (acidified glycerol lysis test) Liknar OF där erytrocyter inkuberas i en hypoton saltlösning med tillsats av glycerol och natriumfosfat Hög sensitivitet/specificitet, 95/91% Vid kombination med EMA identifierades samtliga patienter med HS. Falskt positiva resultat kan ses vid andra förvärvade sfärocytoser som AIHA OBS: AGLT finns inte tillgängligt som test i Sverige (??) Bucx et al, Europ J Haemat 1988

29 Eosin-5-maleimid- (EMA) bindningstest ( Band3 ) EMA binder till band 3 protein som återfinns i lägre halt i erytrocytens membran vid HS. Hög sensitivitet/specificitet, 93/98% Kan analyseras även på nyfödda Milda HS-fall kan missas Falskt positiva resultat kan ses vid bl.a. CDA typ II och HPP Bunden mängd ökar vid stomatocytos Bild från Stefan Jacobsson

30 Analys av membranproteiner (SDS-PAGE) Analys av membranproteiner (SDS-PAGE) rekommenderas vid negativa eller tvetydiga resultat från screeningen hos individ med misstänkt HS och hematologiskt friska familjemedlemmar. Shibuya et al, Hematology 2018

31 DNA-analys DNA-analys kan vara ett alternativ till SDS-PAGE vid negativa eller tvetydiga resultat från screeningen hos individ med misstänkt HS och hematologiskt friska familjemedlemmar. Andolfo et al, Haematologica, 2016

32 Osmotic gradient ektacytometry (LORRCA) Osmotic gradient ektacytometry görs med Laser-assisted Optical Rotational Cell Analyzer (LORRCA) Bra metod att studera erytrocyters deformabilitet Kan skilja mellan flera olika tillstånd och kan dessutom diagnosticera stomatocytos EImax maximal deformerbarhet Omin Osmotisk Fragilitet Ohyper intracellulär viskositet Huisjes et al, Front Physiol 2018

33 Bolton-Maggs et al, BJH 2012

34 Enzymopatier ~ 400 milj fall av Glukos-6-fosfat-dehydrogenasbrist ~ 500 fall av Pyruvatkinasbrist Övriga enzymbrister ännu ovanligare Oftast recessivt ärftlighet

35 Allt utom G6PD brist är mycket ovanligt Koralkova, Solinge & Wijk; Int J Lab Hem, 2014

36 Prematur född pojke grav v 32+4 Föräldrar från Irak, ej släkt. Inga blodsjukdomar kända i familjen Lindrig IRDS Vid 3 dygns ålder tröttare, ikterisk. DAT-test neg. Startar fototerapi Prov för Glukos-6-fosfat-dehydrogenas taget 21/1. G6PD enzymaktivitet 3,2% av kontroll erytrocyter

37 2,5 dagar pojke med ikterus 2/2 syskon. Storasyster frisk. Far från Syrien och modern från Turkiet. Inga blodsjukdomar kända i familjen (enligt första anamnesen) Född efter 39+4 grav veckor. Tidig hemgång Vid 2,5 dagars ålder trött och uttalat gul. DAT-test neg Hb g/l /4 + 5h +6h +11h 18/4 19/4 20/4 Retik 10 9 /L 40 Bilirubin ÅTGÄRD Blodbyte Blodbyte Fototerapi Fototerapi Fototerapi Fototerapi

38 2,5 dagar pojke med ikterus Vid förnyad anamnes flera pojkar på moderns sida haft uttalad ikterus i nyföddhetsperioden. Modern frisk kan äta allt. Test för G6PD visade sänkt enzymaktivitet på 10% Vid uppföljning (nu 5 år gammal) Bilateral sensorineuronal hörselnedsättning, behandlad med Cochleaimplantat Har Bålinstabilitet Hyperaktivitet Följs via barnhabiliteringen för Kernikterus

39 Pojke 17 mån med röd urin 6/6 syskon. Familjen från Libanon. Föräldrar kusiner. Varit pigg, ätit all typ av mat dagen innan. Inte velat äta inkomstdagen, bara bröstmjölk. Tröttare än vanligt. Gul i hud och ögonvitor. Blek. Kissat rött. Temp 38. Inte varit utomlands. Blek, gula ögonvitor och gul hud. Takykardi. Ingen splenomegali

40 Pojke 17 mån med röd urin Hb 64 g/l, Retikulocyter /l, Trc normala Lpk 23,3 neutrofil övervikt; CRP <9 MCV 81, Ferritin 451 Bil 183 umol/l, DR 7. ALAT ua Kreatinin ua, Urin 2+ för blod DAT neg Blodet dröjer, faller i tryck, chockbild - får albumin Ery-konc, 10ml/kg Hb efter transfusion 50 Diagnostiskt prov vilket?

41 5-årig flicka som kommit från Syrien för 2 mån sedan Tidigare frisk Ätit färska bondbönor dagen innan Ont i magen, feber, trött, gula sclera Mörk urin Fick blodtransf. Prov för G6PD ej taget DAT test negativ

42 Glukos-6-Fosfatdehydrogenas betydelse Röda blodkroppens metabolism Den röda blodkroppen: kan inte nysyntetisera enzym anaerob energiproduktion via Embden-Meyerhof (90-99%) och Pentos-/ Hexosmonofosfatshunten Pentos-/HMP-shunten återbildar reducerad nikotinamid-adenindinukleotidfosfat (NADPH) Glutation (GSH) tar hand om fria syreradikaler och krävs också för att hålla erytrocyt-membranet intakt och hemoglobinet stabilt

43 Genetik Vanligaste enzymopena hemolytiska anemin och en av de vanligaste ärftliga sjd.- >400 milj X-bunden rec kvinnliga bärare kan ha symtom 140 G6PD-mutationer kända men ingen som ger total brist på G6PD

44 Egenskaper för de vanligaste G6PD-varianterna Klass Klinik Kvarvarande G6PD aktivitet Variant Utbredning I Kongenital ickesfärocytisk hemolytisk anemi Vanl. mkt låg Harilaou m.fl. Enstaka fall hela världen II Akut hemolytisk anemi; Neonatal ikterus <10% G6PD Mediterranean Medelhavet Indien III Akut hemolytisk anemi; Neonatal ikterus 10-60% G6PD A- Afrika - Amerika

45 G6PD-brist (glukos-6-fosfat-dehydrogenas brist) / Favism En av de vanligaste ärftliga sjukdomarna >400 milj X-bunden recessiv kvinnliga bärare kan ha symtom 140 G6PD-mutationer kända men ingen som ger total brist på G6PD

46 G6PD och malaria G6PD A - ger 50% mindre risk för svår P. Falciparum-infektion hos både heterozygota kvinnor och hemizygota män P Falciparum och den infekterade erytrocyten behöver NADPH Infekterade erytrocyter med G6PD-brist elimineras tidigt hindrar falciparums tillväxt

47 Klinik Favism / Akut Hemolytisk Anemi Symtom endast i samband med oxidativ stress Favabönor Läkemedel (sulfa, furantoin m fl) Infektioner (Hepatit, Pneumoni, Tyfoid feber) Diabetisk ketoacidos Symtom 1-2 dygn efter intag dosberoende trötthet, illamående, buksmärtor, subfebril Rödfärgad urin, ikterus, blekhet, takykardi

48 Favism / Akut Hemolytisk Anemi - Lab Anemi (25 g/l - ) normocytär, normokrom. Retikulocytos Heinz kroppar, Anisocytos, Sfärocytos, poikilocytos bite cells / basket cell Hemoglobinuri Måttl leukocytos. Bilirubin förhöjt Diagnos: bestämning av G6PD

49 Behandling - prevention Blodtransfusion om Hb < 70 g/l Hb < 90 g/l och tecken på fortsatt snabb hemolys Observation 1-2 dagar om Hb > 90 g/l men fortsatt hemoglobinuri Hb g/l men ingen hemoglobinuri Prevention Information om utlösande agens Släktutredning

50 Neonatal ikterus Debut vanl vid 2-3 dagars ålder Mer ikterus än anemi Idag den vanligaste orsaken till kernikterus i USA Kongenital icke-sfärocytisk anemi Ofta debut neonatalt Varierande grad av anemi Normokrom, lätt makrocytär retikulocytberoende Förvärras av samma skäl som vid Favism Hyperbilirubinemi. Splenomegali. Hemoglobinuri ovanlig Enstaka granulocytdysfunktion oxidativ burst defekt

51 Läkemedel och kemikalier associerade med hemolys Category of drug Predictable haemolysis Possible haemolysis Antimalarials Dapsone Primaquine Methylene blue Chloroquine Quinine Analgesics/Antipyretic Phenazopyridine Aspirin (high doses) Paracetamol (Acetaminophen) Antibacterials Other Cotrimoxazole Sulfadiazine Quinolones (including nalidixic acid, ciprofloxacin, ofloxacin) Nitrofurantoin Rasburicase Toluidine blue Sulfasalazine Chloramphenicol Isoniazid Ascorbic acid Glibenclamide Vitamin K Isosorbide Dinitrate Luzzatto & Seneca, BJH 2014

52 Övrigt att undvika Kemikalier: Acetanilid, Benzene, Naphthalene (- ingår i malmedel), Phenylhydrazine, Trinitrotoluen Födoämnen Uteslut Fava-bönor / Bondbönor ur kosten!! Inte favabönor under amning tills barnets G6PD-test är klar Arabiska: Foolle, Katalanska: Fava, Kinesiska: Tzan-Doo, Holländska: Tuinboon, Persiska: Ba-ghe-leh, Engelska: Fava, Broad Bean, Franska: Fève, Tyska: Favabohnen, Dicke Bohnen, Saubohnnen, Grekiska: Koukia, Italienska: Fava, Malay: Kacang Kuda, Spanska: Haba, Turkiska: Bakla, Urdo: Lobhiya, Rajma, Jheam Mer info på nätet:

53 Flicka 15 mån med hemolytisk anemi 2/2 syskon, äldre bror frisk Föräldrar från Syrien, förstagradskusiner Ingen känd hereditet GV 41+5, FV 3 kg (-19%) Utdragen förlossning, mekoniumfärgat fostervatten APGAR 5-8-9: avdrag för andning, färg, tonus

54 Flicka 15 mån med hemolytisk anemi Andningsstörning: mekoniumaspiration CPAP med syrgas, långvarigt syrgasbehov Hb 116, bilirubin103 Misstänkt fetomaternell transfusion Upprepade blodtransfusioner Barnkardiologisk us+ UKG vid 1 mån ålder ua Skrivs ut vid ca 6 v ålder: ingen säker diagnos

55 Flicka 15 mån med hemolytisk anemi Polikliniska besök via neonatal avdelning 2-3 mån ålder Påtagligt hypoton, sparsam egenmotorik Hb 106, retikulocyter 26 Lungutredning och neurometabol utredning 4 mån ålder: Hypoton Stereotypt rörelsemönster Sprittig/ataktisk Forsatt följas BVC, sjukgymnast, inga fler blodprover

56 Flicka 15 mån med hemolytisk anemi Söker akut: blekhet, trötthet, ÖLI symptom Inläggs barnavdelning: hemolytisk anemi Lab Hb 63 Retikulocyter 406 Bilirubin 48 LD 26 Ferritin 850 DAT neg perifert utstryk med sfärocyter PCR avseende CMV, EBV, parvovirus negativ Hemoglobinopatiutredning negativ Prov för G6PD brist, hereditär sfärocytos, pyrovatkinasbrist negativ

57 Flicka 15 mån med hemolytisk anemi Fördjupad hereditet: två kusiner avlidit unga i blodsjukdom Kombinationen hemolytisk anemi, hypoton, försenad motorisk funktion Glykolytisk enzymopati utredning Homozygot för triosfosfat isomeras brist Punktmutation i TPI 1 genen: TPI 1:c.426G>C (p.glu142asp) Båda föräldrar heterozygota för mutationen Ovanlig autosomal recessiv multisystem sjd: cirka 30 pat

58 Några frågor?