Cystisk fibrose Fagkurs 26. Sept. 2013 Olav Trond Storrøsten Norsk senter for cystisk fibrose Nasjonale kompetansetjenester for sjeldne diagnoser og funksjonshemninger Kvinne og barneklinikken Oslo Universitetssykehus
Hva er cystisk fibrose?
Multiorgansykdom Affeksjon av en rekke organer Fordøyelse Mave/tarm Lever Pancreas Luftveier Bihuler/nese Lunger Svettekjertler Reproduksjonsorganer Annet
Arv og årsak
Science, New Series, Vol 245, No. 4922 (Sep. 8, 1989)
Genetikk
Genvariasjoner i CFTR genet Inntil nå påvist ca 2000 genvariasjoner (mutasjoner) som gir forskjellige effekter, mange har ingen sykdomsfremkallende betydning. Cystisk fibrose sykdom kan således oppfattes som et kontinuum fra klassisk cystisk fibrose til lett sykdom.
Andre faktorer som påvirker cystisk fibrose sykdom Miljø Blant annet behandling Modifiserende gener
Cystisk Fibrose Transmembran Regulator (CFTR) Proteinproduktet av CFTR genet Funksjoner Klor ione kanal i cellemembranen Har i tillegg noen andre funksjoner Feilfunksjon i CFTR som følge av mutasjoner i CFTR genet nedsetter klorionetransport i epitelceller i eksokrine kjertler, påvirker annen ionetransport (Na, bikarbonat) Feilfunksjon i CFTR antaes å forårsake alle symptomer ved CF
Diagnostikk
Phenotypic features consistent with a diagnosis of CF 1. Chronic sinopulmonary disease manifested by a. Persistent colonization/infection with typical CF pathogens including Staphylococcus aureus, nontypeable Haemophilus influenzae, mucoid and nonmucoid Pseudomonas aeruginosa and Burkholderia cepacia b. Chronic cough and sputum production c. Persistent chest radiograph abnormalities (e.g., bronchiectasis, atelectasis, infiltrates, hyperinflation) d. Airway obstruction manifested by wheezing and air trapping e. Nasal polyps; radiographic or computed tomographic abnormalities of the paranasal sinuses f. Digital clubbing J Pediatr. 2008 Aug;153; Guidelines for diagnosis of cystic fibrosis in newborns through older adults: Cystic Fibrosis Foundation consensus report.
Phenotypic features consistent with a diagnosis of CF 2. Gastrointestinal and nutritional abnormalities including a. Intestinal: meconium ileus, distal intestinal obstruction syndrome, rectal prolapse b. Pancreatic: pancreatic insufficiency, recurrent pancreatitis c. Hepatic: chronic hepatic disease manifested by clinical or histologic evidence of focal biliary cirrhosis or multilobular cirrhosis d. Nutritional: failure to thrive (protein calorie malnutrion), hypoproteinemia and edema, complications secondary to fat soluble vitamin deficiency 3. Salt loss syndromes, acute salt depletion, chronic metabolic alkalosis 4. Male urogential abnormalities resulting in obstructive azoospermia (CBAVD) JPediatr. 2008 Aug;153; Guidelines for diagnosis of cystic fibrosis in newborns through older adults: Cystic Fibrosis Foundation consensus report.
Criteria for the diagnosis of CF One or more characetristic phenotypic features - or a history of CF in a sibling - or a positive newborn screening test result AND An increased sweat chloride concentration by pilocarpine iontophoresis on two or more occasions - or identification of two CF mutations - or demonstration of abnormal nasal epithelial ion transport JPediatr. 2008 Aug;153; Guidelines for diagnosis of cystic fibrosis in newborns through older adults: Cystic Fibrosis Foundation consensus report.
Diagnostikk Svetteundersøkelser
Salt Transport by Sweat Gland Duct
Metodikk Undersøkelse av klor i svette er hjørnesten i diagnostikken Svettetest Semikvantitative metoder Kan være aktuelle for screeningdiagnostikk men usikre. Patologi må alltid kontrolleres med kvalitetssikret test. Kvalitetssikret svettetest (gullstandard) Gibson and Cook metode Macroduct system
Pilokarpin iontoforese Macroduct system
Svettesamling Krav ved alle metoder: 1g/m 2 /minutt. Mindre enn dette skal ikke analyseres. Macroduct: minimum 15 mikroliter på 30 min. Unngå pooling av flere prøver Mange muligheter for feil. Trenet personell er viktig. Krav til prøveantall ved referansesykehus: 150 undersøkelser pr år. OUS oppfyller dette.
Bestemmelse av ionekonsentrasjon i svette Klor Mest direkte relatert til CFTR funksjon Viktigste parameter i svetteundersøkelsen Kan måles på flere måter. I Norge er mest brukt: Konduktivitet (ledningsevne) (Macroduct) Klorionekonsentrasjonsbestemmelse i svette» Krever særskilte kloridmetere som de færreste sykehus har» Tilslutning til internasjonal kvalitetskontroll er nødvendig Natrium Mindre diskriminerende enn klor og skal ikke brukes alene.
Tolkning svettetest Klorkonsentrasjon Over 60 mmol/l: CF 30 60 mmol/l: usikker diagnose Klor under 30 mmol/l: Usannsynlig CF Normalverdier for klor øker noe med alder Ved CF er klor vanligvis høyere enn natrium Konduktivitet (ledningsevne) Egne referanseverdier
Klinisk hverdag Hva er nødvendig svettediagnostikk? Macroduct system med måling av konduktivitet er tilstrekkelig for rutinebruk i norske sykehus ved CF diagnostikk. Observer Patologiske eller usikre resultater skal henvises til svetteundersøkelse ved referansehospital (for eksempel Oslo Universitetssykehus). Enkelte CF mutasjoner kan ha normal svette. Normal svette hos pasient med klinisk sterk mistanke om CF: Pasienten bør henvises til CF senter for supplerende utredning.
Diagnostikk Genetikk
Metoder Genetisk diagnostikk Forskjellige kommersielle kits som påviser CF mutasjoner med PCR metodikk. Sekvensering av CFTR genet MPLA (Multiple Probes Ligand Analysis). Påviser større delesjoner eller duplikasjoner.
Begrensninger ved genetisk diagnostikk Like genforandringer hos forskjellige personer kan gi forskjellig sykdom. Klinisk forløp kan i begrenset grad forutsies på individnivå. Komplekse alleler utgjør en gruppe genforandringer som gir eller ikke gir sykdom. Det faktiske klinisk forløp er fasiten. Det kan finnes sykdomsfremkallende genforandringer som ikke detekteres ved nåværende metoder. Forbedret diagnostikk: 2. generasjon sekvensering.
Krav til presis diagnostikk I de senere år har erkjennelsen av en variasjon i sykdom fra klassisk cystisk fibrose ( alvorlig sykdom ) til det normale fått stor praktisk betydning for kontroll og behandling. Krav til presis diagnostikk øker. Grunnlag for mer tilpassede kontroll og behandlingstiltak En mutasjon (G551D) har allerede spesifik mulighet for kausalbehandling Spesifikke behandlingstilbud kan bli aktuelt for flere mutasjoner.
CFTR2 Prosjektet Nær 40 000 CF pasienter i USA og Europa undersøkt 159 mutasjoner (varianter) med frekvens større enn 0,01% identifisert i CFTR2 prosjektet. 96% av alle CF pasienter har genvariasjoner blant disse. Kartlegging av disse 159 genvariasjoner ble gjennomført. Sosnay et al. Nat Genet. 2013 Aug 25.
Kartlegging genforandringer Prematur terminering codon nonsense mediert RNA intet proteinprodukt (n=80) Nonsense (n=35) Splice (n=15) Insersjon/delesjon med frameshift (n=30) Kliniske karakteristika for alle disse genvarianter er konsistente med CF Ytterligere testing ansett unødvendig og ikke gjennomført Sosnay et al. Nat Genet. 2013 Aug 25.
Kartlegging genforandringer Alleler som i utganspunktet ikke uten videre gir CF (n=80) Supplerende testing Celle linjer med mutasjonen RNA og proteinnivåer Protein modning Klorid konduktans Matematiske modeller Sosnay et al. Nat Genet. 2013 Aug 25.
Resultater 159 genvariasjoner 127 varianter: Sykdomsgivende CF mutasjoner 20 varianter: Varierende (usikker) klinisk konsekvens 12 varianter: Ingen CF sykdom Sosnay et al. Nat Genet. 2013 Aug 25.
CFTR2 prosjektet konsekvenser og muligheter CFTR2 prosjektet kan forbedre CF diagnostikken, men ikke eliminere diagnostiske usikkerheter Informasjon og database tilgjengelig for legfolk og fagfolk www.cftr2.org Kasus med usikker diagnose trenger oppfølging CF senter Supplerende diagnostikk
Nyfødtscreening Startet 1. Mars 2012
Diagnosealder 80 70 60 50 40 COUNT 30 20 10 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 Age_at_dx Pankreasinsuffisiente CF pasienter i Norge Tverrsnittsundersøkelse 2002
Algoritme CF screening Luminex CF71 IRT>60 gdna 0,5-1% Bergensmut. (Sanger) (4% av pasientpanelet) 0 mutasjoner 1 mutasjon 2 mutasjoner 20 mutasjoner av pasientpanelet Sjeldne mut. (Sanger) Kontroll (Sanger) 1+0 mutasjon 1+1 mutasjon Varsles ikke Diagnostikk Ullevål Nyfødtscreeningen
Norske mutasjoner (alleler) Navn Nomenklatur kodende DNA (NM_000492.3) Alleler Påvisning p.f508del c.1521_1523delctt 300 K p.r117c c.349c>t 23 K p.l88fs c.262_263deltt 21 K c.3873+2t>c c.3873+2t>c Not in CFTR2 16 B p.r117h c.350g>a 10 K p.g551d c.1652g>a 8 K p.k1177fs c.3528delc 8 K p.e60x c.178g>t 7 K p.n1303k c.3909c>g 4 K c.1393 2A>G c.1393 2A>G CF (C1393 1A>G) 4 Seq p.r75x c.223c>t CF 4 Seq p.v232d c.695t>a Not in CFTR2 4 Seq p.q685tfsx4 c.2052dupa Not in CFTR2 3 Seq c.3717+10kbc>t c.3717+10kbc>t 2 K p.r1158x c.3472c>t 2 K p.r1162x c.3484c>t 2 K p.g576a c.1727g>c Varierende klinisk betydning 2 Seq p.l227r c.680t>g Ukjent betydning 2 Seq p.q151x c.451c>t Not in CFTR2 2 Seq p.s912x c.2735c>a Not in CFTR2 2 Seq p.s945l c.2834c>t CF 2 Seq p.g542x c.1624g>t 2 K p.i507del c.1519_1521delatc 1 K p.k684fs c.2052dela 1 K p.r553x c.1657c>t 1 K p.w1282x c.3846g>a 1 K p.a457p c.1369g>c Not in CFTR2 1 Seq p.e279x c.835g>t Not in CFTR2 1 Seq p.g473efsx54 c.1418delg CF 1 Seq p.i1234v c.3700a>g Varierende klinisk betydning 1 Seq p.i444rfsx3 c.1326_1329dupagat Not in CFTR2 1 Seq p.i506l c.1516a>c Not in CFTR2 1 Seq p.k1165x c.3492dupt Not in CFTR2 1 Seq p.l558s c.1673t>c Ukjent betydning 1 Seq p.l927p c.2780t>c CF 1 Seq p.q493x c.1477c>t CF 1 Seq p.s1235r c.3705t>g Non CF 1 Seq p.v1198m c.3592g>a Not in CFTR2 1 Seq Ikke kjent 28 (6%) Totalt antall alleler 446
Resultater 2012 Norsk populasjon: 5 051 275 (31.12.2012) Født 1. mars 31. Des 2012 Ca 50460, alle uten noen får individer er testet IRT over cut off: n=362 (0,72%) 29 påviste bærere (ikke henvist til utredning) 16 henvist for utredning (inkl.svettetest) Klar CF diagnose 5 Tvetydig diagnose CF: 3» R117H 5T/9T: 1 Ikke CF (?) 8» R117H 7T/9T: 8
Når diagnosen er vanskelig å stille
Inkonklusive diagnoser etter nyfødtscreening Følges opp i henhold til ECFS NBS Working Gruop Consenus Repetert svettetest ved sertifisert laboratorium DNA diagnostikk: Utvidet mutasjonsundersøkelse: Unngå strategier som detekterer mutasjoner med uklart patologisk potensiale Omfattende CFTR gen sekvensering m/vurdering av resultat mellom CF kliniker og genetiker Grunnleggende klinisk vurdering. Bør gjøres ved CF klinikk. Uklare diagnostiske tilfelle følges 1 2 år (evt. lengre) ved CF klinikk
Atypisk CF differential diagnostikk Ciliær struktur og funksjon Immunologisk svikt Allergi: IgE, prikktester Genetikk for Swachmann Diamond syndrome Infeksjon: Mantoux test Video fluoroskopi ph Probe Rt. GI tractus
Atypisk cystisk fibrose differential diagnostikk Mikrobiologi: Larynxsug, bronchoscopi, adekvat mikrobiologisk service Radiologi: Rtg. thorax, HRCT pulm, CT/MR bihuler Pankreasfunksjon: Fettløselige vitaminer,fecal elastase, fecalt fett (?), CT eller MR pancreas. Mannlige genitalia: Semen analyse,klinisk u.s., UL
Hva er viktig for gode behandlingsresultater
Cystisk fibrose lungesykdom hva bestemmer utviklingen? Genetikk CF mutasjoner Modifier genes Kjønn Miljøfaktorer Sigarettrøyking Mikroorganismer Ernæring Stress Kjønn Medisinsk behandling Egenbehandling Tilgang til CF omsorg (medisinsk og tverrfaglig) Kliniske variasjoner Sosiale og økonomiske forutsetninger Genetic and non-genetic determinants of outcomes in cystic fibrosis L.L. Wolfenden, M.S. Schechter / Paediatric Respiratory Reviews 10 (2009) 32 36
Improving the quality of care for patients with cystic fibrosis Summary: While several new medications for CF lung disease have been introduced in the last decade, improvements in outcomes have been largely due to refinements in the delivery of care. At this point, the most efficient and reliably effective technique for promoting further improvement still needs to be identified. Recent discussions have centered on attempts at new innovative approaches that utilize more selective teaching of relevant systems based quality improvement methods in the specific CF environment. Improving the quality of care for patients with cystic fibrosis. Schechter, Michael; Gutierrez, Hector Current Opinion in Pediatrics. 22(3):296 301, June 2010. DOI: 10.1097/MOP.0b013e328339550e
Rutinemessig kontroll og oppfølging Anbefalinger for rutinemessig kontroll og oppfølging av pasienter med cystisk fibrose i Norge arbeidsgruppens anbefalinger Norsk senter for cystisk fibrose Mai 2011 Revidert april 2012 www.oslo universitetssykehus.no/nscf