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Casi clinici del mercoledì
Tutor Dott. N. Brunetti-Pierri
AIF Dott.ssa G. Cappuccio
UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI NAPOLI “FEDERICO II”
Facoltà di Medicina e ChirurgiaScuola di Specializzazione in Pediatria
“Ipotonia, acidosi lattica, anemia ipocromica: sospetto di patologia mitocondriale?”
Paolo, 3 anni e 10 mesiMotivo del ricovero: approfondimento diagnostico per ipotonia, ritardo
dello sviluppo psicomotorio, lievi note dismorfiche, anemia
Anamnesi familiare: non contributoria; madre con riferito tratto talassemico
Anamnesi personale gravidica e perinatale: all’ecografia praticata in 16esima settimana di gestazione evidenza di cisti dei plessi corioidei, non evidente alle successive ecografie. Amniocentesi: cariotipo: 46, XY. Storia di MAF ridotti. APGAR 1’8, 5’9. Peso 3.060 Kg (10°-25° ct), Lunghezza 49 cm (10°- 25° ct), OFC: 34.5 cm (-2DS/M).
Alla nascita evidente ipotonia con riscontro di iperCKemia isolata (1550 con v.n. 250- 500 UI/ml)
I
II
III
IpotoniaAnamnesi personale patologica remota: Approfondimento diagnostico presso L’Ospedale Pediatrico Bambino Gesù dove pratica valutazione di primo livello con esecuzione di:•Lattato sierico 66.15 mg/dl (valori di riferimento 10- 60 mg/dl)•Profilo tiroideo: nella norma•Aminoacidemia, acilcarnitine nella norma•Acidi organici urinari: nella norma•Cariotipo standard: 46, XY•Analisi di metilazione PWS: neg•Isoelettrofocusing della trasferrina: nella norma•Alfa-glucosidasi acida: negativo•ECG ed eco-cardio: neg •RMN encefalo con spettroscopia: ipomielinizzazione, picco di lattato a destra e riduzione delle dimensioni del corpo calloso
IpotoniaSuccessivamente secondo consulto presso il Gaslini ove pratica:
•EAB: pH 7.27, HCO3 16 mmol/L (21-28 mmol/L)•Neurotrasmettitori e pterine plasmatiche urinarie e liquorali: nella norma•EEG: evidenza di un focolaio epilettogeno in sede temporale posteriore di destra •EMG: il tracciato non evidenzia la presenza di sicuri segni di sofferenza neurogena o miogena sul settore esaminato•PEV: OD tracciato a morfologia regolare con tempo di latenza aumentato ed ampiezza ridotta; OS tracciato nei limiti della norma per morfologia, ampiezza e tempo di latenza. •RMN encefalo: negativa
Terapia: Keppra fl 150 ml: 100 mg (pari a 15 ml)/die Vitamina B2 cp 10 mg_; 1 cpr/dieSodio Bicarbonato; 5 mEq/L per 3 volte/dieCarnitene fl 1 g/10 ml: ¼ fl due volte/dieVitamina B1 cpr 300 mg; 1 cpr/dieBiotina cpr 5 mg: 1 cpr due volte/dieUbidecarenone fl: ¼ fl due volte/dieFisioterapia e psicomotricità
Malattia mitocondriale?• Analisi istologica su biopsia muscolare: Discreta variabilità del
calibro fibrale, con presenza di fibre di dimensioni leggermente diminuite e fibre normodimensionate. Non si evidenziano fenomeni necrotici, né degenerativi, né infiammatori. Numerose fibre presentano delle microvacuolizzazioni, otticamente vuote. Con le ATPasi miofibrillari si ottiene una buona differenziazione tipologica fibrale con matenimento del mosiaco distributivo. Si osserva una riduzione generalizzata della colorazione per la COX. Con l’Oli red O si riscontra la presenza di microgocciole lipidiche nella maggior parte delle fibre soprattutto in quelle appartenenti al I tipo. Il quadro istopatologico evidenzia una sofferenza muscolare con elementi suggestivi per un’alterazione dismetabolica ossidativa con accumulo di lipidi intracitoplasmatici.
• Attività enzimatica della catena respiratoria: Il dosaggio degli enzimi della catena respiratoria evidenzia una riduzione di tutti i complessi dosati sia nei valori assoluti che nella valutazione relativa (attività enzimatiche dei complessi espresse come rapporto rispetto all’enzima della citrato sintetasi). Si evidenzia in modo particolare la riduzione dei valori di Citocromo ossidasi (COX complesso IV) con una attività residua del 15%.
Malattia mitocondriale?
Valori dosatiμg/μL
Range di riferimento μg/μL
NADH 11.51 (27.5- 39.5)Succinato Deidrogenasi
0.31 (0.5- 0.75)
COX 0.30 1.8- 2.45Citrato sintasi 13.02 (7.8- 10.9)
Sequenziamento dei geni mitocondriali MTCO1, MTCO2, MTCO3 codificanti rispettivamente per le subunità I, II e III del complesso IV: non evidenti mutazioni nei geni codificati dal mtDNA.
Giunge alla nostra osservazione…
Esame obiettivo all’ingresso: • Bozze frontali prominenti, facies allungata, rima buccale
aperta, dismorfismi auricolari. • Motricità limitata dall’ipostenia, presenza di movimenti afinalistici di
capo ed arti con tendenza al sorriso afinalistico. ROT rotulei elicitabili con difficoltà.
• Ipotonia muscolare generalizzata, trofismo muscolare ai limiti inferiori della norma. Mantiene la posizione seduta imposta con sostegno bimanuale. Buon controllo del capo, lassità legamentosa alle estremità distali degli arti. Deambulazione autonoma non possibile. Con sostegno attivo bimanuale accenna qualche passo.
• Deviazione ulnare delle dita delle mani. Atteggiamento cifotico della colonna.
Età 3 anni e 10/12, Peso= 10.12 Kg (<< 5° ct), Lunghezza= 89.5 cm (<< 5° ct), OFC= 49 cm (- 2DS/M)
Esami di laboratorio:
Emocromo:
20.01.2012 06.04.2012 14.07.2012
Hb 9.3 g/dl 9.8 g/dl 8.2 g/dl
RBC 4.85 *10^6/μL 5.12 *10^6/μL 4.9 *10^6/μL
MCV 69 fl (70-91 fl) 62.8 fl 57 fl
MCH 21 picogr (23- 33 pg) 19 pg 16.8 pg
MCHC 30.5 μ g/dl (23- 33) 30 μ g/dl 29.5 μ g/dl
Sideremia 68 (16- 124 gr/dl) 80 gr/dl
Ferritina 32 (20 200 ng/ml) 40 ng/ml
Trasferrina 2.2 g/L
Isoelettroforesi dell’ Hb: riscontro di HbA2: 2.5% (2.1- 3.3%), HbF: 1.3% (0- 2%)
• Acido lattico: 3.8 mmol/L (v.n. <2.2 moml/L)• Aminoacidemia ed acilcarnitine: nella norma; non riscontro di aumento
di alanina. • Indici di funzionalità epatica, pancreatica e renale: nella norma;• CPK: nella norma• Screening celiachia: neg
Consulenze specialistiche
• Consulenza NPI: Griffith-scales: QS 49
• Visita oculistica: nella norma
• ABR: nella norma
• Ecografia addominale: negativa.
• Studio di velocità di conduzione motoria e sensitiva: nella norma;
• EMG: nella norma
Indagini strumentali:
Differential diagnosis of neuromuscolar disorders presenting in Newborns
The Floppy Infant : Evaluation of Hypotonia, Dawn E. Peredo and Mark C. Hannibal, Pediatrics in Review 2009
Sede della lesione
Centrale Motoneurone Nervo Giunzione neuromuscolare
Muscolo
Disturbi corrispondenti
EII, alterazioni cromosomiche, errori
congeniti del metabolismo,
disgenesie cerebrali, traumi spinali e
cerebrali
Atrofia muscolo spinale Neuropatie periferiche
Sindromi miasteniche e botulismo
Miopatie congenite, metaboliche, distrofie muscolari congenite, distrofie miotoniche
Pattern di distribuzione topografica
della debolezza
Debolezza assiale, prevalentemente senso prossimo
distale, forza muscolare nella
norma
Debolezza ed ipotonia generalizzata, in senso
prevalentemente prossimo distale
Interessamento dei muscoli distali, debolezza con
ipotrofia, prevalente in senso disto-
prossimale
Generalizzata, prevalente coinvolgimento dei
muscoli bulbari oculomotori
Senso prossimo distale
ROT N o ipoeccitabili, evoluzione verso
l’iperreflessia in caso di lesioni centrali
Assenti Ridotti Normali Ridotti
EMG Normale Fascicolazioni e fibrillazioni
Fibrillazioni Risposta decrementale (miastenia), risposta
incrementale (botulismo)
Potenziali di unità motoria di breve durata e di ampiezza ridotta e potenziali miopatici
polifasiciBiopsia
muscolareNormale Pattern di denervazione Pattern di
denervazioneNormale Pattern miopatico
Altro Note dismorfiche, anomalie funzionali e
strutturali del SNC, convulsioni, nistagmo,
apnea, alterazioni stato di coscienza,
singhiozzo
Difficoltà alimentari, fascicolazioni e tremore
intenzionale, artrogriposi alla nascita
Deficit della sensibilità, aumento proteine nel liquor, biopsia del nervo
alterata
Atrogriposi, ptosi, difficoltà alimentari;
risposta alla neostigmina (miastenia), stipsi e pupille non reagenti
(botulismo)
Variabile aumento degli enzimi muscolari
Diagnosi differenziale
Disordini della biogenesi perossisomiale:Spettro di patologie
1- Zellweger
2- Adrenoleucodistrofia neonatale X-l
3- Refsum
4- Condrodisplasia puntata rizomelica (CDPR)
Clinica: ipotonia, dismorfismi facciali, ritardo dello sviluppo psicomotorio, disfunzione epatica, distrofia retinica, ipoacusia, cisti renali, insufficienza surrenalica, neuropatia periferica…
Diagnosi: VLCFA: C26:0, C26:1, C24/C22 C26/C22
acido pristanico e fitanico:
plasmalogeni eritrocitari:
acido pipecolico:
Pattern differente nella CDPR
Diagnosi differenziale
Disordini del metabolismo della creatina:- Deficit arginina-glicina aminotrasferasi (AGAT) AR- Deficit guanidino-acetato metiltrasferasi (GAMT) AR- Deficit del trasportatore della creatina (CRTR) X-l- Clinica: ipotonia, atassia, ritardo dello sviluppo
psicomotorio, convulsioni, movimenti distonici, ipercinetici
- Diagnosi: creatina creatinina nel sangue ed urine per AGAT e GAMT
creatina/creatinina urine: CRTR
Guanidinoacetato: GAMT AGAT
Peroxisomal disorders, Baumgartner MR, Saudubray JM., Semin Neonatol. 2002
Creatine and creatine deficiency syndromes: biochemical and clinical aspects, Nasrallah F, Feki M, Kaabachi N.
Pediatr Neurol. 2010
• Analisi di metaboliti perossisomiali plasmatici: moderato aumento isolato di C26:0 riferibile all’emolisi presente nel campione; acido fitanico, acido pristanico nel plasma: negativi
• Metaboliti della creatina su plasma ed urine: nella norma;
Diagnosi differenziale
Score malattia mitocondriale
Mitochondrial disease criteria Diagnostic applications in children E. Morava, Neurology 2006
MitocondriopatieDISFUNZIONE DELLA CATENA RESPIRATORIA MITOCONDRIALE
N Engl J Med 2003;348:2656-68. GeneReviews, Taylor RW, Mitochondrial DNA mutations in human disease, Nature Reviews Genetics, 2007
Eteroplasmia
Effetto soglia
mtDNA & nDNA
Differente espressione tissutale
Riportate circa 200 mutazioni missense, grandi riarrangiamenti,
deplezione
Più di 100 geni nucleari sono associati ad una compromissione energetica cellulare
Fattori ambientali?
Diagnosi di malattia mitocondriale•Analisi di primo livello
Emogas analisi, lattato, CPK, AST, ALT
Aminoacidemia, acidi organici urinari
ECG
•Analisi di terzo livello
Biopsia muscolare (analisi istopatologica, biochimica, microscopia elettronica)
Analisi del mtDNA (sequenziamento, ricerca di delezioni, deplezione del mtDNA), e del nDNA
•Analisi di secondo livello
RMN- encefalo con spettroscopia, EEG, EMG, Eco-cardio
Esame del liquor Visita oculistica, audiologica
Analisi diagnostiche nel sospetto di patologia mitocondriale effettuate
• Acido lattico nel plasma: aumentato (picco alla spettroscopia)• Biopsia muscolare: accumulo di lipidi intracitoplasmatici• Analisi biochimica: riduzione in particolare dei livelli della COX• Analisi molecolare delle subunità del complesso IV (COX): neg• Assenti altri segni indicativi ed orientativi per una specifica
patologia mitocondriale (disturbi gastrointestinali, lesioni tipiche dei nuclei della base alla RMN-encefalo, oftalmoplegia progressiva, retinite pigmentosa etc etc)
Trattamento
OMIM
Acidosi lattica
Anemia
Miopatia
MLASA• Condizione rara associata ad insorgenza precoce di miopatia, con acidosi lattica ed
anemia sideroblastica• Si associa alla presenza di fibre ragged-red e COX-negative alla biopsia muscolare• Dovuta a mutazioni missense nei geni nucleari PUS1 e YARS2 coinvolti nel
meccanismo di traduzione del mtDNA, che si associa ad una marcata deficineza nell’attività del complesso IV
• Possibili note dismorfiche (micrognazia, filtro lungo, palato ogivale), microcefalia, ritardo mentale
Nonsense mutation in pseudouridylate synthase 1 (PUS1) in two brothers affected by myopathy, lactic acidosis and sideroblastic anaemia (MLASA), Zeviani M., BMJ Case Rep. 2009;Mutation of the mitochondrial tyrosyl-tRNA synthetase gene, YARS2, causes myopathy, lactic acidosis, and sideroblastic anemia--MLASA syndrome., Riley LG, Am J Hum Genet. 2010.
Anemia
Anemia sideroblastica= ipocromica, microcitica talvolta normocitica. La percentuale di saturazione del Fe nel nostro caso corrispondeva a : (80 mg/dl/220 mg/dl+1.25)+ 100= 30% (v.n. 15-45%)
Analisi in corso e…
• Array-CGH
MLASAL’analisi molecolare per PUS1 e YARS2 è risultata….
Application of oligonucleotide array CGH in the detection of a large intragenic deletion in POLG associated with Alpers Syndrome. Compton, 2011
Prospettive future…
Take-home messages
• L’ipotonia muscolare è una manifestazione che sottende a molteplici cause!
• Per la marcata eterogeneità fenotipica delle patologie mitocondriali è fondamentale far riferimento a dei criteri e a score diagnostici
• Per il coinvolgimento multisistemico delle patologie mitocondriali considerare anche i segni e sintomi apparentemente indipendenti
• Il processo di diagnosi è multifasico è prevede un approccio multispecialistico
• L’eziologia del difetto può rimanere “unknown”
Consulenza neurologica: Partecipazione e l’interazione con l’ambiente appaiono ridotti. Non riferita disfagia. La deambulazione possibile con appoggio bilaterale e sembra essere tendenzialmente steppante. La stazione eretta è possibile solo con appoggio. La motilità spontanea appare globalmente ridotta. In particolare per gli arti superiori flette l’avambraccio sul braccio e le mani appaiono in atteggiamento cadente. Agli arti inferiori presenti movimenti di flesso-estensione delle cosce e di flessione plantare dei piedi mentre appaiono ridotti i movimenti di estensione dei piedi. ROT fiacchi ma presenti. Ipotonia generalizzata più evidente distalmente. Non apparenti disturbi della sensibilità. Quadro compatibile con miopatia mitocondriale.
Flow-chart diagnosis
Current molecular diagnostic algorithm for mitochondrial disorders, Lee-Jun C. Wong, Molecular Genetics and Metabolism, 2010
Flow-chart diagnosis
Current molecular diagnostic algorithm for mitochondrial disorders, Lee-Jun C. Wong, Molecular Genetics and Metabolism, 2010
Score
• I disordini della catena respiratoria mitocondriale possono essere causati sia da mutazioni nel DNA mitocondriale che nel DNA nucleare.
• Patologia eterogenea sul piano clinico• Mancanza di semplice biomarkers definitivi