Hemochromatoza co nowego? Katarzyna Sikorska Gdański Uniwersytet Medyczny ABC Hepatologii dziecięcej 16.10-17.10.2015, IPCZD Warszawa
Żelazo i życie Żelazo niezbędny mikroelement podstawowych reakcji metabolicznych żywych organizmów Czwarty składnik, a jako metal drugi - wśród składników skorupy ziemskiej Łatwo dostępny i rozpuszczalny w wodzie jon żelaza dwuwartościowego (Fe 2+ ) wzorcowy kofaktor dla białek
Transport tlenu cząsteczkowego, enzymy mitochondrialnego łańcucha oddechowego, enzymy inaktywujące toksyczne formy tlenu, enzymy biorące udział w syntezie DNA, kolagenu, czynniki transkrypcyjne
Biologiczna dwuznaczność żelaza Pierwiastek niezbędny do życia doskonale rozwinięty system regulacji wchłaniania żelaza Pierwiastek potencjalnie toksyczny brak mechanizmów regulujących wydalanie żelaza
Toksyczność żelaza Wysoki potencjał oksydoredukcyjny przekroczenie możliwości utylizacji gromadzonego w komórkach żelaza nadprodukcja reaktywnych form tlenu stres oksydacyjny peroksydacja lipidów błonowych, białek i DNA destabilizacja struktur komórkowych i śmierć komórek w mechanizmach martwicy lub apoptozy oksydacyjne uszkodzenia DNA mutageneza i karcynogeneza
Typ hemochromatozy 1 2A (młodzieńcza) 2B (młodzieńcza) Zmutowany gen HFE HJV HAMP TfR2 SLC40A1 3 4 (choroba ferroportynowa) Białko HFE hemojuwelina hepcydyna Receptor transferyny 2 ferroportyna Umiejscowienie genu 6p21.3-6p22 1q21 19q13 7q22 2q32 Model dziedziczenia choroby Autosomalny recesywny Autosomalny recesywny Autosomalny recesywny Autosomalny recesywny Autosomalny dominujący Częstość występowania mutacji Często Rzadko Bardzo rzadko Rzadko Rzadko???? Czas pojawienia się pierwszych objawów Późno 40-50r.ż??? Wcześnie,ok. 20. 30 rż. Wcześnie,ok. 20. 30 rż. Wiek młodzieńczy i dorosli Późno 40-50r.ż. Przebieg Zróżnicowany od łagodnego do poważnego żelazo gromadzi się w wątrobie, gruczołach dokrewnych, sercu Ciężki, żelazo gromadzi się w tkankach miąższowych wątroby, gruczołów dokrewnych, serca; szybki rozwój hipogonadyzmu i kardiomiopatii Zróżnicowany od łagodnego do poważnego, żelazo gromadzi się w wątrobie, gruczołach dokrewnych, sercu Łagodny, żelazo gromadzi się w wątrobie,gruczołach dokrewnych, sercu Leczenie upusty krwi, podawanie związków chelatujących żelazo upusty krwi, podawanie związków chelatujących żelazo upusty krwi, podawanie związków chelatujących żelazo upusty krwi, podawanie związków chelatujących żelazo;ryzyko ANEMII
Dziedziczna hemochromatoza (HFE) najczęstsza choroba genetyczna człowieka? Homozygoty C282Y 1:200 1:400 wśród osobników rasy kaukaskiej Nosicielstwo pojedynczego allela z mutacją C282Y 1:12 do 1:20 W populacji afroamerykanów 1:4000 Częstość występowania mutacji C282Y w populacji osób chorych, prezentujących typowe objawy hemochromatozy, w Europie, Ameryce Północnej i Australii 60% - 96%
Dziedziczna hemochromatoza (HFE) najczęstsza choroba genetyczna człowieka? Brak rozpoznania wrodzonej hemochromatozy i wdrożenia właściwego leczenia skrócenie czasu przeżycia u 10% homozygotycznych nosicieli mutacji C282Y błąd medyczny Nie wszyscy osobnicy będący homozygotami C282Y rozwiną objawy choroby Beutler i wsp. niewielka częstość współwystępowania objawów hemochromatozy z mutacjami genu HFE: 1% szansy na ich fenotypowe ujawnienie się Mieszkańcy Europy, USA, Kanady, Australii i Nowej Zelandii: wielonarządowe objawów spichrzania żelaza u 10% do 25% homozygot C282Y (10-50% C282Y/C282Y i 25% C282Y/H63D)
Dziedziczna hemochromatoza (HFE) najczęstsza choroba genetyczna człowieka? Dane odmienne - wzrost wysycenia transferyny i stężenia ferrytyny u 38%-76% u homozygot C282Y/C282Y (40-60 % płci żeńskiej i 75-100% płci męskiej) 12-letnie badanie prospektywne odsetek homozygot C282Y z klinicznie jawną HH 2-38% dla mężczyzn i 1-10% dla kobiet Kliniczne znaczenie innych genotypów HFE (homozygoty lub heterozygoty H63D, S65C) niejednoznaczne, wyniki badań różne Rzadko występujące genotypy IVS5+1, G>A wykrywano u osób z objawami choroby
Przyczyny ograniczonej ekspresji fenotypowej mutacji HFE niejasne Czynniki środowiskowe, płeć Współistnienie mutacji dwugenowych np.: HFE+TFR2 młodzieńcza HH Poszukiwanie innych regulatorów ekspresji fenotypowej HFE GNPAT (glyceronephosphate o-acyltransferase udział w biosyntezie plazmalogenów; 1556 A>G) spadek ekspresji mrna hepcydyny - Francja ARNT1- aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator 1 gene przekaźnik sygnałow zewnątrzkomórkowych do regulacji transkrypcji np. hepcydyny PNPLA3- patatin-like phospholipase domain containing 3 gene Italy PCSK7 proproteinconvertase subtilisin/kexin type7 Ger/Sui/Aus
Ekspresja fenotypowa czynniki ochronne Płeć żeńska Spożywanie herbaty Zmniejszenie kwaśności soku żołądkowego Spożywanie owoców niecytrusowych
Hemochromatoza młodzieńcza (JH) (HJV, HAMP) 50 % JH = mutacja G320V genu hemojuweliny IIA- hemojuwelina HJV IIB hepcydyna C78T, R75X NTBI non-transferrin bound iron - upośledzona zdolność kardiomiocytów do ograniczenia infiltracji NTBI i rozwoju hemosyderozy przewlekły stres oksydacyjny i zmiany uszkodzeniowe w mięśniu serca Dysfunkcja rozkurczowa i skurczowa serca, kardiomiopatia zastoinowa, złośliwe arytmie
Hemochromatoza typ III (TfR2) TfR2 receptor transferyny 2 Silniejsza ekspresja w błonie hepatocytów w porównaniu do TfR1 Jego rola w wychwycie żelaza związanego z Tf wzrasta wraz ze wzrostem stężenia żelaza we krwi Odmienny mechanizm regulacji syntezy podtrzymuje aktywny wychwyt Fe (dla TfR1 regulacja poprzez IRP-IRE skutkuje zmniejszeniem syntezy TfR1 gdy rośnie zawartość żelaza w komórce) TfR2 body iron-sensor Fe/Tf Interakcja HFE/TfR2 konieczna dla prawidłowej transkrypcyjnej regulacji hepcydyny w odpowiedzi na wiązanie holotransferyny z TfR1????? HFE/TfR2 indukcja hepcydyny poprzez aktywację kaskady kinaz? Kolokalizacja HFE i TfR2 w błonie komórek nabłonka dwunastnicy Interakcja HFE/HJV w liniach komórek hepatoma Badania in vivo myszy transgeniczne nowy postulat niezależnej regulacji hepcydyny przez HFE i TfR2
Hemochromatoza typ 3 (TfR2) Klinicznie obraz jak w HFE-HH, ale ujawnia się w młodszym wieku możliwa postać młodzieńcza Opisano 47 rodzin (69 chorych) z rozpoznaniem HH-typ 3 i potwierdzeniem mutacji w genie TfR2 (Met172Lys, AVAQ621_624del, Gln690Pro and Tyr250* i in) Japonia, Włochy, Brazylia Zmiana w genie skutkuje dysfunkcją białka TfR2 i jego retencją w retikulum endoplazmatycznym Bardzo wysoka penetracja genu; 1:62500 Azjatów
Choroba ferroportynowa (SLC40A1) Mutacje genu ferroportyny jako przyczyna 2 nieco odrębnych klinicznie zespołów FPN jedyny znany eksporter żelaza z komórki PRAWDZIWA CHOROBA FERROPORTYNOWA Mutacje: A77D, D157G, V162del, N174I, Q182H, Q248H, G323V, A77D, V162del, G490D przyczyna nieprawidłowej struktury białka, niemołziwe jego osadzenie w błonie komórkowej utrata aktywności zdolności do eksportu żelaza z komórki Obładowanie żelazem makrofagów, hiperferrytynemia ale niskie wysycenie transferyny Wzmożenie transportu żelaza z przewodu pokarmowego
Choroba ferroportynowa (SLC40A1) Mutacje N144H, Y64N, C326Y / S, S338R, Y501C Wzrost aktywności ferroportyny jako eksportera, gdyż zmiana struktury białka prowadzi do oporności ferroportyny na wiązanie z hepcydyną, a w efekcie nie ma internalizacji i degradacji cząsteczki ferroportyny Wzmożony transport żelaza z przewodu pokarmowego, ubogie w żelazo makrofagi Hiperferrytynemia, wzrost wysycenia transferyny Nieklasyczna choroba ferroportynowa przypomina klinicznie HFE-hemochromatozę
Diagnostyka molekularna Next generation sequencing NGS: Analiza 382 amplikonów, 16 genów (HFE, HJV, HAMP, TfR2, SLC40A1, SLC11A2=DMT1, Tf, ALAS2, TMPRRS6, HEPH, FTL, FTH, BMP4, BMP6, SMAD4) u osób z wykładnikami nadmiernego gromadzenia żelaza w surowicy Mutacje w 13/16 genów Patogenne mutacje w 121 próbkach (32%) Dwugenowe zmiany w 15% próbek Whole exome sequencing WES
Hemosyderoza wtórna rozwija się wtórnie do innych chorób potransfuzyjna niedokrwistości hemolityczna, syderoblastyczna przewlekłe wirusowe zapalenie wątroby typu C niealkoholowa choroba stłuszczeniowa wątroby (NAFLD) + zespół metaboliczny alkoholowa choroba wątroby porfirie wątrobowe (PCT)
Dziedziczna hemochromatoza badania przesiewowe Prowadzenie genetycznych badań przesiewowych na szeroką skalę nie jest obecnie zalecane Względy medyczne, etyczne i ekonomiczne Śledzenie wartości wysycenia transferyny w wyselekcjonowanych populacjach chorych na przewlekłą chorobę wątroby lub kardiomiopatię o niejasnej etiologii, cukrzycę t. II, nietypowe zapalenie stawów czy cierpiących z powodu wcześnie ujawniającej się impotencji Znaczenie badań przesiewowych dla identyfikowania osób z grupy ryzyka rozwoju raka wątrobowokomórkowego
Badani w Klinice Chorób Zakaźnych w Gdańsku 386 chorych z objawami uszkodzenia wątroby (118 K/268 M); 176 chorych z biochemicznymi wykładnikami gromadzenia żelaza Genotyp HFE Liczba; % Polska - populacja ogólna (Szczecin) n=1517, % C282Y/C282Y 25 (8 K/ 17 M); 6.5% 2; 0.13% C282Y/H63D 15 (15 M); 3.8% 21; 1.4% C282T/WT 26 (6 K/ 20 M); 6.7% 117; 7.8% H63D/H63D 20 (6 K/ 20 M); 5.2% 38; 2.5% H63D/WT 85 (22 K/ 63 M); 22% 380; 25% S65C/WT 8 (3 K/ 5 M); 2.1% Nd H63D/S65C 1 (1 M); 0.3% Nd WT/WT 206 (73 K/133 M); 53.4% 959; 63.5%
Optymalizacja badań przesiewowych u dzieci czy konieczna? Nastolatki z grupy ryzyka Kaczorowska-Hać w grupie dzieci kierowanych do Poradni Hematologicznej, u których Tsat>30% lub dodatni wywiad rodzinny badała występowanie mutacji HFE: 15 nosicieli mutacji HFE, głównie H63D Nasilone zaburzenia gospodarki żelazem przy współistnieniu talasemii
Mutacje genu HFE a nowotwory C282Y/C282Y vs WT/WT wzrost ryzyka rozwoju raka sutka (OR = 2.06, 95%CI = 1.19-3.58) [metaanaliza, Liu and co, Tumour Biology 2013] Nosicielstwo allela C282Y wzrost ryzyka zachorowania na raka jelita grubego (OR = 2.00, 95 % CI = 1.32-3.04) [metaanaliza, Chen and co, Tumour Biology 2013] Rak wątrobowokomórkowy rozwija się u 8-10% chorych z hemochromatozą [Kew, Liver Cancer 2014]
Diagnostyka Badania biochemiczne Diagnostyka genetyczne dostępne powszechnie jedynie badanie mutacji genu HFE Ocena gromadzenia żelaza w tkankach: Biopsja wątroby MR wątroby, serca
C282Y/C282Y TS 45% i/lub Ferrytyna >N Genotypowanie HFE Inne genotypy HFE HFE hemochromatoza Upusty krwi; rozważ biopsję wątroby Wyklucz hematologiczną przyczynę zaburzenia erytropoezy Żelazo parenchymalne Szukaj innych przyczyn: alkohol, zapalenie, zespół metaboliczny, martwica komórek, nowotwory Biopsja wątroby z cechami gromadzenia żelaza C282Y/WT lub HFE WT/WT Żelazo mezenchymalne C282Y/H63D lub H63D/H63D Mutacje TfR2 FPN uwzględnij rzadkie HFE Rozważ chorobę ferroportynową Upusty krwi Mutacje FPN
TS < 45% i/lub Ferrytyna >N Szukaj innych przyczyn: alkohol, zapalenie, zespół metaboliczny, martwica komórek, nowotwory Biopsja wątroby z cechami gromadzenia żelaza Rozważ chorobę ferroportynową żelazo w makrofagach Mutacje FPN Upusty krwi
Wybrane piśmiennictwo Allen KJ i wsp. N Engl J Med. 2008; 358:221 230 Andrews N.C.: Disorders of iron metabolism. N. Engl. J. Med., 1999; 341: 1986-1995 Bomford A.: Genetics of haemochromatosis. Lancet, 2002; 360: 1673-1681 Bonkovsky H.L. i wsp. Non-alcoholic steatohepatitis and iron: increased prevalence of mutations of the HFE gene in nonalcoholic steatohepatitis. J. Hepatol., 1999; 31: 421-429 Camaschella C.: Understanding iron homeostasis through genetic analysis of hemochromatosis and related disorders. Blood, 2005; 106: 3710-3717 Détivaud L i wsp.. Ferroportin diseases: functional studies, a link between genetic and clinical phenotype. Hum Mutat. 2013 Nov;34(11):1529-36. Ganz T.: Hepcidin, a key regulator of iron metabolism and mediator of anemia of inflammation. Blood, 2003;102:783-788 Gochee P.A.,i wsp. A population based study of the biochemical and clinical expression of the H63D hemochromatosis mutation. Gastroenterology 2002; 122: 646-651 Hutchinson C i wsp. Proton pump inhibitors suppress absorption of dietary non-haem iron in hereditary haemochromatosis. Gut 2007; 56(9) Kaczorowska-Hac B i wsp.: Hemochromatoza HFE u dzieci problem niedoceniany. Ped Pol. 2012, 87: 358-362. Olynyk J.K., Cullen D.J., Aquilia S., Rossi E., Summerville L., Powell L.W.: A population-based study of the clinical expression of the hemochromatosis gene. N. Engl. J. Med., 1999; 341: 718-724 Pietrangelo A.: Hereditary hemochromatosis a new look at an old disease. N. Engl. J. Med., 2004; 350: 2383-2397 Pietrangelo A.: Genetics, genetic testing and management of hemochromatosis. Gastroenterology 2015,149, 1240-1251 Robson K, IBIS 2015, poster 52. Sikorska K. i wsp. Could iron deposits in hepatocytes serve as a prognostic marker of HFE gene mutations? Hepatogastroenterology 2008, 55, 1024-1028. Sikorska K. i wsp..: Iron overload and HFE gene mutations in Polish patients with liver cirrhosis. Hepatobiliary Pancreat. Dis. Int. 2011, 10, 270-275 EASL clinical practice guidelines: HFE hemochromatosis 2010. Diagnosis and management of hemochromatosis: 2011 practice guideline by AASLD. Whitlock EP i wsp. Ann Intern Med. 2006; 145:209 223.