Semmelweis Egyetem, Klinikai Orvostudományok Doktori Iskola Klinikai Endokrinológia és Experimentális Vonatkozásai Program DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS A CONGENITALIS ADRENALIS HYPERPLASIA AKTUÁLIS DIAGNOSZTIKUS KÉRDÉSEI ÚJSZÜLÖTTKORTÓL A SERDÜLŐKORIG Dr. Török Dóra Témavezető: Prof. Dr. Sólyom János Készült: Semmelweis Egyetem, Általános Orvostudományi Kar, II. sz. Gyermekgyógyászati Klinika, Budapest, 2004 1
TARTALOMJEGYZÉK RÖVIDÍTÉSEK JEGYZÉKE 5 ÖSSZEFOGLALÁS 6 SUMMARY 7 1. BEVEZETÉS 8 2. IRODALMI ÁTTEKINTÉS 9 2.1 DEFINÍCIÓ ÉS NÓMENKLATÚRA 9 2.2 PATOFIZIOLÓGIA 10 2.2.1 BIOKÉMIAI HÁTTÉR 10 2.2.1.1 Hormonszintézis a mellékvesében 10 2.2.1.1.1 A 21-hidroxiláz enzim 12 2.2.1.2 A szteroidhormonok szintézisének szabályozása 13 2.2.1.3 A szteroidbioszintézis zavara 21-OHD-ban 14 2.2.2 FEJLŐDÉSTANI HÁTTÉR 15 2.2.2.1 A mellékvese fejlődése 15 2.2.2.2 A nemi differenciálódás 16 2.2.2.2.1 A kóros intrauterin virilizáció CAH-ban 17 2.2.3 ÉLETTANI HÁTTÉR 17 2.2.3.1 Az aldoszteron szerepe az elektrolithomeosztázisban 17 2.2.3.1.1 Az elektrolitháztartás zavara CAH-ban 18 2.2.3.2 Az adrenarche 18 2.2.3.2.1 A korai adrenarche 19 2.2.3.3 A fertilitás zavarai 19 2.2.3.4 Társuló tumorok 19 2.2.3.5 Pszichoszociális problémák 20 2.3 DIAGNOSZTIKA 20 2.3.1 Újszülöttkori tömegszűrés 21 2.3.1.1 A vérfolt 17-OHP meghatározás akalmazása egyedi diagnosztika során 24 2.3.2 Szérum szteroid profil 25 2.3.3 Vizelet szteroid profil 25 2.3.4 Molekuláris genetika 26 2.3.4.1 Prenatális diagnosztika 27 2.4 TERÁPIA 28 2.4.1 Farmakoterápia 28 2.4.2 Sebészi rekonstrukció 29 2.4.3 Pszichoszociális támogatás 29 3. CÉLKITŰZÉSEK 30 4. BETEGEK ÉS MÓDSZEREK 31 2
4.1 A 17-OHP STABILITÁSA BESZÁRÍTOTT VÉRFOLT MINTÁBAN 31 4.1.1 Az autoklávozás hatása a 17-OHP koncentrációra 31 4.1.1.1 Vérfolt mintában 31 4.1.1.2 Oldott formában 31 4.1.1.3 Az autoklávozás 32 4.1.2. A tárolás időtartamának hatása a 17-OHP koncentrációra 32 4.1.3 A beszárított vérfolt 17-OHP koncentrációjának meghatározása DELFIA 32 módszerrel 4.1.4 Statisztikai elemzés 32 4.2 A 21-OHD RETROSPEKTÍV SZŰRÉSE MAGYARORSZÁGON 33 4.2.1 Betegek 33 4.2.2 A 17-OHP koncentráció meghatározása RIA módszerrel 33 4.2.3 A CYP21 gén genotípusának meghatározása 34 4.2.4 Statisztikai elemzés 34 4.3 A 21-OHD RETROSPEKTÍV SZŰRÉSE KÖZÉP-EURÓPAI 34 BETEGEKBEN 4.3.1 Betegek 34 4.3.2 Módszerek 34 4.3.3 A 21-OHD-s betegek klasszifikációja 35 4.3.4 Statisztikai analízis 35 4.4 A 21-OHD AZONOSÍTÁSA MAGYARORSZÁGON VÉRFOLT 17-OHP MÉRÉSSEL 35 4.4.1 Betegek 36 4.4.2 A betegek klasszifikációja 36 4.4.3 Módszerek 36 4.4.4 Statisztikai analízis 37 4.5 A NEM-KLASSZIKUS CAH AZONOSÍTÁSA ACTH- 37 STIMULÁCIÓS PRÓBÁVAL 4.5.1 Betegek 37 4.5.2 ACTH-stimulációs próba 37 4.5.3 Szteroid-mérések 38 4.5.4 A CYP21 gén genotípusának meghatározása 38 4.5.5 Statisztikai analízis 38 5. EREDMÉNYEK 39 5.1 A 17-OHP STABILITÁSA BESZÁRÍTOTT VÉRFOLT MINTÁBAN 39 5.1.1 Az autoklávozás hatása a 17-OHP koncentrációra 39 5.1.1.1 Vérfolt mintában 39 5.1.1.2 Oldott formában 41 5.1.2. A tárolás időtartamának hatása a 17-OHP koncentrációra 41 5.1.2.1 Autoklávozott minták 41 5.1.2.2 Natív minták 42 5.1.3 A születési súly és a 17-OHP koncentráció összefüggése 42 5.2 A 21-OHD RETROSPEKTÍV SZŰRÉSE MAGYARORSZÁGON 44 3
5.2.1 A négynapos korban mért 17-OHP koncentráció 44 5.2.2 Életkor a diagnóziskor 45 5.2.3 A diagnóziskor mért 17-OHP koncentráció 46 5.2.4 A 17-OHP koncentráció összefüggése a mutáció súlyosságával 47 5.3 A 21-OHD RETROSPEKTÍV SZŰRÉSE KÖZÉP-EURÓPAI 48 BETEGEKBEN 5.3.1 A 21-OHD-s betegek újszülöttkori 17-OHP-koncentrációi 48 5.3.2 A szűréssel nem azonosítható betegek klinikai jellemzése 49 5.4 A 21-OHD AZONOSÍTÁSA MAGYARORSZÁGON VÉRFOLT 17-OHP MÉRÉSSEL 50 5.4.1 A vizsgált betegek klinikai jellemzése 50 5.4.2 A CAH-ként diagnosztizált betegek klinikai jellemzői 51 5.4.3 A vérfolt 17-OHP koncentrációk megoszlása 52 5.4.4 A diagnosztikus módszer hatékonysága 54 5.4.5 Az egy hónapos kor előtt diagnosztizált betegek jellemzése 55 5.4.6 A CAH becsült magyarországi incidenciája 55 5.5 A NEM-KLASSZIKUS CAH AZONOSÍTÁSA ACTH-STIMULÁCIÓS 57 PRÓBÁVAL 5.5.1 A vizsgált betegek klasszifikációja 57 5.5.1.1 Alacsony 17-OHP koncentrációk az ACTH-stimulációs próbában 57 5.5.1.2 Magas 17-OHP koncentrációk az ACTH-stimulációs próbában 57 5.5.1.3 Közepes 17-OHP koncentrációk az ACTH-stimulációs próbában 57 5.5.2 A 21-OHD betegek jellemzése 59 5.5.3 Az ACTH-stimulációs próba CAH és nem-cah betegekben 59 5.5.4 Tünetek 61 5.5.5 A szérum szteroid profil CAH és nem-cah betegekben 63 6. MEGBESZÉLÉS 63 6.1 A 17-OHP STABILITÁSA BESZÁRÍTOTT VÉRFOLT MINTÁBAN 63 6.2 A 21-OHD RETROSPEKTÍV SZŰRÉSE MAGYARORSZÁGON 64 6.3 A 21-OHD RETROSPEKTÍV SZŰRÉSE KÖZÉP-EURÓPAI 65 BETEGEKBEN 6.4 A 21-OHD AZONOSÍTÁSA MAGYARORSZÁGON VÉRFOLT 17-OHP 68 MÉRÉSSEL 6.5 A NEM-KLASSZIKUS CAH AZONOSÍTÁSA ACTH-STIMULÁCIÓS 69 PRÓBÁVAL 7. EREDMÉNYEK ÖSSZEFOGLALÁSA ÉS KÖVETKEZTETÉSEK 71 KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS 74 IRODALOMJEGYZÉK 75 SAJÁT KÖZLEMÉNYEK JEGYZÉKE 87 4
RÖVIDÍTÉSEK JEGYZÉKE 11β-HSD 11béta-hidroxiszteroid-dehidrogenáz-defektus 11β-OHD 11béta-hidroxiláz-defektus 17-OHP 17-hidroxiprogeszteron 21-OHD 21-hidroxiláz-defektus ACTH adrenokortikotrop hormon AMH anti-müller-cső hormon CAH congenitalis adrenalis hyperplasia CYP21 a 21-hidroxiláz enzim génje CYP21P 21-hidroxiláz pszeudogén DELFIA dissociation enhancement lanthanide fluorescent immunoassay DHEA dehidroepiandroszteron DHEAS dehidroepiandroszteron-szulfát DOC dezoxikortikoszteron ELISA enzyme linked immunoassay ER endoplazmás retikulum GC/MS gázkromatográfia / tömegspektrometria IGF-I inzulinszerű növekedési faktor I NC-CAH nem-klasszikus, későn manifesztálódó CAH P450 aldo P450 arom P450 c11β P450 c17 P450 scc PACAP PRL RAS RIA SRY StAR SV-CAH SW-CAH TDF VIP citokróm P450 aldoszteron szintáz citokróm P450 aromatáz citokróm P450 11béta-hidroxiláz citokróm P450 17alfa-hidroxiláz / 17,20 liáz citokróm P450 koleszterin dezmoláz pitutary adenylate cyclase activating peptide prolaktin renin-angiotenzin rendszer radioimmunoassay szex-determináló régió az Y kromoszómán szteroid akut regulátoros protein egyszerű virilizáló (simple virilizer) CAH sóvesztő (salt wasting) CAH testis determináló faktor vazoaktív intestinalis polipeptid WNT-4 a Drosophila wingless-fehérjecsalád egér homológja 4 βlph béta lipotróp hormon γmsh gamma melanocitastimuláló hormon 5
ÖSSZEFOGLALÁS A congenitalis adrenalis hyperplasia (CAH) potenciálisan életveszélyes veleszületett mellékvese-betegség, ezért világszerte több helyen is bekerült az újszülöttkori tömegszűrő programok közé. Ez alapvetően megváltoztatta a diagnosztikus gyakorlatot, és átértékelte a klasszikus diagnosztikus eljárások szerepét. Az újszülöttkori szűrőprogramok álnegativitás arányáról kevés információ áll rendelkezésre. A CAH irányában történő szűrés álnegativitási arányát retrospektív szűrés során határoztuk meg, tárolt újszülöttkori vérfolt minták segítségével. Megállapítottuk, hogy a hosszú, évtizedes tárolás során egy csekély, évi 2-3%-os 17-hidroxiprogeszteron (17-OHP) csökkenés tapasztalható. Matematikai korrekció után az autoklávozás után mért 17-OHP alapján jó közelítéssel határozható meg az eredeti. Az autoklávozás után, vagy anélkül, akár tíz évig tárolt vérfolt minták tehát alkalmasak 17-OHP mérésen alapuló populációs vizsgálatok elvégzésére. A retrospektív szűrés során megmértük a tárolt vérfoltok 17-OHP koncentrációit, és azt a szűrés során szokásos módon értékeltük. Azt találtuk, hogy az életveszélyesen érintett, sóvesztő betegek mindegyikét képes azonosítani az újszülöttkori szűrés, de a kevésbé súlyosan érintett, egyszerű virilizáló betegek harmadát, az összes CAH beteg 10%-át nem lehet kiszűrni újszülöttkorban. Magyarországon a CAH nem része az újszülöttkori tömegszűrő programnak, a vérfoltból történő 17-OHP meghatározás egyedi sürgősségi diagnosztika keretében alkalmazható. Húsz év gyakorlatát áttekintve azt találtuk, hogy ezzel a gyakorlattal azonosítható a sóvesztő betegek gyakorlatilag mindegyike, de a fiúknál nem előzhető meg a sóvesztő krízis. A diagnózis felállításának időpontja későbbre tolódik, ami hosszú távon károsan érinti a terápiás kimenetelt. A CAH magyarországi incidenciáját 1:15000-nek találtuk, ami nagyon hasonló az európai országokban tömegszűrések során talált incidenciákhoz. A vérfolt mérés után, szűrés keretében vagy azon kívül, verifikációs vizsgálatok elvégzése javasolt. Az egyik legegyszerűbb és legelterjedtebb az ACTH-stimulációs próba. 280 vizsgálat retrospektív áttekintése során úgy találtuk, hogy az esetek többségében az ACTH-stimuláció egyértelműen elkülöníti a CAH betegeket, de az ACTH-ra adott közepes 17-OHP válasz esetén a betegek továbbvizsgálatára van szükség érzékenyebb módszerekkel. 6
SUMMARY Congenital adrenal hyperplasia (CAH) is a potentially life-threatening adrenal disorder. In the past twenty years in several countries neonatal screening for CAH was introduced. This changed the diagnostic practice of CAH, therefore the classical diagnostic methods should be reevaluated. There is a lack of information about the false negativity rate of the neonatal CAH screening. We determined the false negativity rate by means of retrospective screening of stored neonatal blood spot samples. We found that prolonged storage, e.g. a decade, decreased the 17-hidroxiprogesterone (17-OHP) by some 2-3% yearly. If the samples were autoclaved, the original 17-OHP concentration can be assessed by an additional mathematical correction step with acceptable precision. Stored blood spot samples, autoclaved or not, are therefore appropriate candidates for retrospective population studies based on 17-OHP measurements. In the retrospective screening blood spot 17-OHP concentrations were measured and analyzed exactly the same way as in the neonatal screening programs. We found that patients with the life-threatening salt-wasting form were all identified by the screening, on the contrary, one third of the simple virilizer patients, i.e. 10% of all CAH patients were not identified by the screening. In Hungary CAH is not included in the neonatal mass screening program. Blood spot 17- OHP measurement is available for patients suspected to have CAH based on clinical signs and symptoms. We reviewed our past twenty years experience with this method. We found that all patients with the salt-wasting form were identified, however, the salt wasting crisis in boys cannot be prevented without a mass screening. Patients are diagnosed remarkably later without screening, which is unwelcome for the long-term outcome. Incidence of CAH in Hungary without mass screening was found to be 1:15 000, which is very similar to those found in Europe by the neonatal mass screening programs. The results of the blood spot 17-OHP measurements should be verified by at least measurement of 17-OHP in the serum. One of the most popular tests for verification is ACTH-stimulation test. By retrospective analysis of 280 ACTH-stimulation tests we found that in most of the cases this method differentiates clearly the CAH patients from the healthy population, however, a minority of the cases with moderately elevated 17-OHP response to ACTH should be further investigated by more sensitive and specific methods. 7
1. BEVEZETÉS A congenitalis adrenalis hyperplasia potenciálisan életveszélyes veleszületett mellékvesebetegség. Az újszülöttkori tömegszűrés széleskörű elterjedése alapvetően átalakította a congenitalis adrenalis hyperplasia diagnosztikus gyakorlatát. Megállapítást nyert, hogy az optimális terápiás eredmény előfeltétele a terápia mielőbbi megkezdése, ilyen esetben akár az egészségestől alig elmaradó életminőség is biztosítható lehet. Az újszülöttkori szűrés óriási mértékben javította a betegek kilátásait. Nagy létszámú, a kezdetektől szorosan követett kezelt betegcsoportról áll információ rendelkezésre, ami a terápia optimalizálását tette lehetővé. Vitathatatlan előnyei mellett azonban a tömegszűrés új problémákat is felvetett. Jelen értekezésben a congenitalis adrenalis hyperplasia diagnosztikája körül felmerült kérdéseket több szempontból is meg kívántuk közelíteni. A tömegszűrések során az álnegativitás valódi aránya csak nagyon átfogó, alapos és hosszadalmas utánkövetéssel határozható meg, különösen nehézkes ez egy ritka, és különböző súlyosságú formákban jelentkező betegség esetén. Ugyanakkor ennek ismerete elengedhetetlen a szűrés valódi hatékonyságának megítéléséhez. Ezért a congenitalis adrenalis hyperplasia irányába történő újszülöttkori tömegszűrés álnegativitási arányát nagy, nemzetközi beteganyagon, retrospektív szűrés keretében kívántuk meghatározni. Az újszülöttkori szűrések körében szokatlanul magas álpozitivitási arány miatt fokozott figyelem fordult a verifikációra alkalmas vizsgálatok precizitása felé. A szóba jövő vizsgálatok közül a legszélesebb körben hozzáférhető, az ACTH-stimulációs próba érzékenységét és precizitását kívántuk megvizsgálni. Magas költségvonzatai miatt, bár a szűrés elterjedtsége igen széleskörű, mégsem teljesen általános. A tömegszűrést nem folytató területeken a figyelem olyan metodikák felé fordult, melyek alkalmazzák a szűrés során kifejlesztett technikákat, de költséghatékonyabban igyekeznek a betegeket széles körben korai diagnózishoz segíteni. Ezen rendszerek közül a tömegszűrés alternatíváját kínáló magyarországi gyakorlatot, a vérfolt 17- hidroxiprogeszteron-mérés egyedi diagnosztikában való alkalmazását kívántuk értékelni 20 év tapasztalatai alapján. Munkánk során tisztázni kívántuk a különböző diagnosztikus tesztek hasznosságát és hitelességét a betegellátást végző klinikus számára, másrészt fényt kívántunk deríteni az egyes diagnosztikus módszerek gyenge pontjaira, ahol még tökéletesítésre és fokozott figyelemre van szükség a betegek életminőségének további javítása érdekében. 8
2. IRODALMI ÁTTEKINTÉS 2.1 DEFINÍCIÓ ÉS NÓMENKLATÚRA A congenitalis adrenalis hyperplasia (CAH) a kortizol bioszintézis valamelyik enzimjének genetikusan determinált hibája miatt alakul ki. Az esetek 95%-ában a hiányzó vagy sérült enzim a 21-hidroxiláz, a 17-hidroxiprogeszteron (17-OHP) nem tud 11- dezoxikortizollá alakulni, emiatt a kortizoltermelés sérül. Az elégtelen kortizoltermelés miatt az ACTH elválasztás növekszik, ami egyrészt a mellékvesekéreg következményes hyperplasiáját, másrészt a blokk előtti kortizolprekurzorok, köztük a 17-OHP fokozott termelését, harmadrészt az androgének fokozott elválasztását és virilizációs tüneteket eredményez. Az enzimhiány súlyosságától függően az aldoszteron-bioszintézis is elégtelen lehet, ami az elektrolit-háztartás zavarához vezet. [103] A klinikai megjelenés alapján a CAH betegeket három típusba sorolták. A legsúlyosabb a klasszikus sóvesztő forma (SW-CAH), az ilyen betegeknél a 21-hidroxiláz enzim aktivitása közel nulla, sem kortizol-, sem aldoszteronszintézis nincsen, ezért a korai virilizáció (leány újszülöttben átmeneti külső nemi szervek, fiú újszülöttben macrogenitosomia) jelei mellett a mineralokortikoidok hiánya miatt az első élethetekben súlyos hyponatraemia és hyperkalaemia alakul ki, életveszélyes sóvesztő krízist okozva. Az életet közvetlenül nem veszélyezteti a klasszikus egyszerű virilizáló forma (SV-CAH), ahol csekély (1-5%-os) 21-hidroxiláz aktivitás mellett az előbbihez hasonló korai virilizáció alakul ki az elektrolitháztartás zavara nélkül. A megfelelő terápia elmaradása esetén korai pubarche lép fel mindkét nemben, a növekedés felgyorsul, majd hamar leáll, a végső testmagasság alacsony, későbbi életkorban infertilitás és mellékvese-tumor alakulhat ki. Újszülött-korban nem okoz tüneteket a nem-klasszikus forma (NC-CAH), intrauterin virilizáció és sóvesztés nincs, a korai pubarche vagy a normális pubertás lezajlása után jelentkező androgén-túlsúly tünetei (nőkben oligomenorrhoea, hirsutismus, akne, férfiakban oligozoospermia) alakulnak ki, mellékvese-tumor kialakulása lehetséges. A 21-hidroxiláz aktivitás az ilyen betegekben részben megtartott, 20-60% lehet. [175] A CAH betegek túlnyomó része compound heterozigóta, azaz a két allélon eltérő jellegű és súlyosságú mutációkat hordoz, ezért a betegekben kialakuló 21-hidroxiláz aktivitások a gyakorlatban folyamatos spektrumot képeznek az aktivitás teljes kiesésétől (SW-CAH betegek) az enzimaktivitás enyhe csökkenéséig (NC-CAH-ban előfordulhat panaszmentes hordozás) [61]. Az elektrolitzavar súlyosságát, a virilizáció mértéket egyéb genetikus (pl. androgénreceptor érzékenységének polimorfizmusa, a 11β-hidroxiszteroid dehidrogenáz 9
(11β-HSD) enzim aktivitásának polimorfizmusa, stb.) és nem genetikus (pl. stressz, elektrolitvesztéssel járó betegségek, stb.) faktorok is befolyásolhatják. Ennek tükrében érthető, hogy a CAH betegek klinikai képe egy folyamatos spektrumot alkot, ami csak mesterségesen osztható fel formákra, és egyes betegek kategorizálása nehézségekbe ütközik [175]. Ugyanakkor, mivel a különböző formák egészen eltérő rizikóval járnak (az életveszélyestől a csupán kozmetikai problémát okozóig), a spektrum ellentétes szélein lévő betegek ellátása mind diagnosztikusan, mind terápiásan eltérő stratégiákat kíván meg. 2.2 PATOFIZIOLÓGIA A 21-hidroxiláz-defektus (21-OHD) mindhárom formájának hátterében ugyanannak a biokémiai folyamatnak különböző mértékű sérülése, és ennek élettani és fejlődéstani következményei állnak. 2.2.1 BIOKÉMIAI HÁTTÉR A 21-OHD-s CAH betegekben az alapvető rendellenesség a mellékvese csökkent kortizoltermelése a 21-hidroxiláz enzim defektusa miatt. 2.2.1.1 HORMONSZINTÉZIS A MELLÉKVESÉBEN A felnőtt mellékvesekéregben a mineralokortikoid, glukokortikoid és androgén hatású hormonok szintézise funkcionálisan és szövettanilag is elkülönül. A zona glomerulosa a mineralokortikoid, a zona fasciculata a glukokortikoid, a zona reticularis az androgénszintézis helye. Az anatómiai elkülönülés a bioszintézisben résztvevő enzimek sejtspecifikus expressziójának következménye. A sejten belül a bioszintézis egyes lépései a mitokondriumban, mások az endoplazmás reticulumban (ER) történnek. Az enzimek megfelelő sejten belüli lokalizációja a teljes enzimaktivitás előfeltétele. [50] A koleszterin a citoplazmából a mitokondriumba a StAR protein segítségével jut be [145]. A szteroidhormonok bioszintézisének első enzimatikus lépése (1.A ábra) a koleszterin oldalláncának hasítása (P450 scc ), és ezáltal pregnenolon képződése. A pregnenolon az összes szteroidhormon közös prekurzora. [50] A zona glomerulosában a 3β-hidroxiszteroid-dehidrogenáz (3β-HSD) az ER-ban a pregnenolont progeszteronná alakítja. A progeszteront a 21-hidroxiláz (P450 c21 ) az ER-ban dezoxikortikoszteronná (DOC) alakítja. Az aldoszteron a DOC-ból a 11β-hidroxilációt, a 18-10
hidroxilációt, majd a 18-oxidációt követően alakul ki, melyeket egyetlen enzim, az aldoszteron-szintáz (P450 aldo ) végez. [2] A kortizol szintézise során a pregnenolont a 17-hidroxiláz/17,20-liáz (P450 c17 ) 17-OHpregnenolonná alakítja az ER-ban a zona fasciculatában, és a zona reticularisban, ahol androgénszintézis irányában folytatódik a szteroidszintézis. A zona fasciculatában a 3β-HSD a 17-OH-pregnenolont 17-OHP-ná alakítja, amit a 21-hidroxiláz 11-dezoxikortizollá alakít. Ebből 11β-hidroxiláció (P450 c11 ) után lesz kortizol a mitokondriumban. [95] Koleszterin P450 scc HO Pregnenolon CH3 C O P450 c17 HO CH3 C O OH 17α OH-pregnenolon P450 c17 HO dehidroepiandroszteron O 1. A 3β-HSD CH3 C O 3β-HSD CH3 C O OH 3β-HSD O O Progeszteron O 17α-OH-progeszteron O ANDROSZTÉNDION P450 c21 CH2OH C O P450 c21 CH2OH C O OH O 11-dezoxikortikoszteron P450 11β2 / P450 aldo O HO Kortikoszteron P450 aldo CH2OH C O O 11-dezoxikortizol P450 c11 HO O CH2OH C O OH KORTIZOL mellékvese hyperplasia 1. B HO CH2OH OCH C O ACTH O ALDOSZTERON 17-OHP androgének 21-OHD aldoszteron kortizol virilizáció sóvesztés ACTH 1. ábra A. A szteroidhormonok bioszintézisének főbb lépései. A 21-hidroxilázt és szubsztrátját, a 17-OHP-t vörös szín jelzi [95 alapján]. B. A szteroidbioszintézis megváltozása 21-OHD-ban. A normális anyagcserét fekete, a 21-OHD-ban bekövetkező változásokat vörös szín, a patofiziológiai hatásokat dőlt felirat jelzi. A zona reticularisban és a gonádokban a P450 c17 17,20-liáz aktivitása révén a 17-OHpregnenolonból dehidroepiandroszteron (DHEA) keletkezik, ami a 3β-HSD hatására 11
androszténdionná alakul. A gonádokban a 17β-hidroxiszteroid-dehidrogenáz (17β-HSD) tesztoszteronná alakítja az androszténdiont mindkét nemben [112]. Az ováriumban az aromatáz (P450 arom ) az androszténdiont ösztronná, a tesztoszteront ösztradiollá alakítja [130]. A tesztoszteron a célszervekben az 5α-reduktáz hatására dihidrotesztoszteronná alakul, így érve el teljes biológiai aktivitását [177]. A mellékvesekéregben a 21-hidroxiláz tehát a kortizol és az aldoszteron szintézisében vesz részt, az androgénekében nem. In vivo 100-1000-szer több kortizol termelődik, mint aldoszteron, ezért a 21-hidroxiláz aktivitásának részleges csökkenése esetén elképzelhető, hogy az aldoszteronszintézis biológiailag még elégséges, de a kortizoltermelés már nem. A 21-hidroxiláz fő szubsztrátja a 17-OHP (2.2.1.1.1 és 2.2.1.3), ezért 21-OHD esetén ennek koncentrációja fog jellegzetesen és nagy mértékben megemelkedni. A 17-OHP karakterisztikus emelkedése több diagnosztikus módszer alapját is képezi (2.3). 2.2.1.1.1 A 21-HIDROXILÁZ ENZIM (P450 c21 ) A CAH hátterében az esetek 90-95%-ban a 21-hidroxiláz enzim génjének mutációja áll. Jóval ritkábbak az egyéb formák, a gyakoriság sorrendjében a P450 c11, a P450 c17, a 3β-HSD és a StAR proteint érintő mutációk miatt kialakuló CAH. [103] A 21-hidroxiláz egy mikroszomális citokróm P450 enzim, a 17-OHP 11- dezoxikortizol és a progeszteron DOC reakciókat katalizálja. Más mikroszomális P450- ekhez hasonlóan működése során elektront vesz fel egy NADPH-dependens citokróm P450 reduktáztól, így a szubsztrát hidroxilációja során molekuláris oxigén redukálódik. [68] Az egészséges ( vad ) 21-hidroxiláz enzim 494 aminosavból áll, molekulatömege 52 kda [174]. A rekombináns humán P450 c21 K m értéke 17-OHP-ra 1,2 μm, progeszteronra 2,8 μm, a 17-OHP V max -a a progeszteronénak mintegy kétszerese, azaz a 17-OHP a preferált szubsztrát [161]. A P450c21 enzim pontos térszerkezete nem ismert, a konzervatív szakaszok és más citokróm P450 enzimek térszerkezetének ismerete alapján összeállított hipotetikus modell áll rendelkezésre (2. ábra) [96]. Ez a modell funkcionálisan négy régiót különböztet meg. 1) A hem-kötő régió épsége elengedhetetlen a katalitikus funkcióhoz. 2) Az oxigén- és vízkötő régió a hem közelében van, az oxigén és víz kötése feltétele a hidroxilációnak. 3) A szubsztrátkötő régió elsősorban hidrofób aminosavakból áll, a szteroidok erősen hidrofób természete miatt ez nélkülözhetetlen. 4) Az elektront szolgáltató járulékos proteinnek 12
(citokróm P540 reduktáz) kötőhelyét nagyrészt bázikus aminosavak alkotják, a járulékos proteinen a kötőhelyen savas aminosavak vannak. [96] A 21-hidroxiláz enzim génje a 6. kromoszómán, a 6p21.3 régióban található. A gén szerkezetét, a transzkripciót és a 21-OHD-t okozó mutációkat a 2.3.4 fejezet ismerteti. 2. ábra A 21-hidroxiláz enzim feltételezett térszerkezete. Fehér jelöli a hélixeket (hehl), piros a leggyakoribb pontmutációkat. [96] 2.2.1.2 A SZTEROIDHORMONOK SZINTÉZISÉNEK SZABÁLYOZÁSA A szteroidhormonok bioszintézisének sebességét meghatározó lépés a koleszterin transzportja a sejt raktáraiból a mitokondrium belső membránjának mátrix felőli oldalára, ahol az oldallánc hasítását végző enzim található (P450scc). A koleszterin szállítását, valószínűleg nem kizárólag, de elsősorban, a StAR protein végzi, melynek mennyiségét az ACTH szabályozza. [145] A kortizol szekréciója elsősorban ACTH szabályozás alatt áll. Specifikus receptora heterotrimer G-fehérjékhez kapcsolódik, ezen keresztül emeli az intracelluláris camp koncentrációt. A camp emelkedése akutan (percek-órák) növeli a mitokondriumba irányuló koleszterintranszportot (StAR protein), krónikusan (órák-napok) a kortizol bioszintézisében résztvevő enzimek, köztük a 21-hidroxiláz transzkripcióját serkenti. Az ACTH szintén serkenti a koleszterin felvételét a plazma lipoproteinekből, és a mellékvesék méretét is szabályozza. [175] Az ACTH szekréciójának elsődleges pozitív regulátora a hipotalamikus CRH. A vazopresszin a CRH-val szinergizmusban stimulálja az ACTH elválasztását [125]. A CRH elválasztását a hipotalamikus peptidek (pl. VIP, PACAP) parakrin módon szabályozzák [101]. A CRH, és ennek következtében az ACTH elválasztása is pulzatilis. A kortizol napi ritmusát a szekrétoros periódusok frekvenciája határozza meg, a szérum kortizolkoncentrációja 13
hajnalban a legmagasabb, és éjszaka a legalacsonyabb. Az ACTH szekréciójának elsődleges negatív regulátora maga a kortizol, a klasszikus glukokortikoid receptoron keresztül mind az ACTH-ra, mind a CRH-ra negatív visszacsatolást gyakorol. Napi ritmusán kívül a kortizolkoncentrációt erősen befolyásolja számos anyagcserehatás, fizikai vagy emocionális stressz is az ACTH-n keresztül. [42] Az aldoszteron elválasztását elsősorban az angiotenzin II és a szérum káliumkoncentrációja határozza meg, az ACTH-nak csak az akut hatása érvényesül [13, 117, 137]. A mellékvese androgéntermelésének szabályozása nem teljesen tisztázott. Fontos stimuláló szerepe van az ACTH-nak, de emellett fontos hipofízis eredetű (pl. β-lph, γ-msh, β-endorphin, PRL) és nem hipofízis eredetű faktorok (pl. IGF-I) is hatnak rá. [42] 2.2.1.3 A SZTEROIDBIOSZINTÉZIS ZAVARA 21-OHD-BAN A 21-hidroxiláz enzim aktivitásának csökkenése a mellékvese hormonszintézisének komplex zavarát eredményezi. Az enzimaktivitás csökkenése vagy kiesése negatívan befolyásolja a kortizol és az aldoszteron bioszintézisét, és, bár a bioszintézisükhöz nincs szükség a 21-hidroxilázra, a felbillent szabályozás miatt serkentőleg hat az androgéntermelésre. Az elégtelen kortizolbioszintézisre a hypothalamus és a hipofízis, a negatív visszacsatolás kiesése miatt, fokozott CRH és ACTH elválasztással reagál. A magas ACTH-koncentráció nem követi a fiziológiás napi ritmust. A tartós, erőteljes stimuláció hatására a mellékvese megnagyobbodik. A folyamatos stimuláció azonban nem képes helyreállítani az egyensúlyt, a kortizol irányú bioszintézis a 17-OHP-nál megakad, eközben az androgén irányú szintézis akadálytalanul történhet a magas ACTH által diktált fokozott ütemben. A termelt 17-OHP és az adrenális androgének a keringésbe kerülnek, az extraadrenális szövetekben az androszténdion tesztoszteronná és dihidrotesztoszteronná, illetve kisebb mértékben ösztrogénekké alakul. A célszerveken az androgénhatás dominál, leánymagzatokban intrauterin virilizáció alakul ki, mindkét nemben a szomatikus fejlődés felgyorsulásához és az epifízisek korai záródásához vezet. A klasszikus betegek háromnegyede nem tud az elektrolitegyensúly fenntartásához elegendő aldoszteront sem termelni. Ez az állapot epizodikusan az életet veszélyeztető hyponatraemiás dehidrációhoz vezet. (1.B ábra) [175] A 21-hidroxiláz csökkent aktivitásának eredményeként a keringésbe fokozott mennyiségben jut ki az enzim fő szubsztrátja, a 17-OHP. Egészségesekben a szérum 17-OHP szintje igen alacsony, a 21-OHD legkarakterisztikusabb biokémiai eltérése a 17-OHP 14
koncentráció emelkedése a szérumban [47], és metabolitjainak fokozott jelenléte a vizeletben [27, 180]. A 17-OHP és metabolitjainak meghatározására épülnek a legszélesebb körben használt diagnosztikus tesztek, de egyes esetekben ezek értékelhetősége korlátozott (2.3) [49]. A korai újszülöttkorban (1. életnap) még a 21-OHD-s betegeknek is lehet alacsony 17-OHP szintjük [36], ill. a nem 21-OHD-s koraszülöttek 17-OHP szintje magas lehet [85, 100]. Csak a 17- OHP meghatározásával a 21-OHD nem különíthető el egyértelműen a CAH többi formájától, ez a teljes szteroid profil meghatározásával lehetséges [135]. A szérum 17-OHP koncentrációja nagyjából korrelál a betegség súlyosságával, a legsúlyosabban érintett sóvesztő betegekben mérhetők a legmagasabb 17-OHP koncentrációk [138]. A 21-hidroxiláz enyhe érintettsége esetén (NC-CAH betegek) stresszmentes állapotban a 17-OHP koncentráció alacsony lehet. 21-OHD-re karakterisztikus, hogy ACTH stimuláció hatására (2.3.2) a mellékvese igen erőteljes 17-OHP elválasztással válaszol. [98] Kezeletlen CAH betegekben emelkedett lehet továbbá a progeszteron, az androszténdion és kisebb mértékben a tesztoszteron koncentrációja. A 21-dezoxikortizol megjelenése a szérumban igen jellemző a 21-OHD-ra, a DHEA és a DHEAS azonban nem jó markerek, hosszú féléletidejük miatt nem reagálnak jól az akut ACTH stimulációra. [48] 2.2.2 FEJLŐDÉSTANI HÁTTÉR 2.2.2.1 A MELLÉKVESE FEJLŐDÉSE A mellékvesekéreg mezodermális eredetű, a 6-7. magzati héttől kezdve szteroidhormonokat választ el. Felnőttkori szerkezete, a zona reticularisra, glomerulosára és fasciculatára való tagolódás, csak az extrauterin élet során alakul ki, intrauterin két zónából áll, a belső magzati és a külső felnőtt zónából [123]. A magzati mellékvese fő terméke a DHEAS, ami a magzati májban való átalakulás után a placentában ösztrogénné alakul. A 8. hét előtt nem működik a magzati hipofízis-mellékvese-tengely, és működése a későbbiek során is eltér az extrauterin életben tapasztalttól. Az első trimeszterben a placenta 11βhidroxiszteroid- dehidrogenáz (11β-HSD2) aktivitása alacsony, ezáltal relatíve szabadon juthat anyai kortizol a magzati keringésbe (ugyanis nem alakítódik kortizonná), ami szupprimálja a magzati ACTH-t. A harmadik trimeszterre fokozódik a placenta 11β-HSD2 aktivitása, az anyai kortizol egyre kevésbé képes átjutni a magzatba, akinek saját kortizol 15
termelése megnő, és a keringő kortizol szintje emelkedik [4, 169]. A mellékvesevelő megfelelő fejlődéséhez magas lokális kortizolkoncentrációra van szükség [28]. Az intrauterin életben tehát a mellékvesekéreg működésének szabályozása és termékei eltérnek a későbbi élet során tapasztalhatóktól, a magzat, az anya ill. a placenta enzimrendszerei egymást kiegészítően működnek. Ebből következik egyrészt, hogy a koraszülöttek mellékvesekérge, más szervrendszerekhez hasonlóan, még az intrauterin fejlődés egy korábbi fázisában van, termékei eltérnek az érett újszülött mellékveséjének termékeitől [85, 100, 169]. Másrészt a mellékvese hormonszintézisének veleszületett hibája, pl. a 21-OHD az intrauterin életben nem csak a magzati hipofízis-mellékvese tengelyt borítja fel, a feto-placento-maternalis egység révén a korai újszülöttkor hormonálisan eltérhet a későbbiektől [36], illetve a magzati mellékvese sajátosságait a prenatális terápia során is figyelembe kell venni (2.3, 2.4) [119]. 2.2.2.2 A NEMI DIFFERENCIÁLÓDÁS A 7. héten válik ketté férfi és női irányba az addig indifferens és bipotenciális gonádok fejlődése. Fiúmagzatban, azaz Y kromoszóma jelenlétében ekkor kezdődik az indifferens gonádok here irányú differenciálódása a testis-determináló génkaszkád termékeinek hatására [88]. A TDF (testis determináló faktor) génje a Y kromoszómán található (SRY), a géntermék transzkripciós faktorként további, immár autoszomális gének promóteréhez kötődve egy sor növekedési és transzkripciós faktor termelését indítja meg (pl. AMH), melyek a hereszövet kialakulását szabályozzák. Y kromoszóma (vagy működő SRY) jelenléte nélkül, azaz leány magzatban az indifferens gonádok petefészek irányban fejlődnek tovább, de ez sem passzív folyamat, pl. a WNT-4 aktív szerepet játszik az ováriumok differenciálódásában [162]. A fiúmagzat heréinek Sertoli sejtjei a 7. héttől AMH-t (anti-müller-cső hormon, vagy MIF) termelnek, melynek hatására a Müller-cső visszafejlődik, és a Wolff-csőből epididymis, ductus deferens és vesicula seminalis alakul ki magas lokális tesztoszteron koncentráció mellett, amit a herék Leydig sejtjei biztosítanak. Leánymagzatban AMH hiányában a Müllercső fennmarad, és hormonális hatás nélkül is kialakul belőle a tuba uterina, az uterus és a vagina felső kétharmada [81]. A külső nemi szervek kezdeményei kezdetben szintén bipotenciálisak, a férfi irányú differenciálódás a tesztoszteron metabolitjának, az 5α-dihidrotesztoszteronnak (DHT) hatására történik, és szükséges hozzá az androgénreceptor (AR) épsége. Magas DHT koncentráció mellett a genitális redők fúzionálnak, a genitális gumó megnagyobbodik, az urethra és a genitális csatorna nyílása rostrum felé vándorol. Alacsony DHT koncentráció 16
mellett leánymagzatban mindez elmarad, a sinus urogenitalis és az uterus közötti sinovaginalis lemez kanalizációja során kialakul az introitus [177]. 2.2.2.2.1 A KÓROS INTRAUTERIN VIRILIZÁCIÓ CAH-BAN A hipofízis-mellékvese tengely érése és a nemi differenciálódás tehát időben párhuzamosan zajlik. Leánymagzatokban a mellékvese eredetű abnormálisan magas androgénszint a belső nemi szervek fejlődését nem érinti, mert AMH nincs, és lokálisan ez a tesztoszteron koncentráció nem olyan magas, mint a here eredetű lenne. A külső nemi szerveken viszont változó mértékű virilizáció alakulhat ki, a genitális gumó enyhe megnagyobbodásától (clitoromegalia) a cryptorchismusos férfinak imponáló külső nemi szervekig. A külső női nemi szervek virilizáltságának megítélése a Prader skála szerint lehetséges (Pr I: clitoromegalia, Pr V: teljes labiális fúzió, phallus-szerű clitoris). [115] A fiúmagzatok differenciálódásában a fölös adrenális androgén általában nem okoz látványos elváltozásokat. Leány újszülötteknél tehát az intrauterin virilizáció korai figyelmeztető jele a CAH-nak, fiúknál csak a később jelentkező tünetek (sóvesztés, pubarche praecox) hívhatják fel a figyelmet a betegségre. [69, 80] 2.2.3 ÉLETTANI HÁTTÉR 2.2.3.1 AZ ALDOSZTERON SZEREPE AZ ELEKTROLITHOMEOSZTÁZISBAN Az aldoszteron hatását az orientált iontranszportot folytató epithelialis sejteken (vese disztális kanyarulatos csatorna alsó szakasza, corticalis gyűjtőcsatorna principális sejtjei, vastagbél és exokrin mirigyek kivezetőcső hámsejtjei) fejti ki. Serkenti a Na + áramlását a sejt luminális oldaláról az interstitium felé a K + ellenirányú áramlása mellett, összességében tehát elősegíti a szervezet Na + konzerválását a K + és H + leadása mellett. A Na + az extracelluláris tér fő kationja, ezért a szervezet só-, víz-, volumen- és ozmoregulációjában is részt vesz. Az aldoszteron elválasztás fő ingere a RAS (reninangiotenzin rendszer) aktiválódása a vese vérátáramlásának csökkenése esetén (juxtaglomeruláris apparátus), részben a szimpatikus tónus növekedése révén. A szérum emelkedő K + szintje közvetlenül a glomerulosa sejteken serkenti az aldoszteron elválasztását. [2, 42, 137] 17
2.2.3.1.1 AZ ELEKTROLITHÁZTARTÁS ZAVARA CAH-BAN A klasszikus CAH betegek mintegy háromnegyede a kortizol mellett nem képes elegendő aldoszteront sem szintetizálni, ezért Na + vesztés következik be a vesén, a vastagbélen és az izzadságmirigyeken keresztül. CAH-ban az aldoszteron hiányán kívül még több tényező is súlyosbítja a hyponatraemiát, és vezet sokk kialakulásához. A glukokortikoidok hatására nő a cardiac output, a szívizom kontraktilitása, a szív és érrendszer érzékenysége a katekolaminok iránt. Kortizol hiányában ez elmarad, a szív teljesítménye csökken, ezáltal a vese vérátáramlása és a GFR is csökken, a szabad víz kiválasztása elmarad, és hyponatraemia alakul ki. Ezért klasszikus CAH betegekben a sokk kialakulása sokkal valószínűbb, mint az aldoszteron izolált hiánya esetén. [76] A mellékvesevelőben a katekolaminok szekrécióját végző enzimek működéséhez magas lokális kortizol koncentráció kell, ennek hiányában a katekolaminok szekréciója is elégtelen lehet. A katekolaminok presszorhatásának elmaradása tovább súlyosbítja a sokkot. [20, 28] A felgyülemlő abnormális szteroidprekurzorok antimineralokortikoid hatást fejthetnek ki. A progeszteron antimineralokortikoid hatása jól ismert, a 17-OHP-ről ezt nem sikerült kimutatni. [71] A sóvesztés kezdeti tünetei aspecifikusak, mint az étvágytalanság, hányás, letargia és a súlygyarapodás elmaradása. A sóvesztő krízis 1-4 hetes korra alakul ki hyponatraemiával, hyperkalaemiával és hyperreninaemiával. Ez a potenciálisan életveszélyes állapot megfelelő orvosi ellátás nélkül jelentős mortalitáshoz vezet. Különösen a fiúcsecsemők veszélyeztetettek, akiknél ez lehet a betegség egyetlen és első tünete, ami végzetesen késlelteti a diagnózis felállítását. Ez az indoka számos országban az újszülöttkori tömegszűrés működtetésének. [80] Az életkor előrehaladásával a betegek Na + -egyensúlya javul, és a kisgyermekkor elmúlásával a sóvesztő krízis kialakulása ritka. A sóvesztés súlyossága, a krízisek kialakulása különböző lehet azonos mutációt hordozó betegek, de még testvérek között is [178]. Ez további genetikai és nem-genetikai faktorok jelentős módosító hatását veti fel. 2.2.3.2 AZ ADRENARCHE Nyolc éves kor körül a zona reticularis mérete megnő, ezzel egyidejűleg emelkedik a szérum DHEAS koncentrációja, majd felgyorsul a hossznövekedés. A változás független az ACTH, kortizol vagy aldoszteron elválasztásától. Hátterében feltételeztek egy független androgén-stimuláló hormont, de ennek jelenlétét igazolni eddig nem sikerült. Az adrenarche megelőzi a normális pubertás beindulását. [175] 18
2.2.3.2.1 A KORAI ADRENARCHE A korai adrenarche kialakulása a kezeletlen CAH jellemző tünete, a DHEAS enyhe és a 17-OHP jelentős emelkedése kíséri. Az adrenális eredetű androgének következtében korán felgyorsul a hossznövekedés, az epifízisek érése, ami az epifízisek korai záródásához, és végeredményben alacsony testmagassághoz vezet. Fiúkban megjelenhet a nemi szőrzet, és a pénisz növekedése figyelhető meg a herevolumen növekedése nélkül. Lányokban a clitoromegalia progresszív lehet, a szeméremszőrzet megjelenése hasonló, később hirsutismus és akne alakulhat ki. [89] Az adrenarche praecox talaján előfordulhat valódi, centrális pubertas praecox kialakulása. A magas adrenális eredetű androgénszint beindíthatja a gonadotropinok szekrécióját. [116] 2.2.3.3 A FERTILITÁS ZAVARAI CAH lányokban a menarche időpontja későbbre tolódik az egészséges populációhoz képest. A tünetek összessége hasonló lehet a policisztás ovárium szindrómához: vérzészavar, petefészekciszták, anovuláció, hirsutismus, akne jelentkezhet [10, 40]. Fiatal felnőttkorban mindehhez az inzulinérzékenység csökkenése társulhat manifeszt diabétesz nélkül [140]. Kezelt klasszikus CAH betegekben spontán terhesség is lehetséges. Terhesség alatt a glukokortikoid-igény megnövekszik, de az anyai emelkedett androgénszint ellenére sem a leánymagzatok virilizációja, sem a veleszületett rendellenességek gyakoribb előfordulása nem tapasztalható. [86] Férfiakban ritkábbak a fertilitás zavarai, mint nőkben. A spermaszám alacsonyabb lehet, mint az egészséges populációban, de ez nem feltétlenül befolyásolja a fertilitást. A reproduktív funkciót csökkentő legsúlyosabb komplikációt a mellékvese maradvány-szövet (adrenal rest tissue) jelenti. A herében található kis mellékvese-sziget a magas ACTH hatására megnövekszik, és fizikailag nyomást fejt ki az ép hereszövetre, és azt károsítja. Megfelelő adrenális szuppresszióval kialakulása megelőzhető. [7] 2.2.3.4 TÁRSULÓ TUMOROK A véletlenül felfedezett mellékvese-daganatok mintegy 60%-ában kóros 17-OHP válasz tapasztalható ACTH-stimulációra, de a germline CYP21 mutációk aránya alacsony [16, 155, 156]. Ugyanakkor a mellékvese-tumorok kialakulásának gyakorisága magasabb CAH betegekben és heterozigóta hordozókban [111]. Szövettanilag adenoma, myelolipoma és hemangioma alakulhat ki. Szteroid-érzékeny nodularis adrenalis hyperplasia alakulhat ki a 19
korábban nem diagnosztizált betegekben későbbi életkorban. Ritkán virilizáló mellékvesekarcinóma is kialakulhat, de a gyermekekben kialakuló daganatok többsége jóindulatú. [83] Az adrenal rest tumorok a kezeletlen vagy nem megfelelően kezelt CAH betegekben már gyermekkorban is kialakulhatnak. Esetenként gondot jelenthet elkülönítésük a Leydig sejtes tumoroktól, melyek szintén termelhetnek 17-OHP-t. [7] 2.2.3.5 PSZICHOSZOCIÁLIS PROBLÉMÁK A kóros intrauterin androgénexpozíció hatása a központi idegrendszerre összetett. Kisgyermekkorban a CAH beteg lányok előnyben részesítik a fiús játékokat, a nagy mozgásigényű, agresszívabb viselkedést, későbbi életkorokban ez a különbség megszűnni látszik [15]. A CAH gyermekekben egy vizsgálat az androgénérzékeny félelem és agresszióközpontot, az amygdalát kisebbnek találta, mint egészségesekben, de ennek összefüggése a pszichológiai tesztekkel nem bizonyított [93]. A nemi orientáció, ill. a szexuális aktivitás inkább a genitoplasztika eredményességével, semmint a prenatális androgénhatással mutat összefüggést. Túlnyomórészt a CAH gyermekek neuropszichológiai fejlődése normális, és a lányok többsége női identitású és heteroszexuális érdeklődésű. [70] 2.3 DIAGNOSZTIKA A 21-OHD különböző súlyosságú formáinak diagnosztizálására labortechnikailag gyakorlatilag azonos módszerek alkalmasak, azonban a nagyon különböző klinikai szituációk miatt ezek alkalmazása eltérően szervezett körülmények között kell, hogy történjen. Újszülöttkorban tömegszűrés kapcsán, vagy ennek hiányában a CAH-ra utaló tünetek felmerülése esetén a fenyegető hipadréniás krízis miatt sürgősséggel kell a mérésnek megtörténnie, és inkább az álpozitivitás, mint az álnegativitás irányába történő tévedés az elfogadható, azaz inkább egy nem érintett gyermeknél kerüljön sor további vizsgálatokra, minthogy egy érintett kezelés nélkül maradjon. Későbbi életkorban, amikor életveszélyes szövődménytől nem kell tartani, a kivizsgálást sem kell sürgősséggel végezni, a terápia indításával a diagnózis igazolásáig várni lehet. A fentieken kívül gazdaságossági szempontokat is figyelembe véve a vizsgálatok elvégzése és a terápia megindítása az alábbi ábrán látható egymásra épülő sorrendben ajánlott (3. ábra). 20
VAN ÚJSZÜLÖTTKORI TÖMEGSZŰRÉS NINCS ÚJSZÜLÖTTKORI TÖMEGSZŰRÉS normális VÉRFOLT 17-OHP 4. napon kóros Mintavétel további vizsgálatokra, majd azonnali terápia: hydrocortison + fludrocortison Nincs további teendő. NC-CAH nem zárható ki. SE 17-OHP + elektrolitok normális normális 0-2 hó kóros ACTH stimulációs próba kóros PRA/ALDO + elektrolitok kóros SW-CAH Terápia: hydrocortison + fludrocortison >3 hó kóros 4 éves kor fölött normális* 4 éves kor alatt Tünetek bármilyen életkorban VÉRFOLT 17-OHP NC-CAH Terápia: hydrocortison SV-CAH Terápia: hydrocortison normális CAH bármely formájának valószínűsége kicsi. verifikáció, CAH más formáinak kizárása: genetikai vizsgálat vizelet szteroid profil 3. ábra A CAH diagnosztikájának és kezdeti terápiájának ajánlott folyamatábrája tömegszűréssel vagy a magyarországi gyakorlat szerint, szűrés nélkül. A vérfolt 17-OHP mérés egyedi diagnosztikában való alkalmazása a tömegszűrés alternatívája, a vérfolt mérést követő verifikációs lépések gyakorlatilag megegyeznek. Nem minden lépés kötelező, de a vérfolt 17-OHP mérést legalább szérum 17-OHP-méréssel ki kell egészíteni. A mintavételeknek még a terápia megkezdése előtt vagy terápiás szünetben kell történniük. *: Az újszülöttkori tömegszűrés során a SV-CAH és SW-CAH betegek nem különíthetők el, mert a diagnózis felállítása az elektrolit eltérések kialakulása előtt történik. A sóvesztés megítélésére későbbi életkorban kerülhet sor. 2.3.1 ÚJSZÜLÖTTKORI TÖMEGSZŰRÉS A CAH irányában végzett újszülöttkori tömegszűrés elsődleges célja a sóvesztő krízis miatti mortalitás csökkentése. A CAH esetében teljesülnek az újszülöttkori tömegszűrés fő feltételei: kellően gyakori és életveszélyes betegség, megfelelő szűrőmódszer áll 21
rendelkezésre, és a korai felismerés és terápia alapvetően csökkenti a morbiditást és mortalitást [109, 126]. A CAH tömegszűrés szervezetileg a többi újszülöttkori tömegszűréssel együtt történik, a szűrőpapírra beszárított vérfoltból 17-OHP meghatározás is történik. Az első vérfoltot alkalmazó 17-OHP RIA 1977-ben került kifejlesztésre [106], azóta nem-radioaktív ELISA [94] és DELFIA [52] módszerek is rendelkezésre állnak. Ezek a módszerek nem tartalmaznak extrakciós és purifikációs lépést, ezért, bár eredményük jól korrelál a szérum 17-OHP koncentrációval, azzal nem tekinthető teljesen azonosnak. Emiatt, pozitív szűrési eredmény esetén a betegek továbbvizsgálata ajánlott a diagnózis verifikálása érdekében [179]. Elterjedt gyakorlat, hogy az elvágási határ kettős: az alacsonyabb határ fölé eső betegeknél megismétlik a mintavételt, míg a magasabb határ fölé eső betegek, a sóvesztő krízis nagy rizikója miatt, azonnal kórházba kerülnek [108]. A szűrőprogramokkal szemben támasztott általános elvárás, hogy inkább szenzitívek, mint specifikusak legyenek. A CAH-szűrések visszahívási határa módszerenként és programonként eltérő, de általában olyan alacsonyak, hogy a pozitív prediktív érték mindössze 2% [175]. A koraszülött, beteg vagy stresszelt újszülöttek 17-OHP koncentrációja magasabb (2.2.2.1) [100], ez az érett, egészséges újszülöttek alapján kalkulált elvágási határok mellett magas álpozitivitási arányt eredményez [120]. Ez egyrészt megemeli a költségeket, másrészt fölöslegesen nagy terhet ró a betegek visszahívását és az utánkövetést végző intézményekre, és nem utolsó sorban a családokra [59]. Ezért számos próbálkozás irányul a specificitás növelésére. Általánosan elterjedt a születési súlyra [5, 150], vagy a gesztációs korra [52, 154] korrigált elvágási határok alkalmazása, estleg az életkorra való korrigálással kiegészítve [102]. Felmerült a 17-OHP mérés kiegészítése a kérdéses esetekben genetikai vizsgálattal vagy kortizol meghatározással az eredeti mintából [94]. Az álnegatív eredényeket a túl korai mintavételnek (1. életnap) vagy az újszülöttkori szteroidterápiának tulajdonították a vizsgálatokban [179], bár más eredmények szerint a prenatális szteroidterápia nem zavarja a szűrést [64]. Az álnegativitás valódi arányáról azonban kevés adat áll rendelkezésre. A szenzitivitás növelése érdekében Texasban a szűrést 1-2 hetes korban megismétlik, de ez nagyon megnöveli a költségeket, és a klasszikus CAH betegek mindegyikét már az első mintavétel során azonosítani lehetett [150]. A világszerte végzett újszülöttkori tömegszűrések a klasszikus CAH incidenciáját általában 1 : 10 000 és 1 : 18 000 közé teszik (1. táblázat). A legmagasabb incidenciák 22
földrajzilag izolált populációkban, Alaszkában egy eszkimó közösségben és az Indiai-óceán La Reunion francia szigeten fordulnak elő [107, 110]. Incidencia CAH / vizsgált Alaszka, Yupik eszkimók 1 : 280 5 / 1 131 [107] Franciaország, La Reunion 1 : 2 100 7 / 14 987 [110] Brazília 1 : 7 533 11 / 82 870 [97] Svédország 1 : 9 800 73 / 715 400 [152] Svájc 1 : 10 970 6 / 65 823 [143] USA, Wisconsin 1 : 11 000 14 / 149 684 [5] Franciaország, Lille 1 : 13 000 31 / 408 138 [26] USA, Texas 1 : 16 000 121 / 1 936 998 [150] Kanada 1 : 16 666 3 / 50 000 [78] Skócia 1 : 17 000 7 / 119 960 [110] Spanyolország 1 : 17 239 12 / 206 875 [105] Olaszország 1 : 18 000 27 / 420 960 [11] Japán 1 : 18 000 250 / 4 500 000 [147] Új-Zéland 1 : 23 000 23 / 536 915 [34] 1. táblázat A 21-OHD incidenciája a világ különböző országaiban a tömegszűrések eredményei alapján. Az esetkontrollos tanulmányok és a tömegszűrések eredményeinek összehasonlításával kimutatták, hogy a szűrés csökkenti a 21-OHD-s csecsemők, elsősorban a fiúk halálozását [69], csökkenti továbbá a diagnózis felállításáig eltelt időt, a hyponatraemia súlyosságát, és a betegek valamivel kevesebb időt töltenek kórházban [11, 24, 150, 152]. Bár a halálozás felkészült, jól szervezett regionális csecsemőellátás mellett csökkenthető [134, 166], az első sóvesztő krízis szűrés nélkül csak a lányoknál előzhető meg, akiknél a virilizált külső nemi szervek már az elektroliteltérések kialakulása előtt felhívhatják a figyelmet a rendellenességre. A minél korábbi pontos diagnózis csökkenti a felnevelési nem téves megállapításának arányát, ezáltal kisebb pszichés teher hárul a családokra [62, 142]. A CAH tömegszűrés költséghatékonysága, az álpozitivitás magas arány miatt, folyamatos vita tárgya. Közöltek arra utaló eredményeket, hogy 4 napos korban nem azonosítható az összes SV-CAH beteg, ehhez egy második mintavételre van szükség 1-2 hetes korban, ami tovább növeli a költségeket [23, 151]. A kérdés reális megítéléséhez elengedhetetlen az álnegatív esetek valódi arányának ismerete. A szűrőprogramok során a vizsgálatok elvégzése után a maradék mintákat akár egy évtizedig is tárolják. Ha a tárolás során a 17-OHP stabilitása a mintákban megfelelő, az ismert CAH betegek 4 napos kori mintája kikereshető, 23
és a 17-OHP meghatározásával megbecsülhető, hogy a bizonyítottan CAH betegek hány százalékát nem azonosította volna a szűrés. A CAH szűrés valódi álnegativitási aránya tehát retrospektív szűréssel meghatározható. A szűrési eredmények interpretálását tovább bonyolítja, hogy esetenként NC-CAH betegek is azonosításra kerülhetnek a szűrés során, de ez se nem megbízható, se nem költséghatékony módja a betegek diagnosztizálásának [147, 150]. Jelenleg nem állnak még rendelkezésre az újszülöttkorban azonosított NC-CAH betegek követési adatai, így nem tudható, később milyen arányban jelentkeznek náluk az androgéntúltermelés tünetei [175]. 2.3.1.1 A VÉRFOLT 17-OHP MEGHATÁROZÁS AKALMAZÁSA EGYEDI DIAGNOSZTIKA SORÁN A tömegszűrés elterjedtsége széleskörű, de nem teljesen általános. A világszerte születő gyermekek túlnyomó többsége nem esik át CAH-szűrésen. Az ilyen területeken a diagnózis minél előbbi felállítását segítik az olyan rendszerek, melyek a szűrés során használt vérfolt 17-OHP mérés gyorsaságát használják ki, és minden, CAH-ra veszélyeztetett beteg számára hozzáférhetőek [133]. A tömegszűrés és az egyedi diagnosztika közötti átmenetet képezi pl. a Cseh Köztársaságban 2001-ben bevezetett rendszer, melynek során a fiúk újszülöttkori tömegszűrése kiterjed a CAH-szűrésre is, a lányoké nem, mert közöttük a sóvesztésre veszélyeztetettek az átmeneti külső nemi szervek alapján elvileg időben kiszűrhetők. Magyarországon a CAH iránti szűrés semmilyen formában nem része az újszülöttkori tömegszűrő programnak. A 17-OHP meghatározására vérfolt mintából 1978-tól van hazánkban lehetőség. A tüneteik alapján CAH-ra gyanús, bármilyen életkorú betegektől az ellátást végző intézményben mintavétel történik szűrőpapírra, a beszárított vérfolt továbbítása a központi laboratóriumba egyszerű és gyors. A 17-OHP meghatározás eredményéről az ellátó intézmény 6-48 órán belül értesül, és konzultációs lehetőség áll rendelkezésre a további ellátást illetően. Ez a gyakorlat a tömegszűrésnél költségkímélőbb, ugyanakkor a SW-CAH fiúk első sóvesztő krízisét semmilyen módon nem tudja megelőzni, de a tünetes betegek adekvát ellátását és a sóvesztés miatti mortalitást hatékonyan javítja [134]. 24