IJzergebreksanemie door een matriptase 2-mutatie

Transcriptie

1 Casuïstiek IJzergebreksanemie door een matriptase 2-mutatie M.L.H. (Marloes) Cuijpers, Erwin T.G. Wiegerinck, Rick Brouwer, Theo J. M. de Witte, Dorine W. Swinkels Een 36-jarige patiënte leidt al vanaf haar jeugd aan een ijzergebreksanemie zonder duidelijke respons op orale ijzersuppletie. Na het uitsluiten van diverse oorzaken van ijzergebreksanemie, wordt een verhoogde serumhepcidineconcentratie vastgesteld, in tegenstelling tot wat men zou verwachten bij een ijzergebreksanemie. Dit duidt op een primair defect in de hepcidineregulatie. Vervolgonderzoek naar een defect in de genen die coderen voor hepcidineregulerende eiwitten levert een samengestelde heterozygotie op van twee verschillende defecten in het TMPRSS6-gen. Dit resulteert in een afgenomen functie van het eiwit matriptase 2 waarvoor het gen codeert. De levercellen kunnen hierdoor de hepcidineproductie niet remmen bij een laag serumijzer. Bij een hoge hepcidineconcentratie wordt minder ijzer uit de darm geresorbeerd dan nodig is voor de erytropoëse. Patiënten met een matriptase 2-defect reageren dan ook slecht op orale ijzersuppletie en dienen behandeld te worden met intraveneus ijzer. IJzergebreksanemie wordt veel gezien in de huisartsenpraktijk. De incidentie in Nederland is 6 per 1000 patiënten per jaar. 1 De meest voorkomende oorzaken op volwassen leeftijd zijn bloedverlies uit de tractus digestivus of tractus urogenitalis, afhankelijk van het geslacht en de leeftijd van de patiënt. 2 De huisarts kan besluiten om onderzoek in te zetten naar de oorzaak en ijzer te suppleren. Wij presenteren hier een patiënte met een ijzergebreksanemie, bij wie ondanks orale ijzersuppletie de anemie bleef aanhouden. Ziektegeschiedenis Universitair Medisch Centrum St. Radboud, Nijmegen. Afd. Hematologie: drs. M.L.H. Cuijpers, arts in opleiding tot internist. Afd. Tumorimmunologie: prof.dr. T.J.M. de Witte, internist-hematoloog. Afd. Laboratorium Geneeskunde, Laboratorium voor Klinische Chemie: E.T.G. Wiegerinck, researchanalist, dr. R. Brouwer, klinisch chemicus in opleiding en prof.dr. D.W. Swinkels, arts klinische chemie en klinisch chemicus. Contactpersoon: prof.dr. D.W. Swinkels (d.swinkels@labgk.umcn.nl). Patiënt A, een vrouw van 36 jaar, leed sinds haar menarche aan anemie. Tijdens haar jeugd kreeg zij hiervoor regelmatig orale ijzersuppletie. Menorragie werd aangewezen als oorzaak. Na het starten van een oraal anticonceptivum had patiënte minder last van moeheid, waarna zij niet meer werd gecontroleerd. Tijdens haar eerste zwangerschap op 30-jarige leeftijd was er sprake van een uitgesproken ijzergebreksanemie (tabel) waarvoor zij ijzersuppletie kreeg voorgeschreven. Na deze zwangerschap werd in een ziekenhuis elders uitgebreide analyse verricht. Beenmergonderzoek leverde geen afwijkingen op, behalve een verlaagde ijzervoorraad. Omdat zij onvoldoende leek te reageren op orale ijzertherapie, werd een duodenumbiopt genomen: hierin werden afwijkingen gezien die passen bij coeliakie, stadium 1 volgens de marshclassificatie (zie uitleg). Een glutenvrijdieet leverde echter geen correctie op van haar anemie. Tijdelijke intraveneuze ijzerbehandeling bleek noodzakelijk. Tijdens haar tweede zwangerschap op 34-jarige leeftijd verergerde de anemie, en kreeg zij zelfs een erytrocytentransfusie, omdat orale ijzertherapie onvoldoende effect had. NED TIJDSCHR GENEESKD. 2010;154:A1038 1

2 Uitleg Hepcidine Hepcidine is een door de lever geproduceerd eiwithormoon, dat verantwoordelijk is voor de ijzerregulatie van het menselijk lichaam. Toegenomen erytropoëse, anemie of hypoxie leiden via een fysiologische respons tot afname van de hepcidineconcentratie. De afname van hepcidine leidt tot een toename van de ijzerresorptie uit de darm en een toegenomen ijzermobilisatie uit de macrofaag. Dit zorgt er voor dat er voldoende ijzer beschikbaar is voor de erytropoëse. Serumhepcidine kan in ons land bepaald worden via een initiatief van de afdeling Laboratorium Geneeskunde van het UMC St Radboud. Marshclassificatie Met de marshclassificatie worden de verschillende veranderingen in de mucosa van de dunne darm beschreven die zich voordoen bij glutenovergevoeligheid. Naast de ernst van de vlokatrofie wordt daarbij vooral de nadruk gelegd op de mate van T-celinfiltratie en crypthypertrofie. Bij coeliakie, stadium 1 en 2 volgens de marshclassificatie zijn de vlokken van de dunne darm niet-afwijkend van grootte. In verband met het persisteren van de ijzergebreksanemie en het ontbreken van een aanwijsbare oorzaak, werd de patiënte naar ons ziekenhuis verwezen voor een second opinion. Zij had geen lichamelijke klachten behalve moeheid. Er werd bij lichamelijk onderzoek een overigens gezond ogende vrouw gezien met lepeltjesnagels en trommelstokvingers. Zij werd op dat moment niet behandeld. De laboratoriumuitslagen staan vermeld in de tabel. De CRP-concentraties gemeten van haar 36ste tot 41e jaar varieerden tussen de 9 en 32 mg/l en bleven onverklaard. Patiënte had geen symptomen van chronische infectie of een auto-immuunziekte. Bovendien waren antinucleaire en antineutrofiele antistoffen niet aanwezig. Voor screening van een oorzaak van ijzergebreksanemie in de tractus digestivus en het herbeoordelen van de verdenking op coeliakie werd zij verwezen naar de maag-darm-leverarts. Analyse leverde geen verklaring op. Na glutenbelasting was het duodenum in een biopt niet afwijkend, waarop de diagnose coeliakie werd verworpen. Vervolgens deden wij een ijzerkinetisch onderzoek. Het 59 Fe dat patiënte oraal innam, werd slecht geresorbeerd: na 14 dagen was 34% opgenomen. Dat is laag, zeker gezien de ijzergebreksanemie waarbij normaal gesproken > 50% wordt opgenomen. Intraveneus 59 Fe verdween snel uit het plasma (47 min, referentiewaarde ), wat past bij ijzergebrek met een goede incorporatie van ijzer in erytrocyten. De hepcidineconcentratie, gemeten in serum met een combinatie van zwak-kationuitwisselingschromatografie en time-of-flight -massaspectrometrie, was hoognormaal (12,9 nmol/l), in tegenstelling tot wat men zou verwachten bij ijzergebreksanemie (< 0,5 nmol/l) (zie uitleg). 3,4 Op verdenking van een primair defect in de hepcidineregulatie werd in eerste instantie gezocht naar mutaties in de genen die coderen voor hepcidineregulerende eiwitten: er werden geen mutaties gevonden in de genen coderend voor het hemochromatose-(hfe)-eiwit, hemojuveline, transferrinereceptor 2 (TfR2) of hepcidine. Wel werden middels DNA-sequencing recent 2 heterozygote defecten in het TMPRSS6-gen vastgesteld, die leiden tot de pathogene p.cys702phe-mutatie en de mogelijk pathogene p.val795ile mutatie van het matriptase 2 (zie beschouwing). Na intraveneuze ijzerbehandeling herstelde de anemie (zie de tabel). Familieonderzoek bij vader, broer en 2 dochters van patiënte leerde ons dat de 2 mutaties op de 2 verschillende chromosomen lagen. Verder leverde dit onderzoek alleen bij haar 10-jarige dochter de pathogene p.cys 702Tyr-heterozygote mutatie op. Bij dit meisje werd echter de p.val795ile-mutatie niet gevonden en waren er geen aanwijzingen voor een disfunctioneren van matriptase 2 (Hb: 7,5 mmol/l; mean corpuscular volume (MCV): 83 fl; hepcidine: 0,8 nmol/l). Beschouwing Refractaire ijzergebreksanemie IJzergebreksanemie zonder respons op orale ijzersuppletie wordt refractaire ijzergebreksanemie genoemd. Malabsorptie door coeliakie of een Helicobacter pyloriinfectie zijn bekende oorzaken van refractaire ijzergebreksanemie. 5 Recent is tevens een defect van het membraangebonden eiwit matriptase 2 beschreven als oorzaak van refractaire ijzergebreksanemie. Het betreft vermoedelijk een codominante aandoening. 6,7 Inmiddels zijn enkele patiënten beschreven. 7-9 De hier beschreven TABEL Laboratoriumwaarden van patiënte A op verschillende tijdstippen. laboratoriumgegevens 24 weken bij na intraveneuze ijzerwaarden referentie- amenorroe presentatie polikliniek behandeling* Hb 4,8 5,8 7,6 7,3-9,7 mmol/l MCV fl serumijzer µmol/l transferrinesaturatie % serumferritine µmol/l MCV = mean corpuscular volume. * Ferrioxidesaccharaat 200mg per 2 maanden. 2 NED TIJDSCHR GENEESKD. 2010;154:A1038

3 FIGUUR Hepatocyt met daarin vereenvoudigd weergegeven een deel van het regulatiemechanisme van de hepcidinesynthese. De signaaltransductieroute voor hepcidine begint in de celmembraan. Daarbij spelen onder andere de bot morfogenetische proteïne (BMP)-receptor en hemojuveline een essentiële rol. Bij hoge serumconcentraties van (aan transferrine gebonden) ijzer is matriptase 2 inactief, waardoor hemojuveline op de celmembraan intact blijft en er meer hepcidine wordt aangemaakt. Bij lage ijzerspiegels in het serum knipt matriptase 2 hemojuveline, wat leidt tot een verlaagde hepcidinesynthese (gecodeerd door het HAMP-gen). Bij een defect in het TMPRSS6-gen dat leidt tot disfunctioneren van matriptase 2, wordt bij een lage serumijzerconcentratie hemojuveline echter niet meer geknipt. Dit resulteert in een ongewenste verhoging van de hepcidinesynthese. Hierdoor ontstaat refractaire ijzergebreksanemie. patiënte heeft een samengestelde heterozygotie voor twee verschillende mutaties, wat leidt tot refractaire ijzergebreksanemie. Het lijkt waarschijnlijk dat de aanwezigheid van deze mutaties patiënte gevoelig heeft gemaakt voor de ontwikkeling van anemie bij de verhoogde ijzerbehoefte tijdens haar jeugd en zwangerschap. Het is aannemelijk dat ook de verminderde beschikbaarheid van ijzer voor de erytropoëse, zoals deze voorkomt bij chronische milde ontsteking, bijdraagt aan haar anemie. Omdat defecten in het TMPRSS6-gen recent ontdekt zijn als één van de oorzaken van refractaire ijzergebreksanemie, is het niet uitgesloten dat de komende jaren meer patiënten gediagnosticeerd zullen worden met een disfunctie van matriptase 2. NED TIJDSCHR GENEESKD. 2010;154:A1038 3

4 Leerpunten Bij onbegrepen refractaire ijzergebreksanemie is het bepalen van de hepcidineconcentratie zinvol om primaire defecten in de hepcidineregulatie aan te tonen danwel uit te sluiten. Recent is ontdekt dat disfunctie van het eiwit matriptase 2 een oorzaak is van congenitale refractaire ijzergebreksanemie. Bij een afgenomen functie van het eiwit matriptase 2 kunnen de levercellen de hepcidineproductie niet remmen bij een lage serumijzerwaarde, waardoor er minder ijzer uit de darm geresorbeerd wordt dan nodig is. De behandeling van patiënten met refractaire ijzergebreksanemie bestaat uit het intraveneus toedienen van ijzer. Matriptase 2-disfunctie Een verandering van de in de evolutie sterk geconserveerde DNA-base guanine (G) in thymine (T) in exon 16 van het TMPRSS6-gen leidt tot de zogenoemde p.cys 702Phe-mutatie in het matriptase 2-eiwit. Door deze mutatie wordt een disulfidebinding of brug binnen het eiwit niet gevormd. Dit verstoort waarschijnlijk de functie van het eiwit. Ook de sporadisch voorkomende p. Val795Ile-mutatie komt voort uit een verandering in een geconserveerde DNA-base, waardoor in het matriptase 2-eiwit het aminozuur valine door isoleucine wordt vervangen. Dit leidt vermoedelijk tot een minder stabiele structuur van het eiwit. 7 Als matriptase 2 niet goed functioneert, kan de levercel bij lage serumconcentraties het membraaneiwit hemojuveline niet knippen. Dit knippen is nodig om de hepcidinesynthese te verlagen (figuur). Hepcidine is verantwoordelijk voor de ijzerregulatie in ons lichaam: bij ijzergebreksanemie wordt gewoonlijk een verlaagde hepcidineconcentratie gemeten, waardoor zowel de ijzerresorptie in de darm als de ijzerexport uit de macrofaag toeneemt. 10 Dit leidt tot een hogere ijzerbeschikbaarheid voor de erytropoëse. Een matriptase 2-defect leidt echter tot een onterecht verhoogde hepcidineconcentratie, waardoor onvoldoende ijzer beschikbaar is voor de erytropoëse. Dit leidt tot refractaire ijzergebreksanemie. Diagnostiek Bij onverklaarde refractaire ijzergebreksanemie is het zinvol om de serumhepcidineconcentratie te bepalen. Hiermee kan men namelijk onderscheiden of er een stoornis is in de primaire regulatie van hepcidine of dat de oorzaak elders gezocht moet worden. Bij een te hoge serumhepcidineconcentratie voor het ijzergebrek 3 (> 0,5 nmol/l), moet men op zoek gaan naar afwijkingen in het TMPRSS6-gen. Defecten in andere genen die coderen voor hepcidine en hepcidineregulerende eiwitten zoals HFE, TfR2 en hemojuveline zijn niet waarschijnlijk omdat daarbij tot nu toe alleen het hemochromatosefenotype is beschreven. Behandeling De behandeling van een matriptase 2-disfunctie bestaat uit het intraveneus toedienen van ijzer. Dit ijzer wordt opgenomen door macrofagen. Als deze vervolgens verzadigd zijn met ijzer, zal vermoedelijk de activiteit van de cellulaire ijzerexporter ferroportine worden verhoogd, waardoor het ijzer de macrofaag verlaat en beschikbaar komt voor de erytropoëse. 10 Biochemisch is dit zichtbaar aan de correctie van de hemoglobineconcentratie, een lichte verbetering van het MCV en een duidelijke stijging van het serumferritine, wat ijzeropslag in de macrofagen weergeeft (zie de tabel). Conclusie Wij beschrijven hier een patiënte met een refractaire ijzergebreksanemie op basis van een primair defect in de hepcidineregulatie door een combinatie van twee heterozygote mutaties in het TMPRSS6-gen, coderend voor matriptase 2. Waarschijnlijk zal dit vaker de oorzaak zijn van onbegrepen refractaire ijzergebreksanemie vooral in combinatie met stressfactoren als infecties, ontsteking en zwangerschap. Het bepalen van de hepcidineconcentratie is derhalve geïndiceerd bij onbegrepen refractaire ijzergebreksanemie om aanvullende diagnostiek te beperken. Patiënten dienen behandeld te worden met intraveneus toegediend ijzer. Hanka Venselaar (Centrum voor Moleculaire and Biomoleculaire Informatica, Nijmegen) gaf adviezen over de gevolgen van de aminozuurveranderingen voor de structuur en functie van het matriptase 2-eiwit. Belangenconflict: prof.dr. D.W. Swinkels is medisch directeur van hepcidinanalysis.com, een initiatief van de afdeling Laboratorium Geneeskunde van het UMC St. Radboud Nijmegen om hepcidinebepalingen in lichaamsvloeistoffen beschikbaar te stellen aan de wetenschappelijke en medische gemeenschap. Financiële ondersteuning: geen gemeld. Aanvaard op 29 april 2010 Citeer als: Ned Tijdschr Geneeskd. 2010;154:A1038 > Meer op 4 NED TIJDSCHR GENEESKD. 2010;154:A1038

5 Literatuur 1 van Wijk MAM, Mel M, Muller PA, Silverentand WGJ, Pijnenborg L, Kolnaar BGM. NHG-standaard Anemie. Huisarts Wet. 2003;46: Massey AC. Microcytic anemia. Differential diagnosis and management of iron deficiency anemia. Med Clin North Am. 1992;76: Swinkels DW, Girelli D, Laarakkers C, et al. Advances in quantitative hepcidin measurements by time-of-flight mass spectrometry. PLoS One. 2008;3:e Kroot JJ, Hendriks JC, Laarakkers CM, et al. (Pre)analytical imprecision, between-subject variability, and daily variations in serum and urine hepcidin: implications for clinical studies. Anal Biochem. 2009;389: Hershko C, Patz J, Ronson A. The anemia of achylia gastrica revisited. Blood Cells Mol Dis. 2007;39: De Falco L, Totaro F, Nai A, et al. Novel TMPRSS6 mutations associated with iron-refractory iron deficiency anemia (IRIDA). Hum Mutat. 2010, e Beutler E, Van Geet C, te Loo DM, et al. Polymorphisms and mutations of human TMPRSS6 in iron deficiency anemia. Blood Cells Mol Dis. 2010;44: Finberg KE, Heeney MM, Campagna DR, et al. Mutations in TMPRSS6 cause iron-refractory iron deficiency anemia (IRIDA). Nat Genet. 2008;40: Melis MA, Cau M, Congiu R, et al. A mutation in the TMPRSS6 gene, encoding a transmembrane serine protease that suppresses hepcidin production, in familial iron deficiency anemia refractory to oral iron. Haematologica. 2008;93: Kemna EH, Tjalsma H, Willems HL, Swinkels DW. Hepcidin: from discovery to differential diagnosis. Haematologica. 2008;93:90-7. NED TIJDSCHR GENEESKD. 2010;154:A1038 5