Lezione 6 - Scuola di Medicina e Scienze della Salute

Università degli Studi di Chieti
Clinica Pediatrica
(Direttore: Prof. Francesco Chiarelli)
Screening neonatale
Prof.ssa Angelika Mohn
Storia naturale di una malattia
Inizio
esposizione
Inizio processo
patologico
Fase di induzione
(esposizione)
Comparsa
segni precoci
Fase di latenza
(incubazione)
Prevenzione
primaria
Comparsa segni e Instaurarsi della
sintomi clinici patologia e/o esito
Decorso
Pre-clinico
Decorso
clinico
Prevenzione Prevenzione
secondaria
terziaria
Indagine sui fattori
di rischio nella
popolazione
(fumo, alcool, colesterolo)
Screening di
popolazione
(Pap test, SOF)
Educazione
sanitaria
Diagnosi
precoce, cura
TEMPO
Indagini
laboratoristiche
e strumentali
Diagnosi conclamata,
riabilitazione
Rothman, 1981
Strategie di prevenzione
Prima che si instauri la malattia:
Prevenzione primaria = Rimozione dei fattori di rischio (campagne
contro il fumo o contro l’alcoolismo)
La malattia si è instaurata, ma non è ancora evidente dal punto
di vista clinico:
Prevenzione secondaria = Individuazione precoce dei casi tramite
uno screening (Pap test per il tumore dell’utero, mammografia per il
tumore del seno, sangue occulto nelle feci per il tumore del colon)
La malattia si è manifestata clinicamente:
Prevenzione terziaria = Terapia appropriata e riabilitazione per
prevenire o ridurre le conseguenze negative della malattia stessa
(assistenza agli infartuati e riabilitazione)
Screening
• Screening: processo mediante il quale una malattia
o un’alterazione dell’organismo non diagnosticata
viene identificata mediante uno o più test, che
possono essere applicati su larga scala. La
procedura distingue gli individui apparentemente
sani da quelli che possono avere la malattia
• Lo screening consiste nell’identificazione in via
presuntiva di una malattia o di una condizione di
rischio di malattia mediante applicazione di uno o
più test che siano innocui, poco costosi, validi, di
rapida e semplice esecuzione
World Health Organization 1968
I principi dello screening secondo la WHO
• La condizione patologica deve essere un problema importante di
salute
• Deve esistere una terapia per la condizione
• Devono esistere strutture per la diagnosi e il trattamento
• Deve esistere uno stadio latente della malattia
• Deve esistere un test o un esame per accertare la patologia
• Il test deve essere bene accetto dalla popolazione
• La storia naturale della malattia dovrebbe essere adeguatamente
compresa
• Deve esistere un accordo sui protocolli terapeutici di terapia e su chi
sottoporre a trattamento
• Il costo totale della scoperta di un caso dovrebbe essere bilanciato
economicamente in relazione alla spesa medica nel suo complesso
• Il processo di rilevamento dei casi dovrebbe essere continuo, non
semplicemente giusto un progetto "una volta e per tutti"
World Health Organization 1968
Test di screening e Test diagnostici
I test di screening devono essere eseguiti a tappeto su
tutta la popolazione, anche in coloro senza sintomi,
indicazione clinica di malattia o familiarità per malattia
versus
I test diagnostici devono essere effettuati solamente in
popolazioni selezionate (positive ai test di screening) o
a rischio. Sono indagini talora invasive, hanno una
accuratezza diagnostica molto elevata ed il loro costo è
superiore ai test di screening
Controlli periodici
Negativi al test e sani
Positivi al test ma sani
Positivi al test e malati
Falsi positivi
Veri positivi
Veri
negativi
TEST DI SCREENING
Veri positivi
TEST DIAGNOSTICI
INTERVENTO TERAPEUTICO
Benefici e limiti dei test di screening
BENEFICI
- Identificazione in fase precoce
delle malattie presenti in una
comunità
- Realizzazione di interventi
terapeutici tempestivi e
standardizzati
- Riduzione mortalità e morbilità
FALSI NEGATIVI E MISSING
LIMITI
- Eccesso di diagnosi rispetto al
reale (diagnosi errate)
- Modello di comunicazione
con l'utente non ottimale
- Interventi terapeutici e
assistenziali non efficaci
- Mancata riservatezza delle
informazioni sanitarie
- Creazione di una falsa
sensazione di sicurezza
Un test impiegato in un programma di screening,
specialmente per malattie di cui si conosce la bassa incidenza,
deve avere una buona specificità e sensibilità
Screening neonatali
Il termine screening neonatale definisce i
programmi di medicina preventiva secondaria,
attivati su larga scala nei primi giorni di vita,
aventi per obiettivo la selezione precoce ed il
tempestivo trattamento di neonati ad alto
rischio per alcune patologie congenite,
curabili, caratterizzate da un’importante
mortalità precoce e/o morbilità severa
Rationale for Treatment of Genetic Disease
Newborn Screening
Early Diagnosis
Intervention Prior to Onset of Symptoms
Prevention of Disease Progression
Come selezionare le patologie da includere nello
screening neonatale?
Frequenza, gravità ed
impatto sociale
Modificabilità
della storia naturale
Esistenza di terapie
appropriate
Organizzazione:
massima efficacia pratica
rispetto alla attesa
Rapporto costi-benefici
o costo-efficacia
Baronciani D. et al.
Test valido, riproducibile,
non invasivo
Conseguenze dello screening neonatale
Conseguenze positive:
Conseguenze negative:
- Diagnosi precoce
- Alto tasso di falsi positivi
(impatto sulle famiglie e
sul sistema sanitario)
- Trattamento precoce
- Prevenzione delle
sequele
- Diagnosi di variazioni
delle malattie a
patogenesi imprecisa
- Diagnosi di carriers
Screening neonatale
Ancora oggi l´analisi viene effettuata su
una goccia di sangue prelevata dal tallone
del neonato tra la 48° e la 72° ora di vita
I programmi di screening neonatale utilizzano come
indicatori biologici di patologia analiti (principalmente
ematici) la cui misura quantitativa o valutazione qualitativa
permette la selezione dei soggetti a maggior rischio
presenti nella popolazione neonatale
Comitato Nazionale per la Bioetica, 2010
Dispositivi per la raccolta di sangue neonatale
nei test di screening
Il dispositivo medico per la raccolta di sangue utilizzato è costituito da due
componenti principali:
a) modulo per la raccolta di dati demografici e sanitari del neonato
b) carta da filtro per la raccolta del campione ematico di sangue capillare
prelevato mediante puntura del tallone
La carta da filtro utilizzata è altamente standardizzata (in particolare per
caratteristiche di capacità e volume d’assorbimento del sangue)
L’utilizzo di un supporto cartaceo in cui i dati anagrafici e spots di sangue
siano separabili consentirebbe, successivamente al processo diagnostico,
di “anonimizzare” i campioni per la conservazione delle parti non utilizzate
(spot residui)
Clinical and Laboratory Standards Institute, 2007
Screening neonatale
Lo screening può essere condotto mediante:
Misura di substrati accumulati nei liquidi biologici con differenti
meccanismi:
• alterata utilizzazione o trasformazione, da deficit enzimatico, di un
substrato in un processo biochimico (PKU: Fenilalanina; Galattosemia:
Galattosio; Iperplasia Surrenalica Congenita: 17-alfaOHP)
• ostruzione meccanica (Fibrosi Cistica: Tripsina Immunoreattiva)
• attivazione fisiologica di un fenomeno di feedback (Ipotiroidismo: TSH)
Misura di substrati carenti/ridotti (Ipotiroidismo: T4)
Rilevamento della presenza di metaboliti anomali, assenti in condizioni
normali (Emoglobinopatie)
Misura o valutazione qualitativa di uno specifica attività enzimatica
(Galattosemia: attività dell’enzima Galattosio-1-P-uridltransferasi)
Comitato Nazionale per la Bioetica, 2010
Algorithm for Newborn Screening
Newborn screening results
Screen Negative
Borderline
Case
complete
Repeat
specimen
Negative
Positive
Screen positive
referral to
specialty center
Negative
Positive
Specific evaluation
for confirmation
of diagnosis
Il programma di screening neonatale esteso in Italia
In base all’autonomia di iniziativa conferita alle Regioni, in
Italia sono attualmente attivi, in generale presso strutture
universitarie, istituti di ricerca od alcuni ospedali, anche
programmi di screening per:
- Iperplasia Surrenica Congenita
- Leucinosi
- Deficit di Biotinidasi
- Omocistinuria
- Galattosemia
- Deficit di glucosio-6-Fosfato Deidrogenasi
Rapporti annuali della Società Italiana Screening Neonatali – SISN
Lo screening neonatale in Italia
 Nel 1992 lo screening neonatale diventa
obbligatorio per tre patologie congenite:
- Ipotiroidismo congenito (IC)
- Fibrosi cistica (FC)
- Fenilchetonuria (PKU)
Art.6, comma 2 Legge 104/1992
DPCM 9/07/1999
Ipotiroidismo congenito
Sindrome, presente sin dalla nascita, caratterizzata da
carenza di ormoni tiroidei.
Epidemiologia
• 1: 3500 neonati nelle aree con sufficiente apporto iodico
• 1: 200-2500 nelle aree di endemia gozzigena
• Rapporto femmina/maschio è 2/1
Ipotiroidismo congenito
Sintomi e segni alla nascita:
• difficoltà alla suzione
• ittero prolungato
• peso alla nascita > 4Kg
• epoca gestazionale > 42 settimane
• iperbilirubinemia indiretta
• fontanella posteriore > 5 mm
• ipotermia e cute fredda
• edema periorbitale e periferico
• addome globoso
Infant with severe, untreated
congenital hypothyroidism
diagnosed prior to the advent
of newborn screening
Infant with congenital
hypothyroidism identified
through newborn
screening
www.thyroidmanager.org
Ipotiroidismo congenito
Ipotiroidismo congenito
PRIMO MESE
• non pianto, difficoltà
alla suzione
• diminuita attività
• letargia
• stipsi
• mancato aumento di
peso
• difficoltà respiratoria
• macroglossia
• cianosi
TERZO MESE
• stipsi
• dispnea
• cute secca, pallida
• pianto rauco
• ipotonia
• ernia ombelicale (>5 mm)
• mixedema
Ipotiroidismo congenito e sviluppo psicomotorio
prima dello screening
Ritardo dello sviluppo psicomotorio
Anche se la terapia iniziata precocemente preveniva il
severo ritardo mentale, i bambini con ipotiroidismo
congenito evidenziavano importanti sequele neurointellettuali con scarso rendimento scolastico e scarsa
integrazione sociale
Tutto questo suggeriva che la terapia sostitutiva doveva
essere iniziata già durante i primi giorni di vita, prima che
si manifestasse la sintomatologia
Heyerdahl S et al., J Pediatr 1991
Rovet JF, Thyroid 1999
INFLUENCE OF TIMING AND DOSE OF THYROID HORMONE
REPLACEMENT ON MENTAL, PSYCHOMOTOR, AND BEHAVIORAL
DEVELOPMENT IN CHILDREN WITH CONGENITAL HYPOTHYROIDISM
- Initial and postinitial suboptimal treatment of
CH leads to abnormalities in IQ and specific
fields.
- Overtreatment may advance cognitive
development in 5-1/2- to 7-year-olds.
- Suboptimal initial treatment may lead to
behavioral problems.
- TSH concentrations be maintained within the
normal range in patients.
Bongers-Schokking J et al., J Pediatr 2005
INFLUENCE OF TIMING AND DOSE OF THYROID HORMONE
REPLACEMENT ON MENTAL, PSYCHOMOTOR, AND BEHAVIORAL
DEVELOPMENT IN CHILDREN WITH CONGENITAL HYPOTHYROIDISM
To evaluate the children’s psychological development, parents and teachers filled in the
Dutch version of the Child Behavioral Check List (CBCL) and
Teacher Report Form (TRF), whose results are expressed in T-scores for age
Bongers-Schokking J et al., J Pediatr 2005
Ipotirodismo congenito e screening
Lo screening neonatale consente di determinare in
tutti i neonati, entro i primi cinque giorni di vita, i
valori sierici di TSH e/o di T4 sui campioni raccolti su
filtro di carta
Elevati valori di TSH
Bassi valori di T4
Ipotiroidismo congenito: terapia
• La terapia è sostitutiva con L-Tiroxina
• Dose iniziale raccomandata: 12 μg/kg/die
(a digiuno 20’ prima di fare colazione)
• Una inadeguata terapia sostitutiva durante i primi
3 anni di vita comporta un rischio maggiore di
danni permanenti rispetto ad un trattamento
moderatamente in eccesso
Fibrosi cistica
• Malattia ereditaria multisistemica e progressiva,
caratterizzata da progressiva disfunzione delle ghiandole
esocrine con ostruzione cronica, infezioni ricorrenti delle
vie aeree e disturbi digestivi con insufficienza pancreatica
• Incidenza:
1/3000 nati vivi razza bianca
1/17000 nati vivi razza nera
• Incidenza in Italia:
Toscana 1/4081
Veneto 1/2700
Lombardia 1/4450
Campania 1/7000
Fibrosi cistica
• Malattia autosomica recessiva
gli individui affetti ereditano
tipicamente 1’ allele da
ciascun genitore
•
•
•
Cromosoma: 7q
Proteina FCRT: regolatore transmembrana e canale
ionico
Mutazione più frequente: Δ F508, con incapacità da
parte degli epiteli interessati di secernere sali e
secondariamente acqua
Lo screening neonatale in Italia
 Nel 1992 lo screening neonatale diventa
obbligatorio per tre patologie congenite:
- Ipotiroidismo congenito (IC)
- Fibrosi cistica (FC)
- Fenilchetonuria (PKU)
Art.6, comma 2 Legge 104/1992
DPCM 9/07/1999
Fenilchetonuria
• La fenilchetonuria, malattia autosomica recessiva (gene
localizzato sul braccio lungo del cromosoma 12),
rappresenta il più comune errore congenito del
metabolismo, caratterizzato da un grave ritardo mentale
• Incidenza pari a 1:10.000 soggetti
• La PKU classica è il risultato di un difetto di idrossilazione
dell’aminoacido fenilalanina per formare la tirosina;
l’attività della fenilalanina idrossilasi nel fegato è assente o
molto ridotta
NIH Consensus Development Conference Statement, Pediatrics 2001
Fenilchetonuria
Fenilchetonuria
NIH Consensus Development Conference Statement, Pediatrics 2001
Fenilchetonuria
• I bambini affetti sono normali alla nascita ma sviluppano nel
corso del primo anno di vita un grave ritardo mentale
(quoziente intellettivo pari a 30) con perdita di 50 punti di QI
al termine del primo anno di vita se non trattati
• Microcefalia, convulsioni, alterazioni del comportamento
• La sindrome clinica nel bambino non trattato comprende
generalmente:
- capelli biondi
- occhi azzurri
- eczema
- caratteristico odore di topo delle urine
NIH Consensus Development Conference Statement, Pediatrics 2001
Difetto nella sintesi o metabolismo della tetraidrobiopterina
Una piccola % di bambini con diagnosi di PKU (≤2% negli USA) ha un
difetto nella sintesi o nel metabolismo della tetraidrobiopterina,
cofattore per la fenilalanina idrossilasi e per altri enzimi coinvolti nel
metabolismo intermedio degli aminoacidi aromatici
In questi bambini si sviluppa una patologia progressiva e letale a
carico del SNC, che riflette le anomalie metaboliche negli altri
neurotrasmettitori per i quali la tetraidrobiopterina è necessaria
I disturbi del metabolismo della biopterina vengono diagnosticati
mediante misurazione dell’attività della di-idrobiopterina reduttasi
negli eritrociti e l’analisi dei metaboliti della biopterina nell’urina
Tali valutazioni vengono eseguite in tutti i bambini
con iperfenilalaninemia
Fenilchetonuria e screening
• Lo screening consiste nel dosaggio [Phe]
ematica nei primi 5 giorni di vita
[Phe] > 10 mg/dl = diagnostica
• L’identificazione precoce dei soggetti affetti
associata ad un tempestivo controllo metabolico
permette un normale sviluppo psico-fisico del
soggetto
NIH Consensus Development Conference Statement, Pediatrics 2001
Diagnosi di fenilchetonuria
• A un test di screening neonatale positivo deve seguire una
analisi quantitativa degli aminoacidi plasmatici FENILALANINA
E TIROSINA
• Un valore di fenilalanina plasmatica > 360 μM (6 mg/dl) è
coerente con la diagnosi di una forma di iperfenilalaninemia e
richiede valutazione e trattamento rapidi
• La forma classica, non trattata, è caratterizzata da una
concentrazione di fenilalaninemia > 600 μM
• Le forme più lievi sono indicate da valori plasmatici di
fenilalanina < 600 μM ma comunque > 360 μM
NIH Consensus Development Conference Statement, Pediatrics 2001
Fenilchetonuria e screening
• Una % significativa di bambini prematuri e alcuni bambini nati
a termine presentano un aumento transitorio della
fenilalaninemia plasmatica
• Un follow-up a breve termine di solito consente di identificare
immediatamente questi bambini
• Il test di mutazione ha rilevato più di 400 mutazioni del gene
PHA. Alcune di queste sono associate ad una forma di
iperfenilalaninemia
NIH Consensus Development Conference Statement, Pediatrics 2001
Fenilchetonuria: trattamento
Il trattamento è finalizzato a mantenere i valori
plasmatici di fenilalaninemia nel range terapeutico di
120-360 μM, almeno per i primi 10 anni di vita
Un controllo dietetico precoce e costante fornisce la
maggiore probabilità di ottenere un esito normale
Tuttavia, molti pazienti hanno difficoltà nel
raggiungere questo livello di controllo in maniera
costante, soprattutto durante l’adolescenza e in
epoca adulta
Il programma di screening neonatale esteso in Italia
In base all’autonomia di iniziativa conferita alle Regioni, in
Italia sono attualmente attivi, in generale presso strutture
universitarie, istituti di ricerca od alcuni ospedali, anche
programmi di screening per:
- Iperplasia Surrenica Congenita
- Leucinosi
- Deficit di Biotinidasi
- Omocistinuria
- Galattosemia
- Deficit di glucosio-6-Fosfato Deidrogenasi
Rapporti annuali della Società Italiana Screening Neonatali – SISN
Sindromi adreno-genitali
• Gruppo di patologie potenzialmente mortali dovute a
mutazioni derivanti dalla ridotta attività di una delle
proteine di trasporto o degli enzimi coinvolti nella
sintesi di cortisolo dal colesterolo
• Un’alterazione nella sintesi di cortisolo determina
un’aumentata produzione ipofisaria di ACTH, fino
all’iperplasia surrenale
• La deficienza di 21 idrossilasi è di gran lunga la causa
più comune di SAGC
Deficit di 21alfa-idrossilasi: genetica
• Trasmissione autosomica recessiva
• Gene mappato sul cromosoma 6p21
• Tra i loci HLA-B e HLA–D
• CYP21A (pseudogene) e CYP21B
Classificazione della SAG
SINDROME
ADRENOGENITALE
FORMA
CLASSICA
Forma con
perdita
di sali
Forma
virilizzante
pura
FORMA NON
CLASSICA
Forma ad
insorgenza
tardiva
Forma
criptica
Diagnosi
La diagnosi di SAG dovrebbe essere:
• considerata in neonati di sesso femminile con
qualsiasi grado di virilizzazione;
• considerata in neonati che non crescono bene
anche se gli elettroliti plasmatici sono normali
alla presentazione;
• esclusa in neonati fenotipicamente nati senza
gonadi palpabili.
• CLINICA
Diagnosi
FORMA CLASSICA:
Nel maschio: iperpigmentazione dello scroto, testicoli piccoli o impalpabili o
scroto piccolo.
Nella femmina: iperpigmentazione dei genitali, iperplasia del clitoride, fusione
labioscrotale.
In entrambi i sessi: prematura maturazione delle epifisi, sviluppo precoce dei
caratteri sessuali secondari.
SINTOMATOLOGIA PRECOCE, ASPECIFICA: sonnolenza, mancato recupero del calo
fisiologico, anoressia, progressiva perdita di peso, crescita irregolare.
CONCLAMATA: vomito a getto, disidratazione, diarrea, ipotensione
arteriosa, ipotonia muscolare, obnubilamento del sensorio, colorito cianotico o
grigiastro, cute fredda e grinzosa, alterazioni del ritmo e della frequenza
cardiaca, crisi iponatriemiche e ipoglicemiche, morte improvvisa (per shock ed
arresto cardiocircolatorio).
FORMA ATIPICA: assenza di ambiguità sessuale.
Classificazione degli stadi di virilizzazione dei
genitali esterni femminili secondo Prader
Diagnosi
• INDAGINI DI LABORATORIO
Bilancio idroelettrolitico: dosaggi (seriali) degli elettroli plasmatici
urinari, renina
Dosaggi basali e dopo stimolo con ACTH del 17OHP plasmatico:
– Neonati normali <20 nmol/L?
– Neonati stressati/pre-termine <40 nmol/L?
– Neonati con CAH >100 nmol/L
Dosaggi degli altri steroidi plasmatici: Progesterone, DHEAS,
Androstenedione, 11-desossicortisolo
Dosaggi complementari: cortisolo, testosterone, estradiolo
Presentazione di CAH non-classico:
pubertà precoce, acne, PCOS
Homozygotes,
Classical CAH
Homozygotes,
Non-classical CAH
Heterozygotes
(Carriers)
Unaffected
Terapia iniziale
- Dosaggio di elettroliti, glicemia e 17OHP:
• se shock: bolo di 20 ml/kg di NaCl 0.9% in glu 5%
• Idrocortisone 50 mg/m2 endovena, seguito da 25
mg/m2 6h
- Appena riprende la nutizione enterale:
• Idrocortisone a dosi decrescenti
• Fludrocortisone (0.05-0.15 mg/day)
• NaCl 23.4 % (=4 mEq/ml), 1 ml nell’infanzia, poi libero
accesso al sale
Terapia di mantenimento
• Da 20-25 mg/m2/die di idrocortisone, ridurre
progressivamente di 10-15 mg/m2/die
• Adattare il dosaggio in accordo con
l’accrescimento staturo-ponderale, la maturità
ossea ed i livelli di steroidi plasmatici (campioni
seriati 17OHP)
• Una normale velocità staturale è stata osservata
con 17OHP plasmatico di circa 10-20 nmol/L
Terapia infusionale di mantenimento
(mineralcorticoidi)
 Fludrocortisone: in soggetti normali, il tasso di
secrezione di idrocortisone, ma non quello
dell’aldosterone, aumenta durante la crescita
 La necessità di fludrocortisone varia tra gli individui con
perdita di sale da 0.05 to 0.15 mg/die, sebbene
sostanzialmente non vari durante la crescita
 Monitorizzazione: PA, Renina, Angiotensina,
Aldosterone
Screening neonatale: conclusioni
 New technology developments have allowed for the expansion
of newborn screening - MS/MS
 Public opinion has made newborn screening a legislative
initiative
 Some of these diseases do not meet the classical model of a
screened disease
 Further pilot programs are needed to validate the technology
 Who will pay for all the follow-up?
 Does the horizon bring screening for even more diseases?
Santa says:
“You’ve tested positive for the naughty gene”