M. E. Di Cicco - Novità in tema di diagnosi - DCP-Pisa

Pisa, 19 gennaio 2013
Sezione di Pneumologia e Allergologia - UO Pediatria 1
Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana
Discinesia Ciliare Primaria
(Primary Ciliary Dyskinesia - PCD)
SOSPETTO
CLINICO
Cos’è la
Discinesia
Ciliare
Primaria?
DIAGNOSI
TERAPIA
1
Il trasporto mucociliare
Frequenza del
battito ciliare:
8-12 Hertz
Van der Schans CP. Bronchial mucus transport. Respir Care. 2007; 52: 1150-6
Movimento ciliare normale
Trasporto mucociliare normale
2
Ultrastruttura ciliare
L’attività ATPasica dei bracci di
dineina genera l’energia necessaria
per il movimento ciliare
Gibbons IR. Science. 1965; 149: 424-6
Discinesia Ciliare Primaria
(ciglia immobili o discinetiche)
ALTERATO TRASPORTO MUCOCILIARE
INFEZIONI RICORRENTI
A CARICO DELLE VIE AEREE
SUPERIORI ED INFERIORI
Afzelius BA. Disorders of ciliary motility. Hosp Pract 1986; 21: 73-80
3
Movimento ciliare
patologico
Ciglia
immobili
Trasporto mucociliare alterato
Sindrome di
Kartagener
SINUSITE CRONICA
BRONCHIECTASIE
SITUS VISCERUM
INVERSUS
...ma la Sindrome di Kartagener
rappresenta solo uno dei
fenotipi della DCP!
Kartagener M. Beitr Klein Tuberk. 1933; 83: 489-501
4
Quadro clinico e diagnosi di DCP
•
•
•
•
•
Distress respiratorio neonatale
Situs inversus (25% ha la DCP)
Rinorrea sin dai primi giorni di vita
Tosse catarrale persistente
Otiti e bronchiti ricorrenti
Barbato A. et al. PCD: a consensus statement on diagnostic and
treatment approaches in children. Eur Respir J 2009; 34: 1264-76
“La diagnosi di DCP è spesso tardiva
nonostante la presenza di segni tipici
già nella prima infanzia”
Coren ME. et al. PCD: age at diagnosis and
symptom history. Acta Paediatr. 2002; 91: 667-9
Le ciglia extraextra-respiratorie
DIFETTI CIGLIA MOBILI
•
•
•
•
Asimmetria destra-sinistra
Infertilità maschile
Subfertilità femminile
Idrocefalo
DIFETTI CIGILIA PRIMARIE
•
•
•
•
•
Retinite pigmentosa
Cisti renali, epatiche, pancreatiche
Anosmia
Alterazioni corneali
Cilia-related diseases
Ibanez-Tallon I et al. To beat or not to beat: roles of cilia in development
and disease. Hum Mol Genet. 2003;12: R27-35
5
A che età si giunge alla diagnosi?
223 Centri (26 Paesi Europei)
1.009 soggetti <20 anni (57% maschi; 48% SVI)
9% dei bambini diagnoticato nel periodo neonatale
Età media alla diagnosi: 5,3 anni
(più bassa nei bambini con SVI: 3,5 vs 5,8 anni
Kuehni CE. et al. Eur Respir J 2010; 36: 1248-58
Età alla diagnosi
Situs Solitus
Kuehni C.E. et al.
Situs Viscerum
Inversus
Factors
influencing age at
diagnosis of PCD
dyskinesia in
European
children.
Eur Respir J 2010;
36: 1248-58
6
Discinesia Ciliare Primaria
(Primary Ciliary Dyskinesia - PCD)
SOSPETTO
CLINICO
TERAPIA
Come si pone
DIAGNOSI
la diagnosi di
Discinesia
Ciliare
Primaria?
FOLLOW
UP
Leigh MW. et al. Proc Am Thorac Soc. 2011; 8: 434-7
Barbato A. et al. Eur Resp J. 2009; 34: 264.76
7
La diagnosi
di DCP
(> 30 min)
(<250 ppb)
Ciliary Motion Analysis
Ciliogenesis in culture (if needed)
Da: “Respiratory Ciliary Disfunction” - Rutland J, Morgan L, de Iongh R
in “Pediatric Respiratory Medicine” - Taussig L, Landau LI, 2nd edition: 979-87, 2008
DCP: Test di
SCREENING
(> 30 min)
(<250 ppb)
Ciliary Motion Analysis
Ciliogenesis in culture (if needed)
Da: “Respiratory Ciliary Disfunction” - Rutland J, Morgan L, de Iongh R
in “Pediatric Respiratory Medicine” - Taussig L, Landau LI, 2nd edition: 979-87, 2008
8
I test di trasporto mucociliare in vivo
Saccarina posizionata a livello del turbinato inferiore
Il test alla saccarina dovrebbe essere
Tempo trascorso
momento
in cui il soggetto
ritenutofino
unaltest
obsoleto
riferisce di sentire il sapore dolce
Marthin JK. Nasal nitric oxide and pulmonary radioaerosol mucociliary clearance as
supplementary tools in diagnosis of PCD. Dan Med Bull 2010; 57: B4174
Misurazione dell’Ossido Nitrico Nasale
L’aria viene aspirata
attraverso una narice e
analizzata
Il soggetto deve soffiare
contro un resistore in modo
da far sollevare il velo
pendulo e prevenire la
contaminazione con
l’aria delle basse vie
aeree
Dell SD. Pediatr Child Health. 2008; 13: 668-70
9
L’Ossido Nitrico Nasale nella DCP
Nel 1994 Lundberg descrisse che l’nNO
era significativamente ridotto in
pazienti con Discinesia Ciliare Primaria
rispetto a controlli sani
Lundberg JO. Primarily nasal origin of exhaled nitric oxide and absence in
Kartagener's syndrome. Eur Respir. J. 1994; 7: 1501-4
Alcuni soggetti con DCP hanno
livelli normali di nNO!
Marthin JK. Nasal nitric oxide and pulmonary radioaerosol mucociliary clearance as
supplementary tools in diagnosis of PCD. Dan Med Bull 2010; 57: B4174
L’Ossido Nitrico Nasale nella DCP
Nel 1994 Lundberg et al. descrissero
che l’nNO era significativamente
ridotto in pazienti con Sindrome di
Kartagener
rispetto
a controlli sani
L’Ossido
Nitrico
Nasale
è il primo esame da eseguire
Lundberg JO. Primarily nasal origin of exhaled nitric oxide and absence in
Kartagener's syndrome. Eur Respir. J. 1994; 7: 1501-4
nel sospetto di DCP
Marthin
JK, Nielsen KG.
Eur Respir
2011; 181: 1262-1268
Alcuni
soggetti
con
DCPJ. hanno
livelli normali di nNO!
Marthin JK. Nasal nitric oxide and pulmonary radioaerosol mucociliary clearance as
supplementary tools in diagnosis of PCD. Dan Med Bull 2010; 57: B4174
10
Ossido Nitrico Nasale e seni paranasali
Agenesis of paranasal sinuses and nasal Nitric
Oxide in PCD
%
35
* p<0,05
*
*
32%
32%
30
25
PCD
21%
20
SCD
17%
15%
15
I seni frontali e/o
sfenoidali sono
aplasici o
ipoplasici nel 73%
dei pazienti
12%
11%
10
7%
5
3%
2%
0
Frontal
Aplasia
Frontal
Hypoplasia
Sphenoid
Aplasia
Sphenoid
Hypoplasia
Maxillary
Hypoplasia
Pifferi M, Bush A, Caramella D, Di Cicco M, Zangani M, Macchia P, Boner AL.
Eur Respir J. 2011; 37: 566-71.
DCP: Ciliary
Test
Primary
Dyskinesia
DIAGNOSTICI
(> 30 min)
Non esiste un
unico test
diagnostico
specifico
1. (<250 ppb)
Ciliary Motion Analysis
Ciliogenesis in culture (if needed)
Da: “Respiratory Ciliary Disfunction” - Rutland J, Morgan L, de Iongh R
in “Pediatric Respiratory Medicine” - Taussig L, Landau LI, 2nd edition: 979-87, 2008
11
DCP: Ciliary
Test
Primary
Dyskinesia
DIAGNOSTICI
(> 30 min)
(<250 ppb)
Ciliary Motion Analysis
Ciliogenesis in culture (if needed)
Da: “Respiratory Ciliary Disfunction” - Rutland J, Morgan L, de Iongh R
in “Pediatric Respiratory Medicine” - Taussig L, Landau LI, 2nd edition: 979-87, 2008
L’analisi dell’attività ciliare al microscopio a contrasto di fase
Pifferi M, Ragazzo V. Pneumologia Ped. 2002; 6: 10-19
12
L’analisi dell’attività ciliare
L’analisi mediante videoregistrazione digitale
di immagini ad alta velocità consente di
valutare la frequenza del battito ciliare, il
pattern motorio e la morfologia ciliare
La valutazione del pattern
motorio è più sensibile rispetto
a quella della frequenza del
battito nel riconoscere la DCP
Stannard W. et al. Am J Respir Crit Care Med.
2010; 181: 307-14
Pifferi M, Ragazzo V. Pneumologia Ped. 2002; 6: 10-19
Analisi del movimento ciliare da sola?
•
L’epitelio ciliato è alterato in
corso di infezione, manifestando
un battito ciliare significativamente
ridotto e una marcata discinesia
ciliare
•
L’esame dovrebbe essere eseguito
in condizioni di benessere
Thomas CB et al. Eur Respir J 2009; 34: 401-404
13
DCP: Test
DIAGNOSTICI
(> 30 min)
(<250 ppb)
Ciliary Motion Analysis
Ciliogenesis in culture (if needed)
Da: “Respiratory Ciliary Disfunction” - Rutland J, Morgan L, de Iongh R
in “Pediatric Respiratory Medicine” - Taussig L, Landau LI, 2nd edition: 979-87, 2008
Lo studio dell’ultrastruttura ciliare al TEM
Barbato A. et al. Eur Resp J. 2009; 34: 264.76
14
Quali sono le alterazioni più frequenti?
TIPO DI ALTERAZIONE
PERCENTUALE
Assenza bracci esterni
30-43%
Assenza bracci interni
11-30%
Assenza bracci interni ed esterni
9-36%
Nessuna alterazione
25%
Alterazione ponti di nexina
Non riportato
Alterazioni radial spoke
7%
Trasposizione
14%
Aplasia ciliare
6%
Alterazioni coppia centrale
9%
Disorientamento ciliare
Non riportato
Hogg C. Paed Resp Rev . 2009; 10: 44-50
Studio dell’ultrastruttura da solo?
Campioni spesso non adeguati
Necessità di operatori esperti
Alcune alterazioni ultrastrutturali sono secondarie
all’infiammazione, e quindi focali e transitorie!
25% dei pazienti: DCP con ultrastruttura
perfettamente normale!
Knowles MR. Thorax. 2012; 67:433.41
O’Callaghan C. et al. Eur Resp. J. 2011; 38: 603-7
Pifferi M. et al. Eur Respir J. 2010; 35: 1413-6
Papon JF. et al. Eur Respir J. 2010; 35: 1057-63
Schwabe GC et al, Hum Mutat. 2008; 29: 289-98
15
DCP: Ciliary
Test
Primary
Dyskinesia
DIAGNOSTICI
Eseguire tutti gli esami
disponibili:: nessuno di
disponibili
(> 30 min)
questi,, da solo, permette
questi
(<250 ppb)
di porre diagnosi
diagnosi!!
Leigh MW. Proc Am Thorac Soc. 2011; 8: 434-7
Ciliary Motion Analysis
Ciliogenesis in culture (if needed)
Da: “Respiratory Ciliary Disfunction” - Rutland J, Morgan L, de Iongh R
in “Pediatric Respiratory Medicine” - Taussig L, Landau LI, 2nd edition: 979-87, 2008
Quali esami vengono utilizzati in Italia?
Impiego dei test di screening e dei
Testsper la DCP
testDiagnostic
diagnostici
Test (19)
Test alla Saccharin
Saccarina
24,4%
nNO (31)
nNO
39,7%
TEM on nasal or/and
bronchial
samples + CMA (47)
Ultrastruttura
+ analisi
del movimento
60,3%
TEM on nasal or/and bronchial
samples alone (29)
Ultrastruttura
37,2%
Diagnosi clinica senzaClinical
esecuzione
di test
Diagnosis
alone (2)
2,6%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
Pifferi M. et al. Eur Respir J. 2009; 35: 787-94
16
DCP: Ciliary
Test
Primary
Dyskinesia
DIAGNOSTICI
(> 30 min)
(<250 ppb)
Ciliary Motion Analysis
Ciliogenesis in culture (if needed)
Ciliogenesis in culture (if needed)
Da: “Respiratory Ciliary Disfunction” - Rutland J, Morgan L, de Iongh R
in “Pediatric Respiratory Medicine” - Taussig L, Landau LI, 2nd edition: 979-87, 2008
Le colture di cellule ciliate
Ciliogenesi in coltura
Le alterazioni dovute
all’infiammazione non si
presentano dopo la
ciliogenesi in coltura
Formazione di sferoidi in grado
di ruotare
Gamarra F et al. Respiration 2006; 73: 664-72
Jorissen M, et al. Acta Otolaryngol. 2000;120:291-5
Jorissen M, et. Acta Otorhinolaryngol Belg. 2000; 54:343-56
17
Metodo semplificato per ottenere
colture di cellule ciliate
Valutazione quotidiana per 3
settimane mediante microscopio
invertito ad elevato ingrandimento
Registrazione ad alta velocità e
successiva analisi a velocità ridotta
Pifferi M et al. Thorax. 2009; 64: 1077-81
Le colture di cellule ciliate
Soggetto sano
DCP
Pifferi M et al. Thorax. 2009; 64: 1077-81
18
Le colture di cellule ciliate
Num di
soggetti (%)
Parametri valutati nelle cellule in coltura
num. (%)
Rotazione
degli
sferoidi
Pattern
Pattern
motorio
motorio
normale patologico
senza
senza
rotazione rotazione
Migrazione
degli
sferoidi
Capacità
delle
ciglia di
rimuovere
i detriti
DCP 36 (30.8)
1 (2.8)
0
12* (33.3)
0
0
DCS 81 (69.2)
64 (79)
52 (64.2)
0
14 (17.3)
6 (7.4)
Pifferi M. et al Eur Respir J. 2012 Aug 16. [Epub ahead of print]
Le colture di cellule ciliate
Num di
soggetti (%)
Parametri valutati nelle cellule in coltura
num. (%)
Le colture cellulari
Rotazione
degli
sferoidi
Pattern
Pattern
motorio
motorio
normale patologico
senza
senza
rotazione rotazione
Migrazione
degli
sferoidi
permettono di discriminare
le forme di DCP da quelle
secondarie
giorni!
!
1 (2.8)
0già dopo
12* (33.3)5 giorni
0
DCP 36 (30.8)
DCS 81 (69.2)
64 (79)
52 (64.2)
0
14 (17.3)
Capacità
delle
ciglia di
rimuovere
i detriti
0
6 (7.4)
Pifferi M. et al Eur Respir J. 2012 Aug 16. [Epub ahead of print]
19
Discinesia
Ciliare
Primaria
E la
Genetica?
(> 30 min)
(<250 ppb)
Ciliary Motion Analysis
Ciliogenesis in culture (if needed)
Da: “Respiratory Ciliary Disfunction” - Rutland J, Morgan L, de Iongh R
in “Pediatric Respiratory Medicine” - Taussig L, Landau LI, 2nd edition: 979-87, 2008
Zariwala MA et al. Proc Am Thorac Soc. 2011; 8: 430-33
(±SVI)
(±SVI)
(±SVI)
(±SVI)
(NME8)
(DNAAF2)
(+SVI)
(±SVI)
(DNAAF1)
20
I test genetici NON
Zariwala MA et al. Proc Am Thorac Soc. 2011; 8: 430-33
sono raccomandati
durante la fase
diagnostica!
(±SVI)
(±SVI)
I test genetici devono servire da
(±SVI)
(NME8)
(DNAAF2)
(DNAAF1)
(±SVI)
TEST di CONFERMA laddove(+SVI)
ci si aspetti una mutazione
(±SVI)
in un gene, sulla base del
fenotipo!!
fenotipo
DIAGNOSI della DCP: CONCLUSIONI
Prima di tutto: porre il
SOSPETTO!
Test diagnostici
irrinunciabili: analisi
del MOVIMENTO
ed ULTRASTRUTTURA
ciliare
Il test di screening per
la DCP è l’OSSIDO
NITRICO NASALE
Test GENETICI
mirati,
per la conferma
diagnostica
(dove disponibili, anche le
COLTURE cellulari)
21