ning seitdem durch eine Reihe weiterer Zielkrankheiten ergänzt werden. Im Jahre 2005 schließlich wurde dieses erweiterte Neugeborenen-Screening

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2 Quelle: Ferdinand/bmp ning seitdem durch eine Reihe weiterer Zielkrankheiten ergänzt werden. Im Jahre 2005 schließlich wurde dieses erweiterte Neugeborenen-Screening durch den Gemeinsamen Bundesausschuss der Ärzte und Krankenkassen in die Richtlinie über die Früherkennung von Krankheiten bei Kindern und damit in den Leistungskatalog der Gesetzlichen Krankenversicherung übernommen [1]. Diese sogenannte Kinder-Richtlinie regelt detailliert das Screeningverfahren für derzeit zwölf monogene, autosomal-rezessiv vererbte metabolische Störungen (siehe Tabelle Seite 15) sowie zwei Endokrinopathien. Im Rahmen des Screenings wird aus Trockenblut ein biochemisches Profil krankheitsspezifischer Metaboliten erstellt oder für einige Defekte Enzymrestaktivitäten ermittelt. Bei auffälligem Laborbefund mit nur geringem Krankheitsverdacht wird eine zweite Blutprobe analysiert; in vielen Fällen kann damit eine Verdachtsdiagnose bereits ausgeschlossen werden. Bei einem hochgradigen Krankheitsverdacht muss allerdings ein pädiatrisches Stoffwechselzentrum die weitere Betreuung des betroffenen Kindes und seiner Familie übernehmen und schnellstmöglich eine geeignete Bestätigungsdiagnostik einleiten. Bei unauffälligem Screeningbefund sei das Vorvon Angelika Bauer-Delto Das erweiterte Neugeborenen- Screening ist ein Meilenstein für die pädiatrische Stoffwechselmedizin. Kinder mit einem angeborenen metabolischen oder endokrinen Stoffwechseldefekt sind bei Geburt meist unauffällig. Bei manchen Erkrankungsformen tritt jedoch innerhalb weniger Tage eine akute, lebensbedrohliche Verschlechterung des Zustandes ein. In anderen Fällen, wie beispielsweise bei der Phenylketonurie, kommt es im Laufe des Kleinkindalters zu chronischen Beeinträchtigungen der körperlichen und geistigen Entwicklung. Eine Früherkennung möglichst noch vor Manifestation erster klinischer Symptome kann die Prognose deutlich verbessern und vielen Kindern mit einer hereditären Stoffwechselerkrankung eine gesunde Entwicklung ermöglichen, betonte Prof. Ute Spiekerkötter beim 3. Pädiatrie-Update-Seminar im Mai dieses Jahres in Köln. Ein Meilenstein für die Stoffwechselmedizin war daher die Erweiterung des Neugeborenen-Screenings auf eine Reihe von Zielkrankheiten, erklärte die Stoffwechselexpertin und Leiterin des Bereichs Pädiatrische Stoffwechselstörungen an der Klinik für Allgemeine Pädiatrie der Universität Düsseldorf. Das Neugeborenen-Screening wurde in den 1960er Jahren mit der Untersuchung auf Phenylketonurie (PKU) eingeführt. Dank der Tandem-Massenspektrometrie (MS/MS) mit deutlich höherer Selektivität konnte das Scree-

3 liegen einer der Zielkrankheiten zwar sehr unwahrscheinlich, aber nicht ausgeschlossen bei verdächtiger klinischer Symptomatik sei daher trotz negativem Screeningergebnis unbedingt eine weitere Abklärung erforderlich, betonte Spiekerkötter. Die Kinder-Richtlinie legt nicht fest, was wir bei einem auffälligen Screeningbefund weiter zu tun haben, räumte Spiekerkötter ein. Bei Verdacht auf eine hereditäre Stoffwechselkrankheit geben Wendel, Lindner und Bettendorf [2] eine gute Orientierungshilfe für das weitere Vorgehen, so Spiekerkötter. Rasches Handeln oft entscheidend Wie schnell muss das Kind einem spezialisierten Zentrum vorgestellt werden? Kann es ambulant oder muss es stationär betreut werden? Welche weiteren diagnostischen Schritte sind einzuleiten? Solche Fragen beantwortet die aktuelle S1-Leitlinie Konfirmationsdiagnostik bei Verdacht auf angeborene Stoffwechselkrankheiten aus dem Neugeborenen-Screening, die von einer Expertengruppe erarbeitet und von der Arbeitsgemeinschaft für Pädiatrische Stoffwechselstörungen sowie der Ständigen 17 Verdachtsdiagnose Zuweisung zum Stoffwechselzentrum Biotinidase-Mangel (Bio) Klassische Galaktosämie (GALT) Kontakt nächster Werktag, Vorstellung ambulant Aminoazidopathien Hyperphenylalaninämie (HPA), Phenylketonurie (PKU) Ahornsirupkrankheit (maple syrup urine disease, MSUD) Vorstellung nächster Werktag, ambulant oder stationär Organoazidopathien Glutarazidurie Typ I (GA 1) Isovalerianazidurie (IVA) Kontakt sofort, Vorstellung nächster Werktag stationär oder ambulant Vorstellung sofort, stationär oder ambulant Fettsäurenoxidationsstörungen und Carnitinzyklusdefekte Medium-Chain-Acyl-CoA-Dehydrogenase-Mangel (MCAD) Long-Chain-3-OH-Acyl-CoA-Dehydrogenase-Mangel/mitochondrialer trifunktioneller Proteinmangel (LCHAD/mTFP) Very-Long-Chain-Acyl-CoA-Dehydrogenase-Mangel (VLCAD) Carnitin-Palmitoyltransferase-1a-Mangel (CPT-1) Carnitin-Palmitoyltransferase-2-Mangel (CPT-2) Carnitin-Acylcarnitin-Translokase-Mangel (CACT) Kontakt sofort, Vorstellung nächster Werktag ambulant oder ambulant Kontakt sofort, Vorstellung nächster Werktag ambulant Tabelle: Vorgehen bei auffälligem Screeningbefund Quelle: modifiziert nach [3]

4 18 Klinische Auffälligkeiten trotz negativen Screeningergebnisses abklären lassen. Screeningkommission der Deutschen Gesellschaft für Kinder- und Jugendmedizin (DGKJ) geprüft wurde [3]. Die Leitlinie gibt umfassende Empfehlungen für das weitere diagnostische Vorgehen bei Verdacht auf eine der zwölf im Screening eingeschlossenen Störungen des Intermediärstoffwechsels. Die beiden endokrinologischen Zielkrankheiten des Screenings konnatale Hypothyreose und Androgenitales Syndrom sind Gegenstand separater Leitlinien, die von der Arbeitsgemeinschaft Pädiatrische Endokrinologie und Diabetologie erarbeitet wurden. Viele Eltern und Ärzte seien sehr verunsichert, wie rasch bei einem auffälligen Screeningbefund gehandelt werden müsse, berichtete Spiekerkötter. Die Leitlinie [3] gibt Hinweise, bei welchen Verdachtsdiagnosen das Kind schnellstmöglich in ein Stoffwechselzentrum eingewiesen werden muss, da schwere Stoffwechselentgleisungen drohen, oder in welchen Fällen bei unauffälligem klinischem Befund eine ambulante Vorstellung am nächsten Werktag ausreicht (siehe Tabelle Seite 17). Die weiterführende Konfirmationsdiagnostik muss laut Leitlinie unter Leitung eines pädiatrischen Stoffwechselzentrums durchgeführt werden. Je nach Zielkrankheit muss eine Verdachtsdiagnose durch weitere Metabolitenbestimmungen, ein Enzymassay oder molekulargenetische Untersuchungen verifiziert werden. Für jede der Zielkrankheiten des Neugeborenen-Screenings empfiehlt die S1-Leitlinie einen spezifischen diagnostischen Algorithmus. Therapeutische Empfehlungen gibt sie allerdings nicht. Hinweise hierzu finden sich in [2]. Ahornsirupkrankheit: Bestätigung durch Metabolitennachweis Einige hereditäre Stoffwechselerkrankungen können durch den Nachweis pathologischer Profile charakteristischer Metaboliten in Körperflüssigkeiten sicher diagnostiziert werden. Dazu zählt die Ahornsirupkrankheit (maple syrup urine disease, MSUD) [3], bei der es sich um einen genetisch bedingten Defekt im Enzymkomplex des Abbaus der verzweigtkettigen Aminosäuren Leuzin, Isoleuzin und Valin handelt. In der Folge reichern sich diese Aminosäuren sowie deren Abbauprodukte wie 2-Oxosäuren (alpha-ketosäuren) in Blut und Urin an. Bei schweren, klassischen Verlaufsformen entwickeln sich bereits in der ersten Lebenswoche lebensbedrohliche Symptome. Der Säugling wirkt apathisch und somnolent und trinkt schlecht, Reflexe und Muskeltonus sind gestört. Charakteristisch ist eine Streckhaltung der unteren Extremitäten und Rückwärtsbeugung des Kopfes. Es kann zu Ateminsuffizienz bis hin zum Koma kommen. Auffällig ist ein süßlicher Geruch des Kindes nach Ahornsirup. Der toxische Metabolit, auf den diese Symptome zurückzuführen sind, ist das Leuzin. Attentuierte oder chronisch rezidivierende Varianten werden manchmal erst im Kleinkindalter klinisch auffällig. Unbehandelt kommt es zu neurologischen Symptomen und Beeinträchtigungen der geistigen Entwicklung [2,3]. Im Rahmen des Neugeborenen-Screenings werden mittels Tandem-Massenspektrometrie die Metaboliten Leuzin, Isoleuzin und Valin erfasst. Eine Zusatzuntersuchung auf das krankheitsspezifische Alloisoleuzin, die ebenfalls in Trockenblut möglich ist, kann die Spezifität des Screenings verbessern und den Eltern viel Sorge und Aufregung ersparen, insbesondere in solchen Fällen, in denen die Metaboliten nur grenzwertig erhöht sind [4]. Die Bestimmung des Alloisoleuzin ist jedoch nicht Bestandteil des erweiterten Neugeborenen-Screenings und muss daher gesondert angefordert werden. Ergibt das Screening einen Verdacht auf MSUD, handelt es sich um eine Notfallsituation. Das Neugeborene ist unverzüglich in ein pädiatrisches Stoffwechselzentrum einzuweisen, das die klinische Evaluation vornimmt und eine Messung der aktuellen Konzentrationen der Aminosäuren im Plasma einleitet. Die Leitlinie empfiehlt zudem fakultativ die Erstellung eines Profils der organischen Säuren im Urin [3]. Varianten der MSUD mit milderem Phänotyp können sich der Detektion im Neugeborenen-Screening jedoch entziehen, selbst wenn als Zweituntersuchung eine Alloisoleuzin-Bestimmung vorgenommen wird, wie ein kalifornisches Screeningprogramm zeigt [5]: Von insgesamt gescreenten Neugeborenen wurden 17 mit MSUD identifiziert. Bei drei weiteren Kindern mit klinischer Manifestation waren die Befunde falsch negativ und wurden im Screening nicht aufgedeckt. Diese Kinder wie auch zwei Patienten mit spätmanifester MSUD, die vor der Screening-Ära geboren worden waren, wiesen nicht die biochemischen Kriterien auf, um im Screening die Verdachtsdiagnose MSUD zu erfüllen. Das Alloisoleuzin war lediglich bei zwei Kindern erhöht. Alle fünf Kinder wurden im Rahmen einer metabolischen Entgleisung im Alter zwischen

5 19 acht Monaten und sechs Jahren identifiziert und wiesen in diesen Situationen deutlich erhöhte Werte der biochemischen Marker auf. Bei drei Kindern konnte die Diagnose molekulargenetisch bestätigt, bei zwei Geschwistern nur eine heterozygote Mutation detektiert werden. Diese Ergebnisse zeigten laut Spiekerkötter, wie wichtig eine weitere Abklärung klinischer Symptome trotz negativen Screeningbefunds seien. VLCAD-Mangel: Diagnose über Enzymaktivität in Lymphozyten Für einige Enzymdefekte ist das Neugeborenen-Screening nur in einer katabolen Stoffwechsellage aussagekräftig, erklärte Spiekerkötter. Dies gilt beispielsweise für den VLCAD-Mangel (Very-Long-Chain-Acyl-CoA-Dehydrogenase-Mangel), der zu einer Oxidationsstörung langkettiger Fettsäuren führt. Dadurch kommt es zu einem Energiemangel vor allem im Herzmuskel, der Leber und der Skelettmuskulatur und in der Folge zu entsprechenden Funktionsstörungen. Leichtere Formen können allerdings völlig asymptomatisch bleiben [2,3]. Ein VLCAD-Mangel kann im Screening nur in kataboler Stoffwechsellage am zweiten oder dritten Lebenstag identifiziert werden. Ein späteres Zweitscreening in anaboler Stoffwechsellage kann durchaus ein unauffälliges Profil VLCAD-spezifischer Acylcarnitine den Transportformen für Fettsäuren in der Zelle ergeben [6]. Das bestätigt auch eine Analyse des Screenings von Neugeborenen durch das Screeninglabor der Universitätskinderklinik Hamburg, berichtete Spiekerkötter: Bei 40 Neugeborenen fanden sich erhöhte Acylcarnitine im Screening am zweiten und dritten Lebenstag (C14:1-, C14:2- oder C14:0-Carnitine). C14:1-Carnitine (µm) 5,0 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 cut-off (0,35 µm) 0, Neugeborene Das Zweitscreening war jedoch bei 39 der 40 Kinder unauffällig. Alle Kinder waren asymptomatisch. Bei zwei der 40 Kinder konnte durch die weitere enzymatische und molekulargenetische Abklärung ein VLCAD-Mangel bestätigt werden (Abbildung 1) [7]. Eine biochemische Bestätigungsdiagnostik basierend auf einer Metabolitenmessung ist bei der Verdachtsdiagnose VLCAD-Mangel nicht ausreichend, betonte Spiekerkötter. Verlässliche Ergebnisse lieferte die Analyse der Enzymaktivität in Lymphozyten, da das Ergebnis nicht durch eine anabole Stoffwechsellage verfälscht werde [8]. Die Leitlinie empfiehlt daher zur Konfirmationsdiagnostik eine VLCAD-Enzymatik in Lymphozyten und falls auch dies keinen eindeutigen Befund ergibt eine weitere molekulargenetische Abklärung [3]. Galaktosämie: Mutationsanalytik diagnostisch zielführend Eine molekulargenetische Untersuchung kann bei einigen Stoffwechselstörungen mit hochprävalenten Mutationen die Diagnose schnell und kostengünstig sichern, beispielsweise bei der Galaktosämie. Dabei handelt es sich um eine Störung des Kohlenhydratstoffwechsels, die die Konversion von Galaktose zu Glukose betrifft. Ursache ist ein genetischer Defekt der Galaktose-1-Phosphat-Uridyltransferase (GALT). Zielkrankheit des Neugeborenen-Screenings ist die klassische Form der Galaktosämie, bei der die GALT-Aktivität unter ein Prozent der Norm sinkt. Bei Ernährung mit laktosehaltiger Muttermilch oder Säuglingsnahrung akkumulieren dann Galaktose sowie die Metaboliten Galaktose-1-Phosphat und Galaktitol. Folgen sind schwere Leber- und Nierenfunktionsstörungen, zentralnervöse Symptome und später Kataraktbildung sowie geistige Retardierung [2,3]. Bei positivem Screeningtest und Leberfunktionsstörung empfiehlt die Leitlinie, die Galaktosezufuhr noch vor der endgültigen Bestätigung der Diagnose sofort zu unterbrechen [3]. Bei molekulargenetischer Bestätigung der Verdachtsdiagnose kann der Leitlinie zufolge auf die Bestimmung der Enzymaktivität in Erythrozyten verzichtet werden. Ein negativer molekulargenetischer Befund schließt Abbildung 1: Erhöhte Konzentrationen an C14:1-Carnitin bei 40 von gescreenten Neugeborenen Bei zwei der 40 Kinder (rot markiert) konnte ein VLCAD-Mangel durch eine deutliche Reduktion der Enzymaktivität auf drei bzw. vier Prozent sowie Mutationen auf beiden Allelen bestätigt werden. Quelle: modifiziert nach Prof. U. Spiekerkötter

6 20 Abbildung 2: Diagnostischer Algorithmus zur Bestätigung einer Galaktosämie Da für die klassische Galaktosämie nur einige wenige hochprävalente Mutationen verantwortlich sind, kann die Diagnose oft molekulargenetisch schnell gesichert werden. Bei eindeutigem molekulargenetischem Befund kann dann auf eine Bestimmung der Enzymaktivität in Erythrozyten verzichtet werden. Quelle: modifiziert nach [3] Galaktosämie Gal-1-P-UT im Trockenblut < cut off Gal > cut off Molekulargenetik GALT prävalente Mutationen eindeutig diagnostischer Befund ja klassische Galaktosämie nein eine Verdachtsdiagnose allerdings nicht aus. Die Durchführung einer Enzymaktivitätsanalyse ist dann ein wichtiger Baustein der Bestätigungsdiagnostik (Abbildung 2) [3]. Fallstricke des Neugeborenen- Screenings Gal-1-P-UT in Erythozyten Enzymaktivität vermindert ja Variante oder heterozygot Gal-1-P in Erythozyten Galaktitol im Urin nein Normalbefund (Neugeborenen-Screening falsch positiv) Gal = Galaktose; Gal-1-P = Galaktose-1-Phosphat; Gal-1-P-UT = Galaktose-1-Phosphat-Uridyltransferase; GALT = Gensymbol für Galaktose-1-Phosphat-Uridyltransferase Bei allen Fortschritten bringe das Neugeborenen-Screening allerdings auch eine Reihe von Problemen mit sich, räumte Spiekerkötter ein. Dazu zähle die Einschätzung milder, möglicherweise lebenslang asymptomatischer Phänotypen, die vor der Screening-Ära gar nicht identifiziert wurden. Beispielsweise weisen einige Patienten mit einem milden MCAD-Mangel (Medium-Chain-Acyl-CoA-Dehydrogenase-Mangel) eine Enzym-Residualaktivität von mehr als zehn Prozent auf. Eine solche Restaktivität reicht bei manchen Enzymdefekten aus, um klinische Symptome zu verhindern. Ob dies auch beim MCAD-Mangel der Fall ist, muss noch geprüft werden [8]. Eine weitere Herausforderung sind auffällige Parameter, die bei der Tandem-Massenspektrometrie im Screeninglabor gefunden werden, jedoch nicht im Zusammenhang mit den festgelegten Zielkrankheiten des Neugeborenen- Screenings stehen (ausführlich besprochen in [2]). Deren klinische Relevanz sei teilweise unklar, sagte Spiekerkötter. Auch Sensitivität und Spezifität einiger Parameter sei oft nicht zufriedenstellend. Viele Kinder weisen beispielsweise eine erhöhte Tyrosinkonzentration auf, was oft nicht auf eine Störung des Tyrosinstoffwechsels hinweist, sondern durch eine Lebererkrankung verursacht wird, erklärte die Referentin in Köln. Zahlreiche Forschungsgruppen evaluieren derzeit, welche weiteren Parameter und Stoffwechselstörungen mit ausreichender Sensitivität und Spezifität in das Neugeborenen- Screening aufgenommen werden könnten. Eine internationale Vereinheitlichung der Screeningprozesse sei ebenfalls wünschenswert, betonte Spiekerkötter. Literatur 1. Beschluss des Gemeinsamen Bundesausschusses über eine Änderung der Richtlinien des Bundesausschusses der Ärzte und Krankenkassen über die Früherkennung von Krankheiten bei Kindern bis zur Vollendung des 6. Lebensjahres (Kinder-Richtlinien) zur Einführung des erweiterten Neugeborenen- Screenings. [1343 A] BAnz. Nr. 60 vom , S. 4833; 2. Wendel U et al.: Neugeborenen-Screening in Deutschland. Positiver Screeningbefund was ist zu tun? Schattauer Verlag, Stuttgart S1-Leitlinie Konfirmationsdiagnostik bei Verdacht auf angeborene Stoffwechselkrankheiten aus dem Neugeborenenscreening ; Erstellungsdatum: 03/2010; AWMF-Leitlinien-Register Nr. 027/021; 4. Oglesbee D et al.: Second-tier test for quantification of alloisoleucine and branched-chain amino acids in dried blood spots to improve newborn screening for maple syrup urine disease (MSUD). Clin Chem. 2008; 54(3): Puckett RL et al.: Maple syrup urine disease: further evidence that newborn screening may fail to identify variant forms. Mol Genet Metab. 2010; 100(2): Liebig M et al.: Neonatal screening for very long-chain acyl-coa dehydrogenase deficiency: enzymatic and molecular evaluation of neonates with elevated C14:1- carnitine levels. Pediatrics. 2006; 118(3): Spiekerkötter U et al.: Tandem Mass Spectrometry Screening for Very Long-Chain Acyl-CoA Dehydrogenase Deficiency: The Value of Second-Tier Enzyme Testing. J Pediatr Jun 12. [Epub ahead of print] 8. ter Veld F et al.: A novel tandem mass spectrometry method for rapid confirmation of medium- and very long-chain acyl-coa dehydrogenase deficiency in newborns. PLoS One. 2009; 4(7): e6449 Weitere Informationen Deutsche Gesellschaft für Neugeborenenscreening e.v. (DGNS):