CF diagnostiek

1. Waar ligt de grens? CF diagnostiek Inez Bronsveldvoor het CF Centrum - UMC Utrecht Afdeling Longziekten en Tuberculose 31 oktober 2008

2. Historie van de diagnostiek • In de 18e eeuw: "Wehe dem Kind, das beim Kuß auf die Stirn salzig schmekt, es ist verhext und muss bald sterben" • 1905 Meconium ileus voor het eerst beschreven door Karl Landsteiner • 1936 Guido Fanconi beschreef het gezamenlijk voorkomen van coeliac diseaese, cystic fibrosis van de pancreas en bronchiëctasieeën • 1938 Dorothy Andersen publiceerde: "Cystic Fibrosis of the Pancreas and Its Relation to Celiac Disease" in the American Journal of Diseases of Children.

3. More history... • 1946 Dr. di Sant’Agnese beschreef CF als metabole dysregulatie met effect van goede voeding en antibiotica • 1948 Hittegolf New York Dr. di Sant'Agnese en collega’s ontdekken dat de meeste mensen die opgenomen worden tgv verzwakking CF patiënten waren • Deze kinderen verloren via het zweet 2-6x zo snel electrolyten dan normaal: dus heel zout zweet • 1953 Dr. di Sant'Agnese ontwikkelde de zweettest • 1988 Ontdekken van de eerste CF mutatie F508del door Francis Collins en Lap-Chee Tsui

4. Het CF gen en het klinische beeld • 1989 ondekking van het gen dat CF veroorzaakt • CF blijkt een zeer heterogeen ziektebeeld (WHO classificatie CF): • Classical CF: alle manifestaties, slechte prognose • Atypical CF: ondanks 2 mutaties toch mild beloop

5. Klinische presentatie van CF Kan zeer divers zijn, wat de diagnose bemoeilijkt: • Baby:Meconium ileus • Kinderen:Achterblijvende groei, diarree, recidiverende luchtweginfecties • Volwassenen:Milde verschijnselen, recidiverende luchtweginfecties, infertiliteit • Verschillende leeftijden: onvoldoende opname vet- /voedingsstoffen, galstenen, diabetes, neuspoliepen, levercirrose, kortademigheid, afname longfunctie, verminderde inspanningstolerantie

6. Verdenking CF ? CBO Richtlijn Cystic Fibrosis 2007 CF: terminology and diagnostic algorithms (De Boeck et al, Thorax 2006)

9. Diagnostische algoritmen • Algoritme 1: • Indien verdenking CF >> zweettest • Indien zweettest borderline of positief >> mutatie analyse • Indien borderline zweettest zonder CFTR mutaties: • Overweeg andere diagnosen zoals bij respiratoire symptomen mbv allergie test, overweeg immuun deficientie, ciliaire dysfunctie, reflux • Indien 0 of 1 mutatie, geen andere diagnose, blijvende symptomen >> electrofysiologie en / of CFTR sequencing

10. De grens • Patiënten met • een inconclusieve zweettest • 1 CFTR mutatie • inconclusieve NPD / ICM • Advies: follow-up en behandeling van symptomen, genetische counselling, mogelijk dat nieuwe inzichten uitkomst bieden

11. Diagnostische algoritmen • Algoritme 2: • Bij neonaten of volwassenen >> CFTR mutatie analyse • Indien 0 of 1 mutatie >> zweettest • Indien borderline >> electrofysiologie en / of CFTR sequencing • Stel geen diagnose op basis van 1 diagnostische test • Diagnose CF blijft altijd op het klinische beeld • Bv infertiliteit met een positieve zweettest of abnormale NPD: CBAVD of CF ?? • Advies WHO: follow-up, diagnose kan veranderen in atypisch CF

12. CF diagnostiekin de praktijk • Klinische beeld • 1e kolom zeer verdacht voor CF, verdere diagnostiek altijd noodzakelijk • 2e kolom komt ook voor bij andere ziektebeelden, verdere diagnostiek nodig om eerst het klinische beeld verder te definieren

13. CF diagnostiek in de praktijk 2. Zweettest: • In de zweetklier is de chloride terugresorptie verminderd/afwezig • Natrium volgt het chloride, waardoor chloride EN natrium bij de CF patient verhoogd zijn • Veeze 1996, Nederlandse richtlijn 1998, CBO richtlijn 2007: • Cl- > 60 mmol/l positief • Cl- 30 - 60 mmol/l borderline • Cl- < 30 mmol/l negatief

14. De zweetklier duct Na+ Na+ K+ Cl- Cl-

15. De Grenzen van de Zweettest • vals-negatief: • milde CF varianten, te weinig zweet net postnataal • vals-positief: • bij aandoeningen die het natrium transport beïnvloeden: Liddle disease, hypoaldosteronisme • prematuren • volwassenen • 1-2% van de CF patiënten heeft een borderline/negatieve zweettest • In 3849+10kbC>T is een zweettest < 30 mmol/l gevonden (Highsmith, NEJM 1994) • 23% van de patiënten met borderline zweettest, blijken 2 CFTR mutaties te hebben

16. CF diagnostiek in de praktijk 3. CFTR mutatie analyse: • Moet alle mutaties bevatten die in een frequentie > 0,5% voorkomen in de populatie • Zo krijg je een detectie rate van 80 - 95% • Met een panel van 36 mutaties 94,3% van de mutaties te vinden • 55% F508del homozygoot • 90% van de Nederlandse CF patienten hebben 1 of 2 F508del mutaties • Aantal procenten met 2 andere mutaties

17. De CFTR mutatie analyse

18. De Grenzen van de CFTR mutatie analyse • Voor bepaalde mutaties (vnl klasse I) is het duidelijk dat ze het CF fenotype veroorzaken • Voor andere mutaties kunnen alleen functionele studies bepalen of ze CF veroorzaken of bijvoorbeeld alleen maar een polymorfisme zijn • Voor veel CFTR mutaties is de consequentie voor de functie van het eiwit onbekend • Met mutatie analyse kunnen afwijkingen in introns, en deleties (0,3%) of inserties van exons gemist worden • Dan is sequencing noodzakelijk

19. CF diagnostiek in de praktijk 4. Electrofysiologie: • neuspotentiaalmeting • intestinal current measurement • Directe afspiegeling van de functie van het CFTR kanaal

20. Het CFTR kanaal: Cystic fibrosis transmembrane conductance regulator Schematische weergave van het CFTR kanaal: • In gezonde personen transporteert het CFTR kanaal chloor ionen • CF: niet of verminderd functioneren van het CFTR kanaal • Door mutaties in het CFTR gen

21. Nasal Potential Difference - NPD Na+ K+ MUCOSA SEROSA Na+ CFTR Cl- cAMP Cl- Ca2+ V Basaal potentiaal geeft een weerspiegeling van het natrium transport Amiloride blokkeert dit natrium transport Chloor vrije oplossing creeert een gradient: de chloorsecretie wordt gestimuleerd Isoproterenol: veroorzaakt via cAMP aanmaak dat de nog niet geopende CFTR kanalen chloor gaan transporteren

22. Intestinal Current Measurement

25. Schematische weergave Ussing Chamber Amiloride - inhibeert het Na+ transport (ENaC) Carbacholen Histamine om de Cl- secretie te stimuleren

26. CF diagnose ? CF: terminology and diagnostic algorithms (De Boeck et al, Thorax 2006) • Classic of Typical CF: • ≥ 1 karakteristieke manifestatie • Chronische sinopulmonale problematiek • GE manifestatie: steatorrhoe • Infertiliteit / CBAVD • Chloride concentratie in zweettest > 60 mmol/l • Meestal 2 ‘erkende’ CFTR mutaties • Pancreas sufficient of insufficient • Kan snel of langzaam progressief zijn

27. CF diagnose 2. Non-classic of Atypical CF: • CF fenotype in minstens 1 orgaansysteem • Normale (<30 mmol/l) of borderline ST (30-60 mmol/l) • Diagnose moet gesteld worden door 2 CFTR mutaties of CFTR dysfunctie in de nasaalpotentiaal meting • Indien 2 verschillende mutaties dan iig 1 geclassificeerd als mild • Pancreas sufficient • Milde manifestatie in long

28. Alternatieve diagnose • Als maar 1 orgaan is aangedaan door CFTR dysfunctie: overweeg andere term dan CF Table 1 WHO diagnostic list for single organ disease phenotypes associated with CFTR mutations Isolated obstructive azoospermia* Chronic pancreatitis* Allergic bronchopulmonary aspergillosis* Disseminated bronchiectasis* Diffuse panbronchiolitis* Sclerosing cholangitis* Neonatal hypertrypsinogenaemia *At least one CFTR mutation identified. It is likely that this classification will need further revision in the future as our knowledge and understanding of these conditions increase • CF fenotype zonder CFTR mutaties: CF-like disease

29. Summary • In veel gevallen is de CF diagnose duidelijk en wordt bevestigd door de zweettest en DNA mutatie analyse • Bij typisch klinische beeld zijn de diagnostische test alleen nodig voor bevestiging van de diagnose • In andere gevallen is CFTR functie bepaling nodig: NPD / ICM • En / of uitgebreidere mutatie analyse om de diagnose aan te tonen danwel te verwerpen • In gevallen waarbij geen diagnose gesteld kan worden, maar er wel blijvende symptomen zijn, of 1 CFTR mutatie, of een borderline zweettest gevonden wordt, moet aan de mogelijkheid van atypisch CF gedacht worden en is follow-up vereist

30. CF or no CF…?