Nut van cholestanol niveaus in de diagnose en follow – up van patiënten met cerebrotendinous xanthomatosis / Neurología (Engelse editie))

Inleiding

Cerebrotendineuze xanthomatose (CTX, omim # 213700)is een recessieve autosomale ziekte geproduceerd door een tekort in het mitochondriale enzym sterol 27-hydroxylase (CYP27A1) 1 beschreven door Van Bogaert et al.2 in 1937.

vanuit klinisch perspectief vertonen patiënten met CTX gewoonlijk een voorgeschiedenis van chronische diarree sinds de kindertijd.3 In het derde levensdecennium hebben ze bilaterale staar en tendineuze xanthomen. Vervolgens verschijnen neurologische symptomen en deze kunnen zeer gevarieerd zijn: ataxie, paraparese, cognitieve stoornissen, psychiatrische stoornissen,de ziekte van Parkinson,4 polyneuropathie,5, 6 epilepsie en anderen.1,3-5 hoewel tendineuze xanthomen verschijnen in de naam van deze ziekte, zijn ze vaak afwezig, dus dit sluit in geen geval de diagnose uit.7

het primaire metabole defect in CTX bestaat uit een verandering in de synthese van galzuren uit cholesterol, als gevolg van mutaties in het gen CY27A1, dat codeert voor het mitochondriale enzym sterol 27-hydroxylase.1,8,9 een tekort aan CYP27A1 leidt in het bijzonder tot een vermindering van de synthese van chenodeoxycholzuur (CDCA) en een toename van tussenproducten, zoals 7α-hydroxy-4-cholesten-3-on en zijn oxidatieproduct, cholestanol. Cholestanol wordt ook direct geproduceerd uit de oxidatie van cholesterol en wordt geaccumuleerd in alle weefsels, vooral in de hersenen, longen, de kristallijne lens en de pezen van patiënten met CTX, dus het wordt gebruikt als een biochemische marker voor deze entiteit.3 lage niveaus van cholestanol zijn aanwezig in de meeste weefsels van zoogdieren en de absorptie, samen met die van fytosterolen, is extreem laag bij de mens.

echter, een verhoogd niveau van cholestanol in plasma kan worden gevonden bij primaire biliaire cirrose en in gevallen van cholestasis10,11 als gevolg van de verandering in cholesterol homeostase. Aan de andere kant zijn de cholesterolspiegels in plasma en het lipoproteïneprofiel bij CTX-patiënten gewoonlijk normaal of onder het bereik (het lipoproteïneprofiel is meestal “anti-aterogeen”).3

craniale magnetic resonance imaging (MRI) vertoont gewoonlijk hyperintensiteit op het niveau van de dentaatkernen en de piramidale banen.Sommige auteurs hebben het potentieel nut beschreven van functionele tests, zoals DaTSCAN, om de impact van deze ziekte op het centrale zenuwstelsel te evalueren.13

behandeling met CDCA, dat de abnormale synthese van galzuur remt, is effectief voor het corrigeren van biochemische wijzigingen14 en, volgens sommige auteurs, vertraagt het de progressie van de ziekte.3 Deze behandeling wordt meestal geassocieerd met hydroxymethylglutaryl-co-enzym A (HMG-CoA) reductaseremmers.3

hoewel de cholestanolspiegels al vele jaren worden gebruikt bij de diagnose van deze ziekte, zijn de mogelijke prognostische waarde en het nut ervan voor het volgen van het verloop van de ziekte niet uitgebreid onderzocht. We presenteren hier een retrospectieve analyse van Spaanse patiënten met CTX om het nut van cholestanolspiegels bij deze ziekte te evalueren.

patiënten en methoden

in totaal werden 26 patiënten met CTX (uit 19 families) ; ze hadden allemaal een bevestigde moleculaire diagnose bij de Galicische publieke Stichting voor genomische Geneeskunde in Santiago de Compostela en in het Ramón en Cajal ziekenhuis in Madrid tussen 1995 en 2008.Hun belangrijkste demografische gegevens (geslacht, familie-oorsprong, geboortedatum, leeftijd bij aanvang van de symptomen, leeftijd bij diagnose, leeftijd bij overlijden) werden allemaal geregistreerd, samen met klinische informatie (cataract, xanthomen, diarree, piramidalisme, ataxie, ziekte van Parkinson, psychomotorische vertraging, cognitieve stoornis, psychiatrische veranderingen, polyneuropathie, epilepsie), aanvullende tests (craniale CT-scan, craniale MRI, spinale MRI, genetische studie, neurofysiologische studie), evenals de ontvangen behandeling en de voortgang ervan. Door middel van de Expanded Disability Status Scale (EDSS) door Kurtzke15 geschat bij diagnose, was het mogelijk om de mate van invaliditeit bij deze patiënten te evalueren. Aangezien dit onderzoek is uitgevoerd door neurologen en systemische symptomen zoals diarree worden beïnvloed door geheugenbias, werd de aanvangsleeftijd vastgesteld vanaf de datum waarop de eerste neurologische symptomen werden gemeld. Bij patiënten die begonnen met symptomen in de kindertijd (bijvoorbeeld met achterlijkheid op school) en zich geen exacte leeftijd konden herinneren, werden ze toegewezen 12 jaar oud als de leeftijd van begin.

van de 26 gediagnosticeerde patiënten werden slechts 14 gevallen (5 mannen en 9 vrouwen) geselecteerd voor dit onderzoek; het waren die van de 12 families waarin de cholestanolspiegels bij de diagnose waren vastgesteld. Van deze 12 families kwamen er vier uit Galicië, vier uit Castilla y León, twee uit Andalusië, één uit Extremadura en één uit Castilla La Mancha. In slechts 5 gevallen (36%) werd het bestaan van verwantschap vastgesteld.

de cholestanolbepalingen werden meestal uitgevoerd aan het klinisch biochemisch Instituut van het “Hospital Clínico” in Barcelona. Cholestanol werd samen met de andere plasmasterolen geïsoleerd na alkalische hydrolyse en extractie met organisch oplosmiddel en vervolgens geanalyseerd met capillaire gaschromatografie in een Agilent 7890 chromatograaf uitgerust met een vlamdetector, zoals trimethylsilylderivaat (BSTFA 1%/TMCS in pyridine Sigma). De gebruikte kolom was een DB1701 (s&W). Epi-coprostanol (Sigma) werd gebruikt als interne standaard. De referentiewaarden voor cholestanol (van 2 tot 12,6 µmol/L) komen overeen met personen tussen 1 en 60 jaar die niet worden beïnvloed door een verandering in het cholesterolmetabolisme, waarbij concentraties tussen 36 en 102 µmol/L kenmerkend zijn voor CTX. Bovendien waren bij de meeste patiënten analyses uitgevoerd voor totaal cholesterol, cholesterolfracties en triglyceriden.

vanwege de kleine steekproefgrootte werd de Mann–Whitney u-test gebruikt om de cholestanolspiegels tussen de verschillende klinische groepen te vergelijken. Met behulp van Spearman ‘ s correlatie, werden de cholestanolniveaus vergeleken op basis van de verschillende kwantitatieve variabelen. Statistische significantie werd overwogen voor p

0,05, altijd met behulp van bilaterale significantie. Het SPSS-programma (versie 15.0 Voor Windows) (SPSS Inc) werd gebruikt voor de statistische analyseresultaten

Tabel 1 toont details van de belangrijkste demografische, klinische, genetische en biochemische gegevens over de patiënten in deze reeks, samen met hun behandeling en progressie.

bij de 14 patiënten met CTX was de gemiddelde aanvangsleeftijd van hun neurologische symptomen 20 jaar (variërend van 7 tot 50). De gemiddelde leeftijd bij de diagnose was 39 jaar (bereik: 14-54), dus de gemiddelde vertraging tussen het begin van de symptomen en hun diagnose was 19 jaar. Vier patiënten waren overleden in de periode tussen hun diagnose en de uitvoering van dit onderzoek.

de indexsymptomen die het vaakst werden waargenomen waren achterstand op school (43%), veranderingen in de gang (29%) en epileptische aanvallen (21%). Ataxie (100%), piramidalisme (93%) en cataract (93%) waren de meest voorkomende symptomen (Tabel 2). Slechts 50% van de patiënten had xanthomen. De gemiddelde EDSS berekend op basis van de diagnose was 5,1 (bereik: 3,5–9), wat neerkomt op ernstige invaliditeit.

de twee sequencing varianten beschouwd als de pathogene mutaties in elk geval werden geïdentificeerd in de 12 families. De meest voorkomende mutatie was p. R395C, die werd gevonden in tot 25% van de allelen (5 families).

de gevonden gemiddelde cholestanolspiegels waren 106µmol/L (bereik: 56-238) (Fig. 1). Een significante negatieve relatie (r=-0,64; p≤0.013) werd gevonden tussen de tijd waarin mensen aan de ziekte hadden geleden en hun cholestanolgehalte, met andere woorden, de cholestanolspiegel was lager naarmate de ziekte langer aanwezig was (Fig. 2). Aan de andere kant werd geen significant verband gevonden tussen cholestanol in het plasma en de leeftijd bij aanvang, bij de diagnose of bij overlijden. Bij vrouwen werden hogere niveaus van cholestanol (116µmol/l, SD 65) gevonden dan bij mannen (87µmol/L, SD 28), hoewel de kleine steekproefgrootte betekende dat dit verschil geen statistische significantie bereikte. Aan de andere kant is het opmerkelijk dat de cholestanolspiegels die werden gevonden in de groep patiënten die op het moment van de studie overleden waren (63µmol/L; bereik: 56-82) significant lager waren dan de cholestanolspiegels die werden verkregen bij de patiënten die op hetzelfde moment nog in leven waren (123µmol/L; bereik: 63-238) (P≤0,01) (Fig. 3A).

figuur 1.

Cholestanolspiegels bij diagnose.

(0.08 MB).

Figuur 2.

verband tussen duur van de ziekte en cholestanolspiegels.

(0.09 MB).

Figuur 3.

A: Cholestanolspiegels bij diagnose bij de groep overleden patiënten en bij levende patiënten. B: Cholestanolspiegels bij diagnose in de groepen van patiënten met en zonder xanthomen.

(0.1 MB).

bij de 6 patiënten met peesachtige xanthomen werden hogere niveaus van cholestanol (147µmol/l; SD 60) gevonden, tegenover 74µmol/L (SD 23) dan bij de 8 die dat niet deden (Fig. 3B) (p=0,01). Slechts één patiënt van de 14 had geen staar, en zijn niveaus van cholestanol waren 57µmol/L, terwijl het gemiddelde in de andere 11 die wel staar hadden 109µmol/L was (SE 56), hoewel het statistische significantie niet bereikte.

met betrekking tot neurologische symptomen was het alleen mogelijk om de cholestanolspiegels in verband te brengen met de aanwezigheid van polyneuropathie. Bij de 3 patiënten zonder neuropathie waren de gevonden waarden 66µmol/L (SD 16), terwijl de 9 met neuropathie waarden hadden van 118µmol / L (SD 58) (p=0,052). In twee gevallen was het onderzoek van de casusgeschiedenis niet voldoende om de aanwezigheid van polyneuropathie te bevestigen of uit te sluiten. Hoewel dit verschil geen statistische significantie bereikte, kan de aanwezigheid van polyneuropathie worden gezien als een trend in gevallen met hogere serumspiegels van cholestanol. Er werden geen verschillen gevonden in de spiegels op basis van de soorten neuropathie gevonden in het elektroneurogram. Er werd geen statistisch significant verband gevonden tussen cholestanolspiegels en de mate van invaliditeit zoals gemeten via de EDSS op het moment van de diagnose (p=0,3).

noch werd een statistisch significant verband gevonden tussen cholestanolspiegels en de radiologische bevindingen (zowel in de craniale CT-scan als in de craniale MRI en in de spinale MRI), waarbij gebruik werd gemaakt van evoked potentials en het elektro-encefalogram.

met betrekking tot het lipidenprofiel was dit in de meeste gevallen normaal. In slechts één patiënt, waren de triglyceride niveaus een beetje hoog (175mg/dL; No.: 40-160mg/dL), met de gemiddelde triglyceride niveaus zijn 92mg / dL. Totaal cholesterol en LDL-cholesterol werden normaal bevonden in alle gevallen, met middelen van 174mg / dL (No.: 120–220mg/dL) en 92,6 mg/dL (nr.: 60-190 mg / dL), respectievelijk. Eén patiënt presenteerde lage niveaus van HDL-cholesterol (24mg/ dL; No.: 30-100mg/dL), met gemiddelde HDL-cholesterol graden van 59mg / dL. Er werd geen correlatie gevonden tussen het cholestanolgehalte en het cholesterolgehalte, de fracties en de triglyceriden.

van deze 14 patiënten kreeg één (7,1%) alleen vitamine E (zeer late diagnose; hij stierf kort na de diagnose), twee (14,3%) kregen alleen CDCA, 8 (57,17%) de associatie van CDCA en een statine, terwijl drie (21.4%) kreeg de associatie van CDCA, een statine en vitamine E. alle patiënten die behandeld werden met CDCA kregen de standaarddosis (750mg), behalve één patiënt die 500 mg (patiënt 9-1) kreeg en een andere die 1000 mg (patiënt 9-1) kreeg.

bij 8 van de patiënten (57%) werd na het begin van de behandeling ten minste één verdere bepaling van de cholestanolspiegels uitgevoerd om hun progressie te controleren, waarbij in alle gevallen een significante afname werd waargenomen en in drie van hen zelfs een terugkeer naar normale waarden (37,5%). De gemiddelde waargenomen reductie was 91µmol / L (bereik: 29-193) over een gemiddelde tijd van 34 maanden (spreiding: 7-94) (Fig. 4). Ondanks de significante verlaging van de cholestanolspiegels bij de 8 gecontroleerde patiënten, werd slechts één van hen (12,5%) klinisch gestabiliseerd.

Figuur 4.

variaties in cholestanolspiegels na introductie van CDCA-behandeling.

(0.11 MB).

globaal, ondanks de behandeling, werden slechts 4 van de 14 patiënten in de serie (28,6%) gestabiliseerd. Daarnaast waren 4 patiënten (28,6%) overleden in de periode tussen de diagnose en het begin van dit retrospectieve onderzoek, met een gemiddelde leeftijd bij overlijden van 51 jaar (spreiding: 47-56).

discussie

het doel van deze studie was het analyseren van het mogelijke verband tussen de plasmaspiegels van cholestanol en een reeks klinische parameters en prognoses bij CTX. Voor dit doel hebben we een retrospectief onderzoek uitgevoerd door de beoordeling van de casusgeschiedenis van 14 Spaanse patiënten met een genetische en biochemische diagnose van de ziekte.

lipidenprofielen waren normaal bij de meeste patiënten. Dit valt samen met wat eerder is gepubliceerd in de medische literatuur, wat suggereert dat de niveaus van cholesterol en zijn fracties zijn meestal normaal of een beetje laag bij patiënten met CTX.3,16

de gevonden gemiddelde cholestanolspiegel was 106µmol/L, dus de waarden bij alle patiënten met CTX waren verhoogd (tussen 5 en 20 maal de bovenste waarde van de normaliteit). Verhoogde cholestanolspiegels zijn niet exclusief voor CTX en kunnen bijvoorbeeld worden waargenomen bij leveraandoeningen, fytosterolemie, hypothyreoïdie en type II familiaire hyperlipoproteïnemie.11,17 matige verhogingen werden ook gevonden bij asymptomatische heterozygote dragers, hoewel nooit zo laag als de minimumwaarden die werden vastgesteld bij patiënten met CTX.18,19

hogere cholestanolspiegels werden gevonden bij patiënten met xanthomen, staar en polyneuropathie. Deze bevindingen wijzen op de accumulatie van cholestanol op het niveau van de pezen, de kristallijne lenzen en het perifere zenuwstelsel in verband met hogere niveaus van cholestanol in circulatie; dat wil zeggen, de accumulatie van cholestanol in weefsels zou worden begunstigd bij patiënten met zeer verhoogde niveaus.

opvallend is dat er geen significant verband werd gezien tussen cholestanolspiegels en de mate van invaliditeit zoals gemeten op de EDSS-schaal op het moment van de diagnose. Hoewel het vaak als vanzelfsprekend wordt beschouwd dat hogere niveaus van cholestanol gerelateerd zijn aan een slechtere functionele prognose, ondersteunen de resultaten in onze serie deze interpretatie niet. Niettemin, presenteert de gebruikte schaal belangrijke beperkingen aangezien het bovenmatige nadruk op motorische symptomen versus de rest van de niet-motorische symptomen plaatst en, daarom, de complexiteit van de ziekte onderschat.

sommige auteurs hebben de controle van de cholestanolspiegels gebruikt voor de therapeutische follow-up van patiënten.20 bij de 8 patiënten in onze serie bij wie na het begin van de therapie ten minste één extra bepaling werd uitgevoerd, was de daling significant, waarbij de waarden zelfs bij drie van hen weer normaal werden. Het is daarom opvallend dat het, ondanks het feit dat het zeer hoge niveaus vertoont, mogelijk is om een significante verlaging te bereiken met dezelfde dosis CDCA (de standaarddosis was 750mg). Het verhogen van CDCA-doses in gevallen waarin de niveaus niet terugkeren naar normaal is een betwistbaar punt: de biochemische verbetering correleerde niet met een symptomatische verbetering, aangezien slechts één patiënt erin slaagde om vanuit een klinisch standpunt te stabiliseren. Deze patiënt was gediagnosticeerd op 14 jaar en is momenteel 22, dus de belangrijkste factor die stabilisatie kan zijn geweest de vroege instelling van de behandeling.

significant lagere cholestanolspiegels werden gevonden in de groep patiënten die overleden in vergelijking met de patiënten die nog in leven waren. Rekening houdend met het feit dat de patiënten die overleden zijn degenen die werden gediagnosticeerd met de grootste vertraging; dit zou erop kunnen wijzen dat, in de gevorderde stadia van de ziekte, er misschien een daling van cholestanolniveaus is. Dit stemt overeen met de negatieve correlatie gevonden tussen de tijd sinds het begin van de ziekte en plasmaspiegels: patiënten met een langere geschiedenis van de ziekte vertoonden lagere niveaus van cholestanol.

een andere mogelijke verklaring zou kunnen zijn dat de zwaarst getroffen patiënten de patiënten zijn met grotere hoeveelheden cholestanol die in de verschillende weefsels (kristallijne lens, pezen, hersenen) worden afgezet en dat zij daarom lagere concentraties cholestanol in hun bloed hebben. Onze gegevens tonen ook een slechte correlatie tussen plasmaspiegels van cholestanol en functionele prognose. De reden waarom cholestanol selectief wordt afgezet in bepaalde weefsels (in zenuwweefsel, bijvoorbeeld, en meer specifiek in de dentaatkernen) en waarom sommige patiënten gevoeliger zijn voor deze weefselophoping, de oorzaak van irreversibele cerebrale laesies (neuronaal verlies, accumulatie van lipidische kristallen) beschreven in verschillende op autopsie gebaseerde studies12,21 en 22 is nog onbekend.

daarom is voorzichtigheid geboden bij het interpreteren van de significantie van cholestanolplasmaspiegels bij patiënten met CTX. Verhoogde niveaus zijn zeer nuttig voor het vaststellen van de diagnose, maar ze hebben geen prognostische waarde (dat wil zeggen hogere niveaus zijn niet noodzakelijk gerelateerd aan een slechtere functionele situatie) en staan geen controle van de klinische effectiviteit van de behandeling toe (normalisatie van de niveaus gaat niet altijd gepaard met klinische stabilisatie). Aan de andere kant kunnen ze nuttig zijn voor het aanpassen van de CDCA-dosering, evenals bij de controle van de therapeutische naleving.

de evaluatie van onze resultaten vertoont verschillende beperkingen. Ten eerste is er een aanzienlijke gegevensverspreiding, aangezien de cholestanolspiegels van elke patiënt werden bepaald op het moment van de diagnose en in elk geval overeenkwamen met een ander moment in het natuurlijke verloop van de ziekte en op verschillende leeftijden. Ten tweede kennen we niet de curve van de natuurlijke loop van deze niveaus gedurende het verloop van de ziekte. Hoewel onze bevindingen wijzen op een initiële toename in termen van het begin van de symptomen, en vervolgens een geleidelijke afname naarmate de ziekte zich ontwikkelt, laat het transversale ontwerp van de studie niet toe om deze hypothese te bevestigen. Ten slotte beperkt de kleine steekproefgrootte (vanwege de lage prevalentie van de ziekte) de statistische analyse van de gegevens. Daarom zijn aanvullende prospectieve studies, met uitgebreidere series en gedetailleerde follow-up, nodig om de klinische waarde van cholestanolspiegels voor de prognose en monitoring van patiënten met CTX nauwkeuriger te documenteren.

belangenconflict

de auteurs hebben geen belangenconflict aan te geven.