Post on 17-Mar-2020
Individualisierte Medizin bei
cholestatischen Leberkrankheiten
Prof. Dr. Verena Keitel
Klinik für Gastroenterologie,Hepatologie und Infektiologie
Direktor: Professor Dr. D. HäussingerHeinrich-Heine-Universität Düsseldorf
KFO 217
Einführung cholestatische Lebererkrankungen
Genetische Störungen des hepatobiliären Transports als
Ursache intrahepatischer Cholestasen
Individualisierte Medizin beicholestatischen Lebererkrankungen
Molekulare Mechanismen der Gallebildung
Ausblick: individualisierte Diagnostik und Therapie bei
cholestatischen Lebererkrankungen
1. HepatozytenStörung der Galle-
bildung
3. Größere GallengängePrimär sklerosierende Cholangitis (PSC)
IgG4 Cholangitis
Sekundär sklerosierende Cholangitiden
Mukoviszidose (CFTR, ABCC7)
Obstruktive Cholestasen
2. Kleine GallengängePrimär biliäre Cholangitis (PBC)
Small Duct PSC
Störungen der Tight Junctions
(TJP2 Mutationen)
Cholestatische Lebererkrankungen
Molekulare Mechanismen der Gallesekretion
Bilirubin
Gallen-säuren
Cholesterin
Amino-phospholipide
Phosphatidyl-cholin
BSEP
CYP7A1
FXR
BSEP
Hepatozyt
FXR = Farnesoid X Receptor (NR1H4)
MRP2 = Multidrug Resistance associated Protein 2 (ABCC2)
BSEP = Bile Salt Export Pump (ABCB11)
MDR3 = Multidrug Resistance Protein 3 (ABCB4)
FIC1 = Familial Intrahepatic Cholestasis 1 (ATP8B1)
Genetische Ursachen intrahepatischer Cholestasen
Gallen-säuren
Cholesterin
Amino-phospholipide
Phosphatidyl-cholin
BSEP
FXR
BSEP
TJP2
PFIC4
ATP8B1
ICP
BRIC1
PFIC1
ABCB4
ICP
LPAC
PFIC3
ABCB11
ICP
DILI
BRIC2
PFIC2
Myo5B
PFIC6
ICP = Intrahepatische Schwangerschaftscholestase
BRIC = benigne rekurrente intrahepatische Cholestase
PFIC = progressive familiäre intrahepatische Cholestase
LPAC= low phospholipid associated cholelithiasis syndrome /erbliches Gallensteinleiden
DILI = drug induced liver injury / med.-tox. Leberschaden
TJP2 = Tight Junction Protein 2
MYO5B = Myosin 5 B
Myo5B
NR1H4
ICP
PFIC5
PFIC 1-3 machen 10-15% der neonatalen Cholestasen aus(Inzidenz: 1:50.000-1:100.000 Geburten)
Intrahepatische Schwangerschaftscholestase (ICP)
Meist im 3. Trimenon (25% im 2. und 10% im 1. Trimenon)
Diagnose: Pruritus und Erhöhung der Serumgallensäurespiegel (>10 µmol/l)
Inzidenz: 0,5-2% aller Schwangerschaften in Deutschland (bis 27% in Chile)
Bei Serumgallensäuren > 40 µmol/l: linearer Anstieg des Risikos für den Fetus
• Erhöhte Rate an Frühgeburtlichkeit (OR 5,4)
• Erhöhte Rate an respiratorischen Problemen/Asphyxie beim Neugeborenen (Gallensäuren in Lunge des Fetus zerstören Surfactant Struktur)
• Erhöhte Rate an Totgeburten (1,5% vs. 0,5% in Kontrollkohorte) (Gallensäuren können Arrhythmien verursachen)
Glantz A et al., Hepatology 2004; 40: 467-474Geenes et al., Hepatology 2014; 59: 1482-1491Zhang et al., Nat. Commun 2015; 6:8186
Ätiologie/Pathogenese der ICP
Östrogen- und Progesteron-metabolite hemmen BSEP
Anstieg der Gallensäure-spiegel in den Leberzellen
und Serum der Mutter
hormonell
Genetische PrädispositionBSEP (ABCB11):
häufige Polymorphismen (p.V444A, intronisch rs7577650, OR 1,4) sowie
weitere seltenere Mutationen
MDR3 (ABCB4):
Polymorphismen (p.I237I, OR 2), unterschiedliche Mutationen, teils
heterozygot, oft auch Gallensteine
FIC1 (ATP8B1); FXR (NR1H4)
Wasmuth et al., Gut 2007; 56: 265-270
Dixon et al., Am J Gastroenterol 2014; 109: 76-84
Pauli-Magnus et al., Pharmacogenetics 2004; 14: 91-102
Meier et al., WJG 2008; 14: 38-45
Dixon et al., Clin Res Hepatol Gastroenterol 2016; 40: 141-153
FXR
EE Phosphatidyl-
serin
Phosphatidyl-cholin
P
P
BSEP
ERα E
BSEPGallen-säuren
0
10
20
30
40
50
8 12 16 20 24 28 32 36 40
Schwangerschaftswoche
Gallensalze
GOT
GPT
x-f
ach
e E
rh
öh
un
g
Keitel et al., Gastroenterology 2006; 131: 624-629
Keitel et al., ZfG 2016, in press
BSEPMRP2 MDR3
Schwere ICP bei Kombination von ABCB11 (BSEP) p.V444A mit ABCB4 (MDR3) Mutation(en)
Pruritus in 9. SSWGallensäuren i.S. 98 µmol/l
Früh-Geburt
BSEP (ABCB11): homozygot c.1331T>C p.V444A
Mutationsanalyse:
MDR3 (ABCB4): homozygot c.959C>T p.S320F
Geburt in 35. SSW, Apgar 8/8/9
Rekurrenz der ICP in zweiter Schwangerschaft, ebenfalls im 1. Trimenon
UDCAGPT
GOT
Beim Nachweis einer ABCB4 (MDR3) Mutation UDCA-Therapie und weitere
Überwachung erwägen (Gallensteinleiden, Zirrhoseentwicklung, CCC)
Beim Auftreten im 1./2. Trimenon und/oder schwerer Verlaufsform an
genetische Ursache denken (ABCB4-MDR3!)
48 jähriger Patient
Vorstellung mit erhöhten CholestaseparameternZ.n. Cholezystektomie bei Cholelithiasis und Cholezystitis (29 Jahre alt)Z.n. Choledocholithiasis (35 Jahre alt)
Patient mit erhöhten Cholestaseparametern undGallensteinen in der Vorgeschichte
Sonographie: Z.n. Cholezystektomie und Erweiterung des DHC bis 11 mmAspekt eines chronischen Leberparenchymschadens
Fibroscan: 21,8 kPA
GOT 71U/l (<35)GPT 126 U/l (<45)GGT 620 U/l (<55)AP 265 U/l (<129)
Bilirubin 0,8 mg/dl (<1.0)Thrombozyten 118x1000/ulINR 1,0
ERC: relative Enge des distalen Ductus hepatocholedochus, Ballondilatation
48 jähriger Patient
Z.n. Cholezystektomie bei Cholelithiasis und Cholezystitis (29 Jahre alt)Z.n. Choledocholithiasis (35 Jahre alt)
ABCB4 (MDR3)-assoziierte Lebererkrankungen beim Erwachsenen
Low Phospholipid-associated cholelithiasis (LPAC) Syndrom (ABCB4 Mutation)?
Symptomatische Cholelithiasis und mindestens 1 Kriterium:- Symptombeginn vor dem 40. Lebensjahr- Wiederauftreten von Cholelithiasis nach CHE- Intrahepatische hyperechogene Läsionen als Ausdruck von
intrahepatischem Sludge und MikrokonkrementenRosmorduc & Poupon Orphanet J Rare Dis 2007; 2: 29
√√
×
48 jähriger Patient
Z.n. Cholezystektomie bei Cholelithiasis und Cholezystitis (29 Jahre alt)Z.n. Choledocholithiasis (35 Jahre alt)
Mutationsanalyse:
MDR3 (ABCB4): heterozygot c.88_91del (p.K30Gfs7X)heterozygot c.711A>T (p.I237I)heterozygot c.1954A>G (p.R652G)heterozygot c.2446A>G (p.R816G)
BSEP
Bilirubin
Gallen-säuren
Cholesterin
Amino-phospholipide
Phosphatidyl-cholin
ABCB4 (MDR3)-assoziierte Lebererkrankungen beim Erwachsenen
Diagnosen: LPAC und MDR3-assoziierte Leberzirrhose
Therapie: UDCA (13-15 mg/kg KG)darunter Normalisierung der Transaminasen (einzig GGT noch erhöht)
• PFIC 1-3 (Mutationen in ATP8B1, ABCB11 und ABCB4) als dritthäufigste Ursache für neonatale Cholestase
• frühzeitige genetische Diagnostik (Therapie und Prognose, ggf. pränatale Diagnostik bei Geschwistern)
• wenig Hot Spot Mutationen
Individualisierte Diagnostik bei cholestatischen Lebererkrankungen
Bei Erwachsenen: • an genetische Ursachen denken! (insbesondere bei unerklärter Leberzirrhose und Gallensteinen)
• Mutationen häufig als Disease Modifier (BSEP p.V444A)
Bei Kindern:
FIC1 (ATP8B1)
190 Sequenzierungen18 Patienten mit krankheits-
relevanten Mutationen28 detektierte Varianten
5 NEUE Varianten
BSEP (ABCB11)
310 Sequenzierungen
88 Patienten mit krankheits-relevanten Mutationen
82 detektierte Varianten34 NEUE Varianten
MDR3 (ABCB4)
250 Sequenzierungen41 Patienten mit krankheits-
relevanten Mutationen43 detektierte Varianten
15 NEUE Varianten
MRP2 (ABCC2)
Stand: August 2016
Düsseldorfer Cholestaselabor: > 750 Gensequenzierungen
R387H
D440E
S462R
D473V
R8X
S457Vfs23X
T919del
L1165del
D36D
F90F
I134I
G319G
V597V
G817G
A1028A
V43I
E186G
M217R
V284A
E297G
W330R
W342G
G374S
A382G
77-1G>C
99-1G>T
150+3A>C
908+1G>T
2012-2A>G
2178+1G>A
3057-2A>G
N199Ifs15X
I610Qfs45X
K930Efs79X
Y93X
E96X
R575X
Q791X
Q976X
R1057X
R1090X
R1235XV444A
R698C
R698H
Y721C
G766R
D482G
R487H
R487P
D496V
A570V
N591S
G648V
I669V
M677V
S1120N
N1173D
T1210P
R1231W
R832C
A865V
I879R
S901R
A1028E
G1032R
A1044P
R1231Q
A1283V
extracellular
splice-site variants
Q1196X
E135K
R415X
G260D
R1050C
R1153C
L1204P
S1321N
F383_A389del
Y269Y
L712L
A804A
45
11
7
7
9
2
34
MissenseMutationen
NonsenseMutationen
Insertionen/Deletionen
Spleißmutationen
SynonymeVarianten
Polymorphismen
NEUE Varianten
Reference sequence NM_003742.2 (Gene ID: 8647), TOPO2 model based on UniProt entry O95342
Mutationen in ABCB11 (BSEP) bei Patienten mitcholestatischen Lebererkrankungen
S978P
S49S
F153F
A232A
Y309Y
T438T
V712V
N168N
L59L
I237I
R1013R
286+1G>A
1230+2T>A
2783+1G>C
3507+5G>A
F210Sfs5X
L23Hfs16X
S339Qfs3X
F357Cfs12X R590Q
P726L
A794P
N902DS27G T175A
S320F
V428D
E528D
R545H
R549H
A984T
R652G
S1076N
Y1086S
E1106G
H1238Y
A953A
A953D
extracellular
splice-site variants
R816G
S951P
Q1181E
K30Gfs7X
81-1G>A
21
5
5
8
4
15
MissenseMutationen
Insertionen/Deletionen
Spleißmutationen
SynonymeVarianten
Polymorphismen
NEUE Varianten
Reference sequence NM_ 018849.2 (Gene ID: 5244), TOPO2 model based on UniProt entry P21439
Mutationen in ABCB4 (MDR3) bei Patienten mitcholestatischen Lebererkrankungen
Individualisierte Diagnostik und Therapiebei cholestatischen Lebererkrankungen
Diagnostik mittels Next Generation Sequencing (Cholestase-Chip, Full Exome, etc.)
• aktuell: UDCA (choleretisch, anti-inflammatorisch, anti-apoptotisch)
wirkt u.a. durch Aktivierung von Integrinen
• bei schweren Verlaufsformen biliäre Diversionsoperation oder LTX
• in Zukunft individualisiert: Generierung Patienten-eigener
Hepatozyten-artiger Zellen aus Blut, Urin, Mundschleimhaut
• Testung zur Verfügung stehender Therapien in vitro vor Anwendung
am Patienten (chemische Chaperone, FXR-Agonisten, etc.)
Therapie:
Acknowledgement
KFO 217Dipl. Biol. Carola Dröge
Prof. Dr. Dieter Häussinger
Prof. Dr. Ralf Kubitz
Dr. Jan Stindt
Alle Einsender des Düsseldorfer Cholestaselabors
Prof. Dr. Holger Gohlke
Prof. Dr. Lutz Schmitt
Frau Nathalie Walter
Dr. Caroline Klindt
Dr. Stefanie Stepanow
Prof. Dr. Karl Köhrer
Genetische Ursachen intrahepatischer Cholestasen
Gallen-säuren
Cholesterin
Amino-phospholipide
Phosphatidyl-cholin
BSEP
FXR
BSEP
ABCG5/ABCG8
Gallensteine
TJP2
PFIC4
ATP8B1
ICP
BRIC1
PFIC1
ABCB4
ICP
LPAC
PFIC3
ABCB11
ICP
DILI
BRIC2
PFIC2
Myo5B
PFIC6
ICP = Intrahepatische Schwangerschaftscholestase
BRIC = benigne rekurrente intrahepatische Cholestase
PFIC = progressive familiäre intrahepatische Cholestase
LPAC= low phospholipid associated cholelithiasis syndrome /erbliches Gallensteinleiden
DILI = drug induced liver injury / med.-tox. Leberschaden
TJP2 = Tight Junction Protein 2
MYO5B = Myosin 5 B
Myo5B
NR1H4
ICP
PFIC5
Gen ATP8B1 ABCB11 ABCB4 TJP2 NR1H4 MYO5B
Protein FIC1 BSEP MDR3 TJP2 FXR Myosin5B
Serum GGT normal normal erhöht normal normal normal
Assoz.
Leber-
krankheiten
ICP
BRIC1
PFIC1
ICP, DILI
BRIC2
PFIC2
ICP
LPAC
PFIC3
PFIC4 ICP
PFIC5
PFIC6
Leber-
erkrankung
progredient progredient
HCC Risiko
AIBD Risiko
nach LTX
progredient progredient
(9/12 Pat. mit
LTX)
schnell
progredient
(1/4 tot; 3/4
Pat. mit LTX)
langsam
progredient
(0/5 Pat. mit
LTX)
Extrahep.
Mani-
festation
Diarrhoe
Pankreatitis
Schwerhörigkeit
Keine Gerinnungs-
störung
Diarrhoe
Gallen-
steinrisiko
unverändert (ca. 30%) unklar evtl. erhöht evtl. erhöht
Leber
IHC
BSEP reduziert Claudin-1
reduziert
BSEP fehlt BSEP in sub-
kanalikulären
Strukturen
Genetische Ursachen intrahepatischer Cholestasen
PFIC 1-3 machen 10-15% der neonatalen Cholestasen aus
(Inzidenz: 1:50.000-1:100.000 Geburten)