Nasale Potentialdifferenz und Intestinale Kurzschlussstrommessung zur diagnostischen Klassifizierung von Patienten mit fraglicher Mukoviszidose oder CFTR-assoziierter Erkrankung

Abstract

Die zystische Fibrose (CF) beruht auf einem genetisch bedingten Defekt des CFTR-Chloridkanals mit der Produktion von hochviskösem Mukus und chronisch obstruktiver Lungenerkrankung sowie exokriner Pankreasinsuffizienz als vordergründigen Krankheitsbildern. Zudem sind klinisch mild verlaufende CFTR- assoziierte Erkrankungen (CFTR-RD) bekannt. Der Schweißtest als diagnostischer Goldstandard weist in manchen Fällen Intermediärwerte auf, welche keine Diagnosesicherung zulassen. Außerdem können bestimmte Mutationen im CFTR-Gen nicht immer nachgewiesen werden. Unter diesen Umständen stehen die Messung der nasalen Potentialdifferenz (NPD) am respiratorischen Epithel der Nasenschleimhaut in vivo und die intestinale Kurzschlussstrommessung (ICM) an Rektummukosabiopsien ex vivo zur erweiterten CFTR-Funktionsanalyse zur Verfügung. Zur Diagnosefindung erfolgten von 2011 bis 2013 Schweißtest, NPD und ICM gemäß Standardprotokoll sowie eine bedarfsgerechte CFTR- Mutationsanalyse bei 29 konsekutiven ambulanten Patienten im Alter von 1 bis 63 Jahren mit fraglicher CF oder CFTR-RD. Ein Augenmerk galt der Fragestellung, inwiefern NPD und ICM eine diagnostische Abgrenzung zwischen CFTR-RD und CF beziehungsweise Non-CF ermöglichten. Für die diagnostische Auswertung von NPD und ICM wurden die Mittelwerte der NPD-Parameter Sermet- Score und Wilschanski-Index sowie der ICM-Parameter Delta Isc Carbachol pre Washout und Delta Isc (Forskolin/IBMX+Carbachol+Histamin) berechnet. Die diagnostische Interpretation dieser Mittelwerte orientierte sich an Referenzwerten, die derzeit multizentrisch validiert werden. Zwei heterozygoten Trägern der CFTR-Mutation R1162L wurden mittels ICM unterschiedliche Diagnosen zugewiesen, was Anlass zu einer klinischen Neubewertung dieser Mutation gab. Unter den Trägern des 5T-Polymorphismus bestätigte sich die erhöhte Penetranz der 12TG- und 13TG-Varianten im Vergleich zur 11TG-Variante. Die NPD-Parameter Delta PD (OCl+Iso), Sermet- Score und Wilschanski-Index korrelierten statistisch signifikant mit dem Schweißtest. Der ICM-Parameter Delta Isc Carbachol pre Washout korrelierte hochsignifikant mit dem ICM-Parameter Delta Isc (Forskolin/IBMX+Carbachol+Histamin) und stellte somit seine Eignung als prädiktiver diagnostischer ICM-Parameter unter Beweis. Hohe interindividuelle Unterschiede bezüglich der CFTR-Restfunktion bei CFTR-RD erschwerten deren diagnostische Abgrenzung von einer CF beziehungsweise einer Non-CF ausschließlich mittels NPD oder ICM. Jedoch konnte die individuelle CFTR- Restfunktion bei CFTR-RD insbesondere mittels ICM präzise bestimmt werden. NPD und ICM trugen in aller Regel maßgebend zur Diagnosefindung bei, wobei die ICM ihre höhere CFTR-Spezifität untermauerte.

Cystic fibrosis (CF) is based on a genetically caused defect of the CFTR- chloride channel with production of highly viscous mucus and chronic obstructive lung disease as well as exocrine pancreatic insufficiency as predominant clinical pictures. Besides there are known clinically mild proceeding CFTR-related disorders (CFTR-RD). In some cases the sweattest, being the diagnostic goldstandard, shows intermediate values, which do not allow the confirmation of a clear diagnosis. Furthermore some mutations of the CFTR gene cannot always be detected. Under these circumstances the measurement of the nasal potential difference (NPD) upon the respiratory epithelia of the nasal mucosa in vivo and intestinal current measurement (ICM) as a short current measurement of biopsies from the rectal mucosa ex vivo can be executed. From 2011 until 2013 sweattest, NPD and ICM were performed according to a standard protocol and CFTR-mutation analysis was induced as required on 29 consecutive out-patients in the age of 1 to 63 years with questionable CF or CFTR-RD with the objective to assign a clear diagnosis to each patient. Moreover attention was turned to the question to what extend NPD and ICM were able to demarcate CFTR-RD diagnostically from CF or non-CF respectively. For diagnostic analysis of NPD and ICM mean values were calculated for the NPD- parameters Sermet-Score and Wilschanski-Index as well as the ICM-parameters Delta Isc Carbachol pre Washout and Delta Isc (Forskolin/IBMX+Carbachol+Histamin). These mean values’ diagnostic interpretation was based on reference values, which are currently being validated multicentrely. Two heterozygous carriers of the CFTR-mutation R1162L were given different diagnoses by means of ICM, which gave reason for a clinical reevaluation of this CFTR-mutation. Among the carriers of the 5T- polymorphism the increased penetrance of its variants 12TG and 13TG compared to its 11TG-variant was confirmed. The NPD-parameters Delta PD (OCl+Iso), Sermet-Score and Wilschanski-Index correlated statistically significantly with the sweattest. The ICM-parameter Delta Isc Carbachol pre Washout correlated highly significantly with the ICM-parameter Delta Isc (Forskolin/IBMX+Carbachol+Histamin) and therefore fleshed out its suitability as a predictive diagnostic ICM-parameter. High interindividual differences concerning residual CFTR-function in CFTR-RD impeded its diagnostic demarcation from CF and non-CF exclusively by means of NPD or ICM. However individual residual CFTR-function in CFTR-RD could be determined precisely especially by means of ICM. Predominantly NPD and ICM contributed decisively to the determination of the diagnoses in question, in which ICM fortified its higher CFTR-specificity.