Te weinig ijzer te veel ijzer Casustiek Eva

Te weinig ijzer – te veel ijzer Casuïstiek Eva Rettenbacher, kinderhematoloog

Casus – meisje, 2 jaar Anamnese: • 2005, lftd 2 jr bezoek huisarts: • Snel moe, ziet bleek, slaapt veel • Groei goed, ontwikkeling normaal, caucasisch Aanvullend onderzoek: • Lab: Hb 4. 1 mmol/l, MCV 54 fl, reticulocyten nl, leucocyten 5, trombocyten 333, ijzerverzadiging 0. 05%, Ferritine 43 ug/l • Behandeling: • 2 x ijzerkuur oraal: GEEN EFFECT op Hb gehalte danwel ijzerstatus

Casus – meisje, 2 jaar • Familieanamnese: • Moeder sinds kinderleeftijd bekend met anemie, wisselend moeheid, Hb 4. 9 – 7 mmol/l • Orale ijzertherapie geen effect • Ijzer i. m, met enig effect

Casus – meisje, 2 jaar Verwijzing kinderhematologie Radboud: • Ernstige microcytaire anemie, laag ijzer • Bleek en moe • • Lichamelijk onderzoek: Bleek meisje, wallen onder de ogen, bleke slijmvliezen, geen icterus groei net onder p 50, goede voedingstoestand Systolische souffle 2/6 • Laboratoriumonderzoek: • Hb 4. 2 mmol/l, MCV 54, reticulocyten 78 x 10 9/l, L en T normaal Hemolyseparameters normaal, Coombs negatief • ijzer 3, ijzerverzadigingsfractie (TSAT) 5, 2%, Ferritine 52 ug/l

Het bleke kind

Ijzerstatus • Serum ijzer = ijzer gebonden aan transferrine • TIJBC = totale ijzerbindingscapaciteit = hoeveelheid transferrine • Transferrine saturatie (TSAT) = ijzerverzadiging = • serumijzer/TIJBC [ref 15 -50%] • IJzer onder fysiologische omstandigheden nooit ongebonden in het lichaam • Niet transferrine gebonden ijzer (NTBI)= toxisch • Ferritine = ijzervoorraad , maar ook acute fase eiwit • CRP = acute fase eiwit

Referentiewaarden Hb en ijzerstatus Casus Referentie Hb 4, 3 mmol/l 6, 3 – 8, 4 mmol/l MCV 54 f. L 77 -92 f. L Reticulocyten 78 x 10 9/l 25 -100 x 10 9/l Serumijzer 3 umol/l 10 -30 umol/l TSAT 5% 15 -45% Ferritine 52 ug/l 12 -100 ug/l CRP 2 mg/l <10 mg/l TSAT = ijzerverzadigingsfractie = maat voor circulerend ijzer Ferritine = opslag van ijzer, levercellen – macrofagen (RES) Ferritine ook acute fase eiwit = verhoogd in aanwezigheid van inflammatie

Microcytaire anemie, ijzergebrek • Differentiaaldiagnose Perifeer bloed: hypochrome (MCH) microcyten (MCV) Elliptocyten Gefragmenteerde cellen Pencil cells

Microcytaire anemie – laag ijzer • Verminderde opname uit darm • Malabsorptie (Coeliakie), infectie (Helicobacter pylori) • Verhoogde ijzerbehoefte (zwanger, groei, bloeddonor) • Bloedverlies (postchirurgie, ulcera, menstruatie) • Stoornis in de aanmaak van Hemoglobine (geen ijzergebrek) • Hemoglobinopathie – Thalassemie • Ijzermobilisatiestoornis • Anemie als gevolg van chronische infectie (MCV meestal normaal) • Ferroportine - verlies functie • Hepcidin - gestoorde regulatie

Casus – meisje, 2 jaar • Diagnostiek 2005 - Faeces occult bloed: 2 x negatief - Gastroduodenoscopie/colonoscopie onder narcose: geen afwijkingen - DNA onderzoek hemoglobinopathie: negatief - Orale ijzerabsorptietest: geen stijging van serum ijzer - Geen chronische infectie, CRP/BSE steeds laag Conclusie: Onbegrepen microcytaire anemie 1 e bloedtransfusie met Hb stijging 5. 3 en duidelijke klinische verbetering Beleid: Regelmatige Hb controle

Casus – meisje, 4 jaar • • • Beloop 2007: Aanvullende diagnostiek: Hb 5. 5, MCV 54, ijzerstatus onveranderd Beenmergpunctie: matig celrijk beenmerg, ijzer aanwezig, geen ringsideroblasten (ijzer in mitochondrium erytroblast) • Conclusie: • Microcytaire anemie, laag ijzergehalte, normaal Ferritine • ‘op dit moment komen we niet verder met onze diagnose. De kennis over ijzerinbouwstoornissen is nog beperkt, we zullen de ontwikkelingen in de gaten houden’. • Beleid: • Regelmatige Hb controle, zn bloedtransfusie

2010 - Hepcidin • Hepatic bactericidal protein, rond 2000 in urine ontdekt • antimicrobiële werking, cysteine rijk peptide hormoon • voornamelijk in de lever geproduceerd Centrale rol in ijzerhomeostase • Controleeert absorptie van ijzer uit de darm en afgifte van gerecycled ijzer uit de macrofaag • ijzertekort ijzeroverschot -> Hepcidin omlaag ↓ -> Hepcidin omhoog ↑

Casus – meisje, 7 jaar • Beloop 2010: • Groep 3, toename moeheidsklachten: uitgeput uit school, hangerig • Opnieuw bloedtransfusie: erg opgeknapt • • • Diagnostiek: Hb 5. 5 mmol/l, MCV 54 f. L, ijzerstatus onveranderd Hepcidin 7. 1 nmol/l (= normaal, indien geen ijzergebrek) CRP <1 mg/l DNA onderzoek ijzerregulerende genen ingezet • Conclusie: • Ijzerverdelingsstoornis • Hepcidin normaal, hetgeen verlaagd zou moeten zijn (< 0. 5 nmol/l)

Hepcidin regulates cellular iron export into plasma Tomas Ganz 2007 JASN

Iron refractory iron deficiency anemia • Mutatie in het TMPRSS 6 -gen (Transmembrane Protease Serine 6), • -> codeert voor eiwit Matriptase-2 op de hepatocyt • Ongeremde Hepcidin productie ondanks een lage ijzervoorraad • ‘inappropiate hepcidin’ • Klinische presentatie: • microcytaire anemie (Laag Hb, Laag MCV, lage TSAT <10%, normaal Ferritine) • Afwezige inflammatie (CRP, Bezinking laag) • Geen effect oraal ijzer – abnormale absorptie ijzer • Positieve familieanamnese suggestief

Iron refractory iron deficiency anemia Ferroportin geinternaliseerd -> ijzer opgesloten in de macrofaag van het RES relatief hoog Ferritine relatief hoof Ferritine niet beschikbaar voor erytropoïese functioneel ijzergebrek! IRIDA = ijzerverdelingsstoornis Finberg K, Seminars in Hematology 2009

TMPRSS 6 - ‘Matriptase-2’ mutatie • Prevalentie IRIDA niet goed bekend • <1% van ijzergebreksanemie • 94 patienten uit 65 families, verschillende ethniciteiten • Autosomaal recessieve overerving Patienten met heterozygote mutaties beschreven • Vragen: genotype – fenotype correlatie • Grote heterogeniteit onder IRIDA patienten • ernstiger op jeugdige leeftijd, bij toegenomen ijzerbehoefte en langdurig lage ijzerintake AJH Donker et al. , 2016

Casus – meisje, 9 jaar • Diagnostiek 2012: • DNA onderzoek TMPRSS 6 gen: • Deletie c. 497 del heterozygoot aangetoond op exon 5 (allel van vader) • Deletie van exon 1 t/m 3 heterozygoot (allel van moeder) • Beide pathogene sequentievariantes liggen op 2 verschillende allelen • -> bi allelisch TMPRSS 6 -defect

IRIDA behandeling Eerste stap: Oraal ijzer in combinatie met Vitamine C 100 mg • Standaardtoediening: 3 dd • Voorkeur a 48 uur – om de dag > hepcidin stijging voorkomen Hb stijging 0. 5 mmol/l per week Controle na 6 weken Tweede stap: • Intraveneus ijzer (1 -3 giften a 4 – 6 weken) • Cave anafylaxie Oplaad met ijzer ondanks al hoge Hepcidin Ø ijzer uit de macrofaag gaat ‘lekken’ Ø Hepcidin bepalen bij iv giften

Casus - reactie op intraveneus ijzer * Stijging van Hb, MCV en Ferritine maar TSAT blijft laag Definitie: goede respons IRIDA 1, 2 - 1, 5 mmol/l na 6 wk * Fysieke verbetering?

Samenvatting IRIDA • Mutatie in het TMPRSS 6 gen leidt tot te hoog serum hepcidin resulterend in anemie • Eerst andere oorzaken van anemie uitsluiten • Hepcidin in relatie tot TSAT in afwezigheid van inflammatie helpt bij diagnose • Behandeling: oraal ijzer en Vit C, indien geen effect iv Ijzer • Heterogeen ziektebeeld – grote variabiliteit tussen IRIDA patienten

Radboud Center for Iron Disorders -> MDO ijzercentrum: iedere 1 e dinsdag van de maand 12. 00 Patienten aanmelden via kinderhematoloog www. ijzercentrum. nl

Casus, jongen 5 jaar • Verwijzing perifere kinderarts ivm persisterende anemie • • Voorgeschiedenis: blanco Anamnese: 1 e 4 levensjaar klachtenvrij koorts met lymfadenopathie, anemie! sindsdien meer moe, minder eetlust, ook op en af koorts geen icterus, geen hematomen, geen hematurie of melaena normale ontwikkeling, groei op -2 SD, geen buikklachten gewichtsverlies • Familieanamnese: ouders en broer gezond, opa (PM) anemie, nicht anemie

Aanvullend onderzoek • Laboratoriumonderzoek: • April 2018: Hb 5. 5 mmol/l, Ht 0. 29, MCV 69 f. L, trombocyten 380, leucocyten 16. 4, normale differentiatie, CRP 20 mg/l • Mei 2018: Hb 6. 0 mmol/l, Ht 0. 31, MCV 69 f. L, reticulocyten 43 x 10 E 9/l, trombocyten 336, leucocyten 9. 4, normale differentiatie • Ijzerstatus: • Ijzer 23 umol/l, ferritine 40 ug/l, Transferine 2. 5 g/l, TYBC 61 nmol/l, • TSAT 38%, CRP < 3 mg/l • Vit. B 12 250 pmol/l, Foliumzuur 13. nmol/l • Normale schildklierfunctie • Coeliakie screening: negatief

Referentiewaarden Hb en ijzerstatus casus referentie Hb 6, 0 mmol/l 6, 3 -8, 4 mmol/l MCV 69 f. L 77 -92 f. L Reticulocyten 43 x 10 9/l 25 -100 x 10 9/l Serumijzer 23 umol/l 10 -30 umol/l TSAT 38% 15 -45% Ferritine 40 ug/l 12 -100 ug/l CRP 2 mg/l <10 mg/l TSAT = ijzerverzadigingsfractie = maat voor circulerend ijzer Ferritine = opslag van ijzer, levercellen – macrofagen (RES) Ferritine ook acute fase eiwit = verhoogd in aanwezigheid van inflammatie

Microcytaire anemie, normale ijzerstatus, normale reticulocyten • Differentiaaldiagnose: • Verlies/malabsoprtie: onwaarschijnlijk gezien ijzer normaal • Hemoglobinopathie, bvb thalassemie: KAN, niet zeer waarschijnlijk, gezien afkomst • Anemie van de chronische ziekte: zou goed kunnen, echter CRP laag, TSAT normaal • Ijzermetabolismestoornis: -> genetisch bepaalde microcytaire anemie? KAN …. . OPA BEKEND met SIDEROBLASTAIRE ANEMIE

DNA onderzoek ALAS 2 gen • Sequentie analyse van het volledige coderende deel van het ALAS 2 gen: • Hierbij is de verandering c. 1355 G>A (p. Arg 452 His) hemizygoot aangetoond • Deze verandering is als pathogeen beschreven (Edgar et al. , Eur J Haematol. 1997) en is een veelvoorkomende verandering onder Nederlandse patienten met X-linked sideroblastaire anemie (Donker et al. , Neth J Med. 2014; 72(4): 210 -7)

Sideroblastaire anemie – ALAS 2 • XLSA = X linked sideroblastaire anemie: • ALAS 2 gen op X-chromosoom • > 60 verschillende mutaties ALAS 2 gen in 120 families • Phenotype: zeer variabel • meestal milde microcytaire anemie, hoog/normaal Ferritine, hoge TSAT • ringsideroblasten in beenmerg • Klinische probleem: verhoogde ijzeropname met uiteindelijk ijzerstapeling • Ook bij vrouwen, door de lyonisatie / X - inactivatie Donker et al. , Neth J Med. 2014; 72(4): 210 -7

ALAS 2 - heem synthese • ALAS 2 = erythroide aminolevulinezuur synthetase = katalytisch enzym • 1 e stap in heem synthese • expressie alleen in erythroide cellen ( ALAS 1 = alle cellen) • Mutaties op meerdere plaatsen in ALAS 2 • => onvoldoende protoporfyrine synthese => ↓ heem synthese

Hemoglobine – Heem groep

Erythroide cel - ALAS 2 ↑

ALAS 2 - heem synthese • IJzer kan mitochondrium enkel als heem ijzer verlaten, dus na binding aan protoporfyrine • Gevolg van ALAS 2 • →stapeling ijzer in mitochonrium -> ringsideroblasten beenmerg • → ineffectieve erytropoiese, waardoor verlaging Hepcidin • → verhoogde ijzeropname -> vicieuze cirkel

Perifeer bloed: Erytrocyten: microcytair, hypochroom ovalocyten, traandruppelcellen, anisocyten Beenmerg uitstrijk: Ringsideroblasten: ‘erytroblasts with red stained nuclei and Prussian blue – stained iron granules corresponding to iron-laden mitochondria in a perinuclear distribution’ Cotter et al. , 1994 Blood

Behandeling XLSA • Pyridoxine 100 -200 mg (een Vitamine. B 6) • kan halfwaardetijd van ALAS 2 verlengen • Bij ijzerstapeling: • Aderlating • Chelatie (bvb Deferasirox – Exjade) • Jaarlijkse echografie: • CAVE ijzerstapeling • Risico op leverfibrose en hepatocellulair carcinoom

Genetisch onderzoek • ALAS 2 fenotype binnen een familie zeer wisselend • ADVIES • Alle 1 e graads familieleden genotypisch en fenotypisch screenen

Broer 13 jaar, geen klachten broer referentie Hb 8, 1 mmol/l 6, 3 -8, 4 mmol/l MCV 74 f. L 77 -92 f. L Reticulocyten 43 x 10 9/l 25 -100 x 10 9/l Serumijzer 25 umol/l 10 -30 umol/l TSAT 32% 15 -45% Ferritine 64 ug/l 12 -100 ug/l CRP 2 mg/l <10 mg/l TSAT = ijzerverzadigingsfractie = maat voor circulerend ijzer Ferritine = opslag van ijzer, levercellen – macrofagen (RES)

Samenvattend • 2 voorbeelden van microcytaire anemie obv genetisch defect • IRIDA: ongeremde hepcidin productie ↑: ijzer zit vast in enterocyt/macrofaag • ALAS 2: sideroblastaire anemie: defect heem-synthese • -> ijzer zit vast in mitochondrium erytroblast: ringsideroblasten • -> ineffectieve erythropoiese -> hepcidin omlaag ↓ • -> vermeerd enterale ijzeropname: ijzerstapeling

Take home message • Microcytaire anemie komt vaak door verworven ijzergebrek compliance/innamefout? • Denk aan genetische oorzaak bij positieve familie anamnese voor anemie en/of ijzerstapeling, afwezige respons oraal ijzer • Meet een volledige ijzerstatus: ijzer, Ferritine, TSAT, CRP • Beoordeel TSAT in relatie tot Ferritine en CRP/BSE (inflammatie) • www. radboud-ironcenter. com