Tra i 90 pazienti con OTCD, il 53% (48 pazienti) erano maschi e il 47% (42 pazienti) erano eterozigoti sintomatico femmine. Ventisette pazienti (30%) sono stati diagnosticati con una presentazione neonatale, tra cui 22 maschi (81%) e 5 ragazze (19%)., L’età media alla diagnosi era di 2 giorni, dopo l’esclusione di 6 pazienti asintomatici che sono stati trattati immediatamente dopo la nascita a causa di una diagnosi prenatale che ha seguito un caso indice nelle famiglie corrispondenti. Cinquantadue pazienti (58%) hanno avuto una forma tardiva della malattia che è stata rivelata tra 1 mese e 16 anni (età media alla diagnosi: 1,3 anni), tra cui 31 ragazze (60%) e 21 maschi (40%). Undici pazienti (11%) hanno presentato la malattia nell’età adulta e nell’adolescenza dopo i 16 anni di età (età mediana alla diagnosi: 28 anni), inclusi 5 maschi e 6 femmine (cfr Tabella 1).,
la Mortalità
la Mortalità era molto più alto nel neonatale gruppo (20/27 o 74% defunto al momento della diagnosi o durante il follow-up) rispetto all’insorgenza tardiva di forme (8/63 o 13% defunto generale, p < 0.0001; cfr Figura 1). Infatti, la mortalità ha raggiunto il 90% nel gruppo ad esordio neonatale quando i 6 pazienti con diagnosi prenatale sono stati rimossi da questo gruppo., Come riassunto nella Tabella 1, nel gruppo neonatale, 13 pazienti sono morti all’inizio del periodo neonatale; 3 sono morti dopo il trapianto di fegato postoperatorio a 3,5 anni di età; 1 è morto di sindrome di Reye a 4 anni di età; e 3 sono morti dopo l’infezione con segni neurologici e coma e segni psichiatrici in un paziente, Per riassumere, il 60% dei casi con una presentazione neonatale è morto alla presentazione e il 75% dei sopravvissuti è morto successivamente tra 1 e 7 anni di età., Nelle forme tardive della malattia, 6 pazienti sono morti alla presentazione durante la prima crisi metabolica acuta tra 9,3 e 55 anni; 1 ragazza è morta a 12 anni di età con una diagnosi di carcinoma epatocellulare fibrolamellare resistente alla chemioterapia (la sua OTCD è stata diagnosticata all’età di 11 anni); e 1 ragazza è morta a 4 mesi di età dopo un’infezione che ha portato a un coma iperammonemico., Questo risultato indica che per la forma ad esordio tardivo, le morti erano rare durante l’infanzia, mentre un picco di mortalità si è verificato durante l’adolescenza (9-14 anni) nel gruppo 1 mth-16 y (Figura 2; Test esatto di Fisher, p < 0.01).
Sopravvivenza dei pazienti con OTCD per età di insorgenza. Confronto della sopravvivenza tra il gruppo 1 mth – 16 y e il gruppo neonatale. Nel gruppo 1 mth-16 y, il periodo “critico” (rischio di morte) è quello tra i primi sintomi gravi e la diagnosi., Nella forma neonatale, ci sono due intervalli di età ad alto rischio: i primi giorni di vita e il periodo tra 1 e 7 anni di età.
l’Età alla diagnosi, durata del follow-up, e la mortalità a 1 mese-16 y gruppo. Un picco di mortalità è stato notato in avvicinamento e durante l’adolescenza.,
Presentazione clinica
La presentazione clinica è stata omogenea nel gruppo ad esordio neonatale, con letargia, insufficienza di crescita e vomito che hanno portato ad un coma iperammonemico in 21 pazienti sintomatici. Per i pazienti nel gruppo 1 mth-16 y, i sintomi erano abbastanza variabili (Tabella 2). I primi sintomi erano principalmente neurologici (49/52 pazienti) e includevano alterazioni della coscienza (31/52), ipotonia globale (10/52), atassia (2/52) e regressione neurologica acuta (2/52)., Tre pazienti presentavano un improvviso deficit neurologico (emiparesi) associato a convulsioni e febbre denominate episodi simili a ictus all’età di 6, 10 e 27 mesi. Una storia preesistente di vomito ricorrente (3/3) e ritardo dello sviluppo (2/3) è stata osservata retrospettivamente. Il vomito ricorrente era frequentemente associato ai sintomi neurologici (42/52 pazienti), mentre l’insufficienza epatica acuta e/o la sindrome di Reye erano meno frequenti (23%)., I sintomi psichiatrici erano i principali fattori che presentavano nel 21% dei casi e comportavano comportamenti anomali e stati confusi con allucinazioni nel tempo e disorientazioni nello spazio. Tuttavia, in tutti i casi, i sintomi neurologici o digestivi concomitanti erano evidenti, come dettagliato nella sezione successiva.,
Tutti i pazienti nel gruppo > 16 y presentato segni neurologici alla diagnosi (alterazione della coscienza). Quattro pazienti su 11 hanno presentato coma iperammonemico e 2 sono morti di recente al loro primo episodio, incluso uno appena nel 2011., Sei pazienti su 11 avevano segni digestivi (vomito), ma i sintomi psichiatrici hanno portato alla diagnosi in 4/6 e di nuovo sono stati costantemente associati a sintomi neurologici. Una storia preesistente di mal di testa cronico (3/11) e ripetuti episodi di epatite inspiegabile (2/11) è stata osservata retrospettivamente. Non sorprendentemente, 7/11 pazienti nel gruppo > 16 y avevano un’avversione alle proteine e consumavano spontaneamente una dieta vegetariana.,
Scompensi
Il numero di episodi di scompenso variava tra i pazienti con forma neonatale sopravvissuti oltre la prima settimana di vita (14/27; età media effettiva di 10,5 anni per i 6 sopravvissuti nel 2011) e quelli del gruppo 1 mth-16 y (età media effettiva di 17 anni per i pazienti che erano vivi nel 2011). Tre pazienti con esordio neonatale avevano un punteggio di 0 (pazienti con diagnosi prenatale), sette pazienti avevano un punteggio di 1 e tre pazienti avevano un punteggio di 2., Il paziente più giovane non è stato incluso nei punteggi neurologici e di scompenso perché aveva 6 mesi con uno sviluppo normale e non aveva ancora avuto scompenso. Il numero medio di scompensi in questo gruppo era 6,2 (0-20). Nel gruppo 1 mth-16 y, 26 pazienti avevano un punteggio di 0, 10 pazienti avevano un punteggio di 1 e solo 3 pazienti avevano un punteggio di 2. Il numero medio di scompensi in questo gruppo era 2,5 (0-14). La differenza era statisticamente significativa tra i due gruppi (test esatto di Fisher, p = 0,028)., Per i pazienti del gruppo>16 y, il numero medio di scompensi è stato 1,4 (0-3) (età media effettiva di 44 anni per i pazienti sopravvissuti nel 2011). Il tasso di sopravvivenza potrebbe essere correlato al numero di scompensi nel gruppo neonatale, mentre nel gruppo 1 mth-16 y, non vi è stata alcuna relazione tra la sopravvivenza e la frequenza degli scompensi (dati non mostrati)., I fattori scatenanti per pazienti giovani o pazienti nel gruppo 1 mth-16 y erano principalmente lo svezzamento dall’allattamento al seno e / o la diversificazione alimentare (45%); le infezioni erano frequenti (30%) e altri fattori scatenanti erano meno frequenti: chirurgia (2 casi), valproato di sodio (1 caso) e vaccinazioni (2 casi). Per i pazienti> 16 anni, 5/11 (45%) hanno presentato scompenso metabolico acuto dopo un aumento dell’assunzione di proteine durante un pasto. Una donna aveva sintomi digestivi con iperammonemia post-partum.,
Risultato neurologico
Cinque pazienti con esordio neonatale avevano un QI mediano = 90 (67-91) all’età di 14 mesi, 16 mesi, 26 mesi, 5 anni e 11 anni. Tre dei cinque pazienti sono ancora vivi all’età di 3, 4 e 14 anni. Tra i bambini in età scolare sopravvissuti, tre avevano una scuola normale e due avevano una scuola correttiva a causa di specifiche difficoltà di apprendimento (dislessia, deficit nella funzione esecutiva, deficit di attenzione o iperattività).
Nel gruppo 1 mth-16 y, 20 pazienti tra 2 e 12 anni avevano un QI mediano = 92 (55-103) (abbiamo considerato l’ultimo test per ciascun paziente)., Tra i pazienti 38 in questo gruppo il cui esito dello sviluppo e la scolarizzazione sono stati documentati con precisione, 27 avevano una scolarizzazione normale (71%), 5 non avevano scolarizzazione (13%) a causa di gravi disabilità dello sviluppo neurologico (epilessia grave e ritardo mentale) e 6 avevano una scolarizzazione correttiva (16%). I due pazienti più giovani (2 anni) non erano ancora documentati a causa della loro giovane età ed erano strettamente normali. Il punteggio neurologico medio per questo gruppo è stato 1,28 (n = 38) con 10 pazienti nel gruppo 2, mentre il punteggio neurologico medio nel gruppo neonatale è stato 1,20 (n = 6) con solo 1 paziente nel gruppo 2., Non ci sono state differenze statisticamente significative nei punteggi neurologici tra il gruppo ad esordio neonatale e il gruppo 1 mth-16 y. Non è stata rilevata alcuna correlazione significativa tra il punteggio neurologico e il picco di ammoniaca alla diagnosi o la concentrazione plasmatica di glutammina alla diagnosi (dati non mostrati).
Infine, tra tutti i pazienti adulti al momento dello studio, 7 sono stati diagnosticati durante il periodo neonatale o l’infanzia e 9 sono stati diagnosticati in età adulta., Tutti gli adulti hanno avuto una buona integrazione socio-professionale ed economica e sette hanno avuto figli, tra cui una donna che aveva subito un trapianto di fegato a 6 anni di età.
parametri Biochimici alla diagnosi
La media di picco di ammonemia alla diagnosi era di molto superiore neonatale gruppo, dopo l’esclusione dei pazienti che sono stati diagnosticati antenatally (valore medio = 960 µmol/L e il valore mediano = 925 µmol/L) rispetto al pool di insorgenza tardiva gruppi (valore medio = 500 µmol/L e il valore mediano = 240 µmol/L)., I livelli plasmatici di glutammina alla diagnosi erano correlati con i livelli di ammoniaca ed erano molto più alti nel gruppo neonatale (valori medi e medi = 4110 µmol/L) rispetto ai gruppi ad esordio tardivo (valori medi e medi = 1000 µmol/L) Figura 3. Il grado di deplezione plasmatica della citrullina è stato più marcato di quello dell ‘ arginina plasmatica in tutti i pazienti (dati non mostrati)., La concentrazione plasmatica di citrullina è stata inferiore nel gruppo neonatale (valore mediano = 5 µmol/L e non rilevabile in 8 pazienti) rispetto ai gruppi ad esordio tardivo (valori mediani = 15 µmol/L nei pazienti nel gruppo 1 mese-16 anni e 14 µmol/L nei pazienti nel gruppo superiore a 16 anni). Non c’era alcuna correlazione tra i parametri biochimici alla diagnosi (ammoniaca plasmatica, glutammina e citrullina) e l’esito neurologico nel gruppo 1 m-16 y (Figura 4a)., Pertanto, nei pazienti con la forma ad esordio tardivo (1 mth-16 y), abbiamo tentato di combinare tre biomarcatori rilevanti in un punteggio predittivo facendo regredire i livelli di ammoniaca plasmatica sul rapporto glutammina/citrullina (inteso come un migliore indicatore della risposta della glutammina all’ammoniaca piuttosto che ad altri fattori come il tempo di digiuno). I residui risultanti possono essere razionalizzati come la variazione tra i pazienti di ammonemia rispetto ai livelli di glutammina, con valori più alti che rappresentano una ridotta capacità di incorporare l’ammonemia nella glutammina., I valori per questo punteggio alla diagnosi erano predittivi borderline del QI, con un odds ratio di 3,3 (0,7 -14,5; p = 0,12) e un’area sotto la curva caratteristica operativa del ricevitore del 76% (p< 0,05; Figura 4b).
Confronto dei parametri biochimici alla diagnosi (plasma ammonemia, glutammina plasma e urinario acido orotico) nella neonatale gruppo contro l’insorgenza tardiva di gruppi (1 mese-16 y e >16 y gruppi).,
Iniziale plasma marcatori (plasma ammonemia, glutammina e citrullina) rispetto al gruppo di controllo e cognitive, con esito in 1 mese-16 y gruppo. L’esito cognitivo è stato basato su un QI < 80 o >80, rivelando un’ampia sovrapposizione dei valori tra pazienti con esiti diversi. a: Marcatori individuali mostrati separatamente (in µM)., b: Un punteggio combinato basato sui livelli di ammoniaca, glutammina e citrullina alla diagnosi come predittore borderline del QI nel gruppo 1 mth-16 y (vedi testo).
Abbiamo anche studiato le potenziali correlazioni tra i marcatori plasmatici alla diagnosi e alla sopravvivenza, e non abbiamo trovato differenze nei livelli di ammonemia o glutammina tra i pazienti con una presentazione neonatale che è sopravvissuta meno rispetto a quelli sopravvissuti più di 1 settimana (colonne più a sinistra in Figura 5a e 5b)., Le forme ad esordio tardivo avevano livelli ridotti di glutammina e ammonemia, con livelli potenzialmente moderatamente più alti nel gruppo di pazienti deceduti durante l’adolescenza (Figura 5, barra gialla etichettata come “5-15 y morti” rispetto alle barre blu pallido).
Marcatori biochimici nei diversi gruppi di pazienti con forme cliniche diverse in base all’età alla diagnosi come indicato. a: Ammoniaca del plasma in µM. b: Glutammina plasmatica in µM., I cerchi rossi indicano pazienti di sesso femminile e i cerchi blu sono pazienti di sesso maschile. I codici colore in scatola sono indicazioni approssimative della gravità clinica (blu: moderato; giallo: grave; rosso: precoce grave).
L’escrezione di acido orotico urinario era molto elevata alla diagnosi sia nei neonati che nei pazienti del gruppo 1 mth-16 y, con valori medi di creatinina di circa 500 µmol / mmol., Al contrario, i pazienti adulti hanno mostrato una normale escrezione urinaria di orotato al momento della diagnosi (<6 µmol/mmol creatinina), escludendo un paziente (acido orotico urinario di 200 µmol/mmol creatinina).
In 4 casi, abbiamo misurato il livello di glutammina nel liquido cerebrospinale (CSF) in concomitanza con la glutammina plasmatica., Quattro pazienti (6 mesi, 6 mesi, 4 anni e 19 anni) avevano livelli di glutammina CSF molto elevati (2500-7482 µmol/L) rispetto ai loro livelli plasmatici di glutammina (500-4500 µmol/L) durante scompensi metabolici acuti in cui l’ammonemia era subnormale o moderatamente alta, suggerendo che i sintomi neurologici e l’edema cerebrale erano causati da un aumento della glutammina cerebrale. In un quinto paziente di 40 anni, la glutammina CSF era stata raccolta anche alcuni giorni dopo uno scompenso metabolico verificatosi durante il follow-up (1857 µM), ma in quel momento non era stato raccolto alcun plasma., La figura 6 confronta i 4 casi con determinazioni di glutammina plasma/CSF accoppiate con i campioni accoppiati di altri difetti del ciclo dell’urea e con una coorte ospedaliera di riferimento di 562 campioni di plasma CSF accoppiati di pazienti non UCD. Abbiamo scoperto che il livello di glutammina CSF era sistematicamente molto più alto in OTCD e altri UCD rispetto alla popolazione di riferimento (come riassunto dalle linee di regressione nere rispetto a quelle blu in Figura 6). Pertanto, rispetto alla glutammina plasmatica, la glutammina CSF può rappresentare un marcatore aggiuntivo per la diagnosi di difetti nel ciclo dell’urea., Tuttavia, tra i pazienti con disturbi del ciclo OTCD e urea, la glutammina CSF variava linearmente con la glutammina plasmatica (linea di regressione superiore in Figura 6; r-quadrato = 0,86). Pertanto, la glutammina CSF sembra essere informativa quanto la glutammina plasmatica durante il follow-up. Tuttavia, a causa della piccola dimensione del campione, non possiamo escludere la possibilità che alcuni dei pazienti con UCD possano mostrare livelli normali di glutammina CSF alla presentazione.,
Biplot of CSF (Y-axis) vs plasma (X-axis) glutamine in paired samples from our hospital cohort (bilog transformation). Empty circles are the reference hospital population, and colored circles represent urea cycle disorders as indicated., La linea continua nera è la linea di regressione per il disturbo del ciclo dell’urea, la linea continua blu è la linea di regressione per la popolazione di riferimento (calcolata in base a campioni con livelli di glutammina CSF inferiori a 1000 µM) e la linea tratteggiata è la linea teorica di uguaglianza tra il CSF e il plasma.,
parametri Biochimici di le femmine eterozigoti
In un eterozigote OTCD femminile, che è spesso, ma non sempre identificati tra i parenti dei probandi, abbiamo trovato un ampio spettro di sintomi che vanno dalla proteina di avversione e di diversamente abili, rendendo difficile la distinzione tra pazienti sintomatici e asintomatici portatori. La maggior parte di queste pazienti eterozigoti (circa l ‘ 80% in letteratura) sono apparentemente asintomatiche e presentano un normale workup biochimico (in particolare, ammonemia e glutammina plasmatica)., Nella nostra coorte, tra le femmine portatrici asintomatiche, solo 2/25 avevano un picco anomalo di orotato urinario (>10 µmol/mmol di creatinina) e 7/18 avevano un test di carico proteico positivo con aumento dell’escrezione orotica acida nelle urine e/o alta ammonemia nel plasma. Questi test di carico e il test allopurinolo non vengono utilizzati per la diagnosi di femmine asintomatiche a causa della mancanza di sensibilità e l’analisi genetica è attualmente lo strumento di screening utilizzato per diagnosticare i portatori femminili., Poiché queste femmine portatrici asintomatiche erano sane, non mostravano scompenso durante episodi di stress correlati all’ambiente (febbre, gastroenterite, interventi chirurgici, consegne) e dati biochimici normali in condizioni basali, non è stato proposto alcun trattamento. Tuttavia, è stato fornito un certificato di emergenza per gestire eventuali sintomi correlati a situazioni di stress metabolico acuto.
Follow-up biochimico e terapeutico
Per quanto riguarda il follow-up biochimico a lungo termine, i livelli di ammoniaca erano normali in assenza di episodi di scompenso (<50 µmol / L)., Abbiamo analizzato glutammina plasmatica e acido orotico urinario indipendentemente da scompensi metabolici acuti per ogni paziente con un follow-up tra 3 e 14 anni dopo la diagnosi. I valori medi e mediani della glutammina sono stati di circa 800 µmol / L (548-1123) per tutti i pazienti. Le misurazioni dell’acido orotico urinario hanno rivelato una vasta gamma di variabilità inter – e intra-individuale, con valori medi e medi di 20,6 µmol/mmol (2,5-115) e 10 µmol/mmol di creatinina, rispettivamente. Inoltre, i livelli plasmatici di glutammina e acido orotico non erano correlati nello stesso paziente.,
Per quanto riguarda la gestione a lungo termine, i pazienti sopravvissuti nel gruppo ad esordio neonatale dopo il periodo neonatale sono stati trattati con una dieta a basso contenuto proteico (in media 1 g di proteine/kg / die ad un anno di età per 8 pazienti, tre anni di età per 4 pazienti e sei anni di età per 4 pazienti). Tre pazienti hanno richiesto l’alimentazione enterale nasogastrica. Nel gruppo 1 mth-16 y, l’assunzione totale media di proteine è stata di 1,3 g di proteine/kg/die a un anno e poi diminuita a 1,1 g di proteine/kg/die a tre anni e 0,9 g di proteine/kg/die a sei anni., L’alimentazione nasogastrica enterale è stata richiesta per 10 pazienti (20%) a causa di anoressia (8/10) e di sequele neurologiche con disturbo da deglutizione (2/10). Per i pazienti > 16 anni, una dieta a basso contenuto proteico non è stata sistematicamente implementata (cioè, il 75% dei pazienti); la dieta era moderata con restrizione proteica spontanea a ca. da 35 a 50 g di proteine al giorno.,
La supplementazione di arginina è stata somministrata senza citrullina nel 42% dei pazienti neonatali e nel 30% dei gruppi ad esordio tardivo, citrullina da sola in nessuno dei pazienti neonatali e nel 28% dei gruppi ad esordio tardivo e sia arginina che citrullina nel 70% dei pazienti neonatali e nel 23% dei gruppi ad esordio tardivo. Arginina e citrullina sono state combinate con gli spazzini dell’ammoniaca sodio benzoato orale solo per il 50% dei pazienti nel gruppo neonatale e il 38% dei pazienti nei gruppi ad esordio tardivo; il fenilbutirrato di sodio non è mai stato usato da solo nei gruppi ad esordio tardivo e solo nel 10% dei pazienti neonatali., Questi trattamenti sono stati utilizzati in associazione nel 40% dei pazienti nel gruppo neonatale e nel 23% dei pazienti nel gruppo 1 mth-16 y (non nei pazienti >16 y).
Tra i pazienti con la forma neonatale della malattia, due ragazzi e una ragazza sono stati sottoposti a trapianto di fegato a tre anni e mezzo di età, ma sono morti durante il periodo postoperatorio immediato a causa di complicanze chirurgiche (rigetto acuto del trapianto, complicanze vascolari e tossicità acuta di tacrolimus)., Nel gruppo ad esordio tardivo, due ragazze sono state sottoposte a trapianto di fegato ortotopico da un donatore cadaverico a tre anni e mezzo e sei anni. Le indicazioni per il trapianto di fegato erano episodi acuti ricorrenti di scompenso iperammonemico nonostante un trattamento dietetico e terapeutico aggressivo. Coloro che sono sopravvissuti oltre il periodo postoperatorio sono vivi all’età di 19 e 25 anni alla fine dello studio.
Tra i pazienti adulti, solo una donna era incinta. La consegna è stata assistita dal medico (benzoato di sodio per via endovenosa, arginina, glucosio e lipidi) senza complicazioni., Sua figlia, un neonato affetto, è ora trattata nell’unità.
Attività OTC e analisi delle mutazioni
La diagnosi è stata confermata dalla misurazione dell’attività enzimatica OTC epatica (16 pazienti) o digestiva (21 pazienti) e/o dall’analisi delle mutazioni (68 pazienti esaminati). L ‘attività dell’ enzima OTC non era rilevabile nel gruppo ad esordio neonatale (8 pazienti). Nei gruppi ad esordio tardivo, 29 biopsie (13 biopsie epatiche e 16 biopsie intestinali) hanno rivelato un valore medio di attività residua dell’enzima OTC dell ‘ 11% (2-25%)., La diagnosi molecolare mediante sequenziamento diretto dei dieci esoni ha identificato una mutazione deleteria in 60/68 pazienti (88%), con 43 diverse mutazioni (Tabella 3). Nel gruppo neonatale, il 63% (14/22) delle mutazioni erano sostituzioni a base singola, mentre le restanti mutazioni erano delezioni complete (18%, 4/22) o mutazioni che interessavano i siti di splicing del consenso (18%, 4/22). Non sono state osservate mutazioni prevalenti in questo gruppo., Nelle forme ad esordio tardivo, le sostituzioni a base singola erano anche le più frequenti (73%, 27/37) e le restanti mutazioni erano grandi e piccole delezioni (19%, 7/37) e mutazioni del sito di giunzione (8%, 3/37). Una mutazione è stata descritta in precedenza per conferire un tipo di presentazione ad esordio tardivo: c. 119 G> A (sostituzione singola base: pArg40His in esone 2 o R40H). Questa mutazione era ricorrente ed è stata rilevata nel 13% del gruppo 1 mth-16 y (4/30) e nel 57% del gruppo >16 y (4/7). Pertanto, le mutazioni nei gruppi neonatali e tardivi erano distinte.,
Metà delle mutazioni sono state ereditate nei maschi nel gruppo neonatale e nel gruppo 1 mth-16 y. Nelle femmine, le mutazioni sono state ereditate nel 60% del gruppo neonatale e nel 24% del gruppo 1 mth-16 y. In tutti i pazienti, 1/3 mutazioni erano de novo e 2/3 mutazioni erano mutazioni ereditarie X-linked senza differenze tra i gruppi.