Approccio Diagnostico delle Emoglobinopatie

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1 VII Congresso Nazionale S.I.T.E. IL FUTURO DELLE EMOGLOBINOPATIE Brindisi (Mesagne), settembre 2012 Approccio Diagnostico delle Emoglobinopatie A. Giambona UOC di Ematologia per le Malattie Rare del Sangue e degli Organi Ematopoietici Direttore Prof. Aurelio Maggio Si ringrazia per il sostegno alla Ricerca U. O. C. Ematologia II A. O.OR Villa Sofia Cervello Laboratorio di Riferimento Regionale per lo Screening e la Diagnosi Prenatale di Talassemia ed Emoglobinopatie Responsabile Dr. Antonino Giambona

2 EMOGLOBINOPATIE EREDITARIE MICROCITEMIA o TALASSEMIA 1) mancanza o riduzione della sintesi della catena globinica corrispondente. 2) alterazione della sequenza aminoacidica con produzione di catene globiniche altamente instabili e/o bassa affinità per le altre catene. sbilancio del normale rapporto biosintetico α/β. EMOGLOBINE VARIANTI 1) Sintesi di una quantità normale della corrispondente catena globinica. 2) Alterazzione della sequenza aminoacidica. alterazione della normale attività fisiologica della proteina prodotta

3 Le emoglobinopatie rappresentano le uniche patologie a trasmissione ereditaria in cui è possibile identificare il portatore sano con test ematologici (screening di primo livello) piuttosto che con l analisi molecolare. FENOTIPO GENOTIPO

4 Portatori β-thal 6-8% Portatori α-thal 6-8% Portatori δ-thal 2.5% Portatori HbS 1% Portatori varianti 1% 4 4

5 Classificazione Fenotipica delle emoglobinopatie Fenotipi Tipici Sono presenti i parametri tipici del portatore sano di α, β talassemia o variante emoglobinica. Fenotipi Atipici Mancano di uno o più parametri presenti nel fenotipo del portatore sano di α, β talassemia o variante emoglobinica.

6 Alpha-Talassemia Classificazione fenotipica Geni funzionali Fenotipo ematologico Dato emoglobinico α + Thal quasi normale Normalo α o Thal alterato Normale HbH (β 4 ) desease alterato Presenza di Hb H Hidrope fetale con Hb Bart (γ 4 ) Condizione non compatibile con la vita

7 α + RBC HB HCT MCV MCH MCHC RDW HbA % % % % α -3.7 /αα α -4.2 /αα α NcoI α/αα αα α HphI α/αα αα α ο/+ RBC HB HCT MCV MCH MCHC RDW HbA % % α RBC HB HCT MCV MCH MCHC RDW HbA % % % -(AC)α 3.7 II /αα αα α S.A. α/αα αα αα -- MED/αα /αα -- CAL/αα αα αα

8 ALPHA-GLOBIN GENE MUTATIONS IN THE SICILIAN POPULATION Deletion Point α thal mutations α globin Variants α 3.7 /αα α NcoI α/αα α Oxford α/αα Cd 15 α (AC)3.7II /αα αα NcoI /αα α Agrinio α/αα Cd 29 α 4.2 /αα αα IVS I nt 115 /αα αα Iwate /αα Cd 87 α HphI α/αα α Ins A Cd59-60 α/αα α SunPraire α/αα Cd 130 α 20.5 /αα αα Fr(-C) Cd 109 /αα α Setif α/αα Cd 94 α Cal /αα α SaudiArabia α/αα αα Charolles /αα Cd 103 α SEA /αα α Contaldo α/αα Cd 103 α FIL /αα αα Bernalda α/αα Cd 119 α Μed /αα αα Utrecht /αα Cd 129 ααα 3.7 /αα α Policorο α/αα Cd 124 ααα 4.2 /αα αα S.G.Jato /αα Cd 31 αα Reading /αα Cd 48 αα NEW /αα Cd 49 / Cd72 / Cd 81 / Cd 83 α NEW α/αα Cd 51 α J-Norfolk α/αα Cd 57 α Truiden α/αα Cd 68 α StanleyvilleII α/αα Cd 78 α Etobicoke α/αα Cd 84 α CS α/αα Cd 142 α Icaria α/αα Cd 142 α SouthernItaly α/αα Cd 26+Cd130

9 Microcitemia (MCV ed MCH ridotti) Incremento della quota di HbA 2 Fenotipo tipico del trait β-talassemico β Nessuna sintesi di catene β-globiniche Marcata microcitosi (MCV < 65 fl) Valore elevato di HbA 2 (>5.0%) β + Modestissima sintesi di catene β-globiniche Marcata microcitosi (MCV < fl) Valore elevato di HbA 2 (>5.0%) β ++ (mild) Discreta sintesi di catene β-globiniche Modesta microcitosi (MCV fl) HbA 2 borderline o modestamente aumentata ( %) o molto elevata (>5.0%) β +++ (silenti) Buona sintesi di catene β-globiniche Lieve microcitosi o normocitosi (MCV fl) HbA 2 borderline o modestamente aumentata ( %) β Talassemia: nella maggior parte dei casi l analisi di primo livello permette di definire lo stato di portatore sano.

10 A. Giambona et al. / Blood Cells, Molecules, and Diseases 46 (2011)

11 A. Giambona et al. / Blood Cells, Molecules, and Diseases 46 (2011)

12 Fenotipi Complessi -1- HbA 2 borderline con normocitosi o microcitosi -2- Microcitosi con valori di HbA 2 ed HbF normali. -3- Microcitosi con valore molto alto di HbA 2-4- HbF aumentata

14 (1) Fenotipi complessi : HbA 2 borderline con normocitosi o microcitosi Valori di MCV ed MCH normali o ridotti ( 80±10 fl, 25±5 pg)) Valore di HbA 2 borderline o poco superiore alla norma (3.6% ± 0.4) Cause: o Mutazioni silenti del gene β globinico o Presenza dell assetto del triplo α o Varianti β globina o Co-eredità tra β mutazioni e δ mutazioni o Co-eredità tra β mutazioni ed α mutazioni o Altro: Ipertiroidismo Uso di farmaci retrovirali anti-hiv (AZT) Dosaggio del valore dell HbA 2

15 L HbA 2 borderline non è un evento raro e dovrebbe essere indagato in maniera approfondita soprattutto in presenza di microcitemia più o meno marcata e se il partner è un soggetto portatore sano di β talassemia.

16 16

17 mutazioni Hb A 2 MCH MCV (C G) (C T) CAP+1 (A C) IVSI-6 (T C) Poly A (A G) Poly A (T C) Poly A (-AT) Poly A (-AA)

18 β Talassemia α Talassemia δ Τalassemia RIDUZIONE di HbA 2 18

19 Interazione mutazioni Beta ed Delta β α δ = MCV, MCH HbA 2

20 δ+β RBC 6.01 HB 12.2 HCT 37.1 MCV 61.8 MCH 20.2 MCHC 32.7 RDW 14.3 A 2 3.5% F 1.3% % 0.6% % 0.5% % 2.6% β Cd30 /β β Cd30 /β β Cd39 /β β Cd39 /β δ Cd27 /δ HbA 2 Yialousa δ Cd27 /δ HbA 2 Yialousa

21 δ+β + RBC 5.81 HB 12.1 HCT 37.0 MCV 64.0 MCH 20.9 MCHC 32.8 RDW 14.8 A 2 4.8% F <0.5% % 0.9% % 0.0% % 0.5% β IVSI nt110 /β β IVSI nt 110 /β δ Cd27 /δ HbA 2 Yialousa

22 RBC 5.81 HB 12.1 HCT 37.0 MCV 64.0 MCH 20.9 MCHC 32.8 RDW 14.8 A 2 4.8% F <0.5% Sw = % <0.5% 2.7% β IVSI nt110 /β δ Cd16 /δ HbA 2 o HbB 2

23 INTERAZIONE TRA ALLELI BETA ED ALFA TALASSEMICI β α Riiduzione dello sbilancio tra le catene α/β MCV = HbA 2

24 RBC 5.27 HB 11.9 HCT 37.6 MCV 71.3 MCH 22.5 MCHC 31.6 RDW 14.0 A 2 4.1% F 0.9% % 0.7% = % 0.9% = % 1.9% % 1.5% β IVSI nt 6 /β β IVSI nt 6 /β β IVSI nt 6 /β β -101 /β β -92 /β α 3.7 /αα α HpHI α/αα

25 Considerazione Nel caso di co-eredità tra mutazioni del gene β-globinico e del gene α globinico il livello di HbA 2 rimane elevato entro il range del portatore sano di β-talassemia. La co-eredità tra mutazioni del gene β-globinico e dei geni α globinici determina un effetto sugli indici eritrocitari. Nel caso di α mutazioni ( α/ α, /αα) l effetto è significativo tanto da potere normalizzare MCV ed MCH. Nel caso di mutazioni α + in eterozigosi tale effetto sarà meno evidente.

27 (2) Fenotipi complessi: Microcitosi con HbA 2 ed HbF normali Valori di MCV ed MCH ridotti (< 80 fl, e < 26 pg) HbA 2 3.2%, HbF 2% Cause: α thalassemia (2 geni α mutati) α +/ thalassemia (1 solo gene α mutato) α + thalassemia (1 solo gene α mutato) β mutazioni in eterozigosi con δ mutazioni in omozigosi o doppia eterozigosi (2 alleli δ mutati) Varianti emoglobiniche Sideropenia Età

28 δ+β ++ RBC 5.27 HB 11.9 HCT 37.6 MCV 71.3 MCH 22.5 MCHC 31.6 RDW 14.0 A 2 4.1% F 0.9% % 0.0% % 0.5% % 0.5% β IVSI nt 6 /β β IVSI nt 6 /β α NcoI α/αα δ Cd27 /δ HbA 2 Yialousa

29 RBC 5.81 HB 12.1 HCT 37.0 MCV 64.0 MCH 20.9 MCHC 32.8 RDW 14.8 A 2 4.8% F <0.5% % 1.0% % <0.5% β IVSI nt110 /β β IVSI nt110 /β δ Cd142 /δ HbA 2 Fitrzoy α /αα

31 (3) Fenotipi atipici: Microcitosi con valore di HbA 2 molto elevato Valori di MCV ed MCH ridotti (< 80 fl, e < 26 pg) HbA 2 > 6.0% Cause: o Hb Lepore o Varianti emoglobiniche : Hb E (Cd 26 Glu Lys) o Delezioni del β cluster

32 Raccomandazione: Attenta valutazione quadro emoglobinico ed ematologico Hb MCV 70.0 HbA % HbF % Hb MCV 75.0 HbA % HbF % Hb MCV HbA % HbF % Hb-Lepore Hb-E del. 1393

34 (4) Fenotipi complessi: HbF aumentata HbA 2 normale, HbF aumentata (2% - 30%) Forme più comuni sono: δβ talassemia ( MCV ed MCH ridotti con distribuzione eterocellulare dell HbF) HPFH (MCV ed MCH normali con distribuzione pancellulare dell HbF)

35 HPFH da non delezione Sono conosciute circa 130 mutazioni puntiformi dei geni γ globinici Circa 20 colpiscono il promotore dei geni γ globinici producendo l aumento dell HbF

36 Flow Chart per lo screening delle talassemie MCV fl <80* <80* <80* HbA 2 % < 2 2-3,2 3,4 < 2 2-3,3 3,4 δ thal carrier Normale β Thal o ααα/αα carrier α thal con δ thal carrier α thal o β + δ thal carrier β Thal carrier Analisi molecolare Analisi molecolare Analisi molecolare * Senza deficienza di ferro 36