IL DEFICIT DI PIRUVATO CHINASI

ERITROCITARIA (PKD)

1° PATIENT’S DAY

Wilma Barcellini

Aspetti clinici

Milano, 16 maggio 2015

MIDOLLO OSSEO:

la “fabbrica” del

sangue

Il midollo osseo produce ogni giorno:

175 miliardi di Globuli Rossi,

70 miliardi di Globuli Bianchi (Leucociti)

140 miliardi di Piastrine

MIDOLLO OSSEO

MILZA

120 giorni

~ 500 Km

Situazione normale : produzione = distruzione

MIDOLLO OSSEO

MILZA

120 giorni

~ 500 Km

Anemia

Leucopenia

Piastrinopenia

Diminuita produzione

MIDOLLO OSSEO

MILZA

120 giorni

~ 500 Km

Aumentata distruzione

di globuli rossi

Emolisi extravascolare

Emolisi maggiore delle

capacità di compenso del

midollo = Anemia emolitica

MIDOLLO OSSEO

MILZA

120 giorni

~ 500 Km

Emolisi intravascolare

Aumentata distruzione

di globuli rossi

Indicatori di emolisi

Aumento di reticolociti

Aumento di bilirubina indiretta

Diminuzione di aptoglobina

Aumento di LDH

Emoglobinemia /emoglobinuria

Emolisi

extravascolare

(milza, fegato,

SRE)

Emolisi

intravascolare

Massima velocità di distruzione dei GR

Extravascolare (Milza/fegato)

0.25 ml GR/kg/hr

paziente di 70 kg = 17.5 ml GR/hr

= 420 ml GR/24hr

Intravascolare (circolo)

200 ml GR in 1 hr

Indicatori di emolisi

Emolisi cronica

Emolisi congenita

Emolisi acuta

Emolisi acquisita

Aumento di reticolociti

Aumento di bilirubina indiretta

Diminuzione di aptoglobina

Splenomegalia

Calcolosi colecistica

Aumento di ferritinemia

Aumento di LDH

Emoglobinemia

Emoglobinuria

Anemia sintomatica

Anemie emolitiche

Emolisi da causa estrinseca

Immuno-mediato

da autoanticorpi “caldi” e “freddi”

emoglobinuria parossistica a frigore

immunizzazione materno-fetale

reazioni trasfusionali

Da insulto vascolare protesi valvolari cardiache, stenosi aortica severa,

malformazioni arterovenose (emangioteliomi)

DIC, TTP, HUS, eclampsia,

poliarterite, ipertensione maligna, rigetto di trapianto

rickettsiosi

Da insulto meccanico (emoglobinuria da marcia)

Da insulto termico (ustioni estese)

Da infezioni (malaria, sepsi da clostridium, babesia, bartonella)

Da veleni (serpenti, ragni, farmaci, intossicazione acuta da rame,

Wilson diseas)

Emolisi da causa intrinseca

Da difetto della membrana del globulo rosso

struttura del citoscheletro (sferocitosi, ellissocitosi, etc.)

GPI-protein anchors (emoglobinuria parossistica notturna)

permeabilità cationica (stomatocitosi)

Da difetto dell’emoglobina contenuta nel globulo rosso

emoglobine instabili

emoglobina S, C, D

talassemie

Da difetto del “macchinario” enzimatico del globulo rosso

shunt esoso-monofosfato

glicolisi anaerobia

metabolismo acidi nucleici

ISS, ottobre 2008

Flow-chart diagnostica delle anemie emolitiche congenite

Anemia emolitica

(ridotta Hb, aumento reticolociti, bilirubina indiretta, LDH, riduzione aptoglobina

Morfologia dei globuli rossi

Normale o aspecifica anormale

Crisi

emolitiche

periodiche

Anemia

emolitica

cronica

Enzimopatie

dello shunt-PP

Difetto

G6PD

Sintomi extra-ematologici si no

Difetti di

membrana

Enzimopatie

della glicolisi

Difetto di

PFK GPI Aldolase TPI PGK b5R P5´N

10%

• Il più comune difetto ereditario della via enzimatica glicolitica del

globulo rosso

• Distribuzione nel mondo: circa 500 casi descritti

• Prevalenza = 1:20.000 nella popolazione bianca

• Presentazione clinica: anemia emolitica da lieve a severa

• Ereditarietà: autosomica recessiva

DEFICIT DI PIRUVATO KINASI (PK)

DEFICIT DI PIRUVATO CHINASI ERITROCITARIA (PKD)

ZUCCHERO

ENERGIA

PKD

Blood, 2000

La storia della PKD inizia molto lontano…

Effects of sulphydryl compounds on abnormal red cell pyruvate kinase.

Br J Haematol. 1976 Zanella A, Rebulla P, Giovanetti AM, Curzio M, Pescarmona GP, Sirchia G.

Erythrocyte pyruvate kinase deficiency: 11 new cases.

Br J Haematol. 1988 Zanella A1, Colombo MB, Miniero R, Perroni L, Meloni T, Sirchia G.

Caratteristiche cliniche di 61 pazienti con PKD

Consanguineità

Anemia

Ittero

Ittero neonatale

Splenomegalia

Splenectomia

Colecistectomia

Crisi aplastiche

Trasfusioni

Ex-sanguino trasfusione

Chelazione

BJH, 2005

Compensata Lieve Moderata Severa Molto severa Hb 10-12 g/dL 8-10 g/dL < 8 g/dL

PKD: entità dell’anemia

L’anemia e l’emolisi sono estremamente variabili

L’anemia tende a migliorare con l’età

Vi sono esacerbazioni dovute alle infezioni, gravidanza, etc.

In genere l’anemia è ben tollerata (2,3 DPG)

Parametri ematologici di 61 pazienti con PKD

•Mediana Hb= 9.8 g/dL

•Mediana Reticolociti = 166x109/L

La storia continua…. 2013 90 pazienti da 80 famiglie, 43M, 47F

61 Italiani, 29 da altri paesi

88/90

55/71

34/90

54/82

34/79

62/87

17/67

27/83

0 20 40 60 80 100

anemia

splenomegaly

splenectomy

neonatal jaundice

extx

transfusions

colecystectomy

chelation

Anemia

Splenomegalia

Splenectomia

Ittero neonatale

Ex- sanguino trasf

Trasfusioni

colecistectomia

Chelazione

98%

77%

38%

66%

45%

71%

25%

32%

90%

81%

29%

59%

45%

71%

25%

27%

Precedenti dati

del 2005

0-18 anni2%

69%

14%

15%

severa

moderata

lieve

compensata

18-65 anni3%

39%

39%

19%

severa

moderata

lieve

compensata

Anemia severa (Hb<8 g/dL)

Anemia moderata (8 Hb 8-10 g/dL)

Anemia lieve (Hb>10 g/dL)

Compensata

Età mediana alla diagnosi 7 anni, range 0-65

La storia continua…. 2013

Categorization of Clinical Severity in Pyruvate Kinase Deficiency (PKD)

in an International, Observational Cohort

Grace RG1, Barcellini W2, Eber S3, Kunz J4, Despotovic J5 , Thompson AA6 , Morton H7,

Glader B8, Yaish H9, Knoll C10, Rothman J11, Newburger P12, Nottage K13, Weng H14,

Guo D1, London WB1, Neufeld EJ1.

1 Dana-Farber Boston Children’s Cancer and Blood Disorder Center, Boston, MA 2 Fondazione IRCCS Ca' Granda, Ospedale Maggiore Policlinico, Milan, Italy 3 Schwerpunktpraxis für Pädiatrische Hämatologie- Onkologie, Munich, Germany 4 Zentrum für Kunder-und Jugendmedizin, Heidelberg, Germany 6 Ann & Robert H. Lurie Children’s Hospital of Chicago, Chicago, IL

European Hematology Association, Vienna giugno 2015

105 pazienti in 13 Centri dell’Europa e USA

La storia continua ancora…. 2015

Severita clinica nei gruppi

considerati

Gruppo 1

Mai regolarmente

trasfusi o trasfusi

occasionalmente

Gruppo 2

Regolarmente

trasfusi prima della

splenectomia

Anemia meno grave

(Hb >8.7 g/dl)

Group 3

Regolarmente

trasfusi prima della

splenectomia

Anemia più grave

(Hb ≤8.7 g/dl)

Gruppo 4

Regolarmente

trasfusi dopo

splenectomia

n 24 16 19 6

Età all’arruolamento (anni)

Mediana (range)

18.9

(1.7-69.9)

24.5

(3.1-44.4)

19.2

(4.5-49.2)

13.0

(7.9-27.9)

Età alla diagnosi (anni)

Mediana (range)

1.8

(0-60.3)

0

(0-5.4)

0.4

(0-35.1)

2.6

(0-13.8)

Hb (g/dl)

Mediana (range)

10.1

(6.4-14.2)

9.3

(8.8-10.9)

8.0

(6.2-8.6)

8.1

(6.7-9.2)

% reticolociti

Mediana (range)

9.6

(1.6-82.9)

30.9

(8.2-61.0)

36.2

(5.4-61.2)

21.4

(2.4-27.7)

La severità dell’anemia si associa ad un esordio in età inferiore (p=0.04)

La reticolocitosi è presente in modo più spiccato nelle forme gravi, e già splenectomizzate.

Circa 50% Amish

Severita clinica nei gruppi

considerati

Gruppo 1

Mai regolarmente

trasfusi o trasfusi

occasionalmente

Gruppo 2

Regolarmente

trasfusi prima della

splenectomia

Anemia meno grave

(Hb >8.7 g/dl)

Group 3

Regolarmente

trasfusi prima della

splenectomia

Anemia più grave

(Hb ≤8.7 g/dl)

Gruppo 4

Regolarmente

trasfusi dopo

splenectomia

n 24 16 19 6

Colecistectomia

(%)

7/24

(29%)

6/16

(38%)

14/19

(74%)

3/6

(50%)

Chelazione

(%)

1/23

(4%)

3/16

(19%)

9/18

(50%)

3/6

(50%)

Ferritina (mg/ml)

Mediana (range)

403

(48-2623)

625

(327-3106)

642

(324-2134)

1696

(308-5630)

LIC (mg/g DW)

(mediana, range)

7.5

(4.9-8.0)

5.8

(2.0-10.0)

8.7

(3.0-11.8)

46.0

(n=1)

• Nel gruppo 1, il 42% è stato splenectomizzato

• tutti I pazienti del gruppo 2, 3 e 4 erano splenectomizzati

• C’è un trend di aumento della ferritina (p=0.03), del LIC (p=0.04), della terapia ferrochelante

(p<0.01) e della colecistectomia (p=0.01) con la maggiore severità della malattia

• Tuttavia alcuni pazienti del gruppo 1 hanno sviluppato sovraccarico marziale pur in assenza

di regolari trasfusioni.

The Clinical Features and Treatment of Iron Overload in Pyruvate Kinase

Deficiency (PKD): Data from the PKD Natural History Study (NHS) Morton DH1, Knoll C2, Rothman JA3, Glader B4, Neufeld EJ5, Barcellini W6, Eber S7, Yaish HM8, Despotovic JM9, Thompson AA10, Newburger PE11, Nottage K12, Wang H13, Kunz, J14, Guo D5, London WB5, Conner K1, Merica E15, Grace RG5 1 Clinic for Special Children, Lancaster, PA; Lancaster General Hospital, Lancaster, PA 2 Phoenix Children’s Hospital, Phoenix, AZ 3 Duke University Medical Center, Durham, NC 4 Lucile Packard Children’s Hospital, Stanford University, Palo Alto, CA 5 Dana-Farber Boston Children’s Cancer and Blood Disorder Center, Boston, MA 6 Fondazione IRCCS Ca' Granda, Ospedale Maggiore Policlinico, Milan, Italy 7 Schwerpunktpraxis für Pädiatrische Hämatologie- Onkologie, Munich, Germany 8 Primary Children’s Hospital, University of Utah, Salt Lake City, UT\ 9 Texas Children’s Hematology Center, Baylor College of Medicine, Houston, TX 10 Ann & Robert H. Lurie Children’s Hospital of Chicago, Chicago, IL 11 UMass Memorial Children’s Medical Center, Worcester, MA 12 St. Jude Children’s Research Hospital, Memphis, TN 13 DDC Clinic for Special Needs Children, Middlefield, OH 14 Zentrum für Kunder-und Jugendmedizin, Heidelberg, Germany 15 Agios Pharmaceuticals, Inc, Cambridge, MA

European Hematology Association,

Vienna giugno 2015

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

0 1 2 3 4

log

10

(L

IC)

log10 (Ferritin)

• I valori di ferritina correlano con LIC (liver iron concentration) (p<0.0001, Figura);

• Nei pazienti trasfusi solo occasionalmente (9 casi), 7 avevano un LIC >4 mg/g dry weight

(DW).

• 21 non-Amish (20%) erano in terapia ferrochelante , iniziata ad una età mediana 11.4

anni (range 1-44 anni).

• All’inizio della terapia ferrochelante la mediana della ferritina era 1131 ng/ml (range 182-

5630) e della LIC 8.3 mg/g DW liver (4.3-46)

• Anemia emolitica di grado variabile, cronica +/-

• riacutizzazioni (più frequenti nell'infanzia, in occasione di fatti infettivi, o nell’adulto

durante la gravidanza) e

• più raramente crisi aplastiche (spesso associati a infezioni da parvovirus B19).

• L’anemia può essere così sfumata da venire occasionalmente rilevate in età adulta, ed in

altri tanto grave da richiedere multiple trasfusioni alla nascita.

• L’anemia tende a migliorare con l’età ed è generalmente ben tollerata (2, 3 DPG)

• Il numero di reticolociti e' costantemente aumentato, in particolare se il paziente e' stato

splenectomizzato.

• Costante e' il riscontro di iperbilirubinemia indiretta e ridotti livelli di aptoglobina.

• L'Ittero neonatale patologico è riferito in circa il 20% dei pazienti, e non e' rara la necessità

di supporto trasfusionale continuativo, soprattutto nell'età infantile.

• Splenomegalia nell’80% dei casi

• Calcolosi colecisitca frequente, con colecistectomia (25% dei casi)

• Sovraccarico di ferro frequente, con chelazione (30% dei casi), presente anche nei

pazienti non trasfusi, con emolisi vivace.

Conclusioni, take-home messages

Grazie dell’attenzione!

Pyruvate Kinase

Deficiency Natural History

Study (PKD NHS)

United States, Arizona

Phoenix Children's Hospital

Phoenix, Arizona, United States, 85006

Contact: Erica Olson, RN 602-933-0171

eolson1@phoenixchildrens.com

Principal Investigator: Christine Knoll, MD

United States, California

Stanford University

Palo Alto, California, United States, 94305

Contact: Michelle Williams, CRA 650-725-4708

Principal Investigator: Bertil Glader, MD

United States, Illinois

Lurie Children's Hospital

Chicago, Illinois, United States, 60611

Contact: Jaclyn Janoski, BS, MS,CCRP 312-227-9372

Principal Investigator: Alexis Thompson, MD

United States, Massachusetts

Boston Children's Hospital

Boston, Massachusetts, United States, 02115 Contact: Jill

Falcone, BS 617-919-2145

Principal Investigator: Rachael F Grace, MD, MMS

University of Massachusetts Medical CenterContact: Danielle

Pinchette, CRA 508-856-3077

Principal Investigator: Peter Newburger, MD

United States, North Carolina

Duke University Medical Center

Durham, North Carolina, United States, 27710

Contact: Hai Huang, MD 919-613-4676

Principal Investigator: Jennifer Rothman, MD

United States, Ohio

DDC Clinic for Special Needs Children

Middlefield, Ohio, United States, 44062

Contact: Valerie Sency, RN 440-632-1668

Principal Investigator: Heng Wang, MD

United States, Pennsylvania

Central Pennsylvania Clinic

Strasburg, Pennsylvania, United States, 17579

Contact: Paul Morton 413-512-1316

Principal Investigator: D. Holmes Morton, MD

United States, Tennessee

St. Jude Children's Research Hospital Recruiting

Memphis, Tennessee, United States, 38105 Contact: Kristen

Hildebrand, CCRP 901-595-5973

Principal Investigator: Kerri Nottage, MD

United States, Texas

Baylor College of Medicine

Houston, Texas, United States, 77030

Contact: Sheryl Nelson 832-824-1502

Principal Investigator: Jenny Despotovic, MD

Germany

UniversitätsKlinikum Heidelberg, Zentrum für Kinder- und

Jugendmedizin Klinik Kinderheilkunde III

Heidelberg, Germany, 69120

Principal Investigator: Joachim Kunz, MD

Klinikum der Universität München, Center for Pediatric

Hematology/Hemostaseology

Munich, Germany, 80337

Contact 08-97140975

Principal Investigator: Stefan Eber, MD

Italy

Fondazione IRCCS Ca' Granda Ospedale Maggiore Policlini

Milan, Italy, 20122

Contact: Eleonora Ferretti 02-55033469

Principal Investigator: Wilma Barcellini, MD

10 Centri USA

2 Germania

1 Italia

Pyruvate Kinase Deficiency Natural History Study (PKD NHS)

Consenso informato

Visita medica, anamnesi familiare e fisiologica (gravidanza o partenità), anamnesi patologica

esami ematochimici, (emocromo, indici di emolisi, stato ferro, funz epatica, Gilbert, emocromatosi)

Indagini virologiche

Attività enzimatica e mutazioni PK

Ecografia (addome, cuore), RMN T2*

Trasfusioni, terapia ferrochelante, splenectomia, colecistectomia, complicanze (infezioni)

Questionario QoL

37 pagine di notizie cliniche

e di dati di laboratorio

10 pagine questionario QoL

La storia continuerà nei prossimi anni…

Pyruvate Kinase Deficiency Natural History Study (PKD NHS)

Ad oggi ha già raggiunto 150 pazienti arruolati (arruolamento previsto

all’inizio dello studio, circa 2 anni fa) ed è quindi stato ampliato

l’arruolamento internazionale a 250 pazienti da parte del Centro

Coordinatore (Boston Children Hospital)

Verranno eseguite visite di follow-up annuale (previste per 3 anni) nei

pazienti arruolati

Sono in fase di approvazione dalle autorità regolatorie (EMA, ect) e dei

Comitati Etici gli studi con il nuovo farmaco

Linee-guida per la diagnosi e la terapia della PKD

• Identificare criteri diagnostici “robusti” al primo sospetto clinico

storia familiare,anemia emolitica cronica non sferocitica, ittero, iperferritinemia, splenomegalia,

calcolosi colecistica

• Identificare test diagnostici sensibili e specifici di I livello

emocromo e indici di emolisi, ecografia addominale

• Identificare test diagnostici sensibili e specifici di II livello

Attività enzimatica

biologia molecolare

escludere concomitanti difetti

• Timing appropriato per eseguire le indagini e per il follow-up

• Indicazioni alla splenectomia

• Indicazioni alla terapia ferrochelante

• Prevenzione delle complicanze