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Fallbericht
Eine 44 Jahre alte Frau begann im Januar 2009 mit der Einnahme von L-TRP (1500 mg täglich) gegen Schlaflosigkeit. Sie hatte sich 2007 wegen Fettleibigkeit einer Duodenal-Switch-Operation zur Gewichtsreduktion unterzogen und in den darauffolgenden 12 Monaten 140 Pfund Gewicht verloren. Sie konsumierte L-TRP, das unter dem Markennamen „Uber Rest“ von Heartland Products vertrieben wird und das sie in einer Apotheke in Chicago gekauft hatte. Zusätzlich zu L-TRP nahm sie auch L-Carnitin, Flachsöl und Alpha-Liponsäure, aber keine Medikamente ein. Innerhalb von drei Wochen nach Beginn der Einnahme von L-TRP entwickelte sie Schwellungen in den oberen und unteren Extremitäten, gefolgt von schwerer Myalgie und Schwäche. In den folgenden vier Wochen stellte sie eine fortschreitende Hautverhärtung an den oberen und unteren Extremitäten fest, wobei die Finger und Zehen verschont blieben. Bei der körperlichen Untersuchung im August 2009 fiel eine holzige Induration an den Unterarmen und Beinen auf (Abb. 1A). Die Palpation der proximalen Extremitäten provozierte Myalgien. Der manuelle Muskeltest ergab eine Kraft des Medical Research Council von Grad 4/5 in den proximalen Muskeln der oberen und unteren Extremitäten mit normaler distaler Kraft. Hirnnerven-, Sensibilitäts- und Reflexuntersuchungen waren normal.
A. Hautverhärtungen und Ödeme am linken Arm sind zu sehen und waren auch an beiden oberen und unteren Extremitäten mit tastbar verdickter Faszie vorhanden. B. Axiale Magnetresonanztomographie STIR-Sequenzbilder des Oberschenkels zeigten eine hohe Signalintensität in der Faszie, die die vorderen und hinteren Kompartmentmuskeln umgibt (Pfeile). C. Hochauflösende Computertomographie des Brustkorbs zeigt Schliffveränderungen und Luftraumtrübung in der linken Lunge (Pfeil).
Die Laboruntersuchung zeigte eine erhöhte Anzahl weißer Blutkörperchen (WBC) mit 24 % Eosinophilen (absolute Anzahl 1600 Zellen/mm3). Die Aldolase im Serum war leicht erhöht, die Kreatinkinase (CK) war jedoch normal. Die Ergebnisse der folgenden Tests waren negativ oder normal: anti-nukleäre, anti-doppelsträngige DNA, anti-neutrophile zytoplasmatische, Anti-Ro, Anti-La, Anti-Scl-70 und Anti-CCP-Antikörper, Rheumafaktor, Erythrozyten-Senkungsgeschwindigkeit, Serum-Immunofixierung, Schilddrüsen-stimulierendes Hormon und Albumin. Nervenleitfähigkeitsstudien (NCS) zeigten normale motorische und sensorische Reaktionen in den oberen und unteren Extremitäten. Die Elektromyographie (EMG) der proximalen Muskeln zeigte Hinweise in Form von kleinen Amplituden, kurzer Dauer, polyphasischen motorischen Einheitspotentialen mit früher Rekrutierung, die das Vorhandensein eines myopathischen Prozesses unterstützen. Die Magnetresonanztomographie (MRT) der Oberschenkel zeigte Muskel- und Faszienödeme (Abb. 1B). Die hochauflösende Computertomographie (HRCT) des Brustkorbs zeigte eine Mattglaseintrübung in der linken Lunge (Abb. 1C). Biopsien der Haut, der Faszie des Vastus lateralis und des Muskels, die vor Beginn der Immuntherapie entnommen wurden, zeigten histopathologische Veränderungen, die für EMS charakteristisch sind (Abb. 2). Immunfärbungen mit Antikörpern gegen die eosinophilen Degranulationsprodukte Major Basic Protein (MBP) und Eosinophil-derived Neurotoxin (EDN) waren stark positiv (Abb. 2 H,I). Die HLA-DR-Typisierung ergab, dass der Patient das HLA-DRB1*04-Allel hatte, ein Risikofaktor unter L-TRP-Anwendern für die Entwicklung von EMS (OR 3,9, 95% CI 1,1-16,4), und das Fehlen eines der berichteten schützenden HLA-Allele.12
Haut- (A) und Muskelbiopsiepräparate (B – I), gefärbt mit Hämatoxylin und Eosin (A – F), Gomori-Trichrom (G) und Antikörpern gegen eosinophiles Neurotoxin (EDN) (H) und Major Basic Protein (MBP) (I). A. Hautfibrose mit dermaler Kollagenansammlung und eosinophiler Infiltration (Pfeil). B. Faszien- und Muskelpräparat zeigt dichte Fibrose der epidermalen Faszie (dunkler Pfeil) und atrophische Muskelfaszikel (weißer Pfeil). C. Bei stärkerer Vergrößerung sind verstreute nekrotische Fasern zu erkennen (Pfeil). D – G. Entzündliches Infiltrat (Pfeile) im perimysialen Bindegewebe (D), endomysialen Bindegewebe (E), um den intramuskulären Nerv (F) und um die intramuskulären Blutgefäße (G). Eosinophile wurden nur selten nachgewiesen. H, I. Immunofluoreszenz-Analyse. EDN- (H) und MBP-Färbung (I) im perimysialen und endomysialen Bindegewebe sowie um intramuskuläre Blutgefäße und Nerven (nicht gezeigt).
Obwohl das vor dem Auftreten der Symptome konsumierte L-TRP nicht mehr verfügbar war, wurden mehrere zeitgleiche Proben aus derselben Charge einer Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) mit Massenspektrometrie unterzogen.13 In keiner der Proben wurden Verunreinigungen mit mehr als 10 ppm nachgewiesen. Insbesondere wurden das hydroxylierte Tryptophanderivat Peak C (EBT), Peak E (PAA), 2-(2-Hydroxyindolin)-Trp-Peak FF oder 2-(3-Indolyl)-L-Tryptophan nicht nachgewiesen (Daten nicht gezeigt).
Mit informierter Zustimmung des Institutional Review Board der Northwestern University wurde eine einzelne 3 mm große Stanzbiopsie der Haut aus dem klinisch betroffenen Unterarm für die Microarray-Analyse entnommen. Zum Zeitpunkt der Biopsie nahm der Patient Prednison (50 mg/d) und Mycophenolat Mofetil (1000 mg/bid) ein. Die Hautbiopsie wurde in einem Qiagen TissueLyser homogenisiert und die Gesamt-RNA wurde mit RNeasy für Fibrose-Gewebe-Kits mit Automatisierung im Qiagen QIAcube isoliert. Markierte RNA aus der läsionalen Haut wurde kompetitiv auf Agilent Oligonukleotid-Microarrays mit 44.000 Elementen hybridisiert, die 33.000 bekannte und neue menschliche Gene repräsentieren.14 Die Proben wurden in dreifacher Ausführung durchgeführt und mit drei unabhängigen anatomischen Stellen und altersgleichen gesunden weiblichen Kontroll-Hautbiopsien verglichen. Die Rohdaten der Microarrays wurden im Gene Expression Omnibus des National Center for Biotechnology Information hinterlegt (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo); Zugangsnummer: GSE26934. Gene, die zwischen den gesunden Kontrollen und den EMS-Hautbiopsien differenziell exprimiert wurden, wurden mittels Signifikanzanalyse von Microarrays (SAM) identifiziert. Ein Vergleich der Genexpression in der EMS-Hautbiopsie mit der der Kontrollen (Abb. 3) identifizierte 343 Gene, deren Expression signifikant variierte (SAM, Falschentdeckungsrate ≤ 0,64 %). Zu den Genen, die eine erhöhte Expression in der EMS-Biopsie aufwiesen, gehörten mehrere Kollagene (Kollagen V, Kollagen VI, Kollagen VIII, Kollagen XII), extrazelluläre Matrixmoleküle (Fibronektin, Tenascin C, COMP1, Elastin, Lumican und Cyr 61), Lysyloxidase, PAI-1, Thrombospondin, Cadherin 11, TIMP-1 und mehrere Integrine und Cadherin sowie Gene, die in die TGF-ß-, IL-4- und IL-13-Signalgebung involviert sind.15
Die Genexpression wurde in einer EMS-Hautbiopsie in dreifacher Ausführung und in drei unabhängigen, nach Geschlecht, Alter und anatomischer Lage angepassten normalen Kontroll-Hautbiopsien gemessen. Alle Proben wurden aus dem linken Unterarm entnommen. 343 differentiell exprimierte Gene wurden mittels Signifikanzanalyse von Microarrays (FDR = 0,64%) ausgewählt. Ausgewählte Gene sind gekennzeichnet und die im Text diskutierten sind fett gedruckt. Die vollständige Abbildung mit allen Gennamen ist als ergänzende Abbildung S3 verfügbar.
Um festzustellen, ob die TGF-β-, IL-4- und IL-13-Signalwege, die jeweils in die Fibrose involviert sind, in der EMS-Hautbiopsie signifikant unterschiedlich reguliert wurden, wurde eine Gene Set Enrichment Analysis mit experimentell definierten Gensätzen durchgeführt.15 Alle gemessenen Gene wurden nach ihrer Korrelation zu einer idealisierten Unterscheidung zwischen dem gesunden Phänotyp und dem EMS-Phänotyp gereiht (Supplemental Figs. S1A und S2A). Anschließend verglichen wir die Listen der gerankten Pathway-Gene mit denen der zufällig ausgewählten Gene (ergänzende Abb. S1B und S2B). Jeder Pfad erhielt einen Enrichment Score (ES), der die statistische Signifikanz der differentiellen Expression misst. Um festzustellen, ob ein signifikanter Zusammenhang mit dem Krankheitsphänotyp besteht, wurde ein p-Wert für den ES berechnet, indem die Array-Labels permutiert wurden und der ES neu berechnet wurde (ergänzende Abbildung S1C und S2C). Um die FDR abzuschätzen, verglichen wir die ES des experimentell ermittelten Pfads mit derjenigen, die mit zufällig ausgewählten Gen-Subsets der gleichen Größe gefunden wurde (Supplemental Figure S1D und S2D). Dies bewertet, wie wahrscheinlich es ist, dass wir eine ES finden, die mit der wahren ES vergleichbar ist, wenn der Pfad tatsächlich keinen Zusammenhang mit der Krankheit hat. Sowohl der TGF-β- (ES 0,3729) als auch der IL-4-Weg (ES 0,2428) waren signifikant hochreguliert mit p-Werten und FDRs <0,001. Der IL-13-Signalweg (ES 0,2370) war ebenfalls erhöht, mit einem niedrigen FDR (0,0032), aber hohem p-Wert (p-Wert = 0,125). Dies deutet darauf hin, dass der IL-13-Signalweg zwar Hinweise auf eine Hochregulierung zeigte, aber möglicherweise nicht für den Unterschied zwischen EMS-Haut und gesunder Kontrollhaut verantwortlich ist.
Obwohl die Behandlung mit Prednison und Mycophenolat zu einer bescheidenen Verbesserung der proximalen Muskelkraft und der Myalgie zusammen mit einer prompten Auflösung der Eosinophilie des peripheren Blutes und der auf CT-Scans zu sehenden Schliffbildtrübungen führte, schritten die Hautverhärtung und die Neuropathie fort. Eine erneute NCS ergab reduzierte oder fehlende sensorische und motorische Reaktionsamplituden, die mit einer neuen längenabhängigen axonalen sensomotorischen Polyneuropathie vereinbar sind, die die oberen und unteren Extremitäten betrifft. Die zusätzliche Gabe von Methotrexat (20 mg wöchentlich für 5 Monate), gefolgt von täglichen Injektionen von Anakinra für 3 Monate, führte zu keiner weiteren Verbesserung der Myalgie, Neuropathie oder Hautverhärtung.