Van gen naar ziekte; van het RET-gen naar multipele endocriene neoplasie type 2A en 2B, sporadisch en familiair medullair schildkliercarcinoom, ziekte van Hirschsprung en papillair schildkliercarcinoom

Klinische praktijk
R.M.W. Hofstra
R.B. van der Luijt
C.J.M. Lips
Citeer dit artikel als
Ned Tijdschr Geneeskd. 2001;145:2217-21
Abstract
Download PDF

Inleiding

Zie ook het artikel op bl. 2234.

de ziekten

Medullair schildkliercarcinoom

Ongeveer 75 van alle gevallen van medullair schildkliercarcinoom betreft de sporadische, dat wil zeggen niet-erfelijke vorm. De resterende 25 is wel erfelijk. De meerderheid van de erfelijke medullaire schildkliercarcinomen maakt deel uit van de kankersyndromen multipele endocriene neoplasie (MEN) type 2A en type 2B. Deze syndromen worden gekarakteriseerd door tumoren, goed- of kwaadaardig, in diverse endocriene klieren.

MEN2A wordt gekarakteriseerd door het vóórkomen van medullair schildkliercarcinoom bij vrijwel alle patiënten, feochromocytoom bij ongeveer de helft van de patiënten en hyperplasie of adenomen van de bijschildklieren bij ongeveer 10.

MEN2B kenmerkt zich eveneens door het optreden van medullair schildkliercarcinoom en feochromocytoom, maar hyperplasie of adenomen van de bijschildklieren komen zelden voor. Tevens zijn er ganglioneuromen in het maag-darmkanaal aanwezig, meestal al zichtbaar op de tong en op het wangslijmvlies. Vaak bestaat er een megacolon, waardoor hardnekkige obstipatie reeds op jonge leeftijd een ernstige klacht kan zijn. Uiterlijk kenmerkend voor MEN2B is de gelaatsuitdrukking, waarbij verdikking van de lippen en ptosis van de bovenste oogleden opvallen. MEN2B-patiënten kunnen een habitus hebben die gelijkenis vertoont met die van patiënten met het Marfan-syndroom, maar kunnen bovendien holvoeten, een versterkte kyfose en proximale spierzwakte van de extremiteiten hebben.

In sommige families komt alleen familiair medullair schildkliercarcinoom voor en is het ziektebeloop gunstig in vergelijking met dat bij MEN2A of MEN2B. In dergelijke families wordt bij een percentueel klein aantal patiënten met medullair schildkliercarcinoom of MEN2A tevens de ziekte van Hirschsprung aangetroffen.1

Elders in dit tijdschrift wordt nader ingegaan op de klinische aspecten van erfelijk medullair schildkliercarcinoom.2

Ziekte van Hirschsprung

De ziekte van Hirschsprung is een aangeboren aandoening die gekenmerkt wordt door afwezigheid van ganglia in het distale gedeelte van het maag-darmkanaal, dat wil zeggen het colon, sigmoïd of rectum. Het gevolg is ernstige obstipatie, die al gedurende de eerste weken van het leven ontstaat en waarbij een megacolon met een vernauwing van het distale segment aanwezig is.

Papillair schildkliercarcinoom

Dit is de meest voorkomende vorm van schildkliercarcinoom (75 van alle schildkliertumoren) en heeft van alle vormen de beste prognose. Papillair schildkliercarcinoom ontstaat in de epitheliale cellen van de schildklierfollikels, terwijl medullair schildkliercarcinoom in de parafolliculaire C-cellen ontstaat. Personen die blootgesteld werden aan ioniserende straling (zoals bij de ramp in Tsjernobyl) hebben een verhoogde kans om papillair schildkliercarcinoom te krijgen.

het gen

Zowel MEN2A, MEN2B, familiair medullair schildkliercarcinoom als de ziekte van Hirschsprung wordt veroorzaakt door kiembaanmutaties in het RET-proto-oncogen (figuur 1). Het RET-gen werd in 1985 geïdentificeerd en is gelegen op chromosoom 10, vlakbij het centromeer (10q11.2). Het gen is ongeveer 55.000 basenparen groot en bevat 20 exonen; het laatste exon kent drie verschillende (splice)vormen. Het RET-gen codeert voor een eiwit, RET (figuur 2), dat door de celmembraan heen steekt en fungeert als een receptor voor verschillende boodschappermoleculen (zogenaamde ‘liganden’). Na binding van een ligand met een coreceptor vindt dimerisatie van twee RET-moleculen plaats, gevolgd door fosforylering van intracellulaire substraatmoleculen en daardoor een veranderde celactiviteit.

De relatie tussen mutaties in het RET-gen en het MEN2A-syndroom werd in 1993 ontdekt.4 5 Bij MEN2A worden (vrijwel) alle kiembaanmutaties gevonden in de RET-exonen 10 en 11 en deze resulteren op eiwitniveau in het vervangen van een cysteïneaminozuur door een ander aminozuur. Door een dergelijke mutatie van het RET-proto-oncogen vinden dimerisatie en activatie van het RET-eiwit plaats zonder dat hier een ligand voor nodig is (zie figuur 2).

Van alle MEN2B-mutaties wordt 95 gevonden in exon 16 van het RET-gen, op eiwitniveau resulterend in de substitutie van een methionineaminozuur door een threonine.6 Door deze mutatie vindt er zonder interactie met een ligand of dimerisatie een intensieve fosforylering van het intracellulaire tyrosinekinasegedeelte plaats.

In de families met alleen familiair medullair schildkliercarcinoom worden dezelfde mutaties gevonden als in MEN2A, maar ook mutaties in de exonen 13, 14 en 15. Al deze mutaties hebben een specifieke lokalisatie in het gen en resulteren in het (constant) activeren van het mutante RET-eiwit zonder dat hiervoor binding van een ligand is vereist (voor een recent overzicht zie Hansford en Mulligan)3.

In 40 van de gevallen van sporadisch medullair schildkliercarcinoom worden somatische mutaties van het RET-gen gevonden.

Bij ongeveer 30 van de gevallen van papillair schildkliercarcinoom wordt tumorspecifieke, somatische herrangschikking van het RET-gen aangetroffen, resulterend in de vorming van een zogenoemd chimaera-gen. Hierbij wordt het RET-gen als het ware gefuseerd met een ander gen, hetgeen leidt tot stimulatie van de fosforyleringsactiviteit.

Bij de ziekte van Hirschsprung zijn, in tegenstelling tot bij MEN2A, MEN2B en familiair medullair schildkliercarcinoom, de mutaties niet specifiek gelokaliseerd: ze worden gevonden in alle exonen van het RET-gen en kunnen verschillend van aard zijn: truncerende mutaties, ‘missense’-mutaties, deleties et cetera (zie figuur 1). De mutaties bij de ziekte van Hirschsprung zorgen voor een verminderde of afwezige functie van het mutante RET-eiwit. RET-mutaties worden aangetoond in ongeveer 40 van de families met de ziekte van Hirschsprung en in 10 van de sporadische gevallen.7 In tegenstelling tot de MEN2-syndromen en het familiair medullair schildkliercarcinoom is de ziekte van Hirschsprung genetisch heterogeen: behalve mutaties in het RET-gen kunnen hierbij ook mutaties in andere genen aangetoond worden.8 Bij de ziekte van Hirschsprung is er waarschijnlijk tevens polygene overerving:9 de ziekte kan het gevolg zijn van een combinatie van mutaties in verschillende genen (waaronder RET).

het eiwit

Zoals eerder vermeld, codeert het RET-gen voor een tyrosinekinasereceptor (zie figuur 2). Tyrosinekinasereceptoren zijn membraangebonden eiwitten die geactiveerd worden door binding van specifieke liganden. Door de activatie van het tyrosinekinase treedt autofosforylatie van de receptor op, gevolgd door tyrosinefosforylering van andere (membraan)eiwitten.

Het RET-receptoreiwit wordt geactiveerd doordat een eiwitcomplex wordt gevormd, bestaande uit het RET-eiwit, een oplosbaar ligand en een membraangebonden coreceptor. Er zijn inmiddels vier liganden en evenzoveel coreceptoren bekend die met RET in een multi-eiwitcomplex kunnen voorkomen. De liganden zijn leden van de ‘glial cell-line-derived neurotrophic factor’(GDNF)-familie van neurotrofe peptiden, te weten GDNF, neurturine, persefine en artemine. De coreceptoren behoren tot de GDNF-receptor-?(GFR?)-eiwitfamilie, bestaande uit GFR?-1 tot en met GFR?-4. Het RET-eiwit is de constante factor in de verschillende eiwitcomplexen.3 Vorming van het multi-eiwitcomplex gaat gepaard met dimerisatie en autofosforylatie van het RET-eiwit, waarna de tyrosinekinasesignaaltransductieroute geactiveerd wordt, en uiteindelijk differentiatie, migratie of celdeling plaatsvindt.

de cel

Het RET-eiwit wordt gemaakt in specifieke cellen, alle behorende tot de zogenaamde neurale lijst. Uit bepaalde neurale-lijstcellen ontwikkelen zich onder meer de intramurale ganglia, het bijniermerg en de C-cellen van de schildklier. In deze cellen worden hoge concentraties van het RET-eiwit aangetroffen. Ook muizen waarin het Ret-gen (het muizenhomoloog van het humane RET) is uitgeschakeld, laten zien dat dit gen een belangrijke rol speelt in de ontwikkeling van de neurale lijst en specifiek in de migratie van ganglioncellen naar de nieren en het uiteinde van de dikke darm. Er is dus een duidelijke correlatie tussen het expressiepatroon van het RET-gen enerzijds en anderzijds de organen waar ontwikkelingsstoornissen (de ziekte van Hirschsprung) of tumorvorming (MEN2 en familiair medullair schildkliercarcinoom) optreden ten gevolge van RET-mutaties.

de populatie

In Nederland zijn ongeveer 40 families bekend met MEN2A of familiair medullair schildkliercarcinoom, waarbij een kiembaanmutatie in het RET-gen is aangetoond. Voor MEN2B bedraagt dit aantal momenteel 10. Bij 25 patiënten met de ziekte van Hirschsprung zijn RET-kiembaanmutaties gevonden.

De kans op een kind met de ziekte van Hirschsprung is ongeveer 1 op 5000. Ouderparen die eerder een kind met de ziekte van Hirschsprung kregen, hebben een herhalingskans op het krijgen van een kind met de ziekte van Hirschsprung die ligt tussen de 0,6 en 18. Deze kans wordt geschat op grond van empirische gegevens, die afhankelijk blijken van het geslacht van het aangedane kind en de lengte van het aganglionaire darmsegment.8

diagnostiek en therapie

Aan medullair schildkliercarcinoom gerelateerde ziektebeelden

Klinische verschijnselen van de MEN2-syndromen kunnen door middel van biochemisch onderzoek reeds in een vroeg stadium worden vastgesteld: C-celhyperplasie, het voorloperstadium van medullair schildkliercarcinoom, kan aangetoond worden door middel van de bepaling van in bloed circulerend calcitonine (pentagastrine- of calciumstimulatietest), een eiwithormoon dat specifiek door de C-cellen wordt geproduceerd. Feochromocytoom kan worden gediagnosticeerd met de bepaling van catecholaminen in het bloed of de urine en in beeld worden gebracht met MRI. Problemen bij deze tests vormen de belasting voor de patiënt, alsmede fout-positieve en -negatieve uitslagen. Totale thyreoïdectomie is de belangrijkste behandeling bij MEN2. Dra(a)g(st)ers van een MEN2-specifieke RET-mutatie kunnen een keuze maken tussen periodieke (halfjaarlijkse) intensieve biochemische screening of profylactische thyreoïdectomie. De standaardbehandeling van feochromocytoom is adrenalectomie. Het beleid ten aanzien van periodiek klinisch onderzoek en operatieve therapie bij bewezen gendra(a)g(st)erschap is sterk afhankelijk van de specifieke mutatie in het RET-gen (tabel 1 en 2). De kans op het krijgen van medullair schildkliercarcinoom bij dragers van RET-kiembaanmutaties bedraagt vrijwel 100.10

DNA-diagnostiek voor MEN2A, MEN2B en familiair medullair schildkliercarcinoom wordt in Nederland verricht te Utrecht (Divisie Medische Genetica van het Universitair Medisch Centrum). Het mutatieonderzoek bij MEN2A en familiair medullair schildkliercarcinoom bestaat uit een directe bepaling van de basenvolgorde (‘sequencing’) van de RET-exonen 10, 11, 13, 14 en 15, terwijl bij MEN2B de exonen 13 tot en met 16 worden onderzocht. Bij al de nu onderzochte Nederlandse MEN2A-families is een mutatie in het RET-gen aangetoond, terwijl de recente uitbreiding van het RET-onderzoek geleid heeft tot een verdere toename van het aantal families met mutatiepositieve MEN2B en familiair medullair schildkliercarcinoom. Bij 30-40 van de patiënten met sporadisch medullair schildkliercarcinoom kan een erfelijke aanleg worden uitgesloten door middel van het aantonen van een somatische (verworven) RET-mutatie in tumormateriaal (M918T of A883F: een mutatie waardoor het 918e aminozuur in het eiwit niet methionine is, maar threonine, of waardoor op de 883e plaats alanine is vervangen door fenylalanine). In tabel 3 zijn de criteria voor DNA-diagnostiek bij medullair schildkliercarcinoom weergegeven.

De ziekte van Hirschsprung

De klinische diagnose wordt bepaald met behulp van röntgenonderzoek, anorectale manometrie en pathologisch onderzoek van een zuigbiopt van het rectumslijmvlies. Diagnostiek voor de ziekte van Hirschsprung op DNA-niveau wordt in Groningen uitgevoerd. Deze bestaat uit het zoeken naar mutaties in alle exonen van het RET-gen. Naast de families met de ziekte van Hirschsprung zijn er ook families met MEN2A of familiair medullair schildkliercarcinoom bekend waarin patiënten voorkomen die zowel de ziekte van Hirschsprung als medullair schildkliercarcinoom hebben. Bij dergelijke families/patiënten worden specifieke RET-mutaties gevonden, alle gelegen in exon 10 (codon 609, 618 en 620). Wij denken dat deze specifieke mutaties beide ziektebeelden kunnen verklaren. Complicatie hierbij is dat er ook patiënten met de ziekte van Hirschsprung zijn met dergelijke mutaties die (nog) geen MEN2 hebben ontwikkeld of die geen familiehistorie van MEN2 hebben. De algemene gedachte is dat deze patiënten een met MEN2-patiënten vergelijkbaar risico hebben op het krijgen van MEN2-gerelateerde tumoren.1

Literatuur
  1. Sijmons RH, Hofstra RMW, Wijburg FA, Links TP, ZwierstraRP, Vermey A, et al. Oncological implications of RET gene mutations inHirschsprung's disease. Gut 1998;43:542-7.

  2. Jansen M, Jansen-Schillhorn van Veen JM, Vroom ThM,Vroonhoven ThJMV van, Lips CJM. Een knobbeltje in de hals: 4 patiëntenmet een medullair schildkliercarcinoom.Ned Tijdschr Geneeskd2001;145:2234-41.

  3. Hansford JR, Mulligan LM. Multiple endocrine neoplasiatype 2 and RET: from neoplasia to neurogenesis. J Med Genet2000;37:817-27.

  4. Mulligan LM, Kwok JB, Healey CS, Elsdon MJ, Eng C, GardnerE, et al. Germ-line mutations of the RET proto-oncogene in multiple endocrineneoplasia type 2A. Nature 1993;363:458-60.

  5. Donis-Keller H, Dou S, Chi D, Carlson KM, Toshima K,Lairmore TC, et al. Mutations in the RET proto-oncogene are associated withMEN 2A and FMTC. Hum Mol Genet 1993;2:851-6.

  6. Hofstra RM, Landsvater RM, Ceccherini I, Stulp RP,Stelwagen T, Luo Y, et al. A mutation in the RET proto-oncogene associatedwith multiple endocrine neoplasia type 2B and sporadic medullary thyroidcarcinoma. Nature 1994;367:375-6.

  7. Hofstra RMW, Wu Y, Stulp RP, Elfferich P, Osinga J, MaasSM, et al. RET and GDNF gene scanning in Hirschsprung patients using two dualdenaturing gel systems. Hum Mutat 2000;15:418-29.

  8. Maas SM, Brooks AS, Hennekam RCM, Heydendael VMR, WijburgFA, Hofstra RMW. Genen en genetica bij de ziekte van Hirschsprung.Ned Tijdschr Geneeskd1999;143:1352-6.

  9. Bolk S, Pelet A, Hofstra RMW, Angrist M, Salomon R,Croaker D, et al. A human model for multigenic inheritance. Proc Natl AcadSci USA 2000;97:268-73.

  10. Lips CJM, Landsvater RM, Höppener JWM, Geerdink RA,Blijham GH, Jansen-Schillhorn van Veen JM, et al. Clinical screening ascompared with DNA analysis in families with multiple endocrine neoplasia type2A. N Engl J Med 1994;331:828-35.

Auteursinformatie

Rijksuniversiteit, Disciplinegroep Medische Genetica, Groningen.

Dr.R.M.W.Hofstra, moleculair geneticus.

Universitair Medisch Centrum, Postbus 85.500, 3508 GA Utrecht.

Divisie Medische Genetica: dr.R.B.van der Luijt, moleculair geneticus.

Divisie Interne Geneeskunde en Endocrinologie: prof.dr.C.J.M.Lips, internist-endocrinoloog.

Contact prof.dr.C.J.M.Lips (c.j.m.lips@digd.azu.nl)

Gerelateerde artikelen

Reacties