anemie emolitiche anemie da difetto di membrana anemie da difetto enzimatico

ANEMIA CUT- OFFS A. Men 1. Age 12-14 years: <12.5 g/dl (CDC) 3. Age >17 years: <13 g/dl (WHO) or <13.5 g/dl (CDC) B. Women (Non-pregnant, non-lactating) 1. Age 12-14 years: <11.8 g/dl 2. Age 15-17 years: <12.0 g/dl 3. Age >17 years: <12 g/dl (WHO and CDC) C. Women in Pregnancy (CDC Guidelines <5th percentile) 1. First Trimester: <11.0 g/dl 2. Second Trimester: <10.5 g/dl 3. Third Trimester: <11.0 g/dl D. Children (CDC Guidelines <5th percentile) 1. Age 1-2 years: <11.0 g/dl 2. Age 2-5 years: <11.1 g/dl 3. Age 5-8 years: <11.5 g/dl 4. Age 8-11 years: <11.9 g/dl

sanguinamento (acuto/cronico) anemia sanguinamento (acuto/cronico) iporigenerativa aumentata distruzione (emolitica) progenitori eritroidi (anemia aplastica, CDA, PRCA) sintesi Hb (carenza Fe, talassemia) sintesi di DNA (carenza B12, ac folico) anemia da disordine cronico infiltrazione midollare (mieloftisi) anemia sideroblastica difetto intrinseco difetto estrinseco AEA agenti fisici o chimici infezioni farmaci ipersplenismo difetti di membrana difetti enzimatici porfirie emoglobinopatie PNH

aumentata distruzione (emolitica) difetti di membrana difetti enzimatici porfirie emoglobinopatie PNH difetto intrinseco difetto estrinseco aumentata distruzione (emolitica) AEA agenti fisici o chimici infezioni farmaci ipersplenismo

anemia da aumentata distruzione di RBC reticolociti alti/normali

Anemia emolitica: aumentata distruzione di RBC nel sangue periferico assenza di eritropoiesi inefficace a livello midollare iperplasia eritroide a livello midollare emolisi normale

Midollo normocellulare (rapporto L:E alto) Iperplasia eritroide (rapporto L:E basso)

Iperplasia eritroide in anemia emolitica

emolisi intravascolare ed extravascolare

emolisi intravascolare Anemia emolitica: aumentata distruzione a livello periferico dei RBC per: emolisi intravascolare emolisi extravascolare INTRAVASCOLARE EXTRAVASCOLARE -------------------------------------------------------------------- striscio periferico schistociti sferociti aptoglobina assente/bassa normale/lieve riduzione emoglobina urine ++ assente emosiderina urine ++ assente Coombs diretto negativo positivo LDH aumentata aumentata bilirubina indiretta aumentata aumentata

Sintomi clinici e di laboratorio secondari all’anemia Secondari allo stato emolitico (ittero) splenomegalia Laboratorio Ridotta sopravvivenza eritrocitaria (Cr51) Tests di Coombs diretti positivo per Ig e per C3 (forme gravi)  reticolociti, bilirubina indiretta, LDH  aptoglobina  escrezione bilinogeni urinari e fecali Sferociti, poichilociti, lieve macrocitosi, policromasia Talora eritroblasti in circolo Iperplasia eritroide nel midollo osseo

ittero cutaneo ittero sclerale

emolisi extravascolare - splenomegalia

sferocitosi target cells cellule falciformi schistociti

emoglobinuria (emolisi intravascolare) microscopica macroscopica

Emosiderinuria: colorazione di sedimento urinario con Blu di Prussia

Emosiderinuria: colorazione di sedimento urinario con Blu di Prussia

aumentata distruzione (emolitica) difetto intrinseco difetto estrinseco AEA agenti fisici o chimici infezioni farmaci ipersplenismo difetti di membrana difetti enzimatici porfirie emoglobinopatie PNH aumentata distruzione (emolitica)

normale membrana dei RBC: actin actin ankyrin ankyrin

anemia emolitica da difetto intrinseco di membrana

milza

SPHEROCYTOSIS, HEREDITARY; HS INHERITANCE : Autosomal dominant (1:5000) ABDOMEN : [Liver] Jaundice [Biliary tract] Gallstones [Spleen] Splenomegaly HEMATOLOGY : Spherocytosis Hemolytic anemia Reticulocytosis

SPHEROCYTOSIS, HEREDITARY; HS LABORATORY ABNORMALITIES : Increased reticulocyte count Hyperbilirubinemia Increased osmotic fragility Negative direct antiglobulin (Coombs) test Elevated MCHC MOLECULAR BASIS : Caused by mutations in the ankyrin 1 gene Caused by mutations in the spectrin beta-1 gene Caused by mutations in the erythrocytic protein 4.2 gene Caused by mutations in the red cell membrane band 3 gene

aumento fragilita’ osmotica

Classificazione clinica della sferocitosi ereditaria portatore lieve moderata moderata grave Hbs grave Hb normale 11-15 8-12 6-8 < 6 reticolociti 1-3 3-8 + 8 > 10 > 10 bilirubina 0-1 1-2 + 2 2-3 > 3 spectrina 100 80-100 50-80 40-80 20-50 sferocit. assente lieve presente presente presente fragilita’ normale normale/     osmotica

ERYTHROCYTE MEMBRANE PROTEIN BAND 4.1; EPB41 Inheritance : Autosomal dominant (3-5 :10,000) Heme : Elliptocytosis Mild hemolysis Anemia, severe in homozygotes Aplastic crisis Skin : Jaundice Chronic leg ulcers GI : Splenomegaly Gallstones Misc : Severe anemia compensated by splenectomy

Lab : Abnormal erythrocyte sodium transport Defective/absent red cell membrane cytoskeletal protein 4.1 Red blood cell fragments Normal osmotic fragility

aumentata distruzione (emolitica) difetto intrinseco difetto estrinseco AEA agenti fisici o chimici infezioni farmaci ipersplenismo difetti di membrana difetti enzimatici porfirie emoglobinopatie PNH aumentata distruzione (emolitica)

Il globulo rosso necessita di una fonte di energia per: 1) mantenere il ferro dell’Hb in forma ridotta (Fe++); 2) mantenere alti livelli di K+ e bassi di livelli di Ca++ intracitoplasmatici 3) mantenere ridotti i gruppi sulfidrilici di Hb, enzimi e membrana 4) mantenere forma biconcava Fonte di energia = glucosio 1) il globulo rosso maturo non ha piu’ ciclo di Krebs glicolisi anaerobia --> ATP, 2-3DPG, NADH glicolisi ossidativa --> via dei pentoso fosfati --> NADPH

glucosio acido lattico glicolisi anaerobia glicolisi ossidativa NADPH NADH riduzione metemoglobina glutatione 2-3DPG attivita’ anti-ossidante modulazione affinita’ Hb ossigeno ATP acido lattico metabolismo

crisi emolitiche emolisi cronica

anemie emolitiche da deficit enzimatici: anemia emolitiche non-sferocitiche da difetto della G6PD da difetto della PK (97% delle forme non da G6PD) autosomiche recessive eccetto G6PD (X-linked)

anemia emolitica da carenza di glucosio-6-fosfato deidrogenasi (G6PD)

GLUCOSE-6-PHOSPHATE DEHYDROGENASE; G6PD (I) X-linked (10% world population) High frequency in Africans, Mediterraneans and Asians maschi emizigoti e femmine omozigoti espressione variabile in femmine eterozigoti (inattivazione casuale cromosoma X) protezione nei confronti della malaria Class 1: Enzyme deficiency with chronic nonspherocytic hemolytic anemia Class 2: Severe enzyme deficiency (less than 10%) Class 3: Moderate to mild enzyme deficiency (10-60%) Class 4: Very mild or no enzyme deficiency (60%) Class 5: Increased enzyme activity

GLUCOSE-6-PHOSPHATE DEHYDROGENASE; G6PD (II) Skin : Jaundice GI : Splenomegaly Cholelithiasis Cholecystitis Heme: Congenital nonspherocytic hemolytic anemia Episodic hemolytic anemia Normocytic anemia Normochromic anemia Favism Primaquine sensitivity Drug-sensitive hemolytic anemias Lab : Glucose-6-phosphate dehydrogenase (g6pd) deficiency Normal osmotic fragility

anemia emolitica da carenza di piruvato kinasi (PK)

PYRUVATE KINASE DEFICIENCY, PK Skin : Jaundice GI : Splenomegaly Cholelithiasis Cholecystitis Heme : Hemolytic anemia Normocytic anemia Normochromic anemia Persistent thrombocytosis Vascular: Carotid artery thromboses Lab: PK-1 deficiency Normal osmotic fragility Inheritance: Autosomal recessive with multiple alleles

diminuisce aumenta

aumentata distruzione (emolitica) difetto intrinseco difetto estrinseco AEA agenti fisici o chimici infezioni farmaci ipersplenismo difetti di membrana difetti enzimatici porfirie emoglobinopatie PNH aumentata distruzione (emolitica)

sintesi dell’eme nei precursori di globuli rossi mitocondrio citoplasma membrana

aumentata distruzione (emolitica) difetto intrinseco difetto estrinseco AEA agenti fisici o chimici infezioni farmaci ipersplenismo difetti di membrana difetti enzimatici porfirie emoglobinopatie PNH aumentata distruzione (emolitica)

Anemia cellule falciformi (I) I. Epidemiology: Sickle Cell Trait (A/S) Incidence A. Americans of African Descent: 1 in 12 B. Also Seen in Greeks, Italians, Turks, Saudi Arabians II. Pathophysiology A.Normal Hemoglobin A replaced by Hemoglobin S (Hb S) B.Substitution of Valine for glutamic acid 1.Occurs at the 6th position of the beta-chain III.Types A.Sickle Cell Trait (A/S) 1.No Anemia 2.Hemoglobin S represents 25-40% of their Hemoglobin 3.Under normal circumstances, RBCs do not hemolyze B.Sickle Cell Anemia (S/S) 1.Initially infant's RBCs mainly contain fetal Hb F 2.Within months the abnormal Hb S replaces the Hb F

madre padre figlio neonato figlia 7 anni Emoglobine principali A A, M, alcune Hb instabili F F S S, D, G, Lepore C C, E, A2, O Arab

variabilita’ del quadro clinico = variabile quantita’ di HbS

Test di solubilita’ dell’HbS HbA HbS

Anemia cellule falciformi (II) IV. Precipitating Factors for acute crises A.Preceded by infection 25% of the time B.Cold Weather due to reflex vasospasm C.Dehydration in warm weather V. Symptoms: Acute Vaso-Occlusive Episode A.Child under age 18 years B.Recurrent painful crises C.Sudden onset pain in abdomen, chest, back and joints VI. Lab: Sickle Cell Crisis A.Profound Anemia B.Reticulocyte Count <1% VII. Course A.Acute Crisis usually resolves spontaneously 7-10 days

Anemia cellule falciformi (III) VIII. Complications A. Hematuria in Sickle Cell Anemia 1.Most common Sickle Cell Anemia complication B. Priapism in Sickle Cell Anemia C. Cerebrovascular Accident in Sickle Cell Anemia D. Avascular Necrosis of Femoral Head E. Splenic Sequestration and Infarct 1.See Asplenic F. Chronic organ damage 1. Lung 2. Kidney (Chronic Renal Failure) 3 .Liver 4. Skin (Chronic skin ulcers) G. Congestive Heart Failure H. Eye complications 1. Proliferative retinopathy 2. Retinal Infarcts 3. Retinal Detachment 4. Vitreous Hemorrhage I. Jaundice (Unconjugated Hyperbilirubinemia) L. Cholelithiasis

infarti splenici necrosi teste femorali

Anemia cellule falciformi (IV) IX. Management A.Blood Transfusions B.Nutritional Supplements 1. Folic Acid 1 mg/day C.Prophylactic Antibiotics 1. See Asplenic 2. Penicillin V 150 mg bid up to age 3 D.Pain control for acute crisis 1. Requires aggressive Narcotic Analgesia 2. Consider Patient Controlled Analgesia (PCA Pump) 3. Morphine is preferred over Meperidine (Seizure risk) E.Intravenous fluids F.Immunizations (In addition to standard CDC) 2. Haemophilus influenzae B Vaccine 3. Pneumococcal Vaccine 4. Hepatitis B Vaccine G.Hydroxyurea 1. Increases production of fetal Hemoglobin 2 .Indicated for 3 or more crises per year, over age 18

aumentata distruzione (emolitica) difetto intrinseco difetto estrinseco AEA agenti fisici o chimici infezioni farmaci ipersplenismo difetti di membrana difetti enzimatici porfirie emoglobinopatie PNH aumentata distruzione (emolitica)

A. Rare intrinsic RBC membrane defect (PIGA) Paroxysmal Nocturnal Hemoglobinuria I. Pathophysiology A. Rare intrinsic RBC membrane defect (PIGA) B. Increased RBC sensitivity to complement damage II. Symptoms and signs A. Chronic Anemia B. Abdominal pain C. Retrosternal pain D. Lumbar back pain E. Superficial migratory thrombophlebitis F. Nocturnal Hemoglobinuria III. Complications A. Acute Myelocytic Leukemia (5-10%) B. Thrombotic Complications C. Chronic Anemia D. Aplastic anemia

A. Rare intrinsic RBC membrane defect (PIGA) Paroxysmal Nocturnal Hemoglobinuria I. Pathophysiology A. Rare intrinsic RBC membrane defect (PIGA) B. Increased RBC sensitivity to complement damage II. Symptoms and signs A. Chronic Anemia B. Abdominal pain C. Retrosternal pain D. Lumbar back pain E. Superficial migratory thrombophlebitis F. Nocturnal Hemoglobinuria III. Complications A. Acute Myelocytic Leukemia (5-10%) B. Thrombotic Complications C. Chronic Anemia D. Aplastic anemia

Ipotesi più accreditata PNH: PATOGENESI Ipotesi più accreditata Presenza di soppressione immuno-mediata delle cellule staminali normali (come in aplasia); una o più cellule staminali con mutazione PIG-A sfuggono al danno immunologico perchè mancanti di proteine di superficie ancorate a GPI (alcune con funzione co-stimolatrice su T linfociti) e si espandono; formazione di uno o più cloni emopoietici con fenotipo PNH.

IV. Labs A. Coombs Test 1.Negative B. Peripheral Smear 1.Reticulocytosis 2.Hypochromasia (Chronic urinary iron loss) C. Urine 1.Hemoglobinuria may be present 2.Hemosiderin more often present D. Complete Blood Count 1.Hemoglobin or Hematocrit consistent with Anemia 2.Leukopenia E. Hemosiderin 1.Leukocytes and Urine F. Ham Test Positive (Insensitive but highly specific) 1.Increased Hemolysis in acid solution G. Sucrose Hemolysis Test (Sensitive but less specific) 1.Increased Hemolysis in sucrose solution

V. Management A. Anemia 1. Folic Acid supplementation 2. Iron Supplementation 3. Androgen Trial for 2 months a. Fluoxymesterone 5-40 mg PO qd b. Oxymetholone 1-5 mg/kg/day PO c. Nandrolone decanoate 25-200 mg each week IM B. Hemolysis 1. Prednisone a. Dose: 0.25 - 1.0 mg/kg/day (15-40 mg PO qd) b. Daily steroids not recommended unless critical need c. Alternate day therapy may be helpful C. Transfusion 1. Most patients become transfusion dependent 2. Blood antibody development is common a.Washed RBCs or frozen deglycerolized RBCs D. Thrombotic Complications 1.Use Heparin with caution!

Test di Ham per la PNH

possibilità di falsi negativi PNH: DIAGNOSI Un tempo: test di emolisi dopo acidificazione del siero (TEST DI HAM) possibilità di falsi negativi Attualmente: studio degli antigeni di membrana di 2 popolazioni cellulari (di solito eritrociti e granulociti) mediante anticorpi monoclonali e immunofluorescenza

Diagnosi di PNH al citofluorimetro WBC normali WBC PNH CD16-PE CD59-FITC

aumentata distruzione (emolitica) difetto intrinseco difetto estrinseco AEA agenti fisici o chimici infezioni farmaci ipersplenismo difetti di membrana difetti enzimatici porfirie emoglobinopatie PNH aumentata distruzione (emolitica)

Autoanticorpi Caldi IgG raramente IgA - Si legano con attività massima a 37° C Non fissano o fissano poco il Complemento In soluzione fisiologica non agglutinano le emazie Di solito sono diretti contro antigeni Rh Freddi IgM - Si legano tra 0 e 4° C e si staccano a temperature > 32° C Fissano il Complemento Agglutinano le emazie in soluzione fisiologica Sono diretti contro gli antigeni Ii, più raramente H, M, N Bitermici IgG – Si legano tra 0 e 20° C Fissano il Complemento e sono litici a 37 – 40° C Sono diretti contro gli antigeni del sistema P

CLASSIFICAZIONE DELLE ANEMIE EMOLITICHE AUTOIMMUNI (AEA) Anemie emolitiche autoimmuni da anticorpi caldi Idiopatiche Secondarie (m. linfoproliferative – m. autoimmuni) Anemie emolitiche autoimmuni da anticorpi freddi Secondarie Acute transitorie (infezioni) Croniche (m. linfoproliferative) Anemie emolitiche autoimmuni da anticorpi misti Idiopatiche Secondarie (m. linfoproliferative – m. autoimmuni) Anemie emolitiche autoimmuni indotte da farmaci Farmaci che inducono la produzione di autoanticorpi Farmaci che agiscono come apteni Farmaci che agiscono mediante la formazione di immunocomplessi

Autoimmune Hemolytic Anemia A. Warm Antibody (Usually IgG) 1. Idiopathic Hemolytic Anemia 2. Lymphoma 3. Chronic Lymphocytic Leukemia (CLL) 4. Systemic Lupus Erythematosus (SLE) 5. Medications a. Methyldopa b. Penicillin c. Quinine d. Quinidine e. Isoniazid f. Sulfonamide B. Cold Antibody 1. Cold Agglutinin Disease (IgM) a. Mycoplasma pneumonia or other infection b. Infectious Mononucleosis c. Lymphoma d. Idiopathic 2. Paroxysmal Cold Hemoglobinuria (IgG) a. Syphilis b. Viral Infection

Test di Coombs diretto (DAT)

Test di Coombs indiretto (I)

Test di Coombs indiretto (II)

anemia emolitica indotta da farmaci penicillina quinidina alfa-metil-dopa

anemia emolitica indotta da farmaci penicillina quinidina alfa-metil-dopa Il farmaco si lega alla membrana del GR e induce la produzione di Ac (IgG) che agiscono contro il complesso GR-farmaco. Il C non è attivato. Coombs diretto + per IgG e – per C Fagocitosi da parte macrofagi splenici Il farmaco si lega ad una proteina del plasma e induce la produzione di Ac (IgM). L’IC si fissa alla membrana del GR, attiva il C e causa emolisi. Spesso l’IC dopo la attivazione del C si stacca dal GR Coombs diretto + per C e - per IgM Il farmaco induce la produzione di Ac diretti contro antigeni della membrana del GR (Rh). Il C non è attivato Coombs diretto e indiretto + per IG Lisi per sequestro splenico

aumentata distruzione (emolitica) difetto intrinseco difetto estrinseco AEA agenti fisici o chimici infezioni farmaci ipersplenismo difetti di membrana difetti enzimatici porfirie emoglobinopatie PNH aumentata distruzione (emolitica)

Mechanical Trauma A. Prosthetic Heart Valve B. Vasculitis C. Malignant Hypertension D. Eclampsia E. Renal graft rejection F. Giant Hemangioma G. Scleroderma H. Thrombotic thrombocytopenic Purpura I. Hemolytic Uremic Syndrome J. Disseminated Intravascular Coagulation (DIC) K. March Hemoglobinuria (Marathon runners)