Komplekse kraniofaciale synostoser

Embryologi

Hodeskallen utvikles fra mesoderm som omgir hjerneanlegget tidlig i fosterlivet. Beinanleggene er forbundet av bindevevsbroer (suturer). Hodeskallens pre- og postnatale vekst foregår i rette vinkler ut fra suturene, med derpå følgende økning av kranieknoklenes areal og nevrokraniets omfang. Den postnatale veksten er stor, idet nevrokraniet skal fordoble sitt volum i løpet av de første sju månedene etter fødsel for å tilpasse seg hjernens vekst.

Etiologi

Ved kraniosynostose lukkes en eller flere suturer prematurt in utero eller etter fødsel. Flere av de hyppigst forekommende komplekse kraniofaciale synostosene skyldes mutasjoner i gener som koder for fibroblastvekstfaktorreseptorer (FGFR) (tab 1). Man kjenner i dag til fire slike reseptorer. Under embryogenesen uttrykkes FGFR1 og FGFR2 samtidig i mesenkymalt vev hvor det skjer intramembranøs ossifikasjon (2). FGFR1 og FGFR2 uttrykkes dessuten distalt i ekstremitetsanleggene og spiller en viktig rolle i initieringen av ekstremitetsutvikling hos virveldyr.

Alle kjente mutasjoner i FGFR tillater tidlig embryogenese, men interfererer med senere fosterutvikling. FGFR-mutasjoner kan medføre en rekke forskjellige medfødte, autosomalt dominant arvelige kraniofaciale syndromer, så vel som syndromer med abnorm vekst og utvikling av skjelettet (3).

De fleste mutasjoner finnes på FGFR2-genet, men det er også flere på FGFR3-genet og én på FGFR1-genet. Genet for FGFR4 uttrykkes i mange vev under embryogenesen, men det er ikke påvist mutasjon i dette genet hos pasienter med kraniofaciale syndromer eller kondrodysplasi.

Generelle kjennetrekk

Synostose av skalletakets suturer medfører hodeformsavvik. Hodeformen avhenger av hvilke suturer som er involvert og i hvilken rekkefølge suturene lukker seg. I de mest uttalte tilfellene er alle suturene lukket (kløverbladskalle). Det vanligste er for tidlig lukking av koronalsømmen, noe som medfører en kort, høy og bred hodeform, såkalt turribrakykefali.

For tidlig lukking av sømmene i skallebasis medfører at også denne er kort og bred. Videre påvirkes orbitahulene, slik at disse er grunne og ofte står uvanlig langt fra hverandre (hypertelorisme). Den betydelige exophthalmus som oppstår, medfører økt risiko for traumer mot øynene. I uttalte tilfeller klarer ikke pasienten å lukke øynene, noe som gir residiverende keratitt og fare for synstap. I ekstreme tilfeller kan øyeeplet luksere ut av orbitahulen.

I tillegg er mellomansiktet lite utviklet og tilbakeliggende. Ansiktsprofilen blir konkav og pasientene har underbitt. Videre finnes alvorlige malokklusjoner. Munnen er åpen i hvileposisjon og de fleste er obligatoriske munnpustere.

Mellomansiktet er underutviklet i alle tre plan, noe som gir svært trange forhold i nesekavitet og nesesvelgrommet. Kompromitterte plassforhold gir en økt risiko for residiverende serøs otitt og konduktivt hørselstap. Pasientene har hyppig luftveisproblemer, som kronisk nesetetthet, støyende pusting, besværligheter ved mating, snorking, hyppige søvnavbrudd og søvnapné. Ofte trenger de trakeostomi i meget tidlig alder for å unngå alvorlige episoder med hypoksi og skader på sentralnervesystemet sekundært til dette. Puste- og søvnbesvær er ofte årsak til tidlig død.

Aperts syndrom

Aperts syndrom, også kalt akrokefalosyndaktyli, skyldes en mutasjon i FGR2-genet på kromosom 10 (4). Arvegangen er autosomalt dominant. Nær samtlige tilfeller er sporadiske, da de affiserte svært sjelden får avkom. Forekomsten er omkring 1,5 per 100 000 nyfødte (1).

Aperts syndrom har de alvorligste kraniofaciale misdannelsene og omfatter skalletaket, skallebasis og ansiktsskjelettet (5) (tab 1).

Ved fødselen er det alltid koronalsynostose. I pannen er det en svær midtlinjedefekt (fig 1) som klinisk arter seg som en forstørret fremre fontanell. Skallebasis er betydelig kortere og bredere enn normalt. Kilebeinsvingene er fremskutte, hvilket bidrar til å redusere orbitavolumet.

Figur 1  Aperts syndrom. Merk betydelig kraniofacialt avvik pga. synostoser i hode- og ansiktsskjelettet, noe som bl.a. gir hodeformsavvik, underutviklet mellomansikt med utstående øyne, trange forhold i øvre luftveier og obligatorisk munnpusting samt lavtsittende ører. Tillatelse til å bruke bildene er gitt skriftlig av pasientenes foresatte

Hodeskallen vokser primært i høyden og gir turribrakykefali og et karakteristisk flatt bakhode.

Orbitahulene er antimongoloid vinklet og pasientene har exophthalmus og hypertelorisme. Øyemotilitetsforstyrrelser er vanlig. Blikket følger gjerne et V-mønster, dvs. esofori ved blikk nedover og divergens ved blikk oppover. Videre finnes ofte refraksjoneringsfeil (5).

Nesen er meget kort og disproporsjonalt bred. Neseroten er nedtrykt og nesetippen er gjerne kuleformet.

Aperts syndrom er assosiert med flere misdannelser i sentralnervesystemet. De viktigste er megalencefali (abnormt stor hjerne) og en ikke-progredierende ventrikulomegali (6) som meget ofte mistolkes som hydrocephalus. Videre finner man ikke sjelden corpus callosum-agenesi og septum pellucidum-anomalier (5).

Over 50 % av personer med Aperts syndrom er psykisk utviklingshemmet (IQ under 70), de fleste av disse i lett grad (7).

Det foreligger alvorlige misdannelser av hender og føtter. Typisk ses sammenvoksninger (beinet syndaktyli) av andre, tredje og fjerde daktyl (fig 2). Alvorlighetsgraden av syndaktyli korrelerer med de kraniofaciale misdannelsene. Vanligvis utføres en flertrinnsprosedyre i løpet av de første leveårene for å frigjøre de sammenvokste fingrene, men hendene blir aldri fullgode.

Figur 2  Aperts syndrom. Merk alvorlig sammenvoksning av andre til femte finger (syndaktyli)

Progredierende fusjonering av fotrotsknoklene gjør at bevegelser i ankel og fot blir stadig mer hindret. Behovet for kirurgisk behandling er individuelt, men tiltar generelt med alderen.

Fusjoner i cervikalcolumna forekommer i ca. 75 % av tilfellene. Videre finnes ofte traktbryst, skoliose og lordose. Hos de fleste pasientene finner man progredierende bevegelsesbegrensninger i flere ledd, bl.a. skulder, albue, hofte og kne. Et annet særtrekk ved Aperts syndrom er kort humerus og femur. Anatomisk sett er kort femurlengde hovedårsaken til at slutthøyden ligger under gjennomsnittet (5).

Betydelig aknefrembrudd er vanlig under puberteten, men ses også hyppig allerede i nyfødtperioden. Aperts syndrom kan også være ledsaget av flere kardiovaskulære og urogenitale anomalier (5).

Crouzons syndrom

Crouzons syndrom skyldes i nesten alle tilfeller mutasjoner i FGFR2-genet (8), men i en undergruppe av pasienter med akantose finner man mutasjonen i FGFR3-genet (9). Arvegangen er autosomalt dominant. Ekspresjonen er svært variabel fra kløverbladskalle til en subklinisk fenotype, også innen den enkelte slekt. Omkring halvparten av tilfellene er nye mutasjoner. Insidensen har på klinisk grunnlag blitt beregnet til 1,6 per 100 000 nyfødte (1).

Samtlige pasienter har progredierende kraniosynostose som ofte begynner prenatalt, men som også kan debutere klinisk først i spedbarnsperioden (10). Omkring tre av fire har prematur lukning av koronal-, sagittal- og lambdoideasuturen, mens en av fem bare har prematur lukning av koronal- og sagittalsuturen. Vanligvis er nevrokraniet høyt, kort og bredt (turribrakykefali) (tab 1). Ubehandlet vil avvikene tilta med alderen.

Øyehulene er grunne og brede, samt antimongoloid vinklet. Personer med Crouzons syndrom har mest uttalt exophthalmus blant gruppen med komplekse kraniofaciale synostoser (fig 3). Visus kan være redusert, dels pga. okulære traumer og keratitter, dels pga. papillødem ved forhøyet intrakranialt trykk. Øyemotilitetsforstyrrelser forekommer hyppig, vanligst i form av divergerende strabisme (11).

Figur 3  Crouzons syndrom. Pasienten har en bred, høy og kort hodeform (brakykefali), underutviklet mellomansikt og utstående øyne (exophthalmus). Tilstanden gir en progredierende kraniosynostose som begynner prenatalt eller i spedbarnsperioden

Hendene og føttene har normalt utseende og funksjon, men mindre anomalier finnes ofte ved radiologisk undersøkelse. Begrenset bevegelighet i albueleddet er et vanlig funn. Videre har omkring to av tre anomalier i columna (10).

Chiari-malformasjon er hyppig forekommende ved Crouzons syndrom og finnes hos omkring 70 % (10). De fleste pasientene har utvidede ventrikler, men bare en av tre trenger shunt. Intrakranial hypertensjon uten hydrocephalus ses også, trolig betinget i kompromittert cerebralt venøst avløp pga. innsnevrede foramina i skallebasis (12). Forekomsten av psykisk utviklingshemning (IQ < 70) er omkring 10 % (6).

Pfeiffers syndrom

Syndromet inndeles i tre fenotypiske undergrupper (13). De fleste tilfellene av Pfeiffers syndrom tilhører type 1, som er karakterisert ved få og milde symptomer, normal intelligens og god prognose. Typene 2 og 3 er karakterisert ved at den kraniofaciale og den nevrologiske utvikling i alvorligere grad er affisert, og har i de fleste tilfeller resultert i psykisk utviklingshemning og tidlig død. Imidlertid kan tidlig og aggressiv medisinsk og kirurgisk behandling bedre prognosen.

Pfeiffers syndrom skyldes mutasjoner i genene for FGFR1 (14) og FGFR2 (15). FGFR1-genet sitter på kromosom 8 og har foreløpig bare én kjent mutasjon som gir Pfeiffers syndrom, mens FGFR2-genet på kromosom 10 foreløpig har ca. 30 kjente mutasjoner som kan gi tilstanden. Arvegangen er autosomal dominant. Ekspresjonen er variabel, hovedsakelig relatert til syndaktyli (13). De fleste tilfeller av Pfeiffers syndrom type 1 er familiære, mens samtlige tilfeller av typene 2 og 3 har vært sporadiske. Den samlede insidensen av Pfeiffers syndrom er trolig omkring en per 100 000 nyfødte.

Alle typene har bilateral koronalsynostose (tab 1). For type 1 er dette gjerne den eneste sømmen som lukkes prematurt. Type 2 er definert ved kløverbladskalle (fig 4) og har den mest aggressivt progredierende synostosen. Type 3 representerer et mellomnivå og involverer i varierende grad også koronal-, sagittal- og lambdoideasuturen.

Figur 4  Pfeiffers syndrom type 2. Pasienten har den alvorligste form for kraniosynostose, såkalt kløverbladskalle, hvor alle hovedsuturene er prematurt lukket

Type 1 har som regel mild grad av exophthalmus, type 2 har alvorlig grad, og type 3 beskrives ofte som «ekstrem» grad.

Pasienter med Pfeiffers syndrom har ofte brede og medialt devierende tomler og stortær (13). Det synes å være en viss sammenheng mellom graden av skjelettanomalier og graden av kraniosynostose. Omkring to av tre pasienter har i varierende grad ankylose i albueleddet, mens man i uttalte tilfeller finner fullstendig fusjon.

Sæthre-Chotzens syndrom

Syndromet ble første gang beskrevet i 1931 av den norske psykiateren Haakon Sæthre (16) og året etter av den tyske psykiateren Chotzen. Sæthre-Chotzens syndrom er en genetisk forstyrrelse med kraniosynostose, ptose (uni- eller bilateral), små og runde ører med markert antiheliks, kutan syndaktyli mellom andre og tredje finger, samt brede stortær (17). I tillegg ses ofte lavt hårfeste i pannen, ansiktsasymmetri og svært korte fingrer (brakydaktyli). Intelligensen er vanligvis normal (17).

Mutasjoner i TWIST-genet på kromosom 7 er årsak til Sæthre-Chotzens syndrom (18, 19). Til nå har man funnet over 50 mutasjoner. Arvegangen er autosomalt dominant, med ufullstendig penetrans og variabel ekspresjon. Det synes å være flere familiære enn sporadiske tilfeller.

Kraniosynostose forekommer i over 65 % av tilfellene. Koronalsynostose er vanligst, men man finner også metopica-, sagittal- og lambdoideasynostose hos enkelte. Synostosen er ofte unilateral, og derfor har mange av pasientene ansiktsasymmetrier (17).

Muenkes syndrom

I 1997 ble syndromet definert på molekylært grunnlag ved mutasjonen Pro250Arg i FGFR3-genet (20). 30 – 40 % av pasientene hadde tidligere fått diagnosen «ikke-syndromal koronalsynostose». Svært variabel ekspresjon kombinert med fravær av diagnosespesifikke tegn, gjør det vanskelig å skille Muenkes syndrom fra andre syndromale kraniosynostoser, særlig Sæthre-Chotzens syndrom. Kvinner er oftere og alvorligere affisert enn menn (21). Intelligensen er oftest normal. Arvegangen er autosomalt dominant, med ufullstendig penetrans og svært variabel ekspresjon. De fleste tilfeller er familiære. Forekomsten er trolig 2 – 3 per 100 000, hvilket betyr at denne tilstanden er den klart hyppigste syndromale kraniosynostosen.

Ved Muenkes syndrom ses forskjellige typer synostose, men hyppigst opptrer bilateral koronalsynostose (brakykefali), som man finner ved 60 % av tilfellene. 12 % har énsidig koronalsynostose, mens opptil 20 % har normal hodefasong uten kraniosynostose. Flertallet av pasientene har affeksjon av ansiktsskjelettet, med hypertelorisme, exophthalmus og underutviklet mellomansikt (fig 5).

Figur 5  Muenkes syndrom. Pasienten har en relativt mild form for kompleks kraniofacial synostose, med kort og høy skalle samt et lite utviklet mellomansikt

Under halvparten av pasientene har kliniske hånd- og fotdeformiteter. Imidlertid regnes påvisning av fusjonerte hånd- og vristknokler å være diagnostisk for syndromet.

Diagnostikk

Ved Aperts syndrom kan diagnosen relativt enkelt stilles på klinisk grunnlag like etter fødselen på grunn av karakteristiske syndaktylier (fig 2). Imidlertid kan det være tilfeller hvor det er vanskelig å skille mellom Crouzons, Pfeiffers og Sæthre-Chotzens syndrom på klinisk grunnlag.

Mens man ved de alvorligste syndromale kraniosynostosene nesten alltid finner nye mutasjoner, ser man ikke sjelden at tilstanden nedarves fra affisert mor eller far ved de mildere formene, som Sæthre-Chotzens og Muenkes syndrom.

De identifiserte mutasjonene i FGFR-genene muliggjør genetisk testing ved en rekke kraniofaciale synostoser. Dette har avslørt en betydelig feildiagnostisering på klinisk grunnlag. For eksempel har opptil 1/3 av pasientene med klinisk diagnose Crouzons syndrom en annen diagnose, de fleste Sæthre-Chotzens.

Imidlertid er også det genetiske bildet meget komplekst, ettersom samme mutasjon kan føre til flere av syndromene. Videre kan samme syndrom være forårsaket av mutasjon i flere enn ett gen. For eksempel kan ca. ti av de foreløpig vel 30 kjente mutasjoner på FGFR2-genet som gir Crouzons syndrom, også resultere i Pfeiffers syndrom.

Påvisning av en mutasjon hos en pasient med kompleks kraniofacial synostosetilstand vil ofte bidra til en mer presis avklaring av diagnose og dermed fastslå at det dreier seg om en arvelig tilstand. Dette har stor betydning for den genetiske veiledningen av familien. Videre gir det mulighet for prenatal diagnostikk av sykdommen i familien ved chorionbiopsi (22).