FALLBERICHT

Angeborene Leukämie nach starkem Missbrauch von Permethrin-Spray während der Schwangerschaft

A Borkhardt, M Wilda, U Fuchs, L Gortner und I Reiss

Kinder-Universitätsklinikum Gießen, Feulgenstr 12, 35392 Gießen, Deutschland

Korrespondenz an:
Dr. Borkhardt, Pädiatrische Hämatologie und Onkologie, Feulgenstr 12, 35392 Gießen, Deutschland;
arndt.in: borkhardt{at}paediat.med.uni-gießen.de

Accepted 6 October 2002

ABSTRACT
Es wird ein Einzelfall einer angeborenen Leukämie mit 11q23/MLL-Rearrangement bei einem Frühgeborenen beschrieben. Wegen Arachnophobie hatte die Mutter aerosolisiertes Permethrin, ein weit verbreitetes Haushaltsinsektizid, stark missbraucht. Permethrin gilt als vergleichsweise sicher, aber angesichts der Vorgeschichte der Mutter wurde sein Potenzial, die Spaltung des MLL-Gens in Zellkultur zu induzieren, getestet. Die Inkubation der BV173-Zelllinie mit 50 µM Permethrin induzierte leicht eine MLL-Spaltung.

Schlüsselwörter: angeborene Leukämie; Leukämie; Permethrin; Insektizid; 11q23/ MLL

Angeborene Leukämie ist eine seltene Krankheit, die etwa ein Kind bei 200 000-250 000 Lebendgeburten pro Jahr betrifft. Trotz ihrer Seltenheit hat die angeborene Leukämie aufgrund der Möglichkeit, mehr über die zugrunde liegenden Ursachen der In-utero-Leukämogenese zu erfahren, großes Interesse geweckt. Es gibt viele Risikofaktoren, die die Wahrscheinlichkeit einer frühen Induktion eines Leukämiephänotyps erhöhen können — zum Beispiel die Exposition der Eltern gegenüber Berufs- und Umweltgiften, die Verwendung von Tabak, Marihuana, Alkohol und anderen Toxinen.1 Angeborene und Säuglingsleukämie sind häufig mit Umlagerungen des MLL-Gens auf Chromosom 11q23 verbunden.2 Mehrere Substanzen wurden auf ihr Potenzial untersucht, die Plazentaschranke zu überwinden und einen solchen Chromosomenbruch bei 11q23 / MLL zu induzieren.3,4

Hier erweitern wir die Liste der Medikamente, die das MLL-Gen spalten können, zumindest wenn Zellen in Kultur exponiert sind. Zusammen mit einer eher ungewöhnlichen Fallgeschichte werfen unsere experimentellen Daten etwas Licht auf die Entstehung angeborener Leukämie und können dazu beitragen, einige der tödlichen Fälle dieser Krankheit zu verhindern.

FALLBERICHT
Eine 27-jährige gesunde Frau wurde wegen vorzeitiger Wehen in die gynäkologische Abteilung eingeliefert. Sie war in der 35. Woche ihrer ersten Schwangerschaft. Pränatale Untersuchungen waren normal. Da das Kardiotokogramm keinen fetalen Herzrhythmus zeigte, war ein Notfall-Kaiserschnitt geplant. Sechs Minuten später brachte die Frau jedoch spontan ein Frühgeborenes mit einem Gewicht von 2300 g zur Welt, das keine Vitalfunktionen, aber eine auffallend lebhafte Hautfarbe zeigte. Die primäre kardiopulmonale Reanimation wurde sofort mit endotrachealer Intubation, Brustkompression und wiederholter Verabreichung von Adrenalin begonnen. Der Apgar-Score blieb jedoch nach fünf und 10 Minuten 0. Das pädiatrische Notfallteam traf 10 Minuten später ein und führte weiterhin eine kardiopulmonale Reanimation durch. Eine zentrale Linie wurde durch Katheterisierung der Nabelvene erreicht. 25 Minuten nach der Geburt wurde eine stabile Zirkulation mit einer Herzfrequenz von 140 Schlägen / min festgestellt. Eine körperliche Untersuchung ergab eine Hepatomegalie von 5 cm unterhalb des Rippenrandes und noduläre livide Infiltrationen der Haut (Abbildung 1A unten).

Abgesehen von der normalen Anatomie des Herzens zeigte der Ultraschall eine erhebliche pulmonale Hypertonie in Kombination mit einer Insuffizienz der Trikuspidalklappe zweiten bis dritten Grades. Neben Hepatomegalie wurde eine bilaterale intrakranielle Blutung gefunden. Für eine ausreichende Sauerstoffversorgung und Kohlendioxidentfernung war eine Hochfrequenzbeatmung mit 10 Hz, FIO2 = 1 und einem mittleren Atemwegsdruck von 13 cm H2O erforderlich. Die anfängliche Anzahl der weißen Blutkörperchen betrug 400 000 / µl mit einem Überschuss an myeloischen Blastenzellen. Die Untersuchung des Knochenmarks bestätigte die Diagnose einer kongenitalen akuten myeloischen Leukämie mit 95% Blastenzellen myelomonozytischer Morphologie (FAB-M5). Es wurde ein vollständiger Blutaustausch durchgeführt, der die Anzahl der weißen Blutkörperchen auf 56 000 / µl reduzierte und zu einer Verbesserung der Sauerstoffversorgung und Beatmung führte. Zwölf Stunden später war die Anzahl der weißen Blutkörperchen wieder auf 125 000 / µl angestiegen. Die extrakorporale Membranoxygenierung wurde in Betracht gezogen, aber schließlich abgelehnt wegen der fortschreitenden intrakraniellen Blutung, an der ein großer Bereich des Parenchyms beteiligt war. Das Kind starb 48 Stunden nach der Geburt an Multiorganversagen. Abgesehen von den bereits durch Ultraschall diagnostizierten schweren Hirnschäden zeigte die Autopsie eine diffuse Infiltration von Lunge, Leber, Milz und Nagelhaut.

ZELLKULTUREXPERIMENTE: INDUKTION VON MLL-UMLAGERUNGEN DURCH PERMETHRIN
Der experimentelle Assay wurde genau wie von Strick et al.3 beschrieben durchgeführt, die eine Vielzahl natürlicher Substanzen in Lebensmitteln und Nahrungsergänzungsmitteln auf ihre Fähigkeit hin analysierten, eine ortsspezifische Spaltung innerhalb des MLL-Gens zu induzieren.

ERGEBNISSE UND DISKUSSION
Die zytogenetische Analyse des Knochenmarkaspirats zeigte das Vorhandensein einer Translokation t(11;19)(q23;p13) in allen analysierten Metaphasen. Darüber hinaus zeigten wir eine Umlagerung des MLL-Onkogens auf Chromosom 11q23 durch Southern-Blotting. Die routinemäßige Immunphänotypisierung zeigte die Expression von CD15, CD33, cd65s und MPO (Daten nicht gezeigt). In früheren Studien erwies sich der monoklonale Antikörper 7.1 als wertvolles immunphänotypisches Werkzeug zum Nachweis von Leukämiezellen, wobei die NG2-Antigenexpression stark mit MLL-Umlagerungen bei Säuglingen korreliert.5,6 In unserem Fall blieb die Färbung mit diesem monoklonalen Antikörper jedoch negativ, was uns an weiteren Zellsortierexperimenten hinderte.

Die Mutter litt offenbar seit frühester Kindheit an Arachnophobie. Zwei Jahre vor ihrer Schwangerschaft begann sie, aerosolisiertes Permethrin zu stark zu verwenden. Seitdem lebte sie allein. Die Leute vermieden es, sie wegen des durchdringenden Geruchs in ihrem Haus zu besuchen. Permethrin ist ein weit verbreitetes Haushaltsinsektizid, das Schutz vor dem Malariavektor Anopheles bietet.7,8 Es ist auch bekannt, ein wirksames Medikament gegen Krätze und die Kopflaus Pediculosis capitis zu sein.9,10 Im Vergleich zu anderen Medikamenten gilt es als sicher und seine topische Anwendung wird auch für Neugeborene mit Krätze empfohlen.11 Es wurde jedoch mit der Erzeugung von Chromosomenaberrationen in Knochenmarkszellen von Mäusen und DNA-Läsionen in menschlichen Lymphozyten in Verbindung gebracht.12-14 Wir stellten daher die Hypothese auf, dass Permethrin die Plazenta der schwangeren Frau überquerte und die hämatopoetischen Vorläuferzellen im sich entwickelnden Fötus beeinflusste, was zur Leukämogenese führte. Wir haben daher versucht, die Umlagerungen innerhalb des MLL-Onkogens in vitro zu erzeugen, indem wir BV173-Zellen 50 µM Permethrin ausgesetzt haben. Nach 24-stündiger Exposition zeigten die mit Permethrin behandelten BV173-Zellen eine deutliche MLL-Umlagerung, wohingegen die unbehandelten Zellen nur das Wildtyp-MLL-Gen zeigten (Bild 1B oben). Daher empfehlen wir dringend große Vorsicht bei der Anwendung von Permethrin während der Schwangerschaft. Auch wenn aus einem Einzelfall keine endgültigen Schlüsse gezogen werden können, deuten unsere Daten stark darauf hin, dass Permethrin schwere Nebenwirkungen haben kann, wenn fetale hämatopoetische Vorläuferzellen in utero exponiert werden. In der gleichen Richtung zeigte ein kürzlich veröffentlichter Bericht einer multinationalen Zusammenarbeit, dass die Verwendung von Moskitoziden während der Schwangerschaft signifikant mit Säuglingsleukämie assoziiert ist.4 Es ist besonders bemerkenswert, dass die Autoren diese Assoziation nur für die MLL-Rearranged-Fälle und nicht für MLL-Keimbahnfälle fanden. Dies spricht stark gegen Selektionsverzerrungen in ihrer Fall-Kontroll-Studie und unterstützt die Hypothese, dass die Exposition in utero die MLL-Umlagerungen verursacht.

Schließlich wurde die Mutter in unserem Fall erfolgreich wegen Arachnophobie durch Psychotherapie behandelt. Zwei Jahre später brachte sie einen gesunden Jungen zur Welt, der keine klinischen Anzeichen von Leukämie hatte und im Alter von 13 Monaten noch gesund ist.

DANKSAGUNGEN
Fachkundige technische Unterstützung von Claudia Keller und Stefanie Garkisch wird dankbar anerkannt. Wir danken Jochen Harbott, Gießen, Deutschland für die Bereitstellung der zytogenetischen Daten. Immunphänotypische Daten wurden freundlicherweise zur Verfügung gestellt von W-D Ludwig, Robert Rössle Krebszentrum, Humboldt Universität, Berlin, Deutschland. Die molekularen Studien wurden von der Deutschen Krebsstiftung gefördert (Grant 10-1658-Bo2).

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3. Strick R, Strissel PL, Borgers S, et al. Diätetische Bioflavonoide induzieren eine Spaltung im MLL-Gen und können zur Leukämie bei Säuglingen beitragen. Proc Natl Acad Sci USA 2000;97:4790-5.
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5. Schmidt FO, Rauch C, Williams DE, et al. Das humane Homolog von Ratte NG2, ein Chondroitinsulfat-Proteoglycan, wird nicht auf der Zelloberfläche normaler hämatopoetischer Zellen exprimiert, sondern durch akute myeloische Leukämie-Blasten von Patienten mit schlechter Prognose und Anomalien der Chromosomenbande 11q23. Blut 1996;87:1123-33.
6. Behm FG, Smith FO, Raimondi SC, et al. Humanes Homolog des Ratten-Chondroitinsulfat-Proteoglykans NG2, nachgewiesen durch monoklonalen Antikörper 7.1, identifiziert akute lymphoblastische Leukämien im Kindesalter mit t (4; 11) (q21; q23) oder t (11; 19) (q23; p13) und MLL-Genumlagerungen. Blut 1996;87:1134-9.
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