Was ist Mukoviszidose?
Mukoviszidose, auch cystische Fibrose (CF) genannt, ist eine der häufigsten angeborenen Stoffwechselerkrankungen.
Wissenschaftliche Beratung:
Prof. Dr. Burkhard Tümmler, Medizinische Hochschule Hannover
Mukoviszidose, auch cystische Fibrose (CF) genannt, ist eine der häufigsten angeborenen Stoffwechselerkrankungen.
Wissenschaftliche Beratung:
Prof. Dr. Burkhard Tümmler, Medizinische Hochschule Hannover
Mukoviszidose-Ursache: ein Gen-Defekt
Ursache ist ein Defekt des CFTR-Gens (CFTR = Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator), das für die Produktion eines Ionenkanals an der Oberfläche von Körperzellen zuständig ist.
Die Mukoviszidose vererbt sich autosomal-rezessiv, ist also unabhängig vom Geschlecht und die Krankheit bricht nur aus, wenn beide Kopien des CFTR-Gens im Erbgut einer Person fehlerhaft sind.
Mehr zur Vererbung der Mukoviszidose erfahren Sie im Kapitel „Mukoviszidose: Risikofaktoren“.
Video: Mukoviszidose kurz und verständlich
Interview mit PD Olaf Sommerburg
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Transkript: Mukoviszidose - kurz und verständlich
Die Mukoviszidose ist eine vererbte Erkrankung, die mehrere Organsysteme betrifft. Das ist eine schwer verlaufende Erkrankung, die unbehandelt zum Tode führt, aber mit der heutigen Behandlung eine sehr gute Prognose hat.
Patienten mit Mukoviszidose können unterschiedliche Symptome zeigen: 90% der Patienten haben eine nicht funktionierende Bauchspeicheldrüse, die dazu führt, dass Fette und fettlösliche Substanzen aus der Nahrung nicht gut aufgenommen werden. Es kommt bei diesen Patienten dann zu einer regelrechten Gedeihstörung. Das Hauptproblem bei Mukoviszidose ist jedoch die Lungenerkrankung. Hier kommt es zur Bildung eines zähen Schleims, der sehr schlecht abgehustet werden kann und die kleinen Atemwege verstopft. Dieser Schleim kann sich außerdem mit Bakterien besiedeln, was wiederum zu Infektion - Lungenentzündungen, Bronchitiden - führt, letztendlich auch zur Zerstörung des Lungengewebes. Aber Mukoviszidose-Patienten haben auch Symptome in anderen Organsystemen. So können fast 40% dieser Patienten auch einen Diabetes mellitus entwickeln. Im Erwachsenenalter können einige eine Osteoporose entwickeln. Wir können hier nicht auf alle Organsysteme eingehen, aber es sind sicherlich noch mehrere Probleme, die Mukoviszidose-Patienten aufweisen.
Die Diagnose der Mukoviszidose wird funktionell gestellt. Haben Kinder Symptome, die für eine Mukoviszidose passen können, so überweist man sie am besten in eine Spezialambulanz, wo diese Patienten dann einen sogenannten Schweißtest bekommen. Bei dem Schweißtest wird die Konzentration von Chlorid-Ionen im Schweiß gemessen. Ist diese über einem bestimmten Wert, so spricht das für eine Mukoviszidose. Da allerdings eine relativ späte Diagnose dem Patienten eher schadet, weil diese dann auch relativ spät eine suffiziente, ordentliche Therapie erhalten können, so haben viele Länder ein Neugeborenen-Screening etabliert. Zusammen mit anderen Stoffwechselerkrankungen kann man aus der Trockenblutkarte, die normalerweise in den ersten Lebenstagen gewonnen wird, schon zwei unterschiedliche biochemische Parameter bestimmen, die wiederum für eine Mukoviszidose eine Aussage treffen können. Ist ein Kind im Neugeborenen-Screening positiv, so bekommt es wiederum einen Schweißtest, der die Diagnose entweder bestätigt oder ablehnt.
Die Behandlung der Mukoviszidose richtet sich nach dem Patienten. Individuell schaut man, welche Symptome er aufweist. Hat ein Patient zum Beispiel eine Gedeihstörung und eine nicht funktionierende Bauchspeicheldrüse, so muss man die Enzyme, die in der Bauchspeicheldrüse gebildet werden, ersetzen. Bekommt dieser Patient dann diese Enzyme, so kann er die Nahrung, die vielen Fette und fettlöslichen Vitamine besser aufnehmen und gedeiht fast normal. Das Hauptproblem der Mukoviszidose ist allerdings die Lunge mit ihrem zähmen Schleim. Man versucht diesen Schleim durch hochprozentige Kochsalzlösung aufzulösen. Es gibt auch weitere Medikamente, womit man den Schleim etwas verflüssigen kann. Im Endeffekt muss dieser Schleim dann mit Hilfe der Physiotherapie versucht werden, aus der Lunge zu bringen. Ist der Schleim einmal infiziert und die Patienten weisen eine chronische bakterielle Besiedlung oder Infektionen auf, so sind diese relativ aggressiv durch Antibiotika-Behandlungen in den Griff zu kriegen. Die anderen Symptome der Mukoviszidose müssen jeweils spezifisch für dieses Symptom behandelt werden.
Zunächst ist die Mukoviszidose eine Erberkrankung und sie tritt nur auf, wenn beide Eltern Genträger für diese Erberkrankung sind. Der Grund, dass diese Erkrankung auftritt, ist jedoch ein nicht funktionierender Ionenkanal in Drüsenzellen. Normalerweise ist dieser Ionenkanal verantwortlich für die Aufrechterhaltung des Gleichgewichts des Salz- und Wasserhaushalts in dem jeweiligen Gewebe.
Früher dachte man, die Mukoviszidose kommt in Deutschland ungefähr 1 auf 2.500 Kinder vor. Seit wir das Neugeborenen-Screening hier durchführen wissen wir, dass wir in unserer derzeitigen Population eine Häufigkeit von 1 auf 4.500 ungefähr haben.
Grundsätzlich muss man aufgrund der unterschiedlichen Symptomatik bei Mukoviszidose sehr breit forschen. Es gibt daher immer viele Themen, die im Rahmen der Grundlagenforschung bearbeitet werden. Das entscheidende oder der entscheidende Durchbruch in den letzten Jahren gelang jedoch bei den Modulatoren für den defekten Ionenkanal. Hier ist es mittlerweile möglich, die Aktivität dessen auf ungefähr 50 % wieder anzuheben, was für viele Patienten mittlerweile bedeutet, dass sie ein annähernd normales Leben führen können.
Natürlich gibt es auch noch antientzündliche Ansätze. Man kann sich vorstellen, dass bei einer schwer betroffenen Lunge auch Entzündungen rund um die Bronchialwände auftreten, die diese letztendlich zerstören. Mit antientzündlichen Ansätzen kann ich dieser Entwicklung entgegentreten.
Betroffene Organ-Systeme
Bei Gesunden reguliert der aus dem CFTR-Gen hergestellte Ionenkanal den Salzhaushalt der Zellen, indem durch ihn Salz und Wasser strömen. Ist das CFTR-Gen defekt, bildet sich zäher Schleim im Körper, der verschiedener Organe verstopfen und damit ihre Funktion beeinträchtigen kann. Daraus ergeben sich die typischen Mukoviszidose-Symptome. Betroffen sind vor allem
- die Lunge,
- die Bauchspeicheldrüse,
- die Leber,
- die Fortpflanzungsorgane und
- der Darm.
Durch den vielen Schleim können sich bei Betroffenen in den Atemwegen leicht Viren, Bakterien und Pilze ansiedeln, weshalb oft Lungenentzündungen und Infektionen auftreten, die lebensbedrohlich werden können.
Video: Entzündungen bei Lungenerkrankungen: Das sollten Sie wissen
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Transkript: Entzündungen bei Lungenerkrankungen: Das sollten Sie wissen
Eine gesunde Lunge versorgt den Menschen mit Sauerstoff und transportiert Kohlendioxid ab. Dieser Gasaustausch ist lebenswichtig und bedarf einer riesigen Lungenoberfläche: Beim Erwachsenen erreicht sie die Größe eines Tennisplatzes. Doch die Atmung ist störanfällig. So gelangen neben Sauerstoff und anderen Gasen auch Krankheitserreger und kleine Partikel wie Pollen oder Feinstaub in die Lunge. Die Schleimhaut der Atemwege hält das Atmungsorgan sauber und befördert eingeatmete Partikel wieder hinaus. Am Ende der Atemwege, im Bereich des Gasaustauschs, würde dieser Schleim jedoch stören. Daher ist die Lungenoberfläche dort ungeschützt. Funktioniert die Beseitigung von eingeatmeten Erregern nicht schnell genug, kann es zu einer Infektion kommen und die Atemwege können sich entzünden. Sind die Bronchen entzündet, schwillt die Schleimhaut an und verengt sie. Außerdem entsteht mehr zäher Schleim, der die Atemwege verstopft. Es gibt akute Entzündungen, die wieder abklingen, und chronische Entzündungen, die dauerhaft auftreten. Akute Entzündungen können vorübergehende Erkrankungen wie eine Bronchitis oder Lungenentzündung verursachen. Sie können aber auch eine schon bestehende Lungenerkrankung verschlimmern, zum Beispiel COPD oder Asthma. Sind die Bronchien chronisch - also dauerhaft - entzündet, kann dies der Auslöser einer ganzen Reihe von chronischen Lungenerkrankungen sein, zum Beispiel von Asthma. Das Wissen um die Bedeutung von Entzündungen hilft Forschenden, neue Behandlungsmöglichkeiten zu entwickeln. Entzündungen sind Abwehrreaktion des Immunsystems gegen schädliche Einflüsse. Viele verschiedene Zelltypen und Botenstoffe wirken hier zusammen. Welche genau, unterscheidet sich, je nachdem ob Bakterien, Viren oder andere Partikel bekämpft werden. Ein Zelltyp, der eine Rolle spielen kann, sind spezielle weiße Blutkörperchen: die T-Helferzellen. Es gibt verschiedene Arten von T-Helferzellen, zum Beispiel die TH1- und TH2-Zellen. Sie befinden sich normalerweise in einem Gleichgewicht. Manchmal gewinnen jedoch die TH2-Zellen die Oberhand. Dann entsteht eine sogenannte Typ 2-Entzündung. Daran kann die Behandlung ansetzen. Es gibt verschiedene Medikamentengruppen zur Behandlung von Lungenerkrankungen, zum Beispiel bronchienerweiternde Medikamente oder antientzündliche Mittel. Inzwischen gibt es sogar Wirkstoffe, die gezielt die Typ 2-Entzündung bekämpfen: bestimmte Biologika oder monoklonale Antikörper. Forschende arbeiten mit Hochdruck daran, für immer mehr Lungenerkrankungen diese neuartigen Antikörper zu entwickeln und zu erproben.
Das CFTR-Gen
Das für Mukoviszidose verantwortliche CFTR-Gen ist seit dem Jahr 1989 bekannt. Es liegt auf Chromosom 7 und dient als Bauplan für einen Transportkanal, durch den Chlorid- und Bikarbonat-Ionen aus den Schleimhautzellen hinausbefördert werden.
Bei gesunden Menschen scheiden die Zellen über diesen Kanal Chlorid-Ionen aus, die sich außerhalb der Zelle mit Natrium zu Kochsalz (Natrium-Chlorid, NaCl) verbinden. Um die steigende Salzkonzentration außerhalb der Zelle auszugleichen und mit der Konzentration in der Zelle in Einklang zu bringen, strömt Wasser aus den Zellen aus und befeuchtet so die Schleimhäute.
Bei Menschen mit Mukoviszidose ist die Funktion des Ionenkanals durch Fehler im CFTR-Gen gestört. Außerhalb der Zelle bildet sich eine angesäuerte wasserarme Umgebung. Infolgedessen wird der von den Schleimhautzellen gebildete Schleim zähflüssig, verklumpt und kann nur noch schwer abtransportiert werden. Im weiteren Verlauf verstopft er die feinen Äste der Bronchien in der Lunge, die Gänge der Bauchspeicheldrüse und die Gallengänge. So kommt es letztendlich zu schweren Beeinträchtigungen der Atemwege sowie der Verdauungsorgane (Darm, Bauchspeicheldrüse, Leber, Nieren).
Bis heute sind mehr als 2.400 verschiedene Veränderungen des CFTR-Gens bekannt. Allerdings führt nur ein kleiner Teil davon auch tatsächlich zum Ausbruch von Mukoviszidose.
Die häufigste Mutation in Deutschland ist die sogenannte F508del-Mutaion (Phe508del-Mutation). Durch die Mutation fehlen in der Sequenz des CFTR-Gens drei Basenpaare und damit die Aminosäure Phenylalanin an Position 508 des CFTR-Eiweißes. Das Protein kann durch diesen Fehler nicht richtig gefaltet werden, und wird abgebaut, noch bevor es die Zelloberfläche erreicht.
Welche Symptome treten bei Mukoviszidose auf?
Durch den kaputten Ionenkanal und den dadurch gestörten Salzhaushalt der Zellen treten bei Betroffenen mit cystischer Fibrose zahlreiche typische Beschwerden auf, die unterschiedliche Organe betreffen. Viele Mukoviszidose-Symptome gleichen allerdings den Beschwerden, die auch bei anderen Krankheiten wie Bronchitis, Asthma und Zöliakie auftreten können. Deshalb kann es anfänglich auch zu Fehldiagnosen kommen.
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Mukoviszidose-Symptome der Lunge
Betroffene mit cystischer Fibrose leiden besonders oft unter Beschwerden in den Atemwegen, die dem zähen Schleim geschuldet sind. Dazu gehören
- anhaltender chronischer Husten,
- erhöhte Schleimproduktion,
- pfeifende Atemgeräusche,
- chronische Nasennebenhöhlenentzündungen und
- wiederholt auftretende Lungenentzündungen.
Aus einem chronischen Sauerstoffmangel infolge der erkrankten Atemwege können sich auch an anderen Körperstellen Symptome entwickeln, zum Beispiel sogenannte Trommelschlegelfinger – verdickte Fingerendglieder mit rundlichen Fingernägeln („Uhrglasnägeln“).
Funktionsstörungen des Verdauungstraktes
Auch das Verdauungssystem wird durch den Schleim in Mitleidenschaft gezogen, da er die Bauchspeicheldrüse und die Leber verstopft und Verdauungsenzyme daran hindert in den Darm zu gelangen. Bereits bei Babys können sich hier Mukoviszidose-Symptome bemerkbar machen. Häufig macht der erste Stuhl, das sogenannte Kindspech (Mekonium) Probleme, die bis zum Darmverschluss (Ileus) führen können.
Mit zunehmendem Alter stehen
- Blähungen,
- hartnäckige Durchfälle,
- übelriechender Stuhl,
- Untergewicht und
- Wachstumsverzögerungen
im Vordergrund, da die Nahrung nicht richtig verarbeitet werden kann. Die Ernährung und Nahrungsergänzungsmittel sind bei Mukoviszidose daher ein zentraler Punkt der Therapie.
Mehr dazu erfahren Sie im Kapitel „Mukoviszidose: Therapie“.
Salzverlustsyndrom
Der gestörte Salzhaushalt führt bei Menschen mit Mukoviszidose auch dazu, dass sie viel Salz über den Schweiß verlieren. Diese Elektrolytstörung kann sich in Symptomen wie gesteigertem Durstgefühl, Kopfschmerzen, Schwindel oder Muskelkrämpfen äußern.
Cystische Fibrose ist eine voranschreitende Krankheit, bei der sich die Stoffwechselvorgänge immer weiter verschlechtern. Im Krankheitsverlauf können daher Folgeerkrankungen wie zum Beispiel Diabetes, Osteoporose, Entzündung der Bauchspeicheldrüse (Pankreatitis) oder Fruchtbarkeitsstörungen auftreten.
Unterschiedlicher Erkrankungsverlauf
Allen Mukoviszidose-Ausprägungen liegt zwar ein Defekt im gleichen Gen zugrunde. Der klinische Verlauf der Krankheit und die betroffenen Organe sowie die Ausprägung der Symptome können aber sehr unterschiedlich sein und die Überlebenszeit der Patient:innen stark beeinflussen.
Die verschiedenen Krankheits-Ausprägungen werden nicht nur durch den Fehler im CFTR-Gen, sondern auch durch Umweltfaktoren und sogenannte Modifier-Gene mitbestimmt. Modifier-Gene sind daran beteiligt, wie stark die Veränderungen der Mukoviszidose-Gene sich praktisch auswirken und führen trotz gleichen ursprünglichen Gendefekts zu unterschiedlichen Krankheitsverläufen.
Die Schwere des Krankheitsverlaufs ist individuell sehr unterschiedlich, und die Anzahl der betroffenen Organe kann variieren.
Aufgrund der verbesserten Behandlungsmöglichkeiten und der früheren Diagnose hat sich die Prognose für Menschen mit Mukoviszidose in den letzten Jahrzehnten stetig verbessert, sodass sich die cystische Fibrose inzwischen von keiner Kinderkrankheit zur Erwachsenenkrankheit gewandelt hat.
Im Durchschnitt erreichen die Betroffenen heute ein Lebensalter von über 40 Jahren. Der Anteil erwachsener Patient:innen liegt derzeit bei deutlich über 60 Prozent.
Quellen
- Hammermann, J. et al., Gesellschaft für Pädiatrische Pneumologie e.V. (GPP), Deutsche Gesellschaft für Kinder- und Jugendmedizin e.V. (DGKJ): S3-Leitlinie Mukoviszidose bei Kindern in den ersten beiden Lebensjahren, Diagnostik und Therapie. AWMF Registernummer 026-024, Stand: 09/2019 (in Überarbeitung)
- Schwarz, C. et al., Deutsche Gesellschaft für Pneumologie und Beatmungsmedizin (DGP), Gesellschaft für Pädiatrische Pneumologie e.V. (GPP): S3-Leitline Lungenerkrankung bei Mukoviszidose: Pseudomonas aeruginosa. AWMF-Register Nr. 026-022, Stand: 09/2022
- Nährlich et al., Gesellschaft für Pädiatrische Pneumologie: S2-Konsensus-Leitlinie Diagnose der Mukoviszidose, AWMF Registernummer 026-023; Stand: 07/2023
- Meyer, C. et al., Mukoviszidose e. V.: Pflegeleitlinien bei Mukoviszidose. 6. Auflage, Stand: 02/2021.
- Tümmler, B. Mukoviszidose: Genetik, Diagnostik und CFTR Modulatoren. In: Pädiatrie up2date 2023;18:277-294
- Grasemann H, Ratjen F. Cystic Fibrosis. In: N Engl J Med. 2023;389:1693-1707
- Burkhart, M., Nährlich, L., Daten aus dem Deutschen Mukoviszidose-Register. Zahlen, Daten & Fakten für Patienten & Angehörige. Stand: 06/2023
- Mésinèle J, Ruffin M, Guillot L, Corvol H. Modifier Factors of Cystic Fibrosis Phenotypes: A Focus on Modifier Genes. In: Int J Mol Sci. 2022;23:14205.
Letzte Aktualisierung: 08.12.2023