Zuurstofsaturatie van 75%, maar geen symptomen!

Geschiedenis

Op 30-jarige leeftijd merkte een jonge vader een lage zuurstofsaturatie op terwijl hij speelde met de vingerpulsoximeter van zijn kind dat op een operatie wachtte. Omdat hij volledig asymptomatisch was, zocht hij geen medische hulp. Op 51-jarige leeftijd werd hij doorverwezen naar de polikliniek van onze longafdeling na vaststelling van een ernstige nachtelijke “hypoxemie”. Eerdere evaluatie voor obstructieve slaapapneu door nachtelijke respiratoire polygrafie vanwege snurken toonde een significant verlaagde gemiddelde zuurstofsaturatie (SpO2 71%). De voormalige roker (25 pack-jaren) was bekend voor allergische/seizoensgebonden bronchiale astma met incidenteel gebruik van een geïnhaleerde kortwerkende β-2-selectieve adrenerge agonist (terbutaline) voorafgaand aan fysieke activiteit. Hij ontkende ademhalingssymptomen zoals dyspneu, hoesten, pijn in de borstkas, of infecties te hebben, en ervoer geen achteruitgang van zijn fysieke prestaties.

De patiënt presenteerde zich in onze polikliniek met een significant verminderde perifere O2 saturatie van 76-82% bij het inademen van omgevingslucht, die werd gemeten door verschillende pulse-oximeters (Fig. 1). SpO2 steeg slechts tot 86% bij het inademen van 7 L/min extra zuurstof via een neuscanule. Andere vitale functies waren normaal (bloeddruk 124/68 mm Hg, hartslag 86 slagen/min, ademhalingsfrequentie 16/min) en de patiënt vertoonde geen tekenen van ademnood. Lichamelijk onderzoek toonde normale ademhalingsgeluiden zonder tekenen van hartfalen. De huidskleur was onopvallend. Longfunctietesten toonden normale longvolumes zonder restrictie (TLC 6,06 L, 89% voorspeld) of luchtwegobstructie (FEV1/FVC 75%, FEV1 3,16 L, 89% voorspeld), maar tekenen van kleine luchtwegaandoeningen (MEF50 66% voorspeld). De diffusiecapaciteit was boven normaal bereik (DLCO 126% voorspeld). Spiro-ergometrie bevestigde een normale cardiopulmonale prestatie (VO2max 23,5 mL/min/kg, 95% voorspeld) met een licht verminderde zuurstofpuls (19,6 mL, 76% voorspeld), verminderde helling en vroeg plateau. Bij arteriële bloedgasanalyse werd een zuurstofverzadiging (SaO2) van 89% gemeten, paO2 10,9 kPa (82 mm Hg) en p50 5,3 kPa (40 mm Hg). Tabel 1 geeft een overzicht van de laboratoriumresultaten.

Wat is uw diagnose?

Diagnose: Hemoglobinopathie Cheverly

Gezien de discrepantie tussen invasief en niet-invasief gemeten SO2, werd een evaluatie uitgevoerd voor een abnormaal hemoglobine. Conventionele hemoglobine elektroforese (alkalisch celluloseacetaat) was normaal. Alpha-2 hemoglobine en foetaal hemoglobine waren niet verhoogd. Hogedruk vloeistofchromatografie toonde een kleine piek bij 4,52 min (Fig. 2) wat leidde tot de verdenking van Hb Constant Spring, de meest voorkomende niet-deletionale α-thalassemie. Echter, het uitvoeren van Sanger sequencing van de α-globine gen cluster, noch Hb Constant Spring noch een andere puntmutatie kon worden gedetecteerd.

De zuurstofsaturatiecurve beoordeeld met een spectrofotometer (Fig. 3) bevestigde de verhoogde p50 (4,4 kPa/32,7 mm Hg), wat wijst op een verminderde zuurstofaffiniteit van het hemoglobine. Tenslotte, door sequentiebepaling van het β-globine gen (Fig. 4), werd een heterozygote mutatie c.137 T>C, eerder beschreven als hemoglobine Cheverly, gedetecteerd.

Discussie

Afwijking in de gasuitwisseling of ventilatie/perfusie-mismatches zijn de meest voorkomende oorzaken van een lage SpO2 in de dagelijkse routine in de longgeneeskunde. Mogelijke bronnen van fouten in pulsoximetrie zijn slechte perifere perfusie, huidpigmentatie, nagellak, bewegingsartefacten en storend omgevingslicht. Hoewel anemie de verhouding tussen oxyhemoglobine en deoxyhemoglobine niet verandert, kan ernstige anemie een onderschatting van de SpO2 veroorzaken, vooral bij hypoxemische personen, vooral omdat pulsoximeters gekalibreerd zijn op gezonde personen zonder anemie. In het algemeen worden kleine hoeveelheden COHb en MetHb niet gedetecteerd door pulsoxymetrie en leiden tot overschatting van SpO2, indien aanwezig . Variante hemoglobines zijn zeldzame oorzaken van foutief lage pulsoximetrie metingen en worden gewoonlijk pas in aanmerking genomen na uitgebreide beoordeling voor respiratoire en cardiale aandoeningen, uitsluiting van MetHb, SulfHb, COHb, en andere factoren die de prestaties van pulse oximeters verstoren .

De ware SaO2 wordt gemeten door arteriële bloedgas analyse (met toepassing van meer dan 100 golflengten). Discordante SaO2- en SpO2-waarden (gedefinieerd als >5% verschil) komen voor bij sommige hemoglobinevarianten, met onderschatting van de ware SaO2 omdat deze hemoglobines ongebruikelijke absorptiespectra hebben waarvoor de pulsoximeters met twee golven niet zijn ontworpen . Indien SaO2 en SpO2 met elkaar overeenstemmen en laag zijn (<5% verschil), moet de aandacht worden gericht op de hoeveelheid zuurstof die in het arteriële bloed is opgelost (paO2). Fysiologisch neemt de zuurstofverzadiging toe in een S-vormige curve naarmate paO2 stijgt. Deze curve kan naar rechts verschuiven bij een stijging van de temperatuur, een lagere pH (zuurgraad) en hogere concentraties CO2 of 2,3-bisfosfoglyceraat . Een verhoogde p50 wijst op een verschuiving van de curve naar rechts en naar een lagere zuurstofaffiniteit, waardoor het hemoglobine in staat is meer zuurstof te lossen in de perifere weefsels. Daarom wordt bij normale paO2 de weefseloxygenatie van hemoglobine Cheverly niet beïnvloed, ondanks een verlaagde SaO2.

Hemoglobinopathieën zijn veel voorkomende erfelijke aandoeningen en er zijn meer dan 1000 mutaties van de globine-ketens beschreven. De kwantitatieve thalassemie-syndromen zijn de meest frequente mutaties en de prevalentie kan oplopen tot 95% in bepaalde populaties. De meeste kwalitatieve hemoglobinopathieën hebben frequenties van minder dan 1% en kunnen gepaard gaan met uiteenlopende of zelfs geen klinische manifestaties . In 1982 en 1983 waren een bejaarde Italiaanse man met cyanotische hartziekte en een anemische vrouw in Baltimore de eerste beschreven patiënten met de Cheverly variant hemoglobine. In een Duitse observationele studie zijn over een periode van vier decennia slechts 9 patiënten met hemoglobine Cheverly gevonden. Een puntmutatie in het β-globine gen (éénbasemutatie) met vervanging van thymidine door cytosine (c.137 T>C) en opeenvolgende vervanging van het aminozuur fenylalanine door serine (p.45 Phe>Ser) verzwakt de heem-globine interactie en kan instabiliteit van de aangetaste β-globine keten veroorzaken. Dit kan in sommige gevallen een milde hemolytische anemie veroorzaken. De lage zuurstofaffiniteit van hemoglobine Cheverly veroorzaakt de licht verlaagde SaO2 in aanwezigheid van een normale paO2-meting. Bovendien verklaart het abnormale absorptiespectrum van hemoglobine Cheverly de discordant lagere SpO2 in vergelijking met SaO2.

Conclusie en klinische implicaties

In zeldzame gevallen kan een variant van hemoglobine de oorzaak zijn van vals lage SpO2 metingen en moet dit overwogen worden bij patiënten zonder cardiopulmonaire symptomen. Onderzoek door middel van elektroforese en hogedruk vloeistofchromatografie kan onvoldoende zijn om hemoglobinopathie te detecteren, en sequencing van de globinegenen kan noodzakelijk zijn. Varianten van hemoglobines met een abnormaal absorptiespectrum moeten worden verdacht als SpO2 en SaO2 niet overeenkomen. Lage-affiniteit hemoglobine is aanwezig als p50 verhoogd is. In het geval van hemoglobine Cheverly dragen beide factoren bij tot de abnormale constellatie van verlaagde SaO2 en SpO2. Hemoglobine Cheverly zal naar verwachting geen symptomen veroorzaken, maar counseling van de getroffen personen en het uitrusten van hen met noodkaarten kan onnodige diagnostische en therapeutische procedures voorkomen in geval van routinematige medische interventies of medische noodgevallen, waarbij de behandelende arts op de hoogte moet zijn van de onnauwkeurige pulsoximetermeting. Verder stellen wij een screening van familieleden voor door eenvoudigweg SpO2 te meten met een pulsoximeter.