Zusammenfassung
Kraniosynostosen gehören mit einer Inzidenz von 1:2000 bis 1:3000 Geburten zu den häufigsten kraniofazialen Anomalien. Die durch die vorzeitige Verknöcherung einer oder mehrerer Schädelnähte verursachte Wachstumshemmung kann zu schweren Deformitäten des Schädel- und Gesichtsskeletts führen. Dies sorgt nicht nur für eine große ästhetische Beeinträchtigung, sondern hat auch funktionelle Auswirkungen für die Patienten. Hierzu können u. a. gehören: intrakranielle Drucksteigerung, Atrophie des N. opticus, Atem-, Hör- und Entwicklungsstörungen. Trotz großer Anstrengungen konnten bisher nur für einen Teil der autosomal-dominanten syndromalen Kraniosynostosen die ursächlichen Gene, z. B „fibroblast growth factor receptor 1-3“ (FGFR1-3), „twist basic helix-loop-helix transcription factor 1“ (TWIST1) etc., gefunden werden. Die Ätiologie der nichtsyndromalen Kraniosynostosen bleibt weiterhin ungeklärt. Aufgrund der verbreiteten Anwendung neuer Sequenziertechnologien zur Identifizierung neuer kausaler Gene bei Patienten mit Kraniosynostose kann in den nächsten Jahren mit der Entschlüsselung vieler weiterer krankheitsverursachender Gene gerechnet werden. Insbesondere die syndromalen Formen der Kraniosynostose bedürfen aufgrund ihrer klinischen Komplexität einer interdisziplinären Betreuung. Die einzige Therapieoption besteht derzeit in der kraniofazialen Chirurgie, welche aber die genetisch determinierten pathologischen Wachstumsmuster der komplexen syndromalen Kraniosynostosen langfristig oft nicht beheben kann.
Abstract
With an incidence of 1:2000–1:3000 births, craniosynostoses are among the most common craniofacial anomalies. Growth inhibition caused by premature fusion of one or more cranial sutures can lead to severe deformities of the skull and facial skeleton. Besides the severe aesthetic problems for the patient, it also has important clinical consequences. These may include raised intracranial pressure, optic nerve atrophy, respiratory, and developmental disorders. Despite major efforts, causative genes (e.g., FGFR1-3, TWIST1) have been detected for only a portion of the autosomal dominantly inherited craniosynostosis syndromes. The etiology of non-syndromic craniosynostosis still remains unclear. The application of next generation sequencing technologies will probably lead to the identification of additional causative genes underlying at the least syndromic forms of craniosynostosis in upcoming years. Due to their clinical complexity, particularly the syndromic forms of craniosynostosis require interdisciplinary care. The only treatment option currently available is craniofacial surgery, which in the long term often fails to remedy the genetically determined pathological growth pattern of complex syndromic craniosynostoses.
Literatur
Opperman LA (2000) Cranial sutures as intramembranous bone growth sites. Dev Dyn 219(4):472–485
Connerney JJ, Spicer DB (2011) Signal transduction pathways and their impairement in syndromic craniosynostosis. Monogr Hum Genet 19:28–44
Kelleher FC, O’Sullivan H, Smyth E et al (2013) Fibroblast growth factor receptors, developmental corruption and malignant disease. Carcinogenesis Epub ahead of print
Reintjes N, Li Y, Becker A et al (2013) Activating somatic FGFR2 mutations in breast cancer. PLoS One 8(3):e60264
Seifert G, Kress W, Meisel C et al (2006) Genetic investigations of Saethre-Chotzen syndrome presenting with renal cell carcinoma. Cancer Genet Cytogenet 171(1):76–78
Wilkie AO (2007) Cancer drugs to treat birth defects. Nat Genet 39(9):1057–1059
Otto AW (1830) Lehrbuch der Pathologischen Anatomie. Berlin, Rucher
Kimonis V, Gold JA, Hoffman TL et al (2007) Genetics of Craniosynostosis. Semin Pediatr Neurol 14(3):150–161
Virchow R (1851) Über den Cretinismus namentlich in Franken, und über pathologische Schädelformen. Verh Phys Med Gesellsch Würzburg 2:231–271
Slater BJ, Lenton KA, Kwan MD et al (2008) Cranial sutures: a brief review. Plast Reconstr Surg 121(4):170–178
McGillivray G, Savarirayan R, Cox TC et al (2005) Familial scaphocephaly syndrome caused by a novel mutation in the FGFR2 tyrosine kinase domain. J Med Genet 42(8):656–662
Lajeunie E, Crimmins DW, Arnaud E et al (2005) Genetic considerations in nonsyndromic midline craniosynostoses: a study of twins and their families. J Neurosurg 103(4):353–356
Justice CM, Yagnik G, Kim Y et al (2012) A genome-wide association study identifies susceptibility loci for nonsyndromic sagittal craniosynostosis near BMP2 and within BBS9. Nat Genet 44(12):1360–1364
Müller-Richter UDA., Schweitzer T, Meyer-Marcotty P et al (2011) Behandlung angeborener komplexer Dysgnathien. Der MKG-Chirurg 4(3): 189-205
Apert E (1906) De l‘ acricephalosyndactylie. Bull Soc Med Hop Paris 23:1310–1330
Cohen MM Jr, Kreiborg S, Lammer EJ et al (1992) Birth prevalence study of the Apert syndrome. Am J Med Genet 42(5):655–659
Cohen MM Jr, Kreiborg S (1996) A clinical study of the craniofacial features in Apert syndrome. Int J Oral Maxillofac Surg 25(1):45–53
Rice DP (2008) Clinical features of syndromic craniosynostosis. Front Oral Biol 12:91–106
Wilkie AO, Slaney SF, Oldridge M et al (1995) Apert syndrome results from localized mutations of FGFR2 and is allelic with Crouzon syndrome. Nat Genet 9(2):165–172
Goriely A, Wilkie AO (2010) Missing heritability: paternal age effect mutations and selfish spermatogonia. Nat Rev Genet 11(8):589
Pfeiffer RA (1964) Dominant Hereditary Acrocephalosyndactylia. Z Kinderheilkd 90:301–320
Lajeunie E, Ma HW, Bonaventure J et al (1995) FGFR2 mutations in Pfeiffer syndrome. Nat Genet 9(2):108
Cohen MM Jr (1993) Pfeiffer syndrome update, clinical subtypes, and guidelines for differential diagnosis. Am J Med Genet 45(3):300–307
Crouzon LEO (1912) Dysostose cranio-faciale héréditaire. Bull Soc Med Hop Paris 33:545–555
Cohen MM Jr, Kreiborg S (1992) Birth prevalence studies of the Crouzon syndrome: comparison of direct and indirect methods. Clin Genet 41(1):12–15
Wilkie AO (2005) Bad bones, absent smell, selfish testes: the pleiotropic consequences of human FGF receptor mutations. Cytokine Growth Factor Rev 16(2):187–203
Meyers GA, Orlow SJ, Munro IR et al (1995) Fibroblast growth factor receptor 3 (FGFR3) transmembrane mutation in Crouzon syndrome with acanthosis nigricans. Nat Genet 11(4):462–464
Twigg SR, Vorgia E, McGowan SJ et al (2013) Reduced dosage of ERF causes complex craniosynostosis in humans and mice and links ERK1/2 signaling to regulation of osteogenesis. Nat Genet 45(3):308–313
Keupp K, Li Y, Vargel I et al (2013) Mutations in IL11RA cause autosomal recessive Crouzon-like craniosynostosis. Mol Genet Genomic Med (im Druck)
Nieminen P, Morgan NV, Fenwick AL et al (2011) Inactivation of IL11 signaling causes craniosynostosis, delayed tooth eruption and supernumerary teeth. Am J Hum Genet 89(1):67–81
Chotzen F (1932) Eine eigenartige familiaere Entwicklungsstoerung. Akrocephalosyndaktylie, dysostosis craniofacialis und hypertelorismus. Mschr Kinderheilk 55:97–122
Saethre H (1931) Ein Beitrag zum Turmschaedelproblem. Pathogenese, Erblichkeit und Symptomatologie. Dtsch Z Nervenheilk 119:533–555
el Ghouzzi V, Le Merrer M, Perrin-Schmitt F et al (1997) Mutations of the TWIST gene in the Saethre-Chotzen syndrome. Nat Genet 15(1):42–46
Kress W, Schropp C, Lieb G et al (2006) Saethre-Chotzen syndrome caused by TWIST 1 gene mutations: functional differentiation from Muenke coronal synostosis syndrome. Eur J Hum Genet 14(1):39–48
Sharma VP, Fenwick AL, Brockop MS et al (2013) Mutations in TCF12, encoding a basic helix-loop-helix partner of TWIST1, are a frequent cause of coronal craniosynostosis. Nat Genet 45(3):304–307
Muenke M, Gripp KW, McDonald-McGinn DM et al (1997) A unique point mutation in the fibroblast growth factor receptor 3 gene (FGFR3) defines a new craniosynostosis syndrome. Am J Hum Genet (3):555–564
Doherty ES, Lacbawan F, Hadley DW et al (2007) Muenke syndrome (FGFR3-related craniosynostosis): expansion of the phenotype and review of the literature. Am J Med Genet A 143A(24):3204–3215
Reardon W, Smith A, Honour JW et al (2000) Evidence for digenic inheritance in some cases of Antley-Bixler syndrome? J Med Genet 37(1):26–32
Flück CE, Tajima T, Pandey AV et al (2004) Mutant P450 oxidoreductase causes disordered steroidogenesis with and without Antley-Bixler syndrome. Nat Genet 36(3):228–230
Laue K, Pogoda HM, Daniel PB et al (2011) Craniosynostosis and multiple skeletal anomalies in humans and zebrafish result from a defect in the localized degradation of retinoic acid. Am J Hum Genet 89(5):595–606
Przylepa KA, Paznekas W, Zhang M et al (1996) Fibroblast growth factor receptor 2 mutations in Beare-Stevenson cutis gyrata syndrome. Nat Genet 13(4):492–494
Jabs EW, Li X, Scott AF, Meyers G et al (1994) Jackson-Weiss and Crouzon syndromes are allelic with mutations in fibroblast growth factor receptor 2. Nat Genet 8(3):275–279
Jenkins D, Seelow D, Jehee FS et al (2007) RAB23 mutations in Carpenter syndrome imply an unexpected role for hedgehog signaling in cranial-suture development and obesity. Am J Hum Genet 80(6):1162–1170
Wieland I, Jakubiczka S, Muschke P et al (2004) Mutations of the ephrin-B1 gene cause craniofrontonasal syndrome. Am J Hum Genet 74(6):1209–1215
Van Maldergem L, Siitonen HA, Jalkh N et al (2005) Revisiting the craniosynostosis-radial ray hypoplasia association: Baller-Gerold syndrome caused by mutations in the RECQL4 gene. J Med Genet 43(2):148–152
Shukla V, Coumoul X, Wang RH et al (2007) RNA interference and inhibition of MEK-ERK signaling prevent abnormal skeletal phenotypes in a mouse model of craniosynostosis. Nat Genet 39(9):1145–1150
Wang Y, Zhou X, Oberoi K et al (2012) p38 inhibition ameliorates skin and skull abnormalities in Fgfr2 Beare-Stevenson mice. J Clin Invest 122(6):2153–2164
Eswarakumar VP, Ozcan F, Lew ED et al (2006) Attenuation of signaling pathways stimulated by pathologically activated FGF-receptor 2 mutants prevents craniosynostosis. Proc Natl Acad Sci U S A 103(49):18603–18608
Renier D, Lajeunie E, Arnaud E et al (2000) Management of craniosynostoses. Childs Nerv Syst 16(10–11):645–658
Di Rocco F, Arnaud E, Marchac D et al (2012) Anterior fronto-orbital remodeling for trigonocephay. Childs Nerv Syst 28(9):1369–1373
Marchac A, Arnaud E (2012) Cranium and midface distraction osteogenesis: current practices, controversies, and future applications. J Craniofac Surg 23(1):235–238
Danksagung
Die Autoren danken Karin Boss für ihre kritischen Ergänzungen beim Schreiben dieses Artikels.
Einhaltung ethischer Richtlinien
Interessenkonflikt. B. Wollnik wird durch die BMBF-geförderten Netzwerke für seltene Erkrankungen CRANIRARE-2 (E-RARE-Programm) mit dem Förderkennzeichen 01GM1211A und FACE (Forschungsverbund ausgewählter craniofacialer Entwicklungsstörungen) mit dem Förderkennzeichen 01GM1109C unterstützt. M. Rachwalski und W. Kress geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.
Dieser Beitrag beinhaltet keine Studien an Menschen oder Tieren.
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Rachwalski, M., Wollnik, B. & Kress, W. Klinik und Genetik syndromaler und nichtsyndromaler Kraniosynostosen. medgen 25, 373–387 (2013). https://doi.org/10.1007/s11825-013-0412-x
Published:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/s11825-013-0412-x
Schlüsselwörter
- Schädelnähte
- Auffälligkeiten
- Fibroblastenwachstumsfaktorrezeptor 2
- Humanes TWIST1-Protein
- Humanes IL11RA-Protein
- Genetische Testung