Jonneke Kuperus

Diffuse idiopathische skeletale hyperostose (kortweg DISH) is een aandoening die wordt gekenmerkt door de groei van bot aan de voorzijde van de wervelkolom en door het gehele lichaam ter plaatse van de aanhechtingsplaatsen van pezen aan het skelet. Momenteel is het nog onbekend waardoor deze spontane botgroei ontstaat en dit verklaart meteen de letterlijke benaming van deze aandoening. ‘Diffuse’ duidt op de verspreiding van botgroei door het gehele lichaam. ‘Idiopathisch’ betekent dat de oorzaak onbekend is. ‘Skeletaal’ beschrijft dat het gaat om een aandoening van het skelet. En ‘hyperostose’ is een mooie benaming voor de overmatige (hyper-) botgroei.

Deze aandoening is al vroeg in de literatuur van de vorige eeuw beschreven, onder andere in een belangrijke publicatie van Forestier in 1950, waardoor de aandoening de naam ‘ziekte van Forestier’ mee kreeg. Midden jaren zeventig beschrijven Resnick en Niwayama de klinische kenmerken, afwijkingen op röntgenbeelden, anatomie en microscopie van in totaal 315 patiënten met DISH. Naar aanleiding van deze uitgebreide analyse werden er drie criteria opgesteld om de aandoening DISH vast te stellen:

1. Er moeten minimaal drie botbruggen aanwezig zijn aan de voorzijde van minimaal vier aaneengrenzende wervellichamen;
2. de hoogte van de tussenwervelschijf moet relatief normaal zijn en er mogen geen grove tekenen van schade aan de tussenwervelschijf zijn; en
3. de facet en sacro-iliacale gewrichten vertonen geen schade of vergroeiing.

In de loop der tijd zijn er nog diverse andere criteria voorgesteld door verschillende auteurs, maar deze criteria van Resnick en Niwayama worden nog steeds het meest gebruikt in de literatuur.

Veel mensen met DISH zijn niet op de hoogte van de aanwezigheid van de ziekte. In Nederland heeft onderzoek aangetoond dat 17% van de mensen ouder van 50 jaar voldoet aan de DISH criteria van Resnick en Niwayama. De meeste patiënten hebben echter weinig tot geen klachten. Rugpijn wordt vaak gerelateerd aan DISH, maar zou ook minder erg kunnen zijn ten gevolge van afname van beweeglijkheid van de rug. Stijfheid van de rug komt vaker voor bij mensen met DISH dan bij mensen zonder DISH. Pijn, verminderde functie en stijfheid van de gewrichten zijn ook beschreven als direct gevolg van de botvorming bij de peesaanhechtingen. In de nek kan de extra botvorming druk geven op de luchtpijp en slokdarm, waardoor patiënten moeite kunnen hebben met slikken of zelfs met ademhalen. In een dergelijk geval kan dit bot chirurgisch worden verwijderd.

Het belangrijkste gevolg van DISH voor de orthopedische chirurgie is het verhoogd risico op een ernstige wervelfractuur. Ten gevolge van de veranderde biomechanica transformeert een flexibele wervelkolom in een stijve wervelkolom. In de normale wervelkolom kunnen krachten worden verdeeld over de wervellichamen en tussenwervelschijven. In de wervelkolom met DISH moet de energie over de vastgegroeide massa van wervellichamen worden verdeeld zonder het absorberend vermogen van de tussenwervelschijf, waardoor de rug eerder breekt bij minder kracht. Vaak wordt het wervellichaam dwars doorgebroken en kunnen de losse botonderdelen aanzienlijk verplaatsen, met als gevolg schade aan het ruggenmerg. Deze fracturen moeten vroegtijdig worden herkend zodat geen verdere verschuiving van de botelementen plaatsvindt. Het vastzetten van de breuk moet gebeuren met voldoende schroeven en voldoende lengte van de staven vanwege de grotere krachten die verdeeld moeten worden. Alertheid op breuken bij patiënten met DISH door huisartsen, spoedeisende hulpartsen, traumachirurgen, neurochirurgen en orthopedisch chirurgen kan het risico op neurologische schade en complicaties aanzienlijk verkleinen.

Met behulp van afspraken over de criteria van een aandoening kan er onderzoek worden verricht naar de oorzaak ervan. Inmiddels is er overtuigend bewijs dat DISH gerelateerd is aan oudere leeftijd, mannelijk geslacht, suikerziekte, hoge bloeddruk en overgewicht. Ondanks deze bekende risicofactoren, is de oorzaak van het ontstaan van DISH nog niet opgehelderd.

In het huidige proefschrift ligt de focus op de ontwikkeling van DISH door de tijd heen. Het is gebleken dat de criteria van Resnick en Niwayama een nagenoeg voltooid stadium van de aandoening beschrijft, waardoor het moment van ontstaan niet goed onderzocht kan worden. Met de bevindingen van dit proefschrift hebben we nieuwe criteria voor het vroege stadium van DISH kunnen ontwikkelen, die in de toekomst gebruikt kunnen worden om te ontdekken waardoor en hoe DISH ontstaat.

Deel I: Bekende criteria voor DISH

Na een uitgebreide introductie van DISH in hoofdstuk 1, worden in het eerste deel van dit proefschrift twee literatuurstudies gepresenteerd. In hoofdstuk 2 hebben we een overzicht gemaakt van alle verschillende criteria voor DISH die zijn beschreven in de medische literatuur. Naast de alom bekende Resnick en Niwayama criteria, waren er nog 23 andere sets van DISH-criteria beschikbaar. Elf hiervan beschreven criteria met inclusie van een voorstadium van DISH. Zestien van de 24 artikelen (inclusief het artikel van Resnick en Niwayama) verwerpen de diagnose DISH wanneer er sprake is van verminderde hoogte van de tussenwervelschijf of aantasting van de facet of sacro-iliacale gewrichten. In het literatuuronderzoek beschreven in hoofdstuk 3 werden er 39 gevallen gevonden die DISH en ankyloserende spondylitis (een wervelkolomaandoening met als gevolg afname in hoogte van de tussenwervelschijf en vastgroeien van de facet en sacro-iliacale gewrichten) als simultaan aanwezig beschreven. Dit duidt erop dat DISH dus tegelijkertijd met andere wervelkolomaandoeningen kan voorkomen en dat het simpelweg verwerpen van de diagnose als er een andere ziekte meespeelt voor de kliniek te kort door de bocht is. In het kader van onderzoek zouden patiënten with DISH en een andere wervelkolomaandoening wellicht niet als onderzoekpatiënt moeten worden gekozen omdat het onderzoek dan vertroebeld kan raken door de andere aandoening. Echter zou in de klinische situatie een arts wel degelijk de diagnose DISH kunnen stellen bij een patiënt met een andere wervelkolomaandoening. De resultaten van deze twee onderzoeken geven weer dat optimale criteria voor DISH meerdere fasen van de ziekte zouden moeten beschrijven en dat er in de criteria rekening moet worden gehouden of ze worden gebruikt in de kliniek of voor onderzoeksdoeleinden.

Deel II: Nieuwe bevindingen in DISH

In het tweede deel van dit proefschrift worden de histologische en radiologische kenmerken van DISH beschreven. Het microscopie onderzoek, beschreven in hoofdstuk 4, liet zien dat (in)complete botbruggen vaker aanwezig zijn bij mensen met DISH dan bij mensen zonder DISH. Daarnaast was er vaker corticaal en gevlochten jong bot aanwezig bij patiënten met DISH, hetgeen aangeeft dat het bot nog bezig is met remodelleren. De tussenwervelschijf was van gelijke hoogte en gelijke microscopische kwaliteit bij wervelkolommen met en zonder DISH, dit suggereert een beperkte rol van de volledige tussenwervelschijf in het ontstaan van DISH. Wel was er vaker een afwijkende vorm in de buurt van de nieuwe botvorming in de wervelkolommen met DISH. De oorzaak-gevolg-relatie tussen het ontstaan van DISH en de lokale veranderingen van de tussenwervelschijf kon niet verder worden opgehelderd in deze tweedimensionale cross-sectionele studie.

In hoofdstuk 5 hebben we wervelkolommen met DISH driedimensionaal in beeld gebracht om de onderlinge relatie van het anterieur longitudinaal ligament (ALL) en de nieuwe botvormingen in DISH nader te onderzoeken. Een van de hypothesen rondom het ontstaan van DISH is dat het zou beginnen als een verbening van het ALL. Om dit uit te diepen, hebben we vier wervelkolommen gescand middels een CT, daarna ingevroren en in zeer dunne plakjes afgesneden met een cryomacrotoom. De foto’s van het ijsblok waar telkens de sneden vanaf werden gehaald, konden vervolgens digitaal worden opgestapeld en hierdoor kon er een 3D beeld van de foto’s worden gecreëerd. Door de foto’s en de CT beelden te vergelijken kon er worden vastgesteld dat het ALL nog aanwezig was in alle wervelkolommen en dat deze verplaatst was naar de andere zijde, weg van het nieuwe bot. Dit onderzoek heeft laten zien dat het bot zeer waarschijnlijk niet ontstaat vanuit het ALL.

In hoofdstuk 6 werden twee CT-scans met gemiddeld vijf jaar ertussen van 235 mensen beoordeeld op de botdichtheid. Van deze groep hadden 90 personen geen DISH, 90 personen hadden wel DISH op beide scans en 55 personen hadden wel DISH op de laatste scan maar niet op de eerste. De metingen lieten zien dat de botdichtheid in het nieuw ontstane bot duidelijk toenam in de loop van de tijd. De verwachting was dat door het steviger wordende nieuwgevormde bot, de botdichtheid zou afnemen in het wervellichaam. In tegenstelling tot onze verwachtingen, nam de botdichtheid in het wervellichaam niet significant meer af bij patiënten met DISH in vergelijking met patiënten zonder DISH. De fracturen bij een patiënt met DISH zijn waarschijnlijk meer het gevolg van de stijfheid en veranderde biomechanica in de wervelkolom, dan van verzwakking van het bot in het wervellichaam.

Hoofdstuk 7 onderzocht patiënten met slikklachten en DISH om te bepalen waar het nieuwe bot zich in de cervicale (nek) wervelkolom met name bevond. DISH komt voornamelijk aan de rechtervoorzijde van de thoracale (borstkas) wervelkolom voor, waarschijnlijk ten gevolge van de linkszijdige pulserende aorta. Aangezien er andere vaten in de hals en nek regio lopen, zou het nieuwe bot meer centraal worden verwacht, waardoor het meer klachten van verdrukking van de luchtpijp en slokdarm kan geven. Uit onze studie bleek inderdaad dat het nieuwe bot zich voornamelijk centraal en symmetrisch voor de cervicale wervelkolom bevond en dat de grote bloedvaten (a. carotis en a. vertebralis) aan beide zijden erlangs liepen. Hierom is het voor huisartsen, anesthesisten en KNO-artsen belangrijk om de diagnose DISH te overwegen bij slikklachten of obstructie van de luchtweg.

In hoofdstuk 8 werden de uiterlijke kenmerken van DISH beschreven aan de hand van CT-scans van de borstkas in twee tijdsopnames met een tussenperiode van gemiddeld vijf jaar. Eerder onderzoek had reeds aangetoond dat DISH progressief van aard is met als gevolg dat er steeds meer bot wordt gevormd. Om dit in kaart te brengen werd er per wervelsegment (twee wervels met de tussenliggende tussenwervelschijf) beoordeeld of er sprake was van een (in)complete brug, in hoeverre deze puntig of glooiend van aard was en hoe breed het nieuwe bot was. Dit werd gedaan bij 55 personen die DISH ontwikkelden in de loop van de tussenliggende vijf jaar van de CT-scans en 90 personen die DISH hadden op zowel de eerste als tweede scan. De resultaten lieten zien dat in beide groepen over een gemiddelde van vijf jaar de incomplete bruggen compleet werden en daarbij een meer glooiend uiterlijk kregen. Daarnaast nam ook de breedte van het nieuwe bot toe in deze tijdsperiode. Deze studie heeft door middel van systematisch onderzoek laten zien dat DISH een progressieve aandoening is en dat er daarom ook criteria voor DISH moeten zijn waarin verschillende fasen van de aandoening worden beschreven.

Deel III: Nieuwe criteria voor het voorstadium van DISH

In deel drie van dit proefschrift, werden de resultaten van hoofdstuk 8 gebruikt om criteria op te stellen voor het voorstadium van DISH (hoofdstuk 9). De nieuwe criteria werden gebaseerd op de bekende Resnick en Niwayama criteria waarbij verschillende potentiële criteria werden getest op het onderscheidend vermogen tussen de groep personen met DISH in ontwikkeling en de groep zonder DISH. De best passende criteria werden getest op validiteit en betrouwbaarheid in een tweede onderzoekspopulatie met goede resultaten. Middels deze nieuwe criteria voor het voorstadium van DISH kan een groep worden gediagnosticeerd met een zeer hoog risico op het ontwikkelen van definitieve DISH.

Inzicht in de botgroei kan leiden tot behandelmogelijkheden bij symptomatische patiënten met DISH, maar zou ook kunnen worden gebruikt op experimenteel niveau om bijvoorbeeld in het laboratorium bot te maken en te vormen om dit weer te gebruiken bij patiënten met een tekort aan bot. De resultaten van dit proefschrift kunnen bijdragen aan het uitvoeren van onderzoek naar het ontstaansmechanisme van nieuw bot in het voorstadium van DISH.