Moyamoya-ähnliches Gefäßmuster der Leberpforte bei primär sklerosierender Cholangitis mit Portalvenenverschluss

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Die Veränderung der Leberarchitektur bei Zirrhose führt zu einer Erhöhung des intrahepatischen Widerstandes und einer Anpassung der Hämodynamik an den Pfortaderhochdruck. Bei Patienten mit Zirrhose ist der Anteil der arteriellen Blutversorgung an der gesamten Leberdurchblutung erheblich vergrößert [1]. Wenn die Zirrhose durch eine Pfortaderthrombose kompliziert wird, ist anzunehmen, dass die Bedeutung der arteriellen Blutversorgung der Leber noch zunimmt (sog. "arterielle Leber"), auch wenn die Pfortaderdurchblutung teilweise durch venöse Kanäle, die zu einer kavernösen Transformation der Pfortader beitragen, wiederhergestellt wird [2], [3]. Die Dopplersonografie stellt momentan die führende Technik zur nichtinvasiven Darstellung der hämodynamischen Folgen des Pfortaderhochdrucks in den Splanchnikusgefäßen dar. Die Dopplerflussmuster in den venösen und arteriellen Gefäßen bei zirrhotischen Patienten sind gut beschrieben. Anscheinend werden aber diese Muster erheblich beeinflusst durch Faktoren wie das Ausmaß der portoportalen Kollateralisierung, die Art der Zirrhose (makronodulär vs. mikronodulär) oder die Art der Kollagenablagerung in der Leber (biliär vs. periportal).

Wir stellen den Fall einer primär sklerosierenden Cholangitis (PSC) dar, die durch eine Portalvenenthrombose kompliziert wurde und zu einem ungewöhnlichen Dopplerbefund führte, bei dem arterielle Umgehungsrouten um die thrombosierte Portalvene herum zu sehen waren.

Fallbericht

Eine 47jährige Frau wurde wegen chronischer Cholestase mit zunehmendem Ikterus in unserem Krankenhaus aufgenommen. Veränderungen der Leberwerte waren seit 1996 bekannt und wurden einem übermäßigen Alkoholkonsum zugeschrieben. Damals wurde die Patientin stationär aufgenommen wegen einer akuten Pankreatitis vermutlich toxischen Ursprungs. Vier Jahre später wurde eine Leberbiopsie durchgeführt. Die Histologie ergab dichte lymphozytäre Infiltrate in den Periportalfeldern, welche auf die Leberläppchen übergriffen und zu Mottenfraßnekrosen führten. Es bestand eine Periportalfibrose mittlerer Ausprägung. Die Patientin wurde cholezystektomiert (1986), und im Jahr 2000 und 2005 wurde jeweils eine Sphinkterotomie mit Steinextraktion aus dem Gallengang durchgeführt.

Bei der klinischen Untersuchung fiel eine Hepatomegalie auf, wobei die Leber bis 3 cm unter den Rippenbogen reichte, sowie eine Splenomegalie. Am Thorax und den Armen fanden sich zahlreiche Spider naevi. Die Patientin war mäßig ikterisch und wies ein Palmarerythem und periphere Ödeme auf. Folgende Laborwerte waren pathologisch: Bilirubin gesamt 5,7 mg/dl, alkalische Phosphatase 890 IU/l, GGT 702 IU/l, GPT 50 IU/L und GOT 102IU/l. Quick-Wert, Serumalbumin und Serum-Gammaglobulinwerte waren normal. Virale (HBs, anti-HCV-AK) und angeborene Erkrankungen wie Hämochromatose oder M. Wilson wurden ausgeschlossen. Die Suche nach antimitochondrialen Antikörpern verlief negativ, aber es fand sich ein erhöhter Titer von Antikörpern gegen glatte Muskulatur und ein niedriger Titer von antinukleären Antikörpern. Das CA 19-lag bei 90,2 IU/ml (normal 0-0,24IU/ml), das CEA bei 7,24 ng/ml (normal < 3ng/ml) und das Alpha-Fetoprotein bei 1,82 ng/ml (normal < 7,51 ng/ml). Bei der Gastroskopie fanden sich Oesophagusvarizen 1° sowie zahlreiche hämorrhagische Läsionen im Magenantrum. Der gesamte Dickdarm und das terminale Ileum waren endoskopisch unauffällig, allerdings ergab die Histologie der Mucosa von Coecum und Rektum eine chronische unspezifische Colitis. Bei der endoskopischen retrograden Cholangiopankreatografie wurde eine Striktur des rechten Gallengangs nachgewiesen sowie diffuse unregelmäßige Verengungen der intrahepatischen Gallengänge, vereinbar mit der Diagnose einer sklerosierenden Cholangitis. Auf der Basis der cholangiografischen Befunde, der histologischen Diagnose einer Colitis und dem Autoantikörpernachweis stellten wir die Diagnose einer PSC. Bei der abdominellen Dopplersonografie konnte der Hauptstamm der Pfortader nicht dargestellt werden. Stattdessen zeigten sich zahlreiche feine Gefäße mit einem Durchmesser von 2-6 mm. Venöse Flussmuster mit retrogradem (hepatofugalem) Fluss konnte in nur zwei Gefäßen nachgewiesen werden. Der Aliasing-Artefakt wies nach, dass es sich bei den übrigen Gefäßen um Arterien handelte (Abb. [1], [2]). Hiermit übereinstimmend fanden sich arterielle Flussmuster vom Niederdruck-Typ im gepulsten Doppler (Abb. [3]). In der CT-Angiografie sah man eine dilatierte A. hepatica, die sich im Bereich der Leberpforte in zahlreiche kleine geschlängelte intrahepatische Gefäße aufzweigte (Abb. [4]). Darüber hinaus fand sich eine akzessorische Leberarterie, die aus dem Truncus coeliacus abging und den linken Leberlappen versorgte. Portosystemische Kollateralen konnten zwischen den Milz- und den Nierenvenen dargestellt werden.

Abb. 1 Gefäßmuster der Leberpforte im Farbdoppler. Aliasing in den hyperkinetischen Leberarterien.

Fig. 1 Color Doppler vascular pattern of the porta hepatis. The aliasing artifact appeared in arterial branches.

Abb. 2 Außergewöhnliches Gefäßmuster im Power Doppler.

Fig. 2 Power Doppler showed an unusual vascular pattern.

Abb. 3 Arterielles Spektrum im atypischen Gefäß registriert.

Fig. 3 Arterial waveform obtained in atypical vessel.

Abb. 4 Angio CT - multiple schmale Äste der Arteria hepatica

Fig. 4 Angio-CT: multiple small-sized branches of the hepatic artery

Diskussion

Die Doppler-Sonografie ermöglicht den Nachweis von Frühstadien der Pfortaderthrombose und die Untersuchung der weiteren Entwicklung und der Veränderungen in der Hämodynamik des Pfortadersystems. Es ist allgemein bekannt, dass die Pfortaderthrombose einige Veränderungen im Bereich der regionalen und systemischen Zirkulation verursacht. Grundsätzlich kommt es bei der Pfortaderthrombose zu einem hyperkinetischen Veränderungen im Kreislauf, die durch periphere Vasodilatation und eine gesteigerte Auswurfleistung des Herzens gekennzeichnet ist, und die portosystemischen Kollateralen sind gut ausgebildet. Es wurde berichtet, dass die Verringerung des Blutflusses in der Pfortader zu einer Steigerung der Durchblutung in der A. hepatica führt [1]. Elektronenmikroskopische Untersuchungen zeigten, dass der peribiliäre Gefäßplexus in Lebern mit portaler Hypertension erheblich vergrößert ist. Es wurden auch Gefäße nachgewiesen, die die Verbindung zwischen den peribiliären Gefäßplexus und Pfortaderästen ("innere Wurzeln") darstellen. Diese Gefäße dienen wahrscheinlich als intrahepatische Kollateralen [4]. Die Verbindungen zwischen den Gefäßsystemen der A. hepatica und der Pfortader sind ferner in den Lebersinus und den Vasa vasorum der Pfortader nachgewiesen worden [5].

Man nimmt an, dass der hyperkinetische Kreislauf in den Splanchnicusarterien den erhöhten Druck im Pfortadersystem aufrechterhält, obwohl sich zahlreiche Kollateralen bilden, die als druckvermindernde Shunts dienen. Studien an Ratten mit einer stenosierten Pfortader stützten diese Hypothese. Vorobioff et al. zeigten, dass es ein Feedback zwischen dem Pfortadersystem und den Splanchnicusarterien gibt. Der Druck in der Pfortader ist das Ergebnis des gemeinsamen Einflusses dieser beiden Kreislaufkomponenten [6]. Die Pathogenese der Vasodilatation in den Splanchnicusarterien ist noch nicht vollständig erklärt, obwohl dieses Phänomen seit über achtzig Jahren bekannt ist. Die Verbindung zwischen der Pfortaderdurchblutung und dem Fluss in der A. hepatica wurde erstmals in einer klassischen Arbeit von Burton-Opitz dargelegt (Zitat 7). Glucagon und Stickstoffmonoxid wurden als ursächliche Faktoren des hyperkinetischen Splanchnicus-Kreislaufs benannt [8], [9], [10]. Erweiterung und Hyperkinese im Bereich der A. hepatica bei Pfortaderthrombose ist ein typischer Bestandteil der Doppler-Befunde im Bereich der Leberpforte. Die Autoren sind in der Dopplerliteratur allerdings nie auf das Bild so zahlreicher Leberarterienäste gestoßen wie in dem hier dargestellten Fall. Dieses ungewöhnliche Bild kann man als "falsche kavernöse Transformation der Pfortader" bezeichnen. Alternativ schlagen wir die Bezeichnung "kavernöse Transformation der A. hepatica" vor. Diese Namen beziehen sich auf den Befund der Leberpforte bei der Doppler-Sonografie. Ein ähnliches Bild eines verschlungenen Haufens von erweiterten Leberarterienästen im Bereich des Leberhilus hat man bei Patienten mit angeborener Leberfibrose im Kontrastmittel-CT gefunden [11]. Die Autoren dieser Studie möchten betonen, dass dieser Befund fälschlich als kavernöse Transformation der Pfortader hätte diagnostiziert werden können, wenn nicht Aufnahmen der arteriellen Phase gemacht worden wären.

Die Darstellung in der CT-Angiografie bei unserer Patientin lässt an eine Analogie zur Moyamoya-Krankheit denken. Dies ist eine erstmals 1957 bei Japanern [12] beschriebene chronisch fortschreitende Erkrankung, welche die Gefäßversorgung des Gehirns betrifft. Bei dieser Erkrankung kommt es durch fortschreitende Gefäßverengungen der inneren Carotiden und/oder der Aa. cerebri mediae an der Schädelbasis zu einer Vergrößerung und Erweiterung eigentlich normaler kleiner Arterien, die dann auf Angiogrammen gut zu erkennen sind. Die Gefäße sehen aus wie ein Kringel von Zigarettenrauch (im Japanischen "Moyamoya") und werden deshalb "Moyamoya-Gefäße" genannt. Ätiologisch kommen sowohl genetische Faktoren als auch eine Arteriitis in Betracht [13]. Ist es erlaubt, aufgrund des überraschendenen Befundes der A. hepatica bei unserer Patientin eine Parallele zwischen zwei so weit auseinander liegenden Organen zu ziehen? Können wir die hier festgestellte Pathologie der A. hepatica als "Moyamoya-Phänomen" bezeichnen? Wir hoffen, dass der hier dargestellte Fall eine positive Reaktion auch in anderen medizinischen Veröffentlichungen anstoßen wird.

Moyamoya-like Vascular Pattern of the Hepatic Portal in Primary Sclerosing Cholangitis Associated with Portal Vein Occlusion

The architectural distortion in cirrhosis leads to increased intrahepatic resistance and haemodynamic adaptation to portal hypertension. In cirrhotic patients, the contribution of the arterial blood supply to total hepatic blood flow is considerably increased [1]. When cirrhosis is complicated by thrombotic occlusion of the portal vein, the significance of arterial blood supply to the liver should further increase (so-called "arterial liver"), despite partial re-establishment of portal venous flow via venous channels forming cavernous transformation of the portal vein [2], [3]. Doppler ultrasound is currently the principal technique used for non-invasive imaging of haemodynamic consequences of portal hypertension within splanchnic vessels. Doppler vascular patterns in both the venous and arterial vessels are well characterised in cirrhotic patients with portal vein occlusion. It seems, however, that these patterns may be affected considerably by such factors as extent of porto-portal collateralisation, form of cirrhosis (macronodular vs. micronodular) or kind of collagen deposition in the liver (biliary vs. periportal).

We present a case of primary sclerosing cholangitis (PSC) complicated by portal vein thrombosis, which produced an unusual Doppler image showing arterial bypass routes around the obstructed portal vein.

Case report

A 47-year-old female was admitted to our hospital because of chronic cholestatic disease characterised by increasing jaundice. Abnormalities of liver tests had been observed since 1996 and were attributed to excessive consumption of alcohol. At this time, the patient was hospitalised for acute pancreatitis, probably of toxic aetiology. Four years later, a percutaneous liver biopsy was performed. The histology showed dense lymphocytic infiltrates in portal triads, entering hepatic lobules with an image of piecemeal necrosis. There was portal fibrosis of moderate degree. The patient underwent cholecystectomy (1986), and two sphincterotomies with extraction of calculi from the common bile duct were performed in 2000 and 2005, respectively.

Physical examination was remarkable for hepatomegaly with the liver descending 3 cm below the right costal margin, as well as splenomegaly. Numerous cutaneous spider angiomas were scattered over the thorax and upper extremities. The patient was moderately jaundiced, had palmar erythema and peripheral oedema. Abnormal results of laboratory data included hyperbilirubinaemia (total serum bilirubin 5,7 mg/dl), serum alkaline phosphatase 890 IU/l, serum -glutamyltransferase 702 IU/l, serum alanine aminotransferase 50 IU/l and serum aspartate aminotransferase 102 IU/l. The prothrombine index, serum albumin and serum -globulin levels were normal. Viral (HBs, anti-HCV antibodies) and genetic diseases such as haemochromatosis and Wilson's disease had been excluded. A test for antimitochondrial antibodies was negative, but high titres of anti-smooth muscle cell antibodies and a low titre of antinuclear antibodies were found. Serum levels of CA 19-9, CEA and alpha-fetoprotein were 90,2 IU/ml (normal range 0-0,24 IU/ml), 7,24 ng/ml (normal range < 3 ng/ml) and 1,82 ng/ml (normal range < 7,51 ng/ml), respectively. At gastroscopy, oesophageal varices of first degree and numerous haemorrhagic erosions in the antral part of stomach were identified. The entire large bowel and terminal ileum were intact on ileo-colonoscopy; histology of mucosal specimens taken from the rectum and coecum disclosed chronic indeterminate colitis, however. Endoscopic retrograde cholangio-pancreatography revealed a single stricture of the right hepatic bile duct and diffuse irregular narrowing of intrahepatic ducts, compatible with the diagnosis of sclerosing cholangitis. Taking into account a cholangiographic image, the presence of histological colitis and auto antibodies, we established a diagnosis of PSC. Abdominal duplex Doppler sonography did not visualise the main trunk of the portal vein. In its location, numerous fine vessels, measuring 2-6 mm in diameter, were demonstrated. Venous waveforms with retrograde (hepatofugal) flow were registered in only two small vessels. The aliasing artefact proved the arterial nature of remaining vessels (Fig. [1], [2]). In accordance, low-resistance arterial waveforms were found on pulsed wave Doppler study (Fig. [3]). CT- angiography showed a dilated hepatic artery, which divided into multiple small-sized, tortuous intrahepatic branches (Fig. [4]) in the hepatic portal. Moreover, an accessory hepatic artery originating from the coeliac trunk, which fed the hepatic left lobe, was found. Porto-systemic collaterals could be visualised between the splenic and renal venous systems.

Discussion

Doppler sonography allows to detection of early stages of portal vein thrombosis and subsequent investigation of its development and changes in the haemodynamics of the portal system. It is well established that portal vein thrombosis leads to several regional and systemic vascular changes. In general, a hyperdynamic circulatory state characterised by peripheral vasodilatation and an increased cardiac output has been reported in portal vein thrombosis with well-developed portosystemic collaterals. It has been stated that a reduction of blood flow in the portal vein is accompanied by increasing blood flow in the hepatic artery [1].

Scanning electron microscopic observations revealed that the peribiliary vascular plexus was increased considerably in livers with portal hypertension. The vessels connecting the peribiliary vascular plexus with portal venous branches ("internal roots") were also disclosed. These vessels probably operate as intrahepatic collaterals [4]. The communications between the hepatic arterial and portal venous circulation have been also identified in the hepatic sinusoids and vasa vasorum of the portal vein [5].

It is believed that hyperdynamic circulation in splanchnic arteries maintains elevated pressure in the portal venous system despite increasing development of collateral vessels which act as decompressing shunts. Studies performed on rats with a stenotic portal vein supported this hypothesis. Vorobioff et al. show that there is a feedback between the portal venous system and splanchnic arteries. The pressure in the portal vein is the result of mutual influence of these two circulation components. [6]. Pathogenesis of vasodilatation of splanchnic arteries in portal hypertension is not fully explained, although this phenomenon has been known for over eighty years. The connection between portal venous flow and hepatic artery flow was presented for the first time in a classical paper by Burton-Opitz (quote 7 ). Glucagon and nitrogen oxide were reported as causative factors in hyperkinetic splanchnic circulation [8], [9], [10]. An enlarged and hyperkinetic hepatic artery in portal vein thrombosis is a typical component in the Doppler vascular pattern of the hepatic portal. The authors, however, have never come across a picture of so numerous branches of the hepatic artery in the Doppler literature as in presented case. This unusual pattern can be called "false cavernous transformation of the portal vein". Alternatively, we suggest the term - cavernous transformation of the hepatic artery. These terms refer to the picture of the porta hepatis in Doppler sonography. A similar picture of a tangled cluster of enlarged hepatic arterial vessels at the liver hilum has been found in patients with congenital hepatic fibrosis in contrast-enhanced CT scans [11]. The authors of this study emphasise that this picture could have been mistaken for cavernous transformation of the portal vein if arterial phase images had not been obtained.

The picture of CT-angiography in our patient brings to mind an analogy to moyamoya disease. It is a progressive disorder, first described in the Japanese population in 1957 [12], affecting the blood supply to the brain. In this disease, due to progressive steno-occlusive changes of the internal carotid arteries and/ or middle cerebral arteries at the base of the brain, essentially normal small arteries become prominent and enlarge, which can be easily recognised on angiograms. These vessels mimic the puff of the cigarette smoke (moya-moya in Japanese language), thus called "moyamoya vessels". In aetiology of this disease one can bring into consideration both genetic factors and arteritis [13]. Does a surprising picture of the hepatic artery in our patient allow drawing a parallel between anatomically so distant organs? Can we call this assessed pathology of the hepatic artery as "Moyamoya phenomenon"? We hope that the case presented will draw a positive response also in other medical publications.

Elzbieta Papuga, Joanna Ecieszka, Marek Hartleb, Joanna Pilch-Kowalczyk, Agnieszka Budzyñska; Medical University of Silesia, Katowice, Poland

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