Diagnosis and Therapy of Ultrashort Hirschsprung's Disease

Abstract

Background: Although ultrashort Hirschsprung's disease (UHD) was enzyme-histochemically characterised about 35 years ago, its existence is still often ignored. The aim of this study is to summarise the clinical diagnostic, incidence, gender ratio, morphological characteristics, and therapy over 15 years.

Methodology: The reliable diagnosis of suspected UHD requires a minimal enema of contrast medium to exclude Hirschsprung's disease (HD). In UHD during pressing or crying no reflux of contrast medium is observed. Final proof of UHD is an enzyme-histochemical biopsy examination of distal rectal mucosa. The biopsies must demonstrate submucosa and be taken from the dentate line and 1 cm, 2 cm, 4 cm and 6 cm above the dentate line. The cryostat sections must be cut 15 µm thick; this thickness is reduced to 4.5 µm by the thawing, spreading and drying of the sections on microscope slides. A reliable diagnosis of UHD needs an enzyme-histochemical acetylcholinesterase reaction of native sections of rectal mucosa.

Results: UHD develops with first symptoms of chronic constipation in the second half of the first year of life. The chronic constipation proves to be therapy resistant. In HD constipation occurs in the first weeks of life or after weaning. In contrast to HD, no nerve fibres with increased AChE activity are observed in the lamina propria mucosa. Nets of nerve fibres with increased AChE activity can be found only in the muscularis mucosa and the musculus corrugator cutis ani (MCCA).

The therapy of choice has proven to be a partial myectomy of the distal internal sphincter if dilatation of the internal sphincter was ineffective. UHD is either limited to the anal ring, or extends 3 - 4 cm into the distal rectum. Over the past 15 years, UHD had in our series an incidence of 13.4 % of all aganglionoses. The gender ratio of girls to boys was 1 : 2.

Conclusion: UHD is reliably diagnosed by an AChE reaction in native biopsy sections from the anocutaneous transitional zone and, potentially, from 3 - 4 cm above the pectinate line. As UHD is always accompanied by aganglionosis of the distal internal sphincter, an increase in AChE activity is observed in the nerve fibres of the MCCA. The therapy of choice is a partial myectomy of the distal internal sphincter.

Résumé

But: Bien que le Hirschsprung ultra court (UHD) soit histologiquement caractérisé depuis 35 ans, son existence est encore souvent ignorée. Le but de cette étude est de résumer le diagnostic clinique, l'incidence, le sex-ratio, les caractéristiques morphologiques et le traitement sur 15 ans.

Méthodes: Le diagnostic de UHD nécessite au minimum un lavement opaque pour éliminer une maladie de Hirschsprung (HD). Dans UHD, durant la poussée ou la crise, aucun reflux du contraste n'est observé. La preuve finale de UHD est une biopsie avec étude histochimique de la muqueuse du rectum distal. Les biopsies doivent comporter de la sous muqueuse et être prises depuis la ligne pectinée jusqu'à 1, 2, 4 et 6 cm au-dessus. Les sections au cryostat doivent être coupées à 15 µm d'épaisseur, cette épaisseur réduite à 5.5 µm par la préparation. Un diagnostic fiable de UHD nécessite une réaction acétylcholinestérasique de la muqueuse rectale.

Résultats: Les premiers symptômes d'une constipation chronique liée à UHD apparaissent dans la seconde moitié de la première année de vie. La constipation s'avère être particulièrement résistante. Dans la maladie de Hirschsprung, la constipation apparaît dans les premières semaines de vie ou après sevrage. Par opposition au HD, aucune fibre nerveuse avec une activité AChE augmentée n'est observée dans la lamina propria mucosa. Des filets de fibres nerveuses avec une augmentation de l'activité AChE peuvent être retrouvés seulement dans la musculaire muqueuse et le musculus corrugator cutis ani (MCCA).

Le traitement de choix peut être une myomectomie partielle de la partie distale du sphincter anal si les dilatations du sphincter interne sont inefficaces. L'UHD est, soit limité à l'anneau anal, ou s'étend sur 3 à 4 cm sur la partie distale du rectum. Durant les 15 dernières années, UHD a dans notre série une incidence de 13.4 % de toutes les aganglionoses. Le sex-ratio fille/garçon est de 1/2.

Conclusion: UHD est diagnostiqué de manière fiable par une réaction à l'acétylcholinestérase sur des biopsies de la zone transitionnelle ano-cutanée et potentiellement 3 à 4 cm au-dessus de la ligne pectinée. Comme l'UHD est toujours accompagnée d'une aganglionose de la partie distale du sphincter interne, une augmentation de l'activité AChE est observée dans les fibres nerveuses du MCCA. Le traitement de choix est une myomectomie partielle du sphincter interne.

Resumen

Antecedentes: Aunque la enfermedad de Hirschsprung ultracorta (UHD) fue caracterizada histoenzimológicamente hace alrededor de 35 años su existencia es a menudo ignorada. El objetivo de este estudio es resumir el diagnóstico clínico, la incidencia y la características morfológicas así como el tratamiento de la UHD en los últimos 15 años.

Métodos: El diagnóstico fiable de la UHD requiere un enema con pequeña cantidad de contraste para excluir la Enfermedad de Hirschprung (HD). En la UHD durante la compresión o el llanto no se observa reflujo del material de contraste. Una prueba final del UHD es una biopsia histoenzimática de la mucosa rectal distal. Éstas deben contener submucosa y deben ser tomadas a 1, 2, 4 y 6 cm por encima de línea pectínea. Los cortes de criostato deben ser de 15 µm que se reducen a 4.5 µm tras descongelar y extenderlos y secarlos sobre los portas. Para un diagnóstico fiable de UHD se necesita una reacción inmunohistoquímica de AchE en la mucosa rectal.

Resultados: En la UHD los primeros síntomas de constipación crónica se desarrollan en la segunda mitad del primer año de la vida y son resistentes al tratamiento mientras que en la HD este estreñimiento ocurre en las primeras semanas de la vida o tras el destete.

En contraste con la HD, no había fibras AchE positivas aumentadas en la lámina propia mucosae. Se apreció una red de fibras nerviosas con actividad AchE aumentada solamente en la muscular y mucosa y en el músculo corrugator cutis ani (MCCA).

El tratamiento de elección ha sido la miectomía parcial del esfínter distal interno si la dilatación de dicho esfinter es ineficaz. La UHD es o limitada al anillo anal o se extiende a 3 a 4 cm del recto distal. En los últimos 15 años la UHD constituyó el 13.4 % de todas los aganglionismos en nuestra serie. La relación mujer/varón fue de 1/2.

Conclusion: La UHD se diagnostica fiablemente con una reacción de AchE en los cortes de la biopsia tomada en la zona transicional anocutánea y potencialmente en los 3 o 4 cm por encima de línea pectínea. Como la UHD siempre se acompaña de aganglionismo del esfínter interno se observa un aumento de la actividad ACHE en las fibras nerviosas del MCCA. El tratamiento del elección es la miectomía parcial del esfínter interno.

Zusammenfassung

Hintergrund-Information: Obwohl das ultrakurze Hirschsprung-Segment (UHD) bezüglich seines morphologischen Erscheinungsbildes bereits vor rund 35 Jahren eindeutig beschrieben wurde, gibt es immer wieder Stimmen, welche die Existenz dieses Krankheitsbildes infrage stellen. Das Ziel der vorliegenden Studie besteht darin, die in den letzten 15 Jahren beobachtete Häufigkeit, Geschlechtsverteilung, histopathologische Charakteristika sowie die klinische Diagnostik und Therapie aufzuzeigen.

Methodik: Eine zuverlässige Diagnose eines vermuteten UHD erfordert zunächst einen minimalen Kontrasteinlauf, um einen klassischen Hirschsprung (HD) auszuschließen.

Im Gegensatz zum klassischen Hirschsprung findet sich bei UHD kein längerer spastischer Enddarm-Abschnitt. Es kommt aber auch durch Pressen oder Schreien zu keinem Kontrastmittel-Reflux. Zur Sicherung der Diagnose eines UHD bedarf es einer enzymhistochemischen Acetylcholinesterase-Darstellung an nativen Schnitten einer Rektumschleimhaut-Biopsie. Diese Biopsie muss Submucosa aufweisen und aus der Linea dentata sowie 1 cm, 2 cm, 4 cm und 6 cm darüber entnommen sein.

Die Kryostatschnitte müssen 15 µm dick geschnitten werden. Diese Dicke der Gewebeschnitte kollabiert zu 4,5 µm durch das Auftauen, Aufziehen und Trocknen der Schnitte auf Objektträgern. Die morphologische Diagnose einer UHD erfordert in nativen Schnitten eine Acetylcholinesterase(AChE)-Reaktion.

Ergebnisse: Eine UHD entwickelt in der Regel erste Symptome einer chronischen Obstipation in der zweiten Hälfte des ersten Lebensjahres. Die chronische Obstipation zeigt eine progressive Therapieresistenz. Im Gegensatz zum UHD entwickelt der klassische HD eine Obstipations-Symptomatik in den ersten Lebenswochen oder nach dem Abstillen. Im Vergleich zum HD fehlt beim UHD die Erhöhung der AChE-Aktivität in Nervenfasern der Lamina propria mucosae. Es finden sich lediglich Netze parasympathischer Nervenfasern mit gesteigerter AChE-Aktivität in der Muscularis mucosae und in Nervenfasern des Musculus corrugator cutis ani (MCCA). Als Therapie der Wahl hat sich nach erfolgloser Dehnung des Sphincter internus eine distale Sphinkter-Myektomie bewährt. Die UHD ist oft auf den Analring beschränkt oder zeigt eine Ausdehnung von 3 - 4 cm oberhalb des Analringes. Die UHD hatte in den letzten 15 Jahren in unserer Untersuchungs-Serie eine Häufigkeit von 13,4 % aller untersuchten Aganglionosen und weist eine Geschlechtsverteilung weiblich zu männlich von 1 : 2 auf.

Schlussfolgerung: Die UHD lässt sich an nativen Biopsien aus der anokutanen Übergangszone mittels einer AChE-Reaktion zuverlässig diagnostizieren und ist auf 3 - 4 cm proximal der Linea dentata beschränkt. Da die UHD stets mit einer Aganglionose des distalen Sphincter internus einhergeht, zeigt der MCCA parasympathische Nervenfasern mit stark erhöhter AChE-Aktivität.

Die Therapie der Wahl ist nach einer erfolglosen Sphinkterdehnung eine partielle Myektomie des Sphincter internus.

Key words

Hirschsprung's disease - aganglionosis - internal sphincter - ultrashort Hirschsprung's disease

Mots-clés

Maladie de Hirschsprung - aganglionose - sphincter interne - forme ultracourte de maladie de Hirschsprung

Palabras clave

Enfermedad de Hirschsprung - aganglionismo - esfínter interno - Hirschsprung ultracorto

Schlüsselwörter

Morbus Hirschsprung - Aganglionose - Sphincter internus - ultrakurzer Hirschsprung

References

• 1 Aldridge R T, Campbell P E. Ganglion cell distribution in the normal rectum and anal canal. A basis for the diagnosis of Hirschsprung's disease by anorectal biopsy.  J Pediatr Surg. 1968;  3 475-490
• 2 Chow C W, Campbell P E. Short segment Hirschsprung's disease as a cause of discrepancy between histologic, histochemical and clinical features.  J Pediatr Surg. 1983;  18 167-171
• 3 Clayden G S, Lawson J ON. Investigation and management of long-standing chronic constipation in childhood.  Arch Dis Child. 1976;  51 918-923
• 4 Elema J D. Intensity and proximal extension of acetylcholinesterase activity in the mucosa of rectosigmoid in Hirschsprung's disease.  J Pediatr Surg. 1973;  8 361-368
• 5 Fadda B, Welskop J, Müntefering H, Meier-Ruge W, Engert J. Achalasia of the anal sphincter. Enzyme-histotopochemical studies of internal sphincter muscles biopsies.  Pediatr Surg Int. 1987;  2 81-85
• 6 Goto S, Ikeda K, Toyohara T. Histochemical confirmation of the acetylcholinesterase-activity in rectal suction biopsy from neonates with Hirschsprung's disease.  Z Kinderchir. 1984;  39 246-249
• 7 Goto S, Ikeda K. Histochemical acetylcholinesterase activity in the mucosa of the resected bowel in Hirschsprung's disease. An analysis of 30 cases.  Z Kinderchir. 1985;  40 26-30
• 8 Heitz P U, Komminoth P. Biopsy diagnosis of Hirschsprung's disease and related disorders.  Curr Top Pathol. 1990;  59 257-275
• 9 Holschneider A M. Anal sphincter achalasia. Holschneider AM Hirschsprung's Disease. Stuttgart, New York; Hippokrates, Thieme-Stratton 1982: 203-218
• 10 Karnovsky M J, Roots L. A direct-coloring thiocholine method for cholinesterase.  J Histochem Cytochem. 1964;  12 219-221
• 11 Lojda Z, Gossrau R, Schiebler T. Enzyme Histochemistry: A Laboratory Manual. Berlin, Heidelberg, New York; Springer 1979
• 12 Meier-Ruge W A, Brunner L A. Morphometric assessment of Hirschsprung's disease associated hypoganglionosis of the colonic myenteric plexus.  Pediatr Develop Pathol. 2001;  4 53-61
• 13 Meier-Ruge W, Brunner L A, Knecht N A. Comparative investigation of hypoganglionosis in the gut of children and adults with chronic constipation. Krammer HJ, Singer WV Neurogastroenterology. New York, Boston, Dordrecht, London, Moscow; Kluwer Acad Plenum Publ 2000: 493-495
• 14 Meier-Ruge W, Morger R, Rehbein F. Das hypoganglionäre Megacolon als Begleitkrankheit bei Morbus Hirschsprung.  Z Kinderchir. 1970;  8 254-264
• 15 Meier-Ruge W, Schärli F. The epidemiology and enzyme-histochemical characterization of ultrashort-segment Hirschsprung's disease.  Pediatr Surg Int. 1986;  1 37-42
• 16 Meier-Ruge W. Das Megacolon: Seine Diagnose und Pathophysiologie.  Virchow's Arch Abt A Pathol Anat. 1968;  344 67-85
• 17 Meier-Ruge W. Der ultrakurze Morbus Hirschsprung.  Z Kinderchir. 1985;  40 146-150
• 18 Meier-Ruge W. Histological diagnosis and differential diagnosis in Hirschsprung's disease and allied disorders. Holschneider AM, Puri P Hirschsprung's Disease and Allied Disorders. Amsterdam; Harwood Academic Publishers 2000: 252-265
• 19 Munakata K, Okabe I, Morita K. Hypoganglionosis.  Pediatr Surg Int. 1992;  7 8-11
• 20 Müntefering H, Welskop J, Fadda B, Meier-Ruge W, Engert J. Enzymhistotopochemische Befunde bei der neurogenen Achalasie des M. sphincter internus.  Verh Dtsch Ges Path. 1986;  70 622
• 21 Schulten D, Holschneider A M, Meier-Ruge W. Proximal segment histology of resected bowel in Hirschsprung's disease predicts postoperative bowel function.  Eur J Pediatr Surg. 2000;  10 378-381