Parathyroid autografts—morphology and function: Six years' experience with parathyroid autotransplantation in uremic patients

Abstract

Recurrence of hyperparathyroidism (HPT) following total parathyroidectomy and autotransplantation (APTX) has been reported before. However, no data about the time interval between grafting and relapse and about morphology were given. Only 1 case of primary hyperparathyroidism with APTX has been extensively analyzed.

We have performed autotransplantation in 42 patients with HPT due to chronic renal failure. Implanted parathyroid tissue showed typical chief cell hyperplasia. Within 4–33 months, 6 patients developed recurrent HPT with serum iPTH levels being highest in venous blood of the grafted arm. Grafts had to be removed. Although only 20–40 mg of parathyroid tissue had been implanted, removed grafts weighed from 0.9 to 3.1 g. Explanted grafts were examined by light and electron microscopy. The size and DNA content of nuclei were determined. In all cases the explanted material showed a distinct invasive growth into the adjacent connective tissue and muscles and in 2 cases mitotic figures were demonstrated, a finding resembling malignant neoplasia of the parathyroid.

From our clinical and morphological observations we draw the following conclusions:

• 1. Surgical treatment of renal hyperparathyroidism by PTX + Auto-TX unforeseeably may result in very accelerated growth of grafted tissue.

• 2. Because of invasive growth there exists the risk of uncontrolled spread of parathyroid tissue.

• 3. Graft removal may turn out to be difficult and possibly necessitate repeated and extensive surgery.

• 4. Before the observed phenomenon is totally understood, we no longer recommend PTX + Auto-TX as an alternative to subtotal PTX in the surgical treatment of renal hyperparathyroidism.

Résumé

La récidive de l'hyperparathyroïdisme après parathyroïdectomie (APTX) totale complétée par une auto-transplantation a déjà été rapportée; cependant aucune donnée à propos de l'intervalle de temps séparant la greffe de la récidive et à propos de la morphologie de la récidive n'a été fournie. Seul un cas d'hyperparathyroïdisme primitif après APTX a été bien analysé.

Les auteurs ont pratiqué 42 auto-transplantations pour des malades présentant un hyperparathyroïdisme dû à une insuffisance rénale chronique. Le parenchyme parathyroïdien implanté a présenté une hyperplasie typique des cellules principales. Au cours de 4–33 mois, 6 sujets ont vu s'installer une récidive d'hyperparathyroïdisme (HPT) avec des niveaux sériques de iPTH plus élevés au niveau du sang veineux prélevé au niveau du bras siège de la greffe. Ces greffes durent être supprimées. Bien que seulement 20–40 mg de tissu parathyroïdien ait été implanté, le poids des greffons excisés variait de 0,9 à 3,1 grammes. Ces greffons furent examinés au microscope classique et au microscope électronique. La taille et le contenu en DNA des nucléi furent déterminés.

Dans tous les cas, une prolifération invasive des cellules parathyroïdiennes au niveau du tissu conjonctif et des muscles fut constatée, et dans 2 cas des aspects mitotiques semblables à ceux caractérisant les néoformations malignes de la parathyroïde furent décelés. De ces constatations cliniques et morphologiques les auteurs tirent les conclusions suivantes:

• 1. Le traitement chirurgical de l'hyperparathyroïdisme d'origine rénale par parathyroïdectomie complétée par une auto-transplantation peut aboutir à une prolifération rapide du fragment de tissu parathyroïdien greifé.

• 2. En raison de ce caractère prolifératif, il existe un risque possible d'essaimage de tissu parathyroïdien auto-greffé.

• 3. L'ablation du greffon peut être difficile et conduire à des interventions chirurgicales répétées et considérables.

• 4. Devant ce phénomène dont le processus n'est pas parfaitement compris, il convient de préférer la parathyroïdectomie subtotale à la parathyroïdectomie totale avec auto-transplantation pour traiter l'hyperparathyroïdisme rénal.

Resumen

La recurrencia del hiperparatiroidismo después de paratiroidectomía total y autotransplante ha sido informada previamente; sin embargo no se han suministrado datos relativos al lapso entre el transplante y la recaída, ni a la morfología. Sólo un caso con hiperparatiroidismo primario con autotransplante ha sido analizado en detalle.

Hemos realizado el autotransplante en 42 patientes con hiperparatiroidismo debido a falla renal crónica. El tejido paratiroideo implantado exhibió típica hiperplasia de células principales. En el transcurso de 4 a 33 meses seis pacientes desarrollaron hiperparatiroidismo recurrente con demostración de altos niveles de hormona paratiroidea inmunoreactiva (iPTH) en la sangre venosa del brazo portador del transplante, y los transplantes tuvieron que ser removidos. En cuatro casos fue necesario realizar una segunda y hasta una tercera intervención operatoria antes de lograr la normalización de los niveles de iPTH. Aun cuando sólo se implantaron entre 20 y 40 mg de tejido paratiroideo, los transplantes resecados llegaron a pesar entre 0,9 y 3,1 gramos. Los transplantes removidos fueron examinados mediante microscopía de luz y electrónica, y el tamaño y contenido de DNA del núcleo fueron determinados.

En la totalidad de los casos, el material explantado exhibió un definido patrón de crecimiento invasivo hacia los tejidos conectivos y músculos vecinos y en 2 casos se demostraron figuras mitósicas, un hallazgo que simula a una neoplasia maligna de la paratiroides.

Con base en nuestras observaciones clínicas y morfológicas hemos formulado las siguientes conclusiones:

• 1. El tratamiento quirúrgico del hiperparatiroidismo renal por medio de la paratiroidectomía total y autotransplante, inesperadamente puede resultar en un crecimiento muy acelerado del tejido transplantado.

• 2. Debido al crecimiento invasivo, existe el peligro de una extensión incontrolada del tejido paratiroideo.

• 3. La remoción del transplante puede resultar difícil y puede necesitar cirugía extensa y repetida.

• 4. Antes de que este fenómeno pueda ser mejor comprendido, nos abstenemos de recomendar la paratiroidectomía total con autotransplante como alternativa a la paratiroidectomía subtotal en el tratamiento quirúrgico del hiperparatiroidismo renal.