Autoimunity, imunodeficity

1. Autoimunity, imunodeficity Martin Liška

2. AUTOIMUNITNÍ PATOLOGICKÁ REAKTIVITA • rozvíjí se po prolomení autotolerance • způsobena selháním mechanizmu tolerance a schopnosti rozpoznat neškodné antigeny vlastního těla od škodlivých • dochází k autoagresivnímu poškození vlastních buněk a tkání • onemocnění postihují převážně ženy, ale mohou se projevit i u dětí • faktory podílející se na prolomení autotolerace: - vnitřní (HLA asociace- např. HLA B 27 – Bechtěrevova choroba, polymorfizmy genů pro cytokiny, mutace v genech regulujících apoptosu, polymorfizmy genů kódujících TCR a H řetězce imunoglobulinů, asociace s imunodefekty, faktory hormonální atd.) - vnější (infekce, stres aktivací neuroendokrinní osy a hormonální dysbalancí, léky a UV záření modifikací autoantigenů atd.)

3. PROLOMENÍ AUTOTOLERANCE • infekce a trauma: - destrukce tkání vede k uvolnění autoantigenů, vůči kterým nebyla vytvořena centrální tolerance (sekvestrované antigeny) - tvorba autoprotilátek na základě podobnosti mikrobiálních antigenů s autoantigeny (molekulární mimikry) - vyvolání polyklonální aktivace velkého počtu T lymfocytů i B lymfocytů mikrobiálními superantigeny s tvorbou autoprotilátek - polyklonální aktivace B-lymfocytů: - vyvolána na T-lymfocytech - nezávislými antigeny = lipopolysacharidy (polyklonální mitogen B-lymfocytů) nespecifická stimulace B-lymfocytů a produkce protilátek (většinou třídy IgM) - reakce polysacharidů a polymerních peptidů s velkým množstvím BCR, vznikající signály stačí k vyvolání buněčného dělení a diferenciace B-lymfocytů na plazmatické buňky bez pomoci Th-lymfocytů

4. KALEIDOSKOP AUTOIMUNITY • celková porucha mechanizmů tolerance: - manifestace různých AI chorob u jednoho pacienta během vývoje jeho nemocnění (org. specif. i syst.) • incidence AI onemocnění v populaci: 5-7% • etiologie není zcela objasněna • obtížná vyléčitelnost - imunosuprese • závažný medicínský problém • frekvence výskytu autoprotilátek se s věkem zvyšuje (samotná přítomnost autoprotilátek neznamená AI onemocnění)

5. TYPY AUTOIMUNITNÍCH REAKCÍ • Humorální typ autoimunitní odpovědi - II. a III. typ imunopatologické reakce- je typický přítomností autoprotilátek ve vysoký titru, s vysokou afinitou k antigenu, většinou ve třídě IgG, dochází k tvorbě IK - autoprotilátky jsou namířeny proti různým orgánově nespecifickým či orgánově specifickým antigenům: proti intracelulárním proteinům a nukleovým kyselinám, cytoplazmatickým makromolekulárním komplexům, které se účastní syntézy bílkovin (či nukleových kyselin) a genové exprese a regulace • Buněčný typ autoimunitní odpovědi - IV.typ imunopatologické reakce - zahrnuje granulomatózní zánět, cytotoxické reakce, cytokinovou Th1 odpověď

6. IMUNOPATOLOGICKÉ REAKCE • II typ imunopatologické reakce – Gravesova-Basedowova choroba, Perniciózní anemie, Myastenia gravis, Goodpasture‘s syndrom, Pemphigus vulgaris, Autoimunitní hemolytická anemie, trombocytopenická purpura • III typ imunopatologické reakce - Systémový lupus erythematosus, Polyarteritis nodosa, Poststreptokoková glomerulonefritida • IV typ imunopatologické reakce - Diabetes mellitus (insulin-dependent), Revmatoidní artritida, Roztroušená skleróza, Ulcerózní kolitida, Crohnova choroba

7. AUTOIMUNITNÍ ONEMOCNĚNÍ • systémová: (III. typ imunopatologické reakce) - postiženo více orgánů a tkání • orgánově lokalizovaná - postihující převážně určitý orgán provázené postižením dalších orgánů • orgánově specifická: (II. a IV. typ imunopatologické reakce) - postižení jednoho orgánu nebo skupiny vývojově a funkčně propojených orgánů

8. KLINICKÉ PŘÍZNAKY AUTOIMUNITNÍCH CHOROB • celkové, nespecifické: - únava, malátnost, bolesti svalů,bolesti kloubů, zvětšení lymfatické tkáně (uzlinový sy), subfebrilie až febrilie, neprospívání/váhový úbytek • postižení jednotlivých orgánů - štítná žláza: hypo/hyperfunkce (AI thyreoiditidy) - kůže: ekzémy (dermatomyositis, SLE),kopřivka (vaskulitidy),purpura (vaskulitidy, trombocytopenie), erytema nodosum (vaskulitidy)

9. PŘÍZNAKY Z POSTIŽENÍ ORGÁNŮ • ORL: zduření slinných žlaz (Sjögrenův syndrom), porucha polykání (syst. sklerodermie, dermatomyositis), granulace sliznice (Wegenerova granulomatosa) • oční: otoky víček, lividní zbarvení (dermatomyositis), uveitidy (JCA), dvojité vidění (myasthenia gravis) • plicní: poruchy funkce- restrikční-(vaskulitidy), kašel, hemoptýza (sarkoidosa) • ledvinné: hematurie, proteinurie (SLE, vaskulitidy), nefrotický syndrom (RPGN, GN), renální selhání • kloubní: artritidy (JCA, RA, SLE, vaskulitidy)

10. PŘÍZNAKY Z POSTIŽENÍ ORGÁNŮ • GIT: průjmy, bolesti břicha (Crohnova choroba, ulcerozní kolitis,celiakie), krvácení (Henoch-Schönleinova purpura) • jaterní: hepatosplenomegalie (systémové choroby,syst. JCA, SLE), porucha funkce jater (autoim.hepatitidy) • cévní: Raynaudův fenomen (vaskulitidy, sklerodermie, SLE), kožní nekrózy,purpura (smíšené onem. poj.) • kardiální: perikarditis (systémové choroby, SLE,smíšené onemocnění pojiva), myokarditis (dermatomyositidy) • periferní NS: parézy, polyneuropatie (vaskulitidy) • centrální NS: epilepsie (vaskulitidy, SLE), psychotické příznaky

11. Vyšetřované autoprotilátky • Orgánově nespecifické autoprotilátky: • RF – revmatoidní faktor (protilátky proti Fc částem Igg)- • revmatoidní artritida • APA – antifosfolipidové protilátky- antifosfolipidový syndrom • ANCA – protilátky proti cytoplazmě neutrofilů- vaskulitidy, • ulcerózní kolitida • Antinukleární protilátky (protilátky proti jaderným Agg): • ANA (=ANF) – antinukleární faktor, SLE, Sjögrenův syndrom, systémová skleróza, dermatopolymositida, MCTD, sklerodermie • ENA – protilátky proti extrahovatelným nukleárnímAgg., SLE, Sjögrenův syndrom, systémová skleróza sklerodermie, dermatopolymositida, MCTD • dsDNA – protilátky proti dvoušroubovici DNA, SLE

12. Vyšetřované autoprotilátky B. Orgánově nespecifické autoAbb. u skupin chorob postihujících určitý orgán: Abb. proti Agg tlustého střeva a pankreatu (kolitida) Abb. proti kvasince Sacchromyces (Crohn) Abb. proti endomyziu, gliadinu a transglutamináze (celiakie) AMA - antimitochondriální protilátky (primární biliární cirhóza) LKM - protilátky proti antigenům jater a ledvin (AI hepatitidy) BMG - Abb proti bazální membráně alveolů a glomerulů(pulmorenální Goodpastureův sy, rychle progredující GN) C. Orgánově specifické autoprotilátky: proti mikrosomům štítné žl. a tyreoglobulinu (Hashimotovatyreoiditis) proti TSH receptorům (Gravesova - Basedowova choroba) proti strukturám ovarií (sy předčasné ovariální dysfunkce) protiβ buňkám pankreratu, GAD (DM I.typu)

13. AUTOPROTILÁTKY PROTI JADERNÝM STRUKTURÁM • Autoprotilátky: ANA (anti-nuclear antibodies), dsDNA (anti-double-stranded DNA), ENA (extractable nuclear antigens)

14. Anti Nuclear Antibodies (ANA) • Vyšetřují se INF pod fluorescenčním mikroskopem • Typicky vyšetření pomocí HEp-2 buněk • Mohou ukázat na přítomnost autoprotilátek nejen proti jaderným, ale i cytoplazmatickým strukturám

15. ANA –fluorescenční obrazy HEp-2: homogenní fluorescence HEp-2: zrnitá fluorescence HEp-2: fluorescence mitotického aparátu HEp-2: fluorescence jadérek

16. Autoprotilátky proti ENA = autoprotilátky proti extrahovatelným jaderným antigenům • V podstatě podskupina jaderných antigenů • Vyšetřují se ELISA metodikou

17. Autoprotilátky proti ENA • autoprotilátky proti ENA: SS-A, SS-B (SLE, SS), a-Sm (SLE), a-RNP (MCTD), a-Scl-70 (Scl), a-Jo-1 (DM) a-Jo-1: jemně zrnitá fluorescence cytoplazmy s max.perinukleárně SS-A, SS-B: jemně zrnitá fluorescence jader a-RNP, a-Sm: zrnitá fluzorescence jader

18. Autoprotilátky typické pro SScl • Anti-Scl-70 (fluorescence jadérek), anti-centromery

19. a-dsDNA pozitivní negativní A.R Bradwell, R.G. Hughes: Atlas of tissue autoantibodies. Atlas of Hep-2 patterns • Jako substrát je využíván prvok Crithidia luciliae, který obsahuje kinetoplast (mitochondrie) obsahující dsDNA. Kinetoplast neobsahuje ssDNA ani histony a další antigeny. • antigen: dsDNA • klinická asociace: významný autoantigen u systémového lupusu, se specifitou okolo 95%.

20. Revmatoidní faktor (RF) = autoprotilátky proti Fc fragmentu IgG = revmatoidní faktor (RF) • Typický pro RA, ale nachází se i u jiných systémových autoimunit (SLE, SS) • Stanovuje se latexovou aglutinací (IgM) nebo ELISA (všechny izotypy)

21. Autoprotilátky typické pro vaskulitidy • ANCA (= Anti-Neutrophil Cytoplasm Antibodies) • Protilátky namířené proti různým antigenům v cytoplazmě neutrofilů (enzymům granul) • Aktivují neutrofily, které se účastní patogeneze vaskulitid • Stanovují se INF, ev.typizace ELISA

22. Autoprotilátky typické pro vaskulitidy • p- ANCA (myeloperoxidáza) pozitivní (Polyarteritis nodosa, Churg- Strauss, Mikroskopická polyarteritis nodosa, Good-Pasture syndrom, Kawasakiho syndrom) • c- ANCA (serin. proteináza) pozitivní (Wegenerova granulomatóza, Churg- Strauss syndrom)

23. Antifosfolipidový syndrom (APS) • autoimunitní onemocnění charakterizované recidivujícími žilními nebo arteriálními trombózami, spojené s přítomností antifosfolipidových protilátek • Autoprotilátky - vazba na povrchové fosfolipidy buněk - inhibice produkce prostacyklinu, zesilení tvorby tromboxanu, von Willebrandova faktoru a tkáňového faktoru, aktivace trombocytů - jejich agregace, destrukce s následnou trombocytopenií • projevy:tepenná trombóza(okluze intrakraniálního řečiště- CMP; tepen v oční sítnici, myokardu, nadledvinách, periferních tepenách končetin) • neplodnost, opakované potrácení

24. Laboratorní vyšetření u APS • APS – primární (samostatně) nebo sekundární (v rámci jiné autoimunity – např.SLE) • Prodloužený APTT , lupus antikoagulans,trombocytopenie (nutno vyloučit trombofilii) • Zvýšení C3, C4 • Protilátky antifosfolipidové APA v IgG a IgM, antikardiolipinové ACLA (nespecifické) • a-ß2-glykoprotein I (patogenetické)

25. Autoprotilátky a jejich klinické využití Tab.1. Orgánově nespecifické protilátka a jejich klinické využití

26. Tab.1. Orgánově nespecifické protilátka a jejich klinické využití - pokračování

27. Vysvětlivky k tab.1 • ANA – antinukleární protilátky • ENA – protilátky proti extrahovatelným nukleárním antigenům • ANCA – protilátky proti cytoplazmě neutrofilů • dsDNA – protilátky proti dvojřetězové DNA • aPL – protilátky proti fosfolipidům • RF – revmatoidní faktor • ACA – protilátky proti centromérům • AMA – protilátky proti mitochondriím • SMA – protilátky proti hladkým svalům • LKM – protilátky proti mikrotomům jater a ledvin • stMAb – protilátky proti příčně pruhovaným svalům

28. Diagnostika celiakie • a-endomyzium IgA (AEA) – stanovují se INF • a-tTG (tkáňová transglutamináza) IgA – stanovují se ELISA • a-deamidovaný gliadin – výhodné při deficitu IgA • IgA deficit (10%), nutné vyšetření autoprotilátek v IgG třídě (AEA, a-tTG, a-deamidovaný gliadin) • IgG+A proti gliadinu – nespecifické, pouze známky expozice gliadinu • Pomocná vyšetření: biopsie z jejuna/duodena s nálezem atrofie klků střevní sliznice (pozitivní autoprotilátky a negativní výsledek biopsie může signalizovat prodromální stadium nemoci)

29. Anti-endomysiální protilátky- nepřímá fluorescence

30. Diagnostika primární biliární cirhózy (PBC) • Chronické zánětlivé onemocnění charakterizované obliterací malých intrahepatálních žlučovodů a periportálním zánětem, vedoucím k fibróze a následně cirhóze • Infiltrace cytotoxickými T lymfocyty (CD8+) způsobuje poškození biliárních cest, nepostihuje jaterní parenchym • Asociace se Sjögrenovým syndromem, systémovou sklerodermií, autoimunitní thyreoiditidou, CREST

31. Autoprotilátky u PBC • Nepřímá fluorescence antimitochondriálních protilátek AMA– krysí ledviny, jaderné tečky –HEp2 buňky

32. Diagnostika Autoimunitních hepatitid (AIH) • Elevace transamináz, hypergamaglobulinémie • Negativní serologie infekčních hepatitid • Imunologické vyšetření: ANA, SMA (protilátky proti hladkým svalům), LKM (proti mikrosomům jater a ledvin), pANCA (myeloperoxidáza neutrofilů), dsDNA (dvouvláknová DNA), AMA (proti mitochondriím), SLA (proti rozpustným jaterním antigenům) • Pomocná vyšetření: ultrasonografie jater, biopsie jater

33. Autoprotilátky u AIH • typI - autoprotilátky proti SMA, ANA, ANCA, SLA • typ II – autoprotilátky proti antigenům mikrozómů LKM-1 • typ III - autoprotilátky proti rozpustným jaterním antigenům SLA • typ IV - překryvný syndrom s PBC - AMA

34. Tab.2. Orgánově specifické autoprotilátky a jejich klinické využití

35. Vysvětlivky k tab.2 • TPO – tyreoidální peroxidáza • Tgl – tyreoglobulin • GAD – dekarboxyláza kyseliny glutamové • IA2 – specifický ostrůvkový antigen 2

36. Imunodeficity • Humorální – nespecifické - komplemet, MBL, specifické – imunoglobuliny (B lymfocyty) • Buněčné – nespecifické – fagocytující buňky specifické – T-lymfocyty • Primární – vrozené, geneticky definované, projevy nejčastěji v časném věku • Sekundární – projevy kdykoliv během života chronická onemocnění ozáření imunosuprese operace, trauma stres

37. Diferenciace pluripotentní kmenové buňky

38. Pacient R.L.1992 ♀ • První vyšetření v r.2001 pro recidivující resp.infekty. • RA: negat. • OA: perinatálně bpn, kojena 1 měs., US bez prolémů, do 2 let věku bez potíží • NO: Od 3.roku věku opakované (2x ročně) bronchitidy. Zjištěna dysimunoglobulinémie: (IgG 16.8 g/l (+), IgA 0 g/l (-), IgM 1.13 (N), IgE 1.40 (N)

39. Vyšetření r.2001 Fyzikálně n.n., prospívání v normě. Laboratoř: - KO+dif. n.n. - IgG 17.33 g/l > (8.5-15.5) - IgA <0.12 g/l < (1.7-3.5) - IgM 1.40 g/l > (0.8-1.4) - IgE <17 IU/ml > (0-200) Buněčná imunita: - Leukocyty 5.94 E9/l (4.600-7.100) - Lymfocyty 32.80 % < (20.000-45.000) - Lymfocyty(abs.p) 1.95 E9/l < (1.600-7.700) - Granulocyty+Monocyty 3.99 E9/l (2.400-6.000) - CD3 (%) 67.00 % (63.000-85.000) - CD3 1.31 E9/l < (0.800-2.200) - CD4 (%) 35.00 % (34.000-64.000) - CD4 0.68 E9/l < (0.496-1.354) - CD8 (%) 24.00 % < (19.000-48.000) - CD8 0.47 E9/l < (0.282-0.999) - CD4/CD8 1.46 (0.800-3.300) - CD19 (%) 18.00 % (7.000-23.000) - CD19 0.35 E9/l (0.100-0.500)

40. Vyšetření r.2001 Fyzikálně n.n., prospívání v normě. Laboratoř: - KO+dif. n.n. - IgG 17.33 g/l > (8.5-15.5) - IgA <0.12 g/l < (1.7-3.5) (přesně stanovený IgA 23 mg/l) - IgM 1.40 g/l > (0.8-1.4) - IgE <17 IU/ml > (0-200) Buněčná imunita: - Leukocyty 5.94 E9/l (4.600-7.100) - Lymfocyty 32.80 % < (20.000-45.000) - Lymfocyty(abs.p) 1.95 E9/l < (1.600-7.700) - Granulocyty+Monocyty 3.99 E9/l (2.400-6.000) - CD3 (%) 67.00 % (63.000-85.000) - CD3 1.31 E9/l < (0.800-2.200) - CD4 (%) 35.00 % (34.000-64.000) - CD4 0.68 E9/l < (0.496-1.354) - CD8 (%) 24.00 % < (19.000-48.000) - CD8 0.47 E9/l < (0.282-0.999) - CD4/CD8 1.46 (0.800-3.300) - CD19 (%) 18.00 % (7.000-23.000) - CD19 0.35 E9/l (0.100-0.500)

41. Diagnostický závěr: Selektivní deficit IgA Diagnostická kritéria: • nejrozšířenější PID (v Evropě incidence 1/500-700) • nemusí mít žádné klinické příznaky, ale většina těchto pacientů trpí zvýšenou náchylností k respiračním infektům a k alergickým, autoimunitním a snad i nádorovým chrobám • kontraindikace podání IVIG (riziko indukce tvorby anti-IgA protilátek), při podání transfúze je vhodná autotransfúze • diagnostika: jistá dg. = (pacient starší 4 let, sérová koncentrace IgA < 0.07 (0.05)g/l, normální koncentrace IgG+M pravděpodobná dg. = (sérová koncentrace IgA > 2 SD od průměru, jinak jako výše uvedené)

42. Doporučení • Bez léčby • Neočkovat živými p.o. vakcinami (Polio) • Kontraindikace podání IVIG (riziko indukce tvorby anti-IgA protilátek), při podání transfúze podat proprané erytrocyty, vhodná autotransfúze.

43. Další průběh • Laboratoř za půl roku: - IgG 15.65 g/l > (8.5-15.5) - IgA <0.12 g/l > (1.7-3.5) - IgM 1.11 g/l (0.8-1.4) - ANF negat. Dop: bez léčby, viz předchozí doporučení, kontrola za rok. Dále bez větších potíží, bez léčby, alergie nezjištěna.

44. Kontrola v r.2007 • Klinicky bez potíží, občas serosní rýma, migrenosní bolesti hlavy. • Kožní testace neprokázala přecitlivělost na běžné inhalační alergeny. • Proveden kontrolní náběr.

45. Kontrola v r.2007 Laboratoř: - IgG 16.7 >> g/l (8 - 14) - IgA 0.06 g/l - IgM 0.94 g/l (0.75 - 1.35) - IgE 17.6 kIU/l (0 - 200) - RF 10.9 kIU/l (0 - 25) - ANA negat. arb.j. - p-ANCA INF negat. arb.j. - c-ANCA INF pozit. arb.j. (slabá nespecif.fluorescence) - ENA 4.5 U/ml (0 - 20) • ANCA ELISA typizace: - ANCA Proteináza 3 1.11 >> (0 - 1) - ANCA Myeloperoxidáza 0.55 (0 - 1) - ANCA Cathepsin G El. 0.14 (0 - 1) - ANCA Elastase El. 0.3 (0 - 1) - ANCA Lactoferin El. 0.2 (0 - 1) - ANCA Lysozym El. 0.16 (0 - 1) - a-TG 0.23 U/ml (0 - 1) - IgE proti D. pteronyss. 0.1 kIU/l - IgE proti D. farinae 0.1 kIU/l - IgE proti epit. morčete 0.1 kIU/l

46. Závěr • Odeslána k vyšetření do revmatologické poradny DK Plzeň, kde hodnoceno jako susp.autoimunitní laboratorní syndrom. • Další sledování v revmatologické poradně DK Plzeň.

47. Poslední kontrola v revmatologické poradně DK Plzeň 2010 • Bez potíží, klinicky n.n. • Laboratoř: ANA sl.pozit. (zrnitá fluorescence jader), ANCA negat. • Dop: bez léčby, kontrola v případě potíží u revmatologa pro dospělé.

48. Pacient K.M. 2002 ♂ • První vyšetření v r.2004. • RA: otec polinóza, matka recid.herpes zoster, sourozenci zdrávi. • OA: perinatálně bpn, kojen 6 měs., US snášel, očkování dle kalendáře (Trivivac 5 dnů febrilie). • NO: Od konce r.2003 opakované otitidy, ve výtěru H.influenzae.

49. - IgG 0,15 g/l (-) - IgA 0,12 g/l (-) - IgM 0,09 g/l (-) - IgE 18,0 IU/l Buněčná imunita: Leukocyty 10,82 (+) Lymfocyty 43,00% Lymfocyty 4,65 G+M 6,17 (+) CD3% 87,00% CD3 4,05 - CD4% 63,00 (+) CD4 2,93 (+) CD8% 26,00% CD8 1,21 CD4/8 2,42 (+) CD19 0,00% (-) CD19 0,00 (-) NK 0,56 NK 12,00% CD3/DR+ 0,51 (-) CD3/DR+ 11,00% - IgG PCP < 3 (-) Imunologické laboratorní vyšetření

50. - IgG 0,15 g/l (-) - IgA 0,12 g/l (-) - IgM 0,09 g/l (-) - IgE 18,0 IU/l Buněčná imunita: Leukocyty 10,82 (+) Lymfocyty 43,00% Lymfocyty 4,65 G+M 6,17 (+) CD3% 87,00% (+) CD3 4,05 (+) - CD4% 63,00 (+) CD4 2,93 (+) CD8% 26,00% CD8 1,21 CD4/8 2,42 (+) CD19 0,00% (-) CD19 0,00 (-) NK 0,56 NK 12,00% CD3/DR+ 0,51 (-) CD3/DR+ 11,00% - IgG PCP < 3 (-) Imunologické laboratorní vyšetření