Autovasta-aineet nivelreumassa

Transkriptio

1 Autovasta-aineet nivelreumassa Marja-Kaisa Koivula, Sairaalakemisti, FT, Kliinisen biokemian dosentti, Pohjois-Suomen laboratoriokeskuksen liikelaitoskuntayhtymä (NordLab), Oulu ja Oulun yliopisto, Diagnostiikan laitos, Kliinisen kemian oppiaine Nivelreuma (reumatoidiartriitti, RA) on autoimmuunisairaus, missä immuunivaste kohdistuu kehon omia kudoksia vastaan. Kudostuhoa aiheutuu erityisesti nivelissä. RA:n toteaminen perustuu pääasiassa taudin kliinisiin piirteisiin eikä taudin toteamiseen ei ole erityistä laboratoriotestiä. Autovasta-aineista puhutaan, kun vasta-aineet kohdistuvat epätarkoituksenmukaisesti elimistön omiin rakenteisiin. Autovasta-ainemäärityksistä on huomattavaa apua RA:n diagnostiikassa. Suurentunut reumatekijä-pitoisuus (RF) tai sitrulliini-vasta-aineiden löytyminen niveltulehdusoireiselta potilaalta viittaavat vahvasti RA:aan, mutta negatiivinen tulos molemmissa testeissä ei sulje pois tautia. Autovasta-aineiden määritystä voidaan käyttää myös RA:n ennusteen, elinkomplikaatioiden, aktiivisuuden ja lääkevasteen arvioinnissa. Autovastaaineiden esiintyminen ja erityisesti niiden tason kohoaminen voi ennakoida hoidossa olevan potilaan taudin relapsia tai terveellä henkilöllä taudin puhkeamista. 1 Autovasta-aineiden määritysmenetelmiä Autovasta-aineita on kaikissa vasta-aineluokissa, mutta diagnostiikan kannalta hyödylliset autovasta-aineet kuuluvat IgG-luokkaan. RF on poikkeus, koska se on tavallisimmin IgMluokkaa. 2 Autovasta-ainetutkimuksissa käytettyjä määritysmenetelmiä ovat radioimmunologiset (RIA), entsyymi-immunologiset (EIA/ELISA), kemiluminesenssi-immunologiset (CLIA), immunofluoresenssi (IF), nefelometria, turbidometria, agglutinaatiotekniikat, immunodiffuusio ja immunoblotting (Western ja line blotting). Tutkimuksen nimi ei välttämättä kerro määritystekniikasta tai käytetyistä antigeeneistä, ja sen vuoksi samasta verinäytteestä voidaan saada erilainen vastaus. Esimerkiksi EIA/ELISA/CLIA-tekniikassa antigeeni voi olla eristämällä puhdistettu proteiini, synteettinen peptidi tai rekombinanttitekniikalla valmistettu proteiini. Eräissä testeissä antigeeni on usean polypeptidin/proteiinin seos. Immunoblotting-tekniikassa antigeenina voi olla denaturoitu (Western blotting) tai natiivi (line blotting) proteiini. Kansainvälisiä standardeja on käytössä vain harvoille autovasta-ainemäärityksille, mm. RF:lle. Useimmissa suomalaisissa kliinisissä laboratorioissa tavallisimmat autovasta-ainemääritykset tehdään samalla määritystekniikalla ja tulosten tulkinta on yhteneväistä. 3 Reumatekijä (RF) Reumatekijä on vasta-aine IgG-molekyylin Fc-osaa kohtaan. Tavallisesti määritetään IgMluokkaan kuuluvaa vasta-ainetta, mutta myös IgG- ja IgA-luokan vasta-aineita esiintyy seeru-

2 missa ja nivelnesteessä. RA:n diagnostiikassa testin herkkyys on noin %. RF löytyy %:lla RA-potilaista, mutta sitä esiintyy jopa %:lla terveistä ikääntyneistä henkilöistä. Suuri vasta-ainepitoisuus (yli 50 IU/ml) niveltulehdusoireisella potilaalla viittaa vahvasti RA:aan, mutta negatiivinen tulos ei sulje pois tautia. Varhaisessa RA:ssa positiivinen RFlöydös yhdessä sitrulliini-vasta-ainelöydöksen kanssa ennustaa myöhempää niveleroosioiden kehittymistä ja huonoa toimintakykyä. 4 Noin kahdella kolmesta seropositiiviseen RA:aan sairastuneesta on todettu RF jo vuosia ennen oireiden alkua. 5 Vasta-aineet sitrulliinia sisältäviin peptideihin ja proteiineihin Nykyisin RF:n rinnalla määritetään vasta-aineita, jotka sitoutuvat synteettisiin sitrulliinia sisältäviin peptideihin tai sitrullinoituneisiin proteiineihin. RA:n diagnoosivaiheessa jopa yli 70 %:lta potilaista löytyy sitrulliinivasta-aineita. 6 Sitrulliinivasta-aineet ovat hyvin spesifisiä RA:lle, ja ne on lisätty RA:n uusiin luokittelukriteereihin RF:n rinnalle. 7,8 Sitrullinaatio on elimistössä tapahtuva post-translationaalinen reaktio, jossa peptidissä tai proteiinissa oleva arginiini muuttuu sitrulliiniksi PAD-entsyymin (EC ) avulla. PAD-entsyymin aktivoitumiseen tarvitaan kalsiumioneja. Solunsisäinen kalsiumionipitoisuus on liian pieni, mutta ohjelmoituneen solukuoleman yhteydessä kalsiumia vapautuu solun sisältä runsaasti, jolloin PAD-entsyymi aktivoituu. Syklinen sitrullinoitunut peptidi (CCP) Kaupallisesti saatavat CCP-testit perustuvat ilmeisimmin ristireaktion toteamiseen, koska ihmiselimistössä ei ole rakenteita, jotka vastaavat immunologisissa testeissä käytettyjä keinotekoisia syklisiä peptidejä. CCP-vasta-aineet löydettiin tutkittaessa RA-potilailla esiintyviä perinukleaari- ja keratiinivasta-aineita. 9 Toisen polven syklinen CCP-vasta-ainemenetelmä kehitettiin seulomalla peptidikirjastoa RA-potilaiden seerumeilla. 10 Nykyisin käytössä on jo kolmannen polven automaattisia CCP-vasta-ainemenetelmiä, jotka ovat sensitiivisimpiä CCPvasta-aine-menetelmistä (75 %). 11 Jopa 30 %:lla RA-potilaista, joilla RF on negatiivinen, on CCP-vasta-aineita. Varhaisessa RA:ssa CCP-vasta-aineet ennustavat vaikeaa tautia ja myöhempää niveleroosioiden kehittymistä paremmin kuin RF. 4,12 CCP-vasta-aineita, kuten RF, ilmaantuu verenkiertoon jo vuosia ennen RA:n puhkeamista. 13 Mutatoitunut sitrullinoitunut vimentiini (MCV) Kaupallisesti saatava MCV-testi perustuu ilmeisesti myös ristireaktion osoittamiseen, koska elimistöstä ei löydy rakenteita, jotka vastaavat immunologisessa testissä käytettyä keinotekoista synteettistä peptidiä. Vimentiini on proteiini, jota esiintyy etenkin sidekudossoluissa. MCV-ELISA on spesifinen (79 96 %) ja herkkä (64 84 %) menetelmä RA:n diagnostiikassa.

3 Menetelmällä mitataan kvantitatiivisesti IgG-luokan autovasta-aineita. MCV-autovasta-aineet voidaan havaita verestä jo vuosia ennen taudin puhkeamista. MCV-pitoisuuden on raportoitu olevan koholla myös muilla niveltulehduspotilailla kuin RA-potilailla. 14 Sitrullinoituneet tyypin I ja II kollageenit Nivelten rusto muodostuu tyypin II kollageenista ja luu puolestaan tyypin I kollageenista. RApotilaiden seerumista on löydetty vasta-aineita, jotka sitoutuvat in vivo sitrullinisoituneisiin tyypin I ja II kollageeneihin. 15 Löydetyille autovasta-aineille on kehitetty erilaisia mittausmenetelmiä. 16,17 Tuorein menetelmistä on automaattinen CLIA. 18 Lisäksi on osoitettu, että sitrullinisoitujen tyypin II kollageenin vasta-aineiden ja anti-ccp:n 19 sekä sitrullinisoitujen tyypin I ja II kollageenien vasta-aineiden ja anti-mcv:n 20 avulla voidaan ennustaa myöhemmin kehittyvä seropositiivinen RA. Vasta-aineet homositrulliinia sisältäviin peptideihin ja proteiineihin Vastikään on havaittu, että homositrulliini ristireagoi sitrulliini-vasta-aiden kanssa, 21 ja on löydetty RA-potilaan kudosnäytteistä homositrulliinia. 22 Homositrulliini muodostuu lysiinistä nonentsymaattisesti karbamylaation kautta. Homositrulliini eroaa sitrulliinista siten, että sen sivuketju on yhden hiilen pidempi. Ristireaktiosta päätellen kaikki sitrulliini-vasta-aineet eivät ole spesifisiä sitrulliinille, vaan ureidoryhmälle (-NH-CO-NH 2 ). Karbamylaatiossa tärkeä lähtöaine on isosyanaatti, jota voi muodostua kudoksissa esimerkiksi seerumin korkean ureapitoisuuden takia. Isosyanaattia voi mahdollisesti syntyä myös myeloperoksidaasi-entsyymin katalysoimassa reaktiossa, jossa lähtöaineina ovat tiosyanaatti ja vetyperoksidi. Tiosyanaattia saadaan ravinnosta, mutta tupakoitsijoilla sen pitoisuus plasmassa on huomattavasti korkeampi kuin muilla. Myeloperoksidaasia on runsaasti neutrofiileissä, monosyyteissä ja tiettyjen kudosten makrofageissa, joten tulehdusreaktio voi lisätä proteiinien karbamylaatiota. 23 Sen lisäksi, että analyysimenetelmät ovat epäspesifisiä, on huomioitava homositrulliinin mahdollinen rooli elimistössä tapahtuvassa sitrulliinivasta-aineiden muodostuksessa.

4 Lähteet 1. Tozzoli R. The diagnostic role of autoantibodies in the prediction of organ-specific autoimmune diseases. Clin Chem Lab Med. 2008;46(5): Julkunen H. & Miettinen A. Autovasta-aineiden käytännön merkitys autoimmuunitaudeissa. Suomen Lääkärilehti. 2011;66(42): Julkunen H. & Miettinen A. Autovasta-aineiden merkitys tulehduksellisissa reumasairauksissa. Duodecim. 2008;124(14): Lindqvist E, Eberhardt K, Bendtzen K, Heinegård D, Saxne T. Prognostic laboratory markers of joint damage in rheumatoid arthritis. Ann Rheum Dis Feb;64(2): Aho K, Heliövaara M, Maatela J, Tuomi T, Palosuo T. Rheumatoid factors antedating clinical rheumatoid arthritis. J Rheumatol Sep;18(9): Mustila A, Korpela M, Haapala AM, Kautiainen H, Laasonen L, Möttönen T, Leirisalo- Repo M, Ilonen J, Järvenpää S, Luukkainen R, Hannonen P. Anti-citrullinated peptide antibodies and the progression of radiographic joint erosions in patients with early rheumatoid arthritis treated with FIN-RACo combination and single disease-modifying antirheumatic drug strategies. Clin Exp Rheumatol May-Jun;29(3): van Venrooij WJ, van Beers JJ, Pruijn GJ. Anti-CCP antibodies: the past, the present and the future. Nat Rev Rheumatol Jun;7(7): Aletaha D, Neogi T, Silman AJ, Funovits J, Felson DT, Bingham CO 3rd, Birnbaum NS, Burmester GR, Bykerk VP, Cohen MD, Combe B, Costenbader KH, Dougados M, Emery P, Ferraccioli G, Hazes JM, Hobbs K, Huizinga TW, Kavanaugh A, Kay J, Kvien TK, Laing T, Mease P, Ménard HA, Moreland LW, Naden RL, Pincus T, Smolen JS, Stanislawska-Biernat E, Symmons D, Tak PP, Upchurch KS, Vencovský J, Wolfe F, Hawker G Rheumatoid arthritis classification criteria: an American College of Rheumatology/European League Against Rheumatism collaborative initiative. Arthritis Rheum Sep;62(9): Schellekens GA, de Jong BA, van den Hoogen FH, van de Putte LB, van Venrooij WJ. Citrulline is an essential constituent of antigenic determinants recognized by rheumatoid arthritis-specific autoantibodies. J Clin Invest Jan;101(1): Nijenhuis S, Zendman AJ, Vossenaar ER, Pruijn GJ, vanvenrooij WJ. Autoantibodies to citrullinated proteins in rheumatoid arthritis: clinical performance and biochemical aspects of an RA-specific marker. Clin Chim Acta Dec;350(1-2): Debaugnies F, Servais G, Badot V, Noubouossie D, Willems D, Corazza F. Anti-cyclic citrullinated peptide antibodies: a comparison of different assays for the diagnosis of rheumatoid arthritis. Scand J Rheumatol. 2013;42(2):

5 12. Rönnelid J, Wick MC, Lampa J, Lindblad S, Nordmark B, Klareskog L, van Vollenhoven RF. Longitudinal analysis of citrullinated protein/peptide antibodies (anti-cp) during 5 year follow up in early rheumatoid arthritis: anti-cp status predicts worse disease activity and greater radiological progression. Ann Rheum Dis Dec;64(12): Avouac J, Gossec L, Dougados M. Diagnostic and predictive value of anti-cyclic citrullinated protein antibodies in rheumatoid arthritis: a systematic literature review. Ann Rheum Dis Jul;65(7): Demoruelle MK, Deane K. Antibodies to citrullinated protein antigens (ACPAs): clinical and pathophysiologic significance. Curr Rheumatol Rep Oct;13(5): Koivula MK, Åman S, Karjalainen A, Hakala M, Risteli J. Are there autoantibodies reacting against citrullinated peptides derived from type I and type II collagens in patients with rheumatoid arthritis? Ann Rheum Dis Oct;64(10): Koivula MK, Ramberg J, Åman S, Karjalainen A, Hakala M, Risteli J. Sensitive immunoassays for the autoantibodies reacting against citrullinated carboxy-terminal telopeptides of type I and type II collagens in patients with rheumatoid arthritis. Clin Chem Lab Med. 2005;43(12): Koivula MK, Åman S, Alasaarela E, Karjalainen A, Hakala M, Risteli J. Inhibitory characteristics of citrullinated telopeptides of type I and II collagens for autoantibody binding in patients with rheumatoid arthritis. Rheumatology (Oxford) Nov;45(11): Häyrynen J, Kärkkäinen M, Kononoff A, Arstila L, Elfving P, Niinisalo H, Savolainen E, Kautiainen H, Risteli J, Kaipiainen-Seppänen O, Koivula MK. Automated immunoassays for the autoantibodies to carbamylated or citrullinated telopeptides of type I and II collagens. Clin Chem Lab Med Nov 11. pii: /j/cclm.ahead-of-print/cclm /cclm xml. doi: /cclm [Epub ahead of print] 19. Koivula MK, Heliövaara M, Ramberg J, Knekt P, Rissanen H, Palosuo T, Risteli J. Autoantibodies binding to citrullinated telopeptide of type II collagen and to cyclic citrullinated peptides predict synergistically the development of seropositive rheumatoid arthritis. Ann Rheum Dis Nov;66(11): Koivula MK, Heliövaara M, Rissanen H, Palosuo T, Knekt P, Immonen H, Risteli J. Antibodies binding to citrullinated telopeptides of type I and type II collagens and to mutated citrullinated vimentin synergistically predict the development of seropositive rheumatoid arthritis. Ann Rheum Dis Oct;71(10):

6 21. Turunen S, Koivula MK, Risteli L, Risteli J. Anticitrulline antibodies can be caused by homocitrulline-containing proteins in rabbits. Arthritis Rheum Nov;62(11): Turunen S, Koivula MK, Melkko J, Alasaarela E, Lehenkari P, Risteli J. Different amounts of protein-bound citrulline and homocitrulline in foot joint tissues of a patient with anti-citrullinated protein antibody positive erosive rheumatoid arthritis. J Transl Med Sep 23;11: Wang Z, Nicholls SJ, Rodriguez ER, Kummu O, Hörkkö S, Barnard J, Reynolds WF, Topol EJ, DiDonato JA, Hazen SL. Protein carbamylation links inflammation, smoking, uremia and atherogenesis. Nat Med Oct;13(10): Willemze A, Toes RE, Huizinga TW, Trouw LA. New biomarkers in rheumatoid arthritis. Neth J Med Nov;70(9):392 9.