abstrakt
formål. Sarcoidose er en systemisk granulomatøs sygdom med ukendt ætiologi. Der er rapporteret om mange kliniske præsentationer, og akut sygdom skal adskilles fra subakut og kronisk sygdom. Det uforudsigelige kliniske forløb af sygdommen fik os til at evaluere den kliniske anvendelighed af biomarkørserumdetektion ved sarkoidoseopfølgning. Metode., Serum koncentrationer af chitotriosidase, ES, KL-6, og lysozym blev analyseret ved hjælp af forskellige metoder i en population af 74 sarkoidose patienter (46 på steroid terapi ved sampling) regelmæssigt overvåget i Siena, Sarkoidose Regionale Henvisning Centrum og i en gruppe af kontroller med henblik på at sammenligne deres bidrag til kliniske behandling af sarkoidose patienter. Resultat., KL-6-koncentrationer, var signifikant forhøjet i sarkoidose patienter med lungefibrose og var signifikant korreleret med DLco og CPI-score, mens chitotriosidase var signifikant højere hos patienter med extrapulmonary lokaliseringer. Med en afskæringsværdi på 303, 5 IE/ml viste KL-6 den bedste følsomhed (78%), mens chitotriosidase rapporterede den bedste specificitet (85%) blandt biomarkørerne. Konklusion. KL-6 er en pålidelig biomarkør for fibrotisk lungeinddragelse hos sarkoidosepatienter., Blandt biomarkører viste KL-6 den bedste følsomhed og serumchitotriosidase den bedste specificitet, selv hos patienter i kronisk steroidbehandling, og syntes at korrelere med ekstrapulmonale lokaliseringer.
1. Indledning
sarcoidose er en systemisk granulomatøs sygdom forbundet med T-lymfocyt-og makrofagaktivering og migration til berørte organer. Interaktionen mellem antigener og APC polariserer T-lymfocytter til T-hjælper 1-fænotype (Th1), hvilket fører til dannelse af sarcoid granulomer bestående af T-celler, makrofager og epithelioide og gigantiske celler ., Forløbet af sarkoidose er uforudsigeligt: remission forekommer i de fleste tilfælde, mens vedvarende granulombetændelse kan føre til fibrotisk lungesygdom . Specifikke biomarkører med god følsomhed og specificitet er derfor nødvendige for at forudsige klinisk resultat og vejlede kliniske beslutninger.
Human chitotriosidase er en biomarkør, der udskilles af aktiverede makrofager og neutrofiler. Selvom dens fysiologiske rolle ikke er klar, kan den spille en rolle i hydrolyse og nedbrydning af chitin og chitinlignende substrater ., Forhøjede koncentrationer af chitotriosidase er rapporteret i serum og BAL hos patienter med aktiv sarkoidose . Chitotriosidase viser en sammenhæng med radiologiske stadier. Det kan forudsige klinisk forløb, steroid lydhørhed, og potentielle tilbagefald af sygdommen . Det er imidlertid ikke klart, om chitotriosidase er pålidelig til behandling af sarkoidosepatienter med ekstrapulmonal organinddragelse.Angiotensin-konverterende en .ym (ACE) er et syreglycoprotein, som omdanner angiotensin I til angiotensin II., Det produceres af lungeendotelceller, hovedsageligt aktiverede alveolære makrofager . Det er forhøjet i serum og BAL af sarkoidosepatienter, og dets koncentrationer korrelerer med radiologiske stadier . Imidlertid er dets anvendelighed som et diagnostisk og prognostisk værktøj begrænset af dets lave følsomhed og specificitet. ACE kan være forhøjet i visse granulomatøse lidelser (herunder berylliosis og silikose), hyperthyroidisme, diabetes, og andre sygdomme .
Lyso .ym produceres af monocyt-makrofagsystem, og epithelioide celler involveret i dannelse af granulom kan frigive dette en .ym., Sarcoidosepatienter viser øget koncentration af Lyso .ym ved begyndelsen. Lyso .ym betragtes mere som en prognostisk indikator snarere end et diagnostisk værktøj. Det har en lav specificitet, der er forhøjet i lungesygdomme som tuberkulose og pneumokoniose .
Krebs von den Lungen-6 (KL-6) er et humant MUC1 mucinprotein med høj molekylvægt afledt af AEC. Dets serumkoncentrationer er forhøjet i flere ILDs, herunder idiopatisk lungefibrose og sarkoidose ., Ved sarkoidose korrelerer KL-6 med ACE-aktivitet: den øges hovedsageligt i fase 2 og 3 patienter med scintigrafisk bevis for positiv lungeakkumulering . Høje niveauer af serum KL-6 i sarkoidose afspejler produktion af KL-6 afledt af beskadigede eller regenererende type 2 pneumocytter .
i denne undersøgelse sammenlignede vi serumniveauer af forskellige biomarkører i en kohorte af patienter med kronisk sarkoidose kiggede efter korrelationer med specifikke fænotyper, klinisk præsentation og lokaliseringer.
2. Materialer og metoder
2.1., Undersøgelse Population
Vi med tilbagevirkende kraft indskrevet 74 sarkoidose patienter (27 mænd (36.5%), med en gennemsnitlig alder i år) overvåges regelmæssigt på Siena Regionale Henvisning Center for Sarkoidose og ILDs. Alle patienter blev diagnosticeret i henhold til internationale ATS/ERS/WASASOG kriterier. Alle havde været i opfølgning på vores center i mere end 2 år siden diagnose og viste en vedvarende kronisk sygdom. Ekskluderingskriterierne omfattede patienter med Lofgren syndrom, akut sygdomsdebut, spontan opløsning eller en opfølgning på mindre end 2 år.,
Serumprøvetagning blev udført ved tilmeldingen: samme dag blev lungefunktionstest (PFT) og røntgenbillede af brystet med radiologisk iscenesættelse i henhold til Scadding-kriterier udført. Radiologisk klassificering, der var knyttet til at prøve opdagelse i en standard måde i henhold til almindeligt anerkendte kriterier: fase 0, normal; etape 1, bilaterale hilar adenopathy uden parenkymalt inddragelse i fase 2, bilaterale adenopathy og parenkymalt infiltration; fase 3, parenkymalt infiltration, og fase 4, lungefibrose, der er forbundet med sarkoidose., Alle patienter gennemgik CT-scanning i høj opløsning af brystet (HRCT) for at kontrollere for lungefibrose. Alle fag gav deres informerede samtykke til undersøgelsen, godkendt af det lokale etiske udvalg. For at finde en afskæringsværdi af serum KL-6 i vores befolkning indsamlede vi serumprøver fra 25 raske frivillige (6 mænd, middelalder år) uden nogen historie med luftvejssygdomme og uden at tage nogen medicin
2.2., Lungefunktion Test
følgende lungefunktion målinger blev udført i overensstemmelse med ATS/ERS standard parametre , ved hjælp af et Jaeger Krop Plethysmograph med korrektioner for temperatur og barometertryk: forceret udånding volumen i det første sekund (FEV1), forceret vital kapacitet (FVC), og diffus lunge kulilte (DLCO). Alle parametre blev udtrykt som procentdele af forudsagte værdier .
2, 3., Kliniske Fænotyper
Patienter blev klassificeret på grundlag af den radiologiske lunge engagement og sarkoidose lokaliseringer, ifølge de seneste Genotype-Fænotype Sammenhæng i Sarkoidose dokument (GenPhenReSa) , samt komposit fysiologisk index (CPI) score. Vi beregnede FORBRUGERPRISINDEKS i hver patient efter følgende formel, som tidligere beskrevet : 91 − ( forudsagt DLCO) − ( forudsagt FVC) + .,
Extrapulmonary lokaliseringer af sygdom, blev vurderet med orgel-specifik diagnostisk pakkeforløb: deltagelsen af lever, milt, knogler, knoglemarv, extrathoracic lymfeknuder, og huden var alle biopsi bevist, mens hjerte-lokalisering blev vurderet med MR billeddannelse.
2.4. Chitotriosidase Analysen
Chitotriosidase aktivitet var bestemt af en fluorimetri-metoden ved hjælp af 22 µM, 4-methylumbelliferyl β-D-N,N,N-triacetylchitotriosidase (Sigma Chemical Co.) i citrat-phosphatbuffer, ph 5,2; 100 pi substrat blev inkuberet i 1 time ved 37.C, og reaktionen blev stoppet med 1, 4 ml 0.,1 M glycin-NaOH buffer, pH 10,8. Fluorescens blev aflæst ved 450 nm med et PerkinElmer Victor44 fluorimeter (e .citationsbølgelængde 365 nm). Serumaktivitet af chitotriosidase blev udtrykt i nmol/ml/h. Normalitetsværdier blev beregnet i henhold til vores tidligere undersøgelser .
2, 5. ACE-Analysen
ACE aktivitet blev målt ved hjælp af en kolorimetrisk metode (LANGT srl, Verona, Italien), til bestemmelse af ACE aktivitet i serum. Det normale interval for ACE-koncentrationer var 30-80 IE / l .
2, 6. Lyso .ymassay
2, 7., Krebs von den Lungen-6-Analysen
Serum KL-6 blev målt ved NANOPIA® KL-6 reagenser analyse (Sekisui Diagnostik, UK). Princippet for analysen er agglutination af sialyleret kulhydratantigen i prøver med kl-6 monoklonalt antistof gennem antigen-antistofreaktionen. Ændringen i absorbans måles for at bestemme serum KL-6 niveauer. Kl-6 koncentrationer udtrykkes i IE / ml.
2.8. Statistisk analyse
dataene blev udtrykt som . Sammenligninger mellem grupper blev udført af Mann-.hitney test og Kruskal-.allis test med betydning sat til ., Spearman-testen blev brugt til at se efter korrelationer mellem variabler. Statistisk analyse og ROC-kurver blev udført ved hjælp af Statistica v 7.0 software; grafiske fremstillinger af data, der blev udført ved hjælp af GraphPad Prism 4.0 software.
3. Resultater
3.1. Kliniske, radiologiske og funktionelle parametre
demografiske træk, lungefunktionstestværdier og Scadding radiologiske stadier af populationen er rapporteret i tabel 1. Som forventet forekom debut hovedsageligt i det 5. årti ( år), der var udbredt hos kvinder, der aldrig ryger., Med hensyn til medicinsk historie var 46 patienter (62%, 17 mænd) i steroidbehandling på tidspunktet for serumprøvetagning med en gennemsnitlig dosis prednison. Af disse tog alle undtagen oraln orale steroider i mere end et år. 13 patienter (3 hanner) var under immunosuppressive lægemidler i kombination med orale steroider (12 med methotrexat, 1 med azathioprin). Blandt steroidfri undergruppe (28 patienter, 10 mænd) havde kun to patienter aldrig taget specifik behandling for sarkoidose.,
i vores befolkning var PFT-parametre i det normale interval uden nogen signifikant ændring af lungevolumener: 63 patienter formåede at udføre en acceptabel manøvre for dlco, der i gennemsnit var mildt svækket.
3, 2. Sammenligning af biomarkører
Serum kl-6 koncentration blev beregnet hos alle patienter og raske frivillige; ACE og Lyso .ym blev påvist i serum hos alle patienter. Seks patienter med chitotriosidase aktivitet <10 nmol/ml/h var mistænkt for at have CHIT1 polymorfi og blev udelukket fra analysen.,
der blev ikke fundet signifikante forskelle i biomarkørernes niveauer mellem patienter behandlet med steroider og dem, der blev behandlet med steroider og immunsuppressiv behandling.
KL-6 var signifikant korreleret med ACE (; ), lysozym (; ), og chitotriosidase aktivitet (; ) (Figur 1).,
(a)
(b)
(c)
(a)
(b)
(c)
3.3. Organ Involvement and Phenotypes
The percentage of sarcoidosis patients showing extrapulmonary involvement was 43.2%., De mest almindelige extrapulmonary lokaliseringer var huden (16 patienter, 21.6%), milt (11 patienter, 14.8%), lever (5 patienter, 6.7%). Mindre almindelige lokaliseringer var øjnene (3 patienter, 4% af tilfældene) og extrathoracic lymfeknuder (3 patienter, 4%); CNS (2 patienter 2,7% af alle tilfælde) og hjerte -, knogle, eller knoglemarv engagement (1,3% af tilfældene). Sarcoidosepatienter med ekstrapulmonal involvering havde signifikant højere chitotriosidaseaktivitet end dem med begrænset lungesygdom (; ) (figur 3). Der blev ikke observeret andre signifikante forskelle i forhold til organlokaliseringer.,
I forhold til GenPhenReSa fænotyper, patienter med abdominal engagement () viste signifikant højere chitotriosidase aktivitet end dem, der er med okular-hjerte-kutan-det centrale nervesystem (OCCC) (), muskel-kutan (), og isoleret pulmonal engagement () (, henholdsvis; )., Der blev ikke fundet statistisk signifikante forskelle mellem kl-6, ACE og Lyso .ymniveauer i disse undergrupper.
ifølge radiologisk score viste patienter med fibrotisk sarkoidose (trin 4) de højeste koncentrationer af serum KL-6 sammenlignet med de andre radiologiske stadier af sygdom () (figur 4).
4., Diskussion
mange biomarkører er blevet foreslået til sarkoidose, men ingen har vist tilfredsstillende prognostisk værdi til identifikation af tilbagefald under terapi eller vital organlokalisering. I denne undersøgelse sammenlignede vi forskellige sarkoidosebiomarkører. Vi valgte patienter med kronisk sygdom i behandling i mere end 1 år med kliniske og demografiske data, der er kompatible med de generelle træk ved sarkoidose, der er rapporteret i litteraturen . Vi inkluderede KL-6 på listen over biomarkører, selvom dette protein er blevet undersøgt i IPF, og der er få data tilgængelige om dets rolle i sarkoidose., Vores interesse for KL-6 var relateret til dens rapporterede korrelation med svær fibrotisk lungeinddragelse og dårlig overlevelse . Chitotriosidase, ACE, og lysozym viste en lavere prævalens i befolkningen end tidligere observeret, sandsynligvis fordi de fleste patienter, der var på langtids systemisk behandling med steroider, og ikke viser tegn på aktiv sygdom ved serum prøvetagning. Tværtimod viste KL-6 en god følsomhed og specificitet i vores befolkning med en afskæringsværdi på 303,5 IE/ml., Så vidt vi ved, er dette den første undersøgelse, der undersøger en specifik afskæringsværdi af KL-6 ved kronisk sarkoidose versus en gruppe sunde kontroller; dette var imidlertid ikke hovedformålet med undersøgelsen, og dataene skal valideres i en bredere gruppe af patienter. Vores fund bekræftede den forudsigelige værdi af KL-6 for fibrotisk lungeinddragelse og funktionsnedsættelse hos ILD-sarkoidosepatienter, der allerede er rapporteret af Miyoshi et al., ; imidlertid er vores undersøgelse den første, der viser en signifikant sammenhæng mellem en serumbiomarkør, KL-6 og pulmonal fibrotisk lungeinddragelse hos sarkoidosepatienter, kvantificeret ved CPI-indeks. Desuden bekræftes dette fund yderligere ved en signifikant sammenhæng med dlco-procenter, hvilket opretholder den potentielle anvendelighed af KL-6-målinger til evaluering af sarkoidosens sværhedsgrad i den kliniske behandling af disse patienter., Disse data var konsistente uanset behandlingsstatus, hvilket tyder på en kronisk makrofagaktivering, der ikke reagerer på steroidbehandling, især hos patienter med fibrotisk lungesygdom. Der blev ikke fundet signifikante forskelle i kl-6-ekspression blandt kliniske fænotyper og / eller ekstrapulmonale lokaliseringer, hvilket indikerer, at KL-6 kun kan betragtes som pålidelig for lungeinddragelse af sygdom. Positive korrelationer blev fundet blandt sarkoidose biomarkører, herunder ACE, lysozym, chitotriosidase, og KL-6 der kan derfor være optaget på listen over prognostiske indikatorer.,
På den anden side, chitotriosidase viste sig at være mere følsomme end ES, lysozym, og KL-6 selv i patienter i systemisk behandling; det synes også at være den eneste biomarkør, der kan afspejle extrathoracic deltagelse, i henhold til den seneste GenPhenReSa kliniske fænotype klassificering., Især, dens udtryk er mere udtalt hos patienter med abdominal orgel lokaliseringer (leveren og milten, i vores befolkning), formentlig på grund af en overexpression af aktiveret residente makrofager; disse data tyder på, at chitotriosidase kan være en pålidelig markør for aktivering af reticuloendothelial system i sarkoidose, som tidligere rapporteret hos patienter med lysosomal storage disease . Der er ingen undersøgelser tilgængelige på chitotriosidase prognostisk værdi ved lokalisering af milt og lever sarkoidose, og dette er en relevant nyhed i denne undersøgelse., I modsætning til KL-6, chitotriosidase aktivitet synes ikke at være korreleret med graden af sarcoid pulmonal engagement eller funktionsnedsættelse, hvilket tyder på, at forskellige mønstre af macrophage aktivering kan være til stede i luftvejene af sarkoidose patienter og indflydelse biomarkører’ udtryk .
Som konklusion repræsenterer patienter med kronisk sarkoidose, alvorlig ekstrapulmonal involvering eller fase 4 fibrotisk svækkelse et vigtigt mål, der kræver identifikation af pålidelige prognostiske biomarkører for at forudsige tilbagefald af sygdom og respons på systemisk behandling.,
baseret på disse foreløbige resultater blev høje niveauer af chitotriosidase og KL-6 (og ikke ACE eller lsyso .ym) observeret hos kroniske sarkoidosepatienter uanset behandling. Chitotriosidase aktivitet var signifikant højere hos patienter med flere organpåvirkning, der viser en lovende pålidelighed for evaluering multisistemic sarkoidose. Tværtimod antyder kl-6-niveauer korreleret med fibrotisk lungeinddragelse, CPI-score og reducerede dlco-procentdele en potentiel rolle som markør for sværhedsgraden af pulmonal sarkoidose., Interessant nok blev disse fund rapporteret i en population af kroniske multiorgan-sarkoidosepatienter, inklusive dem, der er i terapi, og udvidede pålideligheden af chitotriosidase og KL-6 også i denne indstilling.
datatilgængelighed
de datasæt, der genereres under og / eller analyseres under den aktuelle undersøgelse, er tilgængelige fra den tilsvarende forfatter efter rimelig anmodning. Data er tilgængelige fra Laura Bergantini ([email protected]) og Elena Bargagli ([email protected]) til forskere, der opfylder kriterierne for at få adgang til fortrolige data.,
interessekonflikter
forfatterne erklærer, at de ikke har nogen interessekonflikter.
forfatteres Bidrag
Laura Bergantini og Francesco Bianchi bidrog ligeledes til undersøgelsen.
anerkendelser
det nuværende arbejde blev udført på Siena Universitet.
Skriv et svar