Abstract
doel. Sarcoïdose is een systemische granulomateuze ziekte met onbekende etiologie. Vele klinische presentaties zijn gemeld, en de scherpe ziekte moet van subacute en chronische ziekte worden onderscheiden. Het onvoorspelbare klinische verloop van de ziekte bracht ons ertoe om het klinische nut van biomarker serum detectie in sarcoïdose follow-up te evalueren. Methode., Serumconcentraties van chitotriosidase, ACE, KL-6 en lysozym werden met verschillende methoden geanalyseerd in een populatie van 74 sarcoïdose-patiënten (46 met steroïdentherapie bij bemonstering) die regelmatig werden gecontroleerd in het regionale verwijzingscentrum van Siena sarcoïdose en in een groep controles om hun bijdrage aan de klinische behandeling van sarcoïdose-patiënten te vergelijken. Resultaat., KL-6 concentraties waren significant verhoogd bij sarcoïdose patiënten met longfibrose en waren significant gecorreleerd met DLco en CPI score, terwijl chitotriosidase significant hoger was bij patiënten met extrapulmonale lokalisaties. Met een cut-off waarde van 303,5 IE/ml vertoonde KL-6 de beste gevoeligheid (78%), terwijl chitotriosidase de beste specificiteit (85%) van de biomarkers rapporteerde. Conclusie. KL-6 is een betrouwbare biomarker van fibrotische long betrokkenheid bij sarcoïdose patiënten., Onder biomarkers, toonde KL-6 de beste gevoeligheid en serumchitotriosidase de beste specificiteit, zelfs in patiënten op chronische steroid therapie, en scheen te correleren met extrapulmonale lokalisaties.
1. Inleiding
sarcoïdose is een systemische granulomateuze ziekte geassocieerd met T-lymfocyt-en macrofaagactivering en migratie naar aangetaste organen. De interactie tussen antigenen en APC polariseert T-lymfocyten aan het fenotype van de helper 1 van t (Th1), leidend tot de vorming van sarcoid granulomen die uit cellen van T, macrofagen, en epithelioid en reuzencellen bestaan ., Het verloop van sarcoïdose is onvoorspelbaar: remissie optreedt in de meeste gevallen, terwijl aanhoudende granuloom ontsteking kan leiden tot fibrotische longziekte . Specifieke biomarkers met een goede gevoeligheid en specificiteit zijn daarom nodig om de klinische uitkomst te voorspellen en klinische beslissingen te begeleiden.
humaan chitotriosidase is een biomarker die wordt uitgescheiden door geactiveerde macrofagen en neutrofielen. Hoewel zijn fysiologische rol niet duidelijk is, kan het een rol spelen in de hydrolyse en degradatie van chitine en chitine-achtige substraten ., Verhoogde concentraties chitotriosidase zijn gemeld in serum en BAL bij patiënten met actieve sarcoïdose . Chitotriosidase vertoont een correlatie met radiologische stadia. Het kan klinisch verloop, steroïde respons, en potentiële recidieven van de ziekte te voorspellen . Het is echter niet duidelijk of chitotriosidase betrouwbaar is bij de behandeling van sarcoïdose patiënten met extrapulmonaire orgaanbetrokkenheid.
angiotensine-converting enzyme (ACE) is een zuurglycoproteïne dat angiotensine I omzet in angiotensine II., Het wordt geproduceerd door Long endotheelcellen, voornamelijk geactiveerde alveolaire macrofagen . Het is verhoogd in serum en BAL van sarcoïdose patiënten en de concentraties correleren met radiologische stadia . Nochtans, wordt zijn nut als kenmerkend en prognostisch hulpmiddel beperkt door zijn lage gevoeligheid en specificiteit. ACE kan worden verhoogd bij bepaalde granulomateuze aandoeningen (waaronder berylliose en silicose), hyperthyreoïdie, diabetes en andere ziekten .
lysozym wordt geproduceerd door monocyt-macrofaagsysteem en epithelioïde cellen die betrokken zijn bij de vorming van granulomen kunnen dit enzym afgeven., Sarcoïdose patiënten vertonen een verhoogde concentratie lysozym bij aanvang. Lysozym wordt meer beschouwd als een prognostische indicator in plaats van een diagnostisch hulpmiddel. Het heeft een lage specificiteit die in longziekten zoals tuberculose en pneumoconiose wordt opgeheven .
Krebs von den Lungen-6 (KL-6) is een humaan hoogmoleculaire MUC1 mucine-eiwit afgeleid van AEC. De serumconcentraties zijn verhoogd in verscheidene ILD ‘ s, met inbegrip van idiopathische longfibrose en sarcoïdose ., Bij sarcoïdose correleert KL-6 met ACE-activiteit: het is voornamelijk verhoogd bij patiënten in stadium 2 en 3 met scintigrafisch bewijs van positieve pulmonale accumulatie . De hoge niveaus van serum KL-6 in sarcoïdose weerspiegelen de productie van KL-6 afgeleid van beschadigde of regenererende type 2 pneumocyten .
in deze studie hebben we de serumspiegels van verschillende biomarkers vergeleken in een cohort van patiënten met chronische sarcoïdose, op zoek naar correlaties met specifieke fenotypen, klinische presentatie en lokalisaties.
2. Materialen en methoden
2.1., Onderzoekspopulatie
we namen retrospectief 74 patiënten met sarcoïdose in Deel (27 mannen (36,5%), met een gemiddelde leeftijd van jaren) die regelmatig werden gecontroleerd in het Regionaal verwijzingscentrum van Siena voor sarcoïdose en ILD ‘ s. Alle patiënten werden gediagnosticeerd volgens internationale ATS/ERS / WASOG criteria. Alle waren in follow-up bij ons Centrum voor meer dan 2 jaar sinds de diagnose en toonde een aanhoudende chronische ziekte. De uitsluitingscriteria omvatten patiënten met Lofgren-syndroom, acuut begin van de ziekte, spontaan verdwijnen of een follow-up van minder dan 2 jaar.,
Serumbemonstering werd uitgevoerd bij de opname: op dezelfde dag werden longfunctietest (PFT) en röntgenfoto ‘ s van de borst, met radiologische stadiëring volgens Scadding criteria, uitgevoerd. De radiologische classificatie werd gekoppeld aan monsterdetectie op een standaard manier volgens algemeen aanvaarde criteria: stadium 0, normaal; stadium 1, bilaterale hilar adenopathie zonder parenchymale betrokkenheid; stadium 2, bilaterale adenopathie en parenchymale infiltratie; stadium 3, parenchymale infiltratie; en stadium 4, pulmonale fibrose geassocieerd met sarcoïdose., Alle patiënten ondergingen een hoge resolutie CT-scan van de borst (HRCT) om te controleren op longfibrose. Alle proefpersonen gaven hun geïnformeerde toestemming voor de studie, goedgekeurd door de lokale Ethische Commissie. Om een cut-off waarde van serum KL-6 in onze populatie te vinden, verzamelden we serummonsters van 25 gezonde vrijwilligers (6 mannen, gemiddelde leeftijd), zonder voorgeschiedenis van aandoeningen van de luchtwegen en zonder drugs
2.2., Longfunctietests
de volgende longfunctietests werden uitgevoerd volgens ATS / ERS-standaardparameters, met behulp van een Jaeger Body Plethysmograph met correcties voor temperatuur en barometerdruk: geforceerd expiratoir volume in de eerste seconde (FEV1), geforceerde vitale capaciteit (FVC) en diffuse longkoolmonoxide (dlco). Alle parameters werden uitgedrukt als percentages van de voorspelde waarden .
2.3., Klinische Fenotypering
patiënten werden geclassificeerd op basis van de radiologische betrokkenheid van de longen en sarcoïdose lokalisaties, volgens recente Genotype-fenotype relatie in sarcoïdose document (GenPhenReSa) , evenals composite physiologic index (CPI) score. We berekenden de CPI bij elke patiënt volgens de volgende formule, zoals eerder beschreven : 91 – (voorspelde DLCO) − (voorspelde FVC) + .,
extrapulmonale lokalisaties van de ziekte werden beoordeeld met orgaanspecifieke diagnostische routes: betrokkenheid van de lever, milt, bot, beenmerg, extrathoracale lymfeklieren en huid werden alle biopsie bewezen, terwijl cardiale lokalisatie werd beoordeeld met MR imaging.
2.4. Chitotriosidase Assay
Chitotriosidase activiteit werd bepaald met een fluorimetrische methode met 22 µM 4-methylumbelliferyl β-D-N,N,N-triacetylchitotriosidase (Sigma Chemical Co.) in citraat-fosfaatbuffer, pH 5,2; 100 µl substraat werd geïncubeerd gedurende 1 uur bij 37°C en de reactie werd gestopt met 1,4 ml 0.,1 m glycine-NaOH-buffer, pH 10,8. Fluorescentie werd afgelezen bij 450 nm met een PerkinElmer Victor x4 fluorimeter (excitatie golflengte 365 nm). De serumactiviteit van chitotriosidase werd uitgedrukt in nmol / ml/ uur.
2.5. ACE Assay
de ACE-activiteit werd gemeten met behulp van een colorimetrische methode (FAR srl, Verona, Italië), voor de bepaling van de ACE-activiteit in serum. Het normale bereik van ACE-concentraties was 30-80 IE / l .
2.6. Lysozym-Test
2,7., Krebs von den Lungen-6 Assay
Serum Kl-6 werd gemeten met behulp van NANOPIA® KL-6 reagentia assay (Sekisui Diagnostics, UK). Het principe van de assay is agglutinatie van sialylated koolhydraatantigeen in monsters met Kl-6 monoklonaal antilichaam door de antigeen-antilichaamreactie. De verandering in absorptie wordt gemeten om serum KL-6 niveaus te bepalen. KL-6 concentraties worden uitgedrukt in IE/ml.
2.8. Statistische analyse
de gegevens werden uitgedrukt als . Vergelijkingen tussen groepen werden uitgevoerd door Mann-Whitney test en Kruskal-Wallis test met significantie ingesteld op ., De Spearman test werd gebruikt om te zoeken naar correlaties tussen variabelen. Statistische analyse en ROC-curven werden uitgevoerd met behulp van Statistica v 7.0-software; grafische weergaven van gegevens werden uitgevoerd met behulp van GraphPad Prism 4.0-software.
3. Resultaten
3.1. Klinische, radiologische en functionele Parameters
demografische kenmerken, longfunctietestwaarden en Scadding radiologische stadia van de populatie worden gerapporteerd in Tabel 1. Zoals verwacht, vond de eerste symptomen vooral plaats in het 5e decennium (jaren), overwegend bij vrouwen die nooit roken., Wat de medische voorgeschiedenis betreft, kregen 46 patiënten (62%, 17 mannen) op het moment van de serumbemonstering steroïdentherapie met een gemiddelde dosis prednison. Van deze, namen allen behalve één mondelinge steroïden meer dan één jaar. 13 patiënten (3 mannen) gebruikten immunosuppressieve geneesmiddelen in combinatie met orale steroïden (12 met methotrexaat, 1 met azathioprine). Onder de steroïdvrije subgroep (28 patiënten, 10 mannen) hadden slechts twee patiënten nooit een specifieke behandeling voor sarcoïdose genomen.,
in onze populatie waren PFT-parameters in het normale bereik zonder significante verandering van longvolumes: 63 patiënten slaagden erin een aanvaardbare manoeuvre uit te voeren voor DLCO die gemiddeld licht verminderd was.
3.2. Vergelijking van Biomarkers
Serum KL-6 concentratie werd berekend bij alle patiënten en gezonde vrijwilligers; ACE en lysozym werden gedetecteerd in serum van alle patiënten. Zes patiënten met chitotriosidase-activiteit <10 nmol / ml / u hadden vermoedelijk chit1-polymorfisme en werden uitgesloten van de analyse.,
Er werden geen significante verschillen in biomarkersconcentraties gevonden tussen patiënten behandeld met steroïden en patiënten behandeld met steroïden en immunosuppressieve therapie.
KL-6 was significant gecorreleerd met ACE (; ), lysozym (;) en chitotriosidase activiteit (; ) (figuur 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 meest voorkomende extrapulmonale lokalisaties waren de huid (16 patiënten, 21,6%), milt (11 patiënten, 14,8%) en lever (5 patiënten, 6,7%). Minder vaak voorkomende lokalisaties waren de ogen (3 patiënten, 4% van de gevallen) en extrathoracale lymfeklieren (3 patiënten, 4%); CNS (2 patiënten, 2,7% van de gevallen) en betrokkenheid van hart, bot of beenmerg (1,3% van de gevallen). Sarcoïdose patiënten met extrapulmonale betrokkenheid hadden significant hogere chitotriosidase activiteit dan patiënten met beperkte longziekte (; ) (Figuur 3). Er werden geen andere significante verschillen waargenomen met betrekking tot orgaanlokalisaties.,
in relatie tot fenotypen van Genfenresa vertoonden patiënten met abdominale betrokkenheid () significant hogere chitotriosidase-activiteit dan patiënten met respectievelijk oculair-cardiaal-cutaan-centraal zenuwstelsel (OCCC) (), Musculoskeletaal-cutaan () en geïsoleerde pulmonale betrokkenheid () (;)., Er werden geen statistisch significante verschillen gevonden tussen de KL-6 -, ACE-en lysozym-spiegels in deze subgroepen.
volgens de radiologische score vertoonden patiënten met fibrotische sarcoïdose (stadium 4) de hoogste concentraties serum KL-6 vergeleken met de andere radiologische stadia van de ziekte () (Figuur 4).
4., Discussie
veel biomarkers zijn voorgesteld voor sarcoïdose, maar geen enkele heeft een bevredigende prognostische waarde voor het identificeren van recidief tijdens therapie of vitale orgaan lokalisatie aangetoond. In deze studie vergeleken we verschillende sarcoïdose biomarkers. We selecteerden patiënten met chronische ziekte in behandeling voor meer dan 1 jaar met klinische en demografische gegevens compatibel met de Algemene kenmerken van sarcoïdose gemeld in de literatuur . We hebben KL-6 opgenomen in de lijst van biomarkers, hoewel dit eiwit is onderzocht in IPF en er weinig gegevens beschikbaar zijn over zijn rol in sarcoïdose., Onze interesse in KL-6 was gerelateerd aan de gerapporteerde correlatie met ernstige fibrotische longbetrokkenheid en slechte overleving . Chitotriosidase, ACE en lysozym vertoonden een lagere prevalentie in onze populatie dan eerder waargenomen, waarschijnlijk omdat de meeste patiënten op lange termijn systemische behandeling met steroïden kregen en ten tijde van de serumbemonstering geen tekenen van actieve ziekte vertoonden. Integendeel, KL-6 toonde een goede gevoeligheid en specificiteit in onze bevolking, met een cut-off waarde van 303,5 IU/ml., Voor zover wij weten, is dit de eerste studie die een specifieke cut-off waarde van KL-6 in chronische sarcoïdose versus een groep gezonde controles onderzoekt; dit was echter niet het belangrijkste doel van de studie en de gegevens moeten worden gevalideerd in een breder cohort van patiënten. Onze bevindingen bevestigden de voorspellende waarde van KL-6 voor fibrotische long betrokkenheid en functionele stoornis bij ILD sarcoïdose patiënten reeds gemeld door Miyoshi et al., ; echter, onze studie is de eerste die een significante correlatie toont tussen een serum biomarker, KL-6, en pulmonale fibrotische long betrokkenheid bij sarcoïdose patiënten, gekwantificeerd door CPI-index. Bovendien wordt deze bevinding verder bevestigd door een significante correlatie met dlco-percentages, die het potentiële nut van kl-6-metingen ondersteunen om de ernst van sarcoïdose in het klinische beheer van deze patiënten te evalueren., Deze gegevens waren consistent ongeacht de status van de behandeling, wat wijst op een chronische macrofaagactivering die niet reageert op steroïdentherapie, met name bij patiënten met fibrotische longziekte. Er werden geen significante verschillen in KL-6 expressie gevonden tussen klinische fenotypen en/of extrapulmonale lokalisaties, wat erop wijst dat KL-6 alleen betrouwbaar kan worden geacht voor pulmonale betrokkenheid van de ziekte. Positieve correlaties werden ontdekt onder sarcoïdose biomarkers, met inbegrip van ACE, lysozyme, chitotriosidase, en KL-6 die daarom in de lijst van prognostische indicatoren kunnen worden opgenomen.,
aan de andere kant bleek chitotriosidase gevoeliger dan ACE, lysozym en KL-6, zelfs bij patiënten onder systemische behandeling; het lijkt ook de enige biomarker te zijn die extrathoracale betrokkenheid kan weerspiegelen, volgens de recente classificatie van het klinische fenotype van Genfenresa., In het bijzonder is zijn expressie meer uitgesproken bij patiënten met abdominale orgaanlokalisaties (de lever en milt, in onze populatie), waarschijnlijk als gevolg van een overexpressie door geactiveerde residente macrofagen; deze gegevens suggereren dat chitotriosidase een betrouwbare marker van activering van reticulo-endotheliaal systeem in sarcoïdose kan zijn, zoals eerder gemeld bij patiënten met lysosomale opslagziekte . Er zijn geen studies beschikbaar over chitotriosidase prognostische waarde bij milt en lever sarcoïdose lokalisaties en dit is een relevante nieuwigheid van deze studie., In tegenstelling tot KL-6, lijkt de activiteit van chitotriosidase niet te worden gecorreleerd met de strengheid van sarcoide pulmonale betrokkenheid of functionele stoornis, wat suggereert dat verschillende patronen van macrofaagactivering aanwezig kunnen zijn in het ademhalingssysteem van sarcoïdose patiënten en de expressie van biomarkers kunnen beïnvloeden .
concluderend, patiënten met chronische sarcoïdose, ernstige extrapulmonaire betrokkenheid of stadium 4 fibrotische stoornis vormen een belangrijk doel waarvoor de identificatie van betrouwbare prognostische biomarkers nodig is om de terugval van de ziekte en de respons op systemische behandeling te voorspellen.,
Op basis van deze voorlopige resultaten werden hoge concentraties chitotriosidase en KL-6 (en niet ACE of lsysozyme) waargenomen bij patiënten met chronische sarcoïdose, ongeacht de behandeling. De activiteit van Chitotriosidase was significant hoger bij patiënten met een betrokkenheid van meerdere organen, wat een veelbelovende betrouwbaarheid voor evaluatie van multisistemische sarcoïdose toonde. Integendeel, KL-6 niveaus gecorreleerd met fibrotische long betrokkenheid, CPI score, en verminderde dlco percentages suggereren een potentiële rol als een marker van ernst van pulmonale sarcoïdose., Interessant is dat deze bevindingen werden gemeld bij een populatie patiënten met chronische multi-orgaansarcoïdose, waaronder patiënten die behandeld werden, waardoor de betrouwbaarheid van chitotriosidase en KL-6 ook in deze setting werd vergroot.
beschikbaarheid van gegevens
de datasets die tijdens het huidige onderzoek zijn gegenereerd en/of geanalyseerd, zijn op redelijk verzoek beschikbaar bij de corresponderende auteur. Gegevens zijn beschikbaar bij Laura Bergantini ([email protected]) en Elena Bargagli ([email protected]) voor onderzoekers die voldoen aan de criteria voor toegang tot vertrouwelijke gegevens.,
belangenconflicten
De auteurs verklaren dat zij geen belangenconflicten hebben.
bijdragen van auteurs
Laura Bergantini en Francesco Bianchi droegen eveneens bij aan de studie.
Dankbetuigingen
het huidige werk werd uitgevoerd aan de Universiteit van Siena.
Geef een reactie