Alergické a autoimunitní choroby Marcela Vlková IMUNOPATOLOGIE Každá moderní teorie specifické imunity musí dávat odpověď nejenom na to, proč organismus reaguje proti cizím antigenům, ale i na to, proč nereaguje proti vlastním antigenům. (M. Hašek, 1976) SPECIFICKÁ IMUNOLOGICKÁ TOLERANCE •Poškozující důsledky imunitních reakcí jsou způsobeny mimořádnými podmínkami a faktory, které pozměňují obrannou funkci imunity; pozměněná může být každá ze složek imunitních mechanismů i regulujících faktorů. Výsledkem je odchylka od normy, oscilace mezi dvěma krajními extrémy, hypo- a hyperfunkcí. Hypofunkci provází nebezpečí zvýšené vnímavosti vůči infekcím a nádorům, hyperfunkci zvýšená možnost senzibilizace a autoimunitních onemocnění. Příčiny vzniku autoimunitní patologické reakce •Narušení principu tolerance vlastního •T-lymfocyty i B-lymfocyty jsou selektovány již na počátku vývoje tak, aby nereagovaly na struktury tělu vlastní: •T-lymfocyty – pozitivní a negativní selekce v thymu •B-lymfocytu- pozitivní a negativní selekce Thymová výchova T-lymfocytů •Pozitivní selekce buněk reagujících s nízkou afinitou s HLA antigeny na povrchu antigen- prezentujících buněk. Probíhá v kortikální oblasti. Zajišťuje přežití jen těch thymocytů, které později rozpoznají komplex antigen-HLA. •Negativní selekce – apoptózou hynou thymocyty reagující s vysokou afinitou s komplexy HLA-autoantigeny. Probíhá zejména v subkortikální oblasti thymu. Zajišťuje odstranění autorektivních klonů. •V průběhu obou procesů hyne více než 85% thymocytů. Vývoj B-lymfocytů •Nezralý B-lymfocyt, který má na svém povrchu vyjádřen BCR – receptor (IgM) se nejprve setkává s vlastními antigenními stimuly a probíhá zde negativní selekce: •B-lymfo se silnou reakcí na vlastní antigeny –indukce apoptózy •Pokud projde B-lymfocyt negativní selekcí, může reagovat na vlastní struktury, ale k úplné aktivaci potřebuje pomoc rovněž autoreaktivního T-lymfocytu, ovšem proces eliminace vlastních klonů je v thymu přísnější •Mnohé potenciální autoantigeny jsou v organismu za normálních okolností nepřístupné, nebo jsou přítomny v tak malé koncentraci, že na ně organismus nereaguje •Kritickým stádiem procházejí B-lymfocyty v procesu somatických mutací, kdy přežívají pouze buňky s nejvyšší afinitou k Ag Indukce imunopatologické reaktivity •Vnitřní faktory •Genetická dispozice spojená s HLA •Polymorfismy v genech kodující cytokiny, např. TNFα, chemokiny •Geny regulující apoptózu - vznik degranulovaná apoptózy •Vnější faktory •Infekční podněty •Enviromentální podněty •Neuroendokrnní regulace Vznik poškození •Působením obranných reakcí proti patogenům •Projevuje se: –Neadekvátní reakce na neškodné vnější antigeny (alergie, hypersenzitivita) –Reakcí imunitního systému na autoantigeny (autoimunitní reakce) – – – – Imunitní reakce mohou vést k poškození organismu (imunopatologické reakce) •Mechanismy: • Čtyři typy hypersenzitivity, přecitlivělosti ( Coombs a Gell) • I. Časná přecitlivělost (IgE) • II. Cytotoxicita, porucha signalizace v buňkách (IgG,IgM) • III. Reakce na imunokomplexy (Ag-Ig-C) • IV. Pozdní přecitlivělost (T-lymfocyty Th1, Th2, Tc) •Klinické koreláty: • Alergické choroby • Autoimunitní choroby • Imunopatologické projevy při infekcích, nádorech • Reakce po transplantacích, transfúzích, vakcinaci S0241X-011-f001 • •Downloaded from: StudentConsult (on 18 July 2006 11:40 AM) •© 2005 Elsevier top_logo Imunopatologické reakce humorální - s účastí IgE protilátek •Atopie – reakce typu 1 nebo též přecitlivělost časného typu •K reakci dochází velmi rychle po setkání s Ag (minuty) •Spojen s tvorbou IgE proti některým antigenům alergenům z vnějšího prostředí: –složky pylových zrnek –antigeny roztočů z domácího prachu –potravinové antigeny –zvířecí srst –Většina alergenů proteiny nebo glykoproteiny s enzymatickou aktivitou – • ALERGICKÁ PŘECITLIVĚLOST neboli přecitlivělost prvního typu •Zprostředkovaná IgE -atopická •atopie je individuální nebo rodinný sklon k tvorbě protilátek IgE již na malá množství alergenů, obvykle proteinů •typické projevy – bronchiálního astma rhinokonjunktivitida •syndromu alergického ekzému/dermatitida • neatopická •hmyzí jed, helmintózy, léky,… Alergie-I •Type-I hypersensitivity Rozvoj senzibilizace •Na sliznicích dýchacího nebo zažívacího traktu •Alergen pronikne do hlenové vrstvy •Kontakt s epitelem a APC buňkami •Dendritické bb. – preferenční reakce typu Th2 •Stimulace B-lymfocytů k produkci IgE •IgE se váže na vysoce afinitiní receptory žírných buněk a bazofilů •→ senzibilizace pacienta – probíhá bez klinických projevů •Při dalším setkání s alergenem – rozvoj zánětu • Časná a pozdní fáze alergické reakce •Časná fáze - Opakovaný styk s alergenem •Další aktivace žírných buněk a bazofilů •Uvolnění histaminu a heparinu •Pozdní fáze – 8-12 hod •Přemostění molekul IgE navázaných na receptorech žírných buněk a bazofilů •Tvorba sekundárních mediátorů – produkty metabolismu kys. arachidonové – tromboxan, prostaglandin, leukotrien – prozánětové a chemotaktické účinky na eosinofily, neutrofily, lymfocyty, trombocyty • Průběh pozdní fáze •Autonomně – chronický zánět bez závislosti na vyvolávajícím antigenu •Přechod do atopického ekzému •Chronického astmatu •Přechod do patologické reakce zprostředkované buňkami – reakce oddáleného typu IV. Ways of Activation of Mast Cells •Antigen (alergen) •Degranulation •Neuropeptides •(ie, substance P) •Stem cell faktor •Complement fragments •(C3a, C5a) •Cytokines (eg, IL4, IL6) •Chemokines (RANTES) MIP 1α •Bacterial paptides •MBP Buňky účastnící se zánětu při alergické reakci •Dendritické buňky – prezentace alergenu • •Th2 lymfocyty (regulace tvorby IgE) •B lymfocyty – produkující IgE • •Bazofily – produkce histaminu a heparinu •Žírné buňky - produkce histaminu a mediátorů pozdní zánětlivé reakce • •Eozinofily - produkce leukotrienů, PAF, Th2 cytokinů, toxických produktů, TGF-b • •Neutrofily - tvorba kyslíkových radikálů, cytokinů, chemokinů • •Makrofágy - tvorba zánětlivých cytokinů, ale i TGF-b a dalších růstových faktorů pro fibroblasty • •Epiteliální buňky - mj. produkce eotaxinu • •Fibroblasty - fibrotická přestavba zánětlivé tkáně • 1. fáze Přechod 2. fáze Buňky účastnící se zánětu při alergické reakci •Dendritické buňky – prezentace alergenu • •Th2 lymfocyty (regulace tvorby IgE) •B lymfocyty – produkující IgE • •Bazofily – produkce histaminu a heparinu •Žírné buňky - produkce histaminu a mediátorů pozdní zánětlivé reakce • •Eozinofily - produkce leukotrienů, PAF, Th2 cytokinů, toxických produktů, TGF-b • •Neutrofily - tvorba kyslíkových radikálů, cytokinů, chemokinů • •Makrofágy - tvorba zánětlivých cytokinů, ale i TGF-b a dalších růstových faktorů pro fibroblasty • •Epiteliální buňky - mj. produkce eotaxinu • •Fibroblasty - fibrotická přestavba zánětlivé tkáně • Bazofily •Produkce histaminu a heparinu •Ovlivňují proudění krve a prostupnost krevních kapilár •Heparin zabraňuje srážení krve •Histamin – relaxační účinek na svalovinu cév – dochází k rozšíření cévy •Reakce na obě látky se projeví – zarudnutím, slzením, rýmou Žírné buňky •1. fáze stimulace – preformované mediátory: Histamin, heparin, chondroitinsulfát, chymáza, tryptáza, chemotaktický faktor pro eozinofily • •2. fáze stimulace - syntéza nových mediátorů: • leukotrieny, prostaglandiny, PAF • cytokiny: TNF-a (aktivace fagocytů), TGF-b • (fibrotizace stěny bronchů), IL-5 (stimulace tvorby • eozinofilů) , IL-6 (mj. stimulace tvorby • imunoglobulinů včetně IgE). Eozinofilní granulocyty •Jejich produkce je stimulována IL-5 a IL-3. • •Pozitivně chemotakticky na ně působí zejména, PAF, RANTES, C5a, LTB4, eotaxin. • •Toxické produkty: major basic protein (MBP), eosinophil cationic protein (ECP), eosinophil-derived neurotoxin (EDNT), eosinophil peroxidase (EPO) - jedná se o proteiny toxické pro řadu buněk, včetně epitelií dýchacích cest. • •Produkce cytokinů: IL-1, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-8, TGF-b, RANTES Eosinofil •Eozinophil granulocyte Alergické choroby Alergická rýma •Vodnatá rýma •Nosní obstrukce •Svědění nosu •Příznaky trvající po dobu přítomnosti alergenu v ovzduší (tj obvykle déle než několik týdnů) •Doprovodné příznaky: alergické konjunktivitidy, sinusitidy Alergie v dýchacích cestách •Allergic reaction in bronchi Alergie Astma bronchiale •Zvýšená reaktivita průdušek projevující se reverzibilní obstrukcí. •Projevem jsou záchvaty dušnosti především expiračního charakteru. Někdy může být příznakem pouze dráždivý kašel. •Postupně dochází k remodelaci bronchiální stěny. •Patofyziologickým podkladem je chronický, především eozinofilní zánět. •Častou, ale ne výlučnou, příčinou astmatu je atopický typ alergie. asthma •Bronchial asthma Výskyt atopických chorob •20-30% populace jsou atopici •Astma bronchiale v celé české populaci: 5-6% •Astma bronchiale u dětí v ČR: asi 10% •Mortalita na astma v ČR v roce 1999: 128 •Atopický ekzém u předškolních dětí: asi 10% •V Evropě zemře každoročně asi 100 osob na anafylaktickou reakci po bodnutí blanokřídlým hmyzem. • Genetické aspekty atopických chorob •Pravděpodobnost atopie u dítěte : –jsou-li oba rodiče atopici je asi 80%, –je-li jeden atopikem: 50%, –není-li nikdo atopik: 15%. – •Konkordance astmatu u monozygotních dvojčat je pouze 50-69% Diagnostika atopické přecitlivělosti •Anamnéza •Celkový a specifický IgE •Eosinofilie •Specifické IgE •Test aktivace bazofilů •Eosinofilní kationický protein v séru •Kožní testy •Provokační a eliminační testy •Vyšetřování NO ve vydechovaném vzduchu • Spirometrie •K měření nejrůznějších hodnot respiračního systému se využívají spirometrické metody. Podle měřených veličin je dělíme na: •statické – objemy a kapacity respiračního systému (vitální kapacita plic, klidový respirační objem...) •funkční – projevy funkcí a jejich poškození (usilovný výdech, alveolární difuze...) •Spirometrie využívá různé přístroje. Nejjednoduší spirometry jsou založeny na měření objemů. Složitější, dnes většinou digitalizované, jsou schopné měřit i funkční hodnoty. • Bronchodilatační test •součást spirometrického vyšetření při zjištění obstrukce dýchacích cest. •Před spirometrii jsou přes inhalační nádstavec aplikována nejčastěji beta 2 mimetikou s krátkodobím účinkem (např. Salbutamol), •Tyto léky rozšiřují zúžené průdušky •Při testu lze zjistit jestli pacient s obstrukcí na beta 2 mimetika reaguje roztažením dýchacích cest a umožní to správně nastavit léčbu. Bronchodilatační test hodnocení • Léčba atopické přecitlivělosti •Eliminace antigenu •Antihistaminika •Stabilizátory žírných buněk •Glukokortikoidy – především podávané lokálně •Antileukotrieny •Úlevové léky- dekongescencia, b-2-mimetika, parasympatolytika •Alergenová imunoterapie • ANAFYLAKTICKÝ ŠOK • Akutní, potenciálně smrtelná, multisystémová alergická reakce •V Evropě postihuje těžký anafylaktický šok 1-3 z 10 000 osob a způsobí smrt •u 1-3 z 1 000 000 osob. Anafylaktický šok - spouštěče •Xenogenní sérum • •Potravinové alergeny (až 30% smrtelných příp.) •Hmyzí jed (žihadlo, u 3% dosp., a 1% dětí) •Léky (antibiotika, nesteroidní antiflogistika) •Latex •Námaha •Idiopatická anafylaxe Anafylaktický šok - terapie •Adrenalin i.m. 1:1000 0,3-0,5 mL, ev. opakovat za 15-20 min. •Pacienta uložit do Trendelenburgovy polohy, ev. škrtidlo nad místem vniku alergenu, zabezpečit žilní přístup, nejlépe zakanylovat, zabezpečit průchodnost dýchacích cest. •Antihistaminikum i.v. •Glukokortikoidy (hydrokortison i.v.) •Doplnění objemu fyziologickým roztokem. •Beta-2 adrenergika ALERGICKÁ PŘECITLIVĚLOST (2) •Nezprostředkovaná IgE • • T-lymfocyty (kontaktní dermatitida) • Eosinofilní leukocyty (gastroenteropatie) • IgG (alergická alveolitida) • jiné imunologické mechanismy Contact dermatitis due to nickel hypersensitivity nickel_dermatitis2 •Zdroj obrázku: Allergy Capital: Contact dermatitis. Australian Allergy, Asthma and Immunology Information. 13 February 2010. http://www.allergycapital.com.au/allergycapital/Contact_dermatitis.html • Contact dermatitis due to nickel hypersensitivity •Zdroj obrázku: Allergy Capital: Contact dermatitis. Australian Allergy, Asthma and Immunology Information. 13 February 2010. http://www.allergycapital.com.au/allergycapital/Contact_dermatitis.html • kontaktdermatitis3 Panalergeny •Vyskytují se současně v různých přírodních zdrojích •Shoda AK sekvencí 90% •Častá příčina „ zkřížené alergie“ •Např. profylin: –Obsažen – pyl břízy, arašídy, celer, jablka, hrušky, peckoviny Alergeny mohou způsobovat různou reakci •Většina alergenů proteiny nebo glykoproteiny s enzymatickou aktivitou •Komplexní organické sloučeniny – protilátková odpověď •Anorganické látky (kovy) – buněčná odpověď Alergeny vyvolávající pozdní typ přecitlivělosti •Reaktivní chemikálie obsažené v • lécích, kosmetických výrobcích, • nátěrových hmotách, soli některých kovů • silice rostlin • Vznik kontaktní alergie – diferenciace do Th1 lymfocytů • Nejčastější alergeny •Inhalační: –Pyly – traviny, stromy, plevele –Roztoči domácího prachu –Zvířecí alergeny –Plísně •Potravinové –Mléko –Vejce –Ořechy –Mořské plody •Léky –Penicilinová antibiotika, lokální anestetika •Injekční –Jed blanokřídlého hmyzu ALERGENY-taxonomie •první tři písmena=rod další písmeno=druh • arabské číslo=identifikační pořadí •Phl p 1-13 Phleum pratense (bojínek, timotejka) •Bet v 1-7 Betula verrucosa (bříza) •Asp f 1-34 Aspergillus fumigatus •Der f 1-22 Dermatophagoides pteronyssimus - (roztoči) •Fel d 1-7 Felis domesticus •Api m 1-10 Apis mellifera (Celer) •Ara h 1 Arachis hypogaea (burský ořech) • • Fyziologická & patologická imunitní reakce • Imunopatologické reakce II. typu •Cytotoxický typ přecitlivělosti •Vazba protilátky na membránový receptor • Imunopatologické reakce II. typu cytotoxický typ přecitlivělosti • •IgG nebo IgM protilátky • •Cytotoxicita je způsobena –aktivací komplementového systému –mechanismem ADCC - na protilátkách závislá buněčná cytotoxicita – opsonizace Type II reaction •Type-II hypersensitivity Imunopatologické reakce II. typu (cytotoxický typ přecitlivělosti) •Uplatňuje se : • •Autoimunitní choroby (cytotoxický efekt autoprotilátek) • •Hemolytické reakcí způsobených protilátkami proti krevním skupinám • •Patogenetický účinek antireceptorových protilátek např. u myasthenia gravis) • Cytotoxický typ přecitlivělosti •Fagocyty a NK buňky – na svém povrchu Fc receptory •Vazba IgG •Rozpoznání buněk označených těmito protilátkami→ - přiblížení těchto buněk •Jejich likvidace cytotoxickými mechanismy Druhy onemocnění u cytotoxického typu přecitlivělosti –Transfuzní rekace –B lymfocyty tvoří přirozené protilátky třídy IgM, které mají schopnost vázat se povrchové antigeny spojené s oligosacharidy určujícími krevní skupiny – A , B, O –V krvi jednice vždy přítomny protilátky proti povrchovým antigenům krevních skupin, které se v těle daného člověka nevyskytují (jedinec se skupinou B má přítomny anti –A protilátky) –Při neotypizované transfuzi – tvorba protilátek proti nově přítomnému antigenu, aktivace komplementu klasickou cestou – Transfuzní reakce •Vznik protilátek při opakovaných transfuzích proti –povrchovým antigenům neutrofilů (např. Fc receptor CD16) –povrchovým antigenům • Hemolytická nemoc novorozenců • - protilátky proti RhD antigenu • - matka RhD-, • - dítě RhD+ • - matka tvorba anti RhD pl. – - nebezpečné při dalším těhotenství • Cytotoxický typ přecitlivělosti •Uplatnění u autoimunitních chorob •Imunitní reakce namířena proti autoantigenům specifickým pro určitou buněčnou linii nebo tkáň •Autoimunitní cytopenie - poškození erytrocytů, granulocytů, trombocytů •Poškození tkání – kůže (pemphigus), atd.. Imupatologická reakce II. typu anti-receptorové protilátky •Autoprotilátky neničí cílovou strukturu, ale stimulují její funkci: –Protilátky proti TSH (hormon stimulující tyreoideu) u Gravesovy – Basedowovy nemoci (tyerotoxikóza) – • Imupatologická reakce II. typu antireceptorové protilátky •Autoprotilátky neničí cílovou strukturu, ale inhibují její funkci: – vazba autoIg na acetylcholinový receptor , blokování nervosvalového přenosu u myasthenia gravis Imupatologická reakce II. typu antireceptorové protilátky •Autoprotilátky neničí cílovou strukturu, ale inhibují její funkci: – vazba autoIg na acetylcholinový receptor , blokování nervosvalového přenosu u myasthenia gravis –AutoIg proti tyreoidálním hormonům – hypotyreóza –AutoIg proti receptoru pro inzulin – vzácná forma diabetu –AutoIg proti fosfolipidům( kardiolipin, fosafatidylserin….) – autofosfolipidový syndrom – pl. zasahují do procesu srážení krve, způsobují tromboembolie, recidivující aborty.. • Imunopatologická reakce s tvorbou komplexů: III. typ hypersenzitivity •Vznik –při nadměrné dávce antigenu –při přetrvávání antigenu (autoantigeny) –při nadměrné tvorbě protilátek •Velké imunokomplexy jsou nefagocytovatelné! •Usazují se: – v ledvinách - glomerulonefritidy – na povrchu endoteliálních buňkách cév - vaskulitidy –v kloubních synoviích - artritidy • type-III hypersensitivity •Type III hypersensitivity Imunokomplexy •Protilátky s Ag (auto nebo exo Ag) – tvorby imunokomplexů •V závislosti na množství, struktuře a fyzikálně chemických vlastnostech může dojít k ukládání do tkání. •Vazba na Fc receptory fagocytů, především neutrofilů, aktivace žírných buněk a aktivace komplementu •Vznik zánětu Imunokomplexy •Velké imunokomplexy jsou nefagocytovatelné! •Ke vzniku nedochází ihned ale až za 10-14 dní •Závisí na množství vytvořených protilátek •Fyziologický mechanismus k odstraňování inf. agents •Provázejí řadu akutních infekcí – bolesti svalů, kloubů… • Imunokomplexová onemocnění způsobená ukládáním cirkulujících imunitních komplexů •Obvykle dochází k ukládání imunokomplexů ve stěny cév (vaskulitidy) a/nebo glomerulů (glomerulonefritidy) • •Nejprůkaznějším laboratorním vyšetřením je imunofluorescenční průkaz imunokomplexů deponovaných v postižené tkáni. • •V séru pacientů lze prokázat „cirkulující imunokomplexy“, jejich diagnostický přínos závisí i na metodice ( CIK-PEG, CIK-C1q) • S0241X-011-f007 • •Downloaded from: StudentConsult (on 18 July 2006 11:40 AM) •© 2005 Elsevier top_logo Imunokomplexová onemocnění způsobená ukládáním cirkulujících imunitních komplexů (III. typ imunologické přecitlivělosti) •Je porušen fyziologický transport a odstraňování •imunitních komplexů, důsledkem je lokální zánět • 1)Typ sérové nemoci (nadbytek antigenu) • např. u některých autoimunitních chorob, SLE •2) Typ Arthusovy reakce (nadbytek protilátek) • např. u extrinsních pneumonitid, tzv. farmářské plíce Sérová nemoc •Objevuje se asi 8-12 dní po podání xenogenního séra. •Kopřivka, horečka, artralgie, lymfadenopatie •Albuminurie •Histologicky lze prokázat depozita imunokomplexů v cévách. •Stav spontánně ustupuje, je možno podat antihistaminika, někdy steroidy. Serova choroba •Sérová choroba Extrinsic alveolitis •Caused by deposition if insoluble immune complexes in the lung tissue. The complexes are formed from exogenous antigen and excess of antibodies of IgG class. •6-8 hours after exposition the patient suffers from dry cough, dyspnea, increased body temperature, lymphadenopathy. •Repeated expositions lead to lung fibrosis.. •Most frequently caused by bird antigens (pigeons – pigeon breeder´s disease, parrots), thermophil actinomycetes (farmers´s lungs disease). • Přecitlivělost oddáleného typu IV. závislá na Th buňkách •Lokální reakce závislá na Th1 buňkách •Umělá imunizace zvířete intradermálně Ag (usmrcené mykobakterie) •Vznik Ag spec Th1 buněk •Po několika týdnech opětovná injekce stejného Ag •Do místa vpichu putují Th1 lymfocyty a makrofágy, vzájemná stimulace IFNγ •24-72 hod– lokální reakce- tvrdý otok způsobený buněčnou infiltrací •Reakce je fyziologicky namířená proti intracelulárním parazitům •Zároveň dochází k poškození tkáně, později k nekrózám • • Přecitlivělost oddáleného typu IV. závislá na Th buňkách •Reakce oddáleného typu je podstatou tuberkulinové reakce - zjišťování stavu imunity proti tuberkulóze – poškozování tkání během mykobakteriálních infekcích – vznik granulomu, sarkoidózy, granulomatózních vaskulitid – – – Příklady chorob, v jejichž patogenezi se uplatňují Th1 lymfocyty a IFNγ •Kontaktní ekzém •Některé typy vaskulitidy •Sclerosis multiplex Přecitlivělost oddáleného typu IV. Závislá na Tc buňkách •Odstraňování např. virem napadených buěnk aktivovanými Tc lymfocyty •Uplatnění prozánětlivých cytokinů IL-17 •Fyziologická reakce x dochází ke tkáňovému poškození např. játra při hepatitidách – odstranění infikovaných hepatocytů •Bývá kombinovaná s Th1 reakcí •Vyvolává akutní rejekci transpl. orgánu • • • Příklad oddálené přecitlivělosti IV. Typu - Diabetes mellitus I. typu •Cytotoxické B-lymfocyty napadají β-buňky v pankreatu tvořící insulin Autoimunitní choroby AUTOIMUNITNÍ CHOROBY • •onemocnění, při kterém autoprotilátky nebo autoreaktivní T-lymfocyty vedou k poškození vlastních buněk nebo tkání • •postihují 5-7% populace, především ženy Indukce autoimunitní imunopatologické reaktivity •Vnitřní faktory •Genetická dispozice spojená s HLA •Polymorfismy v genech kodůjící cytokiny, např. TNFα, chemokiny •Geny regulující apoptózu - vznik degranulované apoptózy •Vnější faktory •Infekční podněty •Enviromentální podněty •Neuroendokrinní regulace IMUNOPATOGENEZE •Molekulární mimikry •Streptococcus pyogenes A- protein M -antigeny srdečních chlopní, •Coxsackie-virus, cytomegalovirus – glutamát-dekarboxyláza v pankreatu, •Klebsiella – HLA B27 – ankylosující spondylitida •Poliovirus – receptor pro acetylcholin –myasthenia gravis • IMUNOPATOGENEZE •Rozšiřování epitopů (v průběhu procesu) •SLE, roztroušená skleróza, Crohnova choroba… •Skryté epitopy antigenních molekul •konformační změny IgG po reakci s antigenem – expozice cukerných •struktur na Fc-fragmentu IgG – protilátky /RF/ •Apoptóza- antinukleární protilátky •Sekvestrované antigeny – normálně nejsou ve styku s buňkami IS (oční čočka, spermie..). Při úrazech – rozeznány IS jako cizí – nastartování reakce • IMUNOPATOGENEZE •Neoantigeny- •1. antigen nově vzniklý modifikací antigenu původního, např. navázáním části jiné molekuly, např. léku či části infekčního agens. • Může být jedním z mechanismů vzniku autoimunity •2. nádorový antigen u buněk transformovaných viry (adenoviry, papovaviry) •Mechanismy poškození tkání u autoimunitních chorob •Imunoglobuliny: •Komplement-dependentní lýza (hemolytické choroby) • •Cytotoxicita závislá na protilátkách (u orgánově specifických autoimunitních chorob) • •Interakce s buněčnými receptory (myasthenia gravis, thyrotoxikóza) • •Depozice imunokomplexů (SLE) • •Penetrace do živých buněk (?) • •Mechanismy poškození tkání u autoimunitních chorob • •Lymfocyty T: • •CD4+T lymfocyty do Th1, Th17,prostřednictvím • cytokinů (revmatoidní arthritida, roztroušená skleróza, diabetes I. typu) • •CD8+Tc lymfocyty způsobují přímou cytolýzu - hepatatitidy • •Mechanismy poškození tkání u autoimunitních chorob • • •Zánětlivá reakce: • Infiltrace autoimunitních lézí zánětlivými leukocyty • (např. u synovitid) AUTOIMUNITNÍ CHOROBY • •SYSTÉMOVÉ • •ORGÁNOVĚ SPECIFICKÉ • •Řada onemocnění má intermediární •charakter s postižením několika orgánů. • SYSTÉMOVÉ CHOROBY •Systémový lupus erythematosus (SLE) •Revmatoidní arthritida (RA) •Dermatopolymyositida •Sjögrenova choroba •Systémová sklerodermie •Smíšená choroba pojiva •Antifosfolipidový syndrom •Některé vaskulitidy ORGÁNOVĚ SPECIFICKÉ CHOROBY •Ulcerózní kolitida •Crohnova choroba •Celiakie •Autoimunitní hepatitida (typ I, II, III) •Primární biliární cirhóza •Primární sklerozující cholangiitida •Inzulindependentní DM •Hashimotova thyreotidita •Graves-Basedowova choroba • •Adisonova choroba •Atrofická gastritida a perniciózní anémie •Myasthenia gravis •Periferní demyelinizační neuropatie •Roztroušená skleróza •Hemolytická anémie, trombocytopénie, neutropenie •Pemphigus •a další • Diagnostika AIO obecně • •Klinika • •Nález autoprotilátek • •Histologický nález • Autoprotilátky v diagnostice autoimunitních chorob •Poměrně často se setkáváme se stavem, kdy autoprotilátky protilátky diagnosticky využívané jsou odlišné od autoprotilátek patogenetických. •Přítomnost řady autoprotilátek v nízkých titrech nacházíme poměrně běžně. •Autoimunitní choroba musí mít klinické příznaky, samotná přítomnost autoprotilátek nikdy nestanoví diagnózu! Autoprotilátky - RF •Revmatoidní faktory – rozpoznávají epitopy na Fc části molekuly IgG •Imunopatologická zánětlivá reaktivita v kloubech •Vytváření komplexů s autologními IgG, vazba na Fc fragment na makrofázích, tvorba prozánětlivých cytokinů – zánět •Podobné stafylokokovému proteinu A Antinukleární autoprotilátky •Reagují a molekulovými terči přítomnými v jaderném aparátu buňky •Výskyt u systémových nemocí •Infekce EBV, CMV •Výskyt roste asymptoticky s věkem •Většinou imunofluorescenční stanovení na Hep-2 buňkách – buněčná linie odvozená od lidského karcinomu 92 I. Antinukleární protilátky ( ANA ) • nepřímá imunofluorescence • • linie Hep-2 buněk (Human epithelioma cells - bb.lidského laryngeálního karcinomu) • zákl. ředění 1 : 80, dotitrovat geometrickou řadou do 1: 1 280 • • typy fluorescence 93 File0001 94 Schéma Hep-2 buňky 95 Jaderné autoantigeny polynukleotidy histony ribonukleoproteiny antigeny jadérek centroméra další antigeny dsDNA ssDNA RNA H1,H2A,H2B, H3…... U1-nRNP, Sm, SS-A, SS-B U3-nRNP/Fibrilarin, RNA- polymeráza 1, Pm-Scl, 7-2-RNP (To), organizér jadérka Proteiny kinetochoru Scl-70 Cyclin(PCNA) jaderné granula Ku Laboratorní diagnostika autoprotilátek logo dynex nove 96 Typ: Homogenní antigen : histony - bazické proteiny asociované s DNA polynukleotidy - dsDNA, ssDNA Ku - DNA vazebný protein klinické asociace : SLE, léky indukovaný lupus, RA 97 IMG_0018 negativní obraz 98 HOMOGENNÍ Polynukleotity - dsDNA, ssDNA Histony - H1,H2A,H2B, H3,H2A-H2B komplex ANAHOM1 Laboratorní diagnostika autoprotilátek Fluorescenční obraz na Hep-2 logo dynex nove ANA •ENA extrahovatelné nukleární antigeny –jaderné struktury s vyšší molekulovou hmotností –SSA/Ro, SSB/La, Scl-1, histony, Jo-1, U-RNP •protilátky proti dsDNA •ssDNA •Mitotický aparát •Centromery • 100 ZRNITÁ Ribonukleoproteiny nukleoplazmy (ENA) U1-nRNP, Sm, SS-A, SS-B, RNP_SM1 SSA1 Laboratorní diagnostika autoprotilátek Fluorescenční obraz na Hep-2 logo dynex nove 101 Typ: Centromerový antigen CENP-A 17kDa CENP-B 80 kDa CENP-C 140 kDa klinické asociace 80-95% CREST sy / limitovaná forma PSS / Calcionosis - Raynaudův f. - Esofageální rigidita - Sclerodaktylie - Teleangiectasie 102 HEp- 2 Mitotic stages 103 CENTROMÉRA Proteiny kinetochóru Z_OMER1 Laboratorní diagnostika autoprotilátek Fluorescenční obraz na Hep-2 logo dynex nove 104 Fig 32 Centromere RGB centromerová fluorescence ANCA •Antibodies against Neutrophil Cytoplasmic Antigens • v průběhu aktivace granulocytů – translokace cytoplazmatických proteinů (MPO, PR-3)na povrch buňky •Vzniklé protilátky zesilují poškozující zánět vedoucí k další degranulaci neutrofilů •Wegenerova granulomatóza Wegenerova granulomatóza •Nekrotizující vaskulitida malých cév postihující: •Dýchací ústrojí tvorbou granulomů •Ledviny nekrotizující glomerulonefritidou •Přítomny c ANCA protilátky (proteinkináza 3) – pozitivita ustupuje se snižující se aktivitou choroby •Stanovení IF, ELISA 107 IMG_0290a c - ANCA foto: V. Thon, ÚKIA p-ANCA •pozitivita protilátky proti myeloperoxidáze je typická pro mikroskopickou polyangiitidu, různé druhy glomerulonefritid (nekrotizující glomerulonefritida, progredující glomerulonefritida), syndrom Churga-Straussové, Goodpasteurovův syndrom, nespecifické střevní záněty, SLE a jiné autoimunitní choroby •Stanovení IF, ELISA – pl. proti MPO 109 IMG_0078 p-ANCA foto: V. Thon, ÚKIA Antifosfolipidové protilátky •Vznikají při infekčním poškození vlastních tkání – odhalují se fosfolipidové struktury, které by byly normálně nedostupné – charakter autoAg •Protilátky vznikají proti: –Kardiolypinu – Fosfatidylserinu – Etanolaminu – Kys fosfatidové –β2 glykoprotienu Antifosfolipidové protilátky •Přítomny i u nemocných s virovými infekcemi (EBV, HSV) •Bakteriální infekce – lues, lymská borelióza, tuberkulóza • Laboratorní diagnostika autoimunitních chorob • •ELISA • •NEPŘÍMÁ IMUNOFLUORESCENCE • •IMMUNOBLOTING SYSTÉMOVÝ LUPUS ERYTHEMATODES •Chronické zánětlivé systémové onemocnění s poruchou regulace imunity –nadměrné ukládání imunokomplexů do tkání •Klinický obraz –klouby a svaly – polyarthralgie, arthritis –Kůže – motýlový exantém, erytémy, urtika, vitiligo, alopecie, ulcerace sliznic –Ledviny – lupus nefritida –Plíce – lupusová pneumonitis –Mozek – migréna, deprese, psychóza –Játra - hepatitidy –Srdce – ztluštění chlopní, myokarditis – – – Systémový lupus erythematodes •Prevalence 1: 4000 •Poměr ženy: muži je 10:1 •Typická začátek mezi 20-40 let •Vysoký výskyt u osob s deficity prvních složek klasické cesty komplementu •Onemocnění probíhá v atakách a remisích •Onemocnění může být vyvoláno řadou léků: fenytoin, karbamazepin, sulfasalazin, chlorpromazin... Systémový lupus erythematodes – imunologický laboratorní nález -základní sérologické testy: • 1. ANA (antinukleární protilátky) • a)anti-Smith b)anti- dsDNA – specifické pro SLE - přítomné v 70% případů c)anti-histonové protilátky - specifické pro léky indukovaný lupus d) 2. anti-ENA( anti -extrahovatelný nukleární antigen) 3. • • REVMATOIDNÍ ARTHRITIDA •systémové autoimunitní onemocnění primárně postihující kloubní synovii •dochází k postižení i dalších orgánů –kloubní projevy •bazální a střední klouby rukou - postupně vřetenovitý tvar, postup centripetálně symetrický •bolesti, ztráty síly, ranní ztuhlost rukou •únavnost, subfebrilie, úbytek hmotnosti –mimokloubní projevy •vaskulitida, atrofie kůže a svalů, splenomegalie, osteoporóza, amyloidóza zejména ledvin • Laboratorní diagnostika revmatoidní artritidy •Revmatoidní faktor (především IgM a IgG) •Protilátky proti cyklickým citrulinovaným peptidům (anti CCP) •Hypergamaglobulinémie •Vysoká sedimentace, zvýšení CRP Primární biliární cirhóza •Orgánově specifická choroba •Charakteristické klinické projevy: ikterus, hepatomegalie, svědění kůže •Biochemie: známky intrahepatální cholestázy •Imunologie: přítomnost antimitochondriálních protilátek -imunofluorescenčně • 119 IMG_0020 IMG_0032 IMG_0004 játra žaludek ledvina AMA foto: V. Thon, ÚKIA Autoimunitní gastritida (perniciózní anemie) •Orgánově specifická choroba •Deficience vitamínu B12 způsobená chronickou autoimunitní gastritidou (intrinsic factor) •anemie (megaloblastová), neurologické příznaky •protilátky proti parietálním buňkám žaludku podporují diagnózu – imunofluorescenčně - ASMA •asociace s jinými autoimunitními chorobami • 121 IMG_0009 ASMA, žaludek foto: V. Thon, ÚKIA 122 IMG_0008 ASMA, žaludek foto: V. Thon, ÚKIA Hashimotova thyreoiditida •Orgánově specifická choroba •Chronická lymfocytární thyreoiditida – hypothyreóza, štítná žláza může být zvětšená •Pomalý začátek, málo vyjádřená symptomatologie poruchy paměti a koncentrace, zimomřivost, mravenčení nohou a rukou, svalová slabost. •Biochemie: zvýšení TSH, snížení T4 event. i T3. •Imunologie: autoprotilátky proti thyreoperoxidáze v 90%+, proti thyreoglobulinu ve 40-70%+ Gravesova-Basedowova choroba •Orgánově specifická choroba •Autoprotilátky proti štítné žláze •Nejčastější manifestace je mezi 30 – 50 rokem, může se vyskytovat i adolescentů a osob nad 70 let, je 5x častější u žen. •U mladších typická symptomatologie hyperthyreózy, u starších bývá apatie, adynamie, myopatie. •Endokrinní oftalmopatie v 60%. •Pretibiální edém ve 4%. •Polyglandulární autoimunitní syndrom: vitiligo, atrofická gastritidy, adrenální insuficience, diabetes mellitus I. typu. •Průběh je s remisemi a exacerbacemi. Gravesova-Basedowova choroba •Imunologie: •autoprotilátky proti receptoru pro TSH (TRAK, TSI) – v 80-90% + •autoprotilátky proti thyreoidální peroxidáze (anti TPO) – v 60-80% + •Biochemie: snížení TSH, zvýšení T3 a T4, v 15% případů isolované zvýšení T3! • •Struma, oftalmopatie; zvýšení TK, tachykardie, fibrilace síní, zvýšené pocení, vypadávání vlasů, lomivé nehty • Prevalence protilátek proti štítné žláze Onemocnění TSH T3 T4 Anti-TPO Anti-TG Anti – TSH-R Hashimotova thyreoiditida ↑ (↓) ↓ 60-90% 30-40% 0% Graves-Basedowova choroba ↓ ↑ ↑ 60-70% 10-20% 80-100% Normální populace - - - 5-15% 4-8% 0% Stanovení autoprotilátek: ELISA – metody Myasthenia gravis •Orgánově specifická choroba •Primární abnormalitou je snížení počtu funkčních receptorů pro acetylcholin na postsynaptické svalové membráně. •Abnormální ochablost skeletálních svalů, způsobující od přechodného dvojitého vidění až život ohrožující paralýzu respiračních svalů. •Může se vyskytnout v každém věku. •V séru 80-90% pacientů s generalizovanou chorobou lze prokázat autoprotilátky – IgG anti-AChR. • • Prevalence autoimunitních chorob •(Mackay IR, BMJ 2000; 321: 93-96) • •Choroby štítné žlázy: > 3% dospělých žen •Revmatoidní artritida: 1% celkové populace, převaha žen •Primární Sjögrenův syndrom: 0,6-3% dospělých žen •Systémový lupus erytematosus: 0,12% celkové populace, převaha žen •Roztroušená skleróza: 0,1% celkové populace, převaha žen •Diabetes I. typu: 0,1% dětí •Primární biliární cirhóza: 0,05-0,1% žen středního a staršího věku •Myasthenia gravis: 0,01% celkové populace, převaha žen