Pdf version

MEDYCYNA TRANSLACYJNA
Asocjacje genetyczne wariantów receptora
o dużym powinowactwie do immunoglobuliny E
w ziarniniaku Wegenera
Marek Sanak, Daniel P. Potaczek, Jan Sznajd, Jacek Musiał, Andrzej Szczeklik
II Katedra Chorób Wewnętrznych, Uniwersytet Jagielloński, Collegium Medicum, Kraków
Słowa kluczowe
Streszczenie
FcεRI, polimorfizm
genetyczny, receptor
dla IgE, ziarniniak
Wegenera
Ostatnio zwrócono uwagę na udział immunoglobuliny E (IgE) i jej receptora o dużym powinowactwie
(FcεRI) w patogenezie chorób auto­immuno­logicznych. Rola tej składowej odpowiedzi humoralnej
w ziarniniaku Wegenera (Wegener’s granulomatosis – WG) pozostaje jednak słabo poznana. Celem
badania było poszukiwanie asocjacji genetycznej między laboratoryjnymi markerami WG: przeciw­
ciałami przeciw­ko proteinazie‑3 (anty‑PR3), mieloperoksydazie i cytrulinowanym białkom. Zbadano
również stężenie białka C‑reaktywnego (C‑reactive protein – CRP) oraz składowych dopełniacza C3c
i C4, a także miano całkowitej IgE w surowicy. Jednocześnie przeprowadzono badanie genotypu dla
częstych wariantów genetycznych podjednostek receptora FcεRI. Stwierdzono istotną statystycznie
asocjację genetyczną między mianem anty‑PR3, stężeniem CRP i mianem całkowitej IgE w surowicy
przy występującym trendzie statystycznym dla poziomu składowych układu dopełniacza, dla polimor­
fizmu −18483A>C oraz –344C>T FCER1A (gen dla podjednostki‑α FcεRI). Obserwowano również
korelację między genotypem –109T>C FCER1B (gen dla podjednostki‑β FcεRI) a poziomem całkowitej
IgE. Wykazano związek między wariantami genetycznymi receptora o dużym powinowactwie dla
IgE i swoistymi dla WG auto­przeciwciałami oraz innymi markerami stanu zapalnego i całkowitym
poziomem IgE w surowicy. Obserwacja ta wskazuje na czynnościowy związek FcεRI z regulacją
odpowiedzi auto­immuno­logicznej w WG.
Wprowadzenie Ziarniniak Wegenera (Wege‑
Adres do korespondencji:
prof. dr hab. med. Marek Sanak,
II Katedra Chorób Wewnętrznych,
Uniwersytet Jagielloński,
Collegium Medicum, ul. Skawińska 8,
31-066 Kraków, tel.: 012‑430‑52‑66,
fax: 012‑430‑52‑03, e‑mail:
mmsanak@cyf‑kr.edu.pl
Praca wpłynęła: 09.02.2009.
Przyjęta do druku: 10.02.2009.
Nie zgłoszono sprzeczności
interesów.
Pol Arch Med Wewn. 2009;
119 (3): 1-4
Copyright by Medycyna Praktyczna,
Kraków 2009
ner’s granulomatosis – WG) to pierwotne martwi‑
cze zapalenie naczyń krwionośnych o nieznanej
etio­logii, charakteryzujące się występowaniem
auto­przeciwciał przeciw­ko cytoplazmie granu‑
locytów obojętnochłonnych (anti‑neutrophil cy‑
toplasmic antibodies – ANCA).1 Wyniki badań ge‑
netycznych wskazują, że wrodzona predyspozycja
do WG koreluje z wariantami genetycznymi recep‑
tora dla cząsteczek kostymulujących limfocyty T,
inter­leukiny‑10 i układu zgodności tkankowej.2,3
Stwierdzono również zwiększone miano całkowi‑
tej IgE w surowicy4,5 towarzyszące zaburzeniom
immuno­logicznym w WG, nie przypisując jednak
tej obserwacji znaczenia etio­logicznego. Występu‑
jąca w surowicy wolna immunoglobulina E (IgE)
stanowi najmniejszą z frakcji immunoglobulin;
w większości pozostaje związana z receptorem
u dużym powinowactwie dla IgE (FcεRI) wystę‑
pującym na komórkach tucznych oraz granulo‑
cytach zasadochłonnych i kwasochłonnych. Ten‑
że receptor obsadzony alergenowoswoistymi IgE
odpowiada za występowanie reakcji anafilaktycz‑
nych, ale może również modulować odpowiedź
immuno­logiczną. Wynika to z jego występowa‑
nia na komórkach prezentujących anty­gen.6 Gen
kodujący wiążącą IgE podjednostkę α FcεRI (FCE‑
R1A) znajduje się na chromosomie 1 w regionie
1q21‑23, wiązanym z podatnością na zachorowa‑
nie na choroby auto­immuno­logiczne i alergicz‑
ne.7 Ilościowe zmiany ekspresji FCER1A opisano
na przykład u osób chorych na rumieniowaty to‑
czeń układowy.8
Hipoteza badawcza Przeprowadzono badanie ge‑
netyczne pospolitych wariantów sekwencji genów
MEDYCYNA TRANSLACYJNA Asocjacje genetyczne wariantów receptora o dużym powinowactwie…
Sanak PL.indd 1
1
2009-03-06 13:24:05
Tabela 1 Charakterystyka kliniczna i laboratoryjna chorych na ziarniniaka
Wegenera (n = 30)
wiek (lata)
50,6 ±13,03
płeć (kobiety/mężczyźni)
15/15
objawy skórne
11/n
objawy stawowe
17/n
zajęcie nerek
19/n
zajęcie dolnych dróg oddechowych
18/n
objawy z górnych dróg oddechowych
18/n
objawy oczne
  6/n
objawy żołądkowo‑jelitowe
  7/n
zajęcie układu krążenia
  8/n
objawy neurologiczne
  9/n
dodatnie miano ANCA
26a/n
dodatnie miano ANCA obecnie i w przeszłości
30/n
obecne anty‑PR3
21/n
anty‑PR3 (RU/ml)
37,6 (9,46–98,18)
obecne anty‑MPO
  2/n
dodatnie miano ANA
15/n
dodatnie aCCP
  1/n
dodatni RF
  6/n
CRP (mg/l)
4,33 (3,08–8,77)
C3c (g/l)
1,26 (1,12–1,56)
C4 (g/l)
0,28 (0,237–0,333)
logarytm całkowitej immunoglobuliny E w surowicy
1,73 ±0,49
Wiek i logarytm dziesiętny IgE: średnia ± odchylenie standardowe, pozostałe:
mediana (25.–75. percentyl)
a Obejmuje 18 c‑ANCA (cytoplazmatyczne), 3 p‑ANCA (okołojądrowe), 3 a‑flat‑c-ANCA (atypowe), 1 c‑ANCA/p‑ANCA i 1 c‑ANCA/p‑ANCA/a‑flat‑c-ANCA.
Skróty: aCCP – auto­przeciwciała przeciw­ko białkom cytrulinowanym, ANA – auto­
przeciwciała przeciw­jądrowe, ANCA – auto­przeciwciała przeciw­ko cytoplazmie
granulocytów obojętnochłonnych, anty‑MPO – auto­przeciwciała przeciw­ko
mieloperoksydazie, anty‑PR3 – auto­przeciwciała przeciw­ko proteazie‑3, CRP – białko
C‑reaktywne, RF – czynnik reumatoidalny,
kodujących 2 podjednostki FcεRI: FCER1A i pod‑
jednostkę β (FCER1B) u chorych na WG. Ze wzglę‑
du na lokalizację tych wariantów w regionie kon‑
trolującym ekspresję genetyczną podjednostek re‑
ceptora, która to zmienność korelowała we wcze‑
śniejszych badaniach z mianem całkowitej IgE
u chorych na choroby alergiczne,9,10 poszukiwano
ana­logicznego związku w WG. Nie prowadzono
dotychczas badań genetycznych receptora dla IgE
w chorobach auto­immuno­logicznych. Oczekiwa‑
no potwierdzenia zależności statystycznej między
zmiennością genetyczną a cechami ilościowymi
charakteryzującymi swoisty proces zapalny w sto‑
sunkowo niewielkiej, jednak dobrze scharaktery‑
zowanej klinicznie grupie chorych na WG.
Materiał i metody Badaniem objęto 30 kolej‑
no diagnozowanych chorych na WG. Układową
manifestację choroby oceniono w prostej skali oce‑
ny objawów klinicznych. Charakterystykę klinicz‑
ną grupy badanej zestawiono w TABELI 1. Wszystkie
badane osoby udzieliły pisemnej zgody na udział
w badaniu, które uzyskało akceptację Komisji Bio‑
etycznej Uniwersytetu Jagiellońskiego.
2
Sanak PL.indd 2
Badania laboratoryjne wykonano z krwi żyl‑
nej. Metodo­logię badania genotypu mutacji po‑
jedynczych nukleotydów FCER1A −18483A>C,
–344C>T i –95T>C oraz FCER1B –109T>C, opar‑
tą na amplifikacji metodą łańcuchowej reakcji
polimerazowej i trawieniu enzymem restryk‑
cyjnym, opisano uprzednio.11,12 Diagnostyczne
przeciw­ciała ANCA wykrywano i opisywano jako
okołojądrowe (perinuclear – p‑ANCA), cytopla‑
zmatyczne (c‑ANCA) lub atypowe (atypical‑flat
c‑ANCA – a‑flat‑c-ANCA) metodą pośredniej im‑
munofluorescencji (IIF, Euroimmun AG, Luebeck,
Germany), posługując się preparatem granulo‑
cytów obojętnochłonnych człowieka. Jako mia‑
no dodatnie przyjęto co najmniej 1:10. Swoiste
auto­przeciwciała przeciw­ko proteazie‑3 (anti‑
‑PR3) i mieloperksydazie (anti‑MPO) wykrywa‑
no i mierzono ich miana techniką enzyme‑linked
immunosorbent assay (ELISA) (Euroimmun AG,
Luebeck, Germany). Za miano progowe, świad‑
czące o ich obecności, przyjęto 20 RU/ml. Auto‑
przeciwciała przeciw­jądrowe wykrywano meto‑
dą immunofluorescencji pośredniej (Euroimmun
AG, Luebeck, Germany), posługując się prepara‑
tem linii komórkowej HEp‑2 człowieka. Za mia‑
no dodatnie uznano co najmniej 1:160. Pomia‑
ry składowych dopełniacza C3c i C4, czynnika
reumatoidalnego (stężenie progowe 15 IU/ml),
białka C‑reaktywnego (C‑reactive protein – CRP)
i całkowitej IgE w surowicy wykonano metodą
laserowej immunonefelometrii (Dade Behring
Marburg GmbH, Marburg, Germany). Miano
auto­przeciwciał przeciw­ko cyklicznemu pepty‑
dowi cytrulinowemu (anti‑cyclic citrullinated pep‑
tide – aCCP) oznaczono techniką ELISA (Euro‑
immun AG, Luebeck, Germany; miano progo‑
we 5 RU/ml).
Wiek chorych podano latach ± odchylenie stan‑
dardowe. Ze względu na rozkład statystyczny po‑
zostałych zmiennych, istotnie różniący się od roz‑
kładu normalnego, stężenie CRP oraz miana C3c,
C4, anty‑PR3, anty‑MPO i aCCP podano jako me‑
diany oraz zakres 25.–75. percentyla. Do porów‑
nań między­grupowych tych zmiennych użyto te‑
stu nieparametrycznego Manna i Whitneya. Mia‑
no całkowitej IgE w surowicy poddano transfor‑
macji logarytmicznej w celu stabilizacji warian‑
cji i wyrażono jako średnią log(IgE) ± odchylenie
standardowe. Porównań między­grupowych do‑
konano w tym przypadku z użyciem testu t Stu‑
denta dla grup niezależnych. Za znamienny sta‑
tystycznie uznano poziom ufności p <0,05.
Wyniki Częstość występowania genotypów
FCER1A i FCER1B pozostawała u badanych cho‑
rych w równo­wadze genetycznej Hardy’ego i Wein‑
berga i nie różniła się od opublikowanych danych
charakteryzujących Europejczyków. Dla warian‑
tów genetycznych FCER1A rozkład klas genotypo‑
wych przed­stawiał się następująco: −18483A>C
(10 AA, 18 AC, 2 CC), –344C>T (9 CC, 19 CT, 2 TT),
–95T>C (13 TT, 16 TC, 1 CC). Dla wariantu gene‑
tycznego FCER1B –109T>C stwierdzono genoty‑
py: 12 TT, 13 TC, 5 CC.
POLSKIE ARCHIWUM MEDYCYNY WEWNĘTRZNEJ 2009; 119 (3)
2009-03-06 13:24:05
Tabela 2 Korelacje między wariantami genetycznymi receptora o dużym powinowactwie dla IgE i zmierzonymi markerami laboratoryjnymi
Polimorfizm
Cecha ilościowa
FCER1A −344C>T
Wartości
p
homozygoty CC (n = 9) vs nosiciele allelu T (n = 21)
całkowita IgEa
1,35 ±0,04 vs 1,91 ±0,11
0,0001
CRP
8,63 (5,72–16,75) vs 3,08 (3,08–6,29) mg/l
0,004
anty‑PR3
98,18 (10,57–237,745) vs 31,34 (2,91–78,80) RU/ml
NS
C3c
1,42 (1,27–1,60) vs 1,2 (1,03–1,45) g/l
0,09
C4
0,33 (0,25–0,42) vs 0,26 (0,23–0,31) g/l
0,06
FCER1A −18483A>C
homozygoty AA (n = 10) vs nosiciele allelu C (n = 20)
całkowita IgEa
1,49 ±0,14 vs 1,87 ±0,1
0,04
CRP
8,46 (5,2–13,8) vs 3,08 (3,08–6,91) mg/l
0,005
anty‑PR3
143,5 (10,94–283,78) vs 28,8 (2,87–70,67) RU/ml
0,049
C3c
1,42 (1,31–1,59) vs 1,19 (1,03–1,425) g/l
0,06
C4
0,32 (0,24–0,41) vs 0,26 (0,23–0,316) g/l
NS
FCER1B −109T>C
homozygoty TT (n = 12) vs nosiciele allelu C (n = 18)
całkowita IgEa
1,93 ±0,14 vs 1,58 ±0,1
0,047
a Logarytm dziesiętny IgE: średnia ± odchylenie standardowe, pozostałe: mediana (25.–75. percentyl)
Skróty: anty‑PR3 – auto­przeciwciało przeciw­ko proteazie‑3, C3c – składowa dopełniacza C3c, C4 – składowa dopełniacza C4, CRP – białko
C‑reaktywne, IgE – immunoglobulina E, NS – nieistotne statystycznie
Dwa warianty genu FCER1A: −18483A>C
i –344C>T wykazały istotny związek z mia‑
nem całkowitej IgE i stężeniem CRP w surowicy
(TABELA 2 ). Ponadto polimorfizm –18483A>C wy‑
kazał asocjację genetyczną z mianem przeciw­ciał
anty‑PR3. Składowe dopełniacza C3c i C4 cha‑
rakteryzował trend statystyczny w odniesieniu
do obu wspomnianych wariantów genu FCER1A.
Stwierdzono również asocjację genetyczną cał‑
kowitej IgE w surowicy z wariantem genetycz‑
nym –109T>C FCER1B. Żaden ze zbadanych wa‑
riantów genetycznych nie korelował z klinicz‑
nym stopniem nasilenia WG. Chociaż wariant
FCER1A –95T>C nie wykazywał zależności z mar‑
kerami WG, wykazał jednak inter­esującą i zna‑
mienną statystycznie zależność z zajęciem ukła‑
du krążenia. U 78,6% chorych z rzadziej wystę‑
pującym allelem (CC lub TC) stwierdzono objawy
sercowo‑naczyniowe w porównaniu z 25% cho‑
rych z genotypem –95TT (p = 0,016).
Podsumowanie U chorych na WG opisywa‑
no już zwiększone miano całkowitej IgE w suro‑
wicy, immunoglobulinie tej nie przypisywano jed‑
nak swoistej roli, ponieważ nasilona synteza bio­
logiczna immunoglobulin często towarzyszy cho‑
robom auto­immuno­logicznym. W opisywanym
badaniu wykazano, że warianty genetyczne recep‑
tora o dużym powinowactwie dla IgE w WG kore‑
lują z mianem całkowitej IgE. Zależność tę stwier‑
dzono uprzednio u chorych na alergie.13 Ponadto
te same warianty genetyczne receptora wykazują
związek z występowaniem charakterystycznych
dla WG markerów laboratoryjnych i stopniem na‑
silenia stanu zapalnego.
Uprzednio wykazano asocjację genetyczną mię‑
dzy wariantami genu FCER1A i mianem całkowitej
IgE u chorych na przewlekłą pokrzywkę14 , choro‑
bę często mającą podłoże auto­immuno­logiczne.
Stwierdzenie korelacji między mianem swoistych
auto­przeciwciał i nieswoistymi markerami zapal‑
nymi a wariantami receptora o dużym powinowac‑
twie dla IgE w WG sugeruje, że leżący u podłoża
tej zależności mechanizm może być bardziej zło‑
żony niż wyłączna regulacja produkcji IgE przez jej
wiązanie z receptorem. Do takich zależności na‑
leży aktywność komórek dendrytycznych uczest‑
niczących w uprzątaniu apoptotycznych granu‑
locytów obojętnochłonnych, w WG pozostają‑
ca pod wpływem FcεRI.6 Niedawno wykazano,
że funkcjonalny receptor FcεRI występuje na ko‑
mórkach mięśniowych gładkich dróg oddecho‑
wych.15 Możliwość indukcji tego receptora na ko‑
mórkach mięśniowych gładkich naczyń krwiono‑
śnych jest jednym z przykładów hipo­tetycznego
mechanizmu, który wymagałby zbadania. Zasu‑
gerowano ponadto istnienie alternatywnego me‑
chanizmu progresji zapalenia w chorobach z obec‑
nością ANCA, który miałby polegać na pośred‑
nictwie tych auto­przeciwciał w aktywacji ścież‑
ki dopełniacza.16 Związek między wariantami
genetycznymi FcεRI i składowymi dopełniacza
oraz ANCA diagnostycznymi dla WG: anty‑PR3
i anty‑MPO1,16 , zasługuje na dalsze wyjaśnienie,
można bowiem przypuszczać, że receptor FcεRI
również mógłby uczestniczyć w aktywacji dopeł‑
niacza za pośrednictwem ANCA.
Potwierdzając wcześniejsze obserwacje u cho‑
rych na alergie9,13 , stwierdzono, że w WG warian‑
ty genetyczne FCER1A/FCER1B korelują z mianem
całkowitej IgE w surowicy, przy czym asocjacje
genetyczne dotyczą szerszego zakresu swoistych
i nieswoistych markerów tej choroby. Na obecnym
etapie wiedzy o mechanizmie WG trudno wyja‑
śnić te obserwacje, stanowią one jednak prze‑
słankę do poszukiwania mechanizmu immuno­
logicznego kontrolującego zapalenie w choro‑
bach auto­immuno­logicznych poprzez odpowiedź
MEDYCYNA TRANSLACYJNA Asocjacje genetyczne wariantów receptora o dużym powinowactwie…
Sanak PL.indd 3
3
2009-03-06 13:24:05
receptora o dużym powinowactwie dla IgE. Jeśli
udałoby się potwierdzić istnienie takiego mecha‑
nizmu, można by zaproponować nowe schematy
leczenia WG, na przykład polegające na podawa‑
niu przeciw­ciał neutralizujących anty‑IgE.
Podziękowania Dziękujemy Joannie Wilańskiej,
Agnieszce Serafin, Stanisławowi Polańskiemu i Zo‑
fii Szwalec za perfekcyjne przeprowadzenie dia‑
gnostyki laboratoryjnej chorych na WG. Daniel
P. Potaczek był stypendystą Fundacji Nauki Pol‑
skiej START 2007. Praca powstała ze środków Mi‑
nisterstwa Zdrowia i Opieki Społecznej R1300102
(A.S.).
Piśmiennictwo
1 Al Maini M, Carette S. Diagnosis of Wegener’s granulomatosis
in the ANCA era. J Rheumatol. 2006; 33: 1923‑1925.
2 Zhou Y, Giscombe R, Huang D, et al. Novel genetic association of We­
gener’s granulomatosis with the inter­leukin 10 gene. J Rheumatol. 2002;
29: 317‑320.
3 Giscombe R, Wang X, Huang D, et al. Coding sequence 1 and promot­
er single nucleotide polymorphisms in the CTLA‑4 gene in Wegener’s gran­
ulomatosis. J Rheumatol. 2002; 29: 950‑953.
4 Conn DL, Gleich GJ, DeRemee RA, et al. Raised serum immunoglobulin
E in Wegener’s granulomatosis. Ann Rheum Dis. 1976; 35: 377‑380.
5 Kamali S, Kasapoglu E, Akturk F, et al. Eosinophilia and hyperimmuno­
globulinemia E as the presenting manifestations of Wegener’s granuloma­
tosis. Clin Rheumatol. 2003; 22: 333‑335.
6 Kinet JP. The high‑affinity IgE receptor (FcεRI): from physiology to pa­
thology. Annu Rev Immunol. 1999; 17: 931‑972.
7 Shiina T, Ando A, Suto Y, et al. Genomic anatomy of a premier major
histocompatibility complex para­logous region on chromosome 1q21‑q22.
Genome Res. 2001; 11: 789‑802.
8 Ye S, Pang H, Gu YY, et al. Protein inter­action for an inter­feron‑inducible
systemic lupus associated gene, IFIT1. Rheumatology. 2003; 42: 1155‑1163.
9 Potaczek DP, Sanak M, Mastalerz L, et al. The α‑chain of high‑affin­
ity receptor for IgE (FcεRIα) gene polymorphisms and serum IgE levels.
Allergy. 2006; 61: 1230‑1233.
10 Hizawa N, Yamaguchi E, Jinushi E, et al. A common FCER1B gene pro­
moter polymorphism influences total serum IgE levels in a Japanese popu­
lation. Am J Respir Crit Care Med. 2000; 161: 906‑909.
11 Potaczek DP, Sanak M, Mastalerz L, et al. Genetic polymorphisms
of the novel FCERIA gene region: relation to total serum IgE levels. Ann
Allergy Asthma Immunol. 2007; 98: 500‑501.
12 Potaczek DP, Sanak M, Szczeklik A. Additive association between
FCER1A and FCER1B genetic polymorphisms and total serum IgE levels.
Allergy. 2007; 62: 1095‑1096.
13 Hasegawa M, Nishiyama C, Nishiyama M, et al. A novel −66T/C
polymorphism in FcεRI α‑chain promoter affecting the transcription ac­
tivity: possible relationship to allergic diseases. J Immunol. 2003; 171:
1927‑1933.
14 Bae JS, Kim SH, Ye YM, et al. Significant association of FcεRIα pro­
moter polymorphisms with aspirin‑intolerant chronic urticaria. J Allergy
Clin Immunol. 2007; 119: 449‑456.
15 Gounni AS, Wellemans V, Yang J, et al. Human airway smooth mus­
cle cells express the high affinity receptor for IgE (FcεRI): a critical role
of FcεRI in human airway smooth muscle cell function. J Immunol. 2005;
175: 2613‑2621.
16 Xiao H, Schreiber A, Heeringa P, et al. Alternative complement path­
way in the pathogenesis of disease mediated by anti‑neutrophil cytoplas­
mic auto­antibodies. Am J Pathol. 2007; 170: 52‑64.
4
Sanak PL.indd 4
POLSKIE ARCHIWUM MEDYCYNY WEWNĘTRZNEJ 2009; 119 (3)
2009-03-06 13:24:05