American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology. Vol. 29, pp. 225-231, 2003
Влияние HLA-DR аллелей на клинический курс легочного саркоидоза в Индии
Surendra K. Sharma, Arumugam Balamurugan, Ravindra M. Pandey, Pradip Kumar Saha and Narinder K. Mehra
Departments of Medicine, Transplant Immunology and Immunogenetics, and Biostatistics, All India Institute of Medical Sciences, New Delhi, India
Реферат
Как известно, генетические факторы хозяина влияют на восприимчивость к саркоидозу и его курс. Они также могут быть важны в определении паттерна проявлений болезни и ее прогресса, а также общего прогноза. Мы изучили аллели человеческого лейкоцитарного антигена (HLA) класса I (n = 31) и класса II (n = 56) в группе Индийских пациентов с саркоидозом и 275 здоровых индивидуумов в группе контроля с севера Индии. Хотя не было обнаружено связи со специфическими аллелями HLA класса I, функциональная классификация HLA-A, -B, и -Cw аллелей в супертипы, показала увеличенную частоту лигандов группы 2 (Cw2, Cw4, Cw5) для Ig-подобных рецепторов естественных киллеров (KIR2DL1) в группе пациентов с саркоидозом по сравнению с группой контроля. Среди аллелей класса II, была обнаружена связь с DRB1*11, DRB1*14, DQA1*0101/4 и DQB1*0503 аллелями. Наблюдение пациентов в течение 5 лет показало преобладающее наличие DRB1*14 и связанных DQ аллелей у пациентов с постепенным началом, обширной рентгенографической болезнью и хроническим курсом с частыми рецидивами при снижении дозировки преднизолона. Мультивариантный логистический регрессионный анализ показал, что присутствие DRB1*11 (OR 9) и DRB1*14 (OR 7) и отсутствие DRB1*07 (OR 63) и DQB1*0201 (OR 3), были независимыми прогностическими факторами. Наши результаты подразумевают, что эти факторы влияют на риск развития и прогресса саркоидоза.
Введение
Саркоидоз - мультисистемная гранулематозная болезнь неизвестной этиологии, наблюдающаяся во всех популяциях, с распространенностью, отличающейся в каждой популяции в зависимости от географического местоположения и расовых различий. Саркоидоз преобладающе воздействует на молодых взрослых обоих полов (1). Клинические проявления болезни характеризуются присутствием неказеозных гранулем и многочисленных иммунологических ненормальностей. Гранулемы при саркоидозе формируются в результате чрезмерного клеточного иммунного ответа на один или более внешний антиген или аутоантиген и последующего накопления гиперактивных макрофагов и CD4+ T-клеток на участке воспаления. Хотя в центре гранулем не было найдено признаков присутствия патогенных организмов, иммунологический паттерн клеток на участке воспаления предполагает этиологическую роль экзогенного антигена (2, 3). Характерные особенности клеток в саркоидных гранулемах имеют общие иммунологические черты с другими гранулематозными болезнями, такими как микобактериальные инфекции и микозы. Таким образом, диагноз саркоидоз у Индийских пациентов часто установить трудно, особенно из-за высокой частоты микобактериальных инфекций (туберкулез и лепра) (4). Однако, в последние годы было опубликовано несколько сообщений относительно серьезности и распространенности саркоидоза в Индии (5-7).
Воздействие неизвестного антигена, который вероятно вызывает развитие болезни, различия в распространенности и клинических проявлений в различных этнических группах и семейный саркоидоз, указывают на важную роль генетических факторов в детерминировании проявлений болезни и ее прогноза (3, 8). Накопление активизированных T-клеток - результат взаимодействия между T-клеточными рецепторами и специфическими молекулами человеческого лейкоцитарного антигена (HLA), экспрессированными на поверхности антиген-презентирующих клеток (9). Результаты исследования T-клеточных рецепторов у экспрессированных легочных T-клеток и связь с аллелями HLA, указывает на присутствие специфического антигена, вызывающего болезнь у восприимчивого хозяина (10, 11). Многочисленные исследования сообщили о связи различых аллелей HLA с саркоидозом в различных этнических группах (12-19). Причиной этих различий могли бы быть смешанное этническое происхождение, различные клинические категории пациентов в исследованиях а также различия в методологии, используемой для типирования аллелей HLA. Кроме того, недавние исследования генома показали этническую зависимость распределения аллелей HLA в различных популяциях (20 -23). Хотя исследования указали на гетерогенность саркоидоза в различных популяциях, ни одно подобное генетическое исследование не было проведено в Индии. Чтобы определить значение аллелей HLA в развитии саркоидоза в северной Индии, мы исследовали аллели HLA класса I и II у пациентов с саркоидозом и здоровой группе контроле с одинаковым этническим фоном в штатах Punjab, Haryana, Uttar Pradesh и Delhi.
Группа исследования
56 пациентов с саркоидозом, средний возраст 43±8.83 лет, из Outpatient Department of Internal Medicine или центра высокоспециализированной медицинской помощи All India Institute of Medical Sciences hospital, New Delhi в период 1996-2000 г. были включены в исследование. У всех пациентов саркоидоз был диагностирован на основании клинических симптомов, рентгенографических ненормальностей, совместимых с саркоидозом и при наличии неказеозных эпителиоидноклеточных гранулем в материале биопсии. Были зарегистрированы клинические характеристики, результаты лабораторных исследований, включая полную гемограмму, серологическую биохимию и тест Манту (5 TU). Клиническая стадия болезни классифицировалась на основании рентгенографических результатов. Группа пациентов состояла из 24 пациентов со стадий I, которые имели двустороннюю внутригрудную лимфаденопатию без паренхиматозных инфильтратов, 29 пациентов со стадией II с двусторонней внутригрудной лимфаденопатией с паренхиматозными инфильтратами, и 3 пациентов со стадией III, которые имели паренхиматозные инфильтраты без внутригрудной лимфаденопатии. Таже были выполнены исследование 24-часовой экскреции кальция в моче при ограниченной молочно-кальциевой диете (34 пациента) и рентгенограмма суставов (29 пациентов). Гистопатологическое подтверждение болезни было получено при биопсии печени (n = 5), лимфатических узлов (n = 22), кожи (n = 21) и легких (n = 20). Биопсия также была выполнена на других участках - губа, околоушная железа и мышцы. У 16 пациентов несколько биопсий различных органов были диагностическими. Пациенты со свидетельствами микобактериальных, грибковых, паразитарных инфекций, с историей воздействия органических или неорганических веществ, способных вызывать гранулематозную болезнь легкого, были исключены из исследования. Комитет по этике одобрил проведение исследования и информированое письменное согласие было получено у каждого участника исследования.
Результаты
Связь с HLA класса I
Частота HLA-B22 была значительно увеличена у пациентов с саркоидозом по сравнению с группой контроля (19.4 % против 4.5 %; P < 0.01). Частота HLA-A и -Cw не значительно не отличалась между пациентами и группой контроля. Частота KIR2DL1 была значительно увеличена в группе пациентов с саркоидозом по сравнению с группой контроля (58.6 % против 29.8 %; P < 0.01)
Связь с HLA класса II
Частоты DRB1*11 (35.7 % против 20.7 %; P < 0.05), DRB1*14 (39.3 % против 17.8 %; P < 0.001), DQA1*0101/4 (54.9 % против 34 %; P < 0.01), DQB1*0402 (5.9 % против 0 %; P < 0.01) и DQB1*0503 (39.2 % против 16 %; P < 0.001) были значительно увеличены у пациентов с саркоидозом. С другой стороны, частота DQB1*0201 (11.8 % против 36 %; P < 0.001) была значительно меньше в группе пациентов. Типирование с высоким разрешением DR2, DR5 и DR6 аллелей показало сильную положительную связь с DRB1*1404 (28.6 % против 10.6 %; P < 0.001) в группе пациентов с саркоидозом по сравнению с группой контроля.
В мультивариантном логистическом регрессионном анализе, когда все аллели рассматривались одновременно, присутствие DRB1*11 (OR 9) и DRB1*14 (OR 7) было связано с увеличенным риском развития саркоидоза. Отсутствие DRB1*07 (OR 63) и DQB1*0201 (OR 3) было связано с увеличенным риском развития саркоидоза.
Анализ гаплотипов 48 пациентов и 118 индивидуумов группы контроля у которых было проведено полное типирование DRB1, DQA1 и DQB1 аллелей, показал присутствие большого числа различных гаплотипов. Из гаплотипов, замеченных среди пациентов с саркоидозом, присутствие DRB1*11-DQA1*0501-DQB*0301 и DRB1*14-DQA1*0101/4-DQB1*05031 было связано с увеличенным риском развития болезни.
Анализ подгрупп
Чтобы определить связь специфических аллелей и прогноза болезни, пациенты были рапределены в различные категории, на основании наличия хронической болезни (активность болезни более 2 лет), серьезности рентгенографической болезни и наличия внелегочных проявлений. DRB1*14 и связанные DQ аллели (DQA1*0101/4 и DQB1*05031) показали сильную положительную связь с хроническим курсом болезни, стадиями II или III и генерализованной болезнью.
Лечение, наблюдение и легочная функция
Из всех пациентов с саркоидозом, 53 наблюдались более 5 лет, лабораторные тесты и исследование легочной функции были были проведены до и после лечения. Корреляция аллелей HLA класса II с легочной функцией показала связь улучшения функции легкого (жизненная емкость) с DRB1*11 и ухудшения функции легкого с DRB1*14. Дальнейший анализ пациентов, которые имели частые рецидивы (40 из 53) при снижении дозировки преднизолона, показал увеличенную частоту DRB1*14 (57 % против 18 %; P < 0.05) и DQA1*0101/4 (71 % против 34 %; P < 0.05) по сравнению с группой контроля.
Обсуждение
Это первое Индийское исследование связи аллелей HLA с саркоидозом. Наиболее часто сообщалось об аллеле HLA класса I HLA-B8 (12, 16, 17, 28-30). Этот аллель связан с узловатой эритемой и спонтанной ремиссией (17). В настоящем исследовании аллели класса I были исследованы у 31 пациента с саркоидозом и ни один из них не имел HLA-B8. Эта аллель наблюдается с частотой 8.2 % у здоровых индивидуумов из северной Индии и находится в неравновесном сцеплении с A26 (31). Генетические факторы могут быть важны при определении паттерна болезни, прогресса болезни и отдаленного прогноза. Согласно недавнему описанию супертипов аллелей HLA класса I и разделению аллелей локуса HLA-C на две группы, основанные на специфичности естественных киллеров (NK), мы провели переоценку данных нашего исследования. Эти категории молекул HLA, основанные на их функции (пептид-связывющие мотивы или NK рецепторы), дают новые возможности для исследования связи между HLA и инфекционными болезнями. Увеличенная частота лигандов KIR, особенно KIR2DL1, суггестивна для подавления активности естественных киллеров.
Не многие исследования при саркоидозе использовали молекулярные методы для исследования аллелей в локусе DRB1 (18, 19) и DQ (14, 19). В настоящем исследовании, использовалась техника гибридизации PCR-SSOP. Регион MHC класса II участвует в восприимчивости к саркоидозу. Мультивариантный логистический регрессионный, используемый в нашем исследовании показал, что три HLA-DR и один HLA-DQ аллель могут быть связаны с развитием саркоидоза. Отсутствие DRB1*07 (OR 63) и DQB1*0201 (OR 3) и присутствие DRB1*11 (OR 9) и DRB1*14 (OR 7) аллелей, были независимыми факторами развития болезни. Однако, этническая связь с этими аллелями должна быть подтверждена в исследованиях большего размера и в других этнических группах. DR11 (DR5) и DR14 (DR6) также возможно связаны с саркоидозом в других популяциях. Молекулы HLA-DQ уникальны среди молекул MHC класса II, потому что и альфа и бета цепи - высоко полиморфны и большинство вариабельных остатков аминокислот расположено на альфа-спирали антиген-связывающего участка. Поразительно, что HLA-DRB1*01 и DRB1*04 аллели были идентифицированы как защитные в 6 различных этнических группах пациентов с саркоидозом (18).
Как и в исследовании (19), мы также наблюдали увеличенную частоту DRB1*14 у пациентов с хроническим курсом болезни, но не обнаружили связь DR3 с острой болезнью и хорошим прогнозом саркоидоза, как в исследованиях (12-15, 19, 32). В недавнем Европейском исследовании пациентов из Великобритании, Польши и Чешской Республики, HLA-DR*14 и -DR*15 более часто наблюдались среди пациентов с саркоидозом, чем в группе контроля, принимая во внимание, что частота DR3 была аналогична с группой контроля (18). В Скандинавском исследовании, хотя HLA-DR3 был связан с острой болезнью, присутствие DR*14 и DR*15 указывало на хроническую болезнь (19). Аналогично, DR3 был связан с острой болезнью у пациентов из Германии (32) и с хорошим результатом в Итальянском и Чешском исследовании (15). Недавно, Ishihara с коллегами (14) сообщили о существенном увеличении частоты DRB1*11 у Японских пациентов с саркоидозом. Эти результаты предполагают этнически зависимую связь HLA-DR и -DQ аллелей с активностью саркоидоза и исходом болезни.
Увеличенная частота DRB1*14 при постепенном начале болезни и серьезной рентгенографической болезни также наблюдалась в нашем исследовании. Однако, не было обнаружено никакой связи с вовлечением глаз, что отличается от сообщений для Японских пациентов (14), у которых уменьшенная частота DR3, -5, -6, и -8 связана с повреждениями глаз.
Результаты нашего исследования выдвигают на первый план специфичность влияния расы на наблюдаемые связи с аллелями HLA в различных популяциях. Тем не менее, наблюдаемая связь HLA-DRB1*14 с более серьезной клинической болезнью, указывает на важную роль HLA на исход болезни.