HLA-DR позволяет предсказать прогноз у скандинавских пациентов с легочным саркоидозом

Am. J. Respir. Crit. Care Med., Volume 156, Number 5, November 1997, 1601-1605

HLA-DR позволяет предсказать прогноз у скандинавских пациентов с легочным саркоидозом

MARY BERLIN, ANNA FOGDELL-HAHN, OLLE OLERUP, ANDERS EKLUND, and JOHAN GRUNEWALD
Department of Medicine, Division of Respiratory Medicine, Karolinska Hospital, Stockholm; Department of Biosciences, Karolinska Institute, Novum; Department of Clinical Immunology, Karolinska Institute at Huddinge Hospital, Huddinge; and Microbiology and Tumorbiology Center, Karolinska Institute, Stockholm, Sweden

Реферат

Хотя большинство пациентов с саркоидозом имеет хороший прогноз, значительная часть имеет более серьезную и продолжительную болезнь. Однако, маркер, позволяющий различить эти группы пациентов, неизвестен. Чтобы исследовать связь между гаплотипом HLA и клиническим курсом, 122 скандинавских пациента с саркоидозом были типированы для HLA-DR, -DQA1 и -DQB1 аллелей, используя ПЦР. В группу контроля входили 250 здоровых шведских добровольцев. Пациенты наблюдались не менее 2 лет, максимум 10 лет. Мы обнаружили, что HLA-DR17 наблюдался более часто среди пациентов с саркоидозом (33 %) по сравнению с группой контроля (17 %, p < 0.001). 91 пациент наблюдался более 2 лет и был классифицирован в группу с хронической или с нехронической болезнью, в соответствие с исходом. Среди 34 пациентов с нехронической формой саркоидоза, 65 % были DR17-положительны (p < 10^-5). С другой стороны, DR14 и DR15 также были сильно связаны с хронической болезнью. Даже у пациентов с клиническими проявлениями, которые обычно связывают с хорошим прогнозом, HLA типирование позволило разделить пациентов на две категории с существенно различными клиническими курсами болезни. Поэтому, типирование аллелей HLA класса II является ценным инструментом для предсказания исхода болезни у скандинавских пациентов с саркоидозом.

Введение

Саркоидоз - системная болезнь неизвестной этиологии, характеризованная присутствием неказеозных гранулем и нескольких иммунологических ненормальностей (1, 2). Хотя большинство пациентов имеет благоприятный прогноз, у существенной части пациентов развивается более серьезная, иногда фатальная болезнь (3, 4). Чтобы идентифицировать эту группу пациентов, было сделано множество попыток найти прогностический маркер (5). Однако, надежный маркер все еще отсутствует.

Молекулы человеческого лейкоцитарного антигена (HLA) играют фундаментальную роль в иммунном ответе, презенитируя антигены для опознавания Т-клетками (12). При саркоидозе, CD4+ T-клетки накапливаются на участке активной болезни, где они взаимодействуют с помощью их T-клеточного рецептора (ТКР) с молекулами HLA, экспрессированными антигенпрезентирующими клетками (APC). Некоторые ТКР, экспрессированные у легочных T-клеток (13, 14), в некоторых случаях сильно связаны со специфическим гаплотипом HLA (15, 16), предполагая присутствие специфического антигена у этих пациентов.

Предыдущие исследования частот HLA у пациентов с саркоидозом обычно ограничивались небольшим числом пациентов, группа исследования имела смешанное этническое происхождение, отсутствовал или был очень коротким период наблюдения, типирование проводилось серологическими методами (17).

Мы исследовали корреляцию между аллелями HLA класса II и клиническим результатом у белых пациентов с саркоидозом. Пациенты были DRB1, и DQA1 и DQB1 типированы, используя ПЦР. Клиническая активность и вовлечение легкого были оценены по симптомам, рентгенограмме и тестам функции легкого и наблюдались от 2 до 10 лет. Мы обнаружили сильную корреляцию между HLA-DR17 и хорошим прогнозом и между DR15, DR14 и хронической формой болезни. Мы считаем, что HLA типирование должно быть выполнено при обычной клинической оценке скандинавских пациентов с саркоидозом.

Пациенты

Пациенты (n = 122) с доказанным биопсией саркоидозом, и/или с типичными клиническими особенностями из Respiratory Medicine at Karolinska Hospital, Stockholm, Sweden, были HLA типированы. Все пациенты были белыми, рожденными в Скандинавских странах (Швеция, Норвегия, Дания или Финляндия). Среди пациентов было 45 женщин и 77 мужчин, средний возраст во время постановки диагноза 36.0 лет (диапазон 30.0-45.5 лет). Продолжительность и активность болезни были оценены по прогрессу рентгенограммы в течение последних 6 месяцев и/или наличию следующих симптомов: кашель, периодическая лихорадка, одышка при физической нагрузке, усталость и потеря веса. Пациенты, у которых ремиссия наступила в течение 2 лет, болезнь была классифицирована как нехроническая, болезнь, активность которой продолжалась более 2 лет, была классифицирована как хроническая (25). 34 пациента имели острое начало болезни, 75 имели постепенное начало, у 13 пациентов болезнь была обнаружена случайно. 25 пациентов имели классический синдром Лёфгрена, то есть, острое начало с лихорадкой, артритом, узловатой эритемой голеностопных суставов и двусторонней внутригрудной лимфаденопатией.

Рентгенографическая стадия во время постановки диагноза была: стадия 0 - нормальная рентгенограмма n = 6; стадия I - двусторонняя лимфаденопатия n = 53; стадия II - двусторонняя лимфаденопатия с паренхиматозными инфильтратами n = 38; стадия III - только паренхиматозные инфильтраты (n = 25).

91 пациент (38 женщин, 53 мужчин; средний возраст 36.0 лет, диапазон 31.0-43.0 лет) наблюдались в течение более 2 лет. У 57 из них болезнь была классифицирована как хроническая и 34 как нехроническая. 44 пациента наблюдались более 5 лет и 26 более 10 лет. 28 из 34 пациентов с острым началом болезни и 23 из 25 пациентов с синдромом Лёфгрена наблюдались 2 года или более.

После начального 6-месячного периода наблюдения без лечения стероидами, у всех пациентов с хронической болезнью проводилось лечение оральными и/или ингаляционными кортикостероидами, периодически или непрерывно. У 8 из DR17-положительных пациентов, периодически проводилось лечение кортизоном. Группа контроля состояла из 250 здоровых белых индивидуумов, рожденных в Скандинавских странах.

Результаты

HLA-DR у пациентов с саркоидозом и группы контроля

Мы обнаружили значительно увеличенную частоту HLA-DR17 (3) (33 %) у пациентов с саркоидозом по сравнению с группой контроля (17 %, p < 0.01).

Пациенты, у которых ремиссия наступила в пределах 2 лет, болезнь была классифицирована как нехроническая, болезнь, активность которой продолжалась более 2 лет, была классифицирована как хроническая. В группе с нехронической болезнью, имелась существено увеличенная частота DR17-положительных пациентов (65 % по сравнению с 17 % в группе контроля, p < 10^-5). С другой стороны, пациенты, у которых развилась хроническая болезнь, наблюдалась значительно боольшая частота DR14 (18 % по сравнению с 6 % в группе контроля, p < 0.005) и DR15 (60 % по сравнению с 30 % в группе контроля, p < 0.001).

Среди пациентов, которые имели активную болезнь при 5-летнем наблюдении (n = 44), только 9 % были DR17-положительны, принимая во внимание, что 18 % были DR14-положительны и 66 % были DR15-положительны. При 10-летнем периоде наблюдения (n = 26), ни один пациент не был DR17-положительным, 27 % был DR14 -положительными и 62 % были DR15-положительными.

Из всех DR17-положительных пациентов, 76 % имели ремиссию в пределах 2 лет. Подобный результат был получен для всей группы пациентов с острым началом болезни (75 %), в то время как среди всех пациентов с синдромом Лёфгрена, 91 % имел ремиссию в пределах 2 лет. DR17-положительные и DR17-отрицательные пациенты в обеих группах имели крайне различные прогнозы; среди пациентов с острым началом, 95 % (19 из 20) DR17-положительных пациента, но только 25 % (2 из 8) DR17-отрицательных пациента, имели ремиссию в течение 2 лет (p < 0.01). Для пациентов с синдромом Лёфгрена, 100 % (19 из 19) DR17-положительных и 50 % (два из четырех) DR17-отрицательных пациентов, имели ремиссию в пределах 2 лет.

Связь HLA-DR с началом болезни, рентгенографической стадией и функцией легкого

Частота HLA-DR17 была увеличена у пациентов с острым началом болезни, включая пациентов с синдромом Лёфгрена. 22 из 34 (65 %) пациентов с острыми симптомами и 20 из 25 (80 %) пациентов с синдромом Лёфгрена были HLA-DR17-положительными.

Большинство DR17-положительных пациентов (70 %) имели рентгенографическую стадию I, в то время как пациенты с DR15 или DR14 аллелями, более часто имели рентгенографические стадии II и III (p < 0.001).

Функция легкого (VC и FEV1) была измерена у 44 пациентов, наблюдавшихся в течение 5 лет и у 26 пациентов, наблюдавшихся в течение 10 лет. HLA-DR17-положительные пациенты имели нормальные результаты при постановке диагноза и в течение 5-летнего наблюдения. DR14-положительные пациенты при постановке диагноза имели значительно уменьшенные величины VC и FEV1 по сравнению с DR17-положительными пациентами (p < 0.01), но результаты значительно не ухудшились в течение периода наблюдения. В то же время, хотя VC и FEV1 были нормальны при постановке диагноза у DR15-положительных пациентов, они значительно уменьшились в течение 5-летнего (p < 0.01) и 10-летнего (p < 0.001) наблюдения.

HLA-DRB1, -DQA1 и -DQB1 аллели у пациентов с саркоидозом и группы контроля

Дополнительное типирование было выполнено для DR17, DR15 и DR14 у пациентов и группы контроля. 100 % DR17 были DRB1*0301, 100 % DR15 были DRB1*1501 и 100 % DR14 были DRB1*1401.

Аллель HLA-DQA1*0501 более часто наблюдался в группе с нехронической болезнью (79 % по сравнению с 33 % группы контроля, p < 0.005). HLA- DQB1*0201/0202 аллель более часто наблюдался во всей группе пациентов (43 %, p < 0.01) и была более сильно связана с нехронической болезнью (74 %, p < 0.001) по сравнению группой контроля (23 %). Хроническая болезнь была связана с HLA-DQB1*0503 и HLA-DQB1*0602 аллелями (p < 0.05 по сравнению с группой контроля).

Обсуждение

В этом исследовании мы обнаружили значительно увеличенный риск саркоидоза для белых индивидуумов, несущих HLA-DR17. HLA-DR17-положительные пациенты значительно более часто имели острое начало, рентгенографическую стадию I и нормальную легочную функцию. Подавляющее большинство DR17-положительных пациентов (76 %) имели полную ремиссию в пределах 2 лет. DR17-положительные пациенты с наибольшей продолжительностью болезни (9 лет), также несли аллель HLA-DR15, что объясняет, почему небольшая часть DR17-положительных пациентов могут иметь продолжительный курс болезни.

Также мы обнаружили положительную связь DR15 и DR14 с хронической болезнью. Эти пациенты имели более высокие рентгенографические стадии при постановке диагноза, возможно в результате постепенного начала болезни и нарушения функциии легкого по сравнению с DR17-положительными пациентами. 2 из 10 DR15-положительных и 1 из 10 DR14-положительных пациентов, соответственно, имели ремиссию в пределах 2 лет. Единственный DR14-положительный пациент, который имел ремиссию в пределах 2 лет, также был DR17-положительным. Очевидно, что HLA класса II имеет глубокое влияние на курс болезни у Скандинавских пациентов с саркоидозом.

Острое начало саркоидоза и синдром Лёфгрена были связаны с хорошим прогнозом и с HLA-DR3 (17), хотя пациенты этой группы также могут иметь хронический курс болезни (34). В нашем исследовании, принимая во внимание, что пациенты с острым началом как правило имели хороший прогноз, типирование HLA позволило разделить этих пациентов на две категории с существенно различным клиническим курсом. Таким образом, DR17- положительные пациенты с острым началом имели очень хороший прогноз, почти 100 % этих пациентов имели ремиссию в течение 2 лет. Напротив, только один из четырех DR17-отрицательных пациентов с острым началом, имел ремиссию в течение того же интервала времени. Подобная тенденция была найдена при использовании DR17 для разделения на подгруппы пациентов с синдромом Лёфгрена. Поэтому, даже у пациентов с клиническими проявлениями, которые обычно связаны с хорошим прогнозом, типирование HLA позволяет клиницисту предсказать исход болезни с чрезвычайно высокой точностью.

Интересно, что аллель DRB1*1401 был связан с саркоидозом в Японии, хотя в этом исследовании не было периода наблюдения (23). Сильная связь DQ-A1*0501 и DQB1*0201/0202 аллелей с нехронической формой болезни возможно происходит из-за сильного сцепления с DR17. Аналогично, связь DQ-B1*0503 и DQB1*0602 с хроническим течением болезни ожидались, так как аллели связаны с DR14 и DR15, соответственно. В Японии, аллель DQA1*0501 был связан с саркоидозом, вероятно из-за сцепления с DR52 (23).

У белых, HLA-DR3 был связан с пациентами, имеющими артрит, который обычно указывает на благоприятный исход болезни (17, 18), умеренный курс и короткую продолжительность болезни (18, 22, 24). Другие исследования не смогли обнаружить такую связь (35). Большинство этих исследований использовало серологическое типирование HLA, которое может давать ошибку 25 % (36). Кроме того, в некоторых исследованиях были проанализированы небольшие группы пациентов (17, 18), этнически смешанные популяции (24) или не было периода наблюдения (23). В нашем исследовании, типирование HLA было выполнено в большой группе этнически гомогенных пациентов, группа контроля и большинство пациентов наблюдались минимум 2 года, некоторые в течение 10 лет. Мы смогли подтвердить увеличенную частоту DR17 у пациентов с острым началом болезни, включая синдром Лёфгрена, хотя приблизительно треть этих пациентов фактически была DR17-отрицательна. В отличие от группы Японских пациентов с саркоидозом, частота HLA-DR52 была увеличена (19- 21) и одно исследование указало на корреляцию HLA-DR5 и хорошего прогноза (20). Сравнение нашего исследования белых пациентов и японского исследования является трудным из-за генетических различий этих популяций, например, DR17 фактически отсутствует у Японских индивидуумов.

Сильная корреляция между DR17 и хорошим прогнозом, между DR15 и DR14 и хронической формой болезни, предполагает, что презентация антигена может быть крайне важной при саркоидозе. Предполагаемый специфический саркоидный антиген, презентируемый легочными T-клетками, может по-разному экспрессировать Т-клеточные рецепторы у пациентов с саркоидозом (13, 14), в зависимости от типа HLA. Среди пациентов с хронической формой болезни, DR15 и DR14 были сильно связаны, но частота DR11, DR7 и DR8 также была увеличена. Все эти гаплотипы были связаны с HLA-DQbeta цепями с аспарагиновой кислотой в позиции 57, то есть на краю бороздки антигенпрезентирующей молекулы DQ. Таким образом, презентация антигена при гаплотипе HLA-DQ, может модулировать иммунный ответ, что в конечном счете приводит к хронической форме болезни. С другой стороны, DR17-положительные пациенты с хорошим прогнозом, посредством презентации антигена с помощью DR17 молекул, инициируют эффективный иммунный ответ, который уничтожает причинный антиген. Альтернативно, связь с HLA может отражать увеличенную частоту других, не HLA молекул, которые вносят вклад в развитие болезни. Недавно, один такой класс не HLA молекул, низкомолекулярные полипептиды (LMP) был исследован, их связь с саркоидозом в Японии не была обнаружена (38).

На основании результатов исследования мы убеждены, что типирование HLA - полезный инструмент для предсказания исхода саркоидоза. DR15 и DR14-положительные пациенты, связанные с хронической болезнью, могут нуждаться в раннем начале лечения для предотвращения ухудшения функции легкого. DR17-положительные пациенты могут не нуждаться в тщательном клиническом контроле.