Vaskulitis: Von der Diagnose zur Prognose

Kai Prager Wendelsheim

Definition •  Vaskulitis = Angiitis

Arteriitis (Arterien) / Phlebitis (Venen)

•  Endzündungserkrankung der Blutgefäße mit sehr unterschiedlicher Progression und teilweise tödlichem Ausgang.

•  Sowohl Arterien als auch Venen in verschiedenen Größen können betroffen sein.

•  Primäre Vaskulitis: Initiale Erkrankung – direkter Grund für die Endzündungsreaktion.

•  Sekundäre Vaskulitis: Andere Erkrankungen können sekundär eine Endzündungsreaktion hervorrufen: Infektionen (Hepatitis B Kryoglobulinämie; Hepatitis C Polyarteriitis nodosa), medikamentös induziert

Klassifizierung 1992: Chapel Hill Consensus Conference

Klassifizierung der Vaskulitiden nach Größe und Typ der betroffenen Gefäße.

Vaskulitis Krankheit

V. großer Gefäße Riesenzellarteriitis Takayasu-Arteriitis

V. mittlerer Gefäße Polyarteriitis nodosa Kawasaki-Syndrom

V. kleiner Gefäße

Wegener-Granulomatose Churg-Strauss-Syndrom

Mikroskopische Polyarteriitis Idiopathsche

Glomerulonephritis

Assoziiert mit ANCA

Epidemiologie •  Vaskulitiden sind allgemein hin seltene Erkrankungen.

•  Anstieg der Häufigkeit seit den 80er Jahren ist wahrscheinlich durch erhöhte Sensibilisierung der diagnostizierenden Ärzte und die Entwicklung robuster Testsysteme zu erklären.

•  Häufigkeit (Fälle/100,000/Jahr):

Riesenzellarteriitis: 20

Polyarteriitis nodosa: 5 – 77

Wegener-Granulomatose: 0,4 – 1,5

Mikroskopische Polyarteriitis: 0,2 – 7

Wegener-Granulomatose

•  Mittlere und kleine Gefäße sind betroffen

•  Erste Symptome in den Atmungswegen, weitere Organe (hauptsächlich die Lunge und Nieren) kommen hinzu bis schließlich ein systemisches Bild entsteht

•  Detektion von cANCA: charakteristische Antikörper mit einer Rolle in der Pathogenese der Entzündung

Wegener-Granulomatose – Proteinase 3 (cANCA)

•  > 95% Spezifität und bis zu 90% Sensitivität von PR3 Antikörper für die Krankheit

•  Niedrigere Sensitivität in Patienten ohne Nierenbeeinträchtigung während der Remission

•  In frühen Krankheitsstadien sind nahezu 2/3 der Patienten positiv für PR3 Antikörper

•  Dieses steigt auf bis zu 95% in Patienten mit systemischen Ausprägungen der Krankheit

•  Der Antikörpertiter könnte mit der Aktivität der Krankheit korrelieren: Anstieg in akuten Phasen und Abfall unter Therapie

•  Die Diagnose von Antikörpern könnte demnach nicht nur für die inititale Diagnose, sondern auch für den Verlauf der Krankheit wichtig sein

•  Aus diesem Grunde ist eine quantitative Detektion wünschenswert. Specks,U. (2000). What you should know about PR3-ANCA. Conformational requirements of proteinase 3 (PR3) for enzymatic activity and recognition by PR3-ANCA. Arthritis Res. 2, 263-267.

Myeloperoxidase (pANCA)

Anti-MPO Antikörper sind vorhanden in

•  bis zu 70% der Patienten mit mikroskopischer Polyarteriitis

•  bis zu 50% der Patienten mit Churg-Strauss-Syndrom

Da die Unterscheidung von mikroskopischer Polyarteriitis von anderen Autoimmunerkrankungen mit Lungen- und Nierenbeteiligung (Goodpasture-Syndrom, SLE, Wegener) schwierig ist, sind anti-MPO Antikörper von besonderer Wichtigkeit bei der Diagnose.

ANCA: anti-neutrophil cytoplasmic antibodies

Charakteristische Antikörper in Vaskulitis: Erstmals beschrieben in 1982 Detektion primär durch indirekte Immunofluoreszenz Assay (IFA) in neutrophilen Granulozyten

Antigene: Zielantigene sind in den sekretorischen Vesikeln ruhender Neutrophilen lokalisiert. Sie bestehen hauptsächlich aus cytoplasmatischen Proteinen

Man finden sie auch in:

Andere rheumatische Erkrankungen Chronisch-entzündliche Darmerkrankungen Autoimmune Hepatitis

Detektion von ANCA: Fluoreszenz Muster Man kann drei verschiedene Muster in Ethanol-fixierten Granulozyten finden:

„cytoplasmic“ oder „classical“ Muster (cANCA) Zentrales cytoplasmatisches Muster

Typisch für Wegener-Granulomatose

Hauptsächlich Detektion von Proteinase 3:

Lysosomales Enzym

Detektion von ANCA: Fluoreszenz Muster Man kann drei verschiedene Muster in Ethanol-fixierten Granulozyten finden:

„cytoplasmic“ oder „classical“ Muster (cANCA)

„perinuclear“ Muster (pANCA) Perinukleäres Muster

Als Hauptantigen gilt die Myeloperoxidase (MPO)

„atypical” ANCA (xANCA or aANCA) Untypisches cytoplasmatisches Muster

Antigene sind nicht klar

Detektion von ANCA: Fluoreszenz Muster Man kann drei verschiedene Muster in Ethanol-fixierten Granulozyten finden:

„cytoplasmic“ oder „classical“ Muster (cANCA)

„perinuclear“ Muster (pANCA)

•  Die Begriffe cANCA und pANCA beziehen sich auf spezifische Immunofluoreszenzmuster und nicht auf separate Antigen

•  Verschiedene Proteine können die gleichen cANCA oder pANCA Muster ergeben.

ANCA

•  Die Begriffe cANCA und pANCA beziehen sich auf spezifische Immunofluoreszenzmuster und nicht auf separate Antigen

•  Verschiedene Proteine können die gleichen cANCA oder pANCA Muster ergeben.

PR3

BPI

ANCA

•  Die Begriffe cANCA und pANCA beziehen sich auf spezifische Immunofluoreszenzmuster und nicht auf separate Antigen

•  Verschiedene Proteine können die gleichen cANCA oder pANCA Muster ergeben.

MPO

Lactoferrin

Cathepsin G Lysozyme

Elastase

PR3

BPI

ANCA

pANCA

Neben MPO, sind noch eine Reihe von zusätzlichen Antigenen für eine Reihe an rheumatischen und

gastrointestinalen Erkrankungen beschrieben.

Zielantigene sind ebenfalls lysosomale Proteine:

MPO, Lactoferrin, Lysozyme, Cathepsin G, Elastase

pANCA positive und anti-MPO negative Sera sollten daher auf diese zusätzlichen Antigene getestet werden.

Erkrankungen, die mit pANCA assoziiert sind:

MPO microscopic polyangiitis

Lactoferrin rheumatoid vasculitis, ulcerative colitis, primary sclerosing cholangitis (PSC)

Lysozym rheumatoid vasculitis, ulcerative colitis

Cathepsin G SLE, Sjögren´s syndrome

Elastase rheumatoid arthritis, vasculitis

cANCA

Neben PR3 (90-95% aller cANCA) wurde noch ein zusätzliches Antigen identifiziert:

Bactericidal permeability increasing protein (BPI)

PR3, BPI

Trotzdem ist das Muster in der Fluoreszenz nicht so charakteristisch wie für PR3 und wird aus diesem Grunde

oft auch als xANCA angesehen.

In selten Fällen können anti-PR3/BPI Antikörper auch einen pANCA Muster erzeugen.

Erkrankungen, die mit cANCA assoziiert sind:

PR3 Wegener´s granulomatosis

BPI eher chronisch-entzündliche Darmerkrankungen (IBD) assoziert:

Crohn´s disease & ulcerative colitis

Cystic fibrosis

ANCA Testung International Consensus Statement on Testing and Reporting of ANCA

Minimale Anforderungen an ANCA Testung:

1.  Untersuchung mit indirekter Immunofluoreszenz Assay (IFA)

2.  Bestätigung positiver Seren durch ELISA für PR3 / MPO

Savige J, Gillis D, Benson et al. International consensus statement on testing and reporting of antineutrophil cytoplasmic antibodies (ANCA). Am J Clin Pathol 1999; 111:507–13.

ANCA Testung Fluoreszenzmuster können zweideutig sein:

•  pANCA Fluoreszenzmuster durch non-Vaskulitis assoziierte Antikörper

•  Die Anwesenheit von anti-nukleären Antikörpern (ANA) im Serum können zu Interferenzen führen.

•  Auch die Nachtestung mit Formalin fixierten Neutrophilen zur Bestätigung und zur Differenzierung von ANA-pANCAs scheint weniger spezifisch und weniger sensitiv zu sein als ELISA

•  ANCA Resultate:

Bis zu 5% der ANCA - positiven Seren sind nur im ELISA positiv

•  Empfehlung: beides IFA und ELISA Testung der Seren sollte optimale Sensitivität und Spezifität erzielen.

Pollock, W., et al., Testing on formalin-fixed neutrophils is less sensitive and specific for small vessel vasculitis, and less sensitive for MPO-ANCA, than most ELISAs, J. Immunol. Methods 2008; doi:10.1016/j.jim.2008.09.002

AESKULISA •  Direkter ELISA (MPO, BPI etc.)

Natives Antigen von human Granulozyten werden direkt auf die Platte beschichtet.

Ag

AESKULISA •  Direkter ELISA (MPO, BPI etc.)

Natives Antigen von human Granulozyten werden direkt auf die Platte beschichtet.

•  „capture“ Test Hier wird das Antigen (z.B. PR3) von einem Antikörper gebunden und es sollte eine erhöhte Menge an Epitopen zugänglich sein.

Ag

PR3

AESKULISA PR3 sensitive

•  PR3 sensitive Da Fängerantikörper relativ groß sind können als alternative kleine „spacer“ - Moleküle verwendet werden.

•  PR3, oder andere Antigene, können somit besser erkant werden und eine erhöhte Sensitivität und Spezifität erzielt werden.

PR3

PR3

AESKULISA PR3 sensitive

•  PR3 sensitive Da Fängerantikörper relativ groß sind können als alternative kleine „spacer“ - Moleküle verwendet werden.

•  PR3, oder andere Antigene, können somit besser erkant werden und eine erhöhte Sensitivität und Spezifität erzielt werden.

Studien •  2008: AESKULISA PR3 / MPO zusammen mit 11 weiteren Test

Sensitivitäten und Spezifitäten sind allgemein sehr gut ähnliches Abschneiden aller Kits

ELISA haben vergleichbare Sensitivitäten zu IFA Erkennung von behandelten eher variabel zwischen den Tests

•  Trevisin,M., Pollock,W., Dimech,W., Melny,J., Paspaliaris,B., Gillis,D., Wong,R., and Savige,J. (2008). Antigen-specific ANCA ELISAs have different sensitivities for active and treated vasculitis and for nonvasculitic disease. Am. J. Clin. Pathol. 129, 42-53.

AESKULISA – PR3 Patienten mit WG

AESKULISA – MPO Patienten mit MPA

Aktiv (20 Patienten)

Behandelt (38 Patienten)

Aktiv (26 Patienten)

Behandelt (24 Patienten)

Sensitivität 90% (IFA: 90%) 85-95%

Mittelwert 90%

71% (IFA: 71%) 66-82%

Mittelwert 76%

85% (IFA: 85%) 81-85%

Mittelwert 85%

71% (IFA: 96%) 46-92%

Mittelwert 71%

Spezifität 95% (IFA: n.d.%) range 88-96%

mean 94%

98% (IFA: n.d.%) range 86-99%

mean 97%

Standardisierung:

Warum ein Standard?

•  Vergleichbarkeit der Assays

•  Klinische Studien

Schwierigkeiten

•  es gibt wenig Seren um einen Standard herzustellen

•  Sera z.T. nicht gut charakterisiert

Standardisierung:

Centre of Disease Control

•  Nach einer internationalen Studie under (koordiniert A. Wiik) gibt es jetzt zwei Standards:

•  PR3: PR3-ANCA human reference serum #18

•  MPO: MPO-ANCA human reference serum #15

Was bleibt zu tun:

•  Abgleich der zwei CDCs mit den Assays

•  Verbesserung der Ergebisse an „low titre“ – Seren

•  Bessere Assays in der Zukunft um auch Patienten in der Behandlungsphase besser untersuchen zu können.

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!