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 autoreaktivních 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 kódující 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 Časná přecitlivělost Časná přecitlivělost Časná přecitlivělost 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 •Přechod do 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 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 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) • • Alergická přecitlivělost (2) •Nezprostředkovaná IgE • • T-lymfocyty (kontaktní dermatitida) • Eosinofilní leukocyty (gastroenteropatie) • IgG (alergická alveolitida) • jiné imunologické mechanismy Kontaktní dermatitida https://www.researchgate.net/profile/Stephan_Grabbe/publication/230761917/figure/fig1/AS:2725497287 47583@1441992327875/Figure-2-A-schematic-view-of-the-sensitization-phase-Step-1-Haptens-activate.pn g 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 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 Cytotoxicita závislá na protilátkách Cytotoxicita závislá na protilátkách 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 Imunopatologické reakce II. typu (cytotoxický typ přecitlivělosti) •Uplatňuje se : •Autoimunitní choroby (cytotoxický efekt autoprotilátek). •Imunitní reakce namířena proti autoantigenům specifickým pro určitou buněčnou linii nebo tkáň. •Autoimunitní cytopenie - poškození erytrocytů, granulocytů, trombocytů. •Hemolytické reakcí způsobených protilátkami proti krevním skupinám. •Poškození tkání – kůže (pemphigus), atd.. •Patogenetický účinek antireceptorových protilátek např. u myasthenia gravis). Cytotoxicita závislá na protilátkách – typy onemocnění •Autoimunitní hemolytická anémie •Autoimunitní perniciosní anemie •Autoimunitní trombocytopenie •Transfusní reakce •Hemolytická choroba novorozenců •Goodpasturův syndrom •Pemphigus •Hashimotova thyroiditida •Graves’ Basedova choroba •Myasthenia gravis •Revmatická horečka • Druhy onemocnění u cytotoxického typu přecitlivělosti –Transfuzní reakce •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 • 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 Reakce na imunokomplexy Reakce na imunokomplexy Reakce na imunokomplexy Reakce na imunokomplexy typy onemocnění •Imunokomplexová glomerulonefritida •Revmatoidní artritida •Sérová nemoc •Subakutní bakteriální endokarditida •Symptomy malárie •Systémový lupus erythematosus •Farmářské plíce – typ Artushovy rekace 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. uexogenní alergická alveolitida, 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 Exogenní alergická alveolitida - Arthusova reakce •Příčina – usazování nerozpustných imunokomplexů v plicích. •Imunokomplexy jsou z exogenních Ag a IgG. •6-8 hodin po expozici se u pacientů objevuje záchvatovitý kašel, horečka třesavka, zimnice, malátnost, … •Opakovaná expozice vede k plicní fibróze. •Často u chovatelů ptáků (expozice ptačím Ag), farmářů ( plísně v seně), kožešníků, výrobny plesnivých sýrů… Přecitlivělost oddáleného typu IV. •Oddálená alergická reakce – u senzibilizovaného jedince – 24-48hodin. •Ag vyvolá aktivaci T-lymfocytů, které po vývoji do efektorové fáze produkují cytokiny – ovlivnění IS. •Výsledkem je infiltrace tkáně lymfocyty, monocyty makrofágy a někdy i nekróza tkáně vyvolaná přímým účinkem těchto buněk. 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. • • Reakce pozdní přecitlivělosti Reakce pozdní přecitlivělosti 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 – – – Granulom Revisiting the role of the granuloma in tuberculosis Th1, Th 17 lymfocyty 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. • • • Reakce pozdní přecitlivělosti • 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 • Prolomení autotolerance •infekce a trauma: • - destrukce tkání vede k uvolnění autoantigenů, vůči kterým nebyla vytvořena centrální tolerance (sekvestrované antigeny) • - tvorba autoprotilátek na základě podobnosti mikrobiálních antigenů s autoantigeny (molekulární mimikry) • • polyklonální aktivace B lymfocytů: • - vyvolána na T-independentními antigeny = lipopolysacharidy (polyklonální mitogen B lymfocytů) → nespecifická stimulace B lymfocytů a produkce protilátek (většinou třídy IgM) • - reakce polysacharidů a polymerních peptidů s velkým množstvím BCR, vznikající signály stačí k vyvolání buněčného dělení a diferenciace B lymfocytů na plazmatické buňky bez pomoci Th lymfocytů • 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, hyrotoxikóza) 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) Imunopatologické reakce •II typ imunopatologické reakce cytotoxicita závislá na protilátkách – Gravesova-Basedowova choroba, Perniciózní anemie, Myasthenia gravis, Goodpastureův syndrom, Pemphigus vulgaris, Autoimunitní hemolytická anemie, Idiopatická trombocytopenická purpura. •III typ imunopatologické reakce imunokomplexová reakce - Systémový lupus erythematodes, Polyarteritis nodosa, Poststreptokoková glomerulonefritida. •IV typ imunopatologické reakce – pozdní přecitlivělost - Diabetes mellitus (insulin-dependentní), Revmatoidní artritida, Roztroušená skleróza, Ulcerózní kolitida, Crohnova choroba. • • • Autominunitní choroby • • •Systémová • - postiženo více orgánů a tkání. • •Orgánově lokalizovaná • - postihující převážně určitý orgán provázené • postižením dalších orgánů. • •Orgánově specifická • - postižení jednoho orgánu nebo skupiny vývojově a • funkčně propojených orgánů. • • • • • Systémové choroby •Systémový lupus erythematosus (SLE) •Revmatoidní arthritida (RA) •Dermatopolymyositida •Sjögrenova choroba •Systémová sklerodermie •Smíšená choroba pojiva •Antifosfolipidový syndrom •Některé vaskulitidy •Sarkoidóza Orgánovéspecifické 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 • Serologická diagnostika autoimunitních chorob •Vnitřní stimulace imunitního systému. •V jejím důsledku vznikají autoprotilátky. •Jsou zaměřeny proti tělu vlastním tkáním. •Způsobují zánětlivou reakci. •Protilátky jsou zaměřeny proti: –Orgánům –Tkáním –Trombocytům. – 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! Laboratorní diagnostika autoimunitních chorob • •ELISA • •NEPŘÍMÁ IMUNOFLUORESCENCE • •IMMUNOBLOTING 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. 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 • 113 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 114 File0001 115 Schéma Hep-2 buňky 116 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 117 Typ: Homogenní antigen : histony - bazické proteiny asociované s DNA polynukleotidy - dsDNA, ssDNA Ku - DNA vazebný protein klinické asociace : SLE, léky indukovaný lupus, RA 118 IMG_0018 negativní obraz 119 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 • 121 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 122 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 123 HEp- 2 Mitotic stages 124 CENTROMÉRA Proteiny kinetochóru Z_OMER1 Laboratorní diagnostika autoprotilátek Fluorescenční obraz na Hep-2 logo dynex nove 125 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. 129 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. 131 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. • 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. • • Autoprotilátky •Autoprotiátky: ANA, dsDNA, ENA (SS-A/Ro, SS-A/La), Sm, proti nukleozomům, fosfolipidům • dsDNA ANA 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 Sjögrenův syndrom • •Chronické zánětlivé onemocnění charakteristické postižením exokrinních žláz (slinných, slzných, gastrointestinálního, urogenitálního systému a kůže). • •Primární projevy: xerostomie, xeroftalmie, atrofická glositida, zvýšená kazivost zubů, poruchy motility ezofagu, atrofická gastritida. • •Neerozivní polyartritida, pancreatitida, intersticiální plicní postižení, renální tubulární acidosa, Raynaudův fenomén, recid. kolpitidy. Autoprotilátky •autoprotilátky proti ENA = extrahovatelným nukleárním antigenům (SS-A, SS-B),ANA- zrnitý typ, RF • slin.žl. en_a10fig04 Autoimuntní onemocnění jater •Autoimunitní hepatitida •Primární biliární cirhóza •Progresivní sklerotizující cholangitida • Autoimunitní hepatitidy •typ I - autoprotilátky proti SMA, ANA, ANCA, SLA • •typ II – autoprotilátky proti antigenům • mikrozómů LKM-1 • •typ III - autoprotilátky proti rozpustným jaterním antigenům SLA • •typ IV - překryvný syndrom s PBC - AMA • Primární biliární cirhóza •Orgánově specifická choroba. •Charakteristické klinické projevy: ikterus, hepatomegalie, svědění kůže. •Biochemie: známky intrahepatální cholestázy •Imunologie: přítomnost antimitochondriálních protilátek -imunofluorescenčně • 146 IMG_0020 IMG_0032 IMG_0004 játra žaludek ledvina AMA foto: V. Thon, ÚKIA Autoprotilátky •autoprotilátky proti ENA = extrahovatelným nukleárním antigenům (SS-A, SS-B),ANA- zrnitý typ, RF • slin.žl. en_a10fig04 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. • 149 IMG_0009 ASMA, žaludek foto: V. Thon, ÚKIA 150 IMG_0008 ASMA, žaludek foto: V. Thon, ÚKIA Gravesova-Basedowova choroba •Orgánově specifická choroba. •Autoprotilátky proti štítné žláze – stimulují růst štítné žůázy a vedou k hyperfunkci štítné žlázy. •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 • 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. •Hypofunkce - infiltrace štítné žlázy lymfocyty a plazmatickými bb. •Imunologie: autoprotilátky proti thyreoperoxidáze v 90%+, proti thyreoglobulinu ve 40-70%+. •Biochemie: zvýšení TSH, snížení T4 event. i T3. • Autoimunitní postižení endokrinního systému •Hashimotova thyreoiditida - hypofunkce • - infiltrace štítné žlázy lymfocyty a plazmatickými bb. • - autoprotilátky proti thyreoideální peroxidáze (a-TPO) a/nebo proti thyreoglobulinu (a-TG) •Klinické projevy: příznaky • hypofunkce štítné žlázy, • struma, relativně častá • kopřivka 17068 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 •Onemocnění charakterizované přítomností autoprotilátek proti Ach receptorům. •Ab po vazbě na postsynaptickou membránu neuromuskulárního spojení blokují převod vzruchu přes nervosvalovou ploténku •IK působí sek. poškození nervosvalové ploténky •Projevy: postupně progredující svalová slabost. •Postižením okulokutánních svalů (ptóza víček, diplopie), postižení svalů tváře a faryngu (dysartrie, dysfagie), kosterního svalstva (potíže při chůzi do schodů, postižení dýchacích svalů). •Pomocná vyšetření: EMG 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