Klinikai, szerológiai és genetikai tényezők a bakteriális infekciók és transzlokáció előrejelzésének vizsgálatára májcirrózisos betegekben

Dátum
Szerzők
Dinya, Tamás Ákos
Folyóirat címe
Folyóirat ISSN
Kötet címe (évfolyam száma)
Kiadó
Absztrakt
Elméleti háttér: Májcirrózisban a különböző súlyosságú bakteriális fertőzések az átlagnál gyakrabban fordulnak elő. Az infekciók hatással vannak a májbetegségre is: gátolják a máj működését, hozzájárulnak a betegségspecifikus szövődmények kialakulásához (véralvadási zavar, nyelőcső varixvérzés, hepatikus enkefalopátia, hepatorenális szindróma, stb.), és egyúttal a halálozás jelentős rizikótényezői is. Az infekciók kialakulásában alapvetően két kórképet kell kiemelni: a cirrózishoz társuló immundiszfunkciós (CAID) szindróma és a patológiás bakteriális transzlokáció (BT) szerepe a májbetegség előrehaladtával egyre hangsúlyosabbá válik. A szövődmények megelőzéséhez és kezeléséhez, a kórlefolyás enyhítéséhez és a mortalitás csökkentéséhez elengedhetetlen a fertőzések kialakulásának minél pontosabb előrejelzése. A mintázatfelismerő receptorok (PRR) funkcionális polimorfizmusai befolyásolják az immunrendszer komplex működését, mely révén képes felismerni és eltávolítani a kórokozókat, ami aztán hatással lesz a gazdaszervezet veleszületett védekező mechanizmusaira is. Az öröklött PRR működéséhez köthető immunzavarok szerepe májcirrózisban a spontán bakteriális peritonitisz (SBP) kialakulásában igazolt, ugyanakkor átfogó elemzésükre a nem-SBP típusú bakteriális fertőzések kialakulásával kapcsolatosan nem került még sor, mint ahogyan arra sem, hogy vizsgálják jelentőségüket a progresszív betegséglefolyásban. A bélbaktériumok sejtfelszíni szénhidrát és fehérje antigénjei ellen kialakuló antitestképződés a szövődményes vékonybél Crohn-betegség szerológiai jellegzetességeként ismert, és hátterében - legalábbis részben - a NOD2/CARD15 mutációkkal mutatott kapcsolat miatt a genetikai alapon létrejövő bélflóra elleni toleranciavesztést feltételezik. Feltételezésünk szerint az IgA izotípusú antimikrobiális antitestképződés nem kórkép specifikus, szerzett módon is kialakulhat és a kóros BT kórfolyamatát jelzi. Májcirrózisban előfordulási gyakoriságukat és hatékonyságukat a bakteriális fertőzések kialakulásának előrejelzésében eddig még nem vizsgálták. Célkitűzések: Nagy létszámú májcirrózisos betegpopuláción obszervációs klinikai tanulmány keretében vizsgáltuk különböző intracelluláris és sejtfelszíni PRR fehérjék (toll-szerű receptor [TLR2 és -4] és NOD2/CARD15) funkcionális következményekkel járó ismert genetikai polimorfizmusainak jelentőségét a bakteriális infekciók, valamint a progresszív betegségforma kialakulásában (dekompenzált májcirrózis és/ vagy a májbetegséghez kapcsolódó halálozás). Vizsgáltuk továbbá kapcsolatukat az endotoxin expozíció ismert szerológiai markereivel (lipopoliszaharid-kötő fehérje [LBP] és endotoxin core antitest [EndoCab]). Meghatároztuk májcirrózisban az IgA izotípusú antimikrobiális antitestek (anti-Saccharomyces cerevisiae [ASCA] és anti-OMP PlusTM) gyakoriságát, azok összefüggését a betegség klinikai megjelenésével és a PRR polimorfizmusokkal. Vizsgáltuk továbbá, hogy a különböző szerológiai antitestek mennyiben befolyásolják a fertőzések kialakulását és milyen összefüggést mutatnak a betegségspecifikus halálozással. A kontrollcsoport nagy létszámú gyulladásos bélbetegekből (IBD), nem cirrózisos krónikus májbetegekből, valamint egészséges egyénekből állt. Módszerek: Az antimikrobiális antitestek és az endotoxémia biomarkereinek meghatározását szérum mintákból ELISA módszerrel végeztük. A NOD2 gén esetén három (R702W, G908R és L1007PfsinsC), míg a TLR2 (−16934T>A) és a TLR4 (D299G) géneknél pedig 1-1 variáns genotipizálását végeztük el. Eredmények: Májcirrózisos betegekben a bakteriális infekciók kialakulásának kockázati tényezőit vizsgálva a veleszületett fogékonyságot reprezentáló genetikai tényezők közül csak a NOD2 génvariánsok bizonyultak az SBP kockázati tényezőjének, míg a TLR2 vagy TLR4 variánsok nem. Aszciteszes betegekben az SBP kialakulásnak kumulatív valószínűsége magasabb volt a NOD2 génvariánsok jelenléte esetén a vad típussal összehasonlítva (76,9±19,9% vs. 30,9±6,9%, pLogRank=0,047). Ugyanakkor a nem-SBP típusú fertőzések előfordulását tekintve a klinikai faktorok fontosabbnak bizonyultak és nem voltak összefüggésbe hozhatók sem az egyedi, sem pedig a kombinált PRR génprofilokkal. Az előrehaladott betegségstádium (HR [95% CI]: 2,11 [1,38-3,25]) és a megelőző fertőzéses epizód (HR: 2,42 [1,58-3,72]) voltak a későbbi bakteriális infekciók kialakulásának legfőbb klinikai kockázati tényezői. A nem-SBP típusú bakteriális fertőzés kockázata még magasabb volt mindkét klinikai tényező együttes jelenléte esetén (HR: 4,74 [2,68-8,39]). A PRR genotípusok májcirrózisban nem voltak képesek előrevetíteni a hosszútávú betegséglefolyást sem. A különféle antimikrobiális antitestképződést májcirrózisban gyakorinak találtuk (ASCA IgA/IgG: 38,5% és az anti-OMP PlusTM IgA: 62,6%) mind az egészséges (16% és 20%, p<0,001 mindkettő esetén), mind pedig a krónikus májbeteg kontroll csoporthoz képest (22,2% és 16,5%, p<0,001 mindkettő esetén). Kialakulásukban elsősorban szerzett faktorok, mint a májbetegség súlyossága és nem pedig a BT-ra hajlamosító genetikai tényezők, mint a NOD2 génvariánsok játszottak szerepet. Az IgA izotípusú ASCA antitest a betegségsúlyosságtól függetlenül a bakteriális fertőzések független kockázati tényezőjének bizonyult (HR: 2,18 [1,31-3,61]). Következtetések: Sikerült megerősíteni, miszerint bizonyos gyakori NOD2 génvariánsok fokozzák az SBP kialakulásának kockázatát. Az eredményeink szerint azonban a NOD2, illetve a TLR2 és TLR4 polimorfizmusok nem mutattak összefüggést a nem SBP-típusú bakteriális fertőzések kialakulásával. Egy korábbi fertőzéses epizód a betegségtörténetben a betegség súlyosságtól független, jelentős új klinikai rizikófaktornak bizonyult egy későbbi fertőzéses epizód kialakulása szempontjából. A PRR génvariánsok vizsgálata során nem találtunk összefüggést a transzlokáció szerológiai markereivel, a hosszútávú szövődmények kialakulásával vagy a májeredetű halálozással. Ezek az eredmények arra engednek következtetni, hogy májcirrózisban a PRR genotípusnak csupán korlátozott előrejelző értéke van a betegség lefolyását tekintve. Az IgA izotípusú antimikrobiális antitestek előfordulása gyakori májcirrózisban és a kóros BT új szerológai markerének tartható. Ezen felül, az IgA izotípusú ASCA antitestek a cirrózis-indukálta bakteriális infekciók kialakulásában játszanak fontos szerepet.
Background: Development of bacterial infections – often in their more severe clinical forms – is frequently seen is liver cirrhosis. Infections make the liver disease worse by impairing hepatic function, provoking the onset of complications (e.g. coagulopathy, hepatorenal syndrome, hepatic encephalopathy, variceal bleeding, etc.), and are themselves important factors of mortality. The role of cirrhosis-associated immune dysfunction (CAID) syndrome and pathologic bacterial translocation (BT) in the development of infections is significant, and even more profound in more advanced disease stages. Reliable prediction of impending infections is necessary to be able to manage complications, slow disease progression and decrease mortality. The functional polymorphisms of pattern recognition receptors (PRR) affect their ability to detect and eliminate pathogens, thus impairing innate host defense mechanisms. The role of innate PRR-related immune deficiencies in liver cirrhosis is confirmed in spontaneous bacterial peritonitis (SBP). It must be noted, that neither their role in the development of non-SBP type infections, nor their importance regarding disease progression has not been thoroughly investigated. The antibody production against surface carbohydrate and other protein antigens of gut bacteria is a well-known serological process in complicated intestinal Crohn’s disease, and due to its connection to NOD2/CARD15 mutations, it is considered to arise – at least partially – from a genetic loss of tolerance against the gut flora. We hypothesized that the production of IgA isotype antimicrobial antibodies is not disease specific, it can be acquired, and it can predict the onset of pathologic BT. Unfortunately, previous studies could not determine the prevalence of these antibodies in liver cirrhosis or assess their role in the prediction of future bacterial infections. Aims: We completed a prospective observational study involving a large number of patients with liver cirrhosis and investigated the role of some clinically significant genetic polymorphisms of certain intracellular and surface pattern recognition receptor proteins (PRRs) which affect the immune system (toll-like receptors [TLR2 and 4] and NOD2/CARD15), with a special emphasize on the development of bacterial infections and disease progression. We also examined their connection with the known serological markers of endotoxin exposition (Lipopolysaccharide-Binding Protein [LBP] and endotoxin core antibody [EndoCab]). We determined the frequency of several isotypes of IgA antimicrobial antibodies (ASCA, anti-OMP PlusTM IgA), their correlation with the clinical manifestation and the various PRR polymorphisms. We determined the effect of the serological antibodies on bacterial infections and their correlation with infection-related mortality. The control group consisted of patients with inflammatory bowel disease (IBD), non-cirrhotic chronic liver disease, and also healthy individuals. Methods: Evaluation of antimicrobial antibodies and biomarkers of endotoxemia was done from serum samples using ELISA assays. Three alleles of NOD2 gene (R702W, G908R és L1007PfsinsC), and 1-1 allele of the TLR2 (−16934T>A) and TLR4 (D299G) genes was genotyped. Results: When investigating the various risk factors of bacterial infections in cirrhotic patients, from generic factors representing innate susceptibility only NOD2 gene variants proved to be risk factors of SBP, while TLR2 or TLR4 alleles were not. In ascitic patients the cumulative probability of SBP development was higher in the presence of NOD2 gene variants than in those with the wild type. (76.9±19.9% vs. 30.9±6.9%, pLogRank=0.047). In the case of non-SBP type infections, the clinical factors proved to be more significant and did not show correlation either to the individual, or the combined PRR gene profiles. Disease severity (HR [95% CI]: 2.11 [1.38-3.25]) and previous bacterial infections (HR: 2.42 [1.58-3.72]) were the most directly linked clinical risk factors for the onset of a subsequent infection. Non-SBP type infections occurred more frequently when both clinical factors were present (HR: 4.74 [2.68-8.39]). The PRR genotypes proved insufficient for the prediction of long-term disease outcome in liver cirrhosis. Certain antimicrobial antibodies are more frequently produced in liver cirrhosis (ASCA IgA/IgG: 38.5% and anti-OMP PlusTM IgA: 62.6%) compared to both the healthy controls (16% and 20%, p< 0.001 for both), and to the chronic liver patient control group (22.2% and 16.5%, p<0.001 for both). Their formation was more likely determined by acquired factors, like disease severity, than genetic factors predisposing to BT, like NOD2 gene variants. From the ASCA antibodies only the IgA isotype could be identified as an independent risk factor of bacterial infections, regardless of disease severity (HR: 2.18 [1.31-3.61]). Conclusions: We could confirm that certain frequent NOD2 alleles are indeed risk factors of SBP. The various polymorphisms of NOD2 and TLR2/4 did not correlate with the onset of non-SBP type bacterial infections. Previous bacterial infections were confirmed to be a significant, novel risk factor - regardless of disease severity – for subsequent infections. The investigated PRR alleles showed no correlation with the serological markers of BT, the long-term complication rate, or with disease-related mortality. These data confirmed our theory that the PRR genotype in cirrhosis has only a limited predictive value for disease severity. IgA isotype ASCA antimicrobial antibodies are often produced in liver cirrhosis, and thus can be considered as a novel serological marker of pathologic BT. The IgA isotype of ASCA antibodies are new serological risk factors of cirrhosis-related bacterial infections.
Leírás
Kulcsszavak
bakteriális infekció, májcirrózis, bakteriális transzlokáció, anti-inflammatórikus válasz, génpolimorfizmusok, mintázatfelismerő receptorok, bacterial infection, liver cirrhosis, bacterial translocation, anti-inflammatory response, genetic polymorphisms, pattern recognition receptors
Forrás