Advanced

Serologic Markers in Screening for Coeliac Disease, Clinical significance and immunogenetic basis

Sjöberg, Klas LU (2000)
Abstract (Swedish)
Popular Abstract in Swedish

Bakgrund



Coeliaki eller glutenenteropati (GE) är beteckningar på ett så kallat malabsorptionstillstånd, dvs ett tillstånd med brister (som kan omfatta bl a B-vitaminer, järn och kalk) och/eller diarré till följd av inflammation i tarmen. Vid GE sitter inflammationen i slemhinnan i början av tunntarmen. GE omnämndes första gången av Araeteus i Rom 2:a århundradet efter Kristus, men det dröjde till 1950-talet innan Dicke kunde identifiera att gluten – ett bindeämne i mjöl – låg bakom sjukdomen. Eftersom GE ibland kan förekomma utan mer påtagliga symtom utgör bestämning av antikroppar mot gluten (GA) ett hjälpmedel i diagnostiken tillsammans med så kallade endomysieantikroppar... (More)
Popular Abstract in Swedish

Bakgrund



Coeliaki eller glutenenteropati (GE) är beteckningar på ett så kallat malabsorptionstillstånd, dvs ett tillstånd med brister (som kan omfatta bl a B-vitaminer, järn och kalk) och/eller diarré till följd av inflammation i tarmen. Vid GE sitter inflammationen i slemhinnan i början av tunntarmen. GE omnämndes första gången av Araeteus i Rom 2:a århundradet efter Kristus, men det dröjde till 1950-talet innan Dicke kunde identifiera att gluten – ett bindeämne i mjöl – låg bakom sjukdomen. Eftersom GE ibland kan förekomma utan mer påtagliga symtom utgör bestämning av antikroppar mot gluten (GA) ett hjälpmedel i diagnostiken tillsammans med så kallade endomysieantikroppar (EMA). EMA är antikroppar som är riktade mot en nyligen identifierad substans i bindväven i tarmslemhinnan (enzymet transglutaminas). Diagnosen bekräftas slutligen genom att man tar ett vävnadsprov från början av tunntarmen (så kallad tunntarmsbiopsi), där man då kan påvisa att tarmluddet försvunnit och att en inflammation föreligger.



Det är sedan tidigare känt att GE förekommer i ökad frekvens i grupper med annan s k autoimmun sjukdom. Med detta avses ett sjukdomstillstånd där kroppens immunsystem angriper kroppens egen vävnad. Ett exempel på detta är diabetes, där kroppens vita blodkroppar angriper och dödar kroppens insulinframställande celler. Förutsättningen för utveckling av en autoimmun sjukdom är att en del av ett äggviteämne som finns i det aktuella organet (eller snarare cellsystemet) passar in i vissa vita blodkroppars igenkänningssystem, det så kallade HLA-systemet, som utgör en form av legitimationskontroll inom kroppen. Det är sedan tidigare känt att GE har samma HLA-uppsättning som vissa autoimmuna sjukdomar, bl a ungdomsdiabetes, inflammation i sköldkörteln och vissa former av leversjukdom, vilket medför att dessa tillstånd kan förekomma samtidigt.



Målsättningar



Målsättningarna med detta arbete har varit att:



* Fastställa förekomsten av GE med hjälp av olika antikroppsanalyser (GA, EMA och olika typer av transglutaminas) hos blodgivare men även vid specifika sjukdomstillstånd.



* Öka kunskapen om det diagnostiska värdet och den immunologiska bakgrunden till olika antikroppar vid screening för GE, speciellt med avseende på GA.



* Definiera kliniska och immunologiska karakteristika hos GE-patienter som identifierats med hjälp av antikroppsscreening av förment friska (blodgivare) men även vid autoimmuna sjukdomar såsom leversjukdom och diabetes.



Resultat



I det första arbetet fastställdes relevanta gränser för en metod att bestämma IgA- och IgG-GA i serum som led i screening efter GE. Prevalensen för GE i regionen beräknades och endast ett fall hos 1537 blodgivare kunde påvisas (0,065%). På senare år har flera undersökningar påvisat att sjukdomen är betydligt vanligare än man tidigare trott; hos vuxna i Sverige (Linköping), Norge (Bergen) och Finland (Tampere) förekommer sjukdomen hos c:a 1/300 (0,33%). Trots detta har man endast kunnat påvisa tillståndet hos 1/10.000 (0,01%) hos barn i Danmark. Mot bakgrund av skillnaden mot de övriga undersökningarna men även den geografiska närheten till Danmark genomfördes en ny undersökning av 1970 blodgivare med hjälp av en seriell analys av först GA och sen EMA hos dem som hade GA. 4 fall av GE kunde då identifieras (varav en med tidigare känd GE) (= 1/492, 0,20%). Dessutom hade två personer symtom och ökat antal vita blodkroppar i slemhinnan, en omdiskuterad men sannolikt tidig fas av GE. Om dessa båda personer också inkluderas blir den totala förekomsten 1/328 = 0,3%. Denna prevalens motvarar vad man funnit i övriga Skandinavien utom i Danmark. Vid undersökning av definierade autoimmuna sjukdomstillstånd påvisades också en ökad förekomst av GE. I gruppen med autoimmun hepatit upptäcktes två patienter med GE motsvarande en prevalens av 5%. Även vid ungdomsdiabetes var förekomsten av GE ökad: 1,8% (15/848) hade verifierad GE och ytterligare 7 hade EMA (vilket starkt talar för att GE föreligger) motsvarande 2,6% med GE totalt.



För att närmare utreda den kliniska betydelsen av GA (men även prevalensen av GE enligt ovan) vid olika sjukdomstillstånd, undersöktes specificerade grupper med leversjukdom, främst autoimmun (dvs primär biliär cirros, primär skleroserande cholangit och kronisk hepatit - bland annat autoimmun hepatit) och jämfördes med grupper med exogen leversjukdom (alkoholleversjukdom och infektion med hepatit C virus) samt med blodgivare som kontrollgrupp. I alla grupper var förekomsten av IgA-GA ökad jämfört med hos blodgivare (11-24% mot 5%). Därefter undersöktes olika grupper med diabetessjukdom, dvs autoimmunt orsakad ungdomsdiabetes men även åldersdiabetes samt diabetes av annan orsak, dvs sjukdom i bukspottskörteln med sekundär påverkan på insulinframställningen. Även här kunde en ökad förekomst av IgA-GA noteras (12-24% mot 5% hos blodgivare). Notabelt var att både vid leversjukdom och diabetes var frekvensen förhöjd såväl vid autoimmun sjukdom (tex autoimmun hepatit respektive ungdomsdiabetes) som vid sjukdom av icke autoimmun genes (tex alkoholleversjukdom respektive sekundär diabetes).



För att närmare karakterisera den höga förekomsten av GA utan GE studerades HLA-uppsättningen hos patienter med GE jämfört med friska utan GA respektive GA-positiva blodgivare med normal tunntarmsbiopsi. Det framgick då att dessa tre grupper skilde sig åt vad gäller HLA-uppsättning. Vissa HLA-receptorer bidrar till sjukdomsutveckling (vilket är känt sedan tidigare) medan vissa verkar skydda mot sjukdom och någon möjligen kan bidra till uppkomsten av GA. För att närmare undersöka detta fenomen vid en autoimmun sjukdom undersöktes patienter med ungdomsdiabetes och positiva GA (IgA och IgG) (varav 6 av 16 hade samtidig GE) och jämfördes med en GA-negativ grupp som matchats vad avser kön, ålder och diabetesduration. Härvid framgick att den GA-positiva gruppen hade en ökad förekomst av sköldkörtelsjukdom (manifest sjukdom men även antikroppsförekomst) samt en annorlunda uppsättning av så kallade HLA-anlag.



En forskargrupp i Tyskland har nyligen upptäckt att endomysieantikroppen egentligen är riktad mot ett kroppseget äggviteämne i tarmslemhinnan, vävnadstransglutaminas, ett enzym som har betydelse bland annat för bindvävens stabilitet. Denna antikroppsreaktion är följdriktig då flera autoimmuna sjukdomar har en antikroppreaktion mot något viktigt enzym i kroppen. En antikroppsanalys mot transglutaminas för diagnostik av GE har också utvecklats men med varierande utfall vid olika analystillfällen. För att möjligen kunna förfina metoden undersöktes om faktor XIII i stället kunde användas; en koagulationsfaktor som tillhör transglutaminasfamiljen och har stor likhet med vävnadstransglutaminas. Korrelationen mellan de båda antikropparna var emellertid dålig. Mycket höga antikroppsnivåer kunde dock påvisas hos enstaka patienter, något som tidigare endast observerats i 28 fall, dock utan några tecken till ökad blödningsbenägenhet.



Slutsatser



* Förekomsten av GE i Skandinavien, inklusive södra Sverige, är hög, 0,3-0,4%.



* Vid autoimmun hepatit och typ 1 diabetes är förekomsten av GE ökad upp till 10 gånger jämfört med i normalbefolkningen, varför regelbunden screening av GE är motiverad vid dessa tillstånd.



* Förekomsten av GA - speciellt IgA-GA - är ökad i normalbefolkningen men speciellt vid kronisk leversjukdom och diabetes. Vid screening på misstanke om GE bör därför positiva GA kompletteras med EMA/tTg-test.



* Utvecklingen av GA sker oberoende av den HLA-gen som är kopplad till utvecklingen av GE samtidigt som en samvariation föreligger mellan GA och sköldkörtelsjukdom. HLA-gener som kan skydda mot utvecklingen av GE har påvisats.



* Analys av förekomsten av antikroppar mot transglutaminas kan användas i screening för GE. Antikroppar mot faktor XIII, ett närbesläktat enzym, förekommer sporadiskt vid GE, varför analys av dessa inte kan användas vid diagnostiken av GE. (Less)
Abstract
The prevalence of coeliac disease (CD) was initially estimated to 1/1537. Based on serial analysis [GA and endomysial antibodies (EMA)], the prevalence was 6/1970 (0.30%). In autoimmune chronic hepatitis 5.4% and in IDDM 2.6% had CD, why regular screening for CD in these conditions seems motivated.



The frequency of IgA-GA positivity was increased in alcoholic liver disease, PBC, primary sclerosing cholangitis, chronic hepatitis, and hepatitis C, as well as in IDDM, NIDDM, and in secondary diabetes to 11-24% compared with blood donors (5%). Consequently, investigation in GA-positive individuals with suspicion of CD should be completed with EMA/tTg.



CD was correlated with HLA-DR3 and DQ2, whereas DQ1,... (More)
The prevalence of coeliac disease (CD) was initially estimated to 1/1537. Based on serial analysis [GA and endomysial antibodies (EMA)], the prevalence was 6/1970 (0.30%). In autoimmune chronic hepatitis 5.4% and in IDDM 2.6% had CD, why regular screening for CD in these conditions seems motivated.



The frequency of IgA-GA positivity was increased in alcoholic liver disease, PBC, primary sclerosing cholangitis, chronic hepatitis, and hepatitis C, as well as in IDDM, NIDDM, and in secondary diabetes to 11-24% compared with blood donors (5%). Consequently, investigation in GA-positive individuals with suspicion of CD should be completed with EMA/tTg.



CD was correlated with HLA-DR3 and DQ2, whereas DQ1, DQ7, DR1, DR4 and DR5 were all inversely correlated. 79% of GA-positive but healthy individuals had DQ1, which would be expected to confer protection. The findings suggest GA-positivity to be independent of the HLA genotype in CD. From 848 IDDM patients 16 high titre GA patients were selected and compared with 37 matched low titre patients. Chronic thyroiditis, thyroid peroxidase and factor XIII IgA antibody positivity and HLA DRB1*13 were correlated with GA-positivity, while tissue transglutaminase IgG titres were inversely correlated.



A tissue transglutaminase (tTg) ELISA method has been developed for CD-screening. The possibility to replace tTg by recombinant factor XIII was investigated. A patient with CD and antibodies against the active site of factor XIII is described. In sera from 20 patients with EMA and 20 controls no correlation between tTg and factor XIII was observed. Determination of antibody titres against factor XIII is not appropriate to use in screening for CD. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
opponent
  • Kilander, Anders
organization
publishing date
type
Thesis
publication status
published
subject
keywords
Gastro-enterology, transglutaminase, specificity, sensitivity, prevalence, HLA, liver disease, endomysial antibodies, gliadin antibodies, diabetes, Autoimmune disease, coeliac disease, Gastroenterologi
pages
126 pages
publisher
Department of Medicine, Lund University
defense location
Lilla aulan, MFC, Ing. 59, U-MAS, Malmö
defense date
2000-04-27 13:15
external identifiers
  • Other:ISRN: LUMEDW/ME00--1053--SE
ISBN
91-628-4101-7
language
English
LU publication?
yes
id
acdfd4f3-f4af-43a4-8208-6e633774de3d (old id 40389)
date added to LUP
2007-07-31 10:51:01
date last changed
2016-09-19 08:45:09
@phdthesis{acdfd4f3-f4af-43a4-8208-6e633774de3d,
  abstract     = {The prevalence of coeliac disease (CD) was initially estimated to 1/1537. Based on serial analysis [GA and endomysial antibodies (EMA)], the prevalence was 6/1970 (0.30%). In autoimmune chronic hepatitis 5.4% and in IDDM 2.6% had CD, why regular screening for CD in these conditions seems motivated.<br/><br>
<br/><br>
The frequency of IgA-GA positivity was increased in alcoholic liver disease, PBC, primary sclerosing cholangitis, chronic hepatitis, and hepatitis C, as well as in IDDM, NIDDM, and in secondary diabetes to 11-24% compared with blood donors (5%). Consequently, investigation in GA-positive individuals with suspicion of CD should be completed with EMA/tTg.<br/><br>
<br/><br>
CD was correlated with HLA-DR3 and DQ2, whereas DQ1, DQ7, DR1, DR4 and DR5 were all inversely correlated. 79% of GA-positive but healthy individuals had DQ1, which would be expected to confer protection. The findings suggest GA-positivity to be independent of the HLA genotype in CD. From 848 IDDM patients 16 high titre GA patients were selected and compared with 37 matched low titre patients. Chronic thyroiditis, thyroid peroxidase and factor XIII IgA antibody positivity and HLA DRB1*13 were correlated with GA-positivity, while tissue transglutaminase IgG titres were inversely correlated.<br/><br>
<br/><br>
A tissue transglutaminase (tTg) ELISA method has been developed for CD-screening. The possibility to replace tTg by recombinant factor XIII was investigated. A patient with CD and antibodies against the active site of factor XIII is described. In sera from 20 patients with EMA and 20 controls no correlation between tTg and factor XIII was observed. Determination of antibody titres against factor XIII is not appropriate to use in screening for CD.},
  author       = {Sjöberg, Klas},
  isbn         = {91-628-4101-7},
  keyword      = {Gastro-enterology,transglutaminase,specificity,sensitivity,prevalence,HLA,liver disease,endomysial antibodies,gliadin antibodies,diabetes,Autoimmune disease,coeliac disease,Gastroenterologi},
  language     = {eng},
  pages        = {126},
  publisher    = {Department of Medicine, Lund University},
  school       = {Lund University},
  title        = {Serologic Markers in Screening for Coeliac Disease, Clinical significance and immunogenetic basis},
  year         = {2000},
}