Table of Contents
Введение: почему точная диагностика имеет значение
Диабет 1 типа (T1D) является хроническим аутоиммунным состоянием, при котором иммунная система избирательно разрушает инсулин-продуцирующие бета-клетки островков поджелудочной железы. Это разрушение приводит к абсолютной недостаточности инсулина, что делает необходимой экзогенную инсулинотерапию на протяжении всей жизни. Отличие T1D от других типов диабета — особенно диабета 2 типа (T2D), моногенного диабета и латентного аутоиммунного диабета у взрослых (LADA) — имеет важное значение, потому что лечение, прогноз и стратегии управления отличаются фундаментально. Хотя классические клинические особенности, такие как молодой возраст, худой привычкой к телу и острой гипергликемией, предполагают, что T1D, перекрывающиеся презентации могут создавать диагностическую двусмысленность. Панели аутоантител островков стали золотым стандартом лабораторного инструмента для подтверждения аутоиммунной природы диабета, что позволяет точно классифицировать и улучшать результаты пациентов. Увеличение распространенности избыточного веса и ожирения в общей популяции еще больше размыло границы между T1D и T2D
Что такое островковые аутоантитела?
Островковые аутоантитела — это иммуноглобулины, продуцируемые В-лимфоцитами, которые нацелены на специфические белки, экспрессируемые в бета-клетках поджелудочной железы. Их присутствие в кровотоке сигнализирует об активном аутоиммунном ответе против инсулин-секретирующих клеток. Обнаружение одного или нескольких из этих аутоантител является отличительной чертой T1D и может предшествовать клиническому началу от нескольких месяцев до нескольких лет. Аутоантитела не являются непосредственно патогенными; вместо этого они служат биомаркерами основного аутоиммунного процесса. Основные островковые аутоантитела, регулярно измеряемые в клинических и исследовательских условиях, включают аутоантитела к декарбоксилазе глутаминовой кислоты (IAA), инсулину (IAA), транспортеру инсулиномы (8A), и транспортеру цинка-8 (ZnT8A). Положительный результат по крайней мере для двух из этих аутоантител помогает клиницистам эффективно интерпретировать результаты и консультировать пациентов
Патофизиология развития аутоантител
Развитие островковых аутоантител является ключевым событием в патогенезе T1D. Генетическая восприимчивость, в первую очередь присуждаемая генотипами HLA класса II (DR3-DQ2 и DR4-DQ8), закладывает основу для потери иммунной толерантности к бета-клеточным антигенам. Считается, что экологические триггеры, такие как энтеровиральные инфекции, диетические факторы и изменения в микробиоме кишечника, инициируют или ускоряют аутоиммунный ответ у генетически предрасположенных лиц. Как только толерантность нарушается, аутореактивные Т-клетки проникают в островки поджелудочной железы, что приводит к разрушению бета-клеток. В-клетки, в свою очередь, производят аутоантитела против высвобождаемых клеточных белков. Появление аутоантител обычно предшествует метаболическим аномалиям: появление одного аутоантитела может появиться за годы до дисгликемии, и добавление второго или третьего аутоантитела может быть стадией высокого риска прогресс
Компоненты островковых панелей автоантител
GAD65 Автоантитела (GADA)
Глутаминовая кислота декарбоксилаза является ферментом, который превращает глутамат в гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК). Изоформа 65 кДа (ГАД65) высоко экспрессируется в бета-клетках поджелудочной железы и в нейронах. ГАДА являются наиболее распространенными аутоантителами, обнаруженными в T1D, обнаруживаемыми у 70-80% вновь диагностированных лиц. Они также могут возникать у пациентов с синдромом жесткого человека и другими неврологическими состояниями, но в условиях гипергликемии позитивность ГАДА сильно поддерживает аутоиммунный диабет. Уровни ГАДА часто сохраняются в течение многих лет после постановки диагноза, что делает их полезными маркерами даже у давних пациентов с Т1D. Среди родственников первой степени пациентов с Т1D позитивность ГАДА является мощным предиктором развития заболевания. В программах скрининга ГАДА обычно включается в исходную панель из-за его высокой чувствительности и долговечности. Титры ГАДА могут иногда наблюдаться у пациентов с Т2D, особенно у пожилых людей, поэтому клинический
Инсулиновые аутоантитела (IAA)
В отличие от других островковых аутоантител, IAA более распространены у детей младшего возраста с диагнозом T1D, с частотой снижения по мере увеличения возраста при начале. У детей в возрасте до пяти лет положительная IAA может превышать 90%. Поскольку экзогенная инсулинотерапия индуцирует антитела, которые перекрестно реагируют в анализах IAA, тестирование наиболее ценно при или вблизи диагноза, до начала лечения инсулином. Уровни IAA обычно снижаются после начала инсулинотерапии. В предсимптоматических программах скрининга, таких как TrialNet и Fr1da, IAA часто появляются рано и могут быть первыми аутоантителами, обнаруженными у очень маленьких детей. Их присутствие у нескольких аутоантител-положительных лиц сильно предсказывает прогрессирование клинического заболевания. IAA также измеряется на животных моделях T1D и в исследованиях профилактики человека, направленных на инсулин в качестве аутоантигена. Переходный характер некоторых ответов IAA подчеркивает важность тестирования в течение шести месяцев диагностики для оптимальной чувствительности.
IA-2 Аутоантитела (IA-2A)
IA-2A-мишень инсулинома-ассоциированный антиген-2, трансмембранный белок в секреторных гранулах бета-клеток. Эти аутоантитела присутствуют у 60-70% вновь диагностированных пациентов с T1D. Позитивность IA-2A высокоспецифична для T1D, редко встречается у других аутоиммунных состояний или здоровых лиц. Высокие титры IA-2A связаны с быстрым прогрессированием клинического диабета и более агрессивной потерей функции бета-клеток. Сочетание IA-2A с GADA и IAA-тестированием улучшает общую чувствительность и специфичность, уменьшая количество аутоантитело-отрицательных случаев, которые ошибочно классифицируются. В некоторых популяциях наличие только IA-2A, особенно с высокими титрами, может подтвердить аутоиммунный диабет даже при отсутствии других аутоантител. Титры IA-2A часто снижаются быстрее после диагностики по сравнению с GADA, но они остаются надежным маркером аутоиммунного диабета в первые несколько лет.
Цинковый транспортер 8 Автоантитела (ZnT8A)
ZnT8A направлены против транспортера цинка-8, белка, необходимого для кристаллизации и хранения инсулина в секреторных гранулах бета-клеток. Включение ZnT8A в панели аутоантител имеет повышенный диагностический выход, особенно у лиц, отрицательных для GADA, IAA и IA-2A, но клинически подозреваемых в наличии T1D. ZnT8A присутствуют у 60-80% вновь диагностированных пациентов, и они являются единственным положительным аутоантителом примерно в 5-10% случаев. Пациенты с позитивностью ZnT8A имеют тенденцию иметь немного более старый возраст в начале по сравнению с пациентами с IAA, и присутствие ZnT8A может иногда прогнозировать более быстрое снижение уровня С-пептида после диагностики. Это аутоантитело особенно ценно в многонациональных популяциях, где его распространенность может варьироваться. Например, ZnT8A, по-видимому, чаще встречается в афроамериканских и латиноамериканских популяциях с T1D, что делает его важным компонентом комплексных панелей в различных клинических условиях.
Клиническая полезность тестирования аутоантител
Подтверждение аутоиммунной природы диабета
Основная роль островковых панелей аутоантител заключается в том, чтобы установить, что диабет пациента является аутоиммунным по происхождению. Положительный результат по крайней мере одного аутоантитела, и особенно двух или более, обеспечивает окончательные доказательства продолжающейся иммунной атаки на бета-клетки. Это подтверждение имеет важное значение, поскольку в то время как T1D является наиболее распространенным аутоиммунным диабетом, другие формы, такие как LADA и некоторые моногенные синдромы диабета, могут представляться аналогичным образом. Тестирование аутоантител позволяет клиницистам классифицировать с уверенностью, что непосредственно влияет на решения о лечении — например, своевременное начало интенсивной инсулинотерапии и предотвращение сульфонилмочевины, которые могут ускорить отказ бета-клеток при аутоиммунном диабете. На практике положительная панель аутоантител также может направлять дискуссии о прогнозе, скрининге семьи и участии в профилактических испытаниях. Американская диабетическая ассоциация (ADA) теперь рекомендует тестирование аутоантител у всех недавно диагностированных людей, когда тип диабета неопределенн, особенно у
Дифференциация диабета 1 типа от диабета 2 типа и моногенного диабета
Дифференциация T1D от T2D может быть сложной, особенно у подростков с избыточным весом, взрослых старше 30 лет при диагностике и пациентов с атипичными проявлениями. Островковые аутоантитела очень специфичны для аутоиммунного диабета; их присутствие по существу исключает классический T2D. Напротив, пациенты с T2D являются аутоантителами-отрицательными. Моногенный диабет (например, MODY) также обычно аутоантитело-отрицательным, хотя существуют редкие исключения. Стандарты лечения ADA подчеркивают, что положительная панель аутоантител диагностирует T1D в соответствующем клиническом контексте. Кроме того, CDC подчеркивает, что тестирование аутоантител является ключевым для отличия T1D от T2D, особенно у детей старшего возраста и взрослых. В случаях, когда клиническое подозрение на моногенный диабет высокое (например, три поколения диабета, низкие требования к инсулину, отрицательные аутоантитела), генетическое тестирование для вариантов MODY должно проводиться. Панели
Прогнозирование начала заболевания у людей в зоне риска
Скрининг аутоантител играет ключевую роль в исследованиях и клинических испытаниях, направленных на предотвращение или отсрочку T1D. Продольные исследования, такие как TrialNet Pathway to Prevention Study, продемонстрировали, что наличие двух или более островковых аутоантител в родственнике первой степени пациента с T1D, предсказывает почти определенное прогрессирование клинического диабета в течение 10-15 лет. Риск еще выше у детей в возрасте до трех лет, у которых развиваются множественные аутоантитела. Эта предиктивная способность позволяет идентифицировать кандидатов на иммунопрофилактическую терапию, такую как теплизумаб, который был одобрен FDA для задержки начала стадии 3 T1D у лиц с болезнью стадии 2 (множество аутоантител плюс дисгликемия). Национальный институт диабета и болезней пищеварительной системы и почек (NIDDK) поддерживает программы скрининга, которые используют панели аутоантител для выявления лиц с риском раннего вмешательства. Поэтому тестирование ау
Мониторинг прогрессирования заболевания и остаточной функции бета-клеток
Помимо диагностики и прогнозирования, профили аутоантител могут предоставлять информацию о активности заболевания. В то время как титры колеблются и в целом снижаются с течением времени, устойчиво высокие уровни некоторых аутоантител, таких как IA-2A и ZnT8A, были связаны с более быстрым прогрессированием для завершения бета-клеточной недостаточности. В клинических испытаниях изменения статуса аутоантител используются в качестве вторичных конечных точек для оценки эффективности иммуномодулирующих методов лечения. Однако, поскольку уровни аутоантител не идеально коррелируют с клиническими исходами, клиницисты полагаются на уровни С-пептида в качестве основной меры остаточной функции бета-клеток. Комбинирование статуса аутоантител с измерениями С-пептида предлагает наиболее полную оценку стадии заболевания и прогрессирования. Для пациентов с многолетним диабетом тестирование аутоантител может быть полезным для подтверждения первоначального диагноза, если записи недоступны. В LADA аутоантитела, особенно GADA, часто сохраняются в течение многих лет, помогая отличить этих пациентов от пациентов с T2D, которые
Программы скрининга и последствия для общественного здравоохранения
Успех островковых панелей аутоантител в прогнозировании T1D привел к разработке инициатив скрининга на основе населения. Такие программы, как TrialNet (США), Fr1da (Германия) и INNODIA (Европа), скрининг детей и родственников первой степени для выявления аутоантител для выявления лиц, подверженных риску. Обоснование общественного здравоохранения заключается в том, что раннее выявление снижает частоту диабетического кетоацидоза при диагностике - потенциально опасное для жизни осложнение. Исследования показывают, что дети, идентифицированные с помощью скрининга, имеют заметно более низкий уровень DKA по сравнению с теми, которые диагностируются после появления симптомов. Кроме того, скрининг позволяет семьям психологически и воспитательно готовиться к началу диабета, и это создает возможности для интервенционных испытаний. JDRF играет важную роль в пропаганде универсального скрининга, и JDRF продолжает финансировать исследования экономически эффективных, высокопроизводительных анализов аутоантител. По мере того, как профилактические методы лечения, такие как теплизумаб, становятся более доступными, случай для рутинного скрининга детей и молодых людей становится еще сильнее.
Интерпретация результатов аутоантител в специальных популяциях
Дети
У детей тестирование на аутоантитела является высокочувствительным и специфичным. Сочетание IAA и GADA особенно информативно у маленьких детей, так как распространенность IAA наиболее высока в возрасте до 5 лет. Дети с множественными аутоантителами имеют почти 100% риск развития T1D в течение 15 лет. Изолированная положительная активность аутоантител у ребенка требует тщательного наблюдения и повторного тестирования, поскольку сероконверсия в несколько аутоантител может произойти быстро. Педиатры и эндокринологи должны рассмотреть направление в специализированный центр мониторинга и возможного зачисления в профилактические исследования.
Взрослые и LADA
У взрослых картина более тонкая. LADA характеризуется наличием островковых аутоантител (часто GADA) и более медленным прогрессированием к инсулиновой зависимости по сравнению с классическим T1D. Взрослые с новообразованным диабетом, которые явно не устойчивы к инсулину, должны пройти тестирование на аутоантитела для скрининга на LADA. Изолированный позитив GADA у взрослого должен интерпретироваться осторожно, так как низкий титр GADA иногда можно увидеть в T2D. Тестирование на IA-2A и ZnT8A улучшает специфичность. Взрослые с аутоантитело-позитивным диабетом следует начинать на инсулине рано, так как сульфонилмочевины могут ускорить снижение бета-клеток.
Этнические и расовые соображения
Распространенность аутоантител варьируется в зависимости от этнической принадлежности. Например, афроамериканские и латиноамериканские дети с T1D с большей вероятностью будут положительными для ZnT8A по сравнению с неиспаноязычными белыми. IAA менее распространены в небелых популяциях. Понимание этих различий имеет решающее значение, чтобы избежать пропуска диагноза в группах меньшинств. Всесторонние панели, включающие ZnT8A, помогают уменьшить различия в точности диагностики. Лаборатории должны использовать анализы, проверенные в различных популяциях.
Достижения в тестировании аутоантител
Новые высокочувствительные и специфические анализы, такие как радиосвязывающие анализы (RBA), методы на основе электрохимилюминесценции и мультиплексные платформы, которые обнаруживают несколько аутоантител одновременно из одного образца крови, улучшили диагностическую точность. JDRF поддерживает усилия по стандартизации анализов аутоантител во всем мире через Программу стандартизации аутоантител острова (IASP). Эти усилия обеспечивают согласованные и надежные результаты как для клинической помощи, так и для исследований. Новые данные свидетельствуют о том, что профили аутоантител различаются по этнической принадлежности: например, ZnT8A может быть более распространена в определенных группах населения, в то время как IAA может быть более распространена в демографических группах. Еще одной перспективной областью является интеграция тестирования аутоантител с генетическими оценками риска - объединение генотипов HLA и вариантов риска не HLA - для уточнения прогнозирования T1D до появления дисгликемии. Будущие достижения могут включать тестирование точки ухода за аутоантителами, что позволяет быстро классифицировать ау
Ограничения и практические соображения
Несмотря на их высокую специфичность и клиническую ценность, панели островковых аутоантител имеют важные ограничения. Примерно 5-10% пациентов с клиническим фенотипом, совместимым с T1D, являются аутоантителами-отрицательными при диагностике. Эта подгруппа может иметь менее устойчивый гуморальный аутоиммунитет или представлять собой различные патофизиологические объекты. В таких случаях может быть оправдано повторное тестирование через 6-12 месяцев, или оценка для других аутоиммунных маркеров (например, антитиреоидные антитела) . Одно положительное аутоантитело, как отмечалось, менее специфично; изолированная положительная аутоантитела может иногда возникать у пациентов с T2D, особенно у пожилых людей. Поэтому, анализы аутоантител могут иногда возникать у пациентов с T2D, особенно у пожилых людей. Кроме того, анализы аутоантител различаются по чувствительности и специфичности в лабораториях. Кроме того, врачи должны использовать стандартизированные, проверенные анализы и интерпретировать результаты с учетом возраста пациента, этнической принадлежности и продолжительности диабета
Будущие направления: сочетание генетического риска и аутоантител
Будущее прогнозирования T1D заключается в интеграции нескольких факторов риска. Генетические оценки риска на основе вариантов HLA и non-HLA могут идентифицировать людей с высокой генетической восприимчивостью. В сочетании с последовательным тестированием на аутоантитела эти оценки могут дополнительно стратифицировать риск и уменьшить количество ложноположительных результатов скрининга. Например, дети с высоким генетическим показателем риска, у которых развивается одно аутоантитело, имеют риск прогрессирования, аналогичный тем, у которых есть два аутоантитела, но более низкий генетический риск. Клинические испытания теперь используют композиционные модели риска для отбора участников для профилактической терапии. Кроме того, использование алгоритмов машинного обучения для анализа титоров аутоантител, генетических данных и метаболических маркеров может привести к более точному прогнозированию времени на диагностику. По мере созревания этих инструментов они, вероятно, будут включены в обычную клиническую практику, что позволит персонализировать графики мониторинга и раннее вмешательство.
Заключение
Панели островковых аутоантител являются незаменимыми инструментами для подтверждения диабета 1 типа. Обнаружив GADA, IAA, IA-2A и ZnT8A, клиницисты могут установить аутоиммунную этиологию диабета, точно дифференцировать T1D от других форм, предсказать заболевание у лиц, подверженных риску, и стратифицировать пациентов для новых профилактических методов лечения. Хотя существуют ограничения, включая меньшинство случаев, отрицательных для аутоантител, и необходимость стандартизированных анализов, клиническая полезность этих панелей хорошо известна. Текущие достижения в области технологии анализа аутоантител и интеграция тестирования аутоантител с генетическими и метаболическими маркерами обещают дальнейшее улучшение раннего выявления, позволяют персонализированную оценку риска и поддерживают усилия по задержке или профилактике клинического T1D. Для любого пациента с подозрением на аутоиммунный диабет, комплексное тестирование островковых аутоантител должно проводиться при диагностике и, при неоднозначности, повторяться с течением времени для решения диагностической неопределенности. При правильной интерпретации и использовании эти панели остаются крае