Антитела к двухцепочечной ДНК
Группа антинуклеарных антител
Паттерн иммунофлуоресцентного окрашивания антител к двухцепочечной ДНК на клетках HEp-20-10 (слева), Crithidia luciliae (в центре) и печени крысы (справа)

Антитела к двухцепочечной ДНК (Anti-dsDNA) представляют собой группу антиядерных антител (ANA), целевым антигеном которых является двухцепочечная ДНК . Анализы крови, такие как иммуноферментный анализ (ELISA) и иммунофлуоресценция, обычно проводятся для обнаружения антител к двухцепочечной ДНК в диагностических лабораториях. Они высоко диагностичны для системной красной волчанки (СКВ) и участвуют в патогенезе волчаночного нефрита . [1] [2]

Открытие

Первые доказательства существования антинуклеарных антител появились в 1948 году, когда Харгрейвс, Ричмонд и Мортон открыли LE-клетки . [3] Эти аномальные клетки, которые обнаруживаются в костном мозге людей, больных СКВ, классифицируются как полиморфноядерные лейкоциты с фагоцитированными целыми ядрами. [4] Впоследствии, в 1957 году, антитела к dsDNA стали первыми аутоантителами, которые были идентифицированы у пациентов с СКВ. [5]

Выработка антител

Хотя точный механизм генерации антител dsDNA до сих пор неизвестен, вероятно, что внеклеточная ДНК является одной из причин иммунного ответа против dsDNA. Существует множество доказательств, подтверждающих идею о том, что мертвые или умирающие клетки являются одним из основных источников этой внеклеточной ДНК. [6] Апоптоз — это высокоорганизованный процесс запрограммированной гибели клеток, при котором клетка разрушает ядерную ДНК и подает сигналы для фагоцитоза. У людей с СКВ и другими аутоиммунными заболеваниями этот процесс считается дефектным, вызывая либо увеличение гибели клеток, либо снижение скорости очистки мертвых клеток. [7]

У людей с СКВ наблюдается более высокая скорость апоптоза, и различные изменения в генах и белках были связаны с дефектами апоптоза. Они включают повышенные уровни растворимого Fas и bcl-2 и полиморфизмы в запрограммированной клеточной смерти 1 и факторе транскрипции, связанном с рантом X1 . [7]

Пузырьки на апоптотических клетках содержат почти все аутоантигены, обнаруженные при СКВ, и фагоциты связывают эти апоптотические клетки и фагоцитируют их. Если этот процесс нарушен, эти аутоантигены могут быть высвобождены в кровоток, что позволяет вызвать иммунный ответ. Сывороточный амилоидный компонент P представляет собой белок, который, как полагают, помогает в очистке хроматина, продуцируемого апоптотическими клетками, и было показано (у мышей), что дефицит этого белка вызывает спонтанное образование ANA. Аутоантигены, присутствующие на пузырьках апоптотических клеток, также склонны к модификации, что может повысить их иммуногенность . [7] [8]

После высвобождения ядерных белков и хроматина антигенпрезентирующие клетки , такие как дендритные клетки и макрофаги , представляют эти антигены Т-хелперным клеткам . Хотя детали этого процесса все еще остаются спорными, данные показывают, что для возникновения иммунного ответа ДНК должна активировать антигенпрезентирующую клетку для выработки интерферонов типа 1. Этот цитокин служит для индукции созревания плазмацитоидных дендритных клеток (ПДК), чтобы они могли представлять свои антигены Т-хелперным клеткам. Механизм, с помощью которого эукариотическая ДНК активирует эти клетки, до сих пор неясен; однако было обнаружено, что иммуногенные последовательности CpG либо активируют ПДК, либо действуют как адъювант в ответе на эукариотическую ДНК. ДНК с мотивом CpG действует через рецептор распознавания образов , толл-подобный рецептор 9 , который, как обнаружено, высоко экспрессируется в ПДК и В-клетках . Затем Т-хелперные клетки активируют В-клетки, которые также находятся в присутствии этих антигенов, вызывая выработку аутоантител. [6] [9] [10] [11]

Антитела к dsDNA также могут вырабатываться при инфекции с помощью механизма, известного как молекулярная мимикрия . При воздействии пневмококковых полисахаридов при волчанке вырабатываются перекрестно-реактивные антитела между dsDNA и пневмококковыми полисахаридами. [12] Известно также, что вирус Эпштейна-Барр индуцирует антитела к dsDNA, что наблюдается после иммунизации животных эпитопами EBNA-1 . [13]

Антитела к dsDNA также могут быть созданы вторично по отношению к продукции антител к другим белкам внутри нуклеосомы . Мыши, у которых Т-клетки направлены к нуклеосоме, могут вызывать ответ на другие антигены, такие как dsDNA и гистон, посредством механизма, известного как распространение антигена . Этот эффект может также возникнуть после того, как инфекция вызывает продукцию аутоантител к другим структурам внутри ядра. [13] [14]

Роль в заболевании

СКВ

Антитела к dsDNA невероятно специфичны для СКВ, исследования указывают на почти 100% и поэтому используются для диагностики СКВ. Более высокие титры антител к dsDNA больше указывают на СКВ, а более низкие титры могут быть обнаружены у людей без заболевания. В отличие от высокой специфичности, оценки чувствительности антител к dsDNA при СКВ составляют 25–85%. Таким образом, наличие антител к dsDNA указывает на СКВ, однако отсутствие антител не исключает заболевание. [1]

Уровни циркулирующих антител к двухцепочечной ДНК колеблются в зависимости от активности заболевания при СКВ. Повышение титров антител может совпадать с повышением активности заболевания или даже предшествовать ему. По этой причине врачи регулярно контролируют титры для оценки прогрессирования заболевания. Титры контролируются чаще в случаях более активной волчанки, чем в случаях менее активной волчанки, с интервалами в 1–3 месяца и 6–12 месяцев соответственно. [1]

Антитела к dsDNA тесно связаны с гломерулонефритом при СКВ, хотя у некоторых пациентов с высокими титрами антител к dsDNA не развивается заболевание почек. Это, скорее всего, связано с тем, что антитела к dsDNA представляют собой гетерогенную популяцию, некоторые из которых, как было обнаружено, не являются патогенными. Антитела к dsDNA могут присутствовать у нормальных людей, однако эти антитела обычно имеют изотип IgM с низкой авидностью . Напротив, патогенные антитела к dsDNA, обнаруживаемые при СКВ, обычно имеют изотип IgG и демонстрируют высокую авидность к dsDNA. [15] Одним из возможных механизмов действия антител к dsDNA и их роли в нефрите является образование иммунных комплексов, которые возникают путем непрямого связывания с ДНК или нуклеосомами, которые прикреплены к базальной мембране клубочков (GBM). Другим механизмом является прямое связывание антител с антигенами GBM, такими как C1q , нуклеосомные белки, гепаринсульфат или ламинин , которые могут инициировать воспалительную реакцию путем активации комплемента. Они также могут быть интернализованы определенными молекулами на клетках GBM и вызывать воспалительные каскады, пролиферацию и изменение клеточных функций. [2] [16] [17]

Ревматоидный артрит

У пациентов с ревматоидным артритом могут вырабатываться антитела к dsDNA, однако они обычно связаны с лечением. Биологическая терапия против TNFα, такая как адалимумаб , инфликсимаб и этанерцепт , часто может вызывать выработку антител к dsDNA. Они обычно имеют низкую авидность и обнаруживаются только временно после лечения. Наличие этих антител может вызывать волчаночноподобный синдром в некоторых случаях. [18] [19]

Вирусная инфекция

Инфекция вирусными патогенами может временно вызывать антитела к dsDNA. Известно, что вирус иммунодефицита человека , парвовирус B19 и вирус BK вызывают эти антитела. [20] [21]

Другие заболевания

Существует мало доказательств, подтверждающих связь между антителами к dsDNA и другими заболеваниями. Иногда моноклональные белки, вырабатываемые пациентами с миеломой, могут быть антителами к dsDNA. Кроме того, некоторые пациенты с аутоиммунным гепатитом 1 типа вырабатывают антитела к dsDNA. [22] [23]

Обнаружение и количественное определение

Для обнаружения и количественной оценки антител к двухцепочечной ДНК можно использовать различные форматы анализов, однако «золотого стандарта» для диагностических целей не существует, а согласованность между различными анализами/методами низкая. [24]

анализ Фарра

Анализ Фарра используется для количественного определения количества антител к dsDNA в сыворотке . Сульфат аммония используется для осаждения комплексов антиген-антитело, которые образуются, если сыворотка содержит антитела к dsDNA. Количество этих антител определяется с помощью радиоактивно меченой dsDNA. Хотя этот тест очень специфичен, он малопригоден для рутинных диагностических лабораторий из-за своей трудоемкости и использования радиоактивных материалов. Анализ Фарра является одним из немногих доступных тестов, который обнаруживает антитела с высокой авидностью (вместе с Crithidia luciliae ), а также имеет возможность обнаруживать антитела любого изотипа. [15]

ПЭГ

Анализ полиэтиленгликоля (ПЭГ) осаждает комплексы ДНК-антитело, подобно анализу Фарра. Однако, в отличие от анализа Фарра, он не диссоциирует комплексы антител с низкой авидностью, что позволяет обнаруживать как высоко-, так и низкоавидные анти-дцДНК-антитела. [25]

Иммунофлюоресценция

Животная ткань

Животная ткань была первым субстратом для иммунофлуоресцентного обнаружения антинуклеарных антител и используется с конца 1950-х годов. Срезы тканей печени и почек животных, таких как крысы, используются для идентификации антител к dsDNA. Этот субстрат был в значительной степени вытеснен использованием клеток HEp-2. [1]

ГЕп-2

Клетки Hep-2, изначально происходящие из карциномы гортани, на самом деле являются загрязнением клеток HeLa . [26] Они обычно используются для диагностики ANA в диагностических лабораториях. Клетки HEp-2 обеспечивают большую способность дифференцировать образцы ANA, чем срезы животных, из-за больших ядер и высокой скорости митоза клеточной линии. При инкубации с сывороткой, содержащей антитела к dsDNA и флуоресцентно меченые вторичные антитела, можно увидеть однородное окрашивание интерфазных ядер и конденсированное хромосомное окрашивание митотических клеток. [27]

Критидия

Crithidia luciliae — это гемофлагеллятный протист с органеллой, известной как кинетопласт . Эта органелла содержит высокую концентрацию кольцевой ДНК без распознаваемых ядерных антигенов, что позволяет надежно обнаруживать антитела к dsDNA. Кинетопласт флуоресцирует, если сыворотка содержит высокоавидные антитела к dsDNA. Этот тест имеет более высокую специфичность, чем EIA, поскольку он использует необработанную ДНК. Обработанная ДНК может содержать области ssDNA, что позволяет обнаруживать антитела к ssDNA, которые могут давать ложноположительные результаты. [1] [28]

ОВОС

ИФА ( иммуноферментный анализ ) обнаруживает антитела с помощью покрытого ДНК полистиролового микротитрационного планшета. ДНК, используемая в этих анализах, часто представляет собой рекомбинантную dsDNA или из экстракта тимуса теленка. [29] При инкубации с сывороткой, содержащей антитела к dsDNA, антитела связываются с ДНК и затем могут быть визуализированы с помощью связанных с ферментом вторичных антител. Этот анализ может быть количественным или полуколичественным, что позволяет оценить уровни антител к dsDNA. Этот тест может давать ложноположительные результаты из-за загрязнения ssDNA денатурированной dsDNA. ИФА обнаруживает антитела к dsDNA с низкой и высокой авидностью, что повышает его чувствительность и снижает его специфичность. [1]

Проточная цитометрия

Проточная цитометрия для обнаружения ANA использует мультиплексные полистирольные бусины, покрытые несколькими аутоантигенами, такими как SSA , SSB , Sm , RNP , Scl-70 , Jo-1 , dsDNA , центромера B и гистон . Сыворотка инкубируется с бусинами, и в присутствии антител к dsDNA или любого другого ANA антитела связываются, а флуоресцентно меченые вторичные антитела используются для обнаружения. Бусины пропускаются через проточную ячейку, которая использует лазер для обнаружения флуоресценции. [30] [31]

Мультиплексный иммуноферментный анализ (МИА)

Подобно методу проточной цитометрии для обнаружения ANA, MIA использует лунки, содержащие аутоантигены и покрытые экстрактом HEp-2 шарики. Наборы шариков покрыты специфическими аутоантигенами и могут быть обнаружены индивидуально, что позволяет идентифицировать конкретное аутоантитело. Автоматизированный анализ флуоресценции лунки позволяет быстро обнаружить аутоантитела. [30] [32]

Микрочипы

Микрочипы являются новым методом обнаружения ANA. Отдельные аутоантигены размещаются в массиве точек на поверхности, например, полистирола. Один массив может состоять из сотен аутоантигенов для скрининга нескольких аутоиммунных заболеваний одновременно. Если присутствуют антитела анти-dsDNA, инкубация сыворотки и микрочипа позволяет осуществить связывание, а затем точки можно визуализировать с помощью флуоресцентно меченого антитела анти-IgG. [33]

Терапевтика

В результате высокоспецифической природы антител, они могут быть сконструированы для нацеливания и связывания ключевых мотивов. Эти мотивы могут быть ключевыми особенностями в патогенезе определенных заболеваний, например, вируса папилломы человека . [34]

Ссылки

  1. ^ abcdef Kavanaugh A, Tomar R, Reveille J, Solomon DH, Homburger HA (январь 2000 г.). «Руководство по клиническому использованию теста на антинуклеарные антитела и тестов на специфические аутоантитела к ядерным антигенам. Американская коллегия патологов». Arch. Pathol. Lab. Med . 124 (1): 71–81. doi :10.5858/2000-124-0071-GFCUOT. PMID  10629135.
  2. ^ ab Mortensen ES, Fenton KA, Rekvig OP (февраль 2008 г.). «Волчаночный нефрит: выявлена ​​центральная роль нуклеосом». Am. J. Pathol . 172 (2): 275–83. doi :10.2353/ajpath.2008.070563. PMC 2312358 . PMID  18187568. 
  3. ^ Hargraves MM, Richmond H, Morton R (январь 1948). «Презентация двух элементов костного мозга; тартаровой клетки и LE клетки». Труды заседаний персонала клиники Майо . 23 (2): 25–8. PMID  18921142.
  4. ^ Shao WH, Cohen PL (2011). «Нарушения клиренса апоптотических клеток при системной красной волчанке». Arthritis Research & Therapy . 13 (1): 202. doi : 10.1186/ar3206 . PMC 3157636. PMID  21371352 . 
  5. ^ Stollar BD (1989). «Иммунохимия ДНК». Международные обзоры иммунологии . 5 (1): 1–22. doi :10.3109/08830188909086987. PMID  2491157.
  6. ^ ab Su KY, Pisetsky DS (сентябрь 2009 г.). «Роль внеклеточной ДНК в аутоиммунитете при СКВ». Scand. J. Immunol . 70 (3): 175–83. doi : 10.1111/j.1365-3083.2009.02300.x . PMID  19703007. S2CID  205382203.
  7. ^ abc Dieker JW, van der Vlag J, Berden JH (февраль 2004 г.). «Нарушенное удаление апоптотических клеток: его роль в генезе волчанки». Nephrol. Dial. Transplant . 19 (2): 282–5. doi : 10.1093/ndt/gfg485 . hdl : 2066/58078 . PMID  14736945.
  8. ^ Smeenk RJ (июнь 2000 г.). «Антинуклеарные антитела: причина заболевания или вызванные заболеванием?». Ревматология (Оксфорд) . 39 (6): 581–4. doi : 10.1093/rheumatology/39.6.581 . PMID  10888701.
  9. ^ Graham KL, Utz PJ (сентябрь 2005 г.). «Источники аутоантигенов при системной красной волчанке». Current Opinion in Rheumatology . 17 (5): 513–7. doi :10.1097/01.bor.0000171215.87993.6b. PMID  16093826. S2CID  18465332.
  10. ^ Маршак-Ротштейн А. (ноябрь 2006 г.). «Toll-подобные рецепторы при системных аутоиммунных заболеваниях». Nature Reviews Immunology . 6 (11): 823–35. doi :10.1038/nri1957. PMC 7097510. PMID  17063184 . 
  11. ^ Rekvig OP, Nossent JC (февраль 2003 г.). «Антитела к двухцепочечной ДНК, нуклеосомы и системная красная волчанка: время для новых парадигм?». Arthritis Rheum . 48 (2): 300–12. doi : 10.1002/art.10739 . PMID  12571837.
  12. ^ Blank M, Barzilai O, Shoenfeld Y (февраль 2007 г.). «Молекулярная мимикрия и аутоиммунитет». Clin Rev Allergy Immunol . 32 (1): 111–8. doi :10.1007/bf02686087. PMID  17426366. S2CID  20475334.
  13. ^ ab Poole BD, Scofield RH, Harley JB, James JA (февраль 2006 г.). «Вирус Эпштейна-Барр и молекулярная мимикрия при системной красной волчанке». Аутоиммунитет . 39 (1): 63–70. doi :10.1080/08916930500484849. PMID  16455583. S2CID  9844130.
  14. ^ Berden JH (август 2003 г.). «Волчаночный нефрит: следствие нарушенного удаления апоптотических клеток?». Neth J Med . 61 (8): 233–8. PMID  14628957.
  15. ^ ab Egner W (июнь 2000 г.). «Использование лабораторных тестов в диагностике СКВ». J. Clin. Pathol . 53 ( 6): 424–32. doi :10.1136/jcp.53.6.424. PMC 1731203. PMID  10911799. 
  16. ^ Mok CC, Lau CS (июль 2003 г.). «Патогенез системной красной волчанки». J. Clin. Pathol . 56 ( 7): 481–90. doi :10.1136/jcp.56.7.481. PMC 1769989. PMID  12835292. 
  17. ^ Yung S, Chan TM (февраль 2008 г.). «Антитела против ДНК в патогенезе волчаночного нефрита — новые механизмы». Autoimmun Rev. 7 ( 4): 317–21. doi :10.1016/j.autrev.2007.12.001. PMID  18295737.
  18. ^ Hanauer SB (сентябрь 1999 г.). «Обзорная статья: безопасность инфликсимаба в клинических испытаниях». Aliment. Pharmacol. Ther . 13 (Suppl 4): 16–22, обсуждение 38. doi : 10.1046/j.1365-2036.1999.00027.x . PMID  10597335. S2CID  1642477.
  19. ^ Hyrich KL, Silman AJ, Watson KD, Symmons DP (декабрь 2004 г.). «Терапия антиопухолевым фактором некроза альфа при ревматоидном артрите: обновленная информация о безопасности». Ann. Rheum. Dis . 63 (12): 1538–43. doi :10.1136/ard.2004.024737. PMC 1754871. PMID  15242866 . 
  20. ^ Hansen KE, Arnason J, Bridges AJ (апрель 1998 г.). «Аутоантитела и распространенные вирусные заболевания». Semin. Arthritis Rheum . 27 (5): 263–71. doi :10.1016/s0049-0172(98)80047-4. PMID  9572708.
  21. ^ Reploeg MD, Storch GA, Clifford DB (июль 2001 г.). «Вирус Bk: клинический обзор». Clin. Infect. Dis . 33 (2): 191–202. doi : 10.1086/321813 . PMID  11418879.
  22. ^ Isenberg DA, Manson JJ, Ehrenstein MR, Rahman A (июль 2007 г.). «Пятьдесят лет антител к ДНК анти-ds: приближаемся ли мы к концу пути?». Rheumatology (Оксфорд) . 46 (7): 1052–6. doi : 10.1093/rheumatology/kem112 . PMID  17500073.
  23. ^ Maya R, Gershwin ME, Shoenfeld Y (февраль 2008 г.). «Вирус гепатита B (HBV) и аутоиммунные заболевания». Clin Rev Allergy Immunol . 34 (1): 85–102. doi :10.1007/s12016-007-8013-6. PMID  18270862. S2CID  9324159.
  24. ^ Enocsson H; Sjöwall C; Wirestam L; Dahle C; Kastbom A; Rönnelid J; Wetterö J; Skogh T (2015). «Четыре анализа антител к двухцепочечной ДНК в отношении специфичности и активности системной красной волчанки». J Rheumatol . 42 (5): 817–25. doi : 10.3899/jrheum.140677 . PMID  25684763. S2CID  207570256.
  25. ^ Nossent JC, Huysen V, Smeenk RJ, Swaak AJ (сентябрь 1989 г.). «Антитела с низкой авидностью к двухцепочечной ДНК как диагностический инструмент». Ann. Rheum. Dis . 48 (9): 748–52. doi :10.1136/ard.48.9.748. PMC 1003868. PMID  2802796 . 
  26. ^ Lacroix M (январь 2008 г.). «Постоянное использование «ложных» клеточных линий». Int. J. Cancer . 122 (1): 1–4. doi : 10.1002/ijc.23233 . PMID  17960586. S2CID  27432788.
  27. ^ Брэдвелл, AR (2003). Атлас паттернов HEp-2 и лабораторных методов . Бирмингем: Binding Site. ISBN 0-7044-2437-1.
  28. ^ Slater NG, Cameron JS, Lessof MH (сентябрь 1976 г.). «Тест иммунофлуоресценции кинетопласта Crithidia luciliae при системной красной волчанке». Clin. Exp. Immunol . 25 (3): 480–6. PMC 1541410. PMID  786521 . 
  29. ^ Бернетт, Дэвид; Крокер, Джон Р. (1999). Наука лабораторной диагностики . ISIS Medical Media. стр. 494–495. ISBN 1-899066-62-4.
  30. ^ ab Yu X, Schneiderhan-Marra N, Joos TO (2011). "[Белковые микроматрицы и персонализированная медицина]". Annales de Biologie Clinique (на французском). 69 (1): 17–29. doi :10.1684/abc.2010.0512. PMID  21463992.
  31. ^ Аванисс-Агаджани Э., Берзон С., Саркисян А. (май 2007 г.). «Клиническая ценность мультиплексных иммуноферментных анализов на основе шариков для обнаружения аутоантител к ядерным антигенам». Clin. Vaccine Immunol . 14 (5): 505–9. doi :10.1128/CVI.00034-07. PMC 1865627. PMID  17376860 . 
  32. ^ Кумар Y, Бхатия A, Минц RW (2009). «Антинуклеарные антитела и методы их обнаружения в диагностике заболеваний соединительной ткани: повторный опыт». Diagn Pathol . 4 : 1. doi : 10.1186/1746-1596-4-1 . PMC 2628865. PMID  19121207 . 
  33. ^ Hueber W, Utz PJ, Steinman L, Robinson WH (2002). «Профилирование аутоантител для изучения и лечения аутоиммунных заболеваний». Arthritis Res . 4 (5): 290–5. doi : 10.1186/ar426 . PMC 128938. PMID  12223102 . 
  34. ^ Cerutti ML, Centeno JM, Goldbaum FA, de Prat-Gay G (2001). «Создание высокоаффинных антител к ДНК, специфичных к последовательности». Журнал биологической химии . 276 (16): 12766–12773. doi : 10.1074/jbc.M100260200 . hdl : 11336/48130 . PMID  11279040. S2CID  26068816.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Anti-dsDNA_antibodies&oldid=1235616322"