CHOLESTATIKUS MÁJBETEGSÉGEK Immunmechanizmusú CHOLESTATIKUS MÁJBETEGSÉGEK PBC és PSC Prof. Dr. Szalay Ferenc Semmelweis Egyetem Budapest I.sz. Belgyógyászati Klinika Diagnosticum Bp 2013.10.17.

Primaer biliaris cirrhosis (PBC) Pathomechanizmus Diagnosztika Kezelés

PBC-s beteg típusos képe xanthelasmával Addison és Gull eredeti rajza 1851-ből PBC-s beteg típusos képe xanthelasmával

Xanthomák PBC-s beteg könyökén Addison rajza 1851 Foto 1981 A

Xanthomák PBC-s betegben

Vírus? Baktérium? Környezeti? ETIOLÓGIA Ismeretlen Genetikai prediszpozíció, epigenetikai fakt. Női nem, X kromoszóma HLA-DRB, IL12 Valamilyen kiváltó faktor Vírus? Baktérium? Környezeti? Egyéb – új feltételezések

95%-ban nők Családi halmozódás GENETIKAI FAKTOROK HLA-gének 6% AMA gyakoribb a PBS-s beteg családjában Lazaridis KN J Clin Gastroenterol 2007 HLA-gének HLA DRB1*08, protektív: HLA DRB1*11 és HLA DRB1*13 Non-HLA gének IL12A és IL12RB2 variánsok Hirschfield GM: N Engl J Med 2009

PBC in Brunei Darussalam. Chong VH: Hepatobiliary Pancreat Dis Int 2010 Dec The HLA profiles of our patients were different to what have been reported.

Japánban más mint Olaszországban Genetic association of Fc receptor-like 3 polymorphisms with susceptibility to primary biliary cirrhosis: ethnic comparative study in Japanese and Italian patients. Tanaka A et al: Tissue Antigens 2011 Mar Japánban más mint Olaszországban

Az X kromoszóma szerepe Ikervizsgálatok Egypetéjű ikrek 63% egyezés Kétpetéjű ikrek 0 egyezés Selmi C et al. Gastroenterology 2004 PBC-s beteg lymphocytáiban gyakran hiányzik az egyik X kromoszóma Random X inaktiváció Invernizzi P: Lancet 2004; Miozzo M: Hepatology 2007

Az egyik X kromoszóma inaktiválódik XX = 2x XX = XX Az egyik X kromoszóma inaktiválódik A kalikó macskák mind nőstények

Az epigenetikus kód két fő eleme DNS metiláció Egyes bázisokhoz kapcsolódó metilcsoportok gátolják a génaktivációt Hisztonok módosulása Hisztonfehérjék nyúlványaihoz különböző molekulák kombinációi kapcsolódhatnak, amelyek módosítják a környező DNS aktivitást Nature

Epigenetic investigation of variably X chromosome inactivated genes in monozygotic female twins discordant for PBC. Mitchell MM et al: Epigenetics 2011 Jan Epigenetic factors influencing PBC onset are more complex than methylation differences at X-linked promoters and variably 3 inactivated X-linked genes may be characterized by partial promoter methylation and biallelic transcription.

„Portested is széthulland így, igaz, De száz alakban újolag felélsz, És nem kell újra semmit kezdened: Ha vétkeztél, fiadban bűnhödöl, Köszvényedet őbenne folytatod, Amit tapasztalsz, érzesz és tanulsz, Évmilliókra lesz tulajdonod.” Madách: Az ember tragédiája Lucifer; Harmadik szín

Xenobiotikumok Fertőző ágensek KIVÁLTÓ FAKTOROK halogenizált szerves anyagok 2-nonanoic sav – körömlakk Fertőző ágensek E Coli Novosphingobium aromaticivorans human betaretrovírus – nem igazolódott

Betaretrovírus AMA-t indukálhat. Mouse Mammary Tumor Virus in Anti-Mitochondrial Antibody Producing Mouse Models Zhang G et al: J Hepatol 2011 Feb Betaretrovírus AMA-t indukálhat. The association of betaretroviral protein production and aberrant PDC-E2-like protein expression in the NOD.c3c4, NOD and the IL-2 receptor α knockout mice is comparable to observations in patients with PBC. The correlation of AMA and anti-MMTV suggests the hypothesis that MMTV infection may trigger the production of AMA.

Triger régi eredményét (Sheffield) erősítik meg PBC-t kiváltó környzeti tényezők víztározókban szénbányák vidékén, szemétlerakók közelében PBC triggers in water reservoirs, coal mining areas and waste disposal sites: From Newcastle to New York. Smyk D et al: Dis Markers 2010 Jan Triger régi eredményét (Sheffield) erősítik meg

Kutak és a kolera halálesetek eloszlása John SNOW Kutak és a kolera halálesetek eloszlása London 1854

J Snow’s Memorial on Broadwick Str. London

Dohányzás mint rizikófaktor Smoking as a risk factor for autoimmune liver disease: what can we learn from primary biliary cirrhosis Smyk DS et al: Ann Hepatol 2012;11:7-14.

Régi megfigyelés és feltételezés The role of E. coli infection in the pathogenesis of primary biliary cirrhosis. Főleg a hugyúti fertőzéssel hozzák összefüggésbe Bogdanos DP et al: Dis Markers 2010 Jan Régi megfigyelés és feltételezés

Molekuláris mimikri Novosphingobium aromaticovorans: a potential initiator of PBC Kaplan MM: Am J Gastroenterol 2004 The X and why of xenobiotics in PBC Rieger R, Gershwin ME: J Autoimmun 2007 Molekuláris mimikri

Az immunológiai támadás célpontja epevezeték V. portae Art. hepatica -

ÚJABB ÉS ÚJABB ISMERETEK PATOMECHANIZMUS IMMUNOLÓGIAI AMA és más autoantitestek, IgM  Lymphoid infiltráció a portális traktusban Biliaris epithel sejtekben kóros antigén expresszió MHC II, ICAM, PDC-E2, citokinek, apoptosis molekulák Társulás más autoimmun betegségekkel ÚJABB ÉS ÚJABB ISMERETEK

Miért csak a BEC? Miért különleges a BEC? Másképpen öregszik Mucin1 szerepe? Másképpen öregszik Cholesterin változása - dolichol

Xenobiotic Hapten-modified self Intact PDC-E2 BECs apoptosis

A biliaris epitheliális sejt (BEC) másképpen „öregszik”. Kemokineket aktivál. A pathogenezisben szerepe lehet. Sasaki M, et al:J Hepatol. 2010

Biliary epithelial apoptosis, autophagy, and senescence in primary biliary cirrhosis. Sasaki M, Nakanuma Y. Hepat Res Treat. 2010 Az öregedő és autophagiás BEC modulálja a periductális mikrokörnyezetet  senescent-associated secretory phenotype (SASP)

BEC autophagia jelei PBC-ben (LC3 marker festés)

BEC öregedési jelei

Oxidative stress and steatosis are cofactors of liver injury in PBC Sorrentino P: J Gastroenterol 2010

A myeloperoxidáz pozitív gyulladásos sejtek NO útján közvetített reakcióval károsítják az epeutakat WU CT: Hepatology 2003

A pathogenezisben szerepe lehet. PBC-ben a BEC és monocyták fokozott cytokintermeléssel reagálnak LPS-re. TLR4, CD14, NF-kB expresszió megváltozik. A pathogenezisben szerepe lehet. Zhao J: Scand J Gastroenterol 2011

Altered biliary epithelial cell and monocyte responses to lipopolysaccharide as a TLR ligand in patients with primary biliary cirrhosis. Zhao J et al: Scand J Gastroenterol 2011 Jan Monocyták és BECs fokozottan reagálnak LPS-re 162 patients with PBC, 325 patients with other liver diseases and 80 healthy controls. In PBC exhibit higher serum LPS level, hypersensitivity of monocytes and BEC to LPS, and enhanced production of pro-inflammatory cytokines. LPS altered expression of TLR4, CD14 and NF-κB on monocytes and BEC, which may be implicated in the pathogenesis and progression of PBC.

Mitochondrial dysfunction in cholestatic liver diseases Arduini A et al: Front Biosci 2012 Jan

DIAGNÓZIS 4 oszlop

ALP , GGT  Se.bi.  Cholesterin és PL ↑, LCAT ↓ Se. epesav ↑↑ , kóros ES-k Lipoprotein-X (LP-X) Autoantitestek

AMA pozitív, de kóros májadat nélküli betegek AMA M2 95% (IF, ELISA, immunoblot) Korai PBC: AMA pozitív, de kóros májadat nélküli betegek 70-80%-a később beteg lesz (cholestasis) Tünetmentesből  tünetes

ANTIMITOCHONDRIÁLIS ANTITESTEK Pyruvat dehydrogenase komplex E2 90% PDC-E2 (pyruvat dehydrogenase-E2 dihydrolipoamilacyltransferase ) 50% BCOAD-E (branched chain 2-oxoacid dehydrogenase complex) 10%E3BP (dihydro-lipoamide dehydrogenase)

Three dimensional structure of the PDC-E2 inner lipoylated domain Based on published NMR structure

AMA M2 95% (IF, ELISA, immunoblot) ANA 30-50% anti-Gp210 (nuclear pore transmembran glycoprotein) 25% (AMA + -ban 50% (AMA neg.-ban) specificitás- 90%, prognosztikai érték? anti- sp100 30-40% anti-sp60 30% nuclear pore protein anti-centromer scleroderma, CREST-sy, PBC 10% anti-laminB receptor <1% SMA

Portal hypertension type A PBC típusai – autoantitestek és progresszió Hepatic failure type Portal hypertension type Lassú progresszió Anti-gp210 Anti-centromer Nakamura M et al: Hepatology; Int Med 2011

Nagasaki Medical Center n= 71 Group A anti-gp210 antibodies sustained at high level

Disease-specific autoantibodies in primary biliary cirrhosis Bogdanos DP, Komorowski L: Clin Chim Acta 2011 A módszerek fejlődnek A diagnosztika és prognózis számára fontos információk Pathogenezisben is

Autoantibodies to GW bodies and other autoantigens in primary biliary cirrhosis. Stinton LM et al: Clin Exp Immunol 2011 Feb Új antitest PBC-ben G (glycine) W (tryptophan)-containing bodies (GWB) A cytoplazmában található testek, amelyek az mRNA feldolgozásban vesznek részt az RNA interferencia (RNAi) útján Autoimmun neuropathiában mutatták ki először (2002) Antibodies to RAP55, GW182 and GRASP-1 are the most common GWB targets in PBC.

A model linking RNAi and GW body (GWB) assembly and function. A model linking RNAi and GW body (GWB) assembly and function. RNAi activity is triggered by siRNA/miRNA duplexes, which are first processed from either double-stranded RNA (dsRNA) or precursor microRNA (pre-miRNA), respectively, by the RNase-III-type endonuclease Dicer. These duplexes are then incorporated into RISC, where the passenger strand (black) is either cleaved and degraded or removed by the bypass mechanism (Matranga et al., 2005). This activation process and assembly of the guide strand (red) into RISC is thought to initiate early stages of GWB formation. Subsequent targeting by RISC results in further recruitment of one or more heteromeric protein complexes (which could include GW182 and RCK/p54) on the mRNA, which forms a specific RNP structure that causes post-transcriptional inhibition of gene expression (through siRNA-mediated cleavage or miRNA-mediated translational repression, depending on the degree of complementarity between the guide-strand RNA and its target mRNA). The targeted mRNA is eventually degraded by further recruitment of 5′-to-3′ mRNA decay factors, which include the deadenylase Ccr4, decapping factors (LSm1-7 ring, Dcp complex) and the 5′-to-3′ exonuclease Xrn1. The accumulation of RNA decay factors during degradation could be responsible for the size increases in GWBs, which makes them visible by conventional light microscopy. ORF, open reading frame.

The number and size of cytoplasmic GW bodies varies during the cell cycle. HEp-2 cells were costained with the index human anti-GW182 serum (green) and rabbit anti-CENP-F antibody (red). Nuclei counterstained with DAPI (blue).

Megváltozott miRNS expresszió PBC-ben Májtranszplantáció során explantált PBC májakban vizsgáltak 377 miRNS-t Padgett KA: J Autoimmun 2009

Biliaris epitheliális sejtekben abnormális, glycolizálatlan mucin MUC1 jelenik meg. Sasaki M, Nakanuma Y: Hepatology 1996

The autoimmunity of primary biliary cirrhosis and the clonal selection theory Carlo Selmi, Ian R Mackay, M Eric Gershwin Immunology and Cell Biology 2011

The state of cholesterol metabolism in the liver of patients with primary biliary cirrhosis: the role of MDR3 expression Enjoji M et al:Hepatol Int. 2009 Hepatocellular cholesterol metabolism was at least partially disturbed, even in the early stage of PBC. The most characteristic finding was a distinct elevation of MDR3 expression, and the MDR3 levels were negatively correlated with GGT and IgM levels.

Trends in liver transplantation for primary biliary cirrhosis in the Netherlands 1988-2008 Kujper EM et al: MBC Gastroenterol 2010 Dec 110 beteg (87% nő) adatai alapján. PBC miatti májátültetések abszolút száma és aránya is csökkenő tendenciát mutat.

A polymorphism in the integrin αV subunit gene affects the progression of primary biliary cirrhosis in Japanese patients. Inamine T et al: J Gastroenterol 2010 Dec ITGAV (integrin alfaV) gén súlyos progressziót jelző genetikai determináns Japán PBC-s betegekben.

Fenofibrate in primary biliary cirrhosis: a pilot study. PBC kezelés Fenofibrate in primary biliary cirrhosis: a pilot study. Liberopoulos EN et al: Open Cardiovasc Med J 2010 Apr Micronized fenofibrate (200 mg/day) plus UDCA (6 patients) for 8 weeks. Lipid profil javult, a többi még nem ítélhető meg

PBC - PSC kezelés Új lehetőségnek ígérkezik: 6-ethyl-chenodeoxycholsav 24-nor-ursodeoxycholsav

B cell depletion therapy exacerbates murine primary biliary cirrhosis Dhirapong A et al: Hepatology 2011 Bár az anti-CD20 vagy anti-CD79 kezelés logikus lenne, bajt is okozhat. Óvatosságra intenek.

??? URSO + Tongdan főzet hatékonyabb mint URSO magában 60 PBC-s beteg randomizálva Javult: CD4+ és CD28- csökkent a periferiás vérben p<0,05 IgM, IgG, IgA csökkent p<0,05 3 év után fibrosis score p<0,006 ??? Tong GD : Chin J integr Med 2012

A tudományágak fejlődése tükröződik, de ÖSSZEFOGLALÁS A tudományágak fejlődése tükröződik, de

A PBC rejtély még 2012-ben sincs megoldva The unfinished business of primary biliary cirrhosis Selmi C, Zuin M, Gerswin ME: J Hepatol 2008 A PBC rejtély még 2012-ben sincs megoldva

PRIMER SCLEROTIZÁLÓ CHOLANGITIS PSC

1950 Kimmelstiel et al. – 93 beteg 1929 Bargen JA – első leírás Complication of UC, Ann Int Med 1950 Kimmelstiel et al. – 93 beteg Liver damage in UC, Am J Pathol, 1960 „Primary sclerosing cholangitis” 1970-es évek - endoszkópia

EPIDEMIOLÓGIA 8 – 25 /1.000.000 nincsenek pontos adatok Férfi:nő arány 2:1 Életkor a diagnózis idején: 25-45 év, de gyermekkorban is előfordul „Nem-dohányzók betegsége” Colitis ulcerosában 2-4% mikor gondoljunk rá? ALP ,GGT  PSC-ben Colitis ulcerosa 50% Crohn betegség 2-4%

ETIOLÓGIA / PATHOGENESIS Ismeretlen Valamilyen kiváltó faktor Baktérium? Vírus? Környezeti? Immunológiai mechanizmus Genetikai prediszpozíció HLADRB1*0301, 1301.0101, MICgének Családtagokban nagyobb a rizikó (100x)

Concentric Fibrosis in PSC Bile duct Concentric fibrosis Epeút Koncentrikus fibrózis Slide 27 Concentric Fibrosis in PSC In PSC, the concentric fibrosis encasing the interlobular bile duct is the “classic” histologic lesion.

PSC szövettani kép

LABORATÓRIUMI ELTÉRÉSEK ALP , GGT  Se.bi.  Koleszterin és PL ↑, LCAT ↓ Se. epesav ↑↑ , kóros ES-k Lipoprotein-X (LP-X) Autoantitestek

Autoantitestek előfordulása PSC-ben pANCA 80% AMA 2% ANA 50-60% SMA 35%

ANCA pANCA Anti-neutrophil-granulocyta cytoplasma antitest cANCA Granulocyták cytoplazmájához kötődik Perinucleáris kötődés

Cholangiocarcinoma gyakori (3-10-36%) LEFOLYÁS Esetenként változó Progresszív betegség biliaris cirrhosis portális hypertonia májelégtelenség Átlagos túlélés 12 év Cholangiocarcinoma gyakori (3-10-36%) intrahepatikusan 15%, hílusban 65% disztálisan 20%

Azokban az esetekben is, amelyekben enyhe a colitis PSC és malignitás CCC Colon CC Azokban az esetekben is, amelyekben enyhe a colitis Trivedi PJ et: Clin Res Hepatol Gastroent 2012

marker of disease activity in PSC S100A9 is a biliary protein marker of disease activity in PSC Reinhard L et: PLoS One 2012

167 beteg PSC + UC 81 OLT nélkül 86 OLT Progressive PSC Requiring Liver Transplantation Is Associated With Reduced Need for Colectomy in Patients With UC 167 beteg PSC + UC 81 OLT nélkül 86 OLT Tünetek súlyossága  P<0,001 Fellángolás  Colectomia  Colon cc  Májtranszplantáltakban a colitis ulcerosa enyhébb Navaneethan U et: Clin Gastroenterol Hepatol 2012

Nagy dózisú URSO (17-23 mg/kg) nem véd colorectalis neoplasma ellen PSC-ben 5 évig tartó randomizált vizsgálat Lindstöm L et: Aliment Pharmacol Ther 2012

DIFFERENCIÁL DIAGNOSZTIKA Measurement of IgG4 in bile: a new approach for the diagnosis of IgG4-associated cholangiopathy Vosskuhl K et: Endoscopy 2012

AASLD guidline javasolja PSC betegekben az IgG4 mérést The spectrum of sclerosing cholangitis and the relevance of IgG4 elevations in routine practice Hasznosnak találták a differenciál diagnosztikában Alswat K et: Am J Gastroenterol 2012

URSODEOXYCHOLSAV (Ursofalk) KEZELÉS URSODEOXYCHOLSAV (Ursofalk) Endoszkópos Cholestyramin Cholestasis és szövődmények miatti kezelés A,D, E, K vit., antibiotikum MÁJTRANSZPLANTÁCIÓ

A JÖVŐ ?

The overall aim of the proposed research project is to identify novel therapeutic strategies for chronic cholangiopathies which are important indications for liver transplantation and causes of liver-related death. A side chain-shortened bile acid such as 24-nor-ursodeoxycholic acid (norUDCA) has been chosen since this biochemical modification results in cholehepatic shunting and targeting to the bile duct epithelium, effects which should provide the distinct pharmacological properties required for the treatment of cholangiopathies such as sclerosing cholangitis. The effects of norUDCA on biochemical, histological and molecular markers of liver and bile duct injury and biliary fibrosis will be tested in the recently established Mdr2-/- cholangiopathy model with features of sclerosing cholangitis. The effects of norUDCA will be compared with UDCA (as current standard treatment of cholangiopathies in humans) and sulindac (a non-steroidal anti-inflamatory drug also undergoing cholehepatic shunting and targeting to the bile duct epithelium). Potential therapeutic (anti-cholestatic and anti-fibrotic) mechanisms will be addressed both in in vivo (animal model) and in vitro (hepatocytes, cholangiocytes). To allow mechanistic insights across species differences, both human and mouse liver tissue/cells will be investigated. A major innovative aspect of this project lies in the attempt to link the research areas of hepatobiliary transport/cholestasis and hepatic fibrogenesis/biliary fibrosis. Current medical treatment options for cholestatic liver diseases and cholangiopathies ultimately resulting in biliary fibrosis and cirrhosis are unsatisfactory and of limited efficacy. The results of this study should contribute to novel therapeutic strategies against cholestatic liver diseases and biliary fibrosis. Moreover, the expected finding should have major general implications for hepatic fibrogenesis beyond the area of cholestasis.