bialka ostrej.pdf

Artykuł oryginalny/ Original paper

Reumatologia 2007; 45, 6: 321–324

Białka ostrej fazy w chorobach reumatycznych – czy tylko markery?

Acute phase proteins in rheumatic diseases – merely the markers of inflammation?

Anna Olewicz-Gawlik, Paweł Hrycaj

Zakład Reumatologii i Immunologii Klinicznej, Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu,

kierownik Zakładu dr hab. med. Paweł Hrycaj

Słowa kluczowe: białka ostrej fazy, choroby reumatyczne, reumatoidalne zapalenie stawów.

Key words: acute phase proteins, rheumatic diseases, rheumatoid arthritis.

Streszczenie

Odpowiedź ostrej fazy należy do nieswoistych mechanizmów

obronnych ludzkiego organizmu. Surowicze stężenia białek ostrej

fazy (BOF) ulegają zmianom w warunkach ostrego i przewlekłe-

go zapalenia, towarzyszącego chorobom reumatycznym, ale ich

funkcja nie ogranicza się do roli markerów stanu zapalnego.

Celem pracy było określenie zależności między fukozylacją

α 1-kwaśnej glikoproteiny (AGP) i α 1-antychymotrypsyny (ACT)

a klinicznymi i laboratoryjnymi parametrami aktywności choroby

w grupie 72 chorych na reumatoidalne zapalenie stawów (RZS).

Wykazano silną dodatnią korelację między współczynnikami fuko-

zylacji AGP-FR i ACT-FR w grupie badanej, nie stwierdzono nato-

miast zależności współczynników fukozylacji białek AGP i ACT

od surowiczych stężeń tych białek. Ponadto stopień fukozylacji AGP

i ACT był wyższy w grupie mężczyzn w porównaniu z grupą kobiet.

W przypadku klinicznych wykładników aktywności RZS tendencję

w kierunku zależności zaobserwowano jedynie między AGP-FR

i ACT-FR oraz RADAI ( Rheumatoid Arthritis Disease Activity Index ).

Zmieniona fukozylacja BOF u chorych na RZS jest kolejnym przy-

kładem aktywnego udziału tych glikoprotein w modulowaniu

i regulacji odpowiedzi zapalnej ustroju.

Summary

The acute phase response belongs to the mechanisms of the

innate immune system. Serum levels of acute phase proteins

(APP) change in response to acute and chronic inflammation

(present in many rheumatic disorders), but their function is not

limited to being a markers of inflammatory process.

The aim of the present study was to assess the relationship

between the fucosylation of α 1-acid glycoprotein (AGP) and α 1-anti-

chymotrypsin (ACT), and the clinical and laboratory parameters of

disease activity in 72 patients with rheumatoid arthritis (RA).

We observed a strong positive correlation between AGP-FR and

ACT-FR in the investigated group. A comparison of AGP and ACT

concentrations with the degree of fucosylation of each protein did

not revealed any relationship. Moreover, the degree of fucosylation

of both proteins was higher in men than in women. Beside a weak

association between AGP-FR and ACT-FR and RADAI (Rheumatoid

Arthritis Disease Activity Index), no correlations were observed

between disease activity and AGP-FR or ACT-FR.

Changed fucosylation of APP in rheumatoid arthritis patients is

an example of active role played by these glycoproteins in

modulation and regulation of inflammatory response.

w przypadku BOF negatywnych (albumina, prealbumina,

transferyna) [1]. W procesie regulacji produkcji BOF kluczo-

wą rolę odgrywają cytokiny prozapalne – interleukina 6

(IL-6), IL-1 β , czynnik martwicy nowotworów ( tumour ne-

crosis factor – TNF). W przebiegu procesu zapalenia ulega

zmianom nie tylko stężenie BOF. Większość BOF to gliko-

proteiny. W ciągu ostatnich 30 lat badacze poświęcili wie-

le uwagi zmianom glikozylacji BOF w różnych stanach pa-

tologicznych, w tym w chorobach reumatycznych [2].

Wstęp

Białka ostrej fazy (BOF) stanowią heterogenną grupę

białek. Głównym miejscem ich syntezy jest wątroba. Su-

rowicze stężenia BOF ulegają zmianom w warunkach

ostrego i przewlekłego zapalenia; stężenia tzw. pozytyw-

nych BOF, takich jak α 1-kwaśna glikoproteina (AGP), biał-

ko C-reaktywne ( C-reactive protein – CRP), α 1-antychymo-

trypsyna (ACT), haptoglobina (HG), rosną, odwrotnie jest

Adres do korespondencji:

dr med. Anna Olewicz-Gawlik, Zakład Reumatologii i Immunologii Klinicznej, Uniwersytet Medyczny im. K. Marcinkowskiego w Poznaniu,

ul. Przybyszewskiego 39, 60-356 Poznań, tel. +48 61 854 72 10, faks +48 61 854 72 12, e-mail: anolegaw@wp.pl

Reumatologia 2007; 45/6

322

Anna Olewicz-Gawlik, Paweł Hrycaj

Większość chorób reumatycznych to przewlekłe, auto-

immunologiczne choroby zapalne. Poza nielicznymi wy-

jątkami, stężenia BOF najczęściej oznaczanych u chorych

na choroby reumatyczne rosną wraz z nasileniem zapa-

lenia. Jak wspomniano powyżej, mimo niewątpliwej

przydatności stężeń BOF w monitorowaniu aktywności

chorób zapalnych, ich funkcji nie można sprowadzić wy-

łącznie do roli markerów stanu zapalnego.

Białko C-reaktywne jest białkiem dobrze znanym reu-

matologom, niewiele jednak mówi się o jego biologicz-

nych właściwościach. Można wśród nich wymienić zdol-

ność CRP do aktywacji dopełniacza drogą klasyczną [3],

pobudzania procesu fagocytozy [4], wiązania receptora

Fc γ (Fc γ R) [5], a przez wiązanie antygenów jądrowych

i komórek apoptotycznych CRP może wywierać działanie

ochronne wobec immunizacji autoantygenami [6].

Nie tylko CRP spełnia w ustroju wiele ważnych

funkcji, dotyczy to również wspomnianych już glikopro-

tein, w tym AGP i ACT. AGP – α 1-kwaśna glikoproteina

– może m.in. hamować agregację płytek krwi [7],

wzmagać wydzielanie antagonisty receptora IL-1 [8],

hamować indukowaną TNF apoptozę [9]. Cząsteczki

AGP i ACT mają w różnych ilościach determinanty za-

wierające fukozę, tzw. sialowany Lewis X (sLe x ). Wyka-

zano, że determinanty te, zawierające kwas sialowy,

stanowią jeden z ligandów dla selektyn E, L i P [10],

dzięki czemu białko AGP może uczestniczyć w regulacji

migracji leukocytów do miejsc zapalenia. Odpowiadają

także za antyneutrofilowe i hamujące aktywność do-

pełniacza właściwości AGP [11]. Fukozylacja AGP [12]

i ACT (inhibitora proteaz serynowych) wzrasta w pew-

nych stanach patologicznych, w tym w reumatoidalnym

zapaleniu stawów (RZS) [13, 14].

konano za pomocą wizualnej skali analogowej ( Visual

Analogue Scale – VAS).

Krew żylną pobrano od chorych do probówek na OB

oraz na skrzep. Po uformowaniu skrzepu krew odwirowa-

no, a uzyskaną surowicę zamrożono do czasu wykona-

nia oznaczeń w temperaturze –70°C. Surowicze stężenia

BOF (CRP, AGP i ACT) oznaczono za pomocą immuno-

elektroforezy rakietkowej [18], natomiast do określenia

stężeń czynnika reumatoidalnego w klasie IgM (IgM RF)

oraz przeciwciał przeciwcytrulinowych (anty-CCP) zasto-

sowano gotowe zestawy ELISA (odpowiednio, IMTEC,

Niemcy oraz Euroimmun, Niemcy), wartość OB oznaczo-

no metodą standardową (Westergrena). Fukozylację

AGP i ACT oznaczono z zastosowaniem metody opraco-

wanej przez Rydéna i wsp. [19] i dla obu glikoprotein ob-

liczono współczynniki fukozylacji AGP-FR i ACT-FR.

Dane demograficzne grupy badanej przeanalizowano

za pomocą metod statystyki opisowej. Do oceny zależno-

ści między parametrami klinicznymi i laboratoryjnymi

aktywności RZS zastosowano nieparametryczny test ko-

relacji porządku rang Spearmana. Za poziom istotności

statystycznej przyjęto wartość p<0,05. Wszystkie analizy

wykonano z użyciem programu Statistica (Statsoft, 2005.

Statistica version 7.1).

Wyniki

Przebadano 72 chorych na RZS, 53 kobiety i 19 męż-

czyzn (średni wiek chorych wynosił 56,9 roku, średni czas

trwania choroby 10,7 roku). Czterdziestu dwóch chorych

było leczonych glikokortykosteroidami (średnia dawka

równoważna dla prednizonu 6,1 mg), 49 chorych otrzymy-

wało metotreksat (średnia dawka 16,5 mg), 31 stosowało

jednocześnie glikokortykosteroidy i metotreksat. Ponadto

12 osób było leczonych sulfasalazyną, 3 osoby leflunomi-

dem, 1 chlorochiną. Sześćdziesięciu sześciu chorych otrzy-

mywało przewlekle niesteroidowe leki przeciwzapalne.

Dwadzieścia dziewięć osób było dodatkowo leczo-

nych z powodu nadciśnienia tętniczego, 22 z powodu sta-

bilnej choroby wieńcowej, 9 z powodu cukrzycy i 6 z po-

wodu chorób płuc (przewlekła obturacyjna choroba płuc

i astma oskrzelowa). Szesnaście osób (22,2%) było uza-

leżnionych od palenia tytoniu.

Wartości otrzymanych w grupie badanej parametrów

klinicznych i laboratoryjnych przedstawiono w tab. I.

Stwierdzono istotną statystycznie korelację między

współczynnikami fukozylacji AGP-FR i ACT-FR (r=0,85).

Stężenia AGP i ACT nie były związane ze stopniem fu-

kozylacji wymienionych BOF. Wykazano także brak za-

leżności między AGP-FR i ACT-FR a innymi parametrami

zapalenia (CRP i OB).

W grupie badanej zaobserwowano także słabą zależ-

ność między AGP-FR i ACT-FR a indeksem aktywności

Cel pracy

Celem badania była ocena związku fukozylacji

dwóch BOF, AGP i ACT, z klinicznymi i laboratoryjnymi

wskaźnikami aktywności choroby u chorych na RZS,

najczęstszą zapalną chorobę reumatyczną.

Materiał i metody

Badaniom poddano 72 chorych na RZS spełniających

zmodyfikowane kryteria rozpoznania choroby z 1987 r.,

opracowane przez Amerykańskie Kolegium Reumatolo-

giczne ( American College of Rheumatology – ACR) [15].

Wszyscy chorzy zostali poinformowani o celu i przebiegu

badania oraz wyrazili świadomą zgodę na udział w nim.

Do oceny klinicznej aktywności RZS u chorych za-

stosowano indeks RADAI ( Rheumatoid Arthritis Disease

Activity Index ) [16] oraz obliczono współczynnik aktyw-

ności choroby DAS 28 (3 i 4 zmienne) ( Disease Activity

Score ) [17]. Oceny bólu odczuwanego przez chorych do-

Reumatologia 2007; 45/6

Białka ostrej fazy w chorobach reumatycznych

323

choroby RADAI, odpowiednio r=0,26 i r=0,25. Nie stwier-

dzono istotnej zależności między współczynnikami fuko-

zylacji AGP-FR i ACT-FR a DAS 28. W przypadku stężeń

AGP i ACT zaobserwowano odwrotną sytuację – stężenia

tych białek korelowały z DAS 28 (dla DAS 28 – 3 zmienne

– odpowiednio r=0,42; 0,29), ale nie z indeksem RADAI.

Ból odczuwany przez chorych nie był związany ani ze

stężeniami BOF, ani z AGP-FR i ACT-FR.

Nie zaobserwowano istotnej różnicy w fukozylacji

BOF między chorymi na cukrzycę i resztą grupy badanej.

Wartości p dla stwierdzonych zależności były niższe

od 0,05.

Tabela I. Cechy kliniczne i parametry laboratoryjne

chorych na RZS, n=72

Table I. Clinical and laboratory parameters of

rheumatoid arthritis patients, n=72

Badane

Średnia

Minimum

Maksimum

parametry

VAS (mm)

48,75

21,2

DAS 28

5,28

1,38

7,93

1,39

(4 zmienne)

DAS 28

5,12

1,59

7,86

1,39

(3 zmienne)

RADAI

37,58

1,50

71,60

14,11

Omówienie

Użyteczność współczynników fukozylacji AGP-FR

i ACT-FR jako markerów aktywności choroby jest nie-

wielka. Zaobserwowana słaba zależność między AGP-FR

i ACT-FR a indeksem aktywności choroby RADAI, a jej

brak w przypadku DAS 28, może wynikać z odmiennych

zasad pomiaru aktywności choroby za pomocą obydwu

narzędzi. Indeks RADAI zawiera zapytanie o ogólne na-

silenie zapalenia stawów w ciągu ostatnich 6 mies.,

jest też narzędziem stosowanym samodzielnie przez

chorego, DAS 28 dotyczy aktualnie obserwowanej ak-

tywności choroby. Wzrost fukozylacji badanych BOF

odzwierciedla zatem raczej podstawowy, patologiczny

proces zapalny, a co się z tym wiąże, nie podlega krótko-

terminowym wahaniom ocenianej klinicznie aktywności

choroby. Stężenia BOF, jak już wspomniano, regulowa-

ne niezależnie od glikozylacji (w tym fukozylacji), od-

zwierciedlają z kolei właśnie krótkoterminowe zmiany

w klinicznej aktywności choroby, stąd związek między

stężeniami AGP, ACT i CRP oraz wskaźnikami DAS 28.

Podobne obserwacje opublikowali Rydén i wsp. [20].

Chorzy w tym badaniu byli oceniani 2-krotnie – na po-

czątku badania i po roku. Badacze zaobserwowali słabą

zależność między surowiczymi stężeniami AGP i CRP

a DAS 28 (odpowiednio: r=0,36 i r=0,31), natomiast wy-

łącznie w podgrupie mężczyzn znaleziono słabą zależ-

ność między AGP-FR i DAS 28 (r=0,28). Mimo istotnego

obniżenia wskaźnika DAS 28 w trakcie obserwacji

współczynnik AGP-FR utrzymywał się po roku na pozio-

mie podobnym do poziomu w momencie zakwalifiko-

wania chorych do badania. Wyniki otrzymane przez

Rydéna i wsp. potwierdzają obserwację, że fukozylacja

BOF może być odbiciem procesu zapalnego leżącego

u podłoża RZS, natomiast nie dostarczają informacji

na temat krótkoterminowej aktywności choroby, przy-

datnej w monitorowaniu jej przebiegu.

Indukowaną zapaleniem zwiększoną ekspresję de-

terminanty sLe x opisano także dla cząsteczki ACT, aczkol-

wiek w stopniu mniejszym niż w przypadku AGP. Nie

RF IgM (RU/l)

110,94

200

84,46

anty-CCP (j.m./l)

85,49

200

88,36

OB (mm/godz.)

27,24

22,44

CRP (mg/l)

8,05

73,3

13,33

AGP (mg/l)

1111,89

407

2202

405,93

ACT (mg/l)

563,83

251

1526

284,27

AGP-FR

2,35

0,41

3,81

0,76

ACT-FR

1,43

0,1

0,41

SD – odchylenie standardowe, n – liczba chorych w grupie badanej

opublikowano do tej pory doniesień porównujących kli-

niczną aktywność RZS ze stopniem fukozylacji ACT. Poza

faktem przynależności AGP i ACT do grupy pozytywnych

BOF, oba białka spełniają w ustroju inne role. ACT nale-

ży do grupy inhibitorów proteaz serynowych, dlatego

pod wieloma względami fukozylacja ACT może mieć dla

ludzkiego organizmu inne znaczenie niż fukozylacja AGP.

Podział badanych chorych pod względem płci ujaw-

nił istotne różnice w wysokości współczynników fuko-

zylacji AGP-FR i ACT-FR, które okazały się wyższe w pod-

grupie mężczyzn, co jest zgodne z doniesieniami

z literatury. Wskazują one z jednej strony na zwiększo-

ną fukozylację AGP u mężczyzn [20], z drugiej natomiast

na obniżający fukozylację AGP wpływ estrogenów [21],

co jest prawdopodobnie przyczyną podobnych wyników

w przypadku ACT.

Na fukozylację BOF mogą wpływać leki stosowane

przez chorych. De Graaf i wsp. [22] zaobserwowali ob-

niżenie fukozylacji AGP u chorych dobrze reagujących

na leczenie metotreksatem lub azatiopryną. Podobny

wpływ na fukozylację AGP wywarło leczenie infliksy-

mabem, monoklonalnym przeciwciałem skierowanym

przeciwko TNF [23].

W niniejszej pracy nie stwierdzono różnic w fukozy-

lacji AGP i ACT w zależności od stosowanej farmakote-

Reumatologia 2007; 45/6

324

Anna Olewicz-Gawlik, Paweł Hrycaj

rapii, co jest prawdopodobnie wynikiem stosowanej

u większości badanych terapii metotreksatem; grupy

leczone innymi lekami modyfikującymi przebieg choro-

by (LMPCh) były mało liczne. Żaden chory nie był leczo-

ny preparatami biologicznymi ani w momencie bada-

nia, ani w przeszłości. Przedmiotem omawianej pracy

nie była także analiza odpowiedzi na stosowane lecze-

nie, a badanie obejmowało tylko jedną wizytę.

10. Zollner TM, Asadullah K. Selectin and selectin ligand binding:

a bittersweet attraction. J Clin Invest 2003; 112: 980-983.

11. Williams JP, Weiser MR, Pechet TT, et al. α 1-Acid glycoprotein

reduces local and remote injuries after intestinal ischemia in

the rat. Am J Physiol 1997; 273: G1031-G1035.

12. Higai K, Aoki Y, Azuma Y, Matsumoto K. Glycosylation of

site-specific glycans of α 1-acid glycoprotein and alterations in

acute and chronic inflammation. Biochim Biophys Acta 2005;

1725: 128-1235.

13. Elliott MA, Elliott HG, Gallagher K, et al. Investigation into the

concanavalin A reactivity, fucosylation and oligosaccharide

microheterogeneity of α 1-acid glycoprotein expressed in the sera

of patients with rheumatoid arthritis. J Chromatogr B Biomed

Sci Appl 1997; 688: 229-237.

14. Brinkman-van der Linden EC, de Haan PF, Havenaar EC, et al.

Inflammation-induced expression of sialyl LewisX is not

restricted to α 1-acid glycoprotein but also occurs to a lesser

extent on α 1-antichymotrypsin and haptoglobin. Glycoconj J

1998; 15: 177-182.

15. Arnett FC, Edworthy SM, Bloch DA, et al. The American

Rheumatism Association 1987 revised criteria for the

classification of Rheumatoid arthritis. Arthritis Rheum 1988; 31:

315-324.

16. Stucki G, Liang MH, Stucki S, et al. A self-administered

rheumatoid arthritis disease activity index (RADAI) for

epidemiologic research. Psychometric properties and correlation

with parameters of disease activity. Arthritis Rheum 1995; 38:

795-798.

17. van der Heijde DM, van’t Hof M, van Riel PL, et al.

Development of a disease activity score based on judgment in

clinical practice by rheumatologists. J Rheumatol 1993; 20:

579-581.

18. Laurell CB. Quantitative estimation of proteins by electro-

phoresis in agarose gel containing antibodies. Analytical

Biochemistry 1966; 15: 45-52.

19. Rydén I, Lundblad A, P ° hlsson P. Lectin ELISA for analysis of

α (1)-acid glycoprotein fucosylation in the acute phase

response. Clin Chem 1999; 45: 2010-2012.

20. Rydén I, Pahlsson P, Lundblad A, et al. Fucosylation of α 1-acid

glycoprotein (orosomucoid) compared with traditional

biochemical markers of inflammation in recent onset

rheumatoid arthritis. Clin Chim Acta 2002; 317: 221-229.

21. Brinkman-Van der Linden CM, Havenaar EC, Van Ommen CR,

et al. Oral estrogen treatment induces a decrease in

expression of sialyl Lewis x on alpha 1-acid glycoprotein in

females and male-to-female transsexuals. Glycobiology 1996;

6: 407-412.

22. De Graaf TW, Van Ommen EC, Van der Stelt ME, et al. Effects

of low dose methotrexate therapy on the concentration and

the glycosylation of alpha 1-acid glycoprotein in the serum of

patients with rheumatoid arthritis: a

Wnioski

Przewlekłemu procesowi zapalnemu, jakim jest RZS,

towarzyszy wzrost fukozylacji AGP i ACT. Stopień fuko-

zylacji glikoprotein odzwierciedla raczej nasilenie stanu

zapalnego w dłuższym przedziale czasowym u chorych

na RZS, a nie krótkotrwałe wahania aktywności choro-

by, zależy również od płci chorych. Procesy syntezy i gli-

kozylacji BOF są odrębnie regulowane.

Podsumowując, surowicze BOF są niezbędną skła-

dową złożonego układu, utrzymującego efekty reakcji

zapalnych w dość wąskich granicach oraz przywracające-

go homeostazę ustroju [1]. Pogląd, że BOF służą ograni-

czeniu zniszczeń powodowanych przez proces zapalny,

jest akceptowany [24]. Białka ostrej fazy nie są jedynie

markerami zapalenia, ale jego czynnymi uczestnikami.

Piśmiennictwo

1. Baumann H. Hepatic acute phase reaction in vivo and in vitro.

In Vitro Cell Dev Biol 1989; 25: 115-126.

2. Turner GA. N-glycosylation of serum proteins in disease and its

investigation using lectins. Clin Chim Acta 1992; 208: 149-171.

3. Kaplan MH, Volanakis JE. Interaction of C-reactive protein

complexes with the complement system. I. Consumption of

human complement associated with the reaction of C-reactive

protein with pneumococcal C-polysaccharide and with the

choline phosphatides, lecithin and sphingomyelin. J Immunol

1974; 112: 2135-2147.

4. Kindmark CO. Stimulating effect of C-reactive protein on

phagocytosis of various species of pathogenic bacteria. Clin

Exp Immunol 1971; 8: 941-948.

5. Bharadwaj D, Stein MP, Volzer M, et al. The major receptor for

C-reactive protein on leukocytes is fc gamma receptor II. J Exp

Med 1999; 190: 585-590.

6. Nakayama S, Du Clos TW, Gewurz H, et al. Inhibition of

antibody responses to phosphocholine by C-reactive protein.

J Immunol 1984; 132: 1336-1340.

7. Snyder S, Coodley EL. Inhibition of platelet aggregation by

alpha1-acid glycoprotein. Arch Intern Med 1976; 136: 778-781.

8. Bories PN, Guenounou M, Feger J, et al. Human alpha 1-acid

glycoprotein-exposed macrophages release interleukin 1

inhibitory activity. Biochem Biophys Res Commun 1987; 147:

710-715.

9. Van Molle W, Libert C, Fiers W, et al. Alpha1-acid glycoprotein

and alpha 1-antitrypsin inhibit TNF-induced but not anti-Fas-

-induced apoptosis of hepatocytes in mice. J Immunol 1997;

159: 3555-3564.

longitudinal study.

J Rheumatol 1994; 21: 2209-2216.

23. Olewicz-Gawlik A, Korczowska-Łącka I, Łącki JK, et al.

Fucosylation of serum α (1)-acid glycoprotein in rheumatoid

arthritis patients treated with infliximab. Clin Rheumatol

2007; 26: 1679-1684.

24. Baumann H, Gauldie J. The acute phase response. Immunol

Today 1994; 15: 74-80.

Reumatologia 2007; 45/6

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: