Skador på tarmcellerna och systemisk immunaktivering hos människor med icke-celiaki-vetesensitivitet
Uhde M, Ajamian M, Caio G et al (2016)
Gut. E-Pub vor Print-Pub. doi: 10.1136/gutjnl-2016-311964
Efter att ha ätit vete, eller annat spannmål som innehåller gluten, klagar många över celiakiliknande besvär trots att man inte har kunnat påvisa några serologiska eller histologiska markörer för att de har celiaki (CD). Denna sjukdomsbild kallas icke-celiaki-glutensensitivitet (NCGS) eller icke-celiaki-vetesensitivitet (NCWS).
Gut. E-Pub vor Print-Pub. doi: 10.1136/gutjnl-2016-311964
Efter att ha ätit vete, eller annat spannmål som innehåller gluten, klagar många över celiakiliknande besvär trots att man inte har kunnat påvisa några serologiska eller histologiska markörer för att de har celiaki (CD). Denna sjukdomsbild kallas icke-celiaki-glutensensitivitet (NCGS) eller icke-celiaki-vetesensitivitet (NCWS).
Begreppen är utbytbara mot varandra. Till de celiakiliknande symptomen som man associerar med denna sjukdomsbild tillhör framför allt gaser, magsmärtor, diarré, fatigue, huvudvärk samt kognitiva störningar.
Trots det stora vetenskapliga intresset för det här tillståndet, så är ännu både etiologin och mekanismerna hos de associerade symptomen i stor utsträckning outforskade och tills idag har inga diagnostiska biomarköer identifierats. En studie menar emellertid att det föreligger störningar i den intercellulära barriärfunktionen (isolerandet av intercellulärrummet genom så kallade ”Tight Junctions”) samt i immunaktiveringen hos en subgrupp av dessa patienter. Författarna till denna studie undersökte följande hypotes: En förstärkt antikroppsreaktion mot antikroppar som är riktade mot nativt gliadin hos NCWS-patienter kan vara en följd av kroniska defekter på tarmvävnadens epiteliala barriär. Den mänskliga tarmens slemhinneepitelskikt utsätts kontinuerligt för ett flertal mikroorganismer. Om funktionen på den epiteliala barriären är störd, aktiveras immunförsvaret på grund av förflyttning av mikrobiella beståndsdelar av tarmludden in i blodomloppet. Syftet för studien var att:
Markörer för CD och immunreaktivitet för gluten
Hos 26 % av NCWS-patienterna fastställdes genotyperna HLA-DQ2 respektive HLA-DQ8 (en andel som är jämförbar med den allmänna populationen). Den histologiska undersökningen av biopsin från tunntarmen visade på en normalt frisk mukosa hos 60 % av NCWS-patienterna; hos de övriga 40 % fastställde man en ökad förekomst av intraepiteliala lymfocyter (Marsh 1). Alla CD-patienterna testades positivt på HLA DQ2/8, de histologiska undersökningarna visade genomgående förändringar i tarmens slemhinna av typ Marsh 3. Jämfört med de friska patienterna i kontrollgruppen var värdena för de mot nativt gliadin riktade IgG-, IgA- och IgM-antikropparna signifikant höjda hos NCWS-patienterna.
Systemiskt immunaktivering som reaktion på mikrobiella beståndsdelar
Hos NCWS-patienterna påvisade man gentemot de friska patienterna i kontrollgruppen och CD-patienterna en signifikant höjning av serumnivåerna av lipopolysackarid-bindande protein (LBP) och den lösliga formen av glykoprotein Cluster of Differentiation 14 (sCD14). Det fanns en stark korrelation mellan dessa höjda proteinkoncentrationer vilket gör att man kan dra slutsatsen att dessa molekyler, båda nyckelkomponenter i det medfödda immunsystemet, uttrycktes hos NCWS-patienterna samtidigt vid samma typ av stimuli. LBP, en löslig akut-fas-protein, binder till lipopolysackariden (LPS) på cellytan av bakterier. Detta LPS:LBP-komplex binder i sin tur till den membranbundna formen av CD14 (mCD14) på makrofager, neutrofiler och andra celler. På så sätt stimuleras en membranständig Toll-like receptor 4 (TLR4) som ligger i närheten och som utlöser signalkaskaden för immunsvaret. Den lösliga formen av CDE14 (sCD14) finner man i blodströmmen. sCD14 binder LPS med hjälp av LBP och förstärker TLR4-aktiveringen. Cirkulerande LPS kan medföra en ökad utsöndring av LBP-syntesen genom epitelceller inom GI-trakten och levern, samt till en förstärkt LBP-sekretion i blodomloppet och till att sCD14 frisätts snabbare från monocyter och makrofager.
Hos NCWS-patienterna såg man också signifikant höjda nivåer av IgM-Endotoxin-Core-antikropparna (IgM-EndoCAb), som utsöndras för att neutralisera cirkulerande bakteriella endotoxiner. Utöver detta var även serumnivåerna av de mot flagellin riktade IgG- och IgM-antikropparna signifikant höjda hos NCWS-patienterna jämfört med kontrollgruppen. Flagellin är den huvudsakliga beståndsdelen i filamentet i bakteriella flageller (svansliknande cellförlängningar på rörliga bakterier). Dessa resultat stöder att det sker en förflyttning av mikrobiella beståndsdelar genom den epiteliala barriären och en aktivering av immunsystemet som reaktion på denna stimulus hos NCWS-patienterna med gluteninnehållande kost. Signalen som föregår aktiveringen av TLRs resulterar i uttrycket av en rad pro-inflammatoriska cytokiner, vilket kan ha en skadlig lokal och/eller systemisk verkan. Den här modellen överensstämmer med de i regel snabbt framträdande symtomen som är associerade med NCWS
Sambandet mellan systemisk immunaktivering och skador på tarmepitelet
I jämförelse med de friska kontrollerna var serumnivåerna av fettsyre-bindande proteinet 2 (FABP2), en blodmarkör för epitelskador på tarmen och användbar indikator för att identifiera akuta skador på tarmen, signifikant förhöjda både hos NCWS- och hos CD-patienterna. FABP2-koncentrationen hos NCWS-patienterna korrelerade dessutom med LBP-, sCD14-, IgM-EndoCAb- och anti-flagellin-IgM-nivåerna medan FABP2-koncentrationen hos CD-patienterna korrelerade med
IgA-tTg-antikropp-nivåerna. Dessa resultat visar att markörer för epitelskador på tarmen korrelerar med de för en akut systemisk immunaktivering i reaktion på translokation av mikrobiella beståndsdelar. Trots de epitelskador på tarmen som påvisas, kunde varken dessa tidigare studier påvisa en atrofi av tarmludden eller anomali av mukosa-arkitekturen vid den histologiska undersökningen vid biopsin av tunntarmen på NCWS-patienter. Anledning till det är möjligen att de NCWS-associerade förändringarna på epitelvävnaden är mindre utpräglade än hos CD. Dessutom exprimeras FABP2 primärt av epitelcellerna i jejunum och inte i duodenum. Det skulle kunna betyda att man ska leta efter skadorna på slemhinnorna på ett annat ställe i tarmen.
Effekten av en restriktiv kost
Nivåerna av serummarkörer för immunaktivering och epitelskador bestämdes hos 20 av NCWS-patienterna, både före och efter den restriktiva kosten där de avstod från vete, råg och korn. Alla patienterna rapporterade symptomlindring i slutet av den 6:e månaden, vilket speglades i den signifikanta minskningen av symptom-scores samt sänkta serumspeglar av IgG-, IgA- och IgM-antikropparna riktade mot gliadin. Dessutom mätte man hos dessa patienter mot slutet av den restriktiva kosten signifikant lägre LBP-, sCD14-, IgM-EndoCAb-, Anti-Flagelin-IgG och
IgM-antikroppar och FABP2 serumspegel. En begränsning i studien var att det i den här delen av studien saknades en kontrollgrupp för att bedöma effekten av en restriktiv kost hos friska personer.
Slutsatser
Resultaten i denna studie fastställer förekomsten av objektiva markörer för en systemisk immunaktivering och korrelerande serummarkörer för epitelskador på tarmen hos människor med icke-celiaki-sensitivitet gentemot vete, råg och korn. Denna studie undersökte emellertid inte de möjliga mekanismerna eller molekylära utlösarna i vete, råg eller korn som är ansvariga för den nedsatta funktionen på den epiteliala barriären och de mikrobiella förflyttningarna. Det behövs fler studier för att kartlägga dessa mekanismer och för att fastställa den möjliga nyttan av identifierade immunmarkörer för att diagnostisera NCWS samt utvecklandet av möjliga behandlingsstrategier.
1 Catassi C, Elli L, Bonaz B et al. Diagnosis of non-coeliac gluten sensitivity (NCGS): the Salerno experts ‘criteria. Nutrients 2015; 7: 4966-77
Trots det stora vetenskapliga intresset för det här tillståndet, så är ännu både etiologin och mekanismerna hos de associerade symptomen i stor utsträckning outforskade och tills idag har inga diagnostiska biomarköer identifierats. En studie menar emellertid att det föreligger störningar i den intercellulära barriärfunktionen (isolerandet av intercellulärrummet genom så kallade ”Tight Junctions”) samt i immunaktiveringen hos en subgrupp av dessa patienter. Författarna till denna studie undersökte följande hypotes: En förstärkt antikroppsreaktion mot antikroppar som är riktade mot nativt gliadin hos NCWS-patienter kan vara en följd av kroniska defekter på tarmvävnadens epiteliala barriär. Den mänskliga tarmens slemhinneepitelskikt utsätts kontinuerligt för ett flertal mikroorganismer. Om funktionen på den epiteliala barriären är störd, aktiveras immunförsvaret på grund av förflyttning av mikrobiella beståndsdelar av tarmludden in i blodomloppet. Syftet för studien var att:
- Undersöka om en systemisk immunaktivering som reaktion på förflyttade mikrobiella beståndsdelar skulle kunna vara ett känntecken för NCWS
- Undersöka om det finns ett kausalt samband mellan denna systemiska
- Immunaktivering och en störd funktion på tarmens epiteliala barriär.
- Undersöka om denna systemiska immunaktivering, eller skadan på epitelet, påverkas av en glutenfri kost.
Markörer för CD och immunreaktivitet för gluten
Hos 26 % av NCWS-patienterna fastställdes genotyperna HLA-DQ2 respektive HLA-DQ8 (en andel som är jämförbar med den allmänna populationen). Den histologiska undersökningen av biopsin från tunntarmen visade på en normalt frisk mukosa hos 60 % av NCWS-patienterna; hos de övriga 40 % fastställde man en ökad förekomst av intraepiteliala lymfocyter (Marsh 1). Alla CD-patienterna testades positivt på HLA DQ2/8, de histologiska undersökningarna visade genomgående förändringar i tarmens slemhinna av typ Marsh 3. Jämfört med de friska patienterna i kontrollgruppen var värdena för de mot nativt gliadin riktade IgG-, IgA- och IgM-antikropparna signifikant höjda hos NCWS-patienterna.
Systemiskt immunaktivering som reaktion på mikrobiella beståndsdelar
Hos NCWS-patienterna påvisade man gentemot de friska patienterna i kontrollgruppen och CD-patienterna en signifikant höjning av serumnivåerna av lipopolysackarid-bindande protein (LBP) och den lösliga formen av glykoprotein Cluster of Differentiation 14 (sCD14). Det fanns en stark korrelation mellan dessa höjda proteinkoncentrationer vilket gör att man kan dra slutsatsen att dessa molekyler, båda nyckelkomponenter i det medfödda immunsystemet, uttrycktes hos NCWS-patienterna samtidigt vid samma typ av stimuli. LBP, en löslig akut-fas-protein, binder till lipopolysackariden (LPS) på cellytan av bakterier. Detta LPS:LBP-komplex binder i sin tur till den membranbundna formen av CD14 (mCD14) på makrofager, neutrofiler och andra celler. På så sätt stimuleras en membranständig Toll-like receptor 4 (TLR4) som ligger i närheten och som utlöser signalkaskaden för immunsvaret. Den lösliga formen av CDE14 (sCD14) finner man i blodströmmen. sCD14 binder LPS med hjälp av LBP och förstärker TLR4-aktiveringen. Cirkulerande LPS kan medföra en ökad utsöndring av LBP-syntesen genom epitelceller inom GI-trakten och levern, samt till en förstärkt LBP-sekretion i blodomloppet och till att sCD14 frisätts snabbare från monocyter och makrofager.
Hos NCWS-patienterna såg man också signifikant höjda nivåer av IgM-Endotoxin-Core-antikropparna (IgM-EndoCAb), som utsöndras för att neutralisera cirkulerande bakteriella endotoxiner. Utöver detta var även serumnivåerna av de mot flagellin riktade IgG- och IgM-antikropparna signifikant höjda hos NCWS-patienterna jämfört med kontrollgruppen. Flagellin är den huvudsakliga beståndsdelen i filamentet i bakteriella flageller (svansliknande cellförlängningar på rörliga bakterier). Dessa resultat stöder att det sker en förflyttning av mikrobiella beståndsdelar genom den epiteliala barriären och en aktivering av immunsystemet som reaktion på denna stimulus hos NCWS-patienterna med gluteninnehållande kost. Signalen som föregår aktiveringen av TLRs resulterar i uttrycket av en rad pro-inflammatoriska cytokiner, vilket kan ha en skadlig lokal och/eller systemisk verkan. Den här modellen överensstämmer med de i regel snabbt framträdande symtomen som är associerade med NCWS
Sambandet mellan systemisk immunaktivering och skador på tarmepitelet
I jämförelse med de friska kontrollerna var serumnivåerna av fettsyre-bindande proteinet 2 (FABP2), en blodmarkör för epitelskador på tarmen och användbar indikator för att identifiera akuta skador på tarmen, signifikant förhöjda både hos NCWS- och hos CD-patienterna. FABP2-koncentrationen hos NCWS-patienterna korrelerade dessutom med LBP-, sCD14-, IgM-EndoCAb- och anti-flagellin-IgM-nivåerna medan FABP2-koncentrationen hos CD-patienterna korrelerade med
IgA-tTg-antikropp-nivåerna. Dessa resultat visar att markörer för epitelskador på tarmen korrelerar med de för en akut systemisk immunaktivering i reaktion på translokation av mikrobiella beståndsdelar. Trots de epitelskador på tarmen som påvisas, kunde varken dessa tidigare studier påvisa en atrofi av tarmludden eller anomali av mukosa-arkitekturen vid den histologiska undersökningen vid biopsin av tunntarmen på NCWS-patienter. Anledning till det är möjligen att de NCWS-associerade förändringarna på epitelvävnaden är mindre utpräglade än hos CD. Dessutom exprimeras FABP2 primärt av epitelcellerna i jejunum och inte i duodenum. Det skulle kunna betyda att man ska leta efter skadorna på slemhinnorna på ett annat ställe i tarmen.
Effekten av en restriktiv kost
Nivåerna av serummarkörer för immunaktivering och epitelskador bestämdes hos 20 av NCWS-patienterna, både före och efter den restriktiva kosten där de avstod från vete, råg och korn. Alla patienterna rapporterade symptomlindring i slutet av den 6:e månaden, vilket speglades i den signifikanta minskningen av symptom-scores samt sänkta serumspeglar av IgG-, IgA- och IgM-antikropparna riktade mot gliadin. Dessutom mätte man hos dessa patienter mot slutet av den restriktiva kosten signifikant lägre LBP-, sCD14-, IgM-EndoCAb-, Anti-Flagelin-IgG och
IgM-antikroppar och FABP2 serumspegel. En begränsning i studien var att det i den här delen av studien saknades en kontrollgrupp för att bedöma effekten av en restriktiv kost hos friska personer.
Slutsatser
Resultaten i denna studie fastställer förekomsten av objektiva markörer för en systemisk immunaktivering och korrelerande serummarkörer för epitelskador på tarmen hos människor med icke-celiaki-sensitivitet gentemot vete, råg och korn. Denna studie undersökte emellertid inte de möjliga mekanismerna eller molekylära utlösarna i vete, råg eller korn som är ansvariga för den nedsatta funktionen på den epiteliala barriären och de mikrobiella förflyttningarna. Det behövs fler studier för att kartlägga dessa mekanismer och för att fastställa den möjliga nyttan av identifierade immunmarkörer för att diagnostisera NCWS samt utvecklandet av möjliga behandlingsstrategier.
1 Catassi C, Elli L, Bonaz B et al. Diagnosis of non-coeliac gluten sensitivity (NCGS): the Salerno experts ‘criteria. Nutrients 2015; 7: 4966-77
www.drschaer-institute.com