Paestum 08 Giugno 2011

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1 Biomarcatori nell inquadramento diagnostico delle malattie infiammatorie croniche intestinali Dott. Ignazio Brusca U.O. di Patologia Clinica Ospedale Buccheri La Ferla F.B.F. Palermo Paestum 08 Giugno 2011

2 Morbo di Crohn Infiammazione segmentale, discontinua con predilezione del segmento distale dell ileo. Esofago, stomaco e duodeno 3-5% Solo il piccolo intestino: 25-30% Piccolo intestino e colon: 40-55% Solo colon: 20-25% 25% Malattia anorettale: 20-40% Solo retto: 11-26% Incidenza: 1/1500 Retto colite ulcerosa Infiammazione continua della mucosa del colon, che inizia quasi sempre dal retto Incidenza 1/ Tutto il colon: 18% Fino all ansa sinistra superiore: 28% Rectosigmoide: 54%

3 Mucosal and submucosal fibrosis,with abnormal collagen deposition,as wel las muscular hyperplasia. Fibrostenosing phenotype Chronic inflammatory reaction of the bowel wall, transmural, involves Immuno inflammatory cells as well as non immunecells,such as fibroblasts endothelial cells.the cytokines induce the production of proteases, Metalloproteinases, growth factors involved in tissue remodeling Inflammatory phenotype Perforating phenotype Penetrating lesions deep fissures give rise to covert perforation, paraintestinal abscess, free perforation or fistula.

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5 -la malattia localizzata all ileo è caratterizzata da un più alto tasso di intervento chirurgico, da una maggiore frequenza tra i familiari di primo e secondo grado e da una migliore risposta ai Corticosteroidi. -L anti-tnf-a, l anticorpo monoclonale adoperato per il trattamento della MC, è efficace nelle forme fistolizzanti ma è controindicato nelle stenosi

6 Predittivo sul successivo sviluppo della patologia Marcatore diagnostico sensibile e specifico In grado di differenziare tra loro le MICI Abile a valutare obiettivamente l' attività della malattia Abile a identificare il fenotipo In grado di monitorare gli effetti delle terapia Predittivo sui periodi di riacutizzazione

7 MARKERS DELLE MICI Marcatori di flogosi sierici: VES PCR Marcatori di flogosi fecali: Calprotectina Lattoferrina Marcatori anticorpali: Marcatori anticorpali: ASCA Omp C antibody I 2 antibody Anti-glicani (ACCA, ALCA,AMCA, AΣMA) Marcatori autoanticorpali: Anti-UBE4A IgG Anti globet cells Anti cellule esocrine del pancreas Anti GP2 P-ANCA

8 Valore predittivo dei markers per MICI ASCA was present in 10 of 32 CD patients before they developed symptoms, compared to 0/95 controls and 0/8 UC The mean interval between ASCA detection and diagnosis was 38 months The role of p-anca in predicting the development of UC was unable to be determined due to small numbers. Israeli E et al. Gut. 2005; 54(9):1232 6

9 Marcatori sierici di flogosi nella prima diagnosi PCR elevata in paziente con sintomi cronici del tubo gastroenterico impone indagini di esclusione per MICI Poullis AP et al Eur J Gastroenterol Hepatol.2002Apr;14(4): La PCR si eleva particolarmente nel Crohn meno nella CU Vermeire S et al Inflamm Bowel Dis Sep;10(5):661-5 Henriksen M et al Gut Nov;57(11): La VES è un markers meno sensibile ed affidabile nelle MICI Bitton A Gastroenterology Jan;120(1):

10 Calprotectina fecale nella malattia di Crohn e nella sindrome da intestino irritabile (IBS) 1000 Faecal calprotectin mg/l Crohn s disease N = 31 IBS N = 159 Miscellaneous N = 30 Gut 2000;47: Tibble J Gut 2000;47:

11 100 VALORE DIAGNOSTICO DI UN VALORE DI CALPROTECTINA > Sensibilità Specificità Accuratezza VPP VPN 0 Diagnosi di "patologia organica" 7 Diagnosi di neoplasia

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13 Attività della Malattia: VES...One of the early studies in IBD showed a good correlation between ESR and clinical activity. The correlation was however dependent on disease location, and ESR correlated less well with UC restricted to the rectum and with CD restricted to the upper small bowel... Sachar DB et al J Clin Gastroenterol. 1986;8(6): Sachar DB et al J Clin Gastroenterol. 1990;12(6):643-6

14 Attività della Malattia: PCR both CRP and ESR correlated well with disease activity but the correlation was better for CRP. With respect to CD and UC, the correlation of laboratory markers with disease activity has been shown to be much stronger for CD than for UC. Fagan EA et al. Eur J Clin Invest 1982;12: Solem CA et al. Inflamm Bowel Dis 2005;11:

15 Correlation between faecal excretion of indium-111-labelled granulocytes and calprotectin, a granulocyte marker protein, in patients with inflammatory bowel disease Røseth AG, Schmidt PN, Fagerhol MK. Faecal excretion of indium-111-labelled neutrophilic granulocytes has been suggested as the gold standard of disease activity, but its complexity and high cost and the exposure of patients to ionizing irradiation have limited the use of this technique There was a strong correlation between the average daily excretion of calprotectin and that of the total 3-day excretion of 111In-labelled granulocytes (r = 0.87, P < ). Furthermore, the concentration of calprotectin, assessed in a small stool sample on day 1, also correlated well with the excretion 111In-labelled granulocytes (r = 0.80, P < ).: The results suggest that faecal calprotectin reflects the granulocyte migration through the gut wall in patients with IBD and hence might serve as a simple, inexpensive alternative to the indium-111 technique. Scand J Gastroenterol Jan;34(1):50-4.

16 Marcatori di flogosi nel predirre ricadute I pazienti con valori di PCR > 20 mg/l e VES > 15 mm presentano un OR di 8.3 per ricaduta. Consigny Y et al Gastroenterology 2001;20(suppl):A53. Un valore basale di Calprotectina di 150 mg/kg o più è predittivo di ricadute nei successivi 14 mesi Costa F et al. Gut 2005;54: Valori elevati di calprotectina devono essere considerati predittivi anche con largo anticipo sulla comparsa di sintomi Tibble J et al. Gastroenterology 2000;119:15 22 D Inca R et al. Gastroenterology 2005;128(suppl):A307.

17 Calprotectina vs markers infiammazione CD (n=43) relapse non relapse UC (n=37) relapse non relapse Fecal calprotectin (mg/l) p< VES p=0.2 PCR ,1 9,7 3,1 p=0.2 Tibble JA et al. Gastroenterology 2000;119:15 22

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20 Marcatori di flogosi nella valutazione della efficacia terapeutica Decremento della PCR indica un buona risposta alla terapia Nei pazienti trattati con anti-tnf si ottiene buona risposta nel 76% di quelli con valori basali di PCR > 5 mg/l; nel 46% in quelli con valori di PCR < 5 mg/l Louis E et al. Scand J Gastroenterol 2002;37:

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22 Marcatori anticorpali ed autoanticorpali nelle MICI ASCA I Saccharomyces cerevisiae sono agenti lievitanti, utilizzati nell industria alimentare non patogeni per l uomo. p-anca atipico

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24 ASCA + ANCA nelle MICI

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27 Rewiews in gastroenterology disorders 2004 Sandborn J et al

28 Anti Intestinal Goblet Cells Substrato: tessuti intestinali o linee cellulari derivate da neoplasia differenziate del colon (HT29-18-N2)

29 Anti Intestinal Goblet Cells Metodo UC CD Controlli s. Disease C. Bibliograf. IIF 14-46% 46% rari rari rari Broberger O et al. J.Gastroenterol :20-7 IIF 11/57 0/222 0/65 0/100 HT29-18-N2 ELISA/WB Mucina purificata da pazienti con UC ELISA HT29-18-N2 (19 %) 11/60 (18/%) 18/48 (38%) 0/22 0/32 0/20 5/15 (33%) 0/35 0/50 Köhler S et al. World Patent Applications 2005; Takaishi H et al J Gastroenterol. 2000;35(1):71-2 Hibi T et al. Gut. 1994;35(2):224-30

30 Anti Pancreas Esocrino

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33 20 % Crohn, 9.3 % RCU, 4 % Controlli Op De Beéck K, Vermeire S, Rutgeerts P, Bossuyt X.Gut Dec 29

34 Autoantibodies to GP2, the major zymogen granule membrane glycoprotein, are new markers in Crohn's disease. Roggenbuck D, Reinhold D, Wex T, Goihl A, von Arnim U, Malfertheiner P, Büttner T, Porstmann T, Porstmann S, Liedvogel B, Bogdanos DP, Laass MW, Conrad K..Anti-GP2 IgG and IgA were found in 48/72 (66.7%) and 23/72 (31.9%) PAB positive and 5/106 (4.7%) and 1/106 (0.9%) PAB negative CD patients (p<0.0001), respectively. CD patients displayed significantly higher reactivity to GP2 than UC patients and BD (p<0.0001), respectively. Occurrence of anti- GP2 antibodies correlated with PAB reactivity (Spearmen's rho=0.493, p< ). There was a significant relationship between the occurrence of ASCA IgG and anti-gp2 IgG (p=0.0307).. Clin Chim Acta Apr 11;412(9-10):718-24

35 65 Crohn 4 C.I. 15 R.C.U. 20 F.H. 41 C.D.

36 Cut Off produttore= 20 UA IgG Sensibilità 30.8 % (21,7-39,8) Specificità 98.7 % (96,6-100,9) IgA Sensibilità 13.9 % ( Specificità 94.1 % ( ) Cut Off ROC curve = 13 UA IgG Sensibilità 40 % ( ) Specificità 96.3 % ( ) IgA Sensibilità 21.5% ( ) Specificità 88.9 % ( )

37 Anticorpi rivolti verso antigeni batterici Anticorpi anti-ompc: anticorpi che riconoscono la proteina C presente sulla porzione esterna della membrana cellulare di Escherichia coli Anticorpi anti-i 2 : anticorpi che riconoscono una proteina di membrana di Pseudomonas fluorescens Anticorpi anti-cbir1: anticorpi anti- flagellina espressa da Clostridium phylum

38 Anti-OmpC, in the absence of ASCA and ANCA, is a serological pattern noted in a subset of medically complex cases in children and young adults without CD or UC. Davis MK et al J Pediatr Gastroenterol Nutr Oct;45(4):

39 303 patients

40 Patients expressing I2 were more likely to have fibrostenosing Crohn's disease Patients with anti-escherichia coli outer membrane porin C were more likely to have internal perforating disease Patients positive for I2, anti-escherichia coli outer membrane porin C, and anti- Saccharomyces cerevisiae were the most likely to have undergone small bowel surgery (72.0%; odds ratio, 8.6; P < 0.001) 90% of patients with small bowel disease who required surgery had high levels of I2, Escherichia coli outer membrane porin C, and oligomannan antibodies, compared with only 18.2% with low-titer responses (P < 0.001)

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42 Anticorpi rivolti verso antigeni batterici Recentemente sono stati identificati anticorpi (nei soggetti con morbo di Crohn) che riconoscono residui zuccherinici (glicani). Queste molecole sono espresse sui globuli rossi, sulle cellule del sistema immunitario ma anche sulla parete cellulare di batteri patogeni e miceti Anti-laminaribioside (ALCA) Anti-chitobioside (ACCA) Anti-mannobioside (AMCA) Anti-mannoside sintetico (AΣMA) Anti chitina Anti laminina La presenza di questi anticorpi confermerebbe l ipotesi che nei malati di Crohn vi è una perdita di tolleranza nei confronti di agenti microbici presenti nel lume intestinale a causa di un difetto del sistema immunitario

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44 194 patients with CD, 162 with UC and 142 healthy controls,.44% (12/27) of anti-saccharomyces cerevisiae antibody-negative Crohn's disease patients were positive for antilaminaribioside or antichitobioside..

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46 (gasca), laminaribioside (ALCA), chitobioside (ACCA), mannobioside (AMCA), outer membrane porins (Omp) and the atypical perinuclear antineutrophilic cytoplasmic antibody (panca) were tested in serum samples of 1225 IBD patients, 200 healthy controls and 113 patients with non-ibd gastrointestinal inflammation.

47 76% dei pazienti con Crohn avevano almeno un marcatore anticorpale positivo Per la diagnosi differenziale tra Crohn e CU la combinazione ASCA e panca è la più accurata. Per la diagnosi differenziale tra MICI, sani e patologie infiammatorie enteriche non MICI la combinazione migliore è ASCA, panca and ALCA La presenza di più marcatori e una concentrazione elevata di ASCA, ALCA, ACCA, AMCA and Omp è indicativa di una prognosi peggiore (trattamento più aggressivo?)

48 Detection of antisynthetic mannoside antibodies (AΣMA) reveals heterogeneity in the ASCA response of Crohn's disease patients and contributes to differential diagnosis, stratification, and prediction. 772 CD, 261 UC, 43 IC and 289 controls..the specificity of AΣMA for CD was quite similar to that of ASCA (89% vs 93%), the sensitivity was lower (38% vs 55%) 24% of the CD patients who were negative for ASCA and/or other CD-associated serologic markers were positive only for ΣMan4 AΣMA was more sensitive (45% vs 27%) and more specific (100% vs 71%) than ASCA for predicting evolution of IC toward CD. Vandewalle-El Am J Gastroenterol 2008; 103:

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50 Inflamm Bowel Dis Mar;15(3): PAB was associated to perforating,...pab was associated to perforating, perianal disease, arthritis, ocular, and cutaneous manifestations (P = )...

51 Autoantibodies against ubiquitination factor E4A (UBE4A) are associated with severity of Crohn's disease UBE4A expression was highly elevated only in enteroendocrine cells of ileal, mucosa from CD patients, but not in normal subjects. The prevalence of anti-ube4a IgG was significantly higher in CD than that in UC or healthy controls (46.2% vs 7.1% vs 3.3%, respectively; P < ). The levels of anti-ube4a IgG were correlated well with the disease activity (P < ).More interestingly, higher level of anti-ube4a IgG was associated with complicated disease behavior (P = ), and patients positive with anti-ube4a IgG were more likely to undergo surgery (P = ) Sakiyama T et al Inflamm Bowel Dis 2008; 14: Xuhang Li et al World J Gastroenterol 2008; 14(33):

52 PAB anti GP2 ALCA ACCA AMCA AΣMA Anti chitina Anti laminina Anti UBE4A ASCA panca PCR VES Calprotectina fecale

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