sCD163 hos ALS-patienter

Introduktion Amyotrofisk lateral sklerose (ALS) er en dødelig sygdom med tiltagende muskelsvaghed, der fører til alvorlig invaliditet og til sidst død. Det er den mest almindelige form for motoriske neuronsygdomme og involverer både de øvre og nedre motorneuroner. Den gennemsnitlige overlevelse fra debut af symptomer til død er cirka 3 år.

Da diagnosen er afhængig af kliniske træk og elektromyografiske abnormiteter, som kan forekomme ret sent i sygdomsforløbet, er der behov for at identificere diagnostiske test, som kan bekræfte eller udelukke diagnosen ALS i den tidligere fase af sygdommen.

ALS er en neurodegenerativ sygdom, men patogenesen er ikke veletableret. Årsagerne er sandsynligvis multifaktorielle og en kompleks interaktion mellem genetiske faktorer og dysfunktion af vitale molekylære veje vedrørende det dominant nedarvede c9orf72-gen og nedsat glutamatoptagelse i astrocytter (EAAT2-receptor) fra den synaptiske kløft og dermed glutamatexcitotoksicitet. Denne glutamat excitotoksicitet kan forårsage oxidativ stress, spændingsstyrede vedvarende natriumkanaler og aktivering af mikroglia, hvilket resulterer i sekretion af proinflammatoriske cytokiner.

For nylig er der undersøgelser, der tyder på, at neuroinflammation spiller en rolle for udviklingen af ​​ALS. En undersøgelse fra 2012 (en musemodel af ALS, der overudtrykker mutant superoxiddismutase (mSOD1)), har dokumenteret, at mikroglia både kan beskytte og skade de motoriske neuroner afhængigt af hvilken fænotype af mikrogliaen er aktiveret. Det ser ud til, at det er et kontinuum mellem den beskyttende M2-fænotypiske tilstand (sygdomsdebut) og den neurotoksiske M1-fænotypiske tilstand (sygdomsslutstadium). Desuden udtrykte musene ved sygdomsdebut højere niveauer af Ym1, CD163 og hjerneafledt neurotrofisk faktor (markører for M2).

Af andre molekylære mekanismer er det værd at nævne de strukturelle og funktionelle abnormiteter af mitokondrier, svækkelse af aksonale transportsystemer og endosomal trafficking og induktion af det endoplasmatiske retikulums stressrespons, selvom de ser ud til at være sekundære hændelser i ALS. Nettoresultatet er degeneration af motorneuroner i hjernebarken, kranienervekernerne, det forreste horn af rygmarven og corticospinalkanalen. Den eneste tilgængelige behandling er Riluzole, som har vist sig at forlænge levetiden eller tiden til indtræden af ​​alvorlige luftvejsproblemer hos patienter med ALS. Virkningsmåden for Riluzole skal stadig bestemmes, muligvis er dynamikken en hæmning af glutamatfrigivelse fra den præsynaptiske neuron. (1,2,3,4,5,6) Selvom det ser ud til, at den inflammatoriske proces er en sekundær begivenhed, ser den ud til at være kritisk for neuronal degeneration. I en undersøgelse blev ALS-patologi søgt reduceret gennem centralnervesystem-målrettet glukokortikoid og lykkedes ved at reducere hjernestammens patologi i musemodeller af ALS. Af forskellige biomarkører er inflammatoriske markører også blevet testet: interleukin-1-familiens cytokiner. Blandt dem var kun total interleukin-18, dets endogene inhibitor interleukin-18BP og den aktive form af cytokinet (frit interleukin-18) signifikant højere hos ALS-patienterne end hos kontrollerne. Cytokinet viste ingen sammenhæng med de forskellige kliniske former for ALS eller sygdommens kliniske rammer. Cytokiner er også blevet forsøgt som neurobeskyttende midler. Erythropoietin (EPO) er kendt som vækstfaktoren, der opretholder antallet af cirkulerende erytrocytter. Imidlertid er den biologiske rolle af EPO blevet udvidet til andre celler, såsom neuroner, mikroglia og astrocytter i hjernen. EPO synes at undertrykke de proinflammatoriske cytokiner under sygdomsprogression, opretholde de anti-inflammatoriske cytokiner indtil det sene symptomatisk stadium og endelig ser ud til at forsinke symptomdebut og bevare antallet af motoriske neuroner. (7,8,9,10) Cluster of differentiation 163 (CD-163) - en ny måde at overvåge inflammation ved ALS? CD-163 er en scavenger-receptor (genkender og optager makromolekyler), som markerer monocyt-makrofag-aktiveringen. CD163 virker for makrofager som en receptor for hæmoglobin-haptoglobin-komplekser. Den opløselige form af receptoren kaldes sCD163 og findes i plasma og cerebrospinalvæske, hvor den viser sig at være opreguleret i en lang række inflammatoriske sygdomme.

Stærkt øgede værdier (>20 mg/l) ses ved sygdomme som makrofagaktiverende syndrom, hæmofagocytisk syndrom og akut leversvigt. Endvidere afspejler niveauet af sCD163 sygdommens aktivitet. Patienter med stigende og høje værdier viser sig at have ugunstig prognose. Forhøjede værdier (5-20 mg/l) ses ved leversygdom, sepsis og Gauchers sygdom. Septiske patienter med værdier større end 10 mg/l har en 10 gange større risiko for dødelig udgang. Værdier som øges lidt (3-5 mg/l) ses ofte ved betændelse eller infektionstilstande og ved cancer. (11,12,13,14) Pilotdata På efterforskernes lab har pilotdata (Kallestrup M et al, upublicerede data (15)) vist lovende resultater. Der var et øget niveau af sCD163 i cerebrospinalvæske hos 7 patienter med ALS sammenlignet med kontroller. Desuden har både bestemte og sandsynlige ALS-patienter et øget niveau af sCD163. Disse resultater tyder på, at der skal udføres en større undersøgelse, der evaluerer patienter med ALS på tidlige såvel som senere stadier af sygdommen.

Hypotese Patienter med ALS har opregulerede niveauer af sCD-163 i deres cerebrospinalvæske og serum sammenlignet med raske forsøgspersoner, og niveauet er relateret til sygdommens sværhedsgrad.

Formål At definere koncentrationen af ​​sCD-163 i cerebrospinalvæsken og serum hos patienter med ALS sammenlignet med kontroller (patienter med uspecificerede neurologiske symptomer). Endvidere vil vi definere koncentrationerne af protein, glucose, immunoglobulin G-indeks og andre faktorer i spinalvæsken.

Metode Studiepopulation Undersøgelsespopulationen vil være alle patienter med etableret og mistænkt ALS på Neurologisk Afdeling, Aarhus Universitetshospital.

Patienter med etableret ALS, der deltager, vil gennemgå lumbalpunktur som en del af denne undersøgelse. Personer, der mistænkes for at lide af ALS, vil gennemgå lumbalpunktur som en del af deres diagnostiske arbejde, og niveauet af sCD163 i deres cerebrospinalvæske vil blive analyseret.

På Neurologisk Afdeling, Aarhus Universitetshospital er der cirka 80 patienter med etableret ALS. Vi forventer, at 50 af disse patienter er villige til at deltage og er berettiget til inklusion (31-08-2015). Endvidere forventer vi at inkludere 8 patienter, som vil blive diagnosticeret med ALS på Neurologisk Afdeling, Aarhus Universitetshospital i studieperioden.

Kontrollerne omfatter patienter med forskellige neurologiske symptomer eller sygdomme, som vil gennemgå en lumbalpunktur på Neurologisk Afdeling på Aarhus Universitetshospital som led i deres diagnostiske arbejde, uanset denne undersøgelse. I de endelige analyser vil kun kontrolpersoner blive inkluderet, som ender med enten ingen neurologisk sygdom eller en neurologisk sygdom, som menes ikke at involvere spinalvæsken. Vi forventer at inkludere 40-50 kontroller.

Rekruttering Deltagerne vil modtage skriftlig og mundtlig information om undersøgelsen. Den mundtlige information vil foregå på Neurologisk Afdeling, Aarhus Universitetshospital. Desuden vil pjecen "Forsøgspersoners rettigheder i et sundhedsvidenskabeligt forskningsprojekt" blive uddelt. Konsulenter på neurologisk afdeling vil give oplysningerne til patienter med mistanke om ALS. Kontroller og patienter med konstateret ALS vil modtage information fra lægerne på Neurologisk afdeling og forskningsårsstuderende Anne Sofie Vinther.

Det er muligt at medbringe en ledsager og deltagerne tilbydes mindst 24 timer til at overveje deltagelse.

Der vil blive anmodet om aktindsigt i patientjournaler, som vil blive givet i det skriftlige informationsmateriale.

Hvis der opstår ny viden om ulemper ved at deltage i undersøgelsen, vil deltagerne straks blive informeret. Desuden vil deltageren blive informeret, hvis evalueringer under undersøgelsen giver viden om patientens generelle helbredstilstand, medmindre dette klart er blevet afvist af patienten.

Ved afslutningen af ​​undersøgelsen er det muligt for deltagerne at kontakte studiekoordinatoren for at få information om undersøgelsesresultater.

Alle deltagere vil modtage information om forskningsprojektet og vil blive bedt om at give deres indhold til deltagelse. Deltagelsen indebærer ekstraktion af 5-6 ml spinalvæske og en blodprøve (30 ml), som skal bruges til analyse af sCD-163.

Deltagerne vil ikke modtage nogen form for betaling, men kan modtage kompensation for transport.

Inklusionskriterier:

ALS Patienter diagnosticeret med ALS og patienter, der mistænkes for at have ALS. Alder >18 Styrer Alder >18

Eksklusionskriterier (for alle grupper):

Akutte infektioner inklusive neuroinfektion Andre lidelser, der vides at have forhøjede niveauer af sCD163 Lidelser eller behandlinger, der kontraindicerer en lumbalpunktur. Andre etablerede neurologiske lidelser. Vi vil til enhver tid under den diagnostiske oparbejdning og dermed i forskningsprojektet gøre dette med respekt for patientens psykiske og fysiske tilstand. Forskningsprojektet gennemføres i henhold til lov om behandling af personoplysninger, og projektet vil endvidere blive indsendt til det fælles regionale informationssystem for Region Midtjylland.

Analyse Spinalvæsken og serumet vil blive analyseret på Klinisk Biokemisk Afdeling, Aarhus Universitetshospital. Spinalvæsken og blodprøverne vil blive deponeret i en forskningsbiobank på Aarhus Universitetshospital. Det er planen, at alle biokemiske analyser skal udføres, når alle prøver er indsamlet. Ved afslutningen af ​​projektet vil prøverne blive pseudo-anonymiseret. På grund af muligheden for at udvikle ny viden på området, vil prøverne blive deponeret i biobanken 5 år efter, at dette projekt er afsluttet.

Koncentrationerne af sCD-163 i spinalvæske og serum vil blive analyseret med allerede etablerede teknikker på Klinisk Biokemisk Afdeling, Aarhus Universitetshospital.

Eksamen Eksamen består af en sygehistorie og en klinisk undersøgelse. Vi bruger den Reviderede ALS funktionelle vurderingsskala (ALSFRS-R), som er et vurderingsinstrument til at overvåge udviklingen af ​​handicap hos patienter med ALS. Information fra journalen vil blive inkluderet og brugt i dette projekt, herunder tidligere sygehistorie, faktisk brug af lægemidler, resultater af biokemiske analyser og hjernebilleddannelse, resultater fra ALSFRS-R, resultater fra elektromyografien, abnormiteter ved de kliniske undersøgelser og konklusioner fra den diagnostiske undersøgelse.

Effekt og statistiske analyser Da efterforskernes pilotdata (n=7) viste en 50 % stigning i niveauet af CD163 i cerebrospinalvæsken hos ALS-patienter forventes inklusion af 40 patienter at muliggøre påvisning af mindre forskel også i serum og relationer mellem CD163 og kliniske fund.

Programmet ANOVA vil blive brugt til statistiske analyser. Parametriske eller ikke-parametriske tests vil blive brugt afhængigt af den normale fordeling af data. I al statistisk analyse vil et signifikansniveau på 5 % blive brugt.

Perspektiver Det er vigtigt at identificere prognostiske biomarkører i ALS. Patologien af ​​ALS er stadig ukendt, men det ser ud til, at inflammation er en afgørende faktor i processen. I adskillige undersøgelser har sCD163 vist sig at være opreguleret i en lang række inflammatoriske sygdomme, og sammen med efterforskerne lover de pilotdata, at sCD163 er en potentiel markør for ALS. (4) Vurderingen af ​​lægemiddeleffektivitet i ALS er fortsat klinisk baseret, baseret på måling af sygdomsprogressionshastigheden ved brug af ALS-ratingskalaen revideret (ALSFRS-R). Sådanne kliniske skalaer kan være ufølsomme, især i de tidlige stadier af sygdomsprocessen. Udviklingen af ​​pålidelige kvantificerbare biomarkører forbliver uhåndgribelige i ALS, og udvikling af prognostiske biomarkører ville være afgørende for effektiv evaluering af et terapeutisk middel i de tidlige udviklingsstadier.

Etiske overvejelser Testene udført på patienterne involveret i dette forskningsprojekt er lumbalpunktur og blodprøver.

Det indebærer nogle risici at udføre en lumbalpunktur, som omfatter hovedpine efter lumbalpunktur med en forekomst på 12 %, hyppigst hos yngre patienter. Oftest har hovedpinen en kort varighed, og den kan kureres med påføring af et blodplaster. Desuden kan lumbalpunktur forårsage midlertidige lændesmerter og en ophobning af blod under huden. Der er meget lav risiko for blødning i epiduralrummet med kompression af spinalnerver og endnu lavere risiko for infektioner (meningitis eller meningoencephalitis). Det er dog vigtigt at understrege, at lumbalpunktur er en del af rutinemæssig diagnostisk undersøgelse på Neurologisk Afdeling på Aarhus Universitetshospital.

I betragtning af den lave risiko, der er involveret i dette projekt, den dårlige prognose for sygdommen og potentialet for at forbedre diagnose og behandling for fremtidige patienter med ALS, anser vi dette projekt for at være etisk acceptabelt.

Publikation Positive, negative såvel som inkonklusive resultater fra denne undersøgelse vil blive offentliggjort. Resultaterne vil blive skrevet i en artikel til publicering i et engelsk skrevet peer reviewed journal.