Czynniki prozapalne u dzieci z młodzieńczym idiopatycznym zapaleniem stawów

Młodzieńcze idiopatyczne zapalenie stawów (MIZS) jest najczęstszą przewlekłą artropatią zapalną wieku rozwojowego. W Polsce, wg danych NFZ, rozpoznaje się rocznie 5–6 nowych zachorowań na 100 000 dzieci. Nomenklatura oraz kryteria klasyfikacyjne MIZS przez wiele lat były przedmiotem dyskusji i zmian. Tę samą chorobę Europejska Liga do Walki z Reumatyzmem (EULAR) określała nazwą młodzieńcze przewlekłe zapalenie stawów (juvenile chronic arthritis – JCA), natomiast American College of Rheumatology (ACR) – młodzieńcze reumatoidalne zapalenie stawów (juvenile rheumatoid arthritis – JRA). W 1997 r. Międzynarodowa Liga do Walki z Reumatyzmem (International League of Associations for Rheumatology – ILAR) wprowadziła określenie młodzieńcze idiopatyczne zapalenie stawów (juvenile idiopathic arthritis – JIA), łącząc dotychczas używane terminy i zwracając uwagę na nieznajomość podłoża etiologicznego choroby. Według kryteriów ILAR pojęcie „młodzieńcze idiopatyczne zapalenie stawów” jest wspólne dla przewlekłych zapaleń stawów, trwających co najmniej 6 tygodni i mających swój początek przed ukończeniem przez dziecko 16. roku życia. Obraz choroby jest niejednorodny (ze względu na różnorodny przebieg i obraz kliniczny wyróżniono 6 typów MIZS), przebiega ona z okresami zaostrzeń i remisji. Niezależnie od postaci cechą charakterystyczną MIZS jest zajęcie procesem zapalnym stawów, co klinicznie objawia się obrzękiem, bolesnością i ograniczeniem ruchomości. Na skutek trwającego procesu zapalnego dochodzi do zniszczenia struktur stawowych, a w przypadkach agresywnego przebiegu choroby może dojść do zahamowania wzrostu dziecka lub zajęcia narządów wewnętrznych.
Pacjenci wymagają długotrwałego leczenia glikokortykosteroidami i lekami modyfikującymi przebieg choroby (metotreksat, sulfasalazyna, cyklosporyna). W części przypadków leczenie to (niebędące leczeniem przyczynowym) jest niewystarczające, trudno uzyskać remisję lub jest to remisja krótkotrwała. Przewlekłość procesu zapalnego w MIZS warunkuje zaburzona równowaga między stężeniami czynników prozapalnych i przeciwzapalnych, która jest konsekwencją przedłużonej aktywacji makrofagów, komórek dendrytycznych oraz limfocytów T, odgrywających główną rolę w patogenetycznym łańcuchu immunologiczno-zapalnym [1].
Liczne badania potwierdzające obecność zwiększonych stężeń czynników prozapalnych (TNF-α, IL-1b i IL-6) w surowicy oraz płynie stawowym chorych na MIZS [2–6] pozwoliły na wysunięcie hipotezy, że właśnie te czynniki odpowiadają za wzbudzenie i podtrzymywanie stanu zapalnego w stawach. Założenia te stały się podstawą wprowadzenia do leczenia biologicznych leków antycytokinowych [6–8]. Obecnie w terapii MIZS w Polsce stosuje się inhibitory TNF-α (etanercept, adalimumab), uważane za nadrzędny czynnik w patogenezie chorób o podłożu immunologiczno-zapalnym [9, 10]. Początkowo leczenie etanerceptem stosowane było tylko u dzieci z najcięższymi postaciami MIZS. Obecnie jest ono dostępne dla szerszej grupy pacjentów, m.in. dla tych, u których nie obserwuje się poprawy podczas terapii lekami modyfikującymi przebieg choroby, dla dzieci, u których dodatkowo występuje zapalenie błony naczyniowej oka, czy dla tych z łuszczycowym zapaleniem stawów. Pomimo coraz szerszego zastosowania terapii antycytokinowej w leczeniu MIZS (biorąc pod uwagę wciąż ograniczoną wiedzę o odległych skutkach niepożądanych stosowania blokerów TNF-α), wymaga ona dalszej wnikliwej obserwacji [1], opartej m.in. na ocenie stężenia TNF-α, IL-1b i IL-6 w surowicy i w płynie stawowym, co powinno umożliwić wcześniejsze wykrycie aktywnego procesu zapalnego w przypadku, gdy wyniki innych badań laboratoryjnych nie odbiegają jeszcze znacząco od normy. Pozwoli to na wcześniejsze ustalenie rozpoznania i prognozę ewentualnego przebiegu choroby. Ponadto, u części pacjentów umożliwi podjęcie decyzji o wcześniejszym wnioskowaniu o leczenie biologiczne, niż przewiduje to dotychczasowy schemat, co może zapobiec skutkom toczącego się procesu zapalnego i ograniczy konieczność stosowania steroidoterapii systemowej. Ocena stężeń TNF-α, IL-1b i IL-6 pozwoli także na wyselekcjonowanie grupy chorych, u których ciężki przebieg lub częste zaostrzenia choroby są związane ze zwiększonymi stężeniami IL-1b lub IL-6 (lub obu) przy obecności małych stężeń TNF-α. Umożliwi to wcześniejsze podjęcie decyzji o ewentualnej terapii niestandardowej.
Etiologia choroby nadal nie jest w pełni wyjaśniona. Najprawdopodobniej nałożenie się czynników endogennych (obecność określonych antygenów HLA, mutacje w genach kodujących cytokiny, cząsteczki adhezyjne lub białka przekazujące sygnał) oraz egzogennych doprowadza do przełamania autotolerancji i rozwoju zaburzeń immunologiczno-biochemicznych. Czynnikami egzogennymi są najczęściej antygeny bakterii lub wirusów (tzw. wzorce molekularne związane z patogenami) – w surowicy i płynie stawowym dzieci z MIZS stwierdza się obecność przeciwciał przeciwko składnikom bakterii lub wirusów. Antygeny te są rozpoznawane przez sygnałowe receptory Toll-podobne makrofagów i komórek dendrytycznych. Receptory te aktywują wspólną drogę uruchamiania sygnału zależną od białka adaptorowego MyD88, które indukuje produkcję wielu czynników prozapalnych i chemotaktycznych, w tym TNF-α, IL-1β czy IL-6. Niektóre receptory Toll-podobne uruchamiają ponadto dodatkową drogę wykorzystującą alternatywne białko adaptorowe, co nasila syntezę cytokin prozapalnych. Ostatecznym wynikiem tych interakcji jest ostra odpowiedź zapalna ograniczająca rozprzestrzenianie się patogenu i likwidację infekcji. W chorobach reumatycznych nie funkcjonują prawidłowo mechanizmy wygaszające ostrą odpowiedź zapalną, dochodzi do przedłużonej aktywacji makrofagów i komórek T, czego konsekwencją jest zaburzenie równowagi między stężeniami czynników pro- i przeciwzapalnych, co warunkuje aktywację innych typów komórek i przetrwanie przewlekłego procesu zapalnego [1].
Badania przeprowadzone w ciągu ostatnich kilkunastu lat potwierdzają kluczową rolę czynników prozapalnych w rozwoju i podtrzymywaniu procesu chorobowego w MIZS (TNF-α, IL-1, IL-6, IL-8, IL-12, IL-15, IL-17, IL-18 i czynnik stymulujący powstawanie kolonii granulocytów i makrofagów – GM-CSF) [2, 9, 11–13]. Ponadto, wykazują istnienie swoistej hierarchii cytokin prozapalnych – na szczycie uruchamianej kaskady czynników prozapalnych znajduje się TNF-α [2, 9, 10, 14]. Dowiedziono, że TNF-α pobudza syntezę kolagenaz w synowiocytach i chondrocytach oraz aktywuje osteoklasty, prowadząc do uszkodzenia chrząstki stawowej, rozrostu błony maziowej, resorpcji kości i powstawania w nich nadżerek. Ponadto, aktywuje monocyty i makrofagi, wzmagając ich cytotoksyczność i pobudzając do produkcji cytokin, chemokin i czynników wzrostu. Czynnik martwicy nowotworów jest również odpowiedzialny za stymulowanie proliferacji limfocytów T, proliferacji i różnicowania limfocytów B oraz uwalnianie przez nie cytokin prozapalnych. W podwzgórzu TNF-α pobudza syntezę prostaglandyny E i IL-1, co jest przyczyną występo- wania stanów gorączkowych. Ponadto, nasila procesy kataboliczne, m.in. w tkance mięśniowej i tłuszczowej, co skutkuje brakiem przyrostu lub zmniejszeniem masy ciała [2, 6, 8, 15].
Interleukina 1b jest kolejną z głównych cytokin prozapalnych, której zwiększone stężenia wykryto w surowicy i płynie stawowym dzieci z MIZS. Oddziałuje ona na prawie wszystkie typy komórek. W etiopatogenezie i podtrzymywaniu objawów chorobowych główną rolę odgrywa jej zdolność do aktywacji i nasilania chemotaksji makrofagów, neutrofilów i komórek dendrytycznych oraz stymulowania proliferacji fibroblastów i synowiocytów, a także aktywowania osteoklastów. Mimo że IL-1b ma również zdolność uruchamiania naturalnych mechanizmów immunosupresyjnych (oddziałując na podwzgórze, wzmaga wydzielanie kortykoliberyny, co pobudza syntezę ACTH i w konsekwencji glikokortykosteroidów), to znacznie częściej wpływ jej zwiększonych stężeń na ośrodkowy układ nerwowy ujawnia się w postaci stanów gorączkowych i senności [6, 8, 15].
Czynnikiem, którego znaczenie patogenetyczne w przewlekłym procesie reumatoidalnym jest przedmiotem dyskusji i dociekań do tej pory, jest IL-6. Aktywność prozapalna tej cytokiny polega na pobudzaniu hepatocytów do produkcji białek ostrej fazy i nasilaniu chemotaksji leukocytów, ponadto w mechanizmie podobnym do działania IL-1β powoduje ona wzrost temperatury ciała i występowanie stanów gorączkowych. Jednocześ-nie cytokina ta w niektórych sytuacjach ma zdolność do hamowania produkcji IL-1 i TNF-α [8, 15, 16]. Ponadto, odgrywa ważną rolę w patogenezie i rozwoju nowotworów, hamując proces apoptozy komórek nowotworowych oraz indukując angiogenezę w obrębie guza nowotworowego. Stężenie IL-6 w surowicy zwiększa się proporcjonalnie do stopnia zaawansowania guza nowotworowego i koreluje z przeżywalnością chorych. Zastosowanie oznaczeń stężeń IL-6, jako niezależnego, nie-korzystnego czynnika rokowniczego jest obecnie przedmiotem wielu badań [17].
Dotychczasowe badania potwierdzają rolę wymienianych czynników prozapalnych w inicjowaniu i podtrzymywaniu procesu zapalnego w MIZS. Yokota i wsp. dowiedli, że stężenie IL-6 w surowicy pacjentów z systemową postacią MIZS koreluje z aktywnością choroby oraz liczbą zajętych stawów, a zastosowanie terapii inhibitorem IL-6 (tocilizumabem) w znaczącym stopniu zmniejsza aktywność choroby i poprawia jakość życia dzieci z systemową postacią MIZS [16].
Również Pascual i wsp. [18] badali wpływ IL-1b na rozwój stanu zapalnego w MIZS. Stwierdzili oni, że dodanie surowicy pochodzącej od pacjentów z systemową postacią MIZS do hodowli tkankowych z komórkami jednojądrowymi wyizolowanymi z krwi zdrowych ochotników, stymuluje produkcję IL-1b przez te komórki. Autorzy odnotowali również, że komórki jednojądrowe tych pacjentów produkują znacznie większe ilości IL-1b w porównaniu z komórkami osób z grupy kontrolnej. W drugiej fazie badań obserwowali ustąpienie objawów stawowych, normalizację temperatury ciała i OB oraz stężenia hemoglobiny, liczby leukocytów, płytek krwi mniej więcej po 2 miesiącach leczenia antagonistą receptora dla IL-1.
Z kolei Prahalad i wsp. w 2008 r. [19] dowiedli, że stężenia sCD154, IL-1b, IL-6, TNF-α w surowicy mierzone za pomocą cytometrii przepływowej były znacząco zwiększone u wszystkich pacjentów z MIZS (niezależnie od postaci choroby) w porównaniu z grupą kontrolną dzieci zdrowych. W przeprowadzonych przez nich badaniach w grupie 80 dzieci z MIZS największe stężenia IL-1b obserwowano w grupie pacjentów z RF-dodatnią postacią wielostawową MIZS, stężenia IL-6 były największe w surowicy pacjentów z systemową postacią MIZS, natomiast stężenia TNF-α w surowicy były zwiększone we wszystkich grupach z wyjątkiem przetrwałej postaci jednostawowej MIZS.
Dotychczas ukazało się niewiele prac oceniających dynamikę zmian stężeń cytokin i chemokin w procesie zapalnym w przebiegu MIZS. W opublikowanych do tej pory pracach oznaczano stężenie czynników prozapalnych tylko raz podczas trwania choroby w celu wykazania różnic w profilu cytokin w różnych podtypach choroby [5, 9, 20]. Istnieją również doniesienia, w których stężenia cytokin były mierzone jednorazowo przed rozpoczęciem leczenia biologicznego, natomiast jego skuteczność oceniano za pomocą wskaźników poprawy klinicznej [21].
Wśród danych literaturowych istnieje niewiele prac, w których oceniano dynamikę stężeń omawianych cytokin prozapalnych. W pierwszej z nich oceniano stężenia IL-1b, receptora dla IL-2, IL-6 oraz TNF-α u dorosłych z RZS w trakcie terapii lekami modyfikującymi przebieg choroby [22]. W drugiej oceniano stężenia IL-6, IL-10, TNF-β i obu rozpuszczalnych receptorów dla TNF-α u dzieci z MIZS nieodpowiadających na standardowe leczenie lekami modyfikującymi przebieg choroby, u których zdecydowano o rozpoczęciu terapii infliksyma- bem [23]. Natomiast w 2008 r. Fabre i wsp. opublikowali wyniki swoich badań, których celem była ocena przydatności oznaczania profilu cytokin prozapalnych w prognozowaniu odpowiedzi na leczenie etanerceptem u chorych na reumatoidalne zapalenie stawów [24]. Ponadto, istnieją doniesienia o występowaniu zwiększonych stężeń rozpuszczalnego TNF-α w surowicy pacjentów, którzy zakończyli leczenie etanerceptem lub infli-ksymabem i u których doszło do nawrotu choroby lub rozwoju nowej choroby autoimmunologicznej, np. choroby Leśniowskiego-Crohna [25, 26]. W związku z tym zasadne wydaje się podjęcie próby oceny dynamiki stężeń czynników prozapalnych u pacjentów z MIZS od momentu rozpoznania przez okres leczenia standardowego aż po kwalifikację do leczenia biologicznego oraz ocenę skuteczności tej terapii. Profil cytokinowy może być niezwykle istotny także przy decyzji o ewentualnym zaprzestaniu leczenia biologicznego bądź jego dalszej kontynuacji w przypadku utrzymujących się wysokich parametrów patogennych cytokin.

Piśmiennictwo  
1. Rostropowicz-Denisiewicz K. Młodzieńcze idiopatyczne zapalenie stawów. W: Zapalne choroby reumatyczne w wieku rozwojowym. Romicka AM, Rostropowicz-Denisiewicz K (red.). Wy-dawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2005; 71-87.  
2. Choy EHS, Panai GS. Cytokine pathways and joint inflammation in rheumatoid arthritis. NEJM 2003; 344: 907-916.  
3. Górska A, Urban M, Pietrewicz E. Stężenie cytokin w surowicy u pacjentów z młodzieńczym idiopatycznym zapaleniem stawów. Reumatologia 2004; 42: 174-175.  
4. Górska A, Urban M, Pietrewicz E. Zawartość kwasu linolowego i arachidonowego w fosfatydylocholinie błon erytrocytarnych oraz IL-6 i TNF-α w surowicy a stężenie białka C-reaktywnego u dzieci chorych na młodzieńcze idiopatyczne zapalenie stawów. Pol Merk Lek 2006; 21: 551-553.  
5. Pietrewicz E, Urban M, Górska A. Stężenie cytokin w surowicy u pacjentów z młodzieńczym idiopatycznym zapaleniem stawów w zależności od postaci choroby i stopnia jej aktywności. Nowa Pediatria 2003; 1: 36-37.  
6. Quarta L, Corrado A, Melillo N, et al. Juvenile idiopathic arthritis: an update on clinical and therapeutic approach. Ann Ital Med Int 2005; 20: 211-217.  
7. Wilkinson N, Jackson G, Gardner-Medwin J. Biologic therapies for juvenile arthritis. Arch Dis Child 2003; 8: 186-191.  
8. Moeller B, Villiger PM. Inhibition of IL-1, IL-6, and TNF-α in immune-mediated inflammatory diseases. Springer Semin Immunol 2006; 27: 391-408.  
9. de Jager W, Hoppenrereijs EP, Wulffraat NM, et al. Blood and synovial fluid cytokine signatures in patients with juvenile idiopathic arthritis; cross-sectional study. Ann Rheum Dis 2007; 66: 589-598.
10. Feldmann M, Maini RN. Anti-TNF alpha therapy of rheumatoid arthritis: what have we learned? Ann Rev Immunol 2001; 19: 163-196.
11. Brennan FM, McInnes IB. Evidence that cytokines play a role in rheumatoid arthritis. J Clin Invest 2008; 118: 3537-3545.
12. Kim EY, Moudgil KD. Regulation of autoimmune inflammation by pro-inflammatory cytokines. Immunology Letters 2000; 120: 1-5.
13. Jelusic M, Lukic IK, Tambic-Bukovac L, et al. Interleukin 18 as mediator of systemie juvenile idiopathic arthritis. Clin Rheumatol 2007; 26: 1332-1334.
14. Tracey D, Klareskog L, Sasso EH, et al. Tumor necrosis factor antagonist mechanisms of action: a comprehensive review. Pharmacol Ther 2008; 117: 244-279.
15. Gołąb J, Jakóbisiak M, Zagożdżon R i wsp. Cytokiny. W: Immunologia. Gołąb J, Jakóbisiak M, Lasek W (red.). Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2002; 204-245.
16. Yokota S, Miyamae T, Imagawa T, et al. Inflammatory cytokines and systemic–onset juvenile idiopathic arthritis. Mod Rheumatol 2004; 14: 12-17.
17. Łukaszewicz M, Mroczko B, Szmitkowski M. Znaczenie klini-czne interleukiny 6 jako czynnika rokowniczego w chorobie nowotworowej. Pol Arch Med Wewn 2007; 117: 5-6.
18. Pascual V, Allantaz F, Arce E, et al. Role of interleukin in the pathogenesis of systemic onset juvenile idiopathic arthritis and clinical response to IL-1 blockade. JEM 2005; 201: 1479-1486.
19. Prahalad S, Martins T, Tebo AE, et al. Elevated serum levels of soluble CD154 in children with juvenile idiopathic arthritis. Ped Rheumatol 2008; 6: 8.
20. Romicka AM. Młodzieńcze idiopatyczne zapalenie stawów. Przewodnik Lekarza 2001; 12: 35-38.
21. Yokota S, Miyamae T, Imagawa T, et al. Therapeutic Efficacy of humanized recombinant anti-interleukin-6 receptor antibody in children with systemic onset juvenile idiopathic arthritis. Arthritis Rheum 2005; 52: 818-825.
22. Luqmani R, Sheeran T, Robinson M, et al. Systemic cytokine measurements: their role in monitoring the response therapy in patients with rheumatoid arthritis. Clin Exp Rheumatol 1994; 12: 503-508.
23. Levaelampi T, Honkanen V, Lahdenne P, et al. Effects of infliximab on cytokines, myeloperoxidase and soluble adhesion molecules In patients with juvenile idiopathic arthritis. Scand J Rheumatol 2007; 36: 189-193.
24. Fabre S, Dupuy AM, Dossat N, et al. Protein biochip array technology for cytokine profiling predicts etanercept responsiveness in rheumatoid arthritis. Clin Exp Immunol 2008; 153: 188-195.
25. Song IH, Appel H, Haibel H, et al. New onset of Crohn’s disease during treatment of active ankylosing spondylitis with etanercept. J Hematol 2008; 35: 532-536.
26. Bhatia A, Kast RE. Tumor necrosis factor can paradoxically increase on etanercept treatment, occasionally contributing to TNF-mediated disease. J Rheumatol 2007; 34: 447-449.