Patogeneza

Pomimo że przyczyna ZW pozostaje niejasna, kilka różnych kierunków badań zaczęło sondować mechanizmy, które mogą odgrywać rolę w tej chorobie i dostarczać możliwych obszarów dla interwencji terapeutycznej w przyszłości.

W ciągu ostatnich 15 lat coraz więcej poszlak przemawia za tym, że ANCA może wzmacniać zdarzenia immunologiczno-zapalne, które przyczyniają się do ZW i pokrewnego zaburzenia, mikroskopowego zapalenia naczyń. Chociaż większość pacjentów z ZW, u których stwierdza się ANCA, ma przeciwciała swoiste wobec proteinazy-3 (PR-3),40-42 nie wszyscy pacjenci są ANCA dodatni. W badaniu przeprowadzonym przez Hauschilda i wsp.40 przebadano ponad 23 700 próbek surowicy od ponad 13 600 pacjentów, z których 445 miało ZW. U tych osób, które miały ograniczoną ZW bez obecności kłębuszkowego zapalenia nerek, ANCA były dodatnie u 55%. Natomiast u osób z chorobą, która obejmowała kłębuszkowe zapalenie nerek, ANCA były obecne u 88%. Wydaje się, że im cięższa choroba, w tym obecność kłębuszkowego zapalenia nerek, tym bardziej prawdopodobne jest, że wynik testu ANCA będzie dodatni. Ważnym wnioskiem z tego badania i wielu innych jest to, że ANCA nie jest powszechnie obecna u wszystkich pacjentów z ZW. Próby identyfikacji kompleksów immunologicznych, które zawierają przeciwciała przeciwko PR-3 i dopełniaczowi w dotkniętych chorobą tkankach były generalnie niewdzięczne. Tak więc, pomijając ograniczenia w czułości testów, brak ANCA u znacznej mniejszości pacjentów z aktywną chorobą wskazywałby, że jeśli odgrywa ona jakąś rolę, to nie jest to rola zasadnicza. Niemniej jednak duża liczba danych wskazuje, że ANCA, zwykle ze swoistością dla PR-3 i sporadycznie dla mieloperoksydazy (MPO), może przyczyniać się do aktywacji i uszkodzenia naczyń krwionośnych.

Aktywowane neutrofile wyrażają na swojej powierzchni komórkowej różnorodne antygeny cytoplazmatyczne, z których wiele jest enzymami.43-45 Wiązanie przeciwciał z wyświetlaną proteinazą-3, MPO i szeregiem innych enzymów cytoplazmatycznych neutrofili zwiększa aktywację neutrofili, degranulację i produkcję nadtlenku. Enzymy cytoplazmatyczne neutrofilów mogą również wiązać się z komórkami śródbłonka, gdzie mogą bezpośrednio powodować uszkodzenie, jak również zwiększać aktywację komórek śródbłonka.4647 W badaniach in vitro wiązanie anty-PR-3 z komórkami śródbłonka powoduje zwiększoną produkcję IL-8, niezwykle silnego czynnika chemotaktycznego neutrofilów.48 Równocześnie z tymi zdarzeniami, komórki śródbłonka narażone na działanie anty-PR-3 zwiększają również, w sposób sekwencyjny, produkcję IL-1α i czynnika tkankowego, głównego inicjatora kaskady krzepnięcia.49 Monocyt, podobnie jak neutrofil, również wytwarza PR-3, a gdy jest aktywowany i narażony na działanie anty-PR-3, znacznie zwiększa również wytwarzanie IL-8, co jeszcze bardziej zwiększa chemotaksję neutrofilów.50 Gdyby komórki śródbłonka były również zdolne do wytwarzania i ekspresji PR-3, doszłoby do dalszego nasilenia uszkodzenia naczyń. Podczas gdy niektórzy badacze wykazali wytwarzanie PR-3 przez komórki śródbłonka, inni nie, a sprzeczne wyniki są przedmiotem poważnych kontrowersji.51-54 Efekty ANCA, które prowadzą do zwiększenia aktywacji neutrofili i komórek śródbłonka oraz uszkodzenia, są podsumowane na rycinie 5. W skrócie, dane te stanowią mocne poszlaki sugerujące rolę ANCA w patogenezie ZW i mikroskopowego zapalenia wielomięśniowego. Chociaż te obserwacje pokazują potencjał ANCA do wzmocnienia uszkodzenia naczyń, nie wyjaśniają selektywności narządowej. Hipotezy oparte na ANCA byłyby bardziej intrygujące, gdyby w badaniach, które obejmowały preferencyjnie dotknięte narządy w ZW, takie jak drogi oddechowe i nerki, można było wykazać, że zapewniają środowisko, które sprzyja uszkodzeniu pośredniczonemu przez ANCA.

Potencjalna rola infekcji w inicjowaniu i promowaniu rozwoju ZW pozostaje obszarem intensywnego zainteresowania. Pacjenci z ZW i innymi chorobami naczyń często prezentują cechy kliniczne, które sugerują chorobę zakaźną. W ZW na szczególną uwagę zasługuje fakt, że początkowo prawie zawsze zajęte są drogi oddechowe. Badania popłuczyn oskrzelowo-pęcherzykowych obejmowały zarówno pacjentów z nowo rozpoznaną chorobą, jak i tych, u których doszło do reaktywacji choroby, a także osoby w okresie remisji. Nawet w tych przypadkach, w których nie występują kliniczne cechy aktywnej choroby dróg oddechowych, pacjenci na ogół mają neutrofilowe zapalenie pęcherzyków płucnych na początku choroby i przy jej reaktywacji.55-57 Sugeruje się, że stymulacja dróg oddechowych, wywołująca odpowiedź neutrofilową u podatnego immunologicznie gospodarza, może wywołać zdarzenia ogólnoustrojowe, które rozpoznajemy jako ZW. Dotychczasowe badania histopatologiczne wycinków z biopsji dróg oddechowych – w tym specjalne barwienia na obecność mikroorganizmów i hodowle bakterii, prątków, grzybów, mykoplazmy i wirusów oddechowych – nie ujawniły czynnika zakaźnego wywołującego chorobę. Jednakże, w większości prób stosowano konwencjonalne techniki laboratoryjne. Bardziej wyrafinowane techniki molekularne, w tym łańcuchowa reakcja polimerazy (PCR), pozwoliły zidentyfikować czynniki zakaźne w innych chorobach, w których wymagania dotyczące hodowli były niezwykle rygorystyczne, a specjalne barwniki tkankowe były niewystarczająco czułe.

Dalsze poszukiwania etiologii zakaźnej powinny być wspierane z kilku powodów. Wiadomo, że kilka infekcji jest związanych z pewnymi typami zapalenia naczyń. Choroba Marka, przyspieszona forma miażdżycy i zapalenia naczyń, jest spowodowana wirusem opryszczki ptasiej u kurcząt. Choroba ta może wyniszczać całe stada zwierząt i można jej zapobiegać poprzez szczepienia.58 U ludzi opisywano występowanie zapalenia naczyń w związku z zakażeniem wirusem zapalenia wątroby typu B, zapalenia wątroby typu C, wirusem Epsteina-Barr, parvo-B19 i HIV. Jednak u większości pacjentów cierpiących z powodu tych zakażeń występują różne problemy kliniczne, a zapalenie naczyń rozwija się tylko u <1% zakażonych osób. Ta obserwacja sugerowałaby unikalną nieprawidłowość gospodarza, która prowadzi do tej szczególnej formy ekspresji choroby. Kilka badań na zwierzętach potwierdziło tę hipotezę. Na przykład, u różnych myszy z defektami immunologicznymi, które z zewnątrz wyglądają normalnie, rozwija się zapalenie naczyń krwionośnych po zakażeniu wirusem opryszczki gamma. Zapalenie naczyń u tych zwierząt jest szczególnie widoczne w przypadku genetycznych niedoborów interferonu gamma lub receptora interferonu gamma.5960

Niektórzy sugerują, że uporczywa infekcja jako bodziec do zapalenia naczyń nie jest możliwa do utrzymania, ponieważ w większości przypadków terapie immunosupresyjne ratują życie, a pacjenci nie umierają z powodu przytłaczającej infekcji. U pacjentów z zapaleniem naczyń związanym z wirusem zapalenia wątroby typu B lub C często dochodzi do znacznej poprawy stanu zdrowia w wyniku leczenia immunosupresyjnego przy jednoczesnym wzroście wiremii. Podobny scenariusz jest dobrze udokumentowany u norek zakażonych wirusem choroby aleuckiej. Różne szczepy wirusów wywołują chorobę o różnym nasileniu i chociaż wszystkie norki są podatne, norki aleuckie są szczególnie podatne na zakażenie. Zakażone zwierzęta wytwarzają krążące kompleksy immunologiczne i rozwijają śmiertelną postać zapalenia naczyń, której można zapobiec przez leczenie cyklofosfamidem, chociaż wiremia utrzymuje się.6162

Te modele zwierzęce, w których zapalenie naczyń i zakażenie występują razem, wykazują podobieństwa do zapalenia naczyń u ludzi. Zajęcie narządów i naczyń jest zwykle niejednorodne z licznymi obszarami „zmian pominiętych”. Nie wszystkie organizmy wywołują taki sam wzór zapalenia naczyń. W modelu mysim z zakażeniem herpeswirusem gamma, choroba występuje głównie w dużych tętnicach, takich jak aorta i jej główne odgałęzienia, podczas gdy u norki aleuckiej zmiany chorobowe występują głównie w małych i średnich naczyniach. Jest możliwe, że unikalne właściwości czynników zakaźnych – takie jak powinowactwo do specyficznych substratów tkankowych, właściwości tkanek ogniskowych, właściwości hemodynamiczne narządu i unikalna odpowiedź immunologiczna w różnych miejscach – mogą być ważne w „celowaniu” w narządy zapalenia naczyń. Ostatnie badania na ludziach sugerują, że zakażenie Chlamydia pneumoniae lub cytomegalowirusem może wzmacniać zapalny komponent miażdżycy. Czy te organizmy mogą również prowadzić do wzmożonej odpowiedzi zapalnej u immunologicznie upośledzonego gospodarza, podobnej do scenariusza rozpoznanego u zwierząt? Mamy nadzieję, że przynajmniej niektóre z idiopatycznych chorób naczyń będą miały etiologię zakaźną, a tym samym potencjał dla terapii leczniczej.

Inny obszar badań koncentruje się na próbie zrozumienia mechanizmów leżących u podstaw rozwoju ziarniniaków w ZW. W innych chorobach stwierdzono, że zapalenie ziarniniakowe jest procesem, w którym pośredniczą uwrażliwione limfocyty T CD4+, produkujące cytokiny Th1 (IL-2, IFN-γ, TNF-α). Obecność podobnego stanu zapalnego w ZW rodzi pytanie, czy uszkodzenie tkanek i zapalenie naczyń może być mediowane przez nieprawidłową odpowiedź immunologiczną Th1. Wsparcie dla tego mechanizmu pochodzi z kilku kierunków badań. Zarówno ilościowe, jak i jakościowe nieprawidłowości w produkcji cytokin zostały opisane w ZW i pokrewnych zespołach naczyniowych. U pacjentów z ZW stwierdzono podwyższone stężenie IL-1, IL-2, IL-6 i TNF-α w surowicy krwi6364 oraz zwiększoną produkcję TNF-α przez krążące komórki jednojądrzaste65 . Nowsze badania koncentrowały się na produkcji cytokin prozapalnych w aktywnych zmianach naczyniowych in situ. Zwiększoną produkcję IL-1 i TNF-α stwierdzono w kłębuszkach nerkowych pacjentów z ZW i aktywnym kłębuszkowym zapaleniem nerek przy użyciu reakcji łańcuchowej polimerazy z odwrotną transkrypcją (RT-PCR), hybrydyzacji in situ i technik immunohistochemicznych.66 Stosując podobne podejście, Weyand i współpracownicy67 znaleźli mRNA dla IL-1, TNF-α, IL-6, IL-2, IFN-γ i TGF-β w wycinkach tętnic skroniowych od pacjentów z olbrzymiokomórkowym zapaleniem tętnic, innym zespołem ziarniniakowatego zapalenia naczyń. W równoległych badaniach histologicznie prawidłowych tętnic skroniowych od pacjentów z polimialgią reumatyczną, wykryto mRNA dla IL-1, TNF-α, IL-6 i IL-2, ale próbki tkanek nie zawierały sekwencji IFN-γ, co sugeruje, że IFN-γ może być zaangażowany w progresję do jawnego zapalenia tętnic.

Ostatnie dane przedstawione przez Ludviksson i wsp. dostarczyły najbardziej przekonujących dowodów na to, że komórki T związane z ziarniniakowym zapaleniem w ZW są skłaniane w kierunku wzorca cytokin Th1.68 Badania limfocytów krwi obwodowej pacjentów z aktywną ZW wykazały, że komórki T CD4+ wytwarzały 10-20 razy wyższe poziomy IFN-γ i znacznie więcej TNF-α niż komórki T CD4+ pochodzące z prawidłowych kontroli. Natomiast nie stwierdzono różnicy w poziomie cytokin związanych z Th2 (IL-4, IL-5, lub IL-10) produkowanych przez komórki T pacjentów z ZW w porównaniu z osobami z grupy kontrolnej. Stwierdzenie, że zmiany w ZW są związane z komórkami T skłaniającymi się ku różnicowaniu w kierunku komórek Th1, sugeruje nieprawidłowości w regulacji IL-12, głównego czynnika indukującego komórki T produkujące IFN-γ. Chociaż najwyższe poziomy produkcji IL-12 uzyskano w monocytach pochodzących od pacjentów z aktywną chorobą, Ludviksson i wsp. zaobserwowali, że monocyty pochodzące od pacjentów z nieaktywną chorobą również produkowały zwiększone ilości IL-12.68 Sugeruje to, że wzrost produkcji IL-12 nie jest efektem wtórnym do procesu zapalnego, ale raczej podstawową cechą ZW.

Na podstawie tych obserwacji wysunięto hipotezę, że ekspozycja pacjentów z ZW na czynniki środowiskowe (takie jak infekcje) i/lub autoantygeny indukuje nadmierną odpowiedź makrofagów na IL-12 prowadzącą do niezrównoważonej produkcji cytokin Th1. Taka nieprawidłowa produkcja TNF-α i INF-γ może inicjować i utrwalać ziarniniakowe zmiany zapalne naczyń, które są charakterystyczne dla ZW. Na proces ten może dodatkowo wpływać ANCA, który może nasilać aktywację neutrofili, komórek śródbłonka i monocytów. Jednakże, jak wcześniej zauważono, ponieważ znaczna mniejszość pacjentów z ZW jest ANCA ujemna, kluczowa rola ANCA w tym procesie nie jest prawdopodobna. Wyniki te mają potencjalnie ważne implikacje dla leczenia ZW. W szczególności sugerują, że metody, które zmniejszają szlak Th1 i produkcję IL-12, mogą powstrzymać stan zapalny. Potwierdza to odkrycie, że dodanie egzogennej IL-10 powoduje zależną od dawki blokadę produkcji INF-γ przez komórki jednojądrowe krwi obwodowej od pacjentów z aktywną ZW.68

.