Malattia celiaca Corso MAOS Bassano 2009
Corso Residenziale
La Diagnostica di Laboratorio delle Malattie Autoimmuni Organo-Specifiche
Il passato
Bassano, 7-9 ottobre 2009
Autoanticorpi nella malattia celiaca Nicola Bizzaro
• La malattia celiaca era considerata una grave forma di allergia alimentare • Era considerata una patologia rara (1:5000) • La diagnosi si faceva in relazione ai segni e sintomi e sulla base della biopsia duodeno-digiunale
Laboratorio di Patologia Clinica Ospedale di Tolmezzo (UD)
Cosa sappiamo oggi della malattia celiaca • • • • • •
La celiachia è una malattia autoimmune La prevalenza è 1/180 Conosciamo il fattore scatenante (glutine) Conosciamo il fattore genetico (HLA DQ2/8) Conosciamo il meccanismo immunologico che provoca il danno d’organo Conosciamo la terapia (dieta)
Genetica • Alleli che codificano per uno specifico eterodimero HLA-DQ2 or –DQ8 sono presenti all’incirca nel 100% dei pazienti con MC. • Eterodimero DQ2 (alleli DQB1*0201 or *0202 e DQA1*05) è presente nel 90-95% dei soggetti con MC. • Eterodimero DQ8 (alleli DQB1*0302 e DQA1*03) è presente nel restante 5-10% dei pazienti.
Distribution of HLA-DQ2 and DQ8 in the general population and in patients with celiac disease
Basi biochimiche dell’intolleranza al glutine • Il glutine è composto da gliadine e glutenine. • Gliadine, glutenine, secaline (segale) e ordeine (orzo) sono ricche in glutamina e prolina. • L’elevato proteine Segalerende questeOrzo Granocontenuto in prolina relativamente resistenti alla digestione proteolitica da parte degli enzimi gastrici, pancreatici e intestinali. • Ciò comporta la presenza di peptidi di grandi dimensioni nell’intestino tenue e il loro contatto prolungato con la mucosa.
Malattia celiaca Corso MAOS Bassano 2009
Courtesy E. Tonutti
Schuppan D. Gastroenterology 2000; 119:234
Classificazione istologica di Marsh-Oberhuber Tipo I
Infiltrazione di linfociti Tγδ (CD3+ CD4- CD8-) intraepiteliali >40/100 cellule intraepiteliali
Tipo II
+ iperplasia delle cripte intestinali
Tipo III
+ atrofia dei villi
a
lieve
b
moderata
c
totale
Courtesy E. Tonutti
Schuppan D. Gastroenterology 2000; 119:234
Cosa non sappiamo della malattia celiaca Su 7 persone con la malattia: 1 lo sa 6 non lo sanno
The coeliac iceberg in Italy. A multicentre antigliadin antibodies screening for coeliac disease in school-age subjects (Catassi C, et al. Acta Paediatr Suppl 1996).
The celiac disease iceberg
Clinical CD
Manifest mucosal lesion
Silent CD
Abs and Autoabs
PRESENTAZIONI CLINICHE DELLA MALATTIA CELIACA
Logan Dyn Nutr Res 1992
Latent CD
Normal mucosal morphology Potential CD
Classica HLA DQ2/DQ8
Silente Latente Potenziale
Sintomi intestinali,anticorpi presenti, mucosa alterata Manifestazioni extraintestinali, anticorpi presenti, mucosa alterata
Sintomi assenti, anticorpi presenti, mucosa intestinale normale
Alterazioni geniche, non sintomi, mucosa intestinale normale
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Dati clinici e di laboratorio in scolari con malattia celiaca silente
MALATTIE CHE SI ASSOCIANO A CELIACHIA
% Anemia sideropenica Carenza marziale (senza anemia) Algie addominali ricorrenti Cambiamenti di umore Stomatiti ricorrenti Perdita dell'appetito Diarrea ricorrente/cronica Ipostaturismo Distensione addominale Stipsi Ipoalbuminemia Aumento delle transaminasi Deficit selettivo di IgA
24 22 20 14 9 8 7 6 4 2 2 2 2
MALATTIE AUTOIMMUNI • Epatite autoimmune • Diabete tipo I • AITD • Sindrome di Sjögren • M. diAddison
DISORDINI PSICONEUROLOGICI •Atassia •Autismo •Depressione •Epilessia
MALATTIE GENETICHE • Sindrome di Down • Sindrome di Turner • Deficit di IgA
Miastenia gravis Miocardiopatia dilatativa
The coeliac iceberg in Italy. A multicentre antigliadin antibodies screening for coeliac disease in school-age subjects. (Catassi C, et al. Acta Paediatr Suppl 1996)
Il corretto utilizzo dei test di Lab permette di diagnosticare la quasi totalità dei soggetti celiaci
¾ Test consolidati
ANTICORPI: • Anti-gliadina (AGA)
IgA e IgG
AUTOANTICORPI: • Anti-reticolina (ARA) • Anti-endomisio (EMA) • Anti-transglutaminasi (tTG)
IgA e IgG IgA e IgG IgA e IgG
ALTRI TEST: • Dosaggio IgA totali • Antigeni HLA classe II • Biopsia duodeno digiunale
¾ Nuovi test
ANTICORPI ANTI-ENDOMISIO (EMA)
AGA e ARA • AGA IgA e IgG: bassa sensibilità e specificità.
I test di laboratorio consolidati
ELISA
esofago
• ARA IgA e IgG: elevata specificità ma bassa sensibilità.
vescica
EMA IgA: elevatissima specificità (~100%) se correttamente interpretati; sensibilità ~95%
cordone ombelicale
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Clinical Chemistry 2004, 50:2125-35
Mean sensitivity* 96% Mean specificity
99%
* Adults + children
Specificità degli anticorpi nella MC Tonutti E, et al. J Clin Pathol 2003
Età
Nr
EMA
tTG IgA AGA IgA AGA IgG
< 2
1147
100
99.7
93.5
76.6
> 2 < 14
3343
99.8
99.1
93.5
84.0
> 14
1826
99.8
99.0
95.0
95.7
Totale
6316
99.9
99.2
94.0
82.7
A prospective study of the incidence of childhood celiac disease (Hoffenberg EJ, et al. J Pediatr 2003)
Sensibilità degli anticorpi nella MC Tonutti E, et al. J Clin Pathol 2003
Età
Nr
EMA
tTG IgA AGA IgA AGA IgG
< 2
74
89.2
87.8
82.4
95.9
> 2 < 14
369
94.3
96.7
66.3
75.1
> 14
294
90.1
94.2
71.4
67.3
Totale
737
92.1
94.8
70.0
74.1
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Predittività Predittività degli autoanticorpi
…. e gli anti-tTG IgG?
Mäki M, et al. Prevalence of celiac disease among children in Finland. Finland. N Engl J Med 2003; 348:2517348:2517-24.
1994
3.654 studenti (7(7-16 anni) per IDDM
2001
56 tTG IgA e/o EMA IgA+
• Che ruolo hanno gli anticorpi anti-tTG di classe IgG?
10 CD già già diagnosticata nel periodo 10 rifiuto biopsia
• Possono sostituire gli AGA IgG? • Hanno la stessa sensibilità nei bambini piccoli? • Sono anch’essi, come gli AGA, poco specifici?
36 biopsia Æ 27 CD
• Come si comportano nel celiaco con deficit di IgA?
80% dei pazienti positivi 6 anni prima della diagnosi
IgA and IgG tissue transglutaminase antibody prevalence and clinical significance in connective tissue diseases, inflammatory bowel disease, and primary biliary cirrhosis. Bizzaro N, et al. Dig Dis Sci 2003 Disease
no. of patients
Anti-tTG positive IgA IgG no. % no.
HOW USEFUL IS IT TO PERFORM IgG ANTIANTI-TISSUE TRANSGLUTAMINASE ANTIBODY TEST FOR THE DIAGNOSIS OF CELIAC DISEASE? Bizzaro N, Tonutti E, et al. 4th International Congress on Autoimmunity Autoimmunity Budapest, 33-7 November 2004
IgG anti-tTG + 103 (3.1%)
Results IgG IgA anti-tTG and EMA ++ 17
%
SLE RA SSc SS PBC UC Crohn
100 100 100 100 48 100 70
1 1 1 0 4* 1 0
1 1 1 0 8.3 1 0
2 0 0 1 4* 0 0
2 0 0 1 8.3 0 0
Total
618
8
1.3
7
1.1
Healthy subjects
120
1
0.8
0
0
Intestinal biopsy +
IgG neg in follow-up 7
only IgG + 86
74
CD on GFD 10
HLA DQ2-DQ8 39
follow-up refused 16
HLA 21
follow-up in prog. lost to follow-up 12
HLA + 18 biopsy + 6
(6 adulti)
* 3 PBC patients were positive for both IgA and IgG
IgA def. CD 2
biopsy 12
(7 <2 anni)
IgG anti-tTG in soggetti con MC e deficit di IgA
I NUOVI TEST
Anti-peptidi gliadinici deamidati (DGP) Anti-complesso tTG/DGP (cross-links) Anticorpi anti-actina IgA anti-tTG intestinali Test rapidi per autoanticorpi
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Antibody recognition against native and selectively Deamidated Gliadin Peptides Aleanzi M, et al. Clin Chem 2001; 47: 2023-8.
Accuracy of testing for antibodies to synthetic gliadinrelated peptides in celiac disease
Mean IgA and IgG reactivities against native and deamidated peptides. Shown are the mean absorbances, with 95% confidence intervals, obtained for each peptide and group of patients.
Sensibilità % Specificità %
Peptides:
native peptide-1 deamidated peptide-1 | native peptide-2 deamidated peptide-2
DGP IgA
94.6
99.1
DGP IgG
94.2
100
Groups of patients: A, nontreated CD patients (n = 31) B, CD patients being treated with GFD (n = 9) C, non-CD controls (n = 30)
Sugai E, et al. Clin Gastroenterol Hepatol 2006; 4:1112-7.
Villalta D, et al. Clin Chim Acta 2007; 382:95-9.
Niveloni S. et al. Clin Chem 2007; 53:2186-92 141 pazienti sottoposti a biopsia duodenale per disordini intestinali
29 paz. CD con deficit IgA
60 CD - 81 non CD
DGP IgA DGP IgG tTG IgA
Sensibilità % Specificità % 98.3 93.8 96.7 100 95 97.5
Se %
Sp %
AGA IgG
40
80
DGP IgG
87
98
113 controlli (9 con deficit IgA e disordini intestinali)
Changes in tTG conformation Pinkas DM, et al. PLoS Bio 2007
Antibodies to tTG-DGP crosslink
Pr o
Gln Pro Gln Leu Pro Pr o
Gln Pr o
O
Tyr
Gln
Leu
DGP lega la tTG
Modificazione conformazionale
Complesso DGP-tTG
tTG O C C
NH
Lys
N H2 N 2
H
crosslinking
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Diagnostic accuracy of a new immunoassay for the detection of celiac disease-associated autoantibodies based on the complex of tTG cross-linked to deamidated gliadin peptides (Tozzoli R, et al. 2008)
New ELISA test for combined detection of CD antibodies
gliadin pep. antibodies mod. gliadin pep. antibodies
Results – Sensitivity (%) – Specificity (%)
tTg
tTg
Patients – Celiac disease 41 – Autoimmune rheumatic diseases (SLE, RA, SSc) 176 – Organ-specific autoimmune diseases (AITD, PBC, BCD) 295 – Infectious diseases (virus, bacteria, etc) 106 – Healthy subjects 80
tTg-antibodies crosslinked tTg antibodies
95.1 97.9
unspecific
Carroccio A, et al. IgA anti-actin antibodies ELISA in coeliac disease: a multicentre study. Dig Liv Dis 2007; 39:818-23.
Clemente MG, et al. Gut 2000 CD with partial villi atrophy
CD with total villi atrophy
Healthy controls
“Disease” controls
41/60 (69%)
123/145 (85.3%)
1/80 (1.3%)
23/81 (28%)
Anti-actin antibodies correlate with the degree of intestinal villous atrophy
IgA-AAA
Sensibilità Sensibilità e specificità specificità di diversi marcatori nel predire l’l’atrofia dei villi
100
Villalta D, et al (Ann NY Acad Sci, 2009)
AU
75
58 paz. con MC
48 paz. con sospetto di CD e istologia normale (7 anni follow-up)
50
Sensibilità in 17 paz. con CD
25
Specificità in 31 paz. senza CD 0
IIIa
IIIb
IIIc
Marsh
100
Anti-actina IgA
r2 = 0.127
75
8 paz. ribiopsiati dopo GFD
50
50
UA
IgA-AAA
75
25
25 0 0
50
100
a-tTG
150
200
0
Sensibilità %
Specificità %
Depositi intestinali di IgA anti-tTG
93
93
IgA EMA/ARA siero
76
83
Aumento di IEL γδ
76
60
Aumento CD3 HLA DQ2-DQ8
Basale
Parziale
Remissione
Totale
59
57
100
66
Salmi TT, et al. Aliment Pharmacol Ther 2006; 24 541-52
Malattia celiaca Corso MAOS Bassano 2009
IgA anti-tTG
IgA
I test rapidi
prima tTG
• •
su sangue intero su siero
dopo
tTG
Test rapidi per autoanticorpi
Rapid assays A – StickCD1 (Operon, Spagna) B – Biocard CD (AniBiotech, Finlandia)
siero sangue intero
Sensibilità 100% Specificità 95%
Sensibilità 96% Specificità 100%
Am J Gastroenterol 2006;101:1597-600. Nemec G, et al. Looking for celiac disease: diagnostic accuracy of two rapid commercial assays.
Eurospital Trieste
CD Screen tTG IgA / AGA IgA
NuncImmunostick (Danimarca)
Linea di controllo Linea del test AGA Linea del test tTG Sensibilità: 96.2% Specificità: 90.3% (Not T, et al 2008, dati non pubblicati)
Test rapido
EMA IgA
Sensibilità %
100*
99
99
Specificità %
97
100
100
* 1 con deficit di IgA Aliment Pharmacol Ther 2005;22:729-37. Korponay-Szabo IR, et al. Coeliac disease case finding and diet monitoring by point-of-care testing.
tTG IgA
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HOW IS CELIAC DISEASE DIAGNOSED? NIH Consensus Statement on Celiac Disease, 2004
Algoritmi diagnostici
• The first step in pursuing a diagnosis of celiac disease is a serologic test. • The best available tests are the IgA anti-tTG and IgA EMA tests that appear to have equivalent diagnostic accuracy. • Anti-gliadin antibody (AGA) tests are no longer routinely recommended because of their lower sensitivity and specificity, especially in adults and children of more than 2 years of age.
EMA, tTG or both?
EMA or tTG? EMA: immunofluorescence • Operator dependent • Time consuming • Semi-quantitative results tTG: ELISA • Operator independent • Fast • Quantitative results
Which tests should be performed in subjects with suspected CD? Diagnosis of CD can be accurately made by using 4 tests: 9 Anti-tTG IgA 9 Anti-DPG IgA and IgG 9 EMA IgA (for confirmation)
Systematic review: the use of serology to exclude or diagnose coeliac disease (a comparison of the endomysial and tissue transglutaminase antibody tests) Lewis & Scott, Aliment Pharmacol Ther 2006, 24:47-54
EMA better
Equal
tTG better
Sensitivity
28% (5 studies)
28% (5 studies)
44% (8 studies)
Specificity
56% (10 studies)
22% (4 studies)
22% (4 studies)
Mini-survey on the use of antibody tests for CD 15 Italian Labs (January 2009) Test tTG EMA AGA
AGA and ARA are obsolete Anti-actin for monitoring (needs confirmation) tTG-DPG crosslinks need further studies Intestinal anti-tTG IgA only in selected centers (needs biopsy)
DGP
% IgA
100
IgG
86
IgA
100
IgA
73
IgG
73
IgA
27
IgG
27
F actin
IgA
27
Cross-links
IgA
0
IgG
0
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Flow Flowchart chartfor forthe thediagnosis diagnosisof ofceliac celiacdisease disease tTG IgA + total IgA
tTG IgA positive
EMA IgA
E. Tonutti, D. Visentini, N. Bizzaro, D. Villalta, M. Bagnasco, R. Tozzoli, et al.
negative
positive
Riv It Med Lab 2005; 2:110-22
haplotype
biopsy
AUTOMATED REFLEX TESTING FOR CD
STOP
tTG IgA negative <5 yrs
Total IgA deficiency
DGP IgA and IgG
tTG (or DGP) IgG
negative
positive
negative
biopsy
STOP
STOP
positive haplotype
negative
positive
negative
positive
control
biopsy
STOP
biopsy
ALGORITHM OF AUTOMATED REFLEX TESTING FOR CD, INDEPENDENT FROM TOTAL IgA
very low OD?
Anti-DGP IgG
2.0 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0
tTG cut-off
500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0
Total serum IgA (mg/dL)
Anti-tTG and antiDPG IgA
OD anti-tTG Abs
Linee guida per la diagnosi di laboratorio e istologica della malattia celiaca
tTG negative non IgA deficiency
N. Bizzaro, Winter Meeting on Autoimmunity, Courmayeur 2009
Il referto interpretativo What happens to patients with positive tissue transglutaminase and endomysium antibody results in general practice? (Sinclair D, et al. J Clin Pathol 2004)
Prima del commento:
biopsiati
18%
Dopo il commento:
biopsiati
80%
Linee guida GdS-AIA SIMeL per la diagnosi di laboratorio e istologica della malattia celiaca “Il referto di Laboratorio deve includere, nei casi appropriati, un commento esplicativo con l’indicazione ed eventualmente la prescrizione degli esami necessari per il completamento dell’iter diagnostico (la ripetizione degli esami, altre indagini sierologiche, indagini genetiche e la biopsia intestinale)”.
