Header First

This is a debugging block

Header Second

This is a debugging block

Preface First

This is a debugging block

Preface Second

This is a debugging block

Preface Third

This is a debugging block

Schema 3: ernstig invasieve en recidiverende infecties of abcesvorming - voornamelijk van huid, inwendige organen of het skelet

Inhoud

This is a debugging block

De aangeboren afweer (‘innate immunity’) bestaat uit de fagocyten, het complementsysteem en de NK cellen. Het complementsysteem valt in de diagnostische schema’s onder schema 1. De pathologie van de NK cellen is door de belangrijke presentatie van de aangeboren hemofagocytose syndromen ondergebracht in het diagnostische schema 2.
Hier zullen we het over fagocyten en koortssyndromen hebben.

Inhoud:
Fagocyten
Uitrijping
Chemotaxie
Fagocytose en doden van micro-organismen
Het NADPH oxidase
Periodieke koortssyndromen

 
Fagocyten
De fagocyterende leukocyten worden onderscheiden in monocyten/macrofagen, neutrofiele granulocyten en eosinofiele granulocyten. Monocyten worden alleen in het bloed aangetroffen. Deze cellen gaan de weefsels in en differentiëren daar tot macrofagen, met per weefsel verschillende kenmerken en functies. Macrofagen hebben een levensduur van enkele maanden. Neutrofiele granulocyten (neutrofielen) leven veel korter. Deze cellen komen als geheel uitgedifferentieerde cellen in het bloed terecht en migreren van daaruit naar de weefsels. Daar zijn deze cellen nog enkele dagen in staat tot opname (fagocytose) en doden van micro-organismen. Uiteindelijk worden de neutrofielen zelf opgeruimd door weefselmacrofagen. Eosinofiele granulocyten (eosinofielen) zijn betrokken bij de afweer tegen parasieten en ook bij allergische reacties. Het belang van deze celsoorten voor de afweer tegen micro-organismen blijkt uit de ziekteverschijnselen die optreden bij patiënten met een tekort of een defect in de functie van deze cellen. Dit is bijvoorbeeld het geval bij tekorten of dysfuncties van neutrofiele granulocyten. Deze patiënten lijden aan ernstige recidiverende infecties met bacteriën, gisten en/of schimmels, vooral op de huid, in de luchtwegen, in dieper gelegen organen, botten en soms in de hersenen.
 
Uitrijping
Neutrofiele granulocyten rijpen in het beenmerg in ongeveer twee weken, een proces waarbij de myeloïde-specifieke groeifactoren G-CSF, GM-CSF en IL-6 een belangrijke rol spelen. Tevens zijn er een aantal transcriptiefactoren, zoals AML1, PU.1 en C/EBP eiwitten, actief die in co-operatie de transcriptie van myeloïde-specifieke genen reguleren. In de eerste week ondergaan de neutrofiele voorlopercellen vijf delingen en differentiëren daarbij van myeloblasten via promyelocyten tot myelocyten. In het promyelocytenstadiun worden de primaire of azurofiele granula gevormd, die myeloperoxidase (MPO), diverse proteasen (zoals elastase en cathepsine G) en kleine antibacteriële peptiden (defensinen) bevatten. In de tweede week van de neutrofielenontwikkeling treedt geen deling meer op, alleen nog verdere differentiatie. In dat metamyelocytenstadium worden de secundaire of specifieke granula gevormd, waarin onder andere lactoferrine en gelatinase opgeslagen worden. Verdere ontwikkeling betreft vooral de kern van de neutrofielen, die verandert van bandvorm naar een gesegmenteerde vorm. Stoornissen in de aanmaak en uitrijping van neutrofielen kunnen op elk niveau optreden. Als uit beenmergonderzoek blijkt dat de uitrijping stopt in de myelocytenfase, moet gedacht worden aan een van de vormen van “severe congenital neutropenia (SCN)”, vroeger Kostmann’s syndroom genoemd hetgeen nu bekend is als een van de 7 verschillende vormen van SCN. Onderscheid in de genetische achtergrond van neutropenie is belangrijk omdat sommige vormen van ernstige neutropenie (al-dan-niet aangejaagd door gebruik van G-CSF) kunnen leiden tot maligne transformatie van de cellen, met myelodysplasie of AML als gevolg.
Bepaalde mutaties in het elastase gen uiten zich in het optreden van cyclische neutropenie, gewoonlijk met een periode van 21 dagen, hetgeen verraderlijk veel kan lijken op de presentatie van een koortssyndoom (zie hieronder).  
 
Bij een patiënt met een tekort aan neutrofiele granulocyten zonder aanwezigheid van auto- of allo-antistoffen tegen neutrofielen dient beenmergonderzoek uit te wijzen in welk stadium het arrest plaats vindt en dienen maligniteiten uitgesloten te worden. Daarna is genetisch onderzoek[TvdB1]  geïndiceerd om het type neutropenie vast te stellen (zie genetica panels).
 
Chemotaxie
Het proces van gerichte neutrofielenbeweging (chemotaxie) vanuit het bloed naar een infectie- of ontstekingshaard in de weefsels is in detail bekend. In de infectiehaard of plaats van ontsteking worden chemotactische factoren gegenereerd die de neutrofielen aantrekken. Dit zijn laagmoleculaire moleculen die zich in de omgeving van de infectie/ontstekingshaard verspreiden en er een concentratiegradient vormen. Het betreft oa. de complementfragmenten C3a en C5a, het bacteriële tripeptide fMLP, leukotriëen B4 (LTB4), platelet-activating factor (PAF) en interleukine-8 (IL-8). Neutrofielen dragen receptoren voor al deze factoren op hun oppervlak en kunnen daarmee de gradient onderscheiden en vervolgens bewegen in de richting van de hoogste concentratie van deze factoren, dus naar de bron ervan. Tevens veroorzaakt de binding van deze chemotactische factoren aan de neutrofiel een verhoogde expressie en configuratieverandering van bepaalde adhesiemoleculen op het oppervlak van deze cellen. De belangrijkste hiervan is het integrine CR3 (complementreceptor type 3, ook wel bekend als CD11b/CD18), dat kan binden aan bijvoorbeeld ICAM-1 op endotheelcellen. Dit leidt ertoe dat deze geactiveerde neutrofielen aan de vaatwand binden in de omgeving van de infectie/ontsteking. Plaatselijk aanwezige macrofagen worden aangezet tot productie van IL-1 en tumor necrosis factor (TNF). Dit activeert dan de endotheelcellen van de vaatwand om de adhesiemoleculen ICAM-1, E-selectine en VCAM-1 verhoogd tot expressie te brengen, hetgeen de adhesie van neutrofielen en andere leukocyten sterk bevordert. De endotheelcellen produceren ook PAF en IL-8 onder deze condities, die aan de endotheelcellen en de subendotheliale eiwitmatrix gebonden blijven en de migratie van de neutrofielen door de vaatwand heen bevorderen. Eenmaal in het geïnfecteerde of ontstoken weefsel aangekomen migreren de neutrofielen op geleide van de chemotactische gradient naar de plaats des onheils. Defecten kunnen optreden in het initiële aanhechtingsproces van de neutrofielen aan de vaatwand bij leukocytenadhesie deficiëntie type 2 (LAD-II), in de activatie (configuratieverandering) van de CR3 receptor bij LAD-III of bij defecten in CR3 zelf (LAD-I). Al deze ziektebeelden worden gekenmerkt door leukocytose, vatbaarheid voor ernstige bacteriële infecties en in geval van LAD-III een bijkomend bloedstollingsdefect (omdat ook een ander integrine op bloedplaatjes niet geactiveerd wordt).
 
Voor de kwantificering van de chemotactische activiteit worden de neutrofielen van een patiënt eerst fluorescent gemerkt. Vervolgens worden de fluorescent gekleurde neutrofielen in een 24-well plaat gebracht met een chemoattractant (fMLP, C5a, PAF of IL-8), maar van elkaar gescheiden door een filter met een poriegrootte van 3 µm (cellen boven, chemoattractant onder het filter). Een eventueel defect in de aanhechting van de neutrofielen kan eveneens gemeten worden met fluorescent gekleurde cellen. Hiervoor wordt meestal de aanhechting aan plastic gemeten, een proces dat CR3 afhankelijk is. LAD type-I wordt gedetecteerd door de expressie van CR3 op patiëntencellen te meten met monoclonale antistoffen. LAD-II ontstaat door een fucosyleringsdefect van eiwitten op het oppervlak van leukocyten; ook dit kan met monoclonale antistoffen aangetoond worden. LAD-III is het gevolg van het ontbreken van het kindlin-3 eiwit, dat nodig is voor de activatie van integrines op leukocyten en bloedplaatjes). Dit kan op celniveau aangetoond worden, en door genetisch onderzoek bevestigd  (zie genetica panels).
 
Fagocytose en doden van micro-organismen
Het fagocyteren en doden van micro-organismen vergt allereerst contact tussen micro-organisme en fagocyt. Dit kan direct optreden door binding aan specifieke receptoren op het oppervlak van de fagocyt, zoals C-type lectines of Toll-like receptoren (TLRs) [TvdB2] die direct aan structuren van het micro-organisme binden, of indirect via antistoffen of complementfragmenten. In het laatste geval binden antistoffen van de IgG klasse met hun Fab regio aan het micro-organisme en met hun Fc regio aan gammareceptoren  op de fagocyt (FcγRs), al dan niet in combinatie met complementfragmenten C3b of iC3b aan CR1 en CR3. Deze aanhechting veroorzaakt een drietal reacties in de fagocyt. Allereerst vindt opname in een gesloten compartiment plaats binnen in de neutrofiel. Dit compartiment wordt het fagosoom genoemd. Tegelijkertijd vindt versmelting plaats van de granula in de neutrofiel met het fagosoom, waardoor de microorgnaismen worden blootgesteld aan de inhoud van de granula. En verder wordt een zeer krachtig enzymsysteem (het NADPH oxidase) geactiveerd dat reactieve zuurstofmetabolieten in het fagosoom genereert. Op deze wijze wordt een uiterst toxisch milieu in het fagosoom geschapen waar vrijwel geen micro-organisme in kan overleven. Al deze verschillende fasen van de ‘killing’ kan gemeten worden oa. met fluorescent gekleurde micro-organismen met behulp van FACS apparatuur (fagocytose). Uitgroei (van niet-gedode bacteriën of gisten/schimmels) in het supernatant van de cellen door deze uit te platen en na een nacht kweken het aantal uitgegroeide kolonies te meten of de vorming van schimmeldraden te bepalen.
 
Het NADPH oxidase
Het NADPH oxidase in neutrofielen is een belangrijk enzym voor de afweer tegen micro-organismen. Het geactiveerde enzym zet zuurstof om in superoxide (O2-). Superoxide wordt vervolgens omgezet naar andere reactieve zuurstofmetabolieten, zoals waterstofperoxide (H2O2) en bleekwater (HOCl). De activiteit van het NADPH oxidase na stimulatie van de neutrofielen wordt gemeten door de hoeveelheid geproduceerd H2O2 te bepalen met behulp van de kleurstof Amplex Red, die fluorescent wordt na reactie met H2O2, of met de NBT reactie gebruikt, die bij een actief NADPH oxidase een blauw neerslag in de cel veroorzaakt Het NADPH oxidase is een multicomponent enzymcomplex, bestaande uit de volgende subeenheden: cytochroom b558, p47-phox, p67-phox, p40-phox en rac2. Cytochroom b558 is een membraan-gebonden heterodimeer eiwit van gp91-phox en p22-phox. Een mutatie in één van de subeenheden van het NADPH oxidase leidt tot een inactief complex. Patiënten met een inactief NADPH oxidase lijden aan de ziekte Chronische Granulomatose (CGD). Omdat het gen CYBB van één van de componenten (gp91-phox) is gelegen op het X-chromosoom, wordt onderscheid gemaakt tussen X-gebonden CGD en autosomaal CGD. Vrouwen die drager zijn van de X-gebonden vorm van CGD (dus met één normaal CYBB gen en één gemuteerd gen) hebben, door de willekeurige inactivatie van één van de X-chromosomen in iedere cel, een gemengde populatie van zowel gezonde als afwijkende neutrofielen.
Met behulp van monoclonale antistoffen kan de aan- of afwezigheid van de NADPH oxidasecomponenten gemeten worden met een Western blot of op de FACS. Uiteindelijk moet genetisch onderzoek [TvdB3] de diagnose bevestigen (zie genetica panels).  
 
Periodieke koortssyndromen
Periodieke koortssyndromen of auto-inflammatoire ziekten ontstaan vaak door defecten in het inflammasoom, een structuur die in het cytoplasma van myeloïde cellen wordt opgebouwd om binnengedrongen micro-organismen en ander biologisch gevaarlijk materiaal onschadelijk te maken en om inflammatoire cytokinen te genereren. Het belangrijkste cytokine dat dan vrijkomt  is IL-1β, hetgeen koorts veroorzaakt. Defecten in dit systeem kunnen leiden tot overmatige productie van IL-1β, en daarmee tot een heftige koortsaanval. Er zijn echter ook andere oorzaken van periodieke koortssyndromen. Het inflammasooom activeert ook andere interleukines, zoals IL-18 en IL-33, en is ook betrokken bij pyroptosis (een type celdood). De bekendste periodieke koortssyndromen zijn familiaire Mediterrane koorts (FMF), tumor necrosis factor (TNF) receptor-1 geassocieerd periodiek syndroom (TRAPS), hyperimmunoglobuline D syndroom (HIDS), cryopyrine geassocieerd periodiek syndroom (CAPS) en periodieke koortsaanvallen met afteuze stomatitis, faringitis en adenitis (PFAPA).
 
Familial Mediterranean fever - FMF  is het meest voorkomende, monogenetische periodieke koortssyndroom. FMF is een autosomaal recessieve aandoening met een mutatie in het MEFV gen dat codeert voor het eiwit pyrine.  Dit eiwit reguleert de activatie van het inflammasoom, en daarmee de mate van IL-1beta productie, een cytokine dat ook een rol speelt in een aantal andere auto-inflammatoire aandoeningen. Aanvallen gaan meestal samen met buikpijn, pleuritis, artralgieën of artritis ten gevolge van serositis en synovitis. Ethniciteit speelt een rol in de diagnose; dragers komen oorspronkelijk vaak –maar niet altijd- uit gebieden rond de Middellandse zee.
 
TNF receptor-1 associated periodic syndrome - In TRAPS is er een genetisch defect in het gen dat codeert voor de tumor necrosis factor receptor (TNFR1). Mogelijk leidt dit tot verminderd verlies van deze receptor bij ontstekingen, waardoor de ontstekingsreactie te lang aanhoudt. TRAPS erft over in een autosomaal dominant patroon met incomplete penetrantie. Presentatie is vaak op kinderleeftijd maar kan ook later zijn. Aanvallen gaan vaak samen met conjuctivitis, periorbitaal oedeem, myalgieën, huiduitslag, buikpijn en soms monoartritis.
 
Hyperimmunoglobuline D syndroom - HIDS is een autosomaal recessief periodiek koortssyndroom en wordt veroorzaakt door mutaties in het gen MVK, dat codeert voor mevalonaat kinase, een essentieel enzym in de non-sterol isoprenoid biosynthese. Mutaties in MVK die de enzymactiviteit totaal platleggen resulteren in ‘mevalonaat acidurie’, een autosomaal recessieve ziekte, gekarakteriseerd door een ontwikkelingsachterstand, hepatosplenomegalie, dysmorfologie en slecht gedijen, naast de periodieke koortsaanvallen. Hypomorfe MVK mutaties met enige restactiviteit leiden tot koortsaanvallen die vaak samen gaan met koude rillingen, cervicale lymfadenopatie, buikpijn en overgeven of diarree. Sommigen hebben daarnaast hoofdpijn, artralgieën of artritis, huiduitslag en soms splenomegalie. De meeste patiënten hebben verhoogd immuunglobuline D (IgD) gehalte en 80% heeft ook een verhoogde IgA concentratie. De relatie tussen de stoornis in de non-sterol isoprenoid synthese en de koortsaanvallen is niet bekend.
 
Cryopyrin-geassocieerde periodieke syndromen - CAPS is een familie van syndromen op basis van heterozygote mutaties in NLRP3 (nucleotide-binding domain and leucine-rich repeat-containing family, pyrin domain-containing 3). NLRP3 speelt een rol in de vorming van het inflammasoom, en mutaties in het NLRP3 gen leiden tot een overmatige productie van IL-1β. Deze "gain-of-function" mutaties zijn autosomaal dominant in de overerving.
Patiënten met CAPS vallen in 1 van de 3 klinische syndromen, met deels overlappende kliniek:

  1. ‘familial cold autoinflammatory syndrome’ (FCAS1): de meest milde vorm met korte episodes van koorts en maculopapulaire of urticariële uitslag, uitgelokt door blootstelling aan koude. Andere koude-geïnduceerde syndromen zijn FCAS2 (genmutatie in NLRP12) en FCAS3 (genmutatie in PLCG2).
  2. Muckle-Wells syndrome (MWS): koorts en urticariële uitslag maar niet koude-geassocieerd. In de tijd ontwikkelen sommige patiënten doofheid en systemische amyloïdosis.
  3. ‘Neonatal-onset multisystem inflammatory disorder’ (NOMID): de meest ernstige vorm met aanhoudende koorts en een huiduitslag, geassocieerd met chronische meningitis en kraakbeen/bot deformaties. 

Bij verdenking van een van de periodieke koortssyndromen wordt de definitieve diagnose gesteld met genetisch onderzoek.
 

Postscript First

This is a debugging block

Postscript Second

This is a debugging block

Postscript Third

This is a debugging block

Postscript Fourth

This is a debugging block