Μελέτη ανοσογενετικών, ανοσολογικών κλινικοεργαστηριακών νευροψυχολογικών και ψυχιατρικών δεδομένων παιδικής και εφηβικής πολλαπλής σκλήρυνσης στον Ελληνικό πληθυσμό

Abstract

BACKGROUND - AIMS: Early-onset (pediatric and adolescent) Multiple Sclerosis (POMS) accounts for 3-5% of all MS cases. In 2007, the International Pediatric Multiple Sclerosis Study Group (IPMSSG) formed diagnostic criteria for the pediatric demyelinating diseases that were later revised in 2013. Since then, POMS has attracted the interest of the international scientific community regarding its clinical and imaging characteristics that are mostly indicative of an inflammatory rather than a degenerating profile. The Major Histocompatibility Complex (MHC), and specifically the HLA-DRB1*15:01 allele, has largely been implicated both in POMS and adult-onset MS (AOMS) pathogenesis. On the other hand, the role of auto-antibodies in POMS still remains largely unknown. Whilst earlier studies suggested a possible role of the auto-antibodies against the Myelin Oligodendrocyte Glycoprotein (MOG), MOG-related diseases are now considered a unique and separate entity. The primary objective of our study was the investigation of the clinical, imaging and laboratory characteristics of POMS patients for the first time in the Hellenic population. HLA-genotyping and antibody screening also took place in a quest for significant associations. Comparisons with AOMS and healthy controls in the healthy Hellenic population were also made.MATERIALS - METHODS: 118 POMS patients diagnosed according to the IPMSSG 2013 criteria were included in the study and followed both retrospectively and prospectively. Epidemiological (age, gender, age at disease onset, possible comorbidities), clinical (MS type, first symptom, number/rate of relapse, time of conversion from Clinically Isolated Syndrome (CIS) to CDMS, treatment, degree of disability and disability progression rate, cognitive deficits], laboratory [presence of Oligoclonal Bands in the Cerebrospinal Fluid (CSF)] and imaging (lesion distribution in brain and spinal cord) data were gathered. These characteristics were compared with those of 475 AOMS patients. A total of 72 POMS and 161 AOMS patients gave their consent for DRB1 immunogenetic typing, which was performed by a low-resolution SSO technique. Allelic frequencies were also compared with those of a sample of 246 Greek origin healthy controls, that were described in a previous study, after obtaining the appropriate permissions. 29 POMS patients gave their consent for MOG screening. Statistical analyses were conducted with the use of SPSS Inc, Chicago, IL, USA. Univariate comparisons were made using Mann–Whitney U and chi-square tests (with Yates correction for 2x2 tables) for interval and categorical variables, respectively. The Hardy–Weinberg proportions (HWPs) for HLA-DRB1 haplotypes were ascertained by using PyPoP software. Ewens–Watterson (EW) homozygosity test for neutrality was also performed. The level of statistical significance was set at 0.05. In HLA-DRB1 genotype-related tests (except those for clinical parameters), p value correction was made according to the Benjamini–Yekutieli method (or B-Y).RESULTS: The mean age of disease onset was 15.6 ±2.6 years. POMS percentage was higher in women (63.6%). The frequency of different MS types differed considerably between POMS and AOMS (p<0.001). Relapsing-remitting (RRMS) accounted for 78.8%, secondary progressive MS (SPMS) for 16.9%, primary progressive MS (PPMS) for 2.5% and relapsing progressive MS (RPMS) for 1.7%. The mean time from CIS to CDMS was shorter (27.4±34.7 months vs. 37.1 ±45.4 months, p=0.002). Regarding the presenting symptom, sensory disturbances were the most common (28.8%), followed by movement difficulties (20.7%). Major deviations from AOMS were noted in the frequency of pyramidal, sensory and also infratentorial symptoms at onset, in specific diplopia (13.5% vs 10.3%) and vertigo (6.3% vs 2.8%). The frequency of seizures was also higher (2.7% vs 0.5%). POMS patients presented lower EDSS scores (2.6±1.4 vs. 3.2±1.7, p <0.001) compared to AOMS. The disability score attributed to all functional systems was lower, except of the pyramidal function. POMS patients also had more frequent lesions of the cerebellum (70.6% vs. 57.1%, p=0.016). Positive oligoclonal bands were found in 85.9% of tested patients. No patient tested positive for MOG antibodies. Among those evaluated, 43.4% complained for fatigue, 36.4% for attention deficits, while stress was the main psychiatric comorbidity (8.8%). Younger age at POMS onset was related to higher ARR (r=-0.209, p=0.025) and lower frequencies of cervical atrophy (Z=-2.658, p=0.008), while higher EDSS scores were present in patients with brain (Z=-3.103, p=0.002) and cervical (Z=-2.792, p=0.005) atrophy. We found no correlation between the EDSS scores and the presence of lesions at these levels. Finally, earlier menses was related to higher number of relapses (r= -0.272, p=0.025) and lower EDSS progression rate (r= 0.341, p=0.005). Interferons were the first therapeutic choice in 36.4% of cases, followed by fingolimod and natalizumab in 5.1%, and dimethyl fumarate and glatiramer acetate in 4.2%. Compared to healthy controls (HC), HLA-DRB1*15 (31.9% vs. 16.7%, p=0.007) and HLA-DRB1*03 (25% vs. 12.6%, p=0.003) were more common in POMS patients. Finally, POMS HLA-DRB1*03-positive patients had higher ARR (p = 0.002), higher rates of SPMS and RPMS (33.3% vs. 22.3%, p<0.001), but not PPMS, and higher rates of brainstem lesions than HLA-DRB1*03-negative patients (OR 4.14, 95% CI 1.11–15.39, p= 0.034). CONCLUSIONS: POMS accounts for the minority of MS cases, manifesting many clinical and immunogenetic similarities but also significant differences from AOMS, that need further clarification. Most POMS patients presented with highly active relapsing MS, with a shorter interval between CIS and CDMS and a high relapse rate correlating to smaller age of POMS onset. High efficacy disease modifying treatments are often warranted to control disease activity. Nevertheless, POMS patients accrued less disability, which is positively correlated with the degree of brain and cervical atrophy, but independent of the lesion load. A finding of particular interest is the preference of the immune system of the young patients for attacking both clinically and radiologically the infra-tentorial brain regions, indicative of an immune-mediated attack on mature forms of myelin. Regarding immunogenetics, HLA-DRB1*15 and HLA-DRB1*03 were the main alleles attributing genetic risk for POMS, similarly with AOMS, highlighting the genetic homogeneity of the two disease types. In our study, HLA-DRB1*15 was not correlated with earlier disease onset. The role of HLA-DRB1*03, a well-known risk factor for NMO, seems crucial in POMS as well, as HLA-DRB1*03-positive POMS patients presented with increased risk of disease, higher disease activity and higher rates of brainstem lesions, raising the question of the putative increased role of humoral immunity in POMS pathophysiology and its putative therapeutic prospects. Moreover, HLA-DRB1*03 was associated with higher rates of SPMS and RPMS but not PPMS, indicating an inclination to neurodegeneration following or co-existing with a potent neuroinflammation. None of the study’s patients was found anti-MOG positive. The immunogenetic differences between POMS and AOMS should be further investigated by GWAS studies along with the epistatic mechanisms and parent of origin effect in the future

ΥΠΟΒΑΘΡΟ-ΣΚΟΠΟΣ: Η Πρώιμης Έναρξης Πολλαπλή Σκλήρυνση (ΠΕ-ΠΣ) (παιδική και εφηβική), η οποία αντιστοιχεί στο 3-5% του συνόλου περιστατικών ΠΣ, αποτελούσε επί σειρά δεκαετιών μια νοσολογική οντότητα υπό αμφισβήτηση. Μόλις το 2007, και στη συνέχεια αναθεωρητικά το 2013, το International Pediatric Multiple Sclerosis Study Group (IPMSSG) επιχείρησε να θεσπίσει διαγνωστικά κριτήρια για το σύνολο των απομυελινωτικών νοσημάτων της παιδικής ηλικίας. Έκτοτε, το ενδιαφέρον της παγκόσμιας επιστημονικής κοινότητας έχει στραφεί έντονα στη μελέτη της ΠΕ-ΠΣ αναφορικά τόσο με τις κλινικές και απεικονιστικές ιδιαιτερότητες της, οι οποίες είναι ενδεικτικές ενός έντονα φλεγμονώδους και πιθανά λιγότερο εκφυλιστικού προφίλ, όσο και με τους υποκείμενους ανοσογενετικούς και ανοσολογικούς μηχανισμούς που ενέχονται στην εμφάνισή της. Η συσχέτιση του Μείζονος Συμπλέγματος Ιστοσυμβατότητας (MHC) και συγκεκριμένα του αλληλίου HLA-DRB1*15:01 τόσο με τη νόσο των παιδιών όσο και τη νόσο των ενηλίκων θεωρείται πλέον παγιωμένη. Από την άλλη μεριά, ο ρόλος των κυκλοφορούντων αυτοαντισωμάτων στην ΠΕ-ΠΣ δεν έχει καταστεί δυνατόν να αποσαφηνιστεί. Πολλές μελέτες στο παρελθόν υποστήριζαν πως τα αντισώματα έναντι της μυελινικής γλυκοπρωτεΐνης των ολιγοδενδροκυττάρων (Myelin Oligodendrocyte Glycoprotein-MOG) εμφανίζονται σε υψηλούς τίτλους σε ασθενείς με πρώιμη έναρξη της νόσου, μια θεωρία που καταρρίφθηκε ή έστω περιορίστηκε πολύ σύντομα. Πλέον, τα σχετιζόμενα με την MOG απομυελινωτικά νοσήματα έχουν αναδειχθεί σε μια διακριτή από την ΠΣ νοσολογική οντότητα. Σκοπός της παρούσας ερευνητικής εργασίας είναι η διερεύνηση της νοσολογικής οντότητας της ΠΕ-ΠΣ. Πρωτογενής σκοπός της παρούσης μελέτης είναι ο προσδιορισμός των κλινικών και παρακλινικών χαρακτηριστικών των ασθενών με ΠΕ-ΠΣ, για πρώτη φορά στον ελληνικό πληθυσμό, καθώς και η HLA και ορολογική τυποποίηση τους και η ανάδειξη πιθανών συσχετίσεων. Δευτερογενής σκοπός της είναι η σύγκριση των ανωτέρω μεταβλητών μεταξύ ΠΕ-ΠΣ ασθενών και εκείνων με ενήλικο νόσο (ΕΕ-ΠΣ) και, αναφορικά με την ΗLA τυποποίηση, τον υγιή γενικό πληθυσμό.ΥΛΙΚΟ – ΜΕΘΟΔΟΣ: 118 ασθενείς με ΠΣ από όλη την επικράτεια στους οποίους διαπιστώθηκε παιδική ή εφηβική έναρξη της νόσου με βάση τα αναθεωρημένα κριτήρια του IPMSSG 2013 εντάχθηκαν στη μελέτη τόσο προοπτικά όσο και αναδρομικά και παρείχαν πληροφορίες σχετικά με παραμέτρους δημογραφικές (ηλικία, φύλο, ηλικία έναρξης νόσου, έτερα αυτοάνοσα νοσήματα και λοιπές συννοσηρότητες), κλινικές [τύπος νόσου, πρώτο σύμπτωμα, αριθμός / ρυθμός υποτροπών, χρόνος μετάπτωσης από το κλινικά μεμονωμένο σύνδρομο (CIS) στη βέβαια νόσο (CDMS), φαρμακευτική αγωγή, βαθμός αναπήριας και ρυθμός εξέλιξης αναπηρίας, γνωσιακές διαταραχές] και παρακλινικές [παρουσία ολιγοκλωνικών ζωνών στο Εγκεφαλονωτιαίο Υγρό (ΕΝΥ), κατανομή βλαβών σε MRI εγκεφάλου και νωτιαίου μυελού]. Τα αποτελέσματα συγκρίθηκαν με εκείνα 475 ΕΕ-ΠΣ ασθενών. Εξ αυτών, 72 ΠΕ-ΠΣ και 161 ΕΕ-ΠΣ ασθενείς έδωσαν συγκατάθεση για DRB1 ανοσογενετική τυποποίηση, που πραγματοποιήθηκε με τη βοήθεια low-resolution SSO τεχνικής. Οι ευρεθείσες συχνότητες αλληλίων στα υπόψη δείγματα συγκρίθηκαν, μεταξύ άλλων, και με τις αντίστοιχες συχνότητες σε δείγμα 246 Ελλήνων υγιών μαρτύρων προηγούμενης μελέτης, κατόπιν σχετικής συγκατάθεσης. 29 ασθενείς συναίνεσαν για ορολογική τυποποίηση αντι-MOG. Η στατιστική επεξεργασία του υλικού έγινε με τη βοήθεια του στατιστικού πακέτου SPSS Inc, Chicago, IL, USA. Μονοπαραγοντικές συγκρίσεις έγιναν χρησιμοποιώντας τα Mann–Whitney U και chi-square tests (με διόρθωση Yates για 2x2 πίνακες) για διαστήματα και κατηγορικές μεταβλητές, αντίστοιχα. Οι αναλογίες Hardy-Weinberg για τους DRB1 απλότυπους επιβεβαιώθηκαν με τη βοήθεια λογισμικού PyPoP, ενώ ο έλεγχος ουδετερότητας ομοζυγωτίας / ετεροζυγωτίας πραγματοποιήθηκε με tests Ewens-Watterson. Το επίπεδο στατιστικής σημαντικότητας ορίσθηκε στο 0.05. Στα τεστ που σχετίζονταν με τον HLA- γονότυπο (με εξαίρεση τις κλινικές παραμέτρους), η διόρθωση του p-value έγινε με την μέθοδο Benjamini–Yekutieli (or B-Y) (p≤ 0.017). ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: Η μέση ηλικία έναρξης της νόσου υπολογίστηκε στα 15.6 ±2.6 έτη και η εμφάνιση της ήταν συχνότερη στις γυναίκες σε ποσοστό 63.6%. Η συχνότητα εκδήλωσης των διαφορετικών κλινικών μορφών διέφερε σημαντικά από την ΕΕ-ΠΣ (p < 0.001), και συγκεκριμένα αφορούσε την υποτροπιάζουσα-διαλείπουσα μορφή (RRMS) στο 78.8%, την δευτεροπαθώς προιούσα (SPMS) στο 16.9%, την πρωτοπαθούς προιούσα (PPMS) στο 2.5% και την υποτροπιάζουσα-προοδευτική (RPMS) μορφή στο 1.7%. Ο χρόνος μετάβασης από το CIS σε CDMS ήταν σημαντικά μικρότερος (27.4±34.7 μήνες vs. 37.1 ±45.4 μήνες, p=0.002). Σε ό,τι αφορά τα πρώτα συμπτώματα, συχνότερες ήταν οι αιμωδίες (28.8%) ακολουθούμενες από τις κινητικές εκδηλώσεις (20.7%). Συγκριτικά με την ΕΕ-ΠΣ, σημαντικές διαφορές εντοπίστηκαν τόσο στα κινητικά (συχνότερα) και αισθητικά (σπανιότερα) συμπτώματα όσο και στη συχνότητα των υποσκηνιδιακών εκδηλώσεων κατά την εγκατάσταση της νόσου, με τη διπλωπία (13.5% vs 10.3%) και τον ίλιγγο (6.3% vs 2.8%) να εμφανίζονται συχνότερα στους ΠΕ-ΠΣ σε σχέση με τους ΕΕ-ΠΣ ασθενείς. Αυξημένη καταγράφηκε επίσης η συχνότητα των επιληπτικών κρίσεων (2.7% vs 0.5%). Oι ΠΕ-ΠΣ ασθενείς εμφάνισαν σημαντικά μικρότερο βαθμό αναπηρίας (2.6±1.4 vs. 3.2±1.7, p <0.001) σε σχέση με τους ΕΕ-ΠΣ. Ενώ ο βαθμός προσβολής του κινητικού συστήματος φαίνεται παρόμοιος ανάμεσα στις συγκρινόμενες ομάδες, ο βαθμός αναπηρίας ο οφειλόμενος σε προσβολή των έτερων λειτουργικών συστημάτων βρέθηκε μικρότερος στους ΠΕ-ΠΣ σε σχέση με τους ΕΕ-ΠΣ ασθενείς. Επιπλέον, οι ΠΕ-ΠΣ ασθενείς βρέθηκαν να έχουν σημαντικά συχνότερες παρεγκεφαλιδικές βλάβες (70.6% vs. 57.1%, p=0.016). Θετικές ολιγοκλωνικές ζώνες εντοπίστηκαν σε ποσοστό 85.9% των ελεγχθέντων. Όλοι οι ασθενείς ήταν αρνητικοί για αντι-MOG αντισώματα. Κόπωση παρατηρήθηκε σε ποσοστό 43.4% των εξετασθέντων ασθενών, διαταραχή της προσοχής στο 36.4%, ενώ οι αγχώδεις εκδηλώσεις ήταν η συχνότερη ψυχιατρική συννοσηρότητα (8.8%). Στους ΠΕ-ΠΣ ασθενείς, η μικρότερη ηλικία έναρξης της νόσου συσχετίστηκε με σημαντικά μεγαλύτερο ARR (r=-0.209, p=0.025) και σημαντικά μικρότερη συχνότητα εμφάνισης ατροφίας στην αυχενική μοίρα του νωτιαίου μυελού (Z=-2.658, p=0.008), ενώ σημαντικά μεγαλύτερες τιμές EDSS συσχετίστηκαν με την παρουσία ατροφίας του εγκεφάλου (Z=-3.103, p=0.002) και της αυχενικής μοίρας του νωτιαίου μυελού (Z=-2.792, p=0.005), αλλά όχι με την παρουσία εστιών στα αντίστοιχα επίπεδα. Τέλος, η πρωϊμότερη εμμηναρχή συσχετίστηκε με αυξημένο αριθμό υποτροπών (r= -0.272, p=0.025) και μικρότερη πρόοδο αναπηρίας (r= 0.341, p=0.005). Οι ιντερφερόνες αποτέλεσαν την πρώτη θεραπευτική επιλογή στο 36.4%, ακολουθούμενες από το fingolimod και natalizumab σε ποσοστό 5.1% και το dimethyl fumarate και το glatiramer acetate σε ποσοστό 4.2%. Σε σχέση με τους υγιείς μάρτυρες, οι ΠΕ-ΠΣ ασθενείς εμφάνιζαν σημαντικά συχνότερα τα αλλήλια HLA-DRB1*15 (31.9% vs. 16.7%, p=0.007) και HLA-DRB1*03 (25% vs. 12.6%, p=0.003). Επιπλέον, οι ΠΕ-ΠΣ φορείς του HLA-DRB1*03 αλληλίου εμφάνισαν αυξημένο ARR (p=0.002) και αυξημένη συχνότητα προοδευτικά επιδεινούμενων μορφών ΠΣ (33.3% vs. 22.3 % p<0.001), με εξαίρεση την PPMS, καθώς κανένας από τους HLA-DRB1*03-θετικούς ασθενείς δεν εμφανίστηκε με αυτή την μορφή της νόσου. Τέλος, σε σχέση με τους HLA-DRB1*03-αρνητικούς ασθενείς, εμφάνισαν μεγαλύτερη πιθανότητα παρουσίας εστιών στο εγκεφαλικό στέλεχος (OR 4.14, 95% CI 1.11–15.39, p= 0.034). ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ: Η ΠΕ-ΠΣ αποτελεί την μειονότητα των περιστατικών ΠΣ στον πληθυσμό, εμφανίζοντας αρκετές κλινικές και ανοσογενετικές ομοιότητες με την ΕΕ-ΠΣ, αλλά και αρκετές διαφοροποιήσεις που μένουν να αποσαφηνιστούν στο εγγύς μέλλον. Από πλευράς φαινοτύπου, κυριαρχούν οι υποτροπιάζουσες μορφές της νόσου με υψηλή δραστηριότητα, όπως προκύπτει από τη γρήγορη μετάβαση σε βέβαιη κλινικά νόσο και τον συγκριτικά αυξημένο ετήσιο ρυθμό υποτροπών των νεότερης έναρξης ΠΕ-ΠΣ ασθενών, ενώ συχνά απαιτείται αγωγή με υψηλής αποτελεσματικότητας ανοσοτροποποιητική αγωγή για τον επαρκή έλεγχό της. Στον αντίποδα, οι ασθενείς δεν συσσωρεύουν σημαντική αναπηρία, η οποία σχετίζεται θετικά με το βαθμό ατροφίας του εγκεφάλου και της αυχενικής μοίρας νωτιαίου μυελού, αλλά όχι με την παρουσία εστιών στα αντίστοιχα επίπεδα. Πολύ ενδιαφέρον στοιχείο είναι ότι, συγκριτικά με την ενήλικο μορφή, η νόσος φαίνεται να επιτίθεται τόσο κλινικά όσο και απεικονιστικά κυρίως στις υποσκηνιδιακές δομές, υποδεικνύοντας μια πιθανή προτίμηση του ανοσοποιητικού συστήματος ενάντια στις πλέον ώριμες μορφές μυελίνης. Από ορολογικής πλευράς, κανένας εκ των ασθενών που εξετάστηκε δεν βρέθηκε MOG θετικός, επιβεβαιώνοντας την σωστή διαλογή και ένταξη μόνο ΠΣ ασθενών στο δείγμα. Από ανοσογενετικής πλευράς, τα αλλήλια HLA-DRB1*15 και HLA-DRB1*03 αναδείχθηκαν ως οι κύριοι παράγοντες κινδύνου νόσησης, σε αναλογία με την ΕΕ-ΠΣ, τονίζοντας έτσι την γενετική ομοιογένεια της νόσου. To αλλήλιο HLA-DRB1*15 δεν συσχετίσθηκε στη σειρά μας με πρωϊμότερη έναρξη νόσου. Τέλος, και κατ’ αναλογία με την ΝΜΟ, καίριος φαίνεται ο ρόλος του αλληλίου HLA-DRB1*03, καθώς η φορεία του στην ΠΕ-ΠΣ συσχετίστηκε αφενός με αυξημένο κίνδυνο νόσησης, αφετέρου με αυξημένη ενεργότητα νόσου και μεγαλύτερη πιθανότητα παρουσίας βλαβών στο εγκεφαλικό στέλεχος, ανοίγοντας έτσι τη συζήτηση για το ρόλο της χυμικής ανοσίας σε αυτή την ομάδα ασθενών και τις ενδεχόμενες θεραπευτικές προεκτάσεις του φαινομένου. Το ίδιο αλλήλιο συσχετίστηκε επίσης με αυξημένη συχνότητα των προοδευτικών μορφών της νόσου και ειδικά των SPMS και RPMS, αναδεικνύοντας ένα αυξημένο ρόλο της νευροεκφύλισης στους φορείς, στα πλαίσια όμως είτε προηγηθείσας είτε συνυπάρχουσας φλεγμονής. Κρίνουμε σκόπιμο οι ανοσογενετικές διαφορές μεταξύ της ΠΕ-ΠΣ και της ΕΕ-ΠΣ να διερευνηθούν περαιτέρω στο μέλλον με μελέτες GWAS με στόχο τον καλύτερο έλεγχο τόσο του ευρύτερου MHC όσου και του υπόλοιπου γονιδιώματος, αλλά και να αναζητηθεί ο ρόλος των πιθανών επιστατικών μηχανισμών εντός του MHC καθώς και της γονεικής προέλευσης (μητρικής ή πατρικής) των αλληλίων στις υπό μελέτη συσχετίσεις.