PRACA POGLĄDOWA Review Article Acta Haematologica Polonica 2009, 40, Nr 4, str. 837 842 MARIA PODOLAK-DAWIDZIAK Patogeneza immunologicznej plamicy małopłytkowej Pathogenesis of immune thrombocytopenic purpura (ITP) Katedra i Klinika Hematologii, Nowotworów Krwi i Transplantacji Szpiku Akademii Medycznej we Wrocławiu Kierownik: Prof. dr hab. med. M. Podolak-Dawidziak STRESZCZENIE Patogeneza immunologicznej plamicy małopłytkowej (immune thrombocytopenic purpura, ITP) jest wieloczynnikowa. WaŜną rolę odgrywa obwodowe niszczenie płytek krwi przez przeciwciała przeciwpłytkowe wyprodukowane przez autoreaktywne limfocyty B oraz oddziaływanie autoreaktywnych komórek T, komórek NK i innych. W czynnej ITP miano komórek Th1:Th2 jest zwiększone. U chorych na ITP obserwuje się suboptymalną produkcję płytek krwi i zmniejszony obrót płytek. W tym przeglądzie dyskutowane są róŝne aspekty patogenezy ITP. SŁOWA KLUCZOWE: Małopłytkowość Niszczenie płytek Produkcja płytek SUMMARY Pathogenesis of immune thrombocytopenic purpura (ITP) is multifactorial. The important role play peripheral platelet destruction resultant from antibody production by autorective lymphocytes B, and involvement of autoreactive T cells, NK cells and others. In active ITP an increased Th1:Th2 ratio has been found. The suboptimal platelet production with reduced platelet turnover is observed in ITP patients. In this review the different aspects of ITP pathogenesis are discussed. KEY WORDS: Trombocytopenia Platelet destruction Platelet production Wyniki badań przeprowadzonych w ostatnim dziesięcioleciu zmieniają wiele w podejściu do rozpoznawania i leczenia immunologicznej plamicy małopłytkowej (ang. immune thrombocytopenic purpura, ITP). Zaliczana jest do tzw. małopłytkowości obwodowych a rozpoznanie ustala się po wykluczeniu innych przyczyn małopłytkowości (m.in. zakaŝenie Helicobacter pylori, wirusowe zapalenie wątroby typu C). Objawy skazy krwotocznej skórno-śluzówkowej pojawiają się, gdy liczba płytek jest < 30 G/l. Częstość występowania ITP w Europie wynosi 1 4/100 000 osób [1, 2, 3]. Do niedawna uwaŝano, Ŝe ITP jest chorobą dzieci (postać ostra) oraz osób młodych i w średnim wieku (postać przewlekła). JednakŜe przeprowadzone w Europie badania populacyjne wskazują, Ŝe średni wiek chorych na ITP przy rozpoznaniu wynosi 56 lat a jej częstość wzrasta z wiekiem, np. w Wielkiej Brytanii najczęściej występowała u chorych > 60 r.ŝ. [2], a w badaniu grupy Duńskiej podwajała się wśród osób > 60 r.ŝ. [1].
838 M. PODOLAK-DAWIDZIAK Konieczne jest teŝ zweryfikowanie poglądu na relację między płcią chorych a częstością ITP. Kobiety chorują na ITP częściej niŝ męŝczyźni 2 3-krotnie < 60 r.ŝ. [1], choć ta przewaga nie jest obecna w kaŝdej populacji [2], a w starszym wieku znika. Patogeneza immunologicznej plamicy małpłytkowej wciąŝ nie jest w pełni wyjaśniona. Przez wiele lat za główną przyczynę ITP uznawano przyśpieszone niszczenie płytek krwi, to obecnie zwraca się uwagę takŝe na nieadekwatną ich produkcję [4, 5, 6, 7]. W tabeli 1 zestawiono przyczyny małopłytkowej plamicy immunologicznej. Tabela 1. Przyczyny ITP. Mechanizm Zmiana Nieprawidłowa humoralna i/lub Produkcja autoprzeciwciał przeciwpłytkowych przez autoreaktywne limfocyty B komórkowa odpowiedź odpornościowa Nieprawidłowa immunologiczna odpowiedź komórkowa (autoreaktywne limfocyty T) Cytotoksyczność zaleŝna od limfocytów T Aktywacja naturalnych komórek zabijających (NK) Zaburzenie produkcji płytek krwi Hamowanie megakriocytopoezy i trombopoezy przez przeciwciała przeciwpłytkowe Zaburzenie wydzielania trombopoetyny Legenda: NK, natural killer naturalne komórki zabijające Nieznana przyczyna prowadząca do zaburzenia tolerancji immunologicznej sprawia, Ŝe w ITP własne antygeny płytkowe stają się immunogenne, co pobudza komórki układu odpornościowego, limfocyty B i cytotoksyczne limfocyty T. Przeciwciała przeciwpłytkowe są produkowane przez autoreaktywne limfocyty B, ale waŝną rolę w tym procesie odgrywają teŝ autoreaktywne komórki T CD4+. Produkcja przeciwciał przeciwpłytkowych odbywa się głównie w śledzionie [8, 9]. Przeciwciała te naleŝą najczęściej do klasy IgG (IgG3), ale mogą teŝ być IgM lub IgA [10]. Bezpośrednie badanie autoprzeciwciał przeciw glikoproteinom powierzchni płytek pozwala na ich wykrycie u około 60% chorych na ITP w ostrej fazie choroby [11], a u niektórych chorych są nadal obecne mimo remisji [12]. Przeciwciała przeciwpłytkowe są skierowane w głównie przeciw glikoproteinom IIb/IIIa i Ib/IX płytek (75%), a rzadziej przeciw innym, tj. GP IIaIIIa, IV i V [13]. Płytki krwi ze zmienionymi antygenami krąŝą we krwi i początkowa odpowiedź odpornościowa następuje w śledzionie, w szpiku kostnym i innych miejscach zawierających tkankę chłonną. Powstają swoiste antygenowo komórki pamięci i wzbudzona zostaje uogólniona odpowiedź odpornościowa (produkcja przeciwciał, aktywacja cytotoksycznych limfocytów T). U większości chorych na ITP destrukcja opłaszczonych przeciwciałami IgG płytek krwi następuje głównie w monocytach/makrofagach śledziony, rzadziej wątroby. Ludzkie monocyty/makrofagi posiadają receptory Fcγ, które swoiście wbudowują IgG [14], najwaŝniejszą rolę odgrywają receptory o niskim powinowactwie Fcγ-RIIA i Fcγ-
Patogeneza immunologicznej plamicy małopłytkowej 839 RIIIaA. Następuje fagocytoza płytek krwi, ich internalizacja, degradacja i usunięcie z krąŝenia. W makrofagu glikoproteiny płytkowe są rozszczepiane do białek i na powierzchni makrofaga pojawiają się liczne kryptowe epitopy cząsteczek GPIIb i GPIIIa. U zdrowych epitopy te są niedostępne dla układu odpornościowego i być moŝe ich ekspozycja następuje tylko w nieznanych określonych warunkach, np. w stanie zapalnym [15]. Autoprzeciwciała przeciwpłytkowe mogą indukować aktywację dopełniacza co prowadzi do lizy płytek [16]. W ITP autoreaktywne limfocyty T CD4+ rozpoznają róŝne fragmenty epitopów GP IIb IIIa [17]. Epitopy te są esksponowane na powierzchni makrofagów via cząsteczki MHC klasy II. Kompleks (peptyd MHC) jest wbudowywany do receptora T (ang. T-cell receptor, TCR) na powierzchni komórek pomocniczych CD4+ Th (ang. T helper) i sygnalizuje aktywację zwiększającą współdziałanie cząsteczki CD154 (ligand CD40) z CD40 na powierzchni makrofaga, a dodatkowy sygnał kostymulujący pochodzi od wbudowywania się cząsteczki CD80 do CD28 z komórek Th [18]. W ITP na płytkach krwi takŝe znajduje się zwiększona ilość CD154 i jej mrna, która moŝe powodować aktywację autoreaktywnych limfocytów B, co sugeruje aktywną rolę płytek krwi w procesie autoimmunizacji [19]. Z kolei zwiększona ekspresja CD80 (B7-1) na płytkach krwi wskazuje na udział kostymulacji B7/CD28 w patogenezie ITP [20]. Wśród aktywowanych komórek T pomocniczych (Th), przewaŝa profil Th1 (prozapalny), zwiększone jest miano Th1/Th2 i wzmoŝone wydzielanie interleukiny-2 i interferonu gamma [21], wspomagających róŝnicowanie limfocytów B i produkcję autoprzeciwciał. Nadto, cytotoksyczne limfocyty są nieprawidłowo aktywowane przez klony autoreaktywnych limfocytów. Limfocyty T CD3 + u chorych na ITP wykazują zwiększoną ekspresję genów cytotoksycznych jak czynnik martwicy nowotworu alfa, perforyfna oraz granzym A i B [12]. W warunkach in vitro płytki krwi chorych z czynną ITP ulegają lizie po inkubacji z limfocytami T CD3 + CD8 +, ale nie z naturalnymi komórkami zabijającymi (ang. natural killer, NK) CD3 - CD16 + CD56 + [22]. W ITP megakariocyty są teŝ niszczone przez autologiczne komórki T CD8+ [12]. Utrata tolerancji immunologicznej w stosunku do własnych antygenów leŝy u podstawy produkcji przeciwciał przeciwpłytkowych i skierowanej przeciw płytkom krwi cytotoksyczności limfocytów T. U chorych na ITP zmniejszona jest zarówno liczba komórek regulatorowych T CD4 + CD25 + jak zaburzona ich aktywność supresyjna [17]. TakŜe limfocyty T CD3 + mają zmienioną ekspresję genów związanych z apoptozą [12]. Czas przeŝycia płytek krwi u chorych na ITP jest skrócony, lecz w mniejszym stopniu niŝ dawniej sądzono. Przy pomocy indu-111 moŝna wyznakować autologiczne płytki krwi nawet gdy jest ich mało i średni czas ich przeŝycia wynosił 2,8 dnia, podczas gdy średni czas płytek allogenicznych znakowanych chromem-51 był 0,34 dnia. Gdy czas przeŝycia autologicznych płytek krwi znakowanych indem-111 jest < 1 dnia to czas przeŝycia allogenicznych płytek znakowanych chromem-51 jest porównywal-
840 M. PODOLAK-DAWIDZIAK ny, lecz gdy czas przeŝycia autologicznych płytek jest > 1 dnia, to czas przeŝycia allogenicznych płytek jest znacznie krótszy [23, 24]. Przez wiele lat sądzono, Ŝe obrót płytek krwi w ITP jest zwiększony a obecnie wiadomo, Ŝe moŝe być róŝny i u około 40% chorych jest zmniejszony [25]. Częściowo wiąŝe się to z oddziaływaniem przeciwciał przeciwpłytkowych skierowanych przeciw kompleksowi GPIb-IX-V, które mogą hamować megakariocytopoezę [26] i tworzenie propłytek [27]. JuŜ w latach 40.tych zwracano uwagę na zaburzenia trombopoezy w ITP. Liczba megakariocytów była prawidłowa lub zwiększona, większy był odsetek form młodszych o niedojrzałej cytoplazmie, z wodniczkami i nielicznymi ziarnistościami lub bez nich. Ultrastrukturalne badanie szpiku kostnego wykazały częstsze występowanie zaburzeń w dojrzalszych megakariocytach, objawy para-apoptozy, kondensację chromatyny jądrowej. Wiele nieprawidłowych megakariocytów otaczały makrofagi i neutrofile [28]. Produkcja płytek krwi jest regulowana przez trombopoetynę (TPO, cmpl ligand). Jest to glikoproteina, złoŝona z 332 aminokwasów produkowana głównie w wątrobie, a w mniejszej ilości takŝe w nerkach i szpiku kostnym. Endogenna TPO (etpo) jest na bieŝąco wydzielana do krwiobiegu, a w szpiku wbudowuje się do receptorów na progenitorach megakariocytów, megakariocytach, pro-płytkach i płytkach [29]. TPO oddziaływuje na rozwój i dojrzewanie megakariocytów, cykl komórkowy i apoptozę [30]. U zdrowych stęŝenie TPO w surowicy jest stałe i jest ona usuwana z krąŝenia po wbudowaniu się do płytek krwi i megakariocytów. StęŜenie TPO jest zwiększone gdy liczba płytek jest mała (aplazja szpiku lub małopłytkowość po chemioterapii) i liczba megakariocytów w szpiku teŝ zmniejszona. W ITP stęŝenie TPO jest prawidłowe lub nieznacznie zwiększone. StęŜenie TPO w tej chorobie nie zaleŝy od liczby płytek krwi [31], a zaleŝność od masy megakariocytów jest zmienna. StęŜenie TPO jest mniejsze od oczekiwanego gdy masa megakariocytów jest zwiększona [32] a prawidłowe lub zwiększone przy zmniejszonej masie megakariocytów [25, 31]. Z przedstawionego przeglądu wynika, Ŝe w patogenezie ITP istotna rola przypada zarówno zwiększonemu niszczeniu płytek krwi jak i zaburzonej ich produkcji. PIŚMIENNICTWO 1. Frederiksen H, Schmidt K. The incidence of idiopathic thrombocytopenic purpura in adults increases with age. Blood 1999; 94: 909-13. 2. Neylon AJ, Saunders PW, Howard MR, Proctor SJ, Taylor PR. Northern Region Haematology Group. Clinically significant newly presenting autoimmune thrombocytopenic purpura in adults: a prospective study of a population-based cohort of 245 patients. Br J Haematol, 2003; 122: 966-74. 3. Kaye J, Schoonen M, Fryzek J. ITP incidence and mortality in UK General Practice Research Database. Haematologica 2007; 92 (suppl. 2): 280. Abstract 0751. 4. Stasi R, Evangelista ML, Stipa E. et al. Idiopathic thrombocytopenic purpura: Current concepts in pathophysiology and management. Thromb Haemost 2008; 99: 4-13.
Patogeneza immunologicznej plamicy małopłytkowej 841 5. Proven D. Characteristic of immune thrombocytopenic purpura: a guide for clinical practice, Eur. J. Haemat. 2009; 82 (suppl.71): 8-12. 6. Gernsheimer T. Chronic idiopathic thrombocytopenic purpura: mechanisms of pathogenesis. The Oncologist 2009; 14: 12-21. 7. Nugent D, McMillan R, Nichol JL, Slichter SJ. Pathogenesis of chronic immune thrombocytopenia: increased platelet destruction and/or decreased platelet production, Br J Haematol, 2009; May 14 (Epub ahead of print), 1-12. 8. McMillan R, Longmire RL, Yelenosky R et al.: Immunoglobulin synthesis in vitro by splenic tissue in idiopathic thrombocytopenic purpura. N Engl J Med 1972; 286: 681-684. 9. Kuwana M, Okazaki Y, Kaburaki J et al. Spleen is a primary site for activation of platelet-reactive T and B cells in patients with immune thrombocytopenic purpura. J Immunol 2002; 168: 3675-3682. 10. He R, Reid DM, Jones CE et al. Spectrum of Ig classes, specificities, and titres of serum antiglycoproteins in chronic idiopathic thrombocytopenic purpura. Blood, 1994; 83: 1024-1032. 11. Warner MN, Moore JC, Warkentin TE. et al. A prospective study of protein-specific assays used to investigate idiopathic thrombocytopenic purpura. Br J Haematol 1999; 104: 442-447. 12. Olsson B, Andersson P-O, Jernas M. et al. T-cell mediated cytotoxicity toward platelets in chronic idiopathic thrombocytopenic purpura (ITP). Nature Med 2003; 9: 1123-1124. 13. He R, Reid DM, Jones CE. et al. Extracellular epitopes of platelet glycoprotein Ib alpha reactive with serum antibodies from patients with chronic idiopathic thrombocytopenic purpura. Blood 1995; 86: 3789-3796. 14. Nimmerjahn F, Ravetch JV. Fcgamma receptors: old friends and new family members. Immunity 2006; 24: 19-28. 15. Zhou B, Zhao H, Yang RC. et al.: Multi-dysfunctional pathophysiology in ITP. Crit. Rev. Oncol.Hematol, 2005; 54: 107-116. 16. Kravitz MS, Shoenfeld Y. Thrombocytopenic conditions- autoimmunity and hypercoagulability. Commonalities and differences in ITP, TTP, HIT, and APS. Am J Hematol, 2005: 80: 232-242. 17. Kuwana M, Ikeda Y. The role of autoreactive T cell in pathogenesis of idiopathic thrombocytopenic purpura. Int. J.Hematol. 2005; 81: 106-112. 18. Beardsley DS: ITP in the 21 st century. Hematology/the Education Program of the American Society of Hematology 2006; 402-407. 19. Solanilla A, Pasquet JM, Viallard JF. et al. Platelet-associated CD154 in immune thrombocytopenic purpura. Blood 2005; 105: 215-218. 20. Semple JW, Freedman J. Increased antiplatelet T helper lymphocyte reactivity in patients with autoimmune thrombocytopenia. Blood 1991; 78: 2619-2625. 21. Wang T, Zhao H, Ren H i wsp. Type 1 and type 2 T-cell profiles in idiopathic thrombocytopenic purpura. Haematologica 2005; 90: 914-923. 22. Stasi R., del Poeta G., Stipa E. et al. Response to B-cell depleting therapy with rituximab reverts the abnormalities of T cell subsets in patients with idiopathic thrombocytopenic purpura. Blood 2007, 110, 2924-30. 23. Harker LA, Finch CA. Thrombokinetics in Man. J Clin Invest. 1969; 48: 963-974. 24. Ballem PJ, Segal GM, Stratton JR et al. Mechanisms of thrombocytopenia in chronic autoimmune thrombocytopenic purpura: evidence for both impaired platelet production and increased platelet clearance. J Clin Invest 1987; 80: 33-40. 25. Louwes H, Zeinali Lathori OA, Vellenga E, de Wolf JT. Platelet kinetic studies in patients with idiopathic thrombocytopenic purpura. Am J Med, 1999; 106: 430-434. 26. Chang M, Nakagawa PA, Williams SA i wsp. Immune thrombocytopenic purpura (ITP) plasma and purified ITP monoclonal antibodies inhibit megakaryocytopoiesis in vitro. Blood 2003; 102: 887-895. 27. Takahashi R, Sekine N, Nakatake T. Influence of monoclonal antiplatelet glycoprotein antibodies on in vitro human megakaryocyte colony formation and proplatelet formation, Blood 1999; 93: 1951-1958.
842 M. PODOLAK-DAWIDZIAK 28. Houwerzijl EJ, Blom NR, van der Want JJ. et al. Ultrastructural study shows morphologic features of apoptosis and para-apoptosis in megakaryocytes from patients with idiopathic thrombocytopenic purpura. Blood, 2004; 103: 500-506. 29. Kaushansky K.: The molecular mechanisms that control thrombopoiesis. J. Clin. Invest 2005; 115: 3339-3347. 30. Geddis AE, Linden H.M, Kaushansky K. Thrombopoietin: A pan-hematopoietic cytokine. Cytokine Growth Factor Rev. 2002; 13: 61-73. 31. Aledort LM, Hayward CPM, Chen M-G et al. Prospective screening of 205 patients with ITP, including diagnosis, serological markers, and the relationship between platelet counts, endogenous thrombopoetin, and circulating antithrombopoetin antibodies. Am J Hematol. 2004; 76: 205-213. 32. Emmons RVB, Reid DM, Cohen PL et al.: Human thrombopoetin levels are high when thrombocytopenia is due to megakaryocyte deficiency and low when due to increased platelet destruction. Blood 1996; 87: 4068-4071. Praca wpłynęła do Redakcji 26.06.2009 r. i została zakwalifikowana do druku 3.09.2009 r. Adres do korespondencji: Katedra i Klinika Hematologii, Nowotworów Krwi i Transplantacji Szpiku Akademii Medycznej we Wrocławiu 50-367 Wrocław ul. Pasteura 4