Afiliere Colorado School of Public Health, Universitatea din Colorado, Aurora, Colorado, Statele Unite ale Americii

asocierea

Afiliere Colorado School of Public Health, Universitatea din Colorado, Aurora, Colorado, Statele Unite ale Americii

Afiliere Colorado School of Public Health, Universitatea din Colorado, Aurora, Colorado, Statele Unite ale Americii

Programul de afiliere a bolilor cronice, Institutul de cercetare al spitalului Ottawa, Ottawa, Ontario, Canada

Afiliere Barbara Davis Center for Childhood Diabetes, Aurora, Colorado, Statele Unite ale Americii

Afiliere Colorado School of Public Health, Universitatea din Colorado, Aurora, Colorado, Statele Unite ale Americii

  • Molly M. Lamb,
  • Melissa D. Simpson,
  • Jennifer Seifert,
  • Fraser W. Scott,
  • Marian Rewers,
  • Jill M. Norris

Cifre

Abstract

fundal

Expunerile dietetice la sugari au fost corelate cu dezvoltarea diabetului de tip 1 (T1D). Răspunsurile anticorpilor IgG4 la antigenele alimentare sunt asociate cu intoleranțe alimentare, dar nu au fost explorate prospectiv în perioada anterioară T1D.

Metode

Folosind un design de caz-cohortă, anticorpii IgG4 la ß-lactoglobulină, gluten și ovalbumină au fost măsurați în plasma colectată anual de la 260 de participanți DAISY. Dintre acestea, 77 au dezvoltat autoimunitatea insulelor (IA), definite ca fiind pozitive fie pentru insulină, GAD65 sau auto-anticorpi IA-2 în două vizite consecutive, și 22 au dezvoltat T1D.

Rezultate

În analiza modelului mixt, ajustând statutul HLA-DR, istoricul familial T1D, vârsta și etnia, concentrațiile mai mari de β-lactoglobulină IgG4 au fost asociate cu o durată mai scurtă de alăptare (beta = -0,03, 95% interval de încredere: -0,05, -0,006) și mai devreme prima expunere la laptele de vacă (beta = -0,04, 95% interval de încredere: -0,08, 0,00). IgG4 gluten mai mare a fost asociat cu vârsta mai mare la introducerea glutenului (beta = 0,06, 95% interval de încredere: 0,00, 0,13). În analiza proporțională a pericolelor, ajustarea pentru statutul HLA-DR, istoricul familiei T1D și etnia, IgG4 împotriva antigenelor individuale sau a mai multor diete pe parcursul copilăriei nu au fost asociate cu IA. În plus, concentrațiile medii de IgG4 specifice antigenului la copil (vârstă Figura 1. Selectarea cohortelor de analiză.

Pentru a explora rezultatul IA, am efectuat o analiză caz-cohortă. Sub-cohorta reprezentativă, care conținea 9 copii care au dezvoltat IA, a fost completată cu 68 de copii DAISY din afara sub-cohortei care au dezvoltat IA. Astfel, cohorta de analiză a IA include 77 de copii care au dezvoltat IA și 183 de copii care nu au dezvoltat IA (figura 1).

Pentru a explora rezultatul T1D, am examinat dacă concentrațiile de IgG4 la prima vizită IA pozitivă au fost asociate cu progresia la T1D la copiii IA pozitivi. Dintre cei 77 de copii IA pozitivi în analiza caz-cohortă, 22 au dezvoltat ulterior T1D, începând din decembrie 2011 (figura 1).

Anticorpii IgG4 la ß-lactoglobulină, gluten și ovalbumină au fost măsurați în plasma colectată pe tot parcursul copilăriei. Sângele extras de la subiecții DAISY este ținut în permanență de lumină. Plasma este separată imediat, se congelează în azot lichid și se depozitează la -70 grade Celsius până când este trimisă pentru analiză. Toate probele de plasmă disponibile pe cei 192 de copii din sub-cohorta reprezentativă au fost testați pentru anticorpi IgG4. Cei 68 de copii care au dezvoltat IA în afara reprezentantului sub-cohortei au fost, de asemenea, testați pentru anticorpi IgG4 la mai multe vizite pe parcursul copilăriei și copilăriei, dar urmând metodologia caz-cohortă, doar anticorpul IgG4 rezultă la prima vizită IA pozitivă (adică, vizita care le-a făcut un „caz”) au fost utilizate în analiza supraviețuirii care variază în timp.

Probele de plasmă au fost trimise la National Jewish Health din Denver, Colorado pentru testarea IgG4. Testele cu β-lactoglobulină, gluten și ovalbumină ImmunoCAPs (SUA Phadia, Inc., Portage, MI) au fost efectuate pe un instrument Phadia ImmunoCAP 250. Pentru analiză, valorile sub limita inferioară de detectare pentru IgG4 specifice au fost înlocuite cu jumătate din limita inferioară de detectare (0,01 mgA/L). Coeficienții de corelație intraclasă (ICC) din 18 probe duplicate orbite au fost de 0,992 pentru β-lactoglobulină, 0,993 pentru gluten și 0,994 pentru ovalbumină. Coeficienții de variație au fost 1,9% pentru β-lactoglobulină, 2,6% pentru gluten și 2,2% pentru ovalbumină.

Următoarele variabile demografice și de selecție a cohortei au fost colectate la interviu de înscriere: sex, rasă/etnie, educație maternă, vârstă gestațională și statutul T1D al rudelor de gradul I. Durata alăptării și vârsta copilului la introducerea alimentelor și a laptelui/formulelor care conțin lapte de vacă, gluten (grâu și orz - niciun copil nu a fost expus la secară în copilărie), iar ouăle au fost colectate prin interviuri cu părinții la fiecare trei luni până la vârsta de 15 luni.

Analize statistice

Am efectuat trei seturi de analize. În primul rând, am folosit sub-cohorta reprezentativă (figura 1) pentru a examina consistența internă a anticorpilor noștri dietetici, testând dacă expunerile dietetice relevante pentru sugari au fost asociate cu concentrații de anticorpi IgG4 la ß-lactoglobulină, gluten și ovalbumină pe tot parcursul copilăriei. Expunerile dietetice testate (variabile independente) au fost durata exclusivă și totală a alăptării și vârsta la introducerea formulelor, laptelor și alimentelor care conțin lapte de vacă, gluten și ouă, în modele separate. Datorită distribuțiilor non-normale, am înregistrat transformarea anticorpilor dietetici IgG4 înainte de a le analiza ca variabile dependente. Un model mixt a fost utilizat pentru a analiza expunerile dietetice la sugari ca predictori ai concentrațiilor dietetice de IgG4. Modelele au fost ajustate pentru HLA, istoria familiei T1D, etnie, vârstă și statutul IA.

Al treilea set de analize a fost efectuat pe toate cazurile de IA (cohorta T1D, vezi figura 1), și a folosit un model de riscuri proporționale Cox pentru a explora asocierea dintre concentrațiile de IgG4 la prima vizită pozitivă IA și momentul dezvoltării T1D. Alte variabile de interes care au fost testate în modele au inclus durata de alăptare exclusivă și totală și vârsta la introducerea formulelor/laptelor și alimentelor care conțin lapte de vacă, gluten și ouă. Aceste modele de supraviețuire au fost ajustate pentru HLA, istoria familiei T1D, etnie și vârstă la prima vizită IA pozitivă. Durata de urmărire a fost măsurată începând cu prima vizită pozitivă la anticorpi și terminând fie cu diagnosticul T1D (cazuri), fie cu cea mai recentă vizită la clinică (non-cazuri). Aceleași trei analize descrise în paragraful anterior au fost efectuate și cu rezultatul T1D.

Rezultate

În comparație cu copiii care nu au dezvoltat IA, copiii care au dezvoltat IA au fost mult mai susceptibili de a avea un genotip HLA cu risc crescut (39% vs. 25%), o rudă de gradul I cu T1D (52% vs. 36%) și/sau o mamă cu studii> 12 ani (86% vs. 70%). Nu s-au găsit diferențe semnificative între copiii care au dezvoltat și nu au dezvoltat IA în ceea ce privește sexul, etnia, vârsta maternă la naștere, alăptarea exclusivă sau totală sau vârsta la introducerea laptelui de vacă, gluten sau ouă.

Corelații între anticorpii dietetici

În sub-cohorta reprezentativă, concentrațiile de anticorpi IgG4 la ß-lactoglobulină, gluten și ovalbumină au fost corelate între ele (ß-lactoglobulină și gluten: Spearman's rho 0,50, p Tabelul 1. Analiza anticorpilor dietetici ca predictori ai dezvoltării IA în caz-cohorta; Studiul autoimunității asupra diabetului la tineri (DAISY).

Analiza progresiei la T1D la copii pozitivi IA

În modelele de supraviețuire ajustate pentru HLA, antecedente familiale de T1D, etnie și vârstă la prima vizită IA pozitivă, concentrațiile mai mari de anticorpi IgG4 de ovalbumină la debutul IA au fost asociate marginal cu o progresie mai rapidă la T1D (p = 0,05). În modele separate, concentrațiile de anticorpi IgG4 la ß-lactoglobulină și gluten nu au fost asociate cu progresia către T1D (masa 2). Nici „Rangul cuartile al anticorpilor dietetici” și nici „concentrațiile medii de IgG4 Tabelul 2. Analiza anticorpilor dietetici la prima vizită pozitivă a autoanticorpului și progresia către T1D; Studiul autoimunității asupra diabetului la tineri (DAISY).

Subanaliza în înregistrările negative ale transglutaminazei

Pentru a elimina influența procesului dăunător marcat de prezența anticorpilor transglutaminazici, am re-analizat datele anticorpilor IgG4 doar cu înregistrările pentru copii care au fost întotdeauna negative pentru anticorpii transglutaminazici (limită pentru pozitivitate> 0,050) [35 ]. În analiza rezultatului IA, am eliminat 32 de copii (cu un total de 193 de înregistrări pozitive ale transglutaminazei). Acest lucru a dus, de asemenea, la îndepărtarea a 13 copii din progresia către analiza T1D.

Rezultatele descrise mai sus nu s-au modificat substanțial după eliminarea copiilor pozitivi la transglutaminază, cu excepția faptului că asocierea dintre vârsta mai mare la introducerea glutenului și concentrațiile mai mari de anticorpi IgG4 gluten în copilărie nu este semnificativă. De asemenea, după eliminarea celor 13 subiecți TG + (dintre care trei au dezvoltat T1D) din analiza T1D, asocierea dintre concentrațiile de anticorpi ovalbumină și dezvoltarea T1D a devenit marginal semnificativă (p = 0,06) (masa 2).

Discuţie

La copii sănătoși, concentrațiile generale de anticorpi IgG4 scad de la naștere la un nivel de vârstă de aproximativ 6 luni, pe măsură ce concentrațiile materne de IgG4 în sistemul sugarului scad. Concentrațiile de IgG4 cresc de obicei pe măsură ce sugarii și copiii mici sunt expuși la alimente care conțin alergeni, apoi platoul în jurul vârstei de 6-8 ani [36] și, în cele din urmă, ating concentrațiile adulților până la vârsta de 13 ani [37], dezvăluind creșterea treptată a IgG4 pe parcursul copilăriei și efectele pe termen lung ale expunerilor dietetice la sugari la alergeni alimentari. Anticorpii IgG4 împotriva ovalbuminei urmează acest model [38], în timp ce anticorpii IgG4 împotriva β-lactoglobulinei s-au dovedit a avea vârf în copilăria timpurie și scad după aceea [39].

Am emis ipoteza că concentrațiile crescute de IgG4 împotriva mai multor antigene dietetice, indicând o permeabilitate intestinală crescută și răspunsul imunitar ulterior al mucoasei, ar fi asociate cu dezvoltarea mai timpurie a IA și o progresie mai rapidă la T1D la copiii cu IA. Am abordat această întrebare de cercetare în trei moduri. În primul rând, am analizat concentrațiile de IgG4 de-a lungul copilăriei (sub formă de covariabile care variază în timp). Am explorat apoi o măsură combinată a răspunsului la antigen prin clasificarea și însumarea quartilelor concentrațiilor IgG4 ale celor trei anticorpi IgG4. În cele din urmă, am examinat copilăria ca pe o perioadă critică de timp.

Înainte de a analiza riscul IA și T1D, am definit asocierea dintre expunerile dietetice relevante pentru sugari și concentrațiile IgG4 din copilărie la ß-lactoglobulină, gluten și ovalbumină. În cohorta noastră de copii cu risc genetic crescut pentru T1D, concentrațiile circulante ale celor trei anticorpi IgG4 din dietă măsurați (lactate, gluten și ouă) au fost puternic corelate între ele. Am constatat că concentrațiile de ß-lactoglobulină au fost asociate invers cu durata totală a alăptării și cu vârsta la introducerea în laptele de vacă. Această constatare este în concordanță cu alte studii, în care expunerea timpurie la laptele de vacă în copilărie a fost asociată cu concentrații mai mari de anticorpi IgG pe parcursul copilăriei și copilăriei timpurii [39] - [41].

Cercetările anterioare au constatat că T1D este asociat cu anticorpi IgG crescuti la ß-lactoglobulina [19] - [22]; [26], dar suntem primii care examinează asocierea dintre concentrațiile de ß-lactoglobulină IgG4 și dezvoltarea IA. Analizele noastre au arătat că nici dezvoltarea IA, nici progresia la T1D la subiecții IA pozitivi, nu au fost asociate cu creșterea anticorpilor IgG4 la β-lactoglobulină. Descoperirile noastre prospective sunt de acord cu un studiu anterior caz-control [42] și nu sunt de acord cu studiile caz-control care au constatat o asociere între ß-lactoglobulina IgG și T1D [19] - [22]. De asemenea, constatările noastre nu sunt de acord cu constatările prospective ale lui Luopajarvi și colab. [26]. Această discrepanță se poate datora examinării nivelurilor de ß-lactoglobulină pe parcursul copilăriei, în timp ce Luopajarvi și colab. au examinat nivelurile de ß-lactoglobulină în primii 3 ani de viață. De asemenea, Luopajarvi și colegii săi au măsurat β-lactoglobulina IgG, în timp ce am măsurat izotipul IgG4.

S-a demonstrat că consumul de gluten inițiază un răspuns inflamator la nivelul intestinului, care poate compromite funcția barierei intestinale și crește permeabilitatea intestinului [43]. Cu toate acestea, constatările noastre cu privire la o asociere între concentrațiile de gluten IgG4 și riscul de IA sau T1D au fost nule, în acord cu cercetările anterioare care au arătat că eliminarea glutenului din dietă nu reduce titrurile autoanticorpilor insulelor [44]. Cercetările anterioare privind cohorta DAISY au arătat, de asemenea, că anticorpii IgG la Glo-3A, o globulină de depozitare a grâului, nu au fost asociați cu dezvoltarea IA [45], deși a existat un subset de respondenți, care poate indica eterogenitate etiologică. În alte studii, un răspuns imun la gluten a fost observat la copiii cu T1D nou diagnosticați, dar nu și la copiii cu o durată mai mare de T1D [24]; [25]. Cu toate acestea, Mojibian și colab. a găsit un răspuns imun la polipeptide dietetice de grâu și gliadină la adulții tineri negativ cu transglutaminază cu T1D de lungă durată [46].

Studiul nostru a constatat concentrații mai mari de anticorpi IgG4 de ovalbumină la prima vizită IA pozitivă a fost marginal asociată cu o progresie mai rapidă la T1D. Rezultatele noastre prospective ale studiului confirmă constatările a două studii anterioare de caz-control, care au descoperit anticorpi IgG mai mari la ovalbumină la pacienții cu T1D [21]; [22]. Un răspuns imun mai mare la ovalbumină a fost observat și la pacienții cu T1D pe termen lung [46].

Factorii imuni care influențează riscul bolilor autoimune sunt complexi. În studiul nostru, concentrațiile crescute de IgG4 de ovalbumină pot indica o toleranță imunologică la proteinele străine, rezultând dintr-un răspuns Th2 mai mare [47] la copiii care dezvoltă ulterior T1D. S-a demonstrat că celulele Th2 inhibă dezvoltarea celulelor T reglatoare [48], potențial crescând riscul de boli autoimune. Alternativ, s-a demonstrat că celulele T reglatoare induc anticorpi IgG4 [49]. Prin urmare, concentrațiile scăzute de IgG4 ar putea indica celule T reglatoare scăzute sau disfuncționale, care la rândul lor ar crește riscul de boli autoimune [50]. Cu toate acestea, analiza noastră nu a relevat asocieri inverse între concentrațiile de IgG4 și dezvoltarea fie a IA, fie a T1D.

Constatarea unei asocieri semnificative între riscul T1D și concentrațiile de ovalbumină IgG4, dar nu și concentrațiile de β-lactoglobulină sau gluten IgG4, nu este de acord cu ipoteza noastră a unui răspuns imun mai generalizat al mucoasei, indicând o permeabilitate intestinală crescută, la copiii care dezvoltă T1D. Descoperirea noastră discrepanță se poate datora potenței mai mari a antigenului ovalbuminului. Anticorpii IgG4 împotriva ovalbuminei pot fi găsiți la sugari înainte de expunerea la ou [38], posibil datorită expunerii la antigen prin laptele matern [51], în timp ce răspunsul IgG4 β-lactoglobulină este mai mare la sugarii expuși direct la antigen comparativ cu sugarii care alăptează [ 39]. Potența mai mare a antigenului ovalbuminei, asociată cu dimensiunea relativ mică a eșantionului, poate explica de ce am găsit doar o asociere între riscul T1D și ovalbumină, dar nu și concentrațiile de β-lactoglobulină sau gluten, IgG4. Este posibil ca o dimensiune mai mare a eșantionului să dezvăluie asocieri de magnitudine mai mică între riscul T1D și concentrațiile de β-lactoglobulină sau gluten IgG4.

Descoperirile noastre în mare parte negative se pot datora, de asemenea, creșterii treptate a concentrațiilor de anticorpi IgG4 pe parcursul copilăriei: concentrațiile de IgG4 nu ating nivelurile adulților până la vârsta de 13 ani [37]. Concentrațiile de IgG4 din analiza noastră pot fi în general scăzute din cauza vârstei tinere a populației (vârsta medie la ultima urmărire: 9,2 ani). Asocierea pe care o căutăm poate fi mai evidentă într-o cohortă de copii mai mari sau adulți tineri cu risc genetic crescut pentru T1D.

În concluzie, rezultatele noastre sugerează că concentrațiile de anticorpi IgG4 din dietă în copilărie pot fi legate de momentul expunerilor la dieta sugarilor. Acest studiu demonstrează, de asemenea, că anticorpii IgG4 împotriva antigenelor obișnuite din dietă sunt biomarkeri relativ slabi ai riscului IA. Am găsit dovezi că concentrațiile de anticorpi IgG4 de ovalbumină pot fi crescute la dezvoltarea IA la copiii care dezvoltă ulterior T1D. Această observație nouă ar trebui explorată la alte populații. Examinarea concentrațiilor individuale de anticorpi IgG4 din dietă, precum și măsura noastră compusă a anticorpilor IgG4 ß-lactoglobulină, gluten și ovalbumină în copilărie, nu au furnizat dovezi ale unui răspuns imun generalizat mai mare la copiii care dezvoltă IA sau progresează la T1D.

Contribuțiile autorului

Achiziționarea datelor: MML MDS JS MR JMN. Conceput și proiectat experimentele: MDS JS FWS JMN. Realizarea experimentelor: MML MDS. Analizarea datelor: MML MDS JMN. Reactivi/materiale/instrumente de analiză contribuite: MR JMN. Am scris lucrarea: MML JMN.