Diagnostica Autoanticorpale del Diabete Mellito di tipo 1

Diabete Mellito di tipo 1
Il diabete mellito di tipo 1 costituisce una delle
malattie croniche più frequenti.
Diagnostica Autoanticorpale
del Diabete Mellito di tipo 1
Gli obiettivi più importanti che i diabetologi
perseguono sono:
• ottenere il miglior controllo glicemico e
metabolico possibile,
• ridurre significativamente la prevalenza delle
complicanze,
E. Tonutti
Immunopatologia e Allergolgia
• fare in modo che la malattia interferisca il
meno possibile sulla qualità di vita del paziente.
Azienda Ospedaliero-Universitaria di Udine
Glicemia (mg/dl)
Curva glicemica giornaliera normale
Criteri diagnostici
Organizzazione Mondiale della Sanità, 1999
Glicemia a digiuno
180
Concentrazione del
glucosio (mg/dl)
140
100
Normale
Tempo
6 8
13
20
24
6
70-109
Alterata glicemia a digiuno
Diabete
110-125
≥ 126
Da WHO. WHO report WHO/NCD/99.2, 1999.
Criteri diagnostici
Organizzazione Mondiale della Sanità, 1999
Glicemia post-prandiale
(2 ore dopo il pasto)
Glucosio endogeno
gluconeogenesi glicogenolisi
Glucosio esogeno
assorbimento dei
carboidrati del
pasto
Concentrazione del
glucosio (mg/dl)
Normale
Alterata tolleranza al glucosio
Diabete
< 140
Glucosio
plasmatico
140-199
≥ 200
utilizzazione periferica
Da WHO. WHO report WHO/NCD/99.2, 1999.
eliminazione renale
Diabete Mellito:
Definizione
Principali effetti della insulina
“Disordine
muscolo
tessuto adiposo
ad
eziologia
multipla
del metabolismo dei carboidrati, lipidi e proteine,
Insulina
conseguente ad una alterazione della secrezione o
della azione della insulina.
300
fegato
•Aumento della utilizzazione del glucosio
•Riduzione del rilascio di glucosio
„ normale
„ diabete
120
400
(µ
µU/ml)
Insulin (
• Aumento trasporto ed
utilizzazione del glucosio
• Immagazzinamento dei grassi
• Riduzione della liberazione dei
grassi
Glucose (mg/dL)
• Aumento trasporto ed
utilizzazione del glucosio
metabolico
caratterizzato da una iperglicemia cronica con disturbi
200
100
0600 1000
100
80
60
40
20
1400 1800 2200 0200 0600
Classificazione
0600 1000
1400 1800 2200 0200 0600
Diabete mellito tipo 1
Tipo 1
- autoimmune
- idiopatico
• Processo di distruzione delle ß-cellule
Tipo 2
che può portare ad una forma di diabete
Altri forme specifiche
mellito nel quale la somministrazione di
-
difetti genetici della funzione della ß-cellula
difetti genetici dell’azione della insulina
malattie del pancreas esocrino
endocrinopatie
indotto da farmaci
infezioni
forme non comuni di DM immuno-mediate
altre sindromi genetiche associate a volte con DM
insulina
esogena è essenziale per la
sopravvivenza, allo scopo di prevenire lo
sviluppo di chetoacidosi, coma e morte.
Diabete gestazionale
From WHO. WHO report WHO/NCD/99.2, 1999.
Definizione
Il diabete mellito di tipo 1 è uno stato di deficit
assoluto o relativo di insulina che conduce ad una
elevazione cronica delle concentrazioni di glucosio
nel sangue (iperglicemia).
È una malattia cronica autoimmune nella quale si
verifica una progressiva distruzione delle cellule
beta del pancreas endocrino.
Tabella 1
Diabete
MMOL/L
MG/DL
glicemia a digiuno
> 7.0
> 126
> 11.1
> 200
6.1-7.0
118-126
glicemia random o 2 ore
dopo carico di glucosio
Intolleranza al glucosio
glicemia a digiuno
Diabete mellito tipo 2
PATOGENESI DEL DIABETE TIPO 1
• Caratterizzato da un disordine della azione
insulinica (insulinoresistenza) e della secrezione
insulinica, ciascuna delle quali può essere la
forma predominante.
• Generalmente entrambe le alterazioni sono
presenti al momento della manifestazione clinica
della malattia
Eventi precipitanti
100%
Predisposizione
genetica
β-cellule
Eventi
autoimmunitari
Diminuzione progressiva del
rilascio di insulina
Insulino
resistenza
Insulino
Insulino
secrezione
resistenza
Insulino
Insulino
resistenza
secrezione
Diabete
Nascita
Insulino
secrezione
Luna
di miele
Storia naturale (anni)
Anni
From WHO. WHO report WHO/NCD/99.2, 1999.
PATOGENESI DEL DIABETE TIPO
2
Fattori ambientali
(stile di vita occidentale)
iperinsulinemia
Insulino resistenza
Fattori genetici
DIABETE TIPO 2: STORIA NATURALE
Secrezione insulinica
Sensibilità insulinica
compensata
30 %
Normalità o IGT
Ridotta funzionalità
Fattori genetici
della β-cellula
50 %
Fattori ambientali:
glucotossicità
altri
70 %
100 %
DM tipo 2
↓ secrezione insulinica
↓ utilizzazione del glucosio
↑ Produzione epatica del glucosio
Latent Autoimmune Diabetes in Adults
(LADA)
50 %
IGT
70-100 %
Alterato
metabolismo del
glucosio
Normale tolleranza al glucosio
150 %
100 %
From LG Groop. Diabetes Obes Metab 1999; 1(suppl 1):S1-S7.
Casi/100000/anno
50
•Almeno il 10-15% degli adulti con Diabete potrebbe avere il
LADA, che potrebbe costituire più del 50% dei casi di
Diabete senza obesità.
40
•La presenza degli autoanticorpi permette una più corretta
classificazione di questi casi,consentendo una terapia appropriata.
30
•Possono essere presenti tutti i marcatori,singolarmente o in
associazione: GADA,IAA,ICA,IA-2
20
•Rispetto agli altri marcatori il livello dei GADA resta stabile
più a lungo, consentendo una diagnosi retrospettiva.
10
0
Epidemiologia
Ita
Ca lia ( Finla
na
S
n
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rin
a
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Sv E.)
D
e
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Ru nia
s
Alg sia
e
Ku ria
wa
Ho Cu it
ng ba
Gia Ko
pp ng
on
Co e
re
a
•Diabete nell’adulto: tipo 2 o tipo 1 a lenta insorgenza?
P.Zimmet,Diabetes
Care,1999
DM tipo
2
PREVALENZA DEL DIABETE
IN DIVERSE CLASSI DI ETA’
Prevalenza (%)
35
30
età (anni)
45-54
55-64
65-74
75-
25
20
15
10
Epidemiologia
Per studiare l’epidemiologia del diabete in età
pediatrica sono stati istituiti:
• WHO DIAMOND Study (progetto multinazionale
coordinato dalla OMS (oltre 80 Paesi partecipanti
nei 5 continenti),
• EURODIAB ACE Study (progetto finanziato
dall’Unione Europea, coinvolgente 24 regioni
d’Europa)
5
0
Finlandia
Italia
Nel nostro Paese:
Svezia
• RIDI (Registro Italiano del Diabete Infantile)
Adapted from different references
Nuove acquisizioni
Storia naturale
• Aumento dell’incidenza del diabete nel bambino in
molti Paesi (circa 3-5% per anno)
• Epidemie (in Polonia, in Nuova Zelanda, in Estonia
e negli Stati Uniti), per la maggior parte nella prima
metà degli anni ’80
• Stagionalità (aumento dell’incidenza nei mesi
invernali)
• Differenze di incidenza nelle varie età pediatriche
Fattori genetici
•Familiarità della malattia
• Associazione con antigeni di
istocompatibilità (HLA-DR3, DR4 e DQ2)
•Possibili geni candidati (Tabella 3)
• In alcuni Paesi è stata osservato un significativo
incremento dell’incidenza nei primi 5 anni
• Non vi sono sostanziali differenze tra maschi e
femmine
Tabella 3
LOCUS
IDDM 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
CROMOSOMA
6p21
11p15
15q26
11q13
6q25
18q21
2q31
6q27
3q21-q25
10p13-q11
14q24-q31
2q33
2q34-q35
6q21
7p13
Fattori ambientali
GENE CANDIDATO
HLA
Insulin VTNR
Fattori ambientali (aumento di incidenza in
popolazioni migranti, studi su gemelli, epidemie
in alcune regioni, etc.):
• Infezioni virali (Echovirus, Coxsackie A e B)
• Alimenti (proteine del latte vaccino, glutine,
vitamina D, altri)
• Tossine
CTLA-4
I fattori ambientali favoriscono l’instaurarsi dei
meccanismi autoimmunitari che conducono alla
distruzione delle beta-cellule
Meccanismi autoimmunitari
Sintomatologia
9 Autoanticorpi circolanti diretti contro le cellule
insulari (ICA) si ritrovano nella maggior parte
dei soggetti con T1DM di recente diagnosi
Il diabete mellito di tipo 1 esordisce nella
maggiorparte dei bambini con:
9 Gli ICA ad alto titolo (> 20 unità JDF)
predicono un rischio del 40-60% nei successivi
5-7 anni
• polidipsia
9 Gli ICA e gli altri auto-anticorpi sono presenti
nel periodo di “prediabete”
9 Quando sono presenti anticorpi multipli, la
capacità predittiva aumenta
Indagini
Cliniche e Laboratoristiche
• Glicemia, glicosuria, chetonuria, chetonemia,
emoglobina glicosilata
• Markers autoimmunitari (anticorpi anti-insula,
ICA, anti-glutamicodecarbossilasi, GAD,
anti-insulina, IA2, anti-tirosina fosfatasi)
• Fattori di rischio personali e familiari (obesità,
storia familiare di diabete mellito di tipo 1
e/o 2, caratteristiche di trasmissione
autosomica dominante, MODY)
• poliuria (pollachiuria, nicturia, enuresi)
• iperfagia
• dimagrimento
In alcuni Paesi e popolazioni ed in alcune
circostanze può avere un’insorgenza atipica.
Sensitivity
Comment
Insulin
49-92%
GAD (Glutamic acid
Decarboxylase)
84%
ICA512/IA-2
74%
IA-2β/Phogrin
61%
Carboxypeptidase H
10%
Infrequent
GLIMA38
14-38%
Not yet sequenced
GM2-1
?
ICA69
?
ICA12
<20%
Higher levels young children
Higher sensitivity adult onset
type 1A
Tyrosine Phosphatase like
molecule
Tyrosine Phosphatase like
molecule
Ganglioside: Chromotography
assay
Western blot assay with poor
specificity
Diabetes relatedness requires
further study
ICA NEL PAZIENTE DIABETICO
Il maggiore ingrandimento mette in evidenza positività
verso le cellule β: si osserva una fluorescenza di tipo
granulare nel citoplasma di una parte delle cellule insulari.
Cellule β
Cellule α,δ,
PP negative
Gli anticorpi anti-insulina (IAA) sono
autoanticorpi presenti in soggetti mai sottoposti
a terapia con insulina esogena e sono diversi
dagli anti-insulina (IA) diretti contro l’ormone
esogeno
Gli IAA sono marcatori di autoimmunità
specifica per le cellule β del pancreas; sono di
classe IgG.
Correlazione inversa con l’età
Scompaiono nel tempo
Correlano con una più rapida evoluzione
Insulin Autoantibodies:
A Chain L13
IAA:Insulin
AutoAntibodies
•Gli IAA riconoscono un epitopo
conformazionale dell’Insulina(dovuto alla
struttura terziaria) con leucina in posizione 13
della catena alfa.
BDC
Insulin
Receptor
Binding
Region
•Più frequenti nell’ infanzia che nell’età adulta
.
90% < 5 anni
71% 5-10 anni
50% 10-15 anni
•Metodica di riferimento: R.I.A.(
125I)
Anticorpi anti-trasportatore 8
dello zinco = a-ZnT8
Le proteine che trasportano lo zinco
hanno un ruolo chiave nella funzione
secretoria di insulina
Proteina composta da 360 AA
Oltre il 65% dei affetti da DMT1 è
positivo per anti-ZnT8
Stages in Development of Type 1 Diabetes
BETA CELL MASS
GENETICALLY AT RISK
MULTIPLE ANTIBODY
POSITIVE
LOSS OF FIRST PHASE
INSULIN RESPONSE
INSULITIS
BETA CELL INJURY
“PRE”DIABETES
DIABETE
S
TIME
J. Skyler
La prevalenza degli a-ZnT8 risulta bassa
nella prima infanzia, presenta un picco
nell’adolescenza avanzata e si riduce al
crescere dell’età
La presenza deglia-ZNT8 è predittiva di una
rapida evoluzione verso la malattia
conclamata
Diverse varianti polimorfiche
GENETIC
PREDISPOSITI
ON
Gli a-ZnT8 compaiono, nella fase preclinica
del DMT1 dopo IAA e GADA
NEWLY DIAGNOSED
Specificità molto elevata
Gestational Diabetes: Risk at 2 years Type 1 Diabetes by
Autoantibodies
ICA, GAD65, ICA512(IA-2)
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0 Ab
>=1 Ab
1 Ab
2 Ab
3 Ab
Sensitivity GAD=63%; Sensitivity 3 Abs=82%
Ziegler et al. Diabetes 1997: 46:1459-67, N=437
FIG. 2. Autoantibody profiles of three individuals followed in DAISY representing transient,
persistent, and prediabetics
Barker, J. M. et al. J Clin Endocrinol Metab 2004;89:3896-3902
Copyright ©2004 The Endocrine Society
PERCENTUALE DI POSITIVITA' AUTOANTICORPI IN 175
PAZIENTI PEDIATRICI CON T1DM
74,3
80
70
60
50
23,4
30
2
3
a-TIR
IA2
1
a-TPO
EMA
TIR
0
tTG
10
9,4
9,7
8
TPO
20
33,1
GAD
40
4
a-tTG
EMA
5
a-GAD
6
a-IA2
% di positività per a-GAD
e/o a-IA2 = 80%
175 pazienti con
diabete tipo I
56.3
16.8
4.7
2.2
4.6
2.8
0
% di positività
% di positività
per a-tTG
per a-TPO e/o
=9.7%
a-TG = 23.6%
% di copresenza dei diversi autoanticorpi
associati a diabete tipo I, tiroidite autoimmune e
celiachia
Barker, J. M. et al. J Clin Endocrinol
Metab 2004
• Su 162 bambini con almeno 1 anticorpo positivo (GAD,
IA2 e IAA) e monitorati per un periodo medio di 4.06
anni si è evidenziato che:
• Nel 31% era un falso positivo
• Nel 31% era una positività transitoria
• Nel 36% era una persistente positività
• Qualora alla prima visita era presente più di un
anticorpo in associazione al genotipo HLA DR3/4 DQ8
la persistente positività era certa
• Solo la presenza del genotipo HLA DR3/4 DQ8 era
predittivo di progressione in diabete tipo I
% di positività per a-GAD
e/o a-IA2 = 80%
175 pazienti con
diabete tipo I
56.3
4.7
16.8
2.2
4.6
0
2.8
% di positività
% di positività
per a-TPO e/o
per a-tTG =
a-TG = 23.6%
9.7%
% di copresenza dei diversi autoanticorpi
associati a diabete tipo I, tiroidite autoimmune e
celiachia
•Gli anticorpi anti-TPO compaiono in
soggetti anti-GAD positivi, ma non si
associano con positività per anti-IA2 o
anti-insulina. Nella maggioranza dei
bambini con positività per anti-GAD e
anti-TPO gli anti-GAD compaiono prima
degli anti-TPO.
Il rischio cumulativo
di sviluppare anticorpi
anti-TPO è del 20.3%
dopo 14 anni.
•Il rischio di sviluppare anti-TPO è più
elevato nel sesso femminile, in bambini
con ambedue i genitori diabetici e si
associa al genotipo HLA
DRB1*03/DRB1*04-DQB1*0302.
RIA-EIA
a-GAD
N=51
r = 0,944
r = 0,944
60
55
55
50
50
45
45
40
35
30
25
20
a-IA2
r = 0,915
r =0,915
40
35
30
25
20
15
15
10
10
5
5
0
0
1
10
100
1000
1
10000
10
EIA-EIA
a-GAD
N=60
r = 0,995
CORRELAZIONE ANTI-GAD EIA EUROIMMUN-EIA DIA METRA
MENARINI
EIA-EIA
r = 0,995
EIA DIA METRA-MENARINI ANTI-IA2
IU/ml
225
200
175
150
125
100
75
50
25
1000
a-IA2
N=53
10000
r = 0,991
CORRELAZIONE ANTI-IA2 EIA EUROIMMUN-EIA DIA METRAMENARINI
275
250
100
ELISA ANTI-IA2 IU/ml
ELISA ANTI-GAD IU/ml
EIA DIA METRA MENARINI ANTI-GAD
IU/ml
N=56
CORRELAZIONE ANTI-IA2 RIA ADALTIS-ELISA EUROIMMUN
60
RIA ANTI-IA2 U/ml
RIA ANTI-GAD U/ml
CORRELAZIONE ANTI-GAD RIA ADALTIS-ELISA EUROIMMUN
RIA-EIA
r = 0,991
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
0
0
25
50
75
100
125
150
175
200
225
250
275
0
50
100
Terapia insulinica
150
200
250
300
350
400
450
EIA EUROIMMUN ANTI-IA2IU/ml
EIA EUROIMMUN ANTI-GAD IU/ml
Malattie e condizioni associate
• Malattie cutanee associate al diabete
• Osteopenia
Gli scopi del trattamento insulinico del diabete
mellito di tipo 1 in età evolutiva sono:
• Normalizzare la glicemia (ottimizzare HbA1c)
• Evitare l’ipoglicemia
• Assicurare una buona crescita
• Problemi odontoiatrici
• Cura dei piedi
• Malattie della tiroide (tiroidite di Hashimoto
ed ipotiroidismo, morbo di Graves)
• Morbo di Addison
• Gastrite atrofica
• Malattia celiaca
• Altre malattie autoimmuni
Complicanze
• Già durante l'adolescenza (o comunque 2-5
anni dopo l’esordio del diabete) possono
evidenziarsi le prime alterazioni strutturali
e funzionali relative alle complicanze
microvascolari.
• Nei bambini e negli adolescenti l'angiopatia
diabetica è costituita principalmente dalla
microangiopatia (microcircolo retinico e
glomerulare)
• La neuropatia diabetica e la macroangiopatia
sono le altre due principali complicanze
tardive