SKML HIM Diabetes

Manou Batstra, Medisch Immunoloog

Reinier de Graaf Gasthuis

Medische laboratoria

Pancreas, insuline, diabetes?

Type-1 diabetes

Autoantistoffen – ZnT8

Voorspellende waarde (IASP)

Delftse situatie

Resultaten SKML 16-7-2013 2

Het draait om de

eilandjes van

Langerhans in de

Pancreas

16-7-2013 3

Normaal bloedsuiker Te hoog bloedsuiker

Gezond Diabetes

Insulin

doesn’t work

properly

T2

T1

Type-1 diabetes Oorzaak: ß-cell destructie

Absolute insuline deficientie

Behandeling: insuline injecties (insulin dependent diabetes -- IDDM)

Klinische presentatie variabel

Autoantistoffen zijn aanwezig in > 90% van patienten

Type-2 diabetes Oorzaak: insuline resistentie

Verhoogde insuline behoefte relatieve insuline deficientie

Behandeling: dieet, orale hypoglycaemische midelen, insuline injecties (non insulin dependent -- NIDDM)

Milde klinische manifestatie

Autoantistoffen aanwezig in <2% van de patienten

Other specific types Gestational diabetes

Classificatie

Type -1 diabetes

16-7-2013 6

Wat is een autoimmuunziekte?

een ziekte waarbij het

immuunsysteem

lichaamseigen cellen /

weefsels als

lichaamsvreemd ziet.

Het immuunsysteem

valt dan zijn eigen

cellen en weefsel

aan.

16-7-2013 7

Diabetes type-1

b b b

b

b b

b

afweercellen bacteriën

virussen

normale afweerreactie autoimmuniteit

ß-cellen

Type-1 diabetes is een autoimmuunziekte

Morfologisch Insulitis

Genetisch Associatie met HLA

Immunologisch Humoraal: circulerende autoantistoffen

Cellulair: aanwezigheid specifieke T-cel klonen

Klinisch Associatie orgaanspecifieke autoimmuunziekten

Effectiviteit immuunsupressie in beginfase van de ziekte

Terugkeer van diabetes na transplantatie eilandjes van

Langerhans

Normaal

eilandje van Langerhans

Insulitis bij patiënt met

type-1 diabetes

Type-1 diabetes is een autoimmuunziekte

Morfologisch Insulitis

Genetisch Associatie met HLA

DQB1*0302 = DQ8; DQB1*0201 = DQ2

Immunologisch Humoraal: circulerende autoantistoffen

Cellulair: aanwezigheid specifieke T-cel klonen

Klinisch Associatie orgaanspecifieke autoimmuunziekten

Effectiviteit immuunsupressie in beginfase van de ziekte

Terugkeer van diabetes na transplantatie eilandjes van

Langerhans

Susceptible DQB1*0302 positive DQB1*0201 positive T1-DM C RR T1-DM C RR Belgium 34% 8% 5.5 38% 20% 2.4 Finland 73% 24% 9.0 43% 24% 2.5 Italy 35% 12% 4.1 72% 40% 3.95 Sardinia 36% 5% 11 94% 45% 19.8 Sweden 74% 26% 8.1 56% 31% 3.0

Protective DQB1*0602 posit ive DQB1*0301 posit iveT1-DM C RR T1-DM C RR

Belgium 0.5% 12% 0.04 6% 20% 0.24Finland 7% 43% 0.1 n.d. n.d. n.d.Italy 6% 11% 0.5 15% 48% 0.17

T1-DM: type-1 diabetes patients, C: gezonde controles, RR: relatief risico

DQB1*0302 = DQ8; DQB1*0201 = DQ2

Susceptible and protective HLA-DQB1 alleles in various European populations

Autoantistoffen

16-7-2013 13

Antistoffen bij type- 1 diabetes

ICAs:: Islet Cell Antibodies (eilandjes van langerhans) -

indirect immunofluorescence – lastig te standaardiseren

IAA: Insulin auto antibodies –

Radio binding assay (low affinity) – slechts enkele goede expertiselaboratoria

GAD*: Glutamic Acid Decarboxylase –

Radio Binding assay (high affinity) of ELISA – Goed te standaardiseren

IA2*: Insulinoma Antigen 2 (also ICA512) a tyrosine phosphatase -

Radio Binding assay (high affinity) of ELISA – goed te standaardiseren

ZnT8: Zinc transporter 8: ELISA

Carboxypeptidase H

ICA69

GLIMA38*

........

*Diabetes related autoantigens share a neuroendocrine expression pattern

ZnT8 antistoffen

Wenzlau et al PNAS oktober 2007

Vaziri Sani, J immunol meth 2011

ZnT8 • Zinc transporter 8

(Slc30A8)

• expressie in pancreas en testis

• Gen is polymorf bij AA 325: ZnT8 RA (arginine), ZnT8 WA (tryptophan), ZnT8 QA (glutamine)

Antistoffen ZnT8 • Conformationele epitopen: radioimmuno assay

• Target: mengsel C-terminus en synthetisch peptide N/C terminus geeft beste gevoeligheid

Prevalentie ZnT8 antistoffen

Type-1 diabetes kinderen Sensitiviteit: 63%

Aanvullende waarde bij GAD en IA2:

• ICA+, GAD-, IA2- T1DM pt 3 van 8 ZnT8+

• ICA-, GAD-, IA2- T1DM pt 35 van 133 ZnT8+ (27%)

Type-1 diabetes volwassenen Sensitiviteit 21%

Aanvullende waarde bij GAD en IA2

• IA2-, GAD-, ZnT8+ (16 van 1056) 1.4%

• Sterke correlatie met niet type-2 features (lipiden profiel)

Wenzlau et al PNAS oktober 2007

Lampasona et al, diabetes care 2011

Diabetes gerelateerde antistoffen

T1DM Patienten Gezonden

Antistof Kinderen Volwassenen

ICA 80 -90% 60% <1%

IAA 40-69% 20-40% <2%

GADA 60-80% 65-85% <1%

IA2A 40-70% 35-60% <1%

ZnT8 55-70% 20-63% <2% Kolibrie studie Zuidwest Nederland (Batstra, Aanstoot, Roep, Bruining)

Kulmala P, et al. J Clin Invest 1998;101(2):327-36.

Verge CF et al. Diabetes 1996;45(7):926-33.

Batstra MR et al. Clin Chem. 1999; 45: 2269-2272.

Batstra MR et al Hum Immunol. 2001; 62: 1106-1110

Wenzlau et al PNAS okt 2007

Vaziri-sani J. Imm meth 2011

IASP international antibody standardization programme

90 controles

60 recent gediagnosticeerde patiënten

Analyse voorspellende waarden van de verschillende

antistoffen (IA2, GAD, insuline, ZnT8)

16-7-2013 20

Analyse: Michiel Heron. MI io, Reinier de Graaf Gasthuis

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0

5

10

15

20

100+

GAD < 4 GAD 4-30 GAD > 30

0.3

8.5

+LH control

LH T1D

LR

Lik

eli

ho

od

Lik

eli

ho

od

rati

o

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0

5

10

15

20

100+

IA2 < 1.1 IA2 1.1-10 IA2 > 10

0.4

8.0

+LH control

LH T1D

LR

Lik

eli

ho

od

Lik

eli

ho

od

rati

o

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0

5

10

15

20

100+

ZnT8 < 15 ZnT8 15-30

0.41.1

54

ZnT8 > 30

LH control

LH T1D

LR

Lik

eli

ho

od

Lik

eli

ho

od

rati

o

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0

5

10

15

20

100+

Insul < 0.3 Insul 0.3-1 Insul > 1

0.82.1 3.0

LH control

LH T1D

LR

Lik

eli

ho

od

Lik

eli

ho

od

rati

o

Analyse: Michiel Heron. MI io, Reinier de Graaf Gasthuis

Conclusie IASP

Combinatie antistoffen heeft beste voorspellende waarde

Likelihood ratio is sterk afhankelijk van de gehanteerde

bepalingsgrenzen

16-7-2013 23

De Delftse situatie

16-7-2013 24

Algoritme diabetes diagnostiek

16-7-2013 25

GAD en IA2 antistoffen

≥1 positief

Kans DM type 1 groot

beiden zwp

overleg aanvrager

≤1 zwp

ZnT8 en ICA

≥1 pos of ≥3 zwp

Kans DM Type 1 groot

2 zwp

DM type 1 mogelijk

≤1 zwp

Dm type1 onwaarschijn

lijk

GAD - zwp 5,5 – 30

- pos >30

IA2 - zwp 1 – 10

- pos >10

ZnT8 - zwp 15 – 30

- pos > 30

2318 sera, ongeselecteerd

16-7-2013 26

pos neg totaal

GAD 905 1202 2107

GAD% 43% 57% 100%

IA2 301 398 699

IA2% 43% 57% 100%

ICA 93 337 430

ICA% 22% 78% 100%

169 sera getest voor GAD, IA2 en ICA

16-7-2013 27

pos neg totaal

GAD 55 114 169

GAD % 33% 67% 100%

IA2 62 107 169

IA2% 37% 63% 100%

ICA 35 134 169

ICA% 21% 79% 100%

Verdeling antistoffen in 169 patiënten getest voor GAD, IA2 en ICA

GAD

16

20

IA2

1

ICA

19 14 6

9

84

GAD

9%

12%

IA2

1%

ICA

11% 8% 3%

5%

50%

16-7-2013 29

0

5

10

15

20

25

0 20 40 60 80 100 120 140

IA2 c

on

cen

trati

e

GAD concentratie

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60 80 100 120 140

ICA

tit

er

GAD concentratie

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 5 10 15 20 25

ICA

tit

er

IA2 concentratie

Conclusie Delftse situatie

Prevalentiecijfers zijn conform de verwachtingen

Correlatie tussen de antistoffen is beperkt, zowel

kwalitatief als kwantitatief

16-7-2013 30

RESULTATEN SKML 2011 EN 2012

16-7-2013 31

Overzicht

Rondgestuurd

8 sera 2011,

9 sera 2012

GAD antistoffen

10 deelnemers 2011, 8 deelnemers 2012

14 positieve sera

IA2 antistoffen

5 deelnemers

10 positieve sera

ICA

7 deelnemers (2011), 6 deelnemers 2012

10 positieve sera

16-7-2013 32

Resultaten SKML 2011 2012 IA2 antistoffen kwalitatief

16-7-2013 33

serum consensus lab 3 lab 77 lab 286 lab 362 lab 1100 mean

2011.1 neg 1 0 0 12 0 2

2011.2 pos 642 6,4 144 1500 221 254

2011.3 pos 62 1,6 1,7 52 57 19

2011.4 neg 1 0 0 0 0 0

2011.5 pos 95 3 11 122 91 34

2011.6 neg 1 0 0 0 0 0

2011.7 pos 24 1 581 183 20 82

2011.8 neg 1 0 0 1 1

2012.1 pos 1020 12,2 593 275

2012.2 neg 0 0 0 0 0

2012.3 neg 0 0 0 0 0

2012.4 pos 35160 16 16862 8678

2012.5 neg 8 0 4

2012.6 pos 783 5 502 218

2012.7 pos 20 2 19 27 11

2012.8 pos 3732 21 4166 1325

2012.9 pos 1113 16,2 440,6 266

Resultaten SKML 2011 2012 IA2 antistoffen kwantitatief

16-7-2013 34

Resultaten SKML 2011 2012 GAD antistoffen kwalitatief

16-7-2013 35

serum consensuslab 3 lab 16 lab 17 lab 33 lab 77 lab 286 lab 362 lab 1098 lab 1100 lab 3178 mean

overig medipan diamedix overig overig home madehome madeeuroimmuunoverig mediphos

2011.1 pos 2497 300 250 300 7680 319,4 4450 4600 126 4810 1339

2011.2 zwp 13 14 5 16 18,9 2 0 10 32 13 8

2011.3 pos 83 103 74 118 106 11 130 80 116 107 53

2011.4 pos 4250 300 250 300 5180 379 3980 2500 103 4010 1124

2011.5 pos 13090 300 250 309 28300 1321 22000 23000 107 25000 5989

2011.6 pos 41 44 53 52 46 5 35 32 48 45 24

2011.7 pos 2535 300 250 300 5240 617 6000 2500 98,4 3950 1152

2011.8 pos 36 34 40 40 40 6 34 28 43 39 21

2012.1 pos 146 240 375 164 + 270 218 233 132

2012.2 pos 7 20 80 7 5 450 14 194 54

2012.3 pos 249 300 2553 2880 + 4900 5161 5910 1695

2012.4 neg 5 6 4 5 6 5 0 3 3

2012.5 pos 28 30 22 28 25 19 23 20 16

2012.6 pos 16 20 20 19 17 16 18 18 12

2012.7 neg - 4 0 4 5 0 3 2

2012.8 pos 224 300 3711 375 330 302 367 437

2012.9 neg - 5 10 6 4 7 0 4,5 4

Resultaten SKML 2011 2012 GAD antistoffen kwantitatief

16-7-2013 36

Resultaten SKML 2011 2012 eilandjes antistoffen (ICA) kwalitatief

16-7-2013 37

serum consensus lab 3 lab 6 lab 33 lab 77 lab 286 lab 362 lab 3178

INOVA INOVA overig homemade, humaanhome madeINOVA home made, humaan

2011.1 neg 256 80 6

2011.2 pos 8 1 8 50 80

2011.3 pos 16 1 2 100 320

2011.4 pos 2 1 4 12 40

2011.5 pos 16 1 32 400 160

2011.6 neg 0 1 0

2011.7 pos 8 1 16 200 160

2011.8 neg 0 1 6 40

2012.1 pos 40 2 20 80

2012.2 neg 2

2012.3 neg 2 5 40

2012.4 pos 40 4 20 320

2012.5 neg 2

2012.6 pos 8 80 320

2012.7 pos 160 4 40 160

2012.8 pos 80 2 20 160

2012.9 neg 2 4 160

Resultaten SKML 2011 2012 ICA antistoffen kwantitatief

16-7-2013 38

Conclusie SKML diabetes

Kwalitatief: IA2>GAD>ICA

Kwantitatief: GAD>IA2 en ICA is erg matig

Kwalitatieve verschillen mogelijk deels te verklaren uit

gebruik humaan en primaten pancreas

16-7-2013 39

Conclusie over all

Type-1 (autoimmuun diabetes) is geassocieerd met de

aanwezigheid van autoantistoffen tegen eilandjes van

Langerhans, GAD, IA2 en ZnT8

Combinatie meerdere antistoffen heeft beste

voorspellende waarde

“Delfts algoritme” voldoet aan de verwachtingen

SKML

Goede consensus IA2 en GAD antistoffen

Grote verschillen in interpretatie ICA

16-7-2013 40

16-7-2013 41