Autoimmune hepatitis-specific antibodies against soluble liver antigen and liver cytosol type 1 in patients with chronic viral hepatitis

BACKGROUND: Non-organ specific autoantibodies are highly prevalent in patients with chronic hepatitis C (HCV). Among them, anti-liver kidney microsomal type 1 (LKM1) antibody – the serological marker of type 2 autoimmune hepatitis (AIH-2)- is detected in up to 11% of the HCV-infected subjects. On the other hand, anti-liver cytosol type 1 antibodies (anti-LC1) – either in association with anti-LKM1, or in isolation- and anti-soluble liver antigen antibodies (anti-SLA) have been considered as useful and specific diagnostic markers for AIH. However, their specificity for AIH has been questioned by some recent studies, which have shown the detection of anti-LC1 and anti-SLA by immunoprecipitation assays in HCV patients irrespective of their anti-LKM1 status. The aim of the present study was to test the anti-LC1 and anti-SLA presence by specific enzyme linked immunosorbent assays (ELISAs), in a large group of Greek HCV-infected patients with or without anti-LKM1 reactivity as firstly, immunoprecipitation assays are limited to few specialized laboratories worldwide and cannot be used routinely and secondly, to assess whether application of such tests has any relevance in the context of patients with viral hepatitis since antibody detection based on such ELISAs has not been described in detail in large groups of HCV patients. METHODS: One hundred and thirty eight consecutive HCV patients (120 anti-LKM1 negative and 18 anti-LKM1 positive) were investigated for the presence of anti-LC1 and anti-SLA by commercial ELISAs. A similar number (120) of chronic hepatitis B virus (HBV) infected patients seronegative for anti-LKM1 was also tested as pathological controls. RESULTS: Six out of 18 (33%) anti-LKM(pos)/HCV(pos )patients tested positive for anti-LC1 compared to 1/120 (0.83%) anti-LKM(neg)/HCV(pos )patients and 0/120 (0%) of the anti-LKM1(neg)/HBV(pos )patients (p < 0.001 for both comparisons). Anti-SLA antibodies were not present in any of the HCV (with or without anti-LKM1) or HBV-infected patients. CONCLUSION: We showed that anti-LC1 and anti-SLA autoantibodies are not detected by conventional assays in a large group of anti-LKM1 negative patients with chronic hepatitis B and C infections. Based on these results we cannot find any justification for the application of anti-LC1 and anti-SLA tests in the routine laboratory testing of viral hepatitis-related autoantibody serology with the only potential exception being the anti-LC1 screening in anti-LKM1(pos)/HCV(pos )patients

Étude des autoanticorps marqueurs de l'hépatite autoimmune présents chez les patients infectés de façon chronique par le virus de l'hépatite C

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal

Autoimmune Hepatitis as a Unique Form of an Autoimmune Liver Disease: Immunological Aspects and Clinical Overview

Autoimmune hepatitis (AIH) is a unique form of immune-mediated disease that attacks the liver through a variety of immune mechanisms. The outcomes of AIH are either acute liver disease, which can be fatal, or, more commonly, chronic progressive liver disease, which can lead to decompensated liver cirrhosis if left untreated. AIH has characteristic immunological, and pathological, features that are important for the establishment of the diagnosis. More importantly, most patients with AIH have a favorable response to treatment with prednisolone and azathioprine, although some patients with refractory AIH or more aggressive disease require more potent immune-suppressant agents, such as cyclosporine or Mycophenolate Mofetil. In this paper, we discuss the immunological, pathological and clinical features of AIH, as well as the standard and alternative treatments for AIH

Pathogenèse de l’hépatite autoimmune : influence des gènes, du sexe, de l’âge et de l’environnement

L’hépatite autoimmune (HAI) résulte d’une perte de tolérance du système immunitaire envers des antigènes de l’hépatocyte. Elle peut se présenter sous forme d’hépatite aiguë, parfois fulminante, ou comme une maladie chronique menant progressivement à une cirrhose hépatique. En absence de traitement, cette maladie est fatale. La pathogenèse de l’HAI et les mécanismes responsables de sa progression restent inconnus à ce jour. L’objectif global de ce projet est d’examiner les facteurs prédisposants et les mécanismes immunologiques responsables de l’apparition et de la progression de l’HAI. Pour permettre l’étude de la pathogenèse de l’HAI, nous avons développé un modèle murin expérimental d’hépatite autoimmune de type 2. Celui-ci est basé sur la xénoimmunisation de souris C57BL/6 avec les deux antigènes ciblés dans l’HAI de type 2 chez l’homme (CYP2D6 et FTCD). Par mimétisme moléculaire, le système immunitaire de ces souris réagit contre les protéines murines homologues et une HAI s’ensuit. Ce modèle expérimental présente la plupart des caractéristiques histologiques, biochimiques et sérologiques d’une HAI de type 2. Les souris développent une inflammation autoimmune chronique avec présence d’hépatite d’interface et d’infiltrations intralobulaires, un infiltrat composé majoritairement de lymphocytes T CD4+ mais aussi de lymphocytes T CD8+ et B, d’une élévation des ALT sériques, des niveaux d’immunoglobulines G circulantes augmentés ainsi que d’autoanticorps anti-LKM1 et anti-LC1. L’étude de l’influence du bagage génétique a permis de définir l’importance relative des gènes du CMH et des gènes non-CMH sur le développement d’une HAI. Les gènes du locus CMH sont essentiels mais insuffisants pour mener au développement d’une HAI et donc, la susceptibilité génétique à l’HAI est comme chez l’homme, multigénique. Les patients atteints d’HAI de type 2 sont généralement des jeunes filles. L’étude des influences de l’âge et du sexe dans ce modèle a permis de montrer que les souris femelles avant et au début de leur maturité sexuelle sont plus susceptibles au développement d’une HAI de type 2. De plus, les femelles ont un nombre réduit de lymphocytes T régulateurs, ce qui leur confère une susceptibilité accrue comparé aux mâles. L’ensemble de ces travaux nous a conduits à proposer un mécanisme où le développement d’une HAI chez les femelles d’un âge particulier résulterait de l’activation de cellules T CD4+ autoréactives ayant échappé aux mécanismes de tolérance centrale, via un mécanisme de mimétisme moléculaire avec un antigène exogène. En présence d’une tolérance périphérique réduite due à un faible nombre de cellules T régulatrices, les cellules T autoréactives proliféreraient et activeraient des cellules B autoréactives entraînant la sécrétion d’autoanticorps. L’activation subséquente de cellules T CD8+ cytotoxiques spécifiques amènerait la lyse des hépatocytes et la relâche d’autoantigènes permettant la perpétuation de l’autoimmunité.Autoimmune hepatitis (AIH) is an autoimmune disease resulting from a loss of immunological tolerance against hepatocyte antigens. It can present itself as an acute hepatitis, sometime fulminant, or as a chronic disease leading to progressive liver cirrhosis. In absence of treatment, this disease is fatal. The pathogenesis of AIH and the mechanisms responsible for its progression remain unknown. The overall objective of this project is to examine predisposing factors and immunological mechanisms responsible for the onset and progression of HAI. To study the pathogenesis of AIH, we developed a mouse model of experimental autoimmune hepatitis type 2. This model is based on xenoimmunization of C57BL/6 wild type mice with human type 2 AIH autoantigens (CYP2D6 and FTCD). Molecular mimicry between the xenoantigens and their homologous murine proteins results in the development of an autoimmune response followed by liver inflammation. This experimental mouse model shows most histological, biochemical and serological features of human type 2 AIH. Mice develop autoimmune chronic liver inflammation characterized by the presence of interface hepatitis and intralobular inflammation, infiltrates composed predominantly of CD4+ but also of CD8+ T and B cells, elevated ALT serum levels, increased serum immunoglobulin G and circulating anti-LC1 and anti-LKM1 autoantibodies. Studies of the influence of genetic background on AIH susceptibility have defined the relative importance of MHC and non-MHC genes. Specific MHC haplotype are necessary but not sufficient to lead to the development of AIH and therefore, the genetic susceptibility to HAI is, as in humans, multigenic. In humans type 2 AIH is found predominantly in young women. In our experimental models, female mice before or at beginning of sexual maturity are more susceptible to AIH. Females at this age have reduced numbers of regulatory T cells, conferring an increased susceptibility compared to males. Based on these results, we propose a mechanism in which the development of AIH results from the activation, through a mechanism of molecular mimicry with an exogenous antigen, of autoreactive CD4+ T cells that have escaped central tolerance. In presence of reduced peripheral tolerance due to low number of regulatory T cells, autoreactive T cells proliferate and activate autoreactive B cells leading to secretion of autoantibodies. The subsequent activation of specific cytotoxic CD8+T cells results in hepatocytes lysis and autoantigens release, leading to perpetuation of autoimmunity

Breaking tolerance to the natural human liver autoantigen cytochrome P450 2D6 by virus infection

Autoimmune hepatitis (AIH) is a chronic liver disease of unknown etiology, characterized by a loss of tolerance against hepatocytes leading to the progressive destruction of hepatic parenchyma and cirrhosis. Clinical signs for AIH are interface hepatitis and portal plasma cell infiltration, hypergammaglobulinemia, and autoantibodies. Based on serological markers AIH is defined in subtypes. The hallmark of AIH type 2 are type 1 liver/kidney microsomal autoantibodies (LKM-1), whereas AIH type 1 is characterized by the presence of anti-nuclear (ANA) and/or anti-smooth muscular (SMA) autoantibodies. The major autoantigen recognized specifically by LKM-1 autoantibodies was identified as the 2D6 isoform of the cytochrome P450 enzyme family (CYP2D6). Not much is known about the etiology and pathogenic mechanisms of AIH so far and most animal models available result in only transient hepatic liver damage after a rather complex initiation method. It was the aim of my project to generate a novel animal model for AIH that reflects the chronic and progressive destruction of the liver characteristic for the human disease while using a defined and feasible initiating event to further analyze the pathogenic mechanisms leading to the autoimmune-mediated destruction of the liver. Therefore, mice transgenically expressing the human CYP2D6 in the liver and wild-type mice were infected with a liver-tropic adenovirus expressing the human CYP2D6 (Ad-2D6). Selftolerance to CYP2D6 was broken in Ad-2D6-infected mice, resulting in persistent autoimmune liver damage, apparent by cellular infiltration, hepatic fibrosis and necrosis. Similar to type 2 AIH patients, Ad-2D6-infected mice generated LKM-1-like antibodies recognizing the same immunodominant epitope of CYP2D6. Taken together, we could introduce a new animal model that reflects the persistent autoimmune-mediated liver damage as well as the serological marker characteristic for AIH type 2 and we could demonstrate that chronic autoimmune diseases targeting the liver can be triggered by molecular mimicry occurring in the context of a hepatotropic viral infection.Jeder Organismus wird täglich mit vielen verschiedenen Antigenen und Pathogenen konfrontiert. Um den Organismus gegen diese Fremdkörper zu schützen hat das Immunsystem verschiedene Schutzfunktionen entwickelt. Eine der wichtigsten Voraussetzungen des Immunsystems ist es körpereigene und körperfremde Antigene unterscheiden zu können, da es sonst zu folgeschweren Komplikationen wie Autoimmunerkrankungen kommen kann. Komplexe Selektionsmechanismen während der Reifung von Immunzellen als auch während dem Zusammentreffen von Immunzellen und Antigenen führen dazu, dass körpereigene Antigene toleriert und körperfremde Antigene eliminiert werden. Diese Selektionsmechanismen sind jedoch nicht immer komplett gewährleistet oder können beeinflusst werden, so dass es unter gewissen Umständen zu Autoimmunerkrankungen kommen kann. Zum Beispiel kann ein Pathogen, das sehr ähnliche molekulare Strukturen wie körpereigene Antigene aufweist, eine Immunantwort auslösen, welche nicht zwischen körpereigen und körperfremd unterscheiden kann. Dieser Vorgang wird auch als molekulare Mimikry bezeichnet und es wird vermutet dass dies eine Ursache für Autoimmunerkrankungen, wie zum Beispiel rheumatisches Fieber und das Guillain-Barré-Syndrom, sein kann. Die Leber ist das grösste innere Organ des Menschen und dient neben lebenswichtigen Funktionen wie Entgiftung und Stoffwechsel auch als Speicher- und Ausscheidungsorgan und produziert Gallensaft zur Unterstützung der Fettverdauung. Wegen der einzigartigen Funktion der Leber, lebensnotwendige nicht-körpereigene Substanzen wie Nahrung als auch gefährliche giftige Stoffe aus der Verdauung abzubauen, ist es besonders wichtig, dass Immunreaktionen in der Leber sorgfältig reguliert werden. Generell tendieren in der Leber aktivierte Immunzellen eher dazu Antigene zu tolerieren, auch wenn dies nicht immer der Fall ist, wie zum Beispiel bei der potenten Immunreaktion gegen den Hepatitis B Virus. Die Autoimmune Hepatitis (AIH) ist eine seltene chronische Lebererkrankung, bei der als Folge des Toleranzverlustes gegen hepatozelluläre Proteine eine durch das körpereigene Immunsystem ausgelöste Zerstörung der Hepatozyten mit Übergang in eine Zirrhose zugrunde liegt. Klinisch ist die AIH charakterisiert durch lymphozytäre und plasmazelluläre Infiltrate im Periportalfeld, Hypergammaglobulinämie und Autoantikörper. Serologisch lässt sich die AIH in Subtypen klassifizieren. Typisch für AIH vom Typ 1 sind Antikörper gegen Zellkerne (ANA) und Antikörper gegen glatte Muskulatur (SMA). LKM-1 Autoantikörper sind die serologischen Marker für AIH vom Typ 2 und reagieren mit immundominanten Regionen des Isomers 2D6 der Enzymfamilie Zytochrom P450 (CYP2D6). Bis jetzt ist sehr wenig über die Krankheitsursachen und die, der Krankheit zugrunde liegenden Mechanismen bekannt. Zudem fehlen repräsentative Tiermodelle. Die meisten Tiermodelle für AIH konnten nur eine vorübergehende Hepatitis auslösen und benötigten dazu meistens komplexe krankheitsauslösende Mechanismen. Es war das Ziel meines Projekts ein neues Maus-Model für AIH zu entwickeln welches die chronische Zerstörung der Leber bei menschlicher AIH möglichst genau reflektiert. Zusätzlich sollte ein klar definierter und möglichst plausibler Auslöser für die Krankheit gewählt werden, um die Mechanismen, die zur autoimmunen Zerstörung der Leber führen, genauer untersuchen zu können. Dafür wurden wild-typ Mäuse (FVB/N Mäuse) und Mäuse, die das menschliche CYP2D6 als Transgen in der Leber exprimieren (CYP2D6 Mäuse) mit einem lebertropen Adenovirus, der das menschliche CYP2D6 exprimiert (Ad-2D6), infiziert. Als Kontrollvirus, der keine Autoimmunerkrankung zur Folge haben sollte, wurde ein Adenovirus, der das grün fluoreszierende Protein (Ad-GFP) exprimiert, gewählt. Der Gebrauch eines Adenoviralen Vektors gewährleistet sowohl eine hohe als auch spezifische Expression des Transgenen CYP2D6 in der Leber der Mäuse. Das humane CYP2D6 wurde gewählt da Autoantikörper spezifisch für CYP2D6 das Hauptmerkmal zur Diagnose von AIH vom Typ 2 im Patienten sind und wild-typ Mäuse Zytochrom P450 mit hoher Homologie zum humanen CYP2D6 besitzen. Durch Infektion von wild-typ FVB/N und CYP2D6 Mäusen mit dem Kontrollvirus Ad-GFP konnte gezeigt werden, dass die virale Proteinexpression in der Leber nur vorübergehend war und dass schon nach zwei Wochen fast kein GFP mehr in der Leber exprimiert wurde. Infektion von wild-typ FVB/N sowie CYP2D6 Mäusen mit Adenovirus führte zu einer akuten virus-vermittelten Hepatitis mit vorübergehender Erhöhung der Leberwerte. Die Selbsttoleranz gegenüber CYP2D6 konnte jedoch nur in Ad-2D6-infizierten Mäusen durchbrochen werden und nicht in Ad-GFPinfizierten Mäusen. Das Durchbrechen der Toleranz führte zu lymphozytären und plasmazellulären Infiltraten, Leberfibrose und Nekrose. Dies konnte durch histologische Analysen gezeigt werden. Die Mehrzahl der infiltrierenden Zellen waren B-Zellen, CD4+ T-Zellen und Makrophagen, wobei weniger CD8+ T-Zellen gefunden wurden. Die B-Zell Toleranz wurde nur nach Ad-2D6 Infektion durchbrochen und führte zur Aktivierung von CYP2D6-spezifischen B-Zellen und zur Produktion und Sekretion von CYP2D6-spezifischen Antikörpern. Diese CYP2D6- spezifischen Antikörper erkannten die gleiche immundominante Region des menschlichen CYP2D6 wie LKM-1 Antikörper von Patienten mit AIH vom Typ 2. Interessanterweise zeigten die transgenen CYP2D6 Mäuse im Vergleich zu den wild-typ FVB/N Mäusen einen abgeschwächten autoimmunen Leberschaden, verspätete Immunzellinfiltrationen, weniger Leberfibrose und einen tieferen anti-CYP2D6 Antikörpertiter. Dies lässt die Vermutung zu, dass molekulare Ähnlichkeit (Maus Zytochrom P450 gegenüber humanen CYP2D6 vom Ad-2D6), eine stärkere Autoimmunantwort auslösen kann als molekulare Gleichheit (CYP2D6 Mäusen gegenüber Ad-2D6). Injektion des humanen CYP2D6 Proteins in Kombination mit verschiedenen Adjuvantien führte zur Produktion von CYP2D6-spezifischen Antikörpern, aber nicht zu autoimmuner Hepatitis. Dadurch konnte gezeigt werden, dass in unserem System die virus-vermittelte Expression von CYP2D6 nötig war um autoimmunen Leberschaden auszulösen. Die T-Zell Toleranz wurde ebenfalls nur nach Ad-2D6 Infektion durchbrochen. Dies konnte durch ex-vivo Stimulation von T-Zellen mit CYP2D6 Peptiden und der darauf folgenden Produktion von Zytokinen gezeigt werden. Interessanterweise konnte eine viel höhere Frequenz an Zytokinproduzierenden und daher CYP2D6 spezifischen T Zellen aus der Leber isoliert werden als aus der Milz. Wie schon bei der Durchbrechung der B Zell Toleranz konnte in wild-typ FVB/N verglichen mit transgenen CYP2D6 Mäusen eine stärkere Autoimmunantwort nachgewiesen werden. Zusammengefasst ist es uns gelungen ein neues Maus-Model zu etablieren, welches den chronischen autoimmunen Leberschaden und die serologischen Marker von AIH vom Typ 2 widerspiegelt. Zum ersten Mal konnte in einem Maus-Model die Produktion von Autoantikörpern mit derselben Spezifität wie menschliche LKM-1 Antikörper in AIH vom Typ 2 in Kombination mit einem chronischen autoimmunen Leberschaden gezeigt werden. Zusätzlich konnten wir zeigen, dass eine lebertrope Virusinfektion via molekulare Mimikry eine chronische autoimmune Lebererkrankung auslösen kann. Dieses Maus-Model sollte durch die Ähnlichkeit zum menschlichen Krankheitsbild der AIH vom Typ 2 und dem klar definierten und plausiblen Auslöser der Krankheit noch viel zu dem Verständnis der Mechanismen die zu AIH führen, beitragen können

Variants of Primary Biliary Cholangitis: An Updated Mini-Review

Primary biliary cirrhosis (PBC) is an autoimmune cholestatic disease of the liver which affects mainly middle-aged women characterized by progressive destruction and loss of the small intrahepatic bile ducts which in turn, may lead to end-stage liver disease. The typical clinical phenotype is characterized by a middle-aged female with elevated cholestatic enzymes and positive antimitochondrial antibodies (AMA). However, apart from this typical presentation, there are important variants in everyday clinical practice. These variants include the AMA-negative PBC, the isolated AMA positivity, the AMA-positivity in patients with well-established autoimmune hepatitis (AIH), the premature ductopenic PBC variant and the PBC variant with characteristics of AIH (PBC-AIH variant). In this mini-review, we summarize and discuss the literature data and our own experience on the PBC variants highlighting also the uncertainties and a potential new era of the research agenda