Background/Purpose:
Ankylosing spondylitis (AS) is a chronic inflammatory disease that especially effects the sacroiliac joints and the spine. A typical radiographic manifestation of the disease is the formation of bony bridges (also called syndesmophytes) between the spinal vertebras, which leads to functional impairment of the spine. However the rates of radiographic spinal progression vary substantially between individuals. Adipokines are a group of biomarkers that are strongly involved in metabolism, inflammatory processes and also osteogenesis. In this study we aim to investigate the role of adipokines in the prediction of spinal radiographic progression in patients with AS.
Methods:
120 AS patients (82 men and 38 women) from the Effects of NSAIDs on Radiographic Damage in AS (ENRADAS) trial, who completed the study per protocol were included in the current analysis. The definition of radiographic spinal progression after a 2-year follow-up period was 1) an increase of the modified stoke ankylosing spondylitis spine score (mSASSS) by ≥2 points and/or 2) formation of a new syndesmophyte or a new ankylosis. The adipokines leptin, chemerin, omentin, lipocalin-2, resistin, visfatin, adiponectin (APN) and its high molecular weight form (HMW-APN) where measured in the patients’ blood serums at baseline and after 2 years of follow-up with enzyme linked immunosorbent assays.
Results:
Leptin and HMW-APN showed a significant association with radiographic spinal progression. At baseline both adipokines showed lower serum levels in patients with radiographic spinal progression defined as mSASSS progression ≥2 points after 2 years (leptin: 10.5±9.0 ng/ml vs. 16.4±13.7 ng/ml in patients without progression, p=0.003, HMW-APN: 4.95±3.52 µg/ml vs. 6.35±4.15 µg/ml, respectively, p=0.045) and as syndesmophyte formation/progression after 2 years (leptin: 10.2±9.6 ng/ml vs. 16.2±13.4 ng/ml in patients without progression, p=0.003, HMW-APN: 4.53±2.86 µg/ml vs. 6.40±4.22 µg/ml, respectively, p=0.026). In linear and logistic regression analyses this inverse association of leptin and HMW-APN with spinal radiographic progression was confirmed. Analyses separated by sex showed the association to be evident only in men with AS. Furthermore men had generally lower leptin and HMW-APN serum levels than females.
Conclusion:
Higher leptin and HMW-APN serum levels seem to protect from radiographic spinal progression in patients with AS. Furthermore generally higher leptin and HMW-APN serum levels in females might be an explanation for a lesser extent of structural damage in the spines of female AS patients when compared to males.Zielsetzung:
Ankylosierende Spondylitis (AS), ist eine chronisch entzündliche Krankheit, die vorrangig die Iliosakralgelenke und die Wirbelsäule betrifft. Radiographisch manifestiert sich die Krankheit typischerweise durch die Bildung von sogenannten Syndesmophyten (vertikale Knochenbrücken zwischen den Wirbelkörpern). Starke funktionelle Einschränkungen der Wirbelsäule bei betroffenen Patienten sind die Folge. Die Geschwindigkeit der radiographischen Progression ist dabei individuell sehr unterschiedlich. Adipokine sind eine Gruppe von Biomarkern, die involviert sind in verschiedene Stoffwechselprozesse, entzündliche Aktivität und auch in den Knochenstoffwechsel. Diese Studie soll dabei die Rolle von Adipokinen als Prädiktoren von radiographischer Progression bei Patienten mit AS untersuchen.
Methoden:
120 AS Patienten (82 Männer und 38 Frauen) die die Effects of NSAIDs on Radiographic Damage in AS (ENRADAS) Studie gemäß Protokoll beendeten wurden in die Analyse eingeschlossen. Radiographische Progression nach einer 2-jährigen Beobachtungsphase wurde folgendermaßen definiert: 1) als Verschlechterung des modified Stoke Ankylosing Spondylitis Spine Score (mSASSS) um ≥2 Punkte und 2) als Bildung von neuen Syndesmophyten bzw. Progression von zwei Syndesmophyten in eine vollständige Ankylose. Die Serumkonzentrationen der Adipokine Leptin, Chemerin, Omentin, Lipocalin-2, Resistin, Visfatin, Adiponektin (APN) und seiner hochmolekularen Isoform High-Molecular-Weight Adiponektin (HMW-APN) wurden zu Beginn der Studie und nach Ablauf von 2 Jahren mittels Enzyme Linked Immunosorbent Assay (ELISA) gemessen.
Ergebnisse:
Leptin und HMW-APN waren signifikant mit der radiographischen Progression assoziiert. Die Serumkonzentrationen beider Adipokine waren zu Studienbeginn niedriger bei Patienten mit radiographischer Progression nach 2 Jahren. Bei Patienten mit mSASSS Progression ≥2 Punkte war die Durchschnittskonzentration von Leptin bei 10,5±9,0 ng/ml vs. 16,4±13,7 ng/ml bei Patienten ohne Progression, respektive p=0,003 und von HMW-APN bei 4,95±3,52 µg/ml vs. 6,35±4,15 µg/ml, respektive p=0,045. Bei Patienten mit Bildung von neuen Syndesmophyten bzw. Progression selbiger lag die Serumkonzentration von Leptin bei 10,2±9,6 ng/ml vs. 16,2±13,4 ng/ml bei Patienten ohne Progression, respektive p=0,003 und von HMW-APN bei 4,53±2,86 µg/ml vs. 6,40±4,22 µg/ml, respektive p=0,026. Lineare und logistische Regressionsanalysen bestätigten die umgekehrte Relation zwischen Leptin bzw. HMW-APN und radiographischer Progression. In einer Analyse aufgetrennt nach Geschlechtern blieb die Assoziation nur bei Männern signifikant. Zusätzlich zeigten sich bei Männern generell niedrigere Leptin und HMW-APN Serumkonzentrationen als bei Frauen.
Schlussfolgerung:
Höhere Leptin und HMW-APN Serumkonzentrationen scheinen Patienten mit AS vor radiographischer Progression zu schützen. Die generell erhöhten Leptin und HMW-APN Konzentrationen bei Frauen sind eine mögliche Erklärung für das geringere Ausmaß der strukturellen Wirbelsäulenschäden bei Frauen mit AS im Vergleich zu Männern
