Prognostic factors in systemic sclerosis

Abstract

Systemic Sclerosis (SSc) is a rare, systemic, autoimmune disorder characterized by vasculopathy, dysregulation of the immune system and fibrosis of skin and internal organs. The severity and significant variability of clinical manifestations of SSc and the need for targeted treatment, renders the search for reliable prognostic markers imperative. The present study of prognostic factors in SSc is divided in two sections. In the first section we comparatively assessed the performance of different nailfold video-capillaroscopic (NVC) parameters in identifying SSc among patients with RP. In addition we compared consistency of various clinical correlations of NVC between two different timepoints and evaluated the prognostic capacity of NVC in SSc patients. Patients and Methods: At baseline we clinically and capillaroscopically evaluated 242 consecutive patients referred to our department for NVC (138 with SSc, 12 withvery early diagnosis of SSc, 36 with primary Raynaud phenomenon και 56 with non-SSc related secondary Raynaud phenomenon); 173 were reevaluated after 3.38±1.47years. Sixty-two healthy volunteers served as controls. Capillaroscopy pattern( normal/early/active/late) was qualitatively defined. Capillary loss, dilated, giant or ramified capillaries and micro-hemorrhages were scored semi-quantitatively. Results: Capillary loss score had the highest diagnostic accuracy at discriminating patients with an SSc-spectrum disorder from patients with RP of different etiology and controls, as defined by ROC curve analysis [AUC (95% CI)=0.905 (0.869-0.942)], followed by dilatation score [0.863 (0.818-0.907)] and giant score [0.835(0.787-0.884)]. By contrast, micro-hemorrhages [0.720 (0.662-0.779)] and ramifications scores [0.604 (0.539-0.670)] performed worse. Comparison of clinical correlations of NVC between two sequential time points in 85 SSc patients, showed low levels of consistency over time. Multivariate analysis in 94 SSc patients indicated that active (OR=3.305, p=0.043) and late (OR=6.900, p=0.023) baseline capillaroscopy pattern predicted occurrence of a combined adverse disease outcome [forced vital capacity (FVC) deterioration>10% and/or DLCO deterioration>15%and/or mRSS deterioration>3.5 and/or first occurrence of digital ulcers and/or death) ] at 3 year follow-up. Conclusions: Dilatation score performs best of all semi-quantitative NVC parameters in diagnosing SSc and although clinical correlations of capillaroscopic findings change over time, our study confirms earlier reports that worse capillaroscopy pattern at baseline correlates with higher likelihood for adverse prognosis. In the second section of our study we tried to examine whether plasma levels of CXCL4-L1, the non-allelic variant of CXCL4, a chemokine which has already been implicated in the pathogenesis of SSc and has an established predictive role in this disease, differ between SSc patients and healthy controls. Patients and Methods: CXCL4 plasma levels were measured by ELISA in 94 SSc patients, 5 VEDOSS patients and 74 healthy controls. CXCL4-L1 plasma levels were measured by ELISA in 68 of 94 SSc patients, 9 VEDOSS patients and 58 of 74 healthy controls. NVC and clinical data were collected from all patients. To compare levels of expression of CXCL4-L1 mRNA in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) between SSc patients with and without pulmonary arterial hypertension (PAH) and healthy controls we used information from the publicly available online microaray dataset GSE33463. Comparisons were performed using Mann-Whitney U test and Kruskal-Wallis test, as indicated. Results: Plasma levels of CXCL4 were significantly higher in SSc patients (mean±SD=62.84±82.32ng/ml) compared to controls (mean±SD=32.67±33.48ng/ml, p=0.0004) and correlated significantly with smoking (B=51.74, p=0.024) and presence of interstitial lung disease on high resolution computed tomography of the chest (B=33.47, p=0.042), after adjustment for age and gender. CXCL4-L1 plasma levels were increased in SSc patients (mean±SD=205.54±199.39pg/ml), compared to both VEDOSS patients (mean±SD=75.67±51.00 pg/ml, p=0.0158) and controls (mean±SD=82.29±114.88pg/ml, p10% και/ή επιδείνωση DLCO >15% και/ή επιδείνωση του mRSS >3.5 και/ή πρώτη εκδήλωση δακτυλικών ελκών, και/ή θάνατος)] μετά από 3 έτη παρακολούθησης.Συμπεράσματα: Το score διατεταμένων τριχοειδών έχει μεγαλύτερη διαγνωστική χρησιμότητα σε σχέση με όλες τις υπόλοιπες ημι-ποσοτικές τριχοειδοσκοπικές παραμέτρους στη διάκριση των νοσημάτων του φάσματος του ΣΣκ. Παρότι οι κλινικές συσχετίσεις των ευρημάτων της τριχοειδοσκόπησης μεταβάλλονται με το χρόνο, η μελέτη μας επιβεβαίωσε προηγούμενες αναφορές ότι το χειρότερο πρότυπο τριχοειδοσκόπησης κατά την αρχική εκτίμηση συσχετίζεται με υψηλότερη πιθανότητα δυσμενούς έκβασης. Στο δεύτερο μέρος της μελέτης μας θελήσαμε να εξετάσουμε κατά πόσον τα επίπεδα του CXCL4-L1, της μη αλληλόμορφης παραλλαγής του CXCL4, ενός μορίου που εγνωσμένα εμπλέκεται στην παθογένεια και έχει προγνωστικό ρόλο στο ΣΣκ,διαφέρουν μεταξύ ασθενών με ΣΣκ και υγιών μαρτύρων. Ασθενείς και Μέθοδοι: Τα επίπεδα του CXCL4 μετρήθηκαν με ELISA στο πλάσμα 94 ασθενών με ΣΣκ, 5 ασθενών με VEDOSS και 74 υγιών μαρτύρων. Τα επίπεδα του CXCL4-L1, μετρήθηκαν με ELISA στο πλάσμα 68 εκ των 94 ασθενών με ΣΣκ, 9 ασθενών με VEDOSS και 58 εκ των 74 υγιών μαρτύρων. Σε όλους τους ασθενείς κατεγράφησαν τριχοειδοσκοπικά και κλινικοεργαστηριακά δεδομένα. Για τη σύγκριση της έκφρασης του CXCL4-L1 σε επίπεδο mRNA στα λεμφομονοπύρηνα του περιφερικού αίματος (PBMCs), μεταξύ ασθενών με ΣΣκ με και χωρίς πνευμονική αρτηριακή υπέρταση (ΠΑΥ) και υγιών μαρτύρων χρησιμοποιήσαμε δεδομένα από το διαδικτυακά διαθέσιμο dataset μικροσυστοιχιών GSE33463. Η σύγκριση μεταξύ των ομάδων έγινε με τη χρήση Mann-Whitney U-test και Kruskal-Wallis test κατά περίπτωση. Αποτελέσματα: Τα επίπεδα του CXCL4 στο πλάσμα των ασθενών με ΣΣκ (mean±SD=62.84±82.32ng/ml) βρέθηκαν αυξημένα σε σχέση με τα επίπεδα των υγιών μαρτύρων (mean±SD=32.67±33.48ng/ml, p=0.0004) και συσχετίζονταν κλινικά με το κάπνισμα (B=51.74, p=0.024) και την παρουσία διάμεσης πνευμονικής ίνωσης στην αξονική τομογραφία θώρακα υψηλής ευκρίνειας (B=33.47, p=0.042), μετά από διόρθωση για ηλικία και φύλο. Αντίστοιχα, τα επίπεδα του CXCL4-L1 ήταν αυξημένα στο πλάσμα των ασθενών με ΣΣκ (mean±SD=205.54±199.39pg/ml), τόσο έναντι των ασθενών με VEDOSS (mean±SD=75.67±51.00 pg/ml, p=0.0158), όσο και έναντι των υγιών μαρτύρων (mean±SD=82.29±114.88pg/ml, p<0.0001). Στη μονοπαραγοντική ανάλυση, τα επίπεδα του CXCL4-L1 βρέθηκαν να συσχετίζονται με τις παραμέτρους της τριχοειδοσκόπησης [score διατεταμένων τριχοειδών,(B=116.3, p=0.007), score μικροαιμορραγιών, (Β=185.87, p=0.012)], ενώ μετά από διόρθωση για ηλικία και φύλο παρέμεινε μόνο μια τάση συσχέτισης με το score μικροαιμορραγιών (B=146.26, p=0.063). Σε επίπεδο mRNA ο CXCL4-L1 υπερείχε στα PBMCs των ασθενών με ΣΣκ σε σχέση με τους υγιείς μάρτυρες, καθώς και στα PBMCs των ασθενών με ΣΣκ και ΠΑΥ σε σχέση με τους ασθενείς με ΣΣκ χωρίς ΠΑΥ. Συμπεράσματα: Ο CXCL4-L1, ένας ισχυρός αναστολέας της αγγειογένεσης, είναι αυξημένος στο περιφερικό αίμα ασθενών με ΣΣκ τόσο στο επίπεδο της πρωτεΐνης,όσο και στο επίπεδο του mRNA. Η συσχέτιση του CXCL4-L1 με τα ευρήματα της τριχοειδοσκόπησης και με την πνευμονική αρτηριακή υπέρταση σε αυτούς τους ασθενείς υποδεικνύει ότι απαιτούνται περαιτέρω προοπτικές μελέτες για να εξετάσουν τη χρησιμότητα αυτού του μορίου ως πιθανού βιοδείκτη αγγειακής βλάβης στο ΣΣκ