VARFÖR ÄR AUTOIMMUNA SJUKDOMAR VANLIGARE HOS KVINNOR? Inledning Autoimmuna sjukdomar är en stor grupp (över 80 kända) kroniska sjukdomar som kan drabba i stort sett vilken del av organsystemet som helst. Man brukar skilja mellan systemsjukdomar och organsjukdomar där de senare drabbar specifika organ och de förstnämnda har en mer komplex sjukdomsbild. Förhållandet kvinnor:män vid några autoimmuna sjukdomar Hypothyroidit 50:1 Systemisk lupus erythematosus 9:1 Sjögrens syndrom 9:1 Antifosfolipidsyndrom 9:1 Primär gallcirrhos 9:1 Blandad bindvävssjukdom 8:1 Kroniskt aktiv hepatit 8:1 Graves sjd / hyperthyroidit 7:1 Reumatoid artrit 4:1 Sclerodermi 3:1 Myasthenia gravis 2:1 Multipel scleros 2:1 Kronisk idiopatisk trombocyto2:1 pen purpura Med undantag för diabetes typ1, hypothyroidism och SLE är sjukdomarna var för sig ovanliga men sammantaget drabbar autoimmuna sjukdomar ungefär fem procent av befolkningen i västvärlden. Ungefär 75 % av de drabbade är kvinnor. Autoimmun sjukdom är den åttonde största dödsorsaken bland kvinnor som är 15-64 år gamla.Vissa sjukdomar har en ännu högre prevalens hos kvinnor (se tabell).De drabbas även tidigare i livet än män, oftast under sina fertila år, medan män oftast drabbas kring 50 års ålder. Hur kommer det sig att dessa sjukdomar är så mycket vanligare hos kvinnor än män? Genom kunskap om detta kan mekanismerna bakom autoimmuna sjukdomar bättre förstås och därmed även leda till bättre behandlingsmetoder. Det är denna fråga som följande sidor syftar till att försöka besvara med hjälp av den forskning som hittills har bedrivits inom området. Autoimmunitet och autoimmun sjukdom Immunförsvarets uppgift är att skydda kroppen från främmande organismer och substanser. Vid autoimmunitet reagerar istället immunförsvaret mot kroppsegna ämnen med samma mekanismer (B-cellernas antikroppar och T-cellernas receptorer) som mot kroppsfrämmande ämnen. När det medför skador på vävnader och sjukdomssymptom talar man om autoimmun sjukdom. Man brukar dela upp autoimmuna sjukdomar i tre huvudgrupper utefter vilka effektormekanismer som orsakar själva skadan: I. Sjukdomar som uppkommer pga. autoantikroppar mot cellyteproteiner på kroppens egna celler. Cellerna förstörs genom fagocytos, komplementlysering och ADCC (antibody dependent cellular cytotoxicity). Om den angripna cellen är en del av en vävnad kommer vävnaden dessutom att skadas av 1 inflammatoriska reaktioner. Exempel på sjukdomar i denna grupp: autoimmun hemolytisk anemi, autoimmun trombocytopeni och glomerunefrit. II. Sjukdomar som uppkommer pga. immunkomplex som bildas genom bindning av autoantikroppar till ämnen som cirkulerar i kroppsvätskorna. Om immunkomplexen inte bryts ner tillräckligt snabbt av makrofager och komplement inlagras de i vävnader, framför allt njure och leder. I vävnaderna angrips immunkomplexet åter av makrofager och komplement vilket ger en inflammatorisk reaktion och vävnadsskada. Exempel på sjukdomar i denna grupp: SLE (systemisk lupus erythematosus). III. Sjukdomar som uppkommer genom T-cells medierad autoimmunitet där autoreaktiva T-celler undgått negativ selektion och reagerar mot kroppsegna peptider. När denna T-cell binder till MHC-II (som i sin tur har bundit peptiden) prolifererar den och bildar minnesceller med samma T-cellsreceptor. Detta ger ett större immunologiskt svar mot peptiden där T-cellerna bildar cytokiner som rekryterar diverse leukocyter. Leukocyterna utsöndrar cytotoxiska ämnen som skadar vävnaden. Exempel på sjukdomar i denna grupp: Reumatoid artrit och diabetes typ 1. Självtolerans, immunförsvarets förmåga att identifiera och tolerera autologa antigener, utvecklas under mognaden av B-lymfocyter och T-lymfocyter. Den antagna mekanismen är ett negativt urval under känsliga utvecklingsstadier av lymfocyterna i benmärg och thymus genom bindning med hög affinitet till autologa antigener, vilket inducerar apoptos av de självreaktiva lymfocyterna. Autoreaktiva lymfocyter som på något vis undslipper detta urval kontrolleras perifert, antingen passivt genom brist på stimulatoriska signaler eller aktivt genom direkt hämning av aktiviteten. Varför immunförsvaret ibland ändå går till attack mot kroppsegna ämnen är långt ifrån helt klarlagt men det finns några tänkbara mekanismer: I. Polyklonal B-cellsaktivering (T-cellsoberoende aktivering av B-celler). B-celler genomgår inte en lika noggrann selektion som T-celler vilket gör att det finns många B-celler som kan bilda autoantikroppar (antikroppar riktade mot kroppsegna substanser). Dessa B-celler hålls dock normalt inaktiva genom att den noggranna T-cells-selektionen gör att det inte finns några T-celler som kan aktivera dem. Vid T-cells-oberoende, polyklonal B-cellsaktivering skulle alltså dessa ändå kunna aktiveras och bilda autoreaktiva antikroppar. II. Virusinfektion. Många autoimmuna sjukdomar bryter ut i samband med en infektion. Detta kan tänkas bero på att T-cells-selektionen i thymus lämnar kvar några få autoreaktiva T-cellskloner som normalt hålls inaktiva av regulatoriska CD4+ T-celler. Om sedan en invaderande mikroorganism uppvisar samma peptid som det finns autoreaktiva T-cells-kloner mot så sker en mycket kraftigare antigenpresentation av peptiden. Detta kan göra att CD4cellerna inte lyckas inhibera de autoreaktiva T-cellerna, vilket gör att många minnes-T-celler bildas genom klonal expansion. Det leder till att immunförsvaret senare mycket lättare reagerar mot peptiden vilket kan ge autoimmunitet. 2 Varför drabbas kvinnor oftare? Hormonella orsaker Könshormoner påverkar utvecklingen av och funktionen hos immunsystemets celler vilket ger könsskillnader i immunsystemet. Kvinnor har en bättre B-cells-medierad immunitet. De har en högre resistans mot toleransinduktion, fler CD4-celler i förhållande till CD8-celler och utsöndrar mer IL-1, IL-2 och gammainterferon. Dessa skillnader gör att kvinnor har ett starkare immunsvar som gör dem mer motståndskraftiga mot många infektioner. Det förhöjda svaret gäller dock inte bara främmande antigener utan även autoantigener vilket kan förklara varför kvinnor löper större risk att utveckla autoimmuna sjukdomar. Att östrogener kan orsaka dessa skillnader stöds av det faktum att skillnaderna mellan män och kvinnor uppstår efter menarche och minskar efter menopaus. Det är även under denna period som kvinnor är mest benägna att utveckla autoimmuna sjukdomar. Dessa sjukdomars förlopp moduleras under perioder av hormonella omställningar som graviditet, p-pilleranvändning, menopaus och till och med under menstruationscykeln, vilket också visar på östrogens roll vid autoimmun sjukdom. Den precisa mekanismen för östrogens verkan på immunsystemet är inte kartlagd men man har hittills hittat två olika receptorer för östrogen: ER-alfa som finns i CNS och på immunceller och ER-beta som finns på stromacellerna i benmärgen och troligtvis på B-celler i utvecklingstadier. Östrogen, thymus och T-celler Vid kronisk östrogenbehandling har man sett att lymfocytantalet minskar; både omogna lymfocyter i thymus och benmärg och mogna lymfocyter i mjälte och lymfknutor. Experiment visar att östrogen ger thymusatrofi och förändrad T-cellsuppsättning i thymus hos råttor. Likaså vid graviditet (åtminstone hos gnagare) kan en markerad involution av thymus observeras. Den östrogenrelaterade skadan på thymus kan bero på minskad immigration av prothymocyter från benmärgen alternativt på hormonella effekter på stromacellerna i thymus. Det senare skulle kunna ske genom förändrad sekretion av viktiga cytokiner som IL-1, IL-6 eller IL-7. Det skulle även skunna ske genom att inducera apoptos av cellerna genom att göra dem oförmögna att svara på aktiveringssignaler som skyddar från apoptos. Man har hittat östrogenreceptorer på stromaceller, thymocyter och perifera T-celler (åtminstone på CD8+ T-celler) hos flera djurarter. I djurmodeller av SLE har man dessutom funnit att manliga könshormoner har en skyddande effekt. Denna effekt verkar främst via thymus vilket alltså ger en dubbel risk för kvinnor som både har en avsaknad av den skyddande effekten och dessutom östrogenets negativa påverkan på thymus. 3 Östrogen ger förändringar i T-cells-uppsättningen med fler CD4-lymfocyter i förhållande till CD8-lymfocyter. T-lymfocyterna har en viktig kontrollerande funktion på det B-cellsmedierade immunsvaret och förändringar i thymocytuppsättningen kan bidra till utveckling av autoimmunitet (se nedan). Östrogen ger även ett ökat uttryck och utsöndring av gammainterferon, en viktig cytokin som aktiverar makrofager och medierar inflammatoriska reaktioner vilket är centralt i många autoimmuna sjukdomar. Östrogen, benmärg och B-celler Överproduktion av patogena autoantikroppar av B-celler är en viktig del i utvecklandet av autoimmuna sjukdomar. Det verkar som östrogen fungerar som en polyklonal B-cellsaktiverare. Östrogen inducerar frisättning av antikroppar från Bceller med en ökning av framförallt antigenspecifika autoantikroppar av typen IgG. Detta verkar inte bero på en generell expansion av mogna B-celler utan snarare ökat antal plasmaceller i benmärg och mjälte, där varje enskild cell dessutom utsöndrar mer IgG. Flera föreslagna mekanismer finns för hur östrogen skulle kunna ge en ökning av autoreaktiva B-celler under B-cellsutvecklingen: I. Östrogentillförsel ger en minskad benmärgs- och thymusmassa. Det är i dessa organ autoreaktiva celler normalt förstörs. Hos möss som behandlas med östrogen har man funnit att hematopoes började ske i lever och mjälte och det är möjligt att autoreaktiva celler som bildas här undgår det negativa urvalet. II. Östrogen kan även verka genom att modifiera cytokinmiljön. Eftersom cytokiner medierar tillväxt och funktion hos lymfocyter skulle en defekt här kunna störa utveckling av självtolerans. Östrogen har visats påverka T-cellers och makrofagers cytokinproduktion. Man har funnit HREs (Hormone Responsive Element) vid flera gener som kodar för cytokiner. Särskilt ökar uttrycket av IL-4, IL-6 och IL-10. Dessa interleukiner är mycket potenta Bcellsaktiverare genom att både inducera proliferation och ökad Ig-produktion efter mognad av B-celler till plasmaceller. III. Höga östrogennivåer skulle också kunna göra B-celler resistenta mot celldöd. Normalt genomgår B-celler apoptos om de inte stimuleras och denna apoptos kan påverkas av östrogener. Man har hos möss funnit att östrogen uppreglerar Bcl-2 uttrycket, vilket skyddar från apoptos. Östrogen och övriga immunsystemet Östrogen har även visats stimulera frisättningen av TNF-alfa. TNF-alfa frisätts främst av enkärniga fagocyter men även av antigenstimulerade T-celler, NK-celler och mastceller. Cytokinen är en viktig mediator av inflammatoriska reaktioner och anses 4 vara viktig vid bla reumatoid artrit. Andra effekter som östrogen misstänks ha är nedreglering av NK- och suppressor-T-cells funktionen. Sammanfattning av östrogens inverkan på immunsystemet: 1) Förändrad B-cells-funktion: (a) Ökade nivåer immunoglobuliner och autoantikroppar (b) Ökat antal plasmaceller (c) Fler autoantikroppar per B-cell (d) Minskad förlust via aktiveringsinducerad apoptos 2) Förändrad T-cellsfunktion: (a) Minskat proliferativt svar på T-cells-stimuli (b) Oförmåga att svara på sådana aktiveringssignaler som räddar cellerna från apoptos (c) Mer gammainterferon, både på protein- och mRNA-nivå (d) Ökat antal CD4+ T-lymfocyter 3) Förändringar i cytokiner: (a) Ökning av IL-1, IL-4, IL-6 och IL-10 (b) Ökning av IFN-gamma (c) Ökning av TNF-alfa Fetal mikrochimerism Könshormoner verkar spela en viktig roll för varför kvinnor oftare än män drabbas av autoimmuna sjukdomar, men de är inte den enda orsaken. En annan orsak som nämns är närvaro av celler från foster från tidigare graviditet hos mamman, kallat fetal michrochimerism. Dessa celler kan finnas kvar hos modern i många år och, om de liknar moderns celler, förvirra immunsystemet och på sätt vara viktiga i autoimmuna sjukdomars patogenes. Vid graviditet är det vanligt att celler förs över mellan foster och moder. Även maternell mikrochimerism förekommer (då celler förs över från moder till foster). Både män och kvinnor kan alltså ha främmande celler i kroppen men kvinnor har alltså en dubbel riskfaktor då de kan vara utsatta för både fetal och maternell mikrochimerism. Hos patienter med autoimmuna sjukdomar som systemisk scleros, primär gallcirrhos och Sjögrens syndrom hittar man oftare främmande celler än hos kontrollgrupper vilket tyder på att dessa celler kan ha en roll i patogenesen. Fetal mikrochimerism är dock vanligt även hos friska kvinnor och man tror att migration av fetala celler under graviditeten är viktigt för att inducera och underhålla tolerans mot fostret under graviditeten. Den viktigaste faktorn som skiljer benigna och patogena FM åt är rollen hos specifika HLA (Human Leukocyte Antigen, benämningen på MHC hos människa) alleler och/eller HLA förhållandet mellan maternella och fetala celler. Normalt sett använder ju immunsystemet HLA som finns på cellytan till att skilja på kroppsegna 5 och främmande celler och ju mer lika fostrets HLA-gener är moderns, desto svårare är det för immunsystemet att skilja dem åt och ”förvirring” kan uppstå i immunsystemet, vilket ger en miljö som kan vara fördelaktig för uppkomst av autoimmun sjukdom. Slutsats Autoimmuna sjukdomars patogenes är långt ifrån helt kartlagd. Vad man vet är att det finns många riskfaktorer. Dels ärftliga faktorer där vissa HLA-alleler oftare förekommer vid autoimmuna sjukdomar, dels miljöfaktorer där tex stress ökar risken att drabbas. Även infektioner ökar risken att utveckla autoimmunitet. En ytterligare riskfaktor är uppenbarligen att vara kvinna vilket enligt tidigare resonemang skulle kunna bero på att kvinnor har två ytterligare riskfaktorer för att utveckla autoimmunitet: Kvinnor har betydligt högre östrogenhalter under de fertila åren (de år då kvinnor oftast utvecklar autoimmuna sjukdomar). Östrogen verkar potentierande på immunförsvaret genom att minska sådan T-cells aktivitet som står för den kontrollerande delen av immunsvaret, samt att öka B-cells aktiviteten som står för antikroppsproduktionen. Detta leder till bättre resistans mot infektion men även till ökad risk för bildande av autoantikroppar och autoimmunitet. Dock har man inte kunnat se någon könsskillnad vad gäller antal bildade antikroppar vid vaccination trots att kvinnor har ett starkare immunsvar med fler bildade antikroppar mot vissa antigener. Kvinnor som har varit gravida kan ha kvar celler från fostret i många år, fetal mikrochimerism. Mikrochimerism anses vara en riskfaktor för utvecklandet av autoimmun sjukdom vid vissa HLA-allelsförhållanden mellan kroppsegna och främmande celler. Både män och kvinnor kan ha främmande celler från sin mor men fetal mikrochimerism är ett vanligt fenomen och kvinnor som varit gravida har alltså här ytterligare en riskfaktor. Referenser Ahmed SA, Hisson BD, Verthelyi D, Donner K, Becker K, Karpuzoglu-Sahin E. Gender and risk of autoimmune diseases: possible role of estrogenic compounds. Environ Health Perspect.1999 Okt;107 Suppl 5:681-6. Erickson TD, Furst DE, Lambert NC, Nelson JL, Stevens AM, Tylee TS. From the simple detection of microchimerism in patients with autoimmune diseases to its implication in pathogenesis. Annals of the New York academy of sciences 2001;945:167-171. 6 Evans PC, Furst DE, Gooley T, Hashizumi TL, Lambert NC, Maloney S et al. Cutting edge: Persistant fetal microchimerism in T lymphocytes is associated with HLA-DQA1*0501:implications in autoimmunity. The journal of immunology 2000;164:5545-5548. Lambert N, Nelson JL. Microchimerism in autoimmune disease: more questions than answers? Autoimmunity reviews 2003 Maj;2:133(3)-139. Verthelyi D. Sex hormones as immunomodulators in health and disease. International immunopharmacology 2001;1:983-993 Brändén A, Andersson J. Grundläggande immunologi. 3:e uppl. Lund: Studentlitteratur; 2004. s.243-249. Abbas AK, Lichtman AH. Cellular and Molecular immunology. 5th ed. Philadelphia: Saunders; 2003. s. 424-430. Society for womens health research [hemsida på internet]. [Uppdaterad 6 aug 2004:citerad 8 dec 2004].Tillgänglig från: http://www.womenshealth.org/hs/facts_autoimmune.htm American Autoimmune Related Diseases Association, Inc [hemsida på internet]. [citerad 8 dec 2004]. Tillgänglig från: http://www.aarda.org/women.html Australian Broading Corporation [hemsida på internet]. [Citerad 10 dec 2004]. ABC radio national; the health report; women and autoimmune diseases. Tillgänglig från: http://www.abc.net.au/rn/talks/8.30/helthrpt/stories/s307638.htm 7