Autoantibodies

Autoantibodies are antibodies immunoglobulins) directed against the body's own antigens. The antigen may be proteins, glycoproteins, nucleic acids, phospholipids and glycophospholipids. Autoantibodies can be divided into organ-specific and organ-non-specific - specific or only associated for a certain disease.

Autoantibodies are formed physiologically (natural antibodies) and are important for physiological autoreactivity (labeling and removal of inappropriate autoantigens). Increased production of autoantibodies occurs on the basis of various pathogenetic mechanisms and leads to damaging organs or tissues (type II, III and IV of immunopathological reaction). Autoantibodies, which are part of the immune system, play an important role in the body's defense, are polyreactive, low-affinity and IgM isotype. Autoantibodies of the IgG and IgA isotypes subjecting somatic mutations can be highly specific against individual autoantigens and are demonstrated in a variety of autoimmune diseases.

Autoantibodies serve as a marker of autoimmune disease. Autoantibodies may prevent the clinical manifestation of the disease, accompany the clinical manifestation, persist after the clinically manifesting disease, or may exist without the disease. The positivity of autoantibodies does not have a clear diagnostic significance; only in the case of clinical suspicion of an autoimmune disease will it support the diagnosis. Otherwise, it forces the examiner to analyze the patient's symptomatology in more detail, not to overlook a possible more serious immunopathological disease. A number of methods are used to detect autoantibodies, such as indirect immunofluorescence, enzyme-linked immunosorbent assay (EIA), radioimmunoassay (RIA) and immunoblotting (western blot).

Non-organ specific antibodies
Non-organ-specific autoantibodies react with the body's own antigens, which are common to all tissue or organ systems.

ANA – antinuclear antibodies
Antinuclear antibodies target a complex of different nuclear autoAgs. Clinical use: when systemic autoimmune diseases are suspected (e.g. systemic lupus erythematosus, systemic scleroderma, mixed connective tissue disease, rheumatoid arthritis, etc.). If ANA is positive, other nuclear Ags are tested for specific epitopes. ANAs are the most common autoantibodies, they have a limited differential diagnostic significance - they occur in older people, especially women, sometimes after infections, after immunostimulatory therapy. The ANA test serves as a screening test, if positive, it is necessary to perform a more detailed analysis and examination of other autoantibodies. If we do not indicate ANA together with ENA (see below), we may not get a reliable differential diagnosis. ENA positivity, which accompanies a number of systemic diseases, may be an isolated finding with negative ANA detection.

ENA – antibodies against extractable nuclear antigens
Antibodies against extractable nuclear antigens are associated with systemic autoimmunities, especially mixed connective tissue disease, Sicca-Sjogren's syndrome, and other. Autoantibodies to individual Ags are tested for ENA positivity: SS/A autoantibodies - occur in HLA-DR3-associated SLE, primary or secondary Sjogren's syndrome, isolated keratoconjunctivitis, isolated xerostomia, cutaneous form of LE, neonatal SLE, SLE in defects of complement components system and about 1/4 of RA patients and overlap syndrome. In pregnant patients with SLE, the presence of autoantibodies to SS/A may pose a risk of fetal congenital cardiac atricentricular block. These autoantibodies, passively transmitted by the mother to the fetus, can sometimes be associated with only transient changes in ventricular depolarization.

SS/B autoantibodies
It is most often found in SLE and Sjogren's syndrome. In paraproteinemia (monoclonal gammopathy), the presence of anti-SS/B autoantibodies indicates an association with systemic non-malignant hematological disease (secondary monoclonal gammopathy). Autoantibodies to Scl-70 are considered highly specific for systemic scleroderma, but not a circumcriptive form. CREST syndrome (calcinosis, Raynaud's phenomenon, oesophageal dysfunction, sclerodactyly and telangiectasia) is described in some patients with systemic scleroderma. These individuals also have positive anti-Scl-70.

ACA autoantibodies – against centromeres
They can be demonstrated in patients with Raynaud's syndrome, CREST syndrome and systemic scleroderma, in whom antibodies against Scl-70 were negative. The autoantibodies of the ENA group also include a number of autoantibodies, the significance and target structure of which (intracellular enzymes - topoisomerase, synthetases) are being studied in more detail. They are examined for dermato-polymyositis, but their incidence is relatively low (3–10%). Clinically used include autoantibodies labeled Jo-1 (dermatomyositis sometimes complicated by pulmonary fibrosis), PL-7, PL-12, and others. Autoantibodies against Sm antigen are highly specific for SLE, resp. overlap syndrome with features of scleroderma, polymyositis and rheumatoid arthritis. Overlap syndrome with a positive finding of autoantibodies against Sm antigen often progresses to SLE with renal impairment. Other non-organ-specific autoantibodies:

ANCA – antibodies against neutrophil cytoplasm
ntibodies against the neutrophil cytoplasm occur in systemic necrotizing vasculitis and idiopathic rapidly progressing glomerulonephritis. ANCA autoantibody positivity is typical of vasculitic syndromes such as Wegener's granulomatosis (cANCA with specificity against proteinase 3) and microscopic polyangiitis or Churg-Strauss syndrome (pANCA with specificity against myeloperoxidase). ANCA autoantibodies are often positive in chronic intestinal inflammation (ulcerative colitis), cystic fibrosis, sclerosing cholangitis and other immunopathological conditions.

dsDNA – against double-stranded DNA
They are considered highly specific for SLE, but may occur in other systemic diseases and in transient immunopathological conditions, such as more severe viral infections.

APLA, ACLA
Anti-phospholipid (APLA) or cardiolipid (ACLA) antibodies. Autoantibodies against cardiolipins (ACLA) are routinely screened and, in case of positivity, supplemented with antibodies against other phospholipids (APLA) phosphatidylserine, phosphatidylinositol, phosphatidylethanolamine, phosphatidic acid and beta2-glycoprotein 1 cofactors, prothrombin. Antibodies directed against the complex of negatively charged phospholipids with beta2-glycoprotein 1 cofactor or prothrombin are used pathogenetically. Clinically, it manifests itself in a triad: thrombosis, thrombocytopenia, and abortion in women. We are talking about antiphospholipid syndrome. It can be secondary (e.g. in patients with SLE) or primary. ACLA and APLA autoantibodies should be investigated in young people with stroke or myocardial infarction, in patients with isolated neurological symptoms such as migraine, chorea, recurrent stroke leading to dementia. In healthy pregnant women, APLA occurs in low concentrations in about 2-7%. The incidence of these autoantibodies increases with age. Infections or even malignancies can accompany them. APLA IgG isotype predominates in venous thrombosis and IgM isotype in habitual abortion.

RF – rheumatoid factor
It is an autoantibody directed against the Fc fragment of IgG immunoglobulins. Clinical use: in case of suspected rheumatoid arthritis, systemic immunopathological diseases (lupus erythematosus, Sjögren's syndrome, etc.). RF in the titer of 1: 300 is a typical feature of RA, in high titers they can occur in paraproteinemia (monoclonal gammopathy), cryoglobulinemia. Higher titers of RF are also found in liver cirrhosis, sarcoidosis, Tbc, after transplantation, chronic inflammation. RF is also determined in isotypes by the Elisa method - RF IgG, IgA, IgM - high titers may correspond to the regulatory efforts of the immune system after exercise (e.g. viral infection, subchronic inflammation, etc.) to restore immunological homeostasis.

AMA – antibodies against mitochondria
Antibodies against mitochondria – detected in 60-90% of patients with primary biliary cholangitis (PBC), may prevent many years of clinical manifestation of this disease. Specific autoantibodies in PBC are type M2. AMAs can occur in the serum of patients with drug SLE, systemic scleroderma, chronic active hepatitis (autoimmune), idiopathic pulmonary fibrosis, lymphomas, syphilitis, Crohn's disease or celiac disease.

SMA – antibodies against smooth muscles
Smooth muscle antibodies - we examine when active chronic (autoimmune) hepatitis is suspected. These autoantibodies may also occur in patients with acute viral hepatitis B and C, infectious mononucleosis, CMV infection, post-infarction or post-pericardial syndrome.

StMAb – antibodies against striated muscles
We examine antibodies against striated muscles when myasthenia gravis or polymyositis is suspected. If the finding is negative, it does not rule out the possibility of this disease, only in the case of myasthenia gravis associated with thymoma, their positivity is a diagnostically valuable indicator. (Clinical use: myasthenia gravis, polymyositis) Anti-CCP antibodies - against cyclic citrullinated peptide - have a higher specificity for the diagnosis of rheumatoid arthritis than the mentioned RF, at an early stage distinguishes the disease from other systemic diseases such as SLE, scleroderma, Sjogren's syndrome. Their predictive significance for a more severe course with joint damage is considered.

Orgánově specifické protilátky
Orgánově specifické autoprotilátky se vyskytují u celé řady orgánových imunopatologických stavů (autoimunitních chorob). Vyšetřování těchto autoprotilátek má poměrně značný diagnostický význam.

Endokrinologické nemoci

 * Proti TPO (tyreoidální peroxidáza) – tato autoprotilátka se vyskytuje ve vysokém titru u Hashimotovy tyroiditidy a primárního myxedému, střední titry u tyreotoxikózy. V normální populaci titr nízký asi u 8 % zdravých osob.


 * Proti TSH receptoru – (64 kDa Ag na buňkách štítné žlázy) se najdou až u 80 % nemocných tyreotoxikózou. Titr koreluje s aktivitou onemocnění. Přenáší se transplacentárně (neonatální tyreotoxikóza). Některé antiTSH mají blokující účinek na metabolizmus štítné žlázy (některé myxedémy), jiné stimulují růst (struma, na léčbu refrakterní tyroiditida).


 * Autoprotilátky proti T3 a T4 – způsobují snížení tyreoidálních hormonů,

Diabetes mellitus 1. typu

 * GAD – autoprotilátky proti dekarboxyláze kyseliny glutamové. Nemají význam pro diagnózu diabetu, ale prediktivní hodnotu u dětí v preklinické fázi onemocnění (pozitivita až v 80 %).
 * ICA – autoprotilátky proti buňkám Langerhansových ostrůvků se dají prokázat řadu let před vznikem diabetu u 70–80 % nemocných.

Diabetes mellitus 2. typu

 * IA-2 (specifický ostrůvkový antigen 2) – předurčuje budoucí závislost na léčbě inzulínem, naznačuje autoimunitní polyendokrinopatii.

Autoimunitní adrenalitida (Addisonova choroba)

 * Autoprotilátky proti cytoplazmě buněk nadledvin, 21-hydroxyláze, 17-alfa-hydroxyláze. Přítomny u autoimunitní adrenalitidy, často asociované s předčasným ovariálním selháním.

Autoimunitní hypoparatyreóza

 * Autoprotilátky proti cytoplazmě buněk příštítných tělísek. Velmi často sdružené i s Addisonovou chorobou, perniciózní anemií, vitiligem.

Autoimunita reprodukce – autoprotilátky u žen

 * proti zona pellucida – při infertilitě,
 * proti ovariím – u primární a sekundární amenorey, infertility,
 * proti anexinu V – prediktivní znak možné budoucí infertility,
 * protilátky proti spermiím – jedna z příčin neplodnosti, vyskytují se i u mužů.

Onemocnění trávicího ústrojí a jater

 * Celiakie – autoprotilátky proti gliadinu, retikulinu, endomyziu, tkáňové transglutamináze (tTG). Vyšetřují se při podezření na celiakii, ale v současné době je doporučováno jejich vyšetření jako screeningu pro závažnost celiakie, která nemusí být provázena gastrointestinální symptomatologií. Testují se i v izotypech. Vysoce specifické jsou antiendomyziální a proti tTG IgA izotypu. Definitivní diagnózu upřesňují gastroenterologové biopsií tenkého střeva. Více viz celiakie.


 * Chronická autoimunitní hepatitida (CAH) – autoprotilátky LKM (liver kidney microsomes) jsou považovány za charakteristické pro autoimunitní hepatitidu, mohou se přechodně vyskytnout i u virových akutních hepatitid. V praxi se využívá komplexu autoprotilátek, které jsou charakteristické pro CAH a to autoprotilátky ANA, SMA, někdy i AMA, APLA a ANCA.


 * Atrofická gastritida a perniciózní anémie – GPCA (gastric parietal cell antibodies) – autoprotilátky proti intrinsic faktoru. V praxi se vyšetřují autoprotilátky GPCA v rámci endokrinopatií, kdy pozitivita GPCA bývá často u polyendokrinopatií.

ASCA – protilátky proti Saccharomyces cerevisiae, u Crohnovy choroby se výskyt odhaduje až na 80 %, zatímco u ulcerózní kolitidy je typický nález pozitivních autoprotilátek pANCA (90–95%).
 * Nespecifické střevní záněty

Onemocnění ledvin

 * GBM – protilátky proti bazální membráně glomerulů – jsou typické pro Goodpastureův syndrom, případně ostatních formách rychle progredujících glomerulonefritid. Vyšetření lze indikovat jako statimové, zejména u náhlých renálních selhání, hemoptýzy či hematurie.

Onemocnění kůže

 * protilátky proti intercelulární substanci epidermis – u nemocných s pemphigus vulgaris
 * protilátky proti bazální membráně epidermis – u nemocných s bulozním pemfigoidem, někdy u herpes gestationis a paraneoplastickém pemfigoidu.

Neurologická onemocnění

 * protilátky proti BMP – bazickému myelinovému proteinu se vyšetřují v séru, případně v cerebrospinálním moku u všech podezření na demyelinizační onemocnění (pozitivita: roztroušená skleróza 70 %, optická neuritida 80–90 %, Alzheimerova choroba 80–90 %),
 * anti gangliosidy – Guillan-Barre syndrom, motorické neuropatie u paraproteinémie, amyotrofická laterální skleróza,
 * anti MAG (myelin associovaný glykoprotein) – se vyskytují u demyelinizačních senzorických i motorických neuropatií spolu s autoprotilátkami proti gangliosidům.

Paraneoplastické autoprotilátky
Paraneoplastické autoprotilátky se mohou vyskytovat u degenerativního postižení centrálního nebo periferního nervového systému bez přímé invaze nádoru. Autoprotilátky postihují nervový systém a mohou i několik let předcházet klinickou manifestaci nádoru. Nejčastěji se vyskytují u malobuněčného karcinomu plic, karcinomu ovarií, dělohy, prsu. Mohou být využity jako diagnostické markery u nemocných s neurologickými symptomy pro zjištění, popř. vyloučení paraneoplastického poškození.
 * ANNA-1 – antineurální nukleární protilátky.
 * PCA-1 (proti Purkyňovým buňkám).
 * ANNA-2 u neuroblastomů.

Related Articles

 * Antibodies
 * Immune system
 * Antigen
 * Autoimmune Diseases