Mannanbindende lektin og mortalitet hos patienter med type 2-diabetes - sekundærpublikation

Aktivering af komplementsystemet via mannanbindende lektin (MBL) kan være involveret i patogenesen til vaskulære komplikationer ved diabetes. Vi undersøgte sammenhængen mellem serum-MBL og mortalitet samt udvikling af mikroalbuminuri hos 326 patienter med type 2-diabetes, der blev fulgt gennem 15 år. I alt døde 169 patienter under opfølgningen. Højt serum-MBL alene samt kombinationen af højt MBL og højt C-reaktivt protein (CRP) var forbundet med en signifikant øget risiko for død eller udvikling af mikroalbuminuri.

Type 2-diabetes er forbundet med en stærkt øget kardiovaskulær morbiditet og mortalitet. Intensiv behandling kan forbedre forløbet betydeligt [1]. Der savnes dog fortsat effektive metoder til at forudsige sygdomsforløbet hos den enkelte patient med henblik på at kunne optimere behandlingen.

Komplementsystemet spiller en vigtig rolle i organismens kamp mod indtrængende mikroorganismer, men aktivering af systemet kan også medføre skade på kroppens egne celler og være årsag til både lokal og generaliseret inflammation [2]. Kronisk low-grade inflammation, bl.a. udtrykt som forhøjede niveauer af den inflammatoriske markør C-reaktivt protein (CRP), menes at spille en central rolle i udviklingen af kardiovaskulær sygdom. Mannanbindende lektin (MBL) er et protein, der aktiverer komplementsystemet. Hos patienter med type 1-diabetes er høje serum-MBL-niveauer forbundet med forekomst af kardiovaskulær sygdom og risiko for udvikling af nefropati [3, 4]. Sammenhængen mellem MBL og sygdomsforløbet ved type 2-diabetes er endnu ikke klarlagt, og vi målte derfor serum-MBL i en velkarakteriseret kohorte af patienter med type 2-diabetes, der blev fulgt i over 15 år.

Studiedesign og metoder

Dette er et prospektivt observationelt studie af alle patienter med type 2-diabetes, der gik til ambulant kontrol på Hvidøre Hospital i 1987 (n = 328). Studiet er godkendt af den lokale etiske komité, og alle deltagere afgav skriftligt informeret samtykke.

Udskillelse af albumin i urinen blev bestemt på inklusionstidspunktet og derefter ved årlige kontroller fra 1990 til 1997. Patienterne blev klassificeret som havende normoalbuminuri (urinalbuminudskillelse < 30 mg/døgn), mikroalbuminuri (30-299 mg/døgn) eller makroalbuminuri (≥ 300 mg/døgn), og de forblev i en given kategori indtil progression til en højere udskillelseshastighed.

Patienternes overlevelse blev sporet gennem Det Centrale Personregister med anvendelse af dødsdato (n = 169) eller 1. januar 2004 som sidste observationsdato. Dødsårsagen blev klassificeret af to uafhængige observatører på baggrund af dødsattester og om muligt obduktionsrapporter.

Serumprøver blev indsamlet på inklusionstidspunktet og gemt ved -80°C. Serum-MBL blev målt med et immunfluorometrisk assay med en detektionsgrænse på fem mikrogram/l og intra- og interassay-CV (variationskoefficient) under 10%. Serum-CRP blev målt med et højsensitivt enzyme- linked imunosorbent assay (ELISA) med et intra-assay -CV på 14%.

Statistik

Ikkenormalfordelte værdier er angivet som medianer med interkvartilspændvidde (IQR), mens øvrige værdier er middelværdier ± standardafvigelse (SD). Sammenligningerne mellem grupperne blev foretaget med uparret Students t-test, Mann Whitney U-test eller Kruskall Wallis test. Overlevelseskurver er fremstillet som Kaplan Meier-kurver med log rank tests . Den bedste grænseværdi for MBL som prædiktor for mortalitet blev fundet ved receiver operating characteristic (ROC)-kurveanalyse, og sammenhængen mellem MBL og død blev undersøgt ved hjælp af Cox' regressionsanalyse.

Resultater
Patientkarakteristika ved inklusionstidspunktet

I Tabel 1 ses patienternes karakteristika ved studiets etablering inddelt efter overlevelse og serum-MBL-niveau.

Mortalitet

Efter en gennemsnitlig opfølgning på 15,6 år (IQR 7,8-16,8 år) var 169 patienter (52%) døde; heraf 87 af kardiovaskulær sygdom. Hos de patienter, der døde, var MBL-niveauerne på inklusionstidspunktet næsten dobbelt så høje som hos overlevende patienter (Tabel 1). Ved ROC-kurveanalyse fandtes den bedste grænseværdi for MBL som prædiktor for mortalitet at være 1.000 mikrogram/l. Når patienterne blev opdelt i henhold til denne grænseværdi, var mortaliteten 61% blandt patienter med MBL-koncentrationer over 1.000 mikrogram/l mod 46% blandt patienter med MBL-koncentrationer under 1.000 mikrogram/l, p = 0,005; (Figur 1A ). Der var også signifikant forskel på mortaliteten, hvis analysen udelukkende omfattede patienter med normoalbuminuri ved studiets start, p = 0,03; (Figur 1B ).

I en multivariabel Cox' regressionsanalyse, der var kontrolleret for mulige konfunderende effekter af alder, køn, diabetesvarighed, blodtryk, body mass index (BMI), serumkolesterol, HbA1c , urinalbuminudskillelse og rygestatus, var MBL en uafhængig prædiktor for død efter 15 års opfølgning, således at patienter med en MBL-koncentration over 1.000 mikrogram/l havde en hazard ratio (HR) på 1,4 (95% konfidensinterval (KI): 1,0-1,9; p = 0,04) i forhold til patienter med MBL-værdier under 1.000 mikrogram/l. Opdeling af patienterne i henhold til den mediane MBL-værdi på 666 mikrogram/l i stedet for 1.000 mikrogram/l viste de samme resultater.

Patienter med CRP-værdier over medianen på 3,6 mg/l havde en signifikant højere risiko for at dø under opfølgningen, p < 0,001. Når patienter blev klassificeret i fire grupper på baggrund af båd e MBL (over eller under 1.000 mikrogram/l) og CRP-niveauerne (over eller under medianen), var risikoen for at dø 66% blandt patienter med både højt MBL og højt CRP sammenlignet med 34% for patienter med lavt MBL og lavt CRP, p < 0,0001; (Figur 1C ). Denne forskel var endnu mere udtalt, når analysen udelukkende omfattede patienter med normoalbuminuri ved studiets start, p < 0,0001; (Figur 1D ). I en multivariabel Cox' regressionsanalyse var den justerede HR 2,2 (95% KI: 1,4-3,5; p = 0,001) for gruppen, der både havde højt MBL og CRP sammenlignet med gruppen, der både havde lavt MBL og CRP.

Progression til mikro- eller makroalbuminuri

Af de 191 patienter, der havde normoalbuminuri ved studiestart, udviklede 99 patienter mikro- eller makroalbuminuri i løbet af de første 10 års opfølgning. Hverken MBL eller CRP alene var uafhængige prædiktorer for udvikling af albuminuri, men kombineret fandtes en justeret HR på 2,4 (95% KI: 1,4-4,1; p < 0,001) for gruppen, der både havde højt MBL og CRP sammenlignet med gruppen, der både havde lavt MBL og CRP.

Diskussion

Forekomsten af type 2-diabetes er kraftigt stigende, og ifølge WHO er ca. 246 millioner mennesker nu ramt af sygdommen på verdensplan. Forbedret risikostratificering er derfor afgørende for at kunne målrette behandlingsresurserne bedst muligt.

Resultaterne af dette studie viser, at måling af serum-MBL hos patienter med type 2-diabetes - alene eller i kombination med CRP - giver prognostisk information om mortalitet og udvikling af albuminuri uafhængigt af tidligere kendte risikofaktorer.

Fundet kan have betydning for fremtidige behandlingsstrategier. Det blev for nyligt vist, at langvarig intensiv intervention mod en række risikofaktorer kan halvere risikoen for kardiovaskulære og mikrovaskulære komplikationer hos patienter med type 2-diabetes og mikroalbuminuri [1]. Det samme kunne meget vel tænkes at gavne normoalbuminuriske patienter med høj risiko. Derfor er der behov for markører til at identificere disse patienter. Mortaliteten under 15 års opfølgning blandt de normoalbuminuriske patienter med både højt MBL og højt CRP var 61% og dermed meget tæt på mortaliteten blandt patienter, der havde mikroalbuminuri på inklusionstidspunktet (63%). Kombinationen af MBL og CRP var også en uafhængig prædiktor af risikoen for senere at udvikle mikro- eller makroalbuminuri, og den synes derfor at kunne bruges til at identificere en ny gruppe højrisikopatienter.

Evnen til at modstå infektionssygdomme har spillet en central rolle gennem evolutionen, og immunsystemet er derfor optimeret til hurtigt at kunne iværksætte et effektivt inflammatorisk respons. Disse mekanismer synes dog i moderne tid at spille en uheldig rolle ved en lang række sygdomme som f.eks. kardiovaskulær sygdom, autoimmune sygdomme etc. MBL har evnen til effektivt at initiere en inflammatorisk reaktion gennem aktivering af komplementkaskaden [2]. Under normale omstændigheder reagerer MBL kun med mikroorganismer og ikke med kroppens egne væv [5], men f.eks. ved cellulær hypoxi ses ændringer i cellernes overfladeglykosyleringer, der medfører en øget MBL-binding og komplementaktivering [6]. MBL kan således forværre skaden efter f.eks. akut myokardieinfarkt [7], mens mangel på MBL har en beskyttende effekt [8]. MBL-koncentrationerne er hos mennesket under genetisk kontrol med store forskelle fra person til person på baggrund af hyppigt forekommende polymorfier i MBL-genet. Det er tænkeligt, at personer med medfødt høje MBL-niveauer generelt er i højere risiko for inflammatorisk skade efter iskæmi og reperfusion, hvilket kunne forklare sammenhængen mellem højt MBL og mortalitet i det aktuelle studie.

Forekomsten af hyperglykæmi hos patienter med diabetes medfører en øget glykosylering af kroppens proteiner som f.eks. udtrykt ved HbA1c [9]. Ændrede glykosyleringer kan medføre en øget autoreaktivitet af MBL [5], hvilket kan forklare, at diabetikere er mere udsatte for de uheldige konsekvenser af høje MBL-niveauer. Desuden peger meget på, at hyperglykæmi kan inaktivere vigtige membranbundne komplementregulatorer som f.eks. CD59 [10], hvorfor enhver form for komplementaktivering kan have mere omfattende konsekvenser hos diabetikere og kan bidrage til den øgede forekomst af mikro- og makrovaskulære komplikationer.

Målrettet blokering af komplementsystemet på forskellige niveauer afprøves aktuelt i kliniske studier som mulig behandling af f.eks. iskæmi/reperfusionsskade efter akut myokardieinfarkt. Hvorvidt en tilsvarende strategi vil være en terapeutisk mulighed ved type 2-diabetes er endnu uafklaret. Patienter med mangeltilstande i komplementsystemet har øget modtagelighed for alvorlige infektioner, og medicinsk blokering af systemet gennem længere tid kunne medføre tilsvarende bivirkninger. Det er dog muligt, at målrettet nedregulering frem for total blokade af komplementsystemet vil være tilstrækkeligt til at undgå de skadelige pro-inflammatoriske effekter af MBL i patienter med type 2-diabetes.

Troels Krarup Hansen , Immunendokrinologisk Forskningsenhed, Medicinsk Afdeling M, Århus Sygehus.

E-mail: tkh@dadlnet.dk

Antaget: 6. juni 2008

Interessekonflikter: Ingen

Taksigelse: Vi takker bioanalytiker Inga Bisgaard | for hjælp med laboratorieanalyserne samt læge Peter Hovind for gennemgang af dødsattesterne. Arbejdet er støttet af Danielsen Fonden, Dagmar Marshall Fonden, Forskningsrådet for Sundhed og Sygdom og Diabetesforeningen.

This article is based on a study first reported in Arch Intern Med 2006;166: 2007-13.

1. Gæde P, Vedel P, Larsen N et al. Multifactorial intervention and cardiovascular disease in patients with type 2 diabetes. N Engl J Med 2003;348:383-93.
2. Walport MJ. Complement. First of two parts. N Engl J Med 2001;344:1058-66.
3. Hansen TK, Tarnow L, Thiel S et al. Association between mannose-binding lectin and vascular complications in type 1 diabetes. Diabetes 2004;53:1570-6.
4. Hovind P, Hansen TK, Tarnow L et al. Mannose-binding lectin as a predictor of microalbuminuria in type 1-diabetes: an inception cohort study. Diabetes 2005;54:1523-7.
5. Malhotra R, Wormald MR, Rudd PM et al. Glycosylation changes of IgG associated with rheumatoid arthritis can activate complement via the mannose-binding protein. Nat Med 1995;1:237-43.
6. Collard CD, Vakeva A, Morrissey MA et al. Compleme nt activation after oxidative stress: role of the lectin complement pathway. Am J Pathol 2000;156:1549-56.
7. Jordan JE, Montalto MC, Stahl GL. Inhibition of mannose-binding lectin reduces postischemic myocardial reperfusion injury. Circulation 2001;104:1413-8.
8. Walsh MC, Bourcier T, Takahashi K et al. Mannose-binding lectin is a regulator of inflammation that accompanies myocardial ischemia and reperfusion injury. J Immunol 2005;175:541-6.
9. Brownlee M, Cerami A, Vlassara H. Advanced glycosylation end products in tissue and the biochemical basis of diabetic complications. N Engl J Med 1988;318:1315-21.
10. Qin X, Goldfine A, Krumrei N et al. Glycation inactivation of the complement regulatory protein CD59: a possible role in the pathogenesis of the vascular complications of human diabetes. Diabetes 2004;53:2653-61.