Diabetekseen liittyvien autovasta-aineiden merkitys

Mikael Knip, professori

Lasten ja nuorten diabetesta pidetään autoimmuunisairautena, mikä tarkoittaa sitä, että elimistön omat puolustusmekanismit alkavat tuntemattomasta syystä vaurioittaa haiman saarekkeissa sijaitsevia, insuliinia tuottavia beetasoluja.

Nykykäsityksen mukaan tietyt valkosolut, T-lymfosyytit, jotka vastaavat elimistön soluvälitteisestä puolustusjärjestelmästä, hyökkäävät tuntemattomasta syystä beetasoluja vastaan. Tällöin vaurioituvista beetasoluista vapautuu solunsisäisiä valkuaisaineita, jotka toiset valkosolut, B-lymfosyytit, tunnistavat vieraiksi, jolloin ne alkavat tuottaa vasta-aineita näitä valkuaisaineita vastaan. Sen seurauksena verenkiertoon ilmaantuu diabetekseen liittyviä autovasta-aineita. Ajatus on se, että nämä vasta-aineet heijastavat sitä, että haiman saarekkeissa tapahtuu jonkinasteista beetasoluvauriota, mutta vasta-aineet eivät itse aktiivisesti osallistu beetasoluvaurioiden syntyyn.


Tällä hetkellä tunnetaan neljä autovasta-ainelajia, joilla on merkitystä diabetesvaaran arvioinnissa.

Saarekesoluvasta-aineet (islet cell antibodies, ICA)

Saarekesoluvasta-aineet (islet cell antibodies, ICA) kuvattiin ensimmäisen kerran melkein 30 vuotta sitten. Saarekesoluvasta-aineita tutkitaan niin sanotulla immuunifluorisenssimenetelmällä. Kudoksena käytetään elinluovuttajan haimakudosta. Tutkimus suoritetaan laboratoriossa niin, että tutkittavan seeruminäyte lisätään ohuen haimakudosleikkeen päälle ja annetaan seerumissa mahdollisesti olevien vasta-aineiden sitoutua saarekkeisiin. Jonkin ajan kuluttua lisätään toiset vasta-aineet, jotka reagoivat ihmisen vasta-aineiden kanssa ja joihin on liitetty fluorisoiva aine. Useiden pesujen jälkeen tutkitaan mikroskoopilla, onko tutkittava näyte positiivinen eli löytyykö saarekkeiden kohdalla fluorisenssia, joka näkyy taustaa voimakkaampana vihreänä värinä, merkkinä siitä, että näytteessä on saarekesoluvasta-aineita. Jos laimentamaton seeruminäyte on positiivinen, näyte laimennetaan ja tutkitaan mikä on suurin laimennus, joka pysyy positiivisena, ja standardiseerumilla tehdyn käyrän avulla luetaan, mikä on saarekesoluvasta-aineiden taso. Matalin positiivinen arvo on 3 JDF(Juvenile Diabetes Foundation)-yksikköä. Tasot, jotka ovat alle 20 JDF -yksikköä, edustavat matalia tasoja, 20-79 JDF -yksikköä kohtalaisia tasoja ja 80 JDF -yksikköä tai korkeammat arvot korkeita tasoja.

Insuliiniautovasta-aineet (IAA, insulin autoantibodies)

Insuliiniautovasta-aineet (IAA, insulin autoantibodies) mitataan radioimmunologisella menetelmällä, eli määritetään missä määrin tutkittavan seerumin immunoglobuliinit sitovat radioaktiivisella jodilla merkattua insuliinia. Määritys tapahtuu koeputkessa, ja on varsin turvallinen laboratoriohenkilökunnalle. Itse asiassa radioaktiivisen insuliinin aiheuttama säteily määrityksen suorittajalle on jokaisen päivittäin saaman taustasäteilyn luokkaa. Standardikäyrällä on mahdollista mitata insuliinivasta-aineiden määrä suhteellisissa yksiköissä (RU, relative units). Positiivisuuden rajana on 3,48 RU, joka perustuu siihen, että jos määritetään 100 suomalaisen terveen lapsen insuliinivasta-aineet, niin yhdellä lapsella on raja-arvon ylittävä taso. Alle 5 RU:ta olevat tasot ovat matalia, 5-19,90 RU:ta olevat arvot edustavat kohtalaisia tasoja ja 20 RU tai sitä korkeammat tasot korkeita arvoja. Miksi ihmisen insuliini toimii autoantigeenina eli saa aikaan vasta-ainemuodostusta lapsilla, joilla on lisääntynyt vaara sairastua diabetekseen, on avoin kysymys, koska sikiön beetasolut erittävät insuliinia jo raskauden aikana, ja eritys jatkuu syntymän jälkeen, joten ihmisen insuliini ei voi olla vieras valkuaisaine elimistön omalle puolustusjärjestelmälle. Voidaan ajatella ainakin kaksi selitysmallia tälle ilmiölle. Toisaalta vasta-aineet saattavat ensiksi muodostua valkuaisaineelle, joka rakenteeltaan voimakkaasti muistuttaa ihmisen insuliinia. Tällainen aine voisi olla kaikissa maitotuotteissa oleva naudan insuliini, joka eroaa rakenteeltaan vain hieman ihmisen insuliinista. Toinen selitysmalli on se, että riskilapsen puolustusjärjestelmässä on joku häiriö, joka saa aikaan vasta-ainemuodostusta ihmisen insuliinille.

Glutamaattidekarboksylaasiproteiini (GAD)

Glutamaattidekarboksylaasiproteiini (GAD) on entsyymi, jonka avulla aivoissa tuotetaan tiettyä välittäjäainetta. Tätä valkuaisainetta löytyy myös haiman saarekkeista ja beetasoluista, koska saarekesolut saavat sikiökehityksen aikana alkunsa samasta lähtökudoksesta kuin keskushermosto. Saarekkeissa GAD on solunsisäinen proteiini, joka vapautuu vain soluvaurion yhteydessä. Ei tiedetä, miksi tämä entsyymi toimii autoantigeenina lasten ja nuorten diabeteksessa. GAD -vasta-aineet määritetään radioimmunologisella menetelmällä, eli tutkitaan missä määrin tutkittavan seerumin immunoglobuliinit sitovat radioaktiiviselle rikillä merkattua GAD -proteiinia. Tämä radioaktiivinen GAD tuotetaan omassa laboratoriossamme. Sekä tuotanto että vasta-aineiden mittaus aiheuttaa hyvin vähän radioaktiivista säteilyä, eli se on taustasäteilyn luokkaa. GAD -vasta-ainetasot ilmaistaan suhteellisissa yksiköissä (RU) ja positiivisuuden raja, joka on määritetty vastaavalla tavalla kuin IAA:n kohdalla, on 5,36 RU. Alle 20 RU:ta olevat arvot ovat matalia, 20-79 RU:ta olevat kohtalaisia, ja 80 RU tai sitä korkeammat arvot ovat korkeita.

IA-2 (islet antigen 2)-proteiini

IA-2 (islet antigen 2)-proteiini on sekä keskushermostossa että haiman saarekkeissa esiintyvä valkuaisaine, joka kuuluu isompaan proteiinityrosiinifosfataasien nimikkellä kulkevaan entsyymiperheeseen. Tämäkin valkuaisaine toimii tuntemattomasta syystä autoantigeenina diabeteksessa. Saarekkeissa IA-2 sijaitsee solunsisäisesti ja vapautuu ainoastaan soluvaurion seurauksena. IA-2-vasta-aineiden mittausmenetelmä on samankaltainen kuin GAD -vasta-aineiden määritysmenetelmä. Positiivisuuden raja-arvo on 0,43 RU. Alle 5 RU:ta olevat tasot ovat matalia, 5-39 RU:ta olevat tasot kohtalaisia ja 40 RU tai sen ylittävät tasot korkeita.


DIPP -seurannassa olevista lapsista on tähän saakka määritetty kaikista otetuista näytteistä ICA. Syy tähän on se, että saarekesoluvasta-aineet edustavat useita autovasta-ainelajeja, eli ICA-tasot heijastavat sekä IA-2- että GAD -vasta-ainetasoja. Saarekesoluvasta-aineissa on kuitenkin mukana vasta-aineita yhdelle tai useammalle tuntemattomalle valkuaisaineelle, koska noin puolella kaikista ICA -positiivisista lapsista ei ole IA-2- eikä GAD -vasta-aineita. Jos DIPP -lapsi muuttuu ICA -positiiviseksi, hänen kaikista näytteistään, siis myös niistä, jotka on otettu ennen saarekesoluvasta-aineiden ilmaantumista, on mitattu IAA sekä GAD- ja IA-2 -vasta-aineet. Vuonna 2003 syntyneiden lasten näytteistä on alusta lähtien määritetty kaikki neljä autovasta-ainelajia (ICA, IAA, GAD ja IA-2 -vasta-aineet). Tähän muutokseen löytyy kaksi syytä. Toisena syynä on se, että muissa kansainvälisissä DIPP:in kaltaisissa tutkimuksissa määritetään yleensä kaikista näytteistä IAA, GAD ja IA-2 -vasta-aineet, jolloin muutos mahdollistaa tutkimusten välisiä vertailuja. Toinen syy on se, että olemme oppineet DIPP -tutkimuksesta, että IAA ovat yleensä ne autovasta-aineet, jotka ilmaantuvat ensimmäisinä niille lapsille, jotka kehittävät useampia autovasta-ainelajeja. Tällöin IAA:n määritys nopeuttaa mahdollisen hoitotutkimuksen aloittamista insuliinia tai lumelääkettä sisältävällä nenäsuihkeella. Toisaalta olemme tähänastisista tuloksista myös oppineet sen, että insuliiniautovasta-aineet saattavat muuttua takaisin negatiivisiksi huomattavasti useammin kuin muut autovasta-aineet. Pääsääntöisesti muut autovasta-aineet pysyvät positiivisina sen jälkeen, kun ne ovat muuttuneet ensimmäisen kerran positiivisiksi. Insuliiniautovasta-aineiden kohdalla on lisäksi havaittu melko usein, että vasta-aineet saattavat vaihdella voimakkaasti samalla lapsella toisesta näytteestä toiseen. Muiden autovasta-aineiden kohdalla nähdään yleensä, että vasta-ainetasot nousevat jonkin aikaa ensimmäisen positiivisen näytteen jälkeen, mutta myöhemmin on harvinaista, että vasta-ainetasoissa tapahtuu jyrkkiä muutoksia näytteestä toiseen.

Mitä sitten tarkoittaa lapsen muuttuminen vasta-ainepositiiviseksi?

Tässä yhteydessä on tärkeätä pitää mielessä, että se mitä tiedämme vasta-aineiden merkityksestä diabeteksen ennakoimisessa perustuu hyvin pitkälle niin sanottuihin ryhmäanalyyseihin ja todennäköisyyksiin. Näin ollen niiden perusteella ei voida vetää varmoja johtopäätöksiä yksittäisen lapsen kohdalla eikä voida esimerkiksi ennustaa missä ajassa lapsi mahdollisesti sairastuu diabetekseen. Yllä mainittujen seikkojen johdosta on syytä suhtautua tietyllä varauksella jatkossa esitettyihin suuntaa antaviin arvioihin ja pitää mielessä se, että niitä ei voida suoraan soveltaa yksittäisen lapsen diabetesvaaran arvioimiseksi. Yleisesti ottaen voidaan sanoa, että lapsen muuttuminen vasta-ainepositiiviseksi lisää hänen vaaraansa sairastua diabetekseen. Toisaalta yhden autovasta-ainelajin esiintymiseen ei yleensä liity merkittävästi lisääntynyttä diabetesriskiä. Mainitsin jo aikaisemmin, että noin puolella ICA -positiivisista DIPP-lapsista on vain ICA:ta, jolloin heidän sairastumisensa on melkein yhtä epätodennäköistä kuin vasta-ainenegatiivisen lapsen sairastuminen. Vain ICA:n suhteen positiivisilla lapsilla on yli yhdeksän mahdollisuutta kymmenestä pysyä terveenä seuraavien 10 vuoden aikana. Jos lapsi kehittää kaksi tai useampia vasta-aineita hänen sairastumisvaaransa nousee selvästi. Karkeasti voidaan sanoa, että mitä useampia autovasta-ainelajeja ja mitä korkeampia vasta-ainetasoja lapsella on, sitä suurempi hänen diabetesriskinsä on. Autovasta-ainetasojen suhteen tämä pätee kaikkien muiden vasta-aineiden suhteen paitsi GAD -vasta-aineiden osalta. Korkeisiin GAD -vasta-ainetasoihin ei näytä liittyvän lisääntynyttä sairastumisvaaraa mataliin positiivisiin arvoihin verrattuna.


Lapsilla, jotka ovat toistuvasti positiivisia vähintään kahden vasta-ainelajin suhteen, on yli 50 %:n vaara sairastua diabetekseen seuraavien viiden vuoden aikana ilman diabeteksen kehittymistä estävää hoitoa. Toisaalta on muistettava, että neljänkin vasta-aineen suhteen positiivisella lapsella on kaksi - kolme mahdollisuutta kymmenestä olla sairastumatta diabetekseen. Valitettavasti toistaiseksi ei ole tiedossa tehokasta ehkäisyhoitoa.


Ensimmäiset autovasta-aineet saattavat ilmaantua jo ennen puolen vuoden ikää, ja näyttää siltä, että siitä lähtien vasta-ainepositiivisten lasten lukumäärä nousee tasaisesti ainakin viiden vuoden ikään asti. Noin 7,5% DIPP -lapsista kehitti viiden ikävuoteen mennessä ICA, noin 8% IAA, 4,5% GAD -vasta-aineita ja 3,3% IA-2-vasta-aineita. Olemme havainneet, että autovasta-aineet usein ilmaantuvat peräkkäin lyhyessä ajassa, jos lapsi kehittää useampia autovasta-ainelajeja. Toiset vasta-aineet ilmaantuvat yleensä vuoden sisällä ensimmäisten vasta-aineiden ilmaantumisesta. Kuten jo aikaisemmin mainittiin, IAA ilmaantuvat yleensä ensimmäisinä tai ensimmäisten vasta-aineiden joukossa. GAD -vasta-aineet ja ICA ilmantuvat seuraavaksi, kun taas IA-2 vasta-aineet yleensä ovat viimeisinä. Lasten jatkoseuranta tulee kertomaan, jatkuuko vasta-aineiden tasainen ilmaantuminen viiden ikävuoden jälkeenkin, ja mitä tapahtuu niille lapsille, joilla on ohimenevä vasta-ainepositiivisuus varhaislapsuudessa. Onko niin, että he myöhemmin muuttuvat uudestaan vasta-ainepositiivisiksi vai eivät. Lasten vasta-aineseuranta luo myös ainutlaatuisia mahdollisuuksia selvittää niitä ulkoisia tekijöitä, jotka saattavat vaikuttaa autovasta-aineiden ilmaantumiseen ja mahdollisen kliinisen diabeteksen kehittymiseen.