door: Dr. Verhagen
Niet-infectieuze uveitis is een verzamelnaam voor ontstekingen binnen in het oog die niet door een infectie (bacterie, virus of schimmel), maar door het eigen immuunsysteem worden veroorzaakt. Als groep is het één van de belangrijkste oorzaken voor blindheid van mensen vóór pensioensleeftijd in de westerse wereld. Binnen deze groep bevinden zich meerdere uveitis vormen, die in eerste instantie worden ingedeeld naar de primaire plek van de ontsteking: anterieure, intermediaire of posterieure uveitis. Als de ontsteking meerdere segmenten van het oog treft wordt dit pan uveitis genoemd. De uveitis kan samengaan met een andere aandoening (zoals psoriasis of de reumatische ziekte morbus Bechterew) of op zichzelf staan (zoals Birdshot).
Al deze vormen van niet-infectieuze uveitis hebben elk een eigen presentatie, klinisch beloop en prognose. Maar zelfs binnen één diagnose kunnen patiënten een verschillend beloop hebben of andere behandelingen nodig hebben. Waar sommige patiënten genoeg hebben aan plaatselijke medicijnen (in de vorm van oogdruppels of plaatselijke medicijndepots door middel van injecties naast het oog) hebben andere patiënten langdurige (vaak jarenlange) onderdrukking van het immuunsysteem nodig met systemische medicijnen. Deze medicijnen zijn ingrijpend voor de patiënt vanwege het langdurige gebruik en de bijwerkingen, waaronder een verminderde afweer. Daarnaast spelen ook persoonlijke (patiëntgerelateerde) factoren mee bij de therapiekeuze: een bijkomende aandoening (zoals diabetes) of levensgebeurtenis (zoals zwangerschap) kan de keuze voor een therapie beïnvloeden. Ook reageert ~40% niet op systemische medicijnen waardoor na de inwerktijd van 3 maanden alsnog geswitcht moet worden naar een ander medicijn terwijl de oogontsteking nog niet onder controle is.
Als we beter zouden kunnen voorspellen hoe het verloop zou zijn (ernstig verloop of niet? Wat is de kans op blindheid? Moet er met systemische medicatie worden ingegrepen of zijn lokale medicijnen voldoende?) zouden we sneller een juiste behandeling in kunnen zetten. Kortom, er is behoefte aan meer patiënt-afhankelijke therapie, ook wel ‘personalized medicine’ genoemd. Personalized medicine houdt in dat een therapeutische strategie (frequentie van polibezoeken, medicatiekeuze etc.) niet alleen gebaseerd is op de diagnose en de ziekteactiviteit, maar ook op (meerdere) markers in het bloed. Voor het ontwikkelen van personalized medicine is een beter inzicht in het ziekteproces cruciaal. Daarom zijn we in 2014 in het UMC Utrecht een onderzoek gestart waarbij we niet-infectieuze uveitis hebben bestudeerd vanuit verschillende invalshoeken (de zogenaamde ‘systems approach’). We hebben hierbij het klinische beloop van niet-infectieuze uveitis bestudeerd, de impact van niet-infectieuze uveitis op de kwaliteit van leven, alsmede (de moleculaire routes van) het onderliggende ziekteproces. Omdat het immuunsysteem de hoofdrol speelt in het ziekteproces hebben we de veranderingen in het immuunsysteem bij patiënten met niet-infectieuze uveitis in kaart gebracht. Deze bevindingen hebben we vervolgens gekoppeld aan klinische data (bijvoorbeeld het wel of niet moeten gebruiken van systemische medicatie) met als doel de basis te leggen voor personalized medicine, maar ook het vinden van potentiele nieuwe aangrijpingspunten voor therapie.
Pijn in of rondom het oog en kwaliteit van leven bij niet-infectieuze uveitis
In hoofdstuk 2 hebben we, op verzoek van de patiëntengroep Uveitis van de Oogvereniging Nederland, een onderzoek uitgevoerd naar pijn in en rondom de ogen en het effect hiervan op de kwaliteit van leven. Pijn is een typische en bekende klacht bij patiënten met anterieure uveitis. Er zijn echter ook patiënten met intermediaire of posterieure uveitis die pijn ervaren, al is hier veel minder over bekend. Omdat lang niet elke patiënt met deze vorm van uveitis hier last van heeft wordt het soms minder goed (h)erkend. We hebben voor dit onderzoek de gegevens verzameld van 147 niet-infectieuze uveitis patiënten die op dat moment een poli afspraak hadden bij het UMC Utrecht. Deze patiënten vulden 3 gevalideerde vragenlijsten in: een vragenlijst die de visus-gerelateerde kwaliteit van leven meet (NEI VFQ-25), een vragenlijst die de algehele gezondheid gerelateerde kwaliteit van leven meet (SF-36) en een vragenlijst die verschillende (subjectieve) aspecten van pijn meet (de MPQ-DLV). Uit dit onderzoek bleek dat niet-infectieuze uveitis patiënten gemiddeld meer pijn in of rondom de ogen ervaren dan mensen die geen oogaandoening hadden. Hoewel patiënten met anterieure uveitis logischerwijs meer pijn aangaven, hadden ook patiënten met een niet-anterieure vorm van uveitis meer pijn dan mensen zonder oogaandoening. Patiënten met oogpijn hadden ook vaak (38%) hoofdpijn, of pijn elders in de hoofd/schouder streek (slaap, wenkbrauw, nek en schouder, 12-21%). Deze pijn komt waarschijnlijk niet direct van dat gebied, maar wordt daar gevoeld doordat de nervus trigeminus (waarvan de nervus ophthalmicus een aftakking is) deze gebieden innerveert.
Pijn in en rondom de ogen was van grote invloed op de kwaliteit van leven, maar had vooral een negatieve invloed op werk. Daarnaast hing pijn in of rondom de ogen samen met de algehele gezondheidsbeleving en de mentale gezondheid. Verrassend genoeg was er geen verband tussen pijn (beleving) in het oog en pijn (beleving) elders in het lichaam. Belangrijk om te vermelden is dat er een sterk verband was tussen het hebben van oogpijn en de zorgen die een patiënt ervaart over zijn of haar zichtvermogen. Aangezien angst zelf ook weer een negatief effect heeft op de kwaliteit van leven is belangrijk voor de oogarts om dit verband te herkennen en bespreken. In het geval van anterieure uveitis wordt de pijn voornamelijk veroorzaakt door een spierspasme van de musculus ciliaris naast de iris of door prikkeling van de pijngevoelige zenuwvezels van de nervus ophthalmicus door stoffen die vrijkomen bij een ontsteking. Waar de pijn bij een niet-anterieure uveitis vandaan komt is een stuk lastiger om te zeggen omdat achter in het oog maar weinig pijnzenuwen aanwezig zijn. Hoewel er meer onderzoek nodig is naar de oorzaak van de pijn in het geval van niet-anterieure uveitis kunnen we op basis van de bevindingen in dit hoofdstuk concluderen dat pijn in en rondom de ogen een grote invloed heeft op de kwaliteit van leven en dat het bij een grotere groep patiënten voorkomt dan eerder werd aangenomen.
Nieuwe inzichten in het beloop en de patheogenese van HLA-B27 geassocieerde acute anterieure uveitis
In hoofdstuk 3 hebben we onderzocht hoe vaak permanente slechtziendheid en blindheid voorkwamen als gevolg van HLA-B27 geassocieerde acute anterieure uveitis (AAU). Hiervoor hebben we retrospectief de gegevens van 212 patiënten (in totaal 338 ogen) bekeken. Hieruit bleek dat, na een gemiddelde follow-up van 10 jaar, 9% van alle patiënten slechtziend (Snellen visus ≤20/50) of blind (Snellen visus ≤20/200) waren geworden aan ten minste één oog. In 1% van alle patiënten betrof dit beide ogen. Dit komt overeen met eerdere studies en bevestigt de relatief goede visuele prognose van deze vorm van uveitis, in vergelijking met andere vormen. Echter, dit wil niet zeggen dat het beloop als mild mag worden bestempeld: bijna 2/3e van alle patiënten was ten tijde van een uveitis episode tijdelijk slechtziend of zelfs blind. Hoewel de visus na behandeling herstelde mag de persoonlijke en socio-economische impact hiervan niet onderschat worden aangezien een patiënt gemiddeld 1 tot 2 uveitis episodes per jaar heeft en dat voor tientallen jaren. Ook is het belangrijk om op te merken dat een oog pas de criteria voor slechtziendheid of blindheid bereikte na gemiddeld 10 jaar, met uitschieters tot 21 jaar. Dit betekent dat de daadwerkelijke prognose, ondanks een relatief lange follow-up van 10 jaar in onze studie, nog steeds onderschat wordt.
De meest voorkomende oorzaak voor blindheid was uveitis gerelateerd (secundair) glaucoom. Dit was ten tijde van de publicatie in 2016 een nieuwe bevinding en verschilt van de meest voorkomende oorzaak van andere vormen van uveitis, waar (langdurig) cystoid macula oedeem veelal de voornaamste oorzaak van blindheid is. Inmiddels zijn deze bevindingen bevestigd door andere studies. Risicofactoren voor het ontwikkelen van slechtziendheid of blindheid waren in onze studie een te hoge (>21mmHg) of te lage (<6mmHg) oogdruk of progressie van anterieure uveitis naar panuveitis (uitbreiding naar achter in het oog). Op basis van deze bevindingen raden wij aan om de oogdruk binnen deze patiëntengroep goed in de gaten te houden en op tijd de therapie aan te passen.
In hoofdstuk 4 hebben we het beloop van HLA-B27 geassocieerde AAU tijdens de zwangerschap onderzocht. Aangezien deze vorm van uveitis relatief jonge mensen raakt komt zwangerschap in deze uveitis groep relatief vaak voor. Tijdens de zwangerschap verandert het immuunsysteem: om geen reactie op de foetus te ontwikkelen wordt het immuunsysteem tijdelijk toleranter. Het is tevens een periode waarin therapie – en met name systemische medicatie – aangepast moet worden omdat deze schadelijk kan zijn voor het ongeboren kind. Uit onze studie bleek dat het risico op een episode tijdens de zwangerschap vermindert tot ~20% van het risico buiten de zwangerschap. Het effect was tijdelijk en na de bevalling kwamen uveitis episodes weer net zo vaak voor als voor de zwangerschap.
Hoewel beslissingen rondom het aanpassen van de therapie in verband met de zwangerschap voor iedere patiënt en situatie persoonlijk gemaakt zal moet worden kunnen de bevindingen uit dit hoofdstuk in het achterhoofd worden gehouden bij het maken van deze aanpassingen.
Hoewel HLA-B27 positieve AAU en (HLA-B27 negatieve) idiopathische AAU veel klinische kenmerken delen, zijn er ook klinische verschillen: zo presenteert de ziekte zich bij HLA-B27 positieve patiënten vaker op jongere leeftijd en komen recidieven en een heftigere ontsteking vaker voor bij HLA-B27 positieve patiënten. Dit kan duiden op (subtiele) verschillen in het onderliggende ziektemechanisme. In hoofdstuk 5 hebben we het metabole profiel van het voorste oogkamervocht van HLA-B27 geassocieerde uveitis patiënten bestudeerd en vergeleken met (HLA-B27 negatieve) idiopathische anterieure uveitis patiënten. We maakten daarbij gebruik van twee cohorten, met in totaal 30 HLA-B27 positieve AAU en idiopathische AAU patiënten. Het oogvocht werd geanalyseerd door tweemaal een Direct Infusion Mass Spectrometry (DIMS) toe te passen en op het overgebleven oogvocht een Liquid Chromatography tandem Mass Spectrometry (LC-MS/MS).
Hoewel het metabole profiel grotendeels overlapte waren er ook verschillen tussen deze uveitis groepen. Zo hadden HLA-B27 positieve AAU patiënten een verhoogd branched-chain aminozuur (BCAA) metabolisme, een verlaagd vitamine C metabolisme en veranderingen in de citroenzuurcyclus (de energie huishouding). Binnen het BCAA metabolisme was met name ketoleucine consequent verhoogd in het oogvocht van HLA-B27 positieve AAU patiënten. Dit metaboliet was ook gerelateerd aan uveitis activiteit bij HLA-B27 positieve AAU patiënten, maar niet bij HLA-B27 negatieve patiënten. De veranderingen van het BCAA metabolisme (en specifiek ketoleucine waarden) zouden dus wel eens HLA-B27 gerelateerd kunnen zijn. Hier hebben we in de literatuur ook meerdere aanwijzingen voor gevonden. Ongeveer de helft van HLA-B27 positieve AAU patiënten ontwikkelt tevens m. Bechterew, een reumatische aandoening die ook HLA-B27 gerelateerd is. De levels van BCAA’s zijn ook veranderd in m. Bechterew (maar niet in andere reumatische aandoeningen!) en correleren ook in deze ziekte met parameters voor ziekteactiviteit, zoals bezinking. Daarnaast blijkt uit recente studies dat zowel m. Bechterew, als uveitis, gerelateerd zijn aan veranderingen in de darmflora. De darmflora blijkt ook afhankelijk te zijn van HLA-type. Interessant genoeg heeft de darmflora ook direct invloed op de levels van BCAA’s. Dit alles ondersteunt de hypothese dat BCAA metabolisme – en ketoleucine – HLA-B27 gerelateerd kunnen zijn. Deze bevinding geeft meer inzicht in het onderliggende ziektemechanisme, maar zou in de toekomst ook verder ontwikkeld kunnen worden tot een objectieve maat van ziekteactiviteit. Met de opkomst van Raman spectroscopie (een techniek waarin specifieke metabolieten kunnen worden gemeten door de cornea heen) zou dit op een non-invasieve manier kunnen gebeuren.
Het onderzoeken van het immuunsysteem in het bloed
De recente ontwikkeling van nieuwe, gevoelige, ‘high-throughput’ technieken heeft een nieuw tijdperk voor onderzoek ingeluid. Deze technieken maken het mogelijk om niet één, maar een grote hoeveelheid markers in het bloed te onderzoeken en zo een moleculair ‘profiel’ te scheppen, hetgeen meer waarde heeft dan één marker als het gaat om testen. Dit kan voor één patiënt worden ingezet, om zo meer inzicht in het ziekteproces te krijgen, maar ook op grotere schaal: om het immuunsysteem van mensen met een aandoening in kaart te brengen en inzicht te krijgen in hoe specifieke takken van het immuunsysteem zich gedragen en/of samenwerken binnen een bepaald ziekteproces. In hoofdstuk 6 volgen we de veranderingen in het immuunsysteem van een patiënt met CRB1 gerelateerde retinale dystrofie die zich in eerste instantie presenteerde als moeilijk behandelbare intermediaire uveitis (een zogenaamd ‘uveitis masquerade syndroom’). We hebben klinische data onder andere gekoppeld aan immuuncellen (middels flow cytometrie) en signaalstoffen (cytokinen, middels Luminex) in het bloed. Hieruit volgde dat er vele veranderingen in het immuunsysteem te zien waren. Het meest opvallende was dat de relatieve hoeveelheid myeloide dendritische cellen (zie tevens hoofdstuk 9) leek samen te hangen met de ziekte activiteit (mate van cystoid macula oedeem). Dit is opvallend aangezien deze genetische aandoening degeneratief van aard zou zijn en niet inflammatoir (samenhangend met ontsteking). Sinds dat onze bevindingen zijn gepubliceerd in 2016 zijn er andere studies geweest die tevens melding maken van ontstekingsactiviteit in tot wel de helft van deze patiënten. Toekomstige studies zijn nodig om uit te zoeken of deze ontstekingsactiviteit simpelweg het gevolg is van retinale (degeneratieve) schade of dat de ontsteking een actief proces is dat deel uitmaakt van de aandoening (bij sommige patiënten).
Veranderingen in het immuunsysteem bij patienten met niet-infectieuze uveitis
Om patiëntgerichte behandeling te kunnen verwerkelijken hebben we moleculaire (bio-) markers – of nog beter, moleculaire profielen – nodig die we kunnen koppelen aan klinische uitgangspunten, zoals prognose en therapie. Hiervoor is meer kennis van het immuunsysteem essentieel. Om de verstoringen van het immuunsysteem bij niet-infectieuze uveitis beter te begrijpen, en daardoor aanwijzingen (markers) voor personalized medicine en / of aangrijpingspunten voor (nieuwe) therapieën te vinden, hebben we de afgelopen jaren bloed verzameld van patiënten met één van drie vormen van niet-infectieuze uveitis: HLA-B27 geassocieerde anterieure uveitis, idiopathische intermediaire uveitis of Birdshot uveitis. In totaal hebben we twee cohorten van in totaal 55 uveitis patiënten geïncludeerd en deze vergeleken met elkaar en met 29 gezonde controles (vrijwilligers). Alle patiënten hadden actieve uveitis op het moment dat bloed werd afgenomen en kregen geen systemische medicatie die het immuunsysteem onderdrukte voor ten minste 3 maanden. In het laboratorium hebben we verschillende takken van het immuunsysteem onderzocht en beschreven in hoofdstuk 7-9.
Samenvattend zien we dat er meerdere onderdelen van het immuunsysteem grote veranderingen laten zien bij uveitis patiënten. De grootste veranderingen gelden voor alle drie de uveitis subtypen, maar er zijn ook veranderingen die specifiek zijn voor een bepaald subtype, al zijn deze subtieler.
MicroRNA’s in niet-infectieuze uveitis
Niet-infectieuze uveitis is een complexe aandoening waarbij zowel genetische factoren als omgevingsfactoren een rol spelen. Genetische studies hebben verschillende genen die een rol spelen in het immuunsysteem gevonden die het risico op het ontwikkelen van uveitis vergroten. Het HLA type is hier de bekendste van. Echter, het hebben van een bepaalde genetische variatie wil nog niet zeggen dat een persoon uveitis ontwikkeld: hiervoor zijn meerdere genetische variaties in combinatie met (nog onbekende) omgevingsfactoren nodig. Omgevingsfactoren kunnen (het aflezen van) genen beïnvloeden. Eén van de manieren waarop ze dat kunnen doen is door microRNA’s. In hoofdstuk 7 hebben we een cluster van 7 samenwerkende microRNA’s gevonden die verhoogd aanwezig zijn in het bloed van uveitis patiënten. Eén microRNA kan meerdere genen beïnvloeden en tegelijkertijd kan één gen beïnvloed worden door meerdere microRNA’s. De precieze rol van deze microRNA’s moet daarom in toekomstige (functionele) studies worden uitgezocht. Wel weten we al dat deze microRNA’s samen genen kunnen beïnvloeden die een rol spelen in inflammatie, maar ook in de ontwikkeling van fotoreceptoren, die een belangrijke rol spelen in het netvlies. Dit roept de vraag op of dit cluster een pro-inflammatoir effect heeft, of dat het een (beschermende) reactie op de uveitis is. Daarnaast bleek dit cluster van microRNA’s samen te hangen met veranderingen in de samenstelling van immuuncellen in het bloed, met name natural killer (NK) cellen (zie ook ‘Natural Killer cellen in niet-infectieuze uveitis’). Doordat we deze microRNA’s niet in één, maar in twee groepen hebben gevonden, en met twee verschillende technieken, vormt dit onderzoek een solide basis voor verder onderzoek naar de rol van deze microRNA’s alsmede hun potentie als therapeutisch aangrijpingspunt.
T cellen in niet-infectieuze uveitis
In hoofdstuk 8 hebben we de relatieve hoeveelheden van immuuncellen in het bloed van uveitis patiënten in kaart gebracht. De meest uitgesproken veranderingen waren zichtbaar binnen een groep immuuncellen die T-helper cellen (Th) worden genoemd. T helper 1 en 17 cellen zijn de drijvende kracht achter het ontstekingsproces van niet-infectieuze uveitis in muismodellen en ook in onze studie zagen we een relatieve toename van CCR6 positieve T(h17) cellen. Deze toename was te zien in alle drie de uveitis subgroepen, maar aangezien er in het bloed van Birdshot patiënten al meer T cellen waren (waaruit Th17 cellen ontstaan), waren er relatief meer Th17 cellen in Birdshot patiënten. Het is belangrijk deze verschillen te onderkennen, met name omdat dit ook consequenties voor therapie (respons) kan hebben. Ongeacht de uveitis subgroep bleek een hoge relatieve hoeveelheid Th17 cellen voorspellend te zijn voor het nodig hebben van systemische immunosuppressieve therapie. Deze kennis kan helpen met het maken van therapeutische beslissingen. Om een goed afkappunt te vinden waar in de dagelijkse kliniek mee gewerkt kan worden moet dit onderzoek eerst herhaald worden in een groter cohort. Desalniettemin vormt deze bevinding een interessante basis voor de ontwikkeling van een laboratoriumtest die voorspelt wie wel en niet baat heeft bij systemische therapie.
Natural Killer cellen in niet-infectieuze uveitis
Hoge expressie van het uveitis-microRNA cluster (hoofdstuk 7) was geassocieerd met lagere expressie van natural killer (NK) cellen. Ook in hoofdstuk 8 vonden we lagere hoeveelheden van NK cellen in het bloed van niet-infectieuze uveitis patiënten. NK cellen zijn gespecialiseerde immuuncellen die een rol hebben in de eerste reactie tegen cellen die een mogelijk gevaar vormen (geïnfecteerde cellen, kankercellen en auto reactieve cellen). Er is nog relatief weinig onderzoek gedaan naar de rol van NK cellen in het ziekteproces van niet-infectieuze uveitis. Wel is bekend dat variaties in het gen voor NK receptoren (KIR) geassocieerd zijn met uveitis. Ook zijn er relatief veel NK cellen aanwezig in de ogen van muizen met uveitis. De verlaagde aantallen die we zagen in het bloed zou wel eens het gevolg kunnen zijn van migratie naar het oog. Behandeling van deze muizen met een NK-marker (sCD83) zorgde voor vermindering van de uveitis. Op basis van onze bevindingen lijkt het zinvol om dit type immuuncel en zijn rol in niet-infectieuze uveitis verder te onderzoeken in mensen.
CD1c+ myeloide cellen in niet-infectieuze uveitis
Hoewel de rol van T cellen steeds duidelijker wordt, is het nog onduidelijk hoe deze T cellen geactiveerd worden: T cellen hebben een activerend signaal nodig van antigeen presenterende cellen, zoals dendritische cellen (DC’s), voordat ze actief worden en bij kunnen dragen aan de uveitis. In hoofdstuk 9 onderzochten we CD1c positieve myeloide dendritische cellen (CD1c+ mCD’s): de meest vóórkomende dendritische cel in het bloed waarvan recent enkele wetenschappelijke bevindingen een mogelijk verband met niet-infectieuze uveitis hadden aangetoond. Door middel van RNA-sequencing hebben we het gen expressie profiel van deze cellen in kaart gebracht. Hierdoor weten we welke genen worden “afgelezen” en dus hoe deze cellen zich gedragen. De CD1c+ mDC’s van uveitis patiënten lieten een veranderd gen expressie profiel zien in vergelijking met gezonde controles. Met behulp van verschillende statistische analyses hebben we een cluster van 147 samenwerkende genen gevonden waarvan het genexpressie profiel binnen de CD1c+ mDC cellen veranderd was in uveitis. Deze genen waren betrokken bij het oppikken en doorgeven van signalen van buitenaf. De combinatie van deze receptoren maken deze cellen erg vatbaar voor signalen. Met andere woorden, ze zijn ‘hypersensitief’ en zullen veel sneller reageren op prikkels en een ontstekingsproces in gang zetten. We hebben enkele ‘sleutelgenen’ binnen dit cluster geïdentificeerd. Op dit moment zijn we bezig te onderzoeken of het beïnvloeden van deze sleutel moleculen invloed heeft op uveitis activiteit en eventueel als toekomstig therapeutisch aangrijpingspunt zou kunnen dienen.
Samenvattend ondersteunen de bevindingen van hoofdstuk 7-9 het idee van een ontstekingsproces waarbij autoreactieve Th17 cellen een centrale rol spelen. Het activerende signaal voor deze Th17 cellen zou onder andere van CD1c+ mDC’s afkomstig kunnen zijn, die een hypersensitief profiel vertonen in uveitis patiënten. Deze, en de andere bevindingen die gepresenteerd zijn in dit proefschrift, zijn een stap vooruit in ons inzicht in het complexe ziekteproces van niet-infectieuze uveitis. Sommige nieuwe inzichten kunnen direct worden toegepast, andere inzichten vormen een veelbelovende basis voor de ontwikkeling van nieuwe behandelstrategieën en meer patiëntgerichte zorg.
