Prädiktion der spinalen radiografischen Progression bei Patienten mit radiografischer axialer Spondyloarthritis unter TNF-Inhibitortherapie durch Serumbiomarker

Abstract

Bei der axialen Spondyloarthritis (ax-SpA) handelt es sich um eine chronisch- entzündliche, rheumatische Erkrankung. Das Hauptsymptom ist ein entzündlicher Rückenschmerz, vorrangig im lumbalen Teil der Wirbelsäule, wobei auch systemische Manifestationen wie chronisch-entzündliche Darmerkrankungen (CED), Psoriasis etc. möglich sind. Im Verlauf kommt es zusätzlich zum inflammatorischen Geschehen, zu vermehrt strukturellen Veränderungen des skelettalen Systems mit Osteopenie, osteophytären Anbauten, Syndesmophyten und einer zunehmenden Versteifung der Wirbelsäule. Um PatientInnen mit einem erhöhten Risiko für eine schnelle Progression der Erkrankung frühzeitig zu identifizieren, wurden verschiedene Biomarker auf eine mögliche Prädiktion dieser Progression untersucht.

Methodik: Hierfür wurden 137 PatientInnen mit einer radiografischen axialen Spondyloathritis unter TNFa-Inhibitortherapie aus der Groningen Leeuwarden Axial Spondyloarthritis (GLAS) -Kohorte in die Studie eingeschlossen. Zur Baseline, sowie nach 2, 4 und 6 Jahren erfolgten Röntgenaufnahmen und zu Beginn, nach 3 Monaten, 2 und 6 Jahren Blutentnahmen. Eine radiografische Progression wurde entweder als Differenz des Modified Stoke Ankylosing Spondylitis Score (mSASSS) ≥2 nach 2 Jahren, ≥4 nach 4 Jahren und ≥4 nach 6 Jahren oder als Syndesmophytenneubildung ≥1 nach 2 Jahren, ≥2 nach 4 und ≥2 nach 6 Jahren definiert. Die Seren der PatientInnen wurden mittels Sandwich-ELISAs auf die Konzentrationen von 10 Biomarkern untersucht: Matrixmetalloproteinase-3 (MMP-3), Calprotectin, Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF), Leptin, Visfatin, Sclerostin, Serum Amyloid A (SAA), High-Molecular-Weight- Adiponektin (HMW-Adiponektin), N-terminal Propeptid des Typ II Kollagens (PIINP) und Osteoprotegerin (OPG). Der Zusammenhang zwischen radiografischer Progression und den einzelnen Biomarkern, Biomarkerkombinationen und Biomarkerverläufen wurde mittels logistischer Regressionsanalyse und Receiver Operating Characteristic (ROC)- Analyse analysiert.

Ergebnisse: Calprotectin und Visfatin zeigten eine signifikante Assoziation mit der radiografischen Progression nach 2 Jahren, Leptin eine signifikante Assoziation mit der radiografischen Progression nach 4 Jahren und Leptin und MMP-3 eine signifikante Assoziation mit der radiografischen Progression nach 6 Jahren. Die Biomarkerverläufe von Visfatin und Leptin über den Zeitraum von 2 Jahren wiesen ebenfalls signifikante Ergebnisse auf.

Schlussfolgerung: Die Biomarker Visfatin, Calprotectin, Leptin und MMP-3 sind mit einer spinalen radiografischen Progression assoziiert.

Axial spondyloarthritis is a chronic, inflammatory rheumatic disease. The main symptom of the disease is inflammatory back pain, although extra-musculoskeletal manifestations such as inflammatory bowel disease or psoriasis might also be present. While the disease is progressing, structural changes of the skeletal systems detectable by X-rays (such as syndemophytes) may occur. This work was aimed at identification of biomarkers with predictive value regarding radiographic spinal progression in patients with axial spondyloarthritis.

Method: A total of 137 patients with radiographic axial spondyloarthritis under treatment with TNFa-blockers from the Groningen Leeuwarden Axial Spondyloarthritis (GLAS) cohort were included. At Baseline, after 2, 4 and 6 years X-rays were performed and after 3 month, 2 and 6 years blood samples taken. A radiographic progression was either defined as a difference of the Modified Stoke Ankylosing Spondylitis Score (mSASSS) ≥2 after 2 years, ≥4 after 4 years or ≥4 after 6 years or due to syndesmophyte formation ≥1 after 2 years, ≥2 after 4 years or ≥2 after 6 years. The patient’s serum samples were evaluated on biomarker concentrations via Sandwich-ELISAs for the following 10 biomarkers: Matrixmetalloproteinase-3 (MMP-3), Calprotectin, Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF), Leptin, Visfatin, Sclerostin, Serum Amyloid A (SAA), High- Molecular-Weight-Adiponektin (HMW-Adiponektin), N-terminal propeptid of type II collagen (PIINP) and Osteoprotegerin (OPG). The association of radiographic spinal progression and the single biomarkers and biomarker combinations were analysed with logistics regression and Receiver Operating Characteristic (ROC) analysis.

Results: Calprotectin and Visfatin showed a significant association with radiographic progression after 2 years, Leptin a significant association with radiographic progression after 4 years and MMP-3 and Leptin a significant association with the radiographic progression after 6 years. Changes of the serum level of Visfatin and Leptin over the time of 2 years showed a significant association with radiographic spinal progression as well.

Conclusion: The biomarkers Visfatin, Calprotectin, Leptin and MMP-3 are associated with spinal radiographic progression.