Immunogénétique de la spondylarthrite ankylosante

La Revue de médecine interne 27 (2006) 762–771 http://france.elsevier.com/direct/REVMED/

Mise au point

Immunogénétique de la spondylarthrite ankylosante Immunogenetic of ankylosing spondylitis E. Toussirot *, D. Wendling Service de rhumatologie, CHU Jean-Minjoz, boulevard Fleming, 25030 Besançon cedex, France Reçu le 29 novembre 2005 ; accepté le 4 mai 2006 Disponible sur internet le 05 juin 2006

Résumé Propos. – La spondylarthrite ankylosante (SA) est un rhumatisme inflammatoire axial dont la physiopathologie reste encore non élucidée. Celle-ci combine des facteurs génétiques, des facteurs d’environnement et une réponse immunitaire anormale. Actualités et points forts. – Cette revue permet d’aborder les différents aspects de l’immunogénétique de la SA. Le terrain génétique prédisposant à la SA est suggéré par l’existence de formes familiales de la maladie, le taux de concordance chez les jumeaux et l’héritabilité chez les apparentés d’un sujet atteint de SA. La SA est fortement associée à la présence de l’antigène de classe I HLA–B27, ainsi qu’à d’autres gènes qui sont en cours d’identification, puisqu’actuellement, seules certaines régions chromosomiques ont été associées à la maladie. Ces régions chromosomiques sont déterminées par des études des gènes candidats ou de criblage systématique du génome. L’antigène HLA–B27 est directement en cause dans la physiopathologie de la maladie comme le suggèrent les modèles animaux de rats transgéniques pour HLA–B27 et la β2 microglobuline humaine. Cette molécule a des propriétés biologiques particulières, notamment une lenteur au repliement des chaînes lourdes, ainsi que la formation d’homodimères de chaînes lourdes, dépourvus de chaîne légère. HLA–B27 assume cependant ses fonctions de présentation aux lymphocytes T CD8+ de peptides de neuf acides aminés. Les modèles d’interaction HLA–B27/peptide antigénique ont permis d’établir les séquences d’acides aminés du peptide ainsi que celles du site de fixation peptidique, avec la mise en évidence de positions critiques sur HLA– B27 pour l’interaction avec le peptide. Les propriétés biochimiques particulières du B27 ont des conséquences comme une réponse atténuée aux antigènes bactériens ainsi que la stimulation de lymphocytes T CD4+. L’immunité innée est également concernée dans la SA, comme le suggère l’existence d’un infiltrat de macrophages et de polynucléaires au niveau de la synoviale, mais aussi la participation des Toll-like receptors. Perspectives et projets. – Ainsi, c’est l’interaction ou la mise en jeu de HLA–B27, la présentation de peptides bactériens, une réponse immunitaire anormale faisant intervenir les cellules de l’immunité innée mais également les lymphocytes T CD4+ et à un moindre degré T CD8+, qui conduira à la réaction inflammatoire de la SA et aux conséquences cliniques. Les formes moléculaires particulières du B27 sont certainement impliquées dans cette physiopathologie complexe, mais leur influence directe reste à préciser. © 2006 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés. Abstract Background. – Ankylosing spondylitis (AS) is an inflammatory rheumatic disease with axial involvement but its physiopathology remains unexplained. This latter combines genetic and environmental factors as well as an abnormal immune response. Current topics and important result. – This review addresses the different aspects of AS immunogenetic. A genetic background in AS is suggested by familial cases, concordance rate in twins and transmission of the disease in siblings. Ankylosing spondylitis is strongly associated with the expression of the HLA Class I antigen, B27, but also with other genes not yet identified since currently, only chromosomic area have been linked to AS. Studies of candidate genes or genome screening allow to determine these chromosomic regions. HLA-B27 is directly associated with the disease physiopathology as suggested by animal models of rats transgenic for human HLA-B27 and β2 microglobulin. This HLA molecule have original biological properties, in particular a slow heavy chain folding and the formation of heavy chain homodimers without light chain. However, HLA B27 is a functional molecule and assumes its property of presenting peptide of 9 amino acids to CD8+ T cells. Interaction modelling studies between HLA B27 and peptides have identified peptide and peptide groove amino acid sequences, with the identification of

* Auteur

correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (E. Toussirot).

0248-8663/$ - see front matter © 2006 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés. doi:10.1016/j.revmed.2006.05.005

E. Toussirot, D. Wendling / La Revue de médecine interne 27 (2006) 762–771

763

critical positions on the HLA B27 molecule for the peptide interaction. Original biochemical properties of HLA-B27 include diminished bacterial antigen response and CD4+ T lymphocyte stimulation. Innate immunity is also of interest in AS, as suggested by the presence of macrophage and polymorphonuclear neutrophils in AS synovitis, as well as the contribution of Toll-like receptors. Future prospects and projects. – Thus in AS, the inflammatory process and then the clinical consequences may be explained by the involvement of HLA-B27, a bacterial antigen presentation, an abnormal immune response and the contribution of innate immunity, T CD4+ but also T CD8+ cells. The original molecular structures of HLA-B27 are certainly involved in this complex physiopathology, but their direct influence on the disease remains to be precised. © 2006 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés. Mots clés : Spondylarthrite ankylosante ; HLA B27 ; Homodimères de chaînes lourdes ; Immunogénétique Keywords: Ankylosing spondylitis; HLA B27; Heavy chain homodimers; Immunogenetic

La spondylarthrite ankylosante (SA) fait partie du groupe des spondylarthropathies (SpA) qui rassemble les arthrites réactionnelles (AR), les rhumatismes associés aux entérocolopathies inflammatoires (maladie de Crohn, rectocolite hémorragique), le rhumatisme psoriasique dans sa forme axiale, certaines formes d’arthrites juvéniles et un groupe qualifié de SpA indifférenciée. Ces différentes affections sont réunies du fait de manifestations cliniques (articulaires et extra-articulaires) et d’aspects radiologiques communs et aussi par l’existence d’un terrain génétique prédisposant représenté par l’antigène de classe I HLA–B27. La SA en représente d’ailleurs le chef de file du fait d’une présentation clinique et radiologique caractéristique [1]. Ces affections se distinguent classiquement des maladies auto-immunes comme la polyarthrite rhumatoïde (PR) ou le lupus érythémateux systémique, principalement par l’absence de modifications immunologiques humorales, bien qu’il existe une participation indéniable de l’immunité aussi bien innée qu’adaptative dans les réactions inflammatoires des SpA. La physiopathologie de ces différentes affections est multifactorielle, faisant intervenir des facteurs génétiques, des facteurs d’environnement et des modifications de la réponse immunitaire. La participation génétique est connue depuis longtemps mais le rôle exact de la molécule HLA–B27 reste toujours l’objet de discussion. Dans cette mise au point, nous passerons en revue les différents éléments génétiques qui contribuent au développement de la SA, la physiopathologie de la SA telle qu’elle est actuellement comprise, sans aborder le cadre trop vaste des SpA. 1. Spondylarthrite ankylosante : rappels clinicoradiologiques La SA est un rhumatisme inflammatoire caractérisé par une atteinte des structures axiales (rachis et articulations sacro-iliaques), l’existence d’arthrites périphériques avec une présentation typiquement oligoarticulaire asymétrique prédominant aux membres inférieurs, une atteinte enthésopathique avec l’exemple caractéristique des talalgies, une atteinte radiologique des articulations sacro-iliaques et des ossifications ligamentaires réalisant les classiques syndesmophytes rachidiens. Les manifestations extra-articulaires peuvent toucher l’œil, la peau, le rein, le système nerveux périphérique ainsi que le poumon

[2]. Il s’agit d’un rhumatisme inflammatoire chronique dont la prévalence est estimée selon les pays et les études entre 0,1 et 0,5 %. La prévalence de la SA en France selon les données récentes de l’étude EPIRHUM est de 0,14 % [3]. Touchant principalement l’homme jeune, la SA est responsable d’un handicap progressif, source d’un retentissement fonctionnel sur le plan social et professionnel, ainsi que d’une augmentation de la mortalité. 2. Les lésions anatomiques au cours de la spondylarthrite ankylosante Anatomiquement, la SA touche électivement l’enthèse. Celle-ci se définit comme étant une zone d’attache des structures ligamentaires, capsulaires, des fascias et des tendons dans l’os. L’enthèse, notamment fibrocartilagineuse, a une histologie particulière, avec une transition progressive des fibres collagènes vers les travées osseuses [4]. Des biopsies d’enthèses ont été réalisées chez des patients atteints de SA, montrant des aspects inflammatoires particuliers. Les lésions débutent au niveau de l’os, évoluent vers un processus de fibrose puis d’ossification qui va s’étendre de l’os vers l’attache ligamentaire. Ces lésions anatomiques sont responsables des manifestations cliniques et trouvent leur correspondance sur le plan radiologique, notamment en imagerie par résonance magnétique. Sur le plan cellulaire, les lésions d’enthésite comportent un infiltrat inflammatoire dense composé en majorité de lymphocytes T CD8+. Cet infiltrat inflammatoire se distingue de ce qui est observé au niveau des enthèses provenant de patients atteints de PR ou de sujets arthrosiques [5]. Des synovites sont également constatées au cours de la SA et rendent compte des arthrites périphériques. Ces synovites sont tout à fait différentes de celles de la PR et ont certaines caractéristiques, avec notamment une importante vascularisation et un aspect tortueux de ces vaisseaux [6]. Le processus d’angiogénèse est certainement impliqué dans cette vascularisation synoviale, à l’instar de ce qui est observé dans la PR, et il a d’ailleurs été observé une élévation des taux circulants du facteur proangiogénique vascular endothelial growth factor (VEGF) dans les SpA, avec des corrélations avec l’activité de la maladie [7]. L’infiltrat inflammatoire synovial comporte des cellules T CD3+, CD4+ et CD20+, mais de façon moins prononcée comparativement à ce qui est constaté dans la PR [6].

764

E. Toussirot, D. Wendling / La Revue de médecine interne 27 (2006) 762–771

Toutefois, des données histopathologiques récentes à partir de biopsies synoviales de SpA ont montré une infiltration prédominante par des macrophages CD163+ et des polynucléaires, ainsi qu’une corrélation entre cet infiltrat inflammatoire et les paramètres d’activité de la maladie [8]. L’atteinte des sacro-iliaques est également une grande caractéristique de la SA. L’articulation sacro-iliaque est riche en structure fibreuse et on peut d’ailleurs considérer la sacroiliite de la SA comme étant une enthésite. Outre la présence d’un infiltrat inflammatoire composé de cellules T CD4+, CD8+ et de macrophages, on observe l’expression en grande quantité d’ARN messager codant pour le TNFα au sein des sacro-iliaques des patients spondylarthritiques [9]. 3. Génétique de la spondylarthrite ankylosante L’existence d’un terrain génétique dans la SA est appréhendée par les formes familiales de la maladie, le taux de concordance chez les jumeaux et l’héritabilité chez les apparentés d’un sujet atteint de SA [4,10,11]. 3.1. Formes familiales de spondylarthrite ankylosante et de spondylarthropathies Les formes familiales de la maladie sont fréquentes. Le risque de développer une SpA est 40 à 60 fois plus élevé chez un apparenté d’un sujet atteint de SpA par rapport à la population générale. Ces formes familiales permettent par ailleurs d’évaluer l’influence des facteurs génétiques sur l’expression de la maladie [4,10]. Les données récentes à partir d’études menées en France sur plus de 200 familles de SpA ont permis ainsi d’établir le rôle central de l’antigène B27, en association avec d’autres facteurs, sur les différentes manifestations cliniques de la maladie [12–16]. Ainsi, les manifestations articulaires et extra-articulaires sont associées à des facteurs génétiques dont fait partie le B27. Différents phénotypes ont pu être individualisés à partir de ces études familiales, dont un phénotype où prédominent les arthrites périphériques, les enthésites, le psoriasis, et qui touche plus volontiers des hommes avec un début de la maladie précoce, et un autre phénotype touchant plutôt les femmes avec des manifestations axiales et un début tardif [15,16]. L’étude sur les jumeaux permet de calculer le taux de concordance qui est de 67 % en cas de jumeaux monozygotes comparativement à 23 % en cas de jumeaux dizygotes ou non identiques [17]. 3.2. L’antigène HLA B27 : marqueur génétique de prédisposition à la maladie L’association entre l’antigène de classe I HLA–B27 et la SA a été rapportée pour la première fois en 1973 [18]. Cette association a ensuite été observée pour les autres pathologies du groupe des SpA et largement confirmée dans les différents pays du monde [19]. Toutefois, cette association B27–SA (et SpA) suit en quelque sorte la fréquence du B27 dans la popu-

lation étudiée. Ainsi, dans les populations ou pays où le B27 est faiblement exprimé, le pourcentage de patients B27 négatifs est plus important. L’antigène HLA–B27 fait partie des molécules du complexe majeur d’histocompatibilité ou région HLA. Cette région, portée en 6p, code pour des molécules intervenant dans la régulation de la réponse immunitaire. Les molécules HLA de classe I (A, B, C) ont une organisation moléculaire comportant une chaîne lourde, supportant un polymorphisme allélique, et une chaîne légère non polymorphe ou β2 microglobuline (β2m) [20]. La fréquence du B27 dans la SA est de 90 à 95 %, alors qu’elle est de 8 % dans la population caucasoïde [10,11,20]. Cela permet d’évaluer le risque relatif (risque de développer une SA lorsque l’on est porteur de cet antigène), qui est supérieur à 100. Cette fréquence est moins importante pour les autres affections du groupe des SpA. Si l’antigène HLA–B27 semble un composant génétique important dans la susceptibilité à la maladie, il n’en est pour autant pas indispensable puisque d’authentiques SA (et SpA) peuvent survenir chez des sujets B27 négatifs. Cela suggère bien évidemment l’intervention d’autres facteurs génétiques [11]. Moins de 5 % des sujets B27 positifs développent une SA ou SpA. Inversement, 20 % des sujets B27 apparentés à un patient spondylarthritique développeront eux-mêmes la maladie. Par ailleurs, il a été déterminé, à partir des études familiales, que le B27 contribuait pour 37 % dans le risque de développement d’une SpA [11]. Cela permet d’envisager les autres facteurs génétiques en cause dans la survenue d’une SA. 3.3. Autres facteurs génétiques dans la susceptibilité à la spondylarthrite ankylosante Il existe des facteurs portés par la région HLA et d’autres en dehors de cette région. ● Les facteurs génétiques portés dans la région HLA ont fait l’objet de recherche, car l’une des théories dans la physiopathologie de la SA envisageait que le véritable facteur génétique en cause était en fait en déséquilibre de liaison avec B27. Cette théorie a été écartée grâce aux modèles d’animaux transgéniques pour le B27 humain, impliquant directement cette molécule. Toutefois, les recherches portant sur des gènes de susceptibilité de la région HLA se heurtent au poids de l’association entre le B27 et SA et nécessitent d’être réalisées sur d’importantes populations de malades, ce qui n’a pas toujours été possible [20]. Ainsi, les recherches d’une association avec les gènes codant pour des molécules HLA de classe II (HLA–DRB1* notamment), avec les gènes impliqués dans les phénomènes d’apprêtement de l’antigène par les molécules de classe I (transporter associated with antigen processing –TAP–, low molecular mass polypeptide – LMP–), avec d’autres gènes codés au sein de la région HLA (MHC class I related chain gene A –MICA–, TNFα), ou encore avec les gènes codant pour les protéines du choc thermique (heat shock protein –hsp–) ont

E. Toussirot, D. Wendling / La Revue de médecine interne 27 (2006) 762–771

abouti à des résultats contradictoires [4,10,11]. À noter toutefois qu’une étude familiale française a décrit une association SpA/HLA–DR4, avec un risque relatif de 2,4 lorsque le sujet est porteur de cet antigène de classe II [14]. Certaines études ont également rapporté l’association uvéite/HLA– DR8 [21] ; ● pour les gènes situés ailleurs que dans la région HLA, différentes stratégies ont été adoptées pour la mise en évidence d’un facteur génétique ou d’une région chromosomique dans la susceptibilité à la maladie [10,11] : ○ la stratégie de criblage du génome, faisant appel aux microsatellites et nécessitant des études portant sur les familles de patients ; ○ la stratégie des gènes candidats. Le criblage du génome a permis de localiser plusieurs régions chromosomiques : 16q dans une étude anglaise [22], 6q et 11q dans une étude nord-américaine [23] et 9q (9q31– 34) dans une étude menée par le groupe français d’étude génétique des SpA [24]. Une méta-analyse récente de ces criblages du génome montre que 6, 16q, 19, 17p et 9q sont des régions chromosomiques d’intérêt dans la SA [25]. D’autres régions chromosomiques ont été identifiées, notamment dans les études familiales anglaises : 1p, 2q, 6q, 9q, 16q et 19q [22]. La liaison entre ces régions chromosomiques et la susceptibilité à la maladie est cependant variable selon ces études. Parmi les gènes candidats, NOD2 (nucleotid oligomerization domain gene– ou CARD15) a été étudié du fait de son implication en tant que facteur de prédisposition génétique à la maladie de Crohn. Toutefois, l’association de NOD2 avec la SA n’a pas été établie [26–28]. D’autres gènes candidats ont été reliés à la SA : l’allèle 4 du gène CYP2D6 codant pour un composant du cytochrome P450, porté en 22q et intervenant dans le métabolisme des antibiotiques et également de substances chimiques, mais ces données n’ont pas été confirmées par toutes les études [10,11]. Il a aussi été mis en évidence une association entre les gènes du cluster de l’IL-1 (IL1α, IL-1β et antagoniste du récepteur de l’IL-1) et la SA [11]. Enfin, il a été rapporté une association entre les facteurs génétiques et la sévérité de la SA dans une étude familiale anglaise, et notamment avec les indices d’activité et fonctionnels de la maladie (Basdai et Basfi, respectivement), alors que les facteurs d’environnement influenceraient peu l’expression de la maladie. Les données de ségrégation suggèrent l’influence majeure d’un gène [29]. 4. HLA–B27 : structure, fonctions et particularités biologiques L’antigène HLA–B27 est une spécificité allélique déterminée en routine par des techniques sérologiques. Il s’agit en fait d’une famille de 25 allèles ou sous-types codant pour 23 protéines différentes [19]. La distribution géographique à travers le monde est variable d’un allèle à l’autre. Les sous types de B27 diffèrent par des substitutions d’un ou de plusieurs acides aminés (un à sept), notamment dans les domaines α1 et α2 de la

765

chaîne lourde de la molécule (Tableau 1). Fait important, ces substitutions en acides aminés intéressent la région ou niche de fixation du peptide antigénique, avec comme conséquence potentielle une influence sur la sélection du peptide [30]. Le sous-type le plus répandu et qui a été clairement associé à la SA est B*2705 : il est considéré comme le sous-type ancestral, d’où dérivent tous les autres variants [19,31–33]. Pour tous les autres sous-types, la séquence d’acides aminés est connue, mais la relation avec la SA n’a été étudiée que pour les allèles de description ancienne. En pratique, il s’agit des sous-types B*2701 à B*2712 pour lesquels l’association à la SA est connue : ils sont tous associés à la maladie, sauf les soustypes B*2706 (allèle observé dans les populations du sud-est asiatique) et B*2709 (allèle observé en Sardaigne) [19]. La connaissance de ces sous-types et leur association éventuelle à la SA sont importantes car elles permettent de déterminer la capacité pour l’allèle de lier le peptide, de déterminer les séquences d’acides aminés jouant un rôle dans la fixation du peptide et ainsi, d’identifier un éventuel peptide arthritogène [30]. Sur le plan de l’organisation moléculaire, la structure tridimensionnelle de HLA–B27 est parfaitement connue : comme pour les autres molécules HLA de classe I, elle a une conformation en deux hélices α délimitant une zone où va se fixer le peptide, supporté par un plancher organisé en feuillet β plissé [20] (Fig. 1). Les sites de substitution en acides aminés sont précisément localisés en positions 59, 69, 70, 71, 74, 77, 80, 81, 82, 83, 97, 113, 114, 116, 131 et 152 (Tableau 1). La niche peptidique présente six poches (poches A à F) et les différents variants du B27 ont tous la même poche B, formée par les résidus 7, 9, 24, 34, 45, 63, 67, et 99. Les acides aminés importants interagissant avec le peptide et contenus dans cette poche B sont His 9, Thr 24, Glu 45, Cys 67 et Tyr 99. Ces acides aminés sont communs entre les six premiers sous-types du B27. Les sous-types du B27 qui ne sont pas associés avec la SA ont des substitutions en acides aminés en position 114 et 116, modifiant la conformation de la poche E. Les positions des acides aminés critiques pour influer sur la susceptibilité à la maladie sont Glu en 45 et Cys en 67, avec une conservation entre les différents allèles. Le résidu Glu est à la base alors que Cys est à l’ouverture de la poche B. Ces données sont importantes dans la recherche d’une liaison entre HLA–B27, le site de fixation peptidique et le peptide arthritogène [20,30]. Les mécanismes associant la SA et les SpA à la molécule HLA–B27 restent mystérieux. De nombreuses hypothèses ont été avancées, certaines sont abandonnées [30–33]. Il faut tout d’abord examiner l’aspect fonctionnel de la molécule et à travers ses séquences en acides aminés, évoquer les propriétés biologiques qui en font un produit du système HLA tout à fait original. La fonction première des molécules HLA de classe I est de présenter des peptides antigéniques de neuf acides aminés de long aux cellules T CD8+ [30,34,35]. Les modèles d’étude in vitro des capacités fonctionnelles du B27 en tant que molécule présentant des peptides montrent que cette molécule est tout à fait fonctionnelle et qu’il s’agit même d’une molécule qui présente de façon optimum les peptides. Les études de « binding »

766

E. Toussirot, D. Wendling / La Revue de médecine interne 27 (2006) 762–771

Tableau 1 Variation de séquences en acides aminés des sous-types de HLA–B27 (les substitutions en acides aminés selon la position sont indiquées dans le tableau)

B*2705 B*2701 B*2702 B*2703 B*2704 B*2706 B*2707 B*2708 B*2709 B*2710 B*2711 B*2712 B*2713 B*2714 B*2715 B*2716 B*2717 B*2718 B*2719 B*2720 B*2721 B*2722 B*2723 B*2724 B*2725

B*2705 B*2701 B*2702 B*2703 B*2704 B*2706 B*2707 B*2708 B*2709 B*2710 B*2711 B*2712 B*2713 B*2714 B*2715 B*2716 B*2717 B*2718 B*2719 B*2720 B*2721 B*2722 B*2723 B*2724 B*2725

59 Tyr

63 Glu

67 Cys

69 Ala

70 Lys

Domaine α1 de B27 71 74 Ala Asp Tyr

77 Asp Asn Asn

80 Thr Ile

81 Leu Ala Ala

82 Leu

83 Arg

His Ser Ser

Thr

Asn

Thr

Thr

Asn

Thr

Thr

Asn

Thr

Ser

Asn

Arg

Gly

Ser Ser

Asn

Arg

Gly

Asn

Arg

Gly

156 Leu

163 Glu

Ser Phc Ser

94 Thr

Asn

Phe

Thr

Asn

95 Leu

97 Asn

103 Val

113 Tyr

Ser

His

Thr

Tyr

Tyr

Domaine α2 de B27 114 116 His Asp

Asp Asn

Tyr Tyr

Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser 131 Ser

143 Thr

152 Val

Glu Glu Arg

Asp Glu Ser

Trp

Thr

His

Asn

Tyr

Arg

Leu Glu

Thr

Glu Ile

Ile

Arg His

Asn Asp Asp

Tyr Tyr Tyr

Arg

His

Asp

Tyr

Arg

Arg

Ser

ont permis d’identifier les acides aminés du peptide (nature, position) importants pour la fonction de présentation par la molécule B27. Ainsi, l’Arg en position P2 du peptide semble critique. Parallèlement, l’acide aminé P9 du peptide interagit avec la poche F. Des modèles permettent ainsi de prédire quels résidus du peptide doivent être tournés vers le récepteur T du lymphocyte T CD8+ et ceux qui servent d’ancrage avec la niche à peptide du B27. Par ailleurs, la molécule B27 fonc-

Glu Glu Glu Ser

Glu Glu

Trp

Thr

tionne comme une excellente molécule présentatrice d’antigènes, que ce soit chez des sujets malades (SA ou SpA) ou chez des sujets sains HLA–B27 positifs [30]. De plus, le répertoire T utilisé pour reconnaître les peptides associés à B27 n’est pas restreint à certaines familles Vβ du récepteur T. Ces données dérivent des études ayant porté sur la fonction de présentation par HLA–B27 de peptides issus du virus de la grippe ou du virus de l’immunodéficience humaine [30–33].

E. Toussirot, D. Wendling / La Revue de médecine interne 27 (2006) 762–771

767

effet une diarrhée, avec histologiquement des lésions sur le côlon s’apparentant à celles de la rectocolite hémorragique, des lésions cutanées psoriasiformes, une orchite et des arthrites avec lésions destructrices, mais également des lésions histologiques rachidiennes. Ce tableau est spécifique du B27 car il ne s’observe pas avec un autre transgène (B7). Plusieurs observations à partir de ce modèle de rat transgénique pour le B27 sont utiles à rapporter [39] :

Fig. 1. Structure tridimensionnelle de la molécule HLA–B27, avec une vue « au dessus », permettant de visualiser la niche de fixation du peptide. Les positions en acides aminés définissant certains sous-types de B27 (B*2701 à B*2711) sont mentionnées, ainsi que la poche B (d’après Reveille JD. Am. J. Med. 2005).

L’une des particularités du B27 est de posséder une Cys en position 67, localisée dans la poche B [31]. Cet acide aminé permet la formation d’homodimères de chaînes lourdes, non associés à la β2m [36]. Cet acide aminé joue un rôle important dans la physiopathologie de la SA. Du fait de sa localisation à la poche B, le résidu Cys influe sur la sélection du peptide. Des animaux exprimant un transgène de B27 muté en 67 par une Ser sont moins susceptibles de développer des arthrites [32,33]. En fait, cet acide aminé a la propriété d’altérer le repliement de la chaîne lourde de B27 avec la β2m et le peptide, lors du trafic intracellulaire, avant l’expression à la surface membranaire [37]. Toutefois, la Cys n’est pas indispensable à la fonction de présentation de l’antigène, puisque des molécules B27 mutées en Cys 67 par une Ser sont capables de présenter un antigène [30]. Les homodimères de chaînes lourdes sont formés à partir d’un pont disulfure car il n’est pas possible d’obtenir de tels homodimères avec un B27 muté en position 67. Ces dimères sont libres de chaînes légères, mais malgré l’absence de la β2m, la conformation tridimensionnelle est conservée, permettant la fixation et fonction de présentation d’un peptide [36]. Ces données ont des implications dans la physiopathologie de la maladie [30]. 5. Modèles animaux de spondylarthropathies La technologie des animaux transgéniques a permis de faire une avancée majeure dans la compréhension de la physiopathologie de la SA et des SpA [4]. En effet, certaines souches de rats transgéniques pour la molécule HLA B*2705 et la β2m humaines développent une pathologie qui se rapproche des AR et des SpA en général [38]. Ces animaux développent en

● l’expression du transgène est associée à toutes les manifestations cliniques de l’animal transgénique et un niveau élevé d’expression du transgène est nécessaire au développement de la SpA chez l’animal [38] ; ● ce modèle animal est transférable par autogreffe de cellules souches hématopoïétiques provenant d’un rat transgénique à des rats sains [40] ; ● la présence de lymphocytes T est nécessaire au développement de la maladie et notamment des lymphocytes T CD4+ ; ● enfin, la flore bactérienne est également nécessaire, car les animaux transgéniques pour le B27 ne font pas de tableau de SpA dans des conditions d’environnement stérile (situation germ free) [41] ; ● dans ce modèle, l’hyperexpression de chaînes légères ne diminue pas le défaut de repliement de la molécule B27 et la formation d’homodimères de chaînes lourdes, et est même à l’origine de phénomènes inflammatoires articulaires plus sévères. En revanche, ces animaux n’ont pas d’atteinte colique. Le défaut de repliement et les homodimères de chaînes lourdes seraient donc plus associés aux phénomènes inflammatoires articulaires que digestifs [42]. Ces données mettent en avant le rôle direct de la molécule B27 dans la physiopathologie de la maladie, le rôle des cellules présentatrices d’antigènes dans le déclenchement des phénomènes inflammatoires et des lymphocytes T CD4+ dans l’entretien des réactions inflammatoires, mais également l’influence de l’environnement bactérien [39]. Un autre modèle a été réalisé chez des souris transgéniques pour le B27 mais avec le gène codant pour la β2m invalidé. Les animaux développent des arthrites qui dépendent également de l’existence d’une flore bactérienne. Du fait de l’absence de β2m, les chaînes lourdes de B27 sont exprimées à la surface cellulaire sous forme libre. Ce modèle montre ainsi le rôle possible joué par les chaînes lourdes « libres », sans chaîne légère, dans la survenue d’une SpA [43]. Il existe d’autres modèles animaux s’apparentant aux SpA, notamment la survenue d’enthésite chez certaines souches de souris [39]. 6. Rôle des agents infectieux bactériens Leur influence est largement documentée dans les AR. Les germes en cause dans ces tableaux cliniques sont bien identifiés depuis plusieurs décennies et comprennent Chlamydia trachomatis, Yersinia enterocolitica, Salmonella typhimurium,

768

E. Toussirot, D. Wendling / La Revue de médecine interne 27 (2006) 762–771

Shigella flexneri, Campylobacter jejuni. Le concept d’arthrite réactionnelle est classiquement distinct du tableau d’arthrite septique dans la mesure où le germe n’est pas cultivable à partir d’un prélèvement articulaire. Toutefois, depuis environ dix ans, ont été mis en évidence des formes viables de Chlamydia trachomatis au niveau articulaire, notamment par des techniques d’amplification génique. Ces données se heurtent à la mise en évidence de ces particules bactériennes chez des sujets sains, posant le problème de l’interprétation de ces résultats. Par ailleurs, ces résultats concernent des sujets ayant un tableau d’AR, et non de SA. Toutefois, ces germes sont susceptibles de déclencher une réaction immunitaire. De fait, il existe au cours des AR une réponse cellulaire T dirigée contre les antigènes de la bactérie responsable du tableau clinique. Cette réponse comporte majoritairement des lymphocytes T CD4+, mais également des lymphocytes T CD8+ [44–46]. De plus, il est possible de mettre en évidence une réponse cellulaire spécifique des antigènes bactériens, au niveau du sang circulant comme au niveau du liquide articulaire [46]. Certaines molécules sources d’une réponse immunitaire ont été identifiées : il s’agit de composés immunostimulants comme les protéines du choc thermique (hsp) ou des antigènes lipopolysaccharidiques. Pour une même bactérie, plusieurs antigènes stimulants ont été identifiés. Ces données montrent que l’antigène B27 peut présenter un ou des antigènes arthritogéniques et induire une réponse cellulaire spécifique. Il persiste une prédominance de réponse CD4+ qui est considérée comme un évènement observé à l’initiation de la réponse immunitaire alors qu’une réponse CD8+ jouerait plutôt un rôle dans la persistance de cette réaction [47]. D’autres phénotypes cellulaires sont potentiellement impliqués dans les réponses inflammatoires de la SA et des SpA, et notamment les lymphocytes T régulateurs (T reg). Ces cellules, caractérisées par un phénotype CD4+ CD25+ et l’expression intracellulaire de la protéine Foxp3, ont des fonctions régulatrices des réponses immunitaires par l’intermédiaire de la production d’IL-10. Dans les SpA, les T reg sont diminués au niveau du compartiment sanguin alors qu’ils sont augmentés dans les liquides synoviaux, mais de façon non spécifique puisque des résultats équivalents ont été observés dans la PR [48]. Ces données suggèrent un recrutement actif des T reg au niveau articulaire avec comme conséquence une suppression de l’activation cellulaire et la production locale de cytokines qui contribuent à réguler les réactions inflammatoires. Ces constatations sont à rapprocher de celles de la production importante d’IL-10 par les cellules inflammatoires infiltrant la synoviale des SpA, situation qui a été avancée comme facteur de mauvais contrôle des infections bactériennes dans les AR [49]. 7. Hypothèses physiopathologiques et conceptions actuelles Les données rapportées ci-dessus permettent de retenir le rôle direct de la molécule HLA–B27, l’intervention d’agents bactériens en tant que facteur déclenchant (du moins dans les AR), le rôle des cellules présentatrices d’antigènes mais également des lymphocytes T CD4+ comme éléments cellulaires

intervenant respectivement à la phase initiale et d’entretien de la réaction inflammatoire [11,50]. Plusieurs hypothèses physiopathologiques ont été avancées pour concilier les différents intervenants cellulaires et/ou moléculaires participant aux lésions inflammatoires de la SA : ● l’hypothèse du peptide arthritogène a longtemps été mise en avant : selon cette théorie, HLA–B27 fixerait et présenterait aux lymphocytes T CD8+ des peptides arthritogènes. Il existe en sa faveur le polymorphisme du B27 avec certains sous-types préférentiellement associés à la SA et d’autres (B*2706 et B*2709) non associés, la mise en évidence d’acides aminés critiques pour la fixation du peptide sur la molécule B27 et des modèles peptidiques de fixation au B27. Ce peptide n’a toutefois pas été formellement identifié jusqu’à présent. Il faut d’ailleurs signaler une particularité supplémentaire pour la molécule HLA–B27, celle de la mise en évidence de peptides « longs » (33 acides aminés) fixés sur celle-ci [51]. Certains peptides du soi ont cependant été proposés comme peptides arthritogènes potentiels : un peptide de neuf acides aminés dérivant du collagène de type VI est reconnu par des cellules CD8+ du liquide synovial [52] ; un peptide de huit acides aminés provenant du récepteur du peptide vaso-intestinal (VIP) et reconnu chez les sujets B*2705 et non par ceux exprimant B*2709 [53]. En étude cristallographique, ce peptide adopte d’ailleurs une conformation, lorsqu’il est fixé par B*2705, qui le rend semblable sur le plan moléculaire à un autre peptide dérivant du virus d’Epstein-Barr, suggérant des influences sur la conformation adoptée par ces peptides autoréactifs lorsqu’ils sont associés à certains sous types de B27 (B*2705) et une influence sur la production de cellules T autoréactives [54,55] ; ● celle du mimétisme moléculaire a été longtemps très en vogue, sur la base de la découverte d’une homologie de séquences entre HLA–B27 et certaines protéines d’agent infectieux (nitrogénase réductase de Klebsiella pneumoniae) [56,57] ; ● d’autres théories ont été avancées : présentation par des molécules HLA de classe II de peptides issus du B27, fixation par B27 de superantigènes, déséquilibre de liaison entre B27 et un facteur génétique véritablement lié au développement de la maladie [30] (Tableau 2). Les données récentes sur les relations germes digestifs ou génitaux et les SpA ont permis de relancer le débat mettant directement en cause la molécule B27. En effet, B27 a des propriétés particulières : elle gêne l’éradication bactérienne et facilite la réplication de la bactérie, notamment Salmonella [58, 59]. La lenteur au repliement de la molécule B27 du fait de ses propriétés biochimiques particulières est à rappeler et pourrait ainsi favoriser la persistance intracellulaire de peptides bactériens et rendre compte de la mauvaise élimination bactérienne au cours des AR [37]. Cela permettrait d’élargir l’implication des bactéries mises en cause dans les AR au cadre de la SA et des autres SpA. L’autre propriété est d’ordre biochimique, avec

E. Toussirot, D. Wendling / La Revue de médecine interne 27 (2006) 762–771

769

Tableau 2 Hypothèses physiopathologiques avancées pour expliquer l’association spondylarthrite ankylosante/HLA–B27 HLA–B27 est en déséquilibre de liaison avec un autre gène directement en cause. B27 fixe et présente aux lymphocytes T CD8+ des peptides arthritogènes. HLA–B27 est impliqué dans la sélection thymique d'un répertoire T autoréactif responsable de la maladie. HLA–B27 porte une séquence qui réagit de façon croisée avec des séquences exprimées par des agents infectieux. HLA–B27 interagit avec un superantigène et est responsable d'une réaction lymphocytaire T non spécifique. Des peptides issus de HLA–B27 sont présentés par les molécules HLA de classe II et à l'origine d'une réponse lymphocytaire T CD4+. HLA–B27 est un récepteur pour un ligand bactérien HLA–B27 a une biologie particulière comparativement aux autres molécules HLA de classe I. B27 présente une Cys en 67, responsable ainsi d'une lenteur au repliement des chaînes lourdes avec des conséquences sur l'élimination des agents bactériens. HLA–B27 présente une Cys en 67 permettant la formation de ponts disulfures et d'homodimères de chaînes lourdes, responsables d'une réaction cellulaire spécifique.

la formation de ponts disulfures et de dimères de chaînes lourdes, évoqués précédemment. Les conséquences de ces homodimères sont nombreuses [30–33] : persistance de ces formes moléculaires au sein du réticulum endoplasmique avec induction d’un stress intracellulaire [60,61], diminution de la production des formes solubles des molécules HLA de classe I qui ont une fonction de régulation et d’immunomodulation dans les réactions immunitaires [62], présentation de peptides particuliers ou expression de ces homodimères de chaînes lourdes à la surface cellulaire avec reconnaissance par des cellules T autoréactives de phénotype CD4+ ou par des récepteurs inhabituels exprimés par les polynucléaires (leukocyte immunoglobulin-like receptor –LILR–) ou les cellules natural killer (killer immunoglobulin receptor –KIR–) [30]. La fixation des homodimères de B27 sur certains LILR (LILR6) a été démontrée [63]. La reconnaissance des chaînes lourdes et/ou des formes homodimériques de B27 par ces récepteurs a pour implication potentielle une participation des cellules de l’immunité innée et souligne ainsi l’implication potentielle des leucocytes dans la physiopathologie de la SA. 8. Immunité innée et physiopathologie de la spondylarthrite ankylosante Les macrophages et les lymphocytes sont en première ligne lors de la phase initiale d’infection bactérienne dans le cadre des AR. La muqueuse (digestive, génitale) est la porte d’entrée commune des germes associés à ces arthrites. Après contact avec les cellules M des plaques de Peyer, les bactéries sont présentées sous forme de peptides par les cellules présentatrices d’antigènes et notamment par les macrophages. Ces derniers jouent le rôle de cellules présentatrices mais également de distributeurs des antigènes bactériens à distance. Certains antigènes bactériens peuvent atteindre les structures articulaires (Chlamydia, Salmonella) alors que cette éventualité est moins probable avec d’autres bactéries (Yersinia, Shigella) [46]. Les épitopes immunodominants concernent des protéines intracellulaires : protéines ribosomales, hsp ou certaines protéines enzymatiques. Les immunités innée et acquise jouent toutes les deux un rôle important dans les défenses anti-infectieuses. L’immunité innée fait référence aux lignes de défense préexistantes avant tout contact avec l’agent infectieux. Les cellules impliquées

dans cette ligne de défense, macrophages et polynucléaires, peuvent potentiellement jouer un rôle important dans l’inflammation au cours des AR, mais aussi dans la SA et les SpA [64]. Ces deux types cellulaires produisent de grandes quantités de TNFα, cytokine largement impliquée dans la SA et les SpA. Les synoviales de SpA comportent de nombreux polynucléaires et macrophages CD163+, avec une régulation lors des traitements anti-TNFα [65]. Il existe par ailleurs une corrélation entre l’activité de la maladie et l’infiltrat synovial par les macrophages et polynucléaires dans les SpA [8]. L’activation des cellules de l’immunité innée se fait par l’intermédiaire des toll-like receptors (TLR). Ces récepteurs sont impliqués dans les réponses inflammatoires et dans les défenses vis-à-vis des agents bactériens et des mycobactéries. Exprimés sur différents types cellulaires, monocytes, cellules dendritiques, leur stimulation sera responsable d’activation en cascade des voies de signalisation cellulaire, avec pour résultante ultime, la production de médiateurs de l’inflammation [64]. Du fait de cette implication dans les réponses antibactériennes, les TLR participent probablement à la réaction inflammatoire au cours des AR et par extension, dans la SA et autres SpA. Des données histologiques et en immunophénotypage récents montrent que les TLR sont surexprimés dans les SpA, notamment le TLR4 pour les cellules mononucléées du sang circulant, et les TLR2 et TLR4 au niveau de la synoviale de SpA, comparativement à la PR et à des témoins [65]. Les traitements anti-TNFα régulent l’expression de TLR2 et TLR4, rendant compte ainsi de l’efficacité clinique de ces traitements, mais également des possibles effets secondaires avec l’augmentation du risque infectieux [65]. Par ailleurs, des cellules transfectées pour HLA–B27 (et non celles transfectées pour HLA–A2 ou A1), présentent la propriété d’induire une réponse importante vis-à-vis du lipopolysaccharide (ligand de TLR4) mesurée par la production de TNFa et la stimulation des voies de signalisation intracellulaire. Enfin, la muqueuse digestive des patients atteints de maladie de Crohn surexprime TLR4 [64]. Ces différentes données suggèrent l’implication des TLR et des différents types cellulaires impliqués dans l’immunité innée. Sur le plan génétique, il existe un polymorphisme pour les gènes des TLR, mais aucune relation entre le polymorphisme du TLR4 et la susceptibilité à la SA ou les SpA n’a été mise en évidence jusqu’à présent [66].

770

E. Toussirot, D. Wendling / La Revue de médecine interne 27 (2006) 762–771

9. Conclusions La physiopathologie de la SA reste encore non élucidée. Elle nécessite la compréhension du rôle de la génétique, des facteurs d’environnement de type bactériens, mais aussi de la réponse immunitaire et de l’interaction entre les gènes et les antigènes bactériens. S’il est désormais acquis que HLA–B27 joue un rôle déterminant et direct, d’autres gènes sont également en cause dans la physiopathologie de la maladie. Ces gènes expliqueraient ainsi les cas de SA B27 négative. La molécule HLA–B27 se comporte comme une « super » molécule présentatrice d’antigènes, sans qu’un antigène (bactérien ou autre) arthritogène n’ait pu être clairement identifié jusqu’à présent. HLA–B27 présente des propriétés biologiques particulières et notamment une lenteur au repliement intracytoplasmique, qui serait responsable d’une mauvaise élimination bactérienne et d’un stress intracytoplasmique, ainsi que la formation d’homodimères de chaînes lourdes, qui semble unique à cet allèle HLA de classe I. Toutefois, ces formes moléculaires particulières soulèvent certaines questions, notamment celles des conséquences intracellulaires et membranaires, avec leur expression à la surface cellulaire. Il n’est actuellement pas déterminé si les sujets B27 positifs sains expriment aussi ces formes moléculaires. Une autre question en suspens est celle de l’expression simultanée des formes « matures » (ou assemblage de chaînes lourde et légère) du B27 et de ces homodimères, ainsi que la notion quantitative de cette expression d’homodimères (pourcentage de formes homodimériques à la surface cellulaire). Par alleurs, s’il est acquis qu’il existe au cours de la SA une réponse cellulaire T de type CD4+, il n’est pas non plus précisé à l’heure actuelle quelles formes moléculaires du B27 sont reconnues par ces cellules. En revanche, la compréhension du rôle des agents bactériens a progressé ces dernières années, avec l’implication potentielle des cellules de l’immunité innée et celles des TLR. Toutefois, ces données dérivent de constatations histologiques au niveau synovial, alors que la SA est une maladie touchant principalement les enthèses. D’autres aspects physiopathologiques sont néanmoins importants comme l’implication des cytokines pro-inflammatoires, notamment du TNFα. Cependant, cette molécule arrive en aval du processus inflammatoire et il reste à comprendre les processus situés en amont, déclenchant ou initiateurs de la réaction inflammatoire de la SA et ainsi de réunir les différentes pièces du puzzle. Références [1] [2]

[3]

Breban M. La spondylarthrite. Introduction. In: Breban, editor. La spondylarthrite. Montrouge: John Libbey Eurotext; 2004. p. 3–7. Le Parc JM. Manifestations rhumatismales de la spondylarthrite. In: Breban, editor. La spondylarthrite. Montrouge: John Libbey Eurotext; 2004. p. 43–54. Saraux A, Guillemin F, Guggenbuhl P, Roux CH, Fardellone P, Le Bihan E, et al. Prevalence of spondylarthropathies in France: 2001. Ann Rheum Dis 2005;64:1431–5.

[4] Hacquard C, Breban M. Physiopathologie de la spondylarthrite. In: Breban, editor. La spondylarthrite. Montrouge: John Libbey Eurotext; 2004. p. 17–42. [5] Laloux L, Voisin MC, Allain J, Martin N, Kerboull, Chevalier X, et al. Immunohistological study of entheses in spondylarthropathies: comparison in rheumatoid arthritis and osteoarthritis. Ann Rheum Dis 2001;60: 316–21. [6] Baeten D, Demetter P, Cuvelier C, Van Den Bosch F, Kruithof E, Van Damme N, et al. Comparative study of the synovial histology in rheumatoid arthritis, spondylarthropathy, and osteoarthritis: influence of disease duration and activity. Ann Rheum Dis 2000;59:945–53. [7] Drouart M, Saas P, Billot M, Cedoz JP, Tiberghien P, Wendling D, et al. High serum vascular endothelial growth factor correlates with disease activity of spondylarthropathies. Clin Exp Immunol 2003;132:158–62. [8] Baeten D, Kruithof E, De Rycke L, Boots AM, Mielants H, Veys E, et al. Infiltration of the synovial membrane with macrophages and polymorphonuclear cells reflects global disease activity of spondylarthropathy. Arthritis Res Ther 2005;7:R359–R369. [9] Braun J, Bollow M, Neure L, Seipelt E, Seyrekbasan F, Herbst H, et al. Use of immunohistologic and in situ hybridization techniques in the examination of sacroiliac joint biopsy specimens from patients with ankylosing spondylitis. Arthritis Rheum 1995;38:499–505. [10] Reveille JD, Ball EJ, Khan MA. HLA-B27 and genetic predisposing factors in spondylarthropathies. Curr Opin Rheumatol 2001;13:265–72. [11] Reveille JD, Arnett FC. Spondylarthritis: update on pathogenesis and management. Am J Med 2005;118:592–603. [12] Said-Nahal R, Miceli-Richard C, Berthelot JM, Duche A, Dernis-Labous E, Le Blevec G, et al. The familial form of spondylarthropathy: a clinical study of 115 multiplex families. Groupe français d’étude génétique des spondylarthropathies. Arthritis Rheum 2000;43:1356–65. [13] Said-Nahal R, Miceli-Richard C, D’Agostino MA, Dernis-Labous E, Berthelot JM, Duche A, et al. Phenotypic diversity is not determined by independent genetic factors in familial spondylarthropathy. Arthritis Rheum 2001;45:478–84. [14] Said-Nahal R, Miceli-Richard C, Gautreau C, Tamouza R, Borot N, Porcher R, et al. The role of HLA genes in familial spondylarthropathy: a comprehensive study of 70 multiplex families. Ann Rheum Dis 2002; 61:201–6. [15] Porcher R, Said-Nahal R, D’Agostino MA, Miceli-Richard C, Dougados M, Breban M. Two major spondylarthropathy phenotypes are distinguished by pattern analysis in multiplex families. Arthritis Rheum 2005;53: 263–71. [16] Breban M, Said-Nahal R, Hugot JP, Miceli-Richard C. Familial and genetic aspects of spondylarthropathy. Rheum Dis Clin North Am 2003;29:575–94. [17] Brown MA, Kenendy LG, MacGregor AJ, Darke C, Duncan E, Shatford JL, et al. Susceptibility to ankylosing spondylitis in twins. The role of genes, HLA and the environment. Arthritis Rheum 1997;40:1823–8. [18] Brewerton DA, Caffrey M, Hart FD, James DCO, Nichols A, Sturrock RD. Ankylosing spondylitis and HL-A27. Lancet 1973;i:904–7. [19] Ball EJ, Khan MA. HLA-B27 polymorphism. Joint Bone Spine 2001;68: 378–82. [20] Wordsworth P, Brown M. HLA-B27, ankylosing spondylitis and the spondylarthropathies. In: Calin A, Taurog JD, editors. The spondylarthritides. Oxford: Oxford University Press; 1998. p. 179–93. [21] Monowarul Islam SM, Numaga J, Fujino Y, Masuda K, Ohda H, Hirata R, et al. HLA-DR8 and acute anterior uveitis in ankylosing spondylitis. Arthritis Rheum 1995;38:547–50. [22] Laval SH, Timms A, Edwards S, Bradbury L, Brophy S, Milicic A, et al. Whole-genome screening in ankylosing spondylitis: evidence of nonMHC genetic susceptibility. Am J Hum Genet 2001;68:918–26. [23] Zhang G, Luo J, Bruckel J, Weisman MA, Schumacher HR, Khan MA, et al. Genetic studies in familial ankylosing spondylitis susceptibility. Arthritis Rheum 2004;50:2246–54. [24] Miceli-Richard C, Zouali H, Said-Nahal R, Lesage S, Merlin F, De Toma C, et al. Significant linkage to spondylarthropathy on 9q31–34. Hum Mol Genet 2004;13:1641–8.

E. Toussirot, D. Wendling / La Revue de médecine interne 27 (2006) 762–771 [25] Lee YH, Rho YH, Choi SJ, Ji JD, Song GG. Ankylosing spondylitis susceptibility loci defined by genome–search meta-analysis. J Hum Genet 2005;50:453–9. [26] Miceli-Richard C, Zouali H, Lesage S, Thomas G, Hugot JP, Said-Nahal R, et al. CARD15/NOD2 analysis in spondylarthropathy. Arthritis Rheum 2002;46:1405–6. [27] Crane AM, Bradbury L, Van Heel DA, McGovern DPB, Brophy S, Rubin L, et al. Role of NOD2 variants in spondylarthritis. Arthritis Rheum 2002;46:1629–33. [28] Feirreiros-Vidal I, Amarelo J, Barros F, Carracedo A, Gomez-Reino JJ, Gonzalez A. Lack of association of ankylosing spondylitis with the most common NOD2 susceptibility alleles to Crohn’s disease. J Rheumatol 2003;30:102–4. [29] Hamersma J, Cardon LR, Bradbury L, Brophy S, Van der HorstBruinsma I, Calin A, et al. Is disease severity in ankylosing spondylitis genetically determined? Arthritis Rheum 2001;44:1396–400. [30] Bownes P. HLA B27 in health and disease: a double-edged sword. Rheumatol 2002;41:857–68. [31] Lopez de Castro JA. The pathogenic role of HLA–B27 in chronic arthritis. Curr Opin Immunol 1998;10:59–66. [32] Allen RL, Bownes P, McMichael J. The role of HLA–B27 in spondylarthritis. Immunogenetics 1999;50:220–7. [33] McMichael J, Bownes P. HLA–B27: natural function and pathogenic role in spondylarthritis. Arthritis Res 2002;4(Suppl 3):S153–8. [34] Madden DR, Gorga JC, Strominger JL, Wiley DC. The structure of HLA B27 reveals nonamer self peptides bound in an extended conformation. Nature 1991;353:321–5. [35] Jardetsky TS, Lane WS, Robinson RA, Madden DR, Wiley DC. Identification of self peptides bound to purified HLA-B27. Nature 1991;353: 326–9. [36] Allen RL, O’Callaghan CA, McMichael AJ, Bowness P. Cutting edge: HLA–B27 can form a novel β2-microglobulin free heavy chain homodimer structure. J Immunol 1999;162:5045–8. [37] Mear JP, Schreiber KL, Munz C, Zhu X, Stevanovic S, Rammensee HG, et al. Misfolding of HLA-B27 as a result of its B pocket suggests a novel mechanism for its role in susceptibility to spondylarthropathies. J Immunol 1999;163:6665–70. [38] Hammer RE, Maika SD, Richardson JA, Tang JP, Taurog JD. Spontaneous inflammatory disease in transgenic rats expressing HLA-B27 and human β2m: an animal model of HLA-B27 associated disorder. Cell 1990;63:1099–112. [39] Taurog JD. Animal models of the spondylarthropathies. In: Calin A, Taurog JD, editors. The spondylarthritides. Oxford: Oxford University Press; 1998. p. 223–37. [40] Breban M, Hammer RE, Richardson JA, Taurog JD. Transfer of the inflammatory disease of HLA–B27 transgenic rats by bone marrow engraftement. J Exp Med 1993;178:1607–16. [41] Taurog JD, Richardson JA, Croft JT, Simmons WA, Zhou M, Fernandez-Sueiro JL, et al. The germ-free state prevents development of gut and joint inflammatory disease in HLA-B27 transgenic rats. J Exp Med 1994;180:2359–64. [42] Tran TL, Dorris ML, Satumtira N, Richardson J, Taurog JD. Additional human beta-2m curbs HLA–B27 heavy chain misfolding and promotes arthritis and spondylitis but not colitis in male B27 transgenic rats. Arthritis Rheum 2005;52(Suppl):S447–8. [43] Khare SD, Luthra HS, David CS. Spontaneous inflammatory arthritis in HLA-B27 transgenic mice lacking beta 2 microglobulin: a model of human spondylarthropathies. J Exp Med 1995;182:1153–8. [44] Sieper J, Braun J, Wu P, Kingsley G. T cells are responsible for the enhanced synovial cellular immune response to triggering antigen in reactive arthritis. Clin Exp Immunol 1993;91:96–102. [45] Hermann E, Yu DTY, Zum Buschenfelde KHM, Fleischer B. HLA–B27 restricted CD8 T cells derived from synovial fluids of patients with reactive arthritis and ankylosing spondylitis. Lancet 1993;342:646–50. [46] Sieper J, Braun J. Triggering mechanisms and T cell responses in the spondylarthropathies. In: Calin A, Taurog JD, editors. The spondylarthritides. Oxford: Oxford University Press; 1998. p. 195–206.

771

[47] Boyle LH, Goodall JC, Opat SS, Gaston JS. The recognition of HLA– B27 by human CD4+ T lymphocytes. J Immunol 2001;167:2619–24. [48] Cao D, Van Vollenhoven R, Klareskog L, Trollmo C, Malmstrom V. CD25 bright CD4+ regulatory T cells are enriched in inflamed joints of patients with chronic rheumatic disease. Arthritis Res Ther 2004;:R335– R346. [49] Rudwaleit M, Höhler T. Cytokine gene polymorphisms relevant for the spondylarthropathies. Curr Opin Rheumatol 2001;13:250–4. [50] Berthelot JM, Glémarec J, Guillot P, Laborie Y, Maugars Y. New pathogenic hypotheses for spondyloarthropathies. Joint Bone Spine 2002;69: 114–22. [51] Urban RG, Chicz RM, Lane WS, Strominger JL, Rehm A, Kenter MJH, et al. A subset of HLA-B27 molecules contains peptides much longer than nonamers. Proc Natl Acad Sci USA 1994;91:1534–8. [52] Atagunduz P, Appel H, Kuon W, Wu P, Thiel A, Kloetzel PM, et al. HLA-B27 restricted CD8+ T cell response to cartilage derived self peptides in ankylosing spondylitis. Arthritis Rheum 2005;52:892–901. [53] Fiorillo MT, Maragno M, Butler R, Dupuis ML, Sorrentino R. CD8+ T cell autoreactivity to an HLA B27 restricted self epitope correlates with ankylosing spondylitis. J Clin Invest 2000;106:47–53. [54] Fiorillo MT, Ruckert C, Hulsmeyer M, Sorrentino R, Saenger W, Ziegler A, et al. Allele dependent similarity between viral and self peptide presentation by HLA–B27 subtypes. J Biol Chem 2005;280:2962–71. [55] Ruckert C, Fiorillo MT, Loll B, Moretti R, Biesiadka J, Saenger W, et al. Conformational dimorphism of self peptides and molecular mimicry in a disease associated HLA B27 subtype. J Biol Chem 2006;281:2306–16. [56] Lahesmaa R, Skurnik M, Gransfors K, Mottonen T, Saario T, Toivanen A, et al. Molecular mimicry in the pathogenesis of spondylarthropathies. A critical appraisal of cross reactivity between microbial antigens and HLA–B27. Br J Rheumatol 1992;31:221–9. [57] Schwimmbeck PL, Yu DT, Oldstone MB. Autoantibodies to HLA–B27 in the sera of HLA–B27 patients with ankylosing spondylitis and Reiter syndrome. Molecular mimicry with Klebsellia pneumoniae as potential mechanism of autoimmune disease. J Exp Med 1987;166:161–73. [58] Kapasi K, Inmann RD. HLA–B27 expression modulates Gram negative bacterial invasion into transfected L cells. J Immunol 1992;148:3554–9. [59] Virtala M, Salmi M, Pelliniemi LJ, Yu DT, Granfors K. HLA–B27 modulates intracellular survival of Salmonella enteriditis in human monocytic cells. Eur J Immunol 1997;27:1331–8. [60] Dangoria NS, DeLay ML, Kingsbury DJ, Mear JP, Uchanska-Ziegler B, et al. HLA–B27 misfolding is associated with aberrant intermolecular disulfide bond formation (dimerization) in the endoplasmic reticulum. J Biol Chem 2002;277:23459–68. [61] Turner MJ, Sowders DP, DeLay ML, Mohapatra R, Bai S, Smith JA, et al. HLA–B27 misfolding in transgenic rats is associated with activation of the unfolded protein response. J Immunol 2005;175:2438–48. [62] Toussirot E, Saas P, Pariset J, Chabod J, Tiberghien P, Wendling D. Decreased levels of serum soluble HLA class I antigens in HLA–B27 positive spondylarthropathies. Ann Rheum Dis 2006;65:279–80. [63] Allen RL, Trowsdale J. Recognition of classical and heavy chain forms of HLA–B27 by leukocyte receptors. Curr Mol Med 2004;4:59–65. [64] Pachebo-Tena C, Zhang X, Stone M, Burgos-Vargas R, Inman R. Innate immunity in host-microbial interactions: beyond B27 in the spondylarthropathies. Curr Opin Rheumatol 2002;14:373–82. [65] De Rycke L, Vandooren B, Kruithof E, De Keyser F, Veys E, Baeten D. Tumor necrosis factor alpha blockade treatment down-modulates the increased systemic and local expression of Toll-Like receptor 2 and Toll-like receptor 4 in spondylarthropathy. Arthritis Rheum 2005;52: 2146–58. [66] Van Der Paardt M, Crusius JBA, De Koning MHMT, Morré SA, Van de Stadt RJ, Dijkmans BAC, et al. No evidence for involvement of the Tolllike receptor 4 (TLR4) A896G and CD14–C260T polymorphisms in susceptibility to ankylosing spondylitis. Ann Rheum Dis 2005;64:235–8.