Signifikans av Anti-TPO som en tidig prediktiv markör vid sköldkörtelsjukdom

Abstract

Trots att de flesta sköldkörtelpatienter är odiagnostiserade på grund av ospecifika symtom rekommenderas inte universell screening för sköldkörtelsjukdom för den allmänna befolkningen. I den här studien är vårt motiv att visa upp det tidiga uppträdandet av autoantikropparna i sköldkörteln, anti-TPO, innan sköldkörtelhormonstörningen börjar. Därför skulle tillägget av anti-TPO tillsammans med de traditionella sköldkörtelmarkörerna TSH och FT4 bidra till att minska den långsiktiga sjukligheten och de därmed förknippade hälsoproblemen. Här testades totalt 4581 personer flera gånger för TSH, FT4, anti-TPO och anti-Tg och följdes upp i två år. Vi rationaliserade våra försökspersoner i två grupper, A1 (eutyreoid vid första besöket, men konverterade till subklinisk/öppen hypotyreos vid uppföljningsbesöken) och A2 (eutyreoid vid första besöket, men konverterade till hypertyreos vid uppföljningsbesöken). Enligt våra resultat hade 73 % av de hypotyreösa personerna (från grupp A1) och 68,6 % av de hypertyreoida personerna (från grupp A2) anti-TPO 252 (±33) respektive 277 (±151) dagar innan sköldkörteldysfunktionen började. Både subklinisk/öppen hypotyreoidism och hypertyreoidism uppvisade en betydligt högre andel försökspersoner som hade anti-TPO före uppkomsten av sköldkörteldysfunktion jämfört med den kombinerade kontrollgruppen. Det fanns dock ingen signifikant skillnad i de ämnen som hade anti-Tg tidigare än kontrollgruppen. Ytterligare bedömning visade att endast anti-TPO kunde användas som en fristående markör, men inte anti-Tg. Våra resultat visar att anti-TPO uppträder innan sköldkörtelhormonstörningar börjar, och därför skulle testning av anti-TPO tillsammans med TSH vara till stor hjälp för att identifiera potentiella riskindivider och förebygga långvarig sjuklighet.

1. Introduktion

Tyreoideadysfunktion, som definieras som ett brett spektrum av störningar relaterade till sköldkörteln, har en enorm effekt på människors hälsa. Cirka 20 miljoner människor lider av någon form av sköldkörtelsjukdom i USA . Förekomsten av sköldkörtelrubbningar varierar i varje befolkning, vilket kan tillskrivas geografiska/miljöfaktorer, etnicitet, ålder, kön osv. Funktionella sköldkörtelsjukdomar delas huvudsakligen in i hypotyreoidism (underaktiv sköldkörtel) och hypertyreoidism (överaktiv sköldkörtel) som vidare delas in i öppen och subklinisk sjukdom. Det uppskattas att cirka 4,6 % av den amerikanska befolkningen lider av hypotyreos (0,3 % klinisk och 4,3 % subklinisk) och 1,3 % av hypertyreos (0,5 % klinisk och 0,7 % subklinisk). Många personer med sköldkörtelsjukdom är odiagnostiserade eftersom symtomen utvecklas gradvis och inte är särskilt specifika. Även om screening för sköldkörtelsjukdom verkar lämplig har man inte enhälligt rekommenderat allmän screening på grund av bristen på kliniska prövningar som fastställer fördelarna med efterföljande behandling.

Och även om allmän screening inte rekommenderas, visar vissa studier att tidig behandling, särskilt av subklinisk hypotyreos, skulle kunna vara fördelaktig för att förhindra att man utvecklar en öppen hypotyreos och den därmed sammanhängande sjukligheten, och för att förebygga framtida hjärtsjukdomar genom att korrigera serumlipidprofilerna. Vissa studier visar att sköldkörtelsjukdom är förknippad med avvikande lipidprofiler och hjärtfel, vilket innebär att en tidig diagnos och behandling eventuellt skulle eliminera behovet av dyra lipidsänkande behandlingar. Dessutom skulle en tidig diagnos och behandling minska kostnaderna för att utvärdera och behandla ospecifika symtom. Frekvent screening rekommenderas dock för högriskgrupper, t.ex. högriskgravida kvinnor, eftersom oupptäckt subklinisk hypotyreos och förekomst av autoantikroppar mot sköldkörteln under graviditeten kan ha en negativ inverkan på fostrets överlevnad och är förknippade med högt blodtryck och toxemi . Studier har dock visat att allmän screening av gravida kvinnor är kostnadseffektivt jämfört med screening endast för gravida kvinnor med hög risk och utan screening . Inte bara gravida kvinnor utan även kvinnor som är i fertil ålder bör testas och behandlas tidigt eftersom data tyder på att subklinisk hypotyreos är förknippad med ägglossningsdysfunktion och infertilitet .

Autoimmun sköldkörtelsjukdom är den vanligaste formen av sköldkörteldysfunktion som orsakar flera former av tyreoidit som sträcker sig från hypotyreos (Hashimotos tyreoidit) och hypertyreos (Graves sjukdom). Sköldkörtelns autoimmunitet kännetecknas av autoantikroppar från sköldkörteln, särskilt anti-TPO och anti-Tg. På senare år har autoantikroppar visat värdefulla resultat som tidiga diagnostiska markörer vid många sjukdomar som cancer, reumatoid artrit och celiaki . Tyvärr kontrolleras autoantikroppar från sköldkörteln rutinmässigt först när någon avvikelse konstateras i sköldkörtelhormonerna, särskilt TSH och FT4. Men deras förekomst även före TSH-markören, som är den primära markören, har inte uppskattats.

I den här studien är vårt fokus att visa upp det tidiga uppträdandet av sköldkörtel autoantikroppar hos euthyroida personer som senare utvecklades till hypotyreoidism och hypertyreoidism. Våra resultat visar att mätning av anti-TPO tillsammans med TSH och FT4 skulle vara fördelaktigt för att identifiera euthyroida personer med potentiell risk för att utveckla sköldkörtelsjukdom och därmed vara till hjälp för noggrann övervakning, frekventa uppföljningar och tidiga behandlingsbeslut för att förhindra långsiktig sjuklighet och associerade sjukdomar som kardiovaskulära sjukdomar .

2. Material och metoder

2.1. Patienturval och studiedesign

Den stödberättigade studiepopulationen bestod av 4581 personer som testades flera gånger på Vibrant America Clinical Laboratory för minst fyra markörer för sköldkörtelsjukdom (fritt T4-hormon (FT4), TSH, anti-TPO, anti-Tg) mellan april 2016 och april 2018 (2 år). Denna retrospektiva analys genomfördes med hjälp av avidentifierade kliniska data och testresultat och undantogs därför från formell etisk granskning av Western IRB (Washington, USA). Försökspersonerna kategoriserades enligt nedan för analysändamål.

Grupp A1: Euthyroid vid första besöket men konverterade till subklinisk/overt hypotyreos vid senare besök.

Grupp A2: Euthyroid vid första besöket men konverterade till subklinisk/overt hypertyreos vid senare besök.

Försökspersonernas demografiska uppgifter anges i tabell 1.

2.2. Referensområden för sköldkörtelmarkörer

Referensområden för sköldkörtelhormon beror på det laboratorium där testet utförs. I den här studien följde vi de referensområden som majoriteten av laboratorierna använde. Referensintervallet för hormoner och autoantikroppsnivåer i en frisk kontroll som användes i denna studie visas i tabell 2. Subklinisk hypotyreos, subklinisk hypertyreos, uppenbar hypotyreos och uppenbar hypertyreos tilldelades med hjälp av dessa intervall.

Tabell 3 visar kategoriseringen av sköldkörtelsjukdomsstatus genom utvärdering av TSH- och FT4-nivåer som användes i denna studie.

2.3. TSH, FT4, anti-TPO och anti-Tg Tester

TSH, FT4, anti-TPO och anti-Tg mättes med hjälp av den kommersiella analysatorn Roche e601 Analyzer (Roche Diagnostics, Indianapolis, IN, USA) i enlighet med tillverkarens rekommendationer. Reagenserna köptes från Roche Diagnostics (Indianapolis, IN, USA). Humana serumprover användes för elektrokemiluminescensimmunoassay på Elecsys immunoassayanalysatorer. I korthet används i Elecsys TSH-analysen monoklonala antikroppar som är specifikt riktade mot TSH från människa. Antikropparna som är märkta med ett rutheniumkomplex består av en chimär konstruktion av specifika komponenter från människa och mus. Som ett resultat av detta har störande effekter på grund av HAMA (humana anti-mus-antikroppar) i stort sett eliminerats.

För Elecsys FT4-testet gjordes bestämningen av fritt tyroxin med hjälp av en specifik anti-T4-antikropp märkt med ett rutheniumkomplex. Mängden antikropp som användes var så liten (motsvarande ca 1-2 % av det totala T4-innehållet i ett normalt serumprov) att jämvikten mellan bundet och obundet T4 förblev praktiskt taget opåverkad.

Rekombinanta antigener och polyklonala anti-TPO-antikroppar användes i Elecsys anti-TPO-testet, medan humant antigen och monoklonala humana anti-Tg-antikroppar användes i Elecsys anti-Tg-testet.

2.4. Patient- och allmänhetens medverkan

Denna studie omfattar ingen patient- eller allmänhetens medverkan och studien är baserad på retrospektiv analys av avidentifierade laboratoriedata, varför den undantogs från formell etisk granskning av Western Institutional Review Board (WIRB).

2.5. Statistisk analys

Behandlingen och analysen av kliniska data från avidentifierade försökspersoner utfördes via Java for Windows version 1.8.161. Data uttrycktes som medelvärde ± standardavvikelse (SD) med en gaussisk fördelning. Multipel logistisk regressionsanalys användes för att utvärdera förekomsten av kliniska variabler. P < 0,05 ansågs vara signifikant.

3. Resultat

3.1. Anti-TPO som en tidig prediktiv markör

Vi försökte bedöma det tidiga uppkomsten av anti-TPO- och anti-Tg-markörer hos personer med autoimmun sköldkörtelsjukdom. Försökspersonerna delades in i två grupper: Grupp A1 består av försökspersoner som var eutyroida vid det första besöket men som vid uppföljningsbesöken övergick till subklinisk/overt hypotyreos och grupp A2 består av försökspersoner som var eutyroida vid det första besöket men som vid uppföljningsbesöken övergick till subklinisk/overt hypertyreos. Den procentuella fördelningen av läkares rapporterade ICD-10-CM-koder (International Classification of Diseases, Tenth Revision, Clinical Modification) användes för att ge klinisk information om grupp A1 och grupp A2. Som förväntat klagade 25,7 % och 46,6 % av de hypotyreoida respektive hypertyreoida personerna över D-vitaminbrist (ICD-10-CM-E559) och 25,0 % av de hypotyreoida och 56,8 % av de hypertyreoida personerna klagade över annan trötthet (ICD-10-CM-R5383); båda är ospecifika symtom. På samma sätt har 23,0 % hypotyreösa försökspersoner och 46,6 % hypertyreösa försökspersoner angett hypotyreos (ICD-10-CM-E039) som orsak till testning. Den procentuella fördelningen av hela spektrumet av ICD-10-CM-koder för försökspersoner i grupp A1 och grupp A2 anges i kompletterande tabell S1.

Grupp A1 hade totalt 152 försökspersoner som utvecklade hypotyreos, och 127 av dem konverterade till subklinisk hypotyreos (83,5 %) och 25 konverterade till öppen hypotyreos (16,5 %) under uppföljningsbesöken efter två år. Grupp A2 hade totalt 118 försökspersoner som utvecklade hypertyreoidism och 95 av dem konverterade till subklinisk hypertyreoidism (80,5 %) och 23 konverterade till överdriven hypertyreoidism (19,5 %) under uppföljningsbesöken efter 2 år.

Figur 1 visar frekvensen av försökspersoner i grupp A1 som hade anti-TPO och anti-Tg tidigare än debuten av subklinisk/överdriven hypotyreoidism under uppföljningsbedömningen efter 2 år. Vi bedömde antalet försökspersoner som hade anti-TPO före uppkomsten av subklinisk/overt hypotyreos och jämförde dem med kontrollgruppen (försökspersoner med anti-TPO parallellt med, efter eller aldrig till uppkomsten av subklinisk/overt hypotyreos). Som framgår av figur 1 hade 111/152 (73,0 %) försökspersoner anti-TPO före uppkomsten av subklinisk/overt hypotyreos, 21/152 (13,8 %) hade anti-TPO parallellt med uppkomsten av subklinisk/overt hypotyreos, 1/152 (0,7 %) hade anti-TPO efter uppkomsten av subklinisk/overt hypotyreos och 19/152 (12,5 %) hade ingen anti-TPO. De tre senare grupperna (parallellt, efter och aldrig) kombinerades för att skapa kontrollgruppen (41/152 (27,0 %)) för att jämföra betydelsen av anti-TPO före uppkomsten av subklinisk/overt hypotyreos. Förekomsten av anti-TPO-positivitet som sågs före uppkomsten av subklinisk/overt hypotyreos i grupp A1 var signifikant högre (p<0,0001) än den kombinerade kontrollgruppen och anti-TPO var positivt i genomsnitt 252(±33) dagar före uppkomsten av subklinisk/overt hypotyreos. Samma grupp bedömdes med avseende på förekomsten av anti-Tg. Som framgår av figur 1 hade 83/152 (54,6 %) försökspersoner anti-Tg före uppkomsten av subklinisk/overt hypotyreos, 13/152 (8,6 %) hade anti-Tg parallellt med uppkomsten av subklinisk/overt hypotyreos, 0/42 (0 %) hade anti-Tg efter uppkomsten av subklinisk/overt hypotyreos, och 56/152 (36,8 %) hade ingen anti-Tg. Förekomsten av anti-Tg-positivitet tidigare än när subklinisk/overt hypotyreos uppstod var inte signifikant.

Den samma bedömningen genomfördes för personer i grupp A2. Som framgår av figur 2 hade 81/118 (68,6 %) försökspersoner anti-TPO före uppkomsten av subklinisk/overt hypertyreoidism, 17/118 (14,4 %) hade anti-TPO parallellt med uppkomsten av subklinisk/overt hypertyreoidism, 2/118 (1,7 %) hade anti-TPO efter uppkomsten av subklinisk/overt hypertyreoidism och 18/118 (15,3 %) hade ingen anti-TPO. Förekomsten av anti-TPO-positivitet som sågs tidigare än debuten av subklinisk/overt hypertyreoidism var signifikant högre (p<0,0001) än i den kombinerade kontrollgruppen och anti-TPO var positivt i genomsnitt 277 (±151) dagar före debuten av subklinisk/overt hypertyreoidism. Samma grupp bedömdes med avseende på förekomsten av anti-Tg. Som framgår av figur 3 hade 58/152 (49,2 %) försökspersoner anti-Tg före uppkomsten av subklinisk/overt hypertyreoidism, 7/152 (5,9 %) hade anti-Tg parallellt med uppkomsten av subklinisk/overt hypertyreoidism, 0/42 (0 %) hade anti-Tg efter uppkomsten av subklinisk/overt hypertyreoidism och 53/152 (44,9 %) hade ingen anti-Tg. Förekomsten av anti-Tg-positivitet som sågs tidigare än när subklinisk/overt hypertyreoidism började var inte signifikant.

Nästan försökte vi utvärdera varje antikropps förmåga att fungera som ett fristående test. Vi bedömde försökspersonerna i grupperna A1 och A2. I grupp A1 bedömde vi tre kategorier och jämförde dem med varandra: försökspersoner som hade antingen anti-TPO eller anti-Tg före uppkomsten av subklinisk/overt hypotyreos, försökspersoner som hade anti-TPO före uppkomsten av subklinisk/overt hypotyreos och försökspersoner som hade anti-Tg före uppkomsten av subklinisk/overt hypotyreos. En liknande analys utfördes för grupp A2. Som framgår av figur 3 hade 126/152 (82,9 %) försökspersoner i grupp A1 antingen anti-TPO eller anti-Tg före uppkomsten av subklinisk/overt hypotyreos jämfört med 111/152 (73,0 %, p= 0,0522) med anti-TPO och 83/152 (54,6 %, p<0,0001) med anti-Tg. På samma sätt hade 93/118 (78,8 %) försökspersoner i grupp A2 antingen anti-TPO eller anti-Tg före uppkomsten av subklinisk/overt hypertyreoidism jämfört med 81/118 (68,6 %, p= 0,1033) med anti-TPO och 58/118 (49,2 %, p<0,0001) med anti-Tg. Ingen signifikant skillnad hittades när anti-TPO mättes enbart jämfört med kombinerad mätning av antingen anti-TPO eller anti-Tg förekomst före uppkomsten av subklinisk/overt hypotyreoidism och hypertyreoidism. Men ett signifikant lågt antal försökspersoner rapporterades när anti-Tg beaktades ensamt jämfört med den kombinerade bedömningen av antingen anti-TPO- eller anti-Tg-mätning.

4. Diskussion

Syftet med den här studien är att visa på det tidiga uppträdandet av anti-TPO-autoantikroppar, före uppkomsten av biokemiska förändringar av sköldkörtelhormoner, TSH och FT4. Mätning av anti-TPO tillsammans med TSH och FT4 gynnar som en prediktiv markör vid diagnostisering av euthyroida personer som kan vara i riskzonen för potentiella sköldkörteldysfunktioner. Många individer söker kanske inte läkarvård på grund av att symtomen utvecklas gradvis eller på grund av ospecifika symtom. Detta framgick tydligt av utvärderingen av de kliniska symtom som rapporterades av läkarna för dessa försökspersoner, i termer av ICD-10-CM-koder. ICD-10-CM är ett internationellt erkänt system som förtecknas av Världshälsoorganisationen (WHO) och som används av läkare och andra vårdgivare för att rapportera sina diagnoser, symtom och förfaranden som en unik alfanumerisk kod som är specifik för varje sjukdom, störning, skada, infektion och symtom. Den innehåller nödvändig information för diagnostisk specificitet och klassificering av sjuklighet i USA och i hela världen. Vi har beräknat och rangordnat den procentuella fördelningen av ICD-10-CM-koder som läkarna har rapporterat utifrån patientens symtom, beteende och historia. Den högst rankade ICD-10-CM-koden var D-vitaminbrist (ICD-10-CM-E559) följt av trötthet (ICD-10-CM-R5383) och hypotyreos (ICD-10-CM-E039). Sköldkörtelsjukdom och D-vitaminbrist har vissa gemensamma symtom som trötthet och håravfall. Detta kan förklaras av det höga antalet rapporterade ICD-10-CM-koder för D-vitaminbrist och trötthet. Dessutom dokumenterades signifikant låga nivåer av D-vitamin hos patienter med autoimmun sköldkörtelsjukdom . Vi har dock sett att 46,6 % av läkarna har rapporterat en ICD-10-CM-kod för hypotyreos för sina patienter, men att deras serumbiokemi visar på hypertyreos. Hypotyreoidism och hypertyreoidism har gemensamma ospecifika symtom; därför är det möjligt att de flesta av dessa symtom kan leda till att läkaren rapporterar som hypotyreoidism (ICD-10-CM-E039) med tanke på att hypotyreoidism är vanligare än hypertyreoidism.

Behandling eller frekventa tester är inte befogade hos personer vars TSH-nivåer inte är urspårade eller gränsfall. I den här studien visade vi att förekomst av anti-TPO även utan några störningar i sköldkörtelhormonnivåerna indikerar en möjlig risk för utveckling av sköldkörtelrubbningar. Enligt våra resultat hade 73 % av de hypotyreösa ämnena och 68,6 % av de hypertyreoida ämnena anti-TPO 252 (±33) respektive 277 (±151) dagar före uppkomsten av sköldkörteldysfunktion. Vi jämförde våra resultat med en kombinerad kontrollgrupp som bestod av försökspersoner som utvecklade anti-TPO samtidigt med sköldkörteldysfunktionen, senare än början av sköldkörteldysfunktionen och som inte hade någon anti-TPO. Både subklinisk/öppen hypotyreoidism och hypertyreoidism uppvisade en hög andel personer som hade anti-TPO innan sköldkörteln började fungera, jämfört med den kombinerade kontrollgruppen. Det fanns dock ingen signifikant skillnad mellan de personer som hade anti-Tg tidigare än kontrollgruppen. Detta är förväntat eftersom anti-Tg är en väletablerad markör vid diagnos av differentierad sköldkörtelcancer (DTC) och anses vara en mindre specifik markör vid sköldkörtelsjukdom jämfört med anti-TPO . Även om vår studie var begränsad till 2 år korrelerar våra resultat med en studie utförd av Hutfless et al. som visade att anti-TPO- och anti-Tg-autokroppar fanns i förväg 7 år innan diagnosen Hashimotos (66 % och 57 % för anti-TPO respektive anti-Tg) och Graves sjukdom (57 % och 47 % för anti-TPO respektive anti-Tg) för 174 patienter .

Med tanke på att anti-TPO-antikroppar dominerade över anti-Tg-antikroppar i alla våra resultat analyserade vi om dessa två markörer kan användas som fristående markörer. Vår slutliga uppsättning resultat för grupp A1 och grupp A2 visade att det inte fanns någon signifikant skillnad när anti-TPO utfördes ensamt jämfört med kombinationen av anti-TPO- eller anti-Tg-bedömning. Det fanns alltså ingen signifikant effekt av tillägget av anti-Tg-markören till anti-TPO-prestanda och kan därför användas som en fristående markör. Men när positiviteten hos anti-Tg bedömdes ensam och jämfördes med den kombinerade anti-TPO- eller anti-Tg-bedömningen visade den kombinerade gruppen av anti-TPO eller anti-Tg signifikant högre resultat än anti-Tg ensam. Därför bekräftades tydligt att anti-Tg inte är en gynnsam fristående markör och om den utförs bör den alltid kombineras med anti-TPO.

I den här studien var vårt motiv att visa fördelarna med att lägga till anti-TPO, som ett första test i kombination med TSH och FT4; därför skulle personer med normalt TSH och förhöjda autoantikroppar inte försummas, utan hänvisas till frekventa uppföljningar. Ett tillägg av ett test skulle potentiellt kunna spara utgifter för långtidssjukdomar, t.ex. öppen sköldkörtelsjukdom med tillhörande sjuklighet, tillhörande störningar i den reproduktiva hälsan, särskilt hos kvinnor i barnafödande ålder, och kardiovaskulära sjukdomar. En stor studie bör dock genomföras för att utvärdera andra variabler som kan påverka statusen för sköldkörtelsjukdom, t.ex. pågående sköldkörtelbehandlingar och rökvanor. Sammanfattningsvis visade våra resultat att autoantikroppar från sköldkörteln föregår subklinisk/overt hypotyreos och hypertyreos. Därför kan det vara fördelaktigt att överväga att testa anti-TPO tillsammans med de primära sköldkörtelmarkörerna TSH och FT4 för att förhindra långsiktig morbiditet.

Datatillgänglighet

De dataset som använts och/eller analyserats under den aktuella studien är tillgängliga från motsvarande författare på rimlig begäran.

Etiskt godkännande

Denna studie bygger på retrospektiv analys av avidentifierade laboratoriedata och undantogs därför från formell etisk granskning av WIRB. Data och material i detta manuskript har inte publicerats någon annanstans och är inte under övervägande av en annan tidskrift.

Intressekonflikter

Siriwardhane och Ashman är anställda av Vibrant America LLC. Krishna, Ranganathan, Jayaraman, Wang, Bei, Rajasekaran (K), Rajasekaran (J) och Krishnamurthy är anställda av Vibrant Sciences LLC.

Författarnas bidrag

Thushani Siriwardhane, Hari Krishnamurthy, Karthik Krishna och Tianhao Wang utförde forskningen. Thushani Siriwardhane, Hari Krishnamurthy, John J. Rajasekaran, Sarah Ashman, Karenah Rajasekaran och Vasanth Jayaraman utformade studien. Thushani Siriwardhane, Hari Krishnamurthy, Kang Bei och Vinodh Ranganathan analyserade uppgifterna. Thushani Siriwardhane och Hari Krishnamurthy skrev artikeln.

Acknowledgments

Vi tackar Vibrant America LLC för stöd till denna forskning.

Supplementary Materials

Tabell S1: Fördelning av läkarrapporterade ICD-10-CM-koder för hypotyreösa och hypertyreoida personer. (Kompletterande material)