Study Notes bij Mechanisms of Disease 1 - Geneeskunde UL (2014-2015)

Bevat de aantekeningen van de colleges, werkgroepen en patiëntendemonstraties bij het blok uit het collegejaar 2014-15.

Thema 1: Normal host response to pathological stimuli

HC-01: Introduction to G2MD1 (03/09/2014)

Er zijn 7 basis categorieën van ziektemechanismen:

• Acute and chronic inflammation

• Disordered immunity

• Cell/tissue injury and repair

• Hemodynamische aandoeningen

• Growth disorders (neoplastic, non-neoplastic)

• Metabolic and degenerative disorders

• Congenital abnormalities (Genetic, non-genetic)

De eerste 3 ziektemechanismen gaan we dit eerste blok behandelen en de rest in het volgende blok. De 7 categorieën kunnen elkaar soms overlappen. Stel dat een patiënt het HLA-type gen heeft dan kan deze patiënt als die besmet raak met het virus coxackie B, diabetes mellitus ontwikkelen. Dit is een metabool syndroom. Door de diabetes mellitus kan de patiënt door vasculaire occlusie nierfalen, ontwikkelen waarna de patiënt een nieuwe nier nodig heeft. Hierbij zie je de categorieën hemodynamische aandoeningen en verwonding en herstel. Bij een niertransplantatie wordt het immuunsysteem platgelegd. Hierbij heb je dus een immuundeficiëntie. Dit was een kort voorbeeld om te laten zien dat er vaak niet 1 mechanisme achter een aandoening schuilt maar meerdere.



Dit blok gaan we 6 thema’s behandelen.

• The immune system and its opponents

• Infectious diseases

• Allergy (Als we het hebben over een allergie dan is het immuunsysteem overactief t.o.v. dingen buiten het lichaam. Als we het hebben over een auto-immuunziekte dan hebben we het over een immuunsysteem dat overactief is tegen het lichaam zelf.)

• Auto- immunity

• Prevention and control

• Transplantation


HC-02: Introduction to the Immune System (03/09/2014)

Het menselijke lichaam kan door vele verschillende ziekteverwekkers aangevallen worden. Enkele voorbeelden zijn: HIV, influenza, stafylokokken aureus, Streptococcus pyogenes, Salmonella enteritis en Mycobacterium tuberculosis. Verschillende ziekteverwekkers zorgen voor verschillende immuunresponsies. De basis defensie mechanisme van het lichaam is in 3 lagen onder te verdelen, namelijk:

• De physical barrières

• Innate immune system

• Adaptive immune respons



De physical barrières: Het epitheel is een niet penetreerbare laag. Het bekleed de buitenkant van ons lichaam, maar ook verschillende holtes binnenin het lichaam. Denk aan de longen en de gastro-intestinale tractus. Maar ook de urinewegen zijn bekleed met een epitheel.
De epitheelcellen zitten dicht op elkaar. In de long bevatten de epitheelcellen cilia. Deze vegen als het ware de ziekteverwekkers omhoog.
Bij de huid zie je wederom dat de epitheelcellen dicht op elkaar zitten. De huid bevat een hoornlaag waardoor het nog lastiger is voor ziekteverwekkers om binnen te dringen.
Het darmepitheel zie je ook weer de epitheelcellen die dicht op elkaar zitten. Maar je ziet ook de grote witte cellen. Dit zijn de gobletcellen. Deze darmcellen produceren mucus. Mucus is een substantie dat antibacteriële enzymen bevat. Het lichaam zelf bevat ook velen bacteriën. Deze bacteriën zijn voor ons niet schadelijk, maar ze vormen als het ware een front tegen andere indringers. Ze voorkomen dat andere bacteriën zich kunnen koloniseren.

Bij een verwonding is de natuurlijke barrière stuk. Indringers kunnen zo makkelijk binnen dringen. Wat het lichaam dan te bieden heeft is de innate immune system: Het immuunsysteem dat voorgeprogrammeerd is. Dit is de 2e barrière. Dit systeem komt snel in actie (binnen enkele uren na het binnendringen van een ziekteverwekker. Dit systeem houdt zo’n 95% van de pathogeen-aanvallen tegen. Het is geen veranderlijk systeem. Het kan alleen bepaalde ziekteverwekkers verwerken door een beperkt aantal receptoren en eiwitten.


Immuuncellen kunnen op drie verschillende manieren tot stand komen. Je hebt de lymfoïde lijn, myeloïde lijn en de erythroïde lijn.
De lymfoïde lijn eindigt in een plasma cel, een effector T-cel en de NK cel.
De myeloïde lijn eindigt in neutrofiel, basofiel, eosinofiel, dendrocyt, macrofaag en de mestcel.
Deze cellen behoren tot het innate immune system.
De erythroïde lijn eindigt in bloedplaatjes en rode bloedcellen.
Belangrijk om te weten is dat de celdifferentiatie in het beenmerg plaatsvindt. De uiteindelijke cellen verlaten het beenmerg en gaan het bloed in. De productie van deze cellen is continu.

Het innate immune system zorgt ervoor dat de adaptive immune system aangezet wordt. Als het innate immune system niet werkt, wordt het adaptive immune system niet aangezet.

Adaptive immune system: De respons van de adaptive immune system duurt 5-6 dagen. Dit komt omdat de cellen moeten rijpen. Dit kost tijd en daarom is de innate immune system nodig om het lichaam de eerste paar dagen te beschermen.
B en T lymfocyten spelen in het adaptive immune system een grote rol. Voordat de eerste ontmoeting met de ziekteverwekker is ontstaan, zijn er maar een paar B en T- cellen die de specifieke antigen presenteren. Na de activatie komen er meer B- en T- cellen die deze specifieke antigen presenteren.

De T-cellen ontstaan zoals gezegd in het beenmerg, maar voor maturatie moeten ze naar de thymus om functioneel actief te worden. Dus de voorloper van de T-cel gaat van het beenmerg naar de thymus en de volwassen T-cel gaat van de thymus naar secondaire lymfe weefsel (lymfeklier, milt, GALT, BALT, MALT) De meeste secondaire lymfeweefsel bevindt zich in het gastro-intestinale tractus. Primair lymfeweefsel is het weefsel waar de B-cellen en T-cellen gemaakt worden en matureren (Beenmerg en thymus). De T- lymfocyten zijn niet statisch. Ze zijn constant in beweging. Ze verblijven een tijd in de lymfeknoop en als daar geen ziekteverwekkers komen gaan ze via de vene naar het hart, vanuit het hart weer naar de arterie en dan weer naar een lymfeknoop.

Stel dat je met je voet in een stuk glas bent gaan staan. Dan kunnen de ziekteverwekkers via deze laesie naar binnen komen. Deze ziekteverwekkers reizen via lymfe (afferente lymfatisch vat) naar de lymfe klier waar de B- en T- cellen staan te wachten. De lymfeklier heeft een nierachtige vorm. De lymfeklier bestaat uit een subcapsulaire sinus, cortex en een medulla. In de subcapsulaire sinus wordt het lymfe opgevangen. Ook zitten hier de macrofagen. Zij zijn de eerste die in contact komen met de ziekteverwekkers. De macrofagen maken van de ziekteverwekker kleine fragmenten en presenteren dit aan de B- lymfocyten die zich onder de macrofagen bevinden. De T-lymfocyten bevindt zich aan de binnenzijde van de cortex en de B-lymfocyten bevinden zich aan de buitenkant van de cortex. De B-lymfocyten vormen blaasjes. Indien er een infectie optreedt, worden de B-lymfocyten groter. Zij vormen dan een ‘germinal center’. Het lymfe gaat tussen de B- en T lymfocyten door tot het bij de medulla komt. Daar verlaat het de lymfeklier via het efferente lymfatische vat.

De milt zuivert het bloed van ziekteverwekkers via macrofagen. De macrofagen presenteren de antigenen aan de B- en T- lymfocyten. De langerhanscellen in de mucosa van de huid zijn de schildwachten van het immuunsysteem. De langerhanscel is een dendrocyt. Deze neemt een antigeen van de binnendringer op en neemt het mee naar de lymfeknoop waar het wordt aangeboden aan een T-lymfocyt.

HC-03: Innate and Adaptive Immune Responses (03/09/2014)

Zoals in het vorige college gemeld is zijn er 3 soorten barrières die het lichaam moeten beschermen tegen ziekenverwekkers: Physical barrières, Innate immune system en Adaptive immune system. We gaan het nu over het innate immune systeem hebben. De hoofdrolspelers in dit systeem zijn de NK cellen (Natural killer), neutrofiel, eosinofiel, basofiel, dendrocyt en de macrofaag.
Ook hebben we het gehad over de belangrijkheid van de innate immune system. Het innate immune system zet het adaptive immune systeem aan. Zonder het innate immune system kan het adaptive systeem niet worden aangezet.

Er zijn verschillende immuuncellen voor verschillende soorten ziekteverwekkers. Je hebt extracellulaire en intracellulaire ziekteverwekkers. Beide kan je weer verdelen in 2 takken.
Bij extracellulaire ziekteverwekkers kan je het verdelen in interstitiële ruimte (bloed, lymfe) en in epitheel oppervlakken. De intracellulaire ziekteverwekker is op te delen in cytoplasmatisch en vesiculair.

Een neutrofiel heeft verschillende receptoren voor vele bacterie- en schimmel componenten. Als een neutrofiel aan een bacterie bindt dan wordt de bacterie opgenomen via fagocytose. Als de bacterie in de neutrofiel zit wordt de bacterie vernietigd door de toxische granulen in de neutrofiel. Activatie van macrofagen zorgt voor een lokale ontsteking (afhankelijk van de hoeveelheid ziekteverwekker dat binnen is gekomen) en voor het opgang komen van de neutrofielen.
Dit gebeurt door de afgifte van cytokines door de macrofagen. Deze hebben lokaal en systemisch effect. De cytokines die worden afgegeven zijn IL-6, TNF alfa, IL-1beta, CXCL8 en IL-12. Sommige van deze hebben alleen een lokaal effect. TNF-alfa en IL-1beta hebben zowel lokale als systemische effecten. En IL-6 heeft alleen systemische effecten.

Cytokinen IL-6 TNF-Alfa IL-1beta CXCL8 IL-12 hebben lokale effecten. Geen Activatie vasculair endotheel en verhoogt vasculaire permeabiliteit. Hierdoor kunnen er meer witte bloedcellen naar de plaats van de infectie gaan. Er vindt ook meer vloeistof-drainage plaats naar de lymfe knopen. -Activeert vasculair endotheel
-activeert lymfocyten
-lokale weefsel vernietiging
waardoor er een verhoogde aantal effector cellen heen kunnen. Chemotactische factor dat ervoor zorgt dat neutrofielen en basofielen naar de plek van de infectie gaan Activatie naturel killer cellen. Als er een hoge dosis van TNF vrijkomt, kan dit zorgen voor Shock, Multi organ failure (MOF) maar ook voor overlijden. De lever produceert onder invloed van de cytokine IL-6 drie eiwitten: C-reactieve proteïne, fibrinogeen en mannose-binding lectin. Deze eiwitten kunnen direct op de bacterie zitten. Ze zijn dan een soort vlag wat het complement systeem aanzet of ervoor zorgt dat neutrofielen en macrofagen de bacterie kunnen opnemen.
Het complement systeem is een systeem van eiwitten dat direct ziekteverwekkers markeren voor destructie. Het systeem bestaat uit 3 pathways: De klassieke pathway, Lectin Pathway en de Alternatieve pathway. Deze 3 pathways komen bij elkaar bij C3. C3 is een eiwit dat zich splits als er een infectie is. C3b gaat op de bacterie zitten en C3a zorgt ervoor dat fagocyten komen om de bacterie op te ruimen (chemotaxis). Als er geen infectie is verkeerd het C3 complex zich in een inactieve staat.

Het C3 complex zorgt voor 3 dingen bij activatie.


1. Het opgang komen van inflammatoire cellen


2. De opname van de ziekteverwekker door fagocytose


3. Perforatie in het celmembraan van de ziekteverwekker



Dit laatste punt wordt verkregen door het C5 complex. Als deze actief wordt (het splitst zich in C5a en C5b) dan wordt de formatie van het membraan-attack complex door C5b in gang gezet. C5b trekt C6 en C7 aan. Dit complex gaat in het membraan van de ziekteverwekker zitten. Op dit moment komt C8 erbij. En daarna komt C9 er meerder malen bij. C9 is het eiwit wat uiteindelijk de porie maakt. De rest kan je zien als een soort anker. Als de porie gemaakt is treedt er lyse op en gaat de ziekteverwekker te gronde.

Uiteraard zijn er voor het complementsysteem regulatoren aanwezig. Dit systeem kan niet constant aan of uit staan. Hiervoor hebben we een stimulator en inhibitoren. De stimulator is properdin/ factor P en de inhibitoren zijn factor H, -I en DAF.

C3a en C5a (anaphylatoxic peptiden) zorgen beiden voor de Alarm fase. C3a en C5a zorgen er namelijk voor dat een bloedvat beter permeabel is, hierdoor komen er meer plasma proteïne in het weefsel en ook migreren de monocyten en de neutrofielen naar het weefsel toe.

De signalen van ontsteking zorgen ervoor dat bepaalde adhesie moleculen op het endotheel actief worden. Hierdoor kunnen de neutrofielen het bloedvat uit.

Cellen die door een virus zijn geïnfecteerd produceren cytokines (interferonen). Dit zijn eiwitten die ervoor zorgen dat andere cellen het juiste DNA stuk kunnen aanzetten om te voorkomen dat de virus zich kan repliceren. Het gaat hier om IFN-alfa en IFN-bèta. Ook zorgen de interferonen voor een verhoogde expressie van liganden voor NK cel receptoren op virus geïnfecteerde cellen. En daarnaast wordt de NK cel geactiveerd om de virus geïnfecteerde cellen te doden.

HC-04: Pathology of Normal Immune Responses (03/09/2014)

Weefsels kan je bekijken met verschillende technieken:

• Histology d.m.v. Kleuringen


• immunohistochemistry d.m.v antilichamen


• Elektron microscopie om sterk te kunnen vergroten

Een patholoog krijgt van verschillende disciplines biopten toegestuurd om te onderzoeken. Een voorbeeld is van een biopt van een nier.
Op papier komen vragen die de patholoog moet beantwoorden. Het is namelijk zo dat bij een transplantatie van de nier er gekeken wordt of de nier wel helemaal gezond is.
Onder de microscoop wordt er naar dat stukje gekeken. De specimen wordt in de drieën gesneden zodat er genoeg is voor de licht microscoop, elektronen microscoop en immunofluorescentie.

Licht microscoop: Het biopt gaat in een bakje waarna het in een machine gaat die er hele dunne plakjes van maakt. Dat wordt daarna gekleurd. Bij een normale nier zijn er als het ware verschillende rondjes zichtbaar, deze rondjes zijn de glomeruli.



Immunohistochemistry: Weefsel gaat in parafine en wordt dan flink gekoeld. Om het daarna goed te kunnen snijden. Daarna kunnen de antilichamen (met een marker) op het dekglaasje gezet worden. Indien het oplicht is er in dit geval antilichamen tegen IgG aanwezig in de glomeruli. Een diagnose is gebaseerd op 1 of meerdere technieken.
Het is bijna onmogelijk om aan de hand van 1 techniek een diagnose vast te leggen. Bij immunofluorescence wordt er een antilichaam aan het biopt toegevoegd. Wanneer dit biopt een pathogeen bevat, bindt het antilichaam aan het biopt. Vervolgens is het biopt zichtbaar in de microscoop. De morfologie van de volgende cellen moet je weten:

• Granulocyten: polymorphonuclear leukocytes (PMN of PML). Deze cellen zijn te herkennen aan het
feit dat het lijkt alsof ze meerdere kernen hebben. Bij acute ontstekingen zijn deze cellen zichtbaar. Er zijn verschillende soorten granulocyten namelijk: Neutrofielen
granulocyten, Eosinofiele granulocyten en Basofiele granulocyten.


• Lymfocyten
Hierbij kijk je vooral naar de kern. (De kern is vrij zichtbaar). En de kernen zitten dicht bij elkaar.
Je vindt ze vaak in lymfe knopen maar je kan ze natuurlijk ook op plaatsen vinden waar een
inflammatoire reactie is.
- Macrofagen: Het is een grote cel en is daaraan herkenbaar. Het is een cel dat kan verteren.
IJzer is zichtbaar als er bijvoorbeeld een bloeding is geweest. De macrofagen verteren de rode
bloedcellen die te gronde zijn gegaan. De macrofagen kan je bekijken met de elektronen
microscoop en het kan nuttig zijn om te kijken naar wat de macrofagen aan het verteren zijn.
Bij een hechting gaan de macrofagen samenwerken en vormen ze granuloom.


• Plasmacellen: Heeft de nucleus aan de ene kant van de cel en de sarcoplasma aan de andere kant er
tegenaan.

Antilichamen zijn niet zichtbaar met de licht microscoop. Je hebt dus de elektronen microscoop nodigen en/of immunoflurescence. Antilichamen kunnen ook zichtbaar gemaakt worden via ELISA.

HC-05: Mechanisms of Adaptive Immunity (04/09/2014)

Er zijn verschillen tussen het aangeboren (innate) immuunsysteem en het adaptieve (adaptive) immuunsysteem. Het aangeboren immuunsysteem reageert namelijk heel snel nadat een pathogeen het lichaam binnendringt (binnen uren), het aantal cellen staat vast, er is een gelimiteerd aantal specificaties en de reactie is constant. Het adaptieve immuunsysteem kent een langzame reactie (dagen tot weken), er zijn twee verschillende cellen (T- en B-lymfocyten), er zijn veel hoog selectieve specificaties en de cellen gaan gedurende een reactie steeds sneller reageren. Deze twee vormen van het immuunsysteem hebben hetzelfde doel, de verwoesting van pathogenen.

Het adaptieve immuunsysteem verdedigt de gastheer tegen extracellulaire pathogenen. Elke B-cel en elke T-cel heeft één specificiteit. Deze specificiteit is er, omdat er oppervlaktereceptoren zijn. De receptoren bepalen de specificiteit van de cel.

De B-cel verdedigt de gastheer tegen extracellulaire pathogenen door middel van immunoglobulines. Dit zijn IgG, IgA, IgM, IgD en IgE. IgD wordt getoond op het celoppervlak. Immunoglobulines komen vrij bij het aanvallen van een pathogeen. De T-cel is de belangrijkste cel in het immuunproces. Ze verdedigen de gastheer namelijk tegen intracellulaire pathogenen. De T-cel kan cytokinen maken. Deze cytokinen zijn belangrijk voor de werking van de B-cellen en voor de differentiatie van de plasmacellen.

T-cellen herkennen bepaalde peptide fragmenten die geproduceerd worden na de degradatie van pathogenen die zijn ontstaan uit een proteïne. Dendrocyten nemen de pathogeen op voor degradatie. In de dendrocyt wordt het uit elkaar gehaald en in kleine stukjes geknipt: peptiden. De peptiden binden aan een MHC molecuul, waarna het complex naar het celoppervlak gaat. De T-cel receptoren binden aan dit peptide, omdat de T-cel het complex herkent.

Er zijn MHC I en MHC II moleculen. De peptiden die worden gepresenteerd worden gemaakt op een verschillende manier. MHC II presenteert extracellulaire proteïnes, die binnenkomen via endocytose. Het MHC II molecuul bindt aan de peptide fragmenten en laat dit vervolgens zien op het celoppervlak. De MHC I peptiden zijn intracellulaire antigenen. Ze worden niet opgenomen, maar ze zitten al in de cel. Alle verschillende MHC moleculen hebben een verschillende conformatie. Dit zorgt ervoor dat sommige MHC moleculen wel aan peptide A binden, maar andere moleculen niet. Elk MHC molecuul heeft dus een andere groep peptiden waar het aan bindt.

Dat T-cellen antigenen herkennen, wordt beperkt door MHC moleculen. Hetzelfde peptide kan binden aan een ander MHC-molecuul, waardoor er een heel andere conformatie is van het MHC-peptide complex. Hierdoor kan het voorkomen dat de T-cel niet bindt aan het complex. De T-cellen reageren dus alleen op een bepaald MHC-molecuul dat bindt aan een bepaald peptide.

T-cellen zijn als tikkende tijdbommen: men wilt ze niet stimuleren als het niet nodig is. Het immuunsysteem heeft een slimme manier gemaakt om hiervoor te zorgen. Er zijn namelijk meerdere signalen nodig om de T-cellen te stimuleren, namelijk: een antigeen-presenterende cel en een co-stimulator. De co-stimulator is nodig om de activatie van een naïeve T-cel te stimuleren.

Als een pathogeen een lichaam binnenkomt en het vervolgens wordt afgebroken, dan komen er stoffen vrij die de expressie van een MHC II kunnen verhogen. Macrofagen zorgen voor een co-stimulator signaal naar T-cellen, die bacteriële peptide antigenen herkennen. Dit leidt tot proliferatie en differentiatie van T-cellen die specifiek zijn voor het bepaalde bacteriële proteïne.

Er zijn twee signalen nodig voor een optimale T-cel activatie. Er is een MHC molecuul nodig met een juiste peptide en een co-stimulator. Als er maar één van de twee is, dan is er geen activatie van de T-cel. Als er geen co-stimulator is, dan wordt de T-cel geïnactiveerd (anergisch).

Als CD4 T-cellen eenmaal worden geactiveerd, dan zorgen ze voor T-helper cellen. De naïeve CD4 T-cel wordt geactiveerd, waarna er proliferatie is van de T-cel. Hierdoor ontstaat er een immature effector T-cel, waarna er T-helper cellen ontstaan. Er zijn allerlei soorten T-helper cellen (TH). TH1 zorgt voor een bepaald type cytokine, waardoor er macrofaag activatie is, B-cel activatie en de productie van opsoniserende antilichamen (IgG1). Bij TH2 is er algemene activatie van B-cellen, om antilichamen te gaan maken. Afhankelijk van het type antigeen dat wordt ontdekt, ontstaan er andere soorten T-helper cellen.

TH1 zorgt dus voor macrofaag activatie, maar ook voor intracellulaire pathogenen en auto-immuniteit. Het cytokine dat vrijkomt is IFN-γ.
TH2 is belangrijk voor de hulp van de B-cellen, het werkt tegen extracellulaire pathogenen (inclusief parasieten) en het komt vrij bij allergieën. De cytokinen die vrijkomen, zijn: IL-4, IL-5 en IL-13.
TH17 zorgt voor extracellulaire bacteriën, fungi, weefsel ontstekingen en auto-immuniteit.

De activatie van naïeve CD8 T-cellen vereist een sterke co-stimulatie van cytokines. Er is een nog sterkere co-stimulatie nodig dan bij de activatie van CD4 T-cellen. Als er een lage co-stimulator activiteit is, dan kunnen de CD4 cellen helpen. De door CD4 geproduceerde cytokines kunnen co-stimulator moleculen op het APC induceren. Een andere mogelijkheid is dat CD4 cytokines, zoals IL-2, de klonale expansie van CD8 stimuleren. Er zijn dus meerdere mogelijkheden om de CD8 cellen te activeren.

De CD4 en CD8 hebben andere effector functies. CD8 T-cellen zijn cytotoxische T-cellen die reageren op virus geïnfecteerde cellen. De cytotoxische T-cellen secreteren cytotoxines, zoals perforine, granzymes en granulysines. Voor de activatie van een B-cel is er een andere activatie modus. Er is namelijk crosslinking van de B-cel receptor nodig en er is een antigeenspecifiek signaal. Verder zijn er andere signalen nodig om een B-cel te activeren, namelijk: B-cel co-receptor complexen. Dit zijn CD21 (CR2), CD19 en CD81.

Ten slotte zijn er andere signalen nodig voor de differentiatie van B-cellen: antigenen die afhankelijk en onafhankelijk zijn van T-cellen.

Op het celoppervlak van de pathogeen zit een proteïne antigeen. Op de B-cel zit een antilichaam. In plaats van het herkennen van kleine delen, kan een B-cel reageren op een groot deel van een eiwit. Dit leidt tot een snelle herkenning en daarmee tot een snelle activatie van B-cellen. De B-cel receptoren en antilichamen herkennen dus natieve proteïne antigenen. De B-cellen worden geactiveerd als de receptoren gecrosslinked zijn door antigenen. Als de pathogeen genoeg van het eiwit presenteert, dan zal er activatie zijn van de B-cel.

De plasmacellen secreteren antilichamen van dezelfde specificiteit als de membraan gebonden immunoglobulines. Een B-cel in rust heeft membraangebonden Ig’s.

Er is een ontmoeting met een antigeen, waarna de gestimuleerde B-cel ervoor zorgt dat er antilichaam secreterende plasmacellen ontstaan. Deze antilichamen gaan binden aan het antigeen. Hierdoor worden de pathogenen namelijk beter zichtbaar voor de macrofagen, die de pathogenen vervolgens kunnen opruimen. Een plasmacel is de uiteindelijk differentiatie van een B-cel.

Immunoglobulines hebben een variabel en een vaste regio. De variabele delen zijn de plekken waaraan de antigenen binden. Er zijn immers verschillende soorten antilichamen. IgG moleculen zijn heel flexibel en ze kunnen binden met twee armen aan veel verschillende pathogenen. Op deze manier kan een bacterie worden omringd door meerdere IgG moleculen. Een immunoglobuline bestaat ook uit een lichte keten en een zware keten. Elk menselijk immunoglobuline isotype heeft duidelijke eigenschappen en functies. De antilichamen hebben heel veel verschillende functies, zoals neutralisatie, Opsonisatie, sensitisatie en de activatie van complement systemen. Isotypen van immunoglobulines worden selectief gedistribueerd door het lichaam. IgG is de enige immunoglobuline dat door de placenta heen kan. IgA kan worden gesecreteerd via bijvoorbeeld borstvoeding. IgM is alleen te vinden in het hart.

Er zijn verschillende isotypen antilichamen. De belangrijkste effector functies van antilichamen die worden geproduceerd door B-cellen, zijn:

• Neutralisatie

• Inhibitie van de aankleving van pathogenen

• De activatie van complementen

• Opsonisatie.

De neutralisatie door IgG antilichamen, zorgt ervoor dat de cellen worden beschermd tegen toxine acties. Toxine bindt aan een cel-oppervlakte receptor. Hierna is er endocytose van het toxine-receptor complex. Hierna is er dissociatie van het toxine voor de vrijlating van actieve ketens, die de cel vergiftigen. Neutraliserende antilichamen blokkeren de binding van toxine aan de cel-oppervlakte receptoren.

De binnenkomst van een virus wordt ook geblokkeerd door neutraliserende antilichamen. Als een volwassen persoon bijvoorbeeld anti-influenza virus IgA antilichamen heeft, dan kan het virus de cellen niet binnenkomen.

Geheugen T- en B-cellen bestaan voor een lange tijd en ze geven bescherming voor tientallen jaren. Dit zorgt voor de reactie van het lichaam op een vaccinatie. Na de eerste vaccinatie zal er een reactie zijn, waardoor er antilichamen ontstaan. Bij een tweede vaccinatie met dit vaccin, zal er een veel snellere en sterkere reactie zijn wat betreft het ontstaan van de antilichamen. Er zijn T-cel afhankelijke en onafhankelijke antigenen. Bij T-cel onafhankelijke antigenen is er geen hulp nodig van T-cellen om B-cellen te activeren. Er is dan geen inductie van het B-cel geheugen. De meeste antigenen die B-cellen oproepen zijn T-cel afhankelijk. Hierdoor is er inductie van het B-cel geheugen.

HC-06: B- and T-Cell Generation and Diversity (04/09/2014)

De diversiteit van de immuunreactie is nodig voor de bescherming tegen oude en nieuwe pathogenen. Men wordt aan vele potentiële pathogenen blootgesteld. Ze vereisen allemaal een andere immuunreactie.

Alle immuuncellen ontstaan uit stamcellen. Uiteindelijk kunnen er B-cellen en T-cellen ontstaan. Eerst wordt er diversiteit gecreëerd: de T-cellen en B-cellen worden random gemaakt (het lichaam weet immers niet door welk pathogeen het aangevallen wordt). Hierna is er selectie: er ontstaan meer cellen van de ene soort en minder van de ander. Hierna is er proliferatie en differentiatie van de pathogeen-geactiveerde lymfocyten om klonen te vormen van effector cellen. Dit geldt ook voor de B-cellen en de T-cellen. De B-cel en T-cel receptor hebben overeenkomsten, want beide moleculen hebben een antigeen bindende plaats.

De T-cel receptor bindt aan peptiden die worden gepresenteerd door MHC/HLA. MHC en HLA zijn heel polymorfisch: iedereen heeft andere combinaties van de verschillende genen voor MHC moleculen. Iedereen kan dus op een andere manier reageren op een pathogeen. Het complex van een MHC molecuul met een T-cel receptor is heel belangrijk. Er is namelijk MHC restrictie: de T-cel kan alleen reageren op een bepaald complex van een MHC molecuul met een bepaald peptide. Als er een verkeerd MHC/HLA molecuul is of een verkeerd peptide, dan zal de T-cel niet binden en dus niet reageren. T-cellen komen uit het beenmerg. Ze migreren door het lichaam en ze komen in de thymus. Daar worden de cellen gespecialiseerd en gaan daarna het lichaam in. Ze zullen circuleren in het bloed, maar ze zitten ook in de lymfeknopen, de milt en het GALT.

Hoe wordt diversiteit gegenereerd? Het T-cel receptor proteïne heeft een constant gedeelte en een variabel gedeelte. Het DNA wordt gerecombineerd, waarna er transcriptie, splicing en translatie is. Er worden kleine ‘foutjes’ gemaakt, waardoor er veel verschillende T-cel receptoren ontstaan. Tijdens de vorming van een immature T-cel naar een volwassen T-cel is er sprake van recombinatie van het DNA.

Er zijn twee processen die plaatsvinden tijdens de aanmaak van T-cellen: positieve en negatieve selectie: Positieve selectie: T-cellen moeten het eigen HLA herkennen en de peptiden. Als de T-cel het eigen HLA niet herkent, dan moet de T-cel dood. Negatieve selectie: hoe sterk kan een T-cel receptor binden aan een HLA-peptide complex. Als de binding heel sterk is, dan is dit gevaarlijk, want het lichaam zit vol met HLA. Als er een matige binding is, dan leeft de T-cel. Als de binding te sterk is, moet de T-cel dood. Als dit niet gebeurt, kan er een auto-immuun reactie ontstaan.
Tijdens deze twee processen zullen de meeste T-cellen die zijn ontstaan doodgaan.

De verschillende fases van de B-cel reactie: B-cellen zijn afkomstig uit het beenmerg. B-cellen worden random aangemaakt. Vervolgens vindt er net zoals bij T-cellen selectie plaats. Eerst vindt er negatieve selectie plaats: de verandering/uitschakeling/inactivatie van B-cel receptoren die binden aan componenten van het menselijk lichaam. Vervolgens vindt er positieve selectie plaats: de promotie van een deel van de immature B-cellen om volwassen B-cellen te worden in de secundaire lymfe weefsels. Daarna gaan B-cellen op zoek naar infecties. Wanneer er uiteindelijk een infectie gevonden is, vallen de B-cellen deze infectie aan.

Voor de maak van B-cel receptoren is ook herschikking van de genen nodig. De genen moeten gerecombineerd worden en hierna moet het proces gestopt worden. Er zijn veel verschillende genen bij betrokken. Het variabele gedeelte van een immunoglobuline zal binden aan een antigeen. Een immunoglobuline bestaat ook uit een zware keten en een lichte keten. Er zijn vier zware ketens en twee lichte ketens. Er zijn veranderingen in immunoglobuline genen gedurende het leven van een B-cel. Deze processen kunnen omkeerbaar of onomkeerbaar zijn.

HC-07: Pathology of Inflammatory Reactions – I (04/09/2014)

Bij een inflammatie zijn er dode witte bloedcellen, waardoor er pusvorming is. Bij inflammatie zijn er vijf signalen: calor (warmte), rudor (roodheid), tumor (een zwelling), dolor (pijn) en functio laesa (functie verlies). Inflammatie is een reactie van een gevasculariseerd weefsel op een pathogeen insult. Het wordt gekarakteriseerd door de generatie van inflammatoire mediatoren en de beweging van vloeistof en leukocyten van het bloed naar het extravasculaire weefsel. De neutrofiel kan worden herkend door kleine ‘blabs’: bolletjes. Er is een roze cytoplasma.
De monocyt is groter en het heeft een grote nucleus. In het weefsel wordt het een macrofaag. Ze zorgen voor reparatie en voor het ‘opeten’ van antigenen.
Lymfocyten kunnen antilichamen maken, maar het duurt even voordat ze een ‘strategie’ hebben waarmee ze kunnen helpen. Ze hebben een hele grote nucleus.
Er zijn meerdere redenen voor inflammaties: Infecties door bacteriën, virussen en parasieten. Weefseldood, door bijvoorbeeld ischemie, chemische beschadiging en trauma. Lichaamsvreemde stoffen (bijvoorbeeld kleinstof). Immuunreacties door allergieën en auto-immuunziekten.

Inflammatie begint met veranderingen in de bloedvaten. Eerst is er vasodilatatie, waardoor er een verhoogde permeabiliteit ontstaat, dit gebeurt door NO en histamine. Hierdoor is er een lagere bloedflow, waardoor er stasis is. Er zijn dan dikke bloedvaten en oedeem. Als er dikke bloedvaten zijn, zal de plek rood worden en zal de plek opzwellen. De endotheel cellen kunnen openingen maken door histamine en NO. Dit gaat heel snel, namelijk binnen minuten of een uur. Als er een bacteriële infectie is, dan kunnen de endotheelcellen beschadigd raken door microbiologische toxines. Dit kan uren of dagen duren. Het doel van de vasculaire veranderingen is om de neutrofielen, monocyten en lymfocyten op de plaats van infectie of weefselbeschadiging te krijgen.

Een macrofaag leeft in het weefsel en heeft een ontmoeting met een microbe. Hierdoor ontstaan er cytokines (histamine, NO, TNF). De endotheelcellen reageren door te openen en ze maken bindingpunten. Daaraan kunnen de leukocyten binden. De bloedstroom gaat al langzamer, waardoor de leukocyten eenvoudiger kunnen binden.

De leukocyten rollen dan via de bindingspunten, totdat het sterk gebonden wordt door een integrine ligand. De endotheelcellen helpen de leukocyten (neutrofielen) dan het weefsel in te komen. In het weefsel geven de leukocyten chemokinen af, waardoor er meer cellen naar de plek van inflammatie gaan komen. Dit proces heet leukocyten emigratie. Neutrofielen zijn er snel en komen dus als eerst aan bij de inflammatie.

Als de macrofagen de inflammatie hebben opgeruimd, dan komt het herstel. Dit gebeurt door groeifactoren, fibrogene cytokines, angiogene factoren en remodellerende collagenen. Hierdoor ontstaan littekens. Als het doel niet goed opgeruimd kan worden, dan is er een chronische inflammatie. Op dat moment is er een betere strategie nodig: de influx van lymfocyten. Als er een acute inflammatie is, zullen er veel neutrofielen zijn. Als er een chronische inflammatie is, dan zijn er veel lymfocyten aanwezig. Als het probleem heel groot wordt, dan zal er granuloom komen. Een granuloom is een grote ‘ring’ om een infectie heen. Aan de buitenkant zitten lymfocyten en aan de binnenkant zitten macrofagen. Een granuloom heeft als doel het op één plek houden van een bacterie/infectie, zodat het zich niet verspreidt. Een granuloom kan geen grip krijgen op de bacterie. Een granuloom is in feite een heel grote cel.

HC-08: Pathology of Inflammatory Reactions – II (04/09/2014)

Een 26-jarige man komt met buikpijn op de Eerste Hulp. ’s Avonds was hij al misselijk en ’s morgens heeft hij buikpijn gekregen in de onderbuik. Meneer kon door de buikpijn niet meer staan en de buikpijn wordt steeds erger. Meneer zweette en de pijn zit overal in de buik. Hij heeft het warm/koud en hij heeft overgegeven. Verder heeft meneer niet zoveel honger. De pijn neemt niet toe of af wanneer meneer eet. De ontlasting was niet veranderd en hij heeft geen diarree.

Bij het lichamelijk onderzoek van de buik, begint de arts met inspectie. Hierbij wordt gekeken naar een mogelijke zwelling/roodheid van de buik. Hierna volgt de auscultatie, waarbij er wordt geluisterd of er darmperistaltiek is. Daarna volgen percussie en palpatie.

Bij het aanvullend onderzoek wordt de lichaamstemperatuur gemeten en wordt de bloeddruk opgenomen. Hierna wordt er bloed geprikt. Bij een verdenking op een ontsteking wordt hierbij gelet op de leukocyten concentratie. Bij een acute ontsteking zullen de neutrofielen verhoogd zijn.

Ten slotte wordt de radioloog ingeschakeld. Er is een verdenking op acute appendicitis, daarom wordt er een echo gemaakt. De appendix zit op het McBurney’s punt, rechtsonder in de buik. Het is een blind eindigend buisje van het rechter colon. Doordat het blind eindigt, kan er een obstructie ontstaan, waardoor er vervolgens een inflammatie ontstaat.

Een appendicitis moet geopereerd worden als er een gaatje in de appendix zit. Als dit gaatje er niet zit, dan kan het behandeld worden met antibiotica. Dit wordt nog niet vaak gedaan, omdat er een grote kans is dat patiënten terugkomen met klachten. Na het verwijderen van de appendix wordt de appendix opgestuurd naar de patholoog, om te onderzoeken of het daadwerkelijk een appendicitis was.

HC-09: Tissue Injury and Repair (05/09/2014)

Pathologie is het bestuderen van ziektes. ‘Alle ziektes zijn het resultaat van zichtbare cel afwijkingen’. Als een cel zich niet kan aanpassen, dan zal er celbeschadiging zijn. Wanneer dit een irreversibele beschadiging is, kan er apoptose of necrose optreden.

Hypertrofie is de toename in de grootte van cellen, wat resulteert in een toename van de grootte van het orgaan. Dit kan fysiologisch zijn, bijvoorbeeld wat betreft hormonen. Het kan ook pathologisch zijn. Hypertrofie in het hart kan leiden tot levensbedreigende situaties. Hartcellen kunnen zich niet goed delen, dus de enige manier om zich aan een situatie aan te passen is door te groeien. Hypertrofie van het hart ontstaat bijvoorbeeld door slecht werkende hartkleppen.

Atrofie is de afname in de grootte van cellen, wat resulteert in een afname van de grootte van het orgaan. Er is fysiologische atrofie, bijvoorbeeld tijdens de embryonale ontwikkeling, en er is pathologische atrofie. Oorzaken van atrofie zijn een verlaagde werklast, een verlaagde bloedflow, verlaagde nutritie, leeftijd of druk door bijvoorbeeld een tumor.

Hyperplasie is de toename in het aantal cellen, wat resulteert in een toename van de grootte van een orgaan. Dit kan fysiologisch (hormonaal of compensatoir) of pathologisch zijn. Pathologische hyperplasie komt voor bij kanker.

Metaplasie is de substitutie van het ene normale celtype of weefseltype naar het andere. Dit kan bijvoorbeeld de verandering van kolomepitheel naar plaveiselepitheel zijn, of andersom.

Celdood is een irreversibel iets en reversibele veranderingen leiden tot beschadigingen. Reversibele veranderingen zijn bijvoorbeeld: verminderde oxidatieve fosforylering; ATP depletie; opgezwollen cellen. Deze reversibele veranderingen kunnen worden veroorzaakt door bijvoorbeeld hypoxie, fysische/chemische/infectieuze middelen, immunologische factoren of voeding. Sommige beschadigingen kunnen leiden tot celdood als ze lang aanhouden en/of ze ernstig genoeg zijn. Irreversibele veranderingen zijn:

• Mitochondriale irreversibiliteit;

• Irreversibele membraan defecten;

• Lysosoom digestie. De lysosomen zitten vol met enzymen. Als de lysosomen de cel gaan verteren, dan is dit irreversibel.

Liquefactive is necrose in het brein. Er is dan geen fibrose meer, waardoor het brein als het ware uit elkaar valt. Hierbij verandert het weefsel in een vloeibare massa.
Caseous necrose is een vorm van celdood, waarbij het weefsel er als een gatenkaas uit gaat zien. Het komt vaak voor bij een tuberculose.

HC-10: Repair Mechanisms (05/09/2014)

Apoptose is een specifieke vorm van celdood. Het is een pathway van celdood die wordt geïnduceerd door een strak gereguleerd zelfmoord programma. Dit kan fysiologisch zijn (voorgeprogrammeerd) en het kan pathologisch zijn (geassocieerd met necrose). De morfologie van apoptose is als volgt:

1. De celgrootte neemt af: de cel krimpt.

2. Een verhoging van de chromatine concentratie.

3. Een verhoging van de membraan ‘blebs’

4. Het eind resultaat is fagocytose door macrofagen.

De biochemie van apoptose:

1. Proteïne digestie

2. Afbraak van DNA

3. De blebs worden herkend door de macrofagen, waardoor er fagocytose is.

Er zijn subcellulaire reacties op beschadigingen:

• Lysosomaal, namelijk autodigestie

• Activatie van het gladde ER (SER)

• Het opzwellen van mitochondriën

• De afbraak van het cytoskelet.

Necrose en apoptose zijn niet hetzelfde. Bij necrose wordt de cel groter en bij apoptose kleiner. Het plasmamembraan is bij apoptose nog intact, maar bij necrose wordt deze onderbroken. De cellulaire inhoud kan bij apoptose nog intact zijn en bij necrose is er enzymatische digestie. Necrose is bijna altijd pathologisch en apoptose is bijna altijd fysiologisch. Graft vs. Host disease is door cytotoxische T-lymfocyt gemedieerde apoptose. Er kan ongecontroleerde apoptose zijn, door bijvoorbeeld een P53 mutatie in kanker. Hypoxie is de verlaagde beschikbaarheid van zuurstof. Ischemie is de verlaagde beschikbaarheid van zuurstof én nutriënten. In een cel kunnen bepaalde stoffen gaan ophopen: accumulaties.

• Lipiden. Dit kan vet zijn (onder een microscoop zijn dit lege gaten) of cholesterol (structuren die lijken op gleuven).

• Hyaline. Dit kan in feite van alles zijn. Onder een microscoop is dit roze.

• Glycogeen

• Pigment. Dit kan exogeen (tattoo) of endogeen pigment zijn.

• Calcium. Dit leidt tot calcificaties.

Cellen worden ouder en hierover is een geprogrammeerde theorie. Deze theorie zegt: mensen zijn gemaakt om uiteindelijk te sterven en zijn/haar cellen dus ook. Er is ook een wear and tear theorie. Deze theorie gelooft dat de effecten van ouder worden, worden veroorzaakt door schade die wordt aangebracht aan cellen gedurende het leven. Als de cellen ‘wear out’ zijn, dan kunnen ze hun functie niet meer (correct) uitvoeren. Bij het Werner Syndroom hebben patiënten een mutatie waardoor ze heel snel veel ouder worden. Tijdens het leven moet het DNA steeds gedupliceerd worden. Het einde van het DNA is een telomeer. Dit stukje DNA wordt steeds kleiner. Wanneer een telomeer erg afgenomen is in lengte, gaat de cel dood. Telomerase is een enzym die ervoor zorgt dat het telomeer niet veel kleiner wordt, kankercellen bevatten dit enzym.

Thema 2: Micro-organisms as cause of disease

PD-01: Febrile Inflammatory Illness (05/09/2014)

Mevrouw, 28 jaar oud kwam in oktober naar de huisarts met een zwelling op haar middelvinger. De zwelling was een week eerder plotseling gekomen. Het deed een beetje pijn, ze had geen koorts. De plek voelde warm en hard aan en bleef even groot. Ze heeft pollenallergie en allergie voor haren van dieren. Ze was in augustus op vakantie geweest naar Griekenland.

De huisarts heeft wat pus opgenomen waarin geen infectie te ontdekken viel. Behandeling met diclofenac hielp niet.

In februari kwam ze terug bij de huisarts die een foto maakte van de zwelling. Deze bevatte inmiddels ook korstjes.

Bij de dermatoloog is een biopt afgenomen. Hierin was te zien dat de epidermis gezond was, maar los lag van de dermis. Er waren ook veel lymfocyten zichtbaar wat wijst op een chronische ontsteking. Ook was er oedeem zichtbaar en een duidelijke grens waar de ontsteking begon. Er waren vergrootte bloedvaten en een granuloom te zien.

De diagnose granuloma annulare werd gesteld. Hierop kreeg ze nogmaals een steroïdcrème die niet genoeg hielp. Hierop kreeg ze de vraag of ze bij aquaria in de buurt was geweest. Ze bleek in Griekenland in een spa te zijn geweest waar vissen aan je voeten knabbelen.

Hierdoor is ze door mycobacterie geïnfecteerd geraakt. Ze kreeg drie maanden een antibiotica kuur (in april). Dit zorgde ervoor dat de zwelling niet meer groeide. Omdat het effect niet positief genoeg was, mocht ze stoppen met de behandeling.

De zwelling is hierna vanzelf verdwenen en heeft in totaal een jaar op haar vinger gezeten.

HC-11: Introduction into Infectious Diseases (08/09/2014)

De huid en mucosa vormen de eerste linie om ons te beschermen tegen ziekteverwekkers. Mocht een ziekteverwekker toch deze linie weten te passeren heb je een 2 linie: het innate immuunsysteem. Dit systeem wordt bepaald door je genen. Dit systeem is star. Het verandert niet. Dit systeem maakt gebruik van het complement systeem. Dit zijn eiwitten die ervoor zorgen dat inflammatie, fagocytose en lyse van de pathogeen plaatsvindt. Mocht dit ook niet helpen dan is er nog een 3e linie. De 3e linie is het adaptive systeem. Dit systeem kan zich aanpassen. Hierbij is specialisatie. Een B-cel of T-cel is dan voor 1 ziekteverwekker. Dit is anders dan bij het innate systeem waarbij een witte bloedcel voor tegen meerdere ziekteverwekkers zijn. Ook is het zo dat het adaptive systeem een wat tragere reactie heeft. Het duurt een paar dagen voordat dit opgang komt i.t.t het innate systeem, die snel kan reageren.


Cellen van het innate immuunsysteem: Granulocyten (Neutrofiel, eosinofiel, basofiel), macrofagen en NK cellen.
Cellen van het adaptieve immuunsysteem: B-cel en T-cel (Th1= T helper cel, CTL= cytotoxische lymfocyt). Bij een acute ontsteking zie je neutrofielen. Bij een chronische ontsteking zie je lymfocyten.
En een granuloma zie je als de macrofagen niet instaat zijn om de pathogeen te verwijderen. Immunoglobulinen worden vooral in de milt gemaakt en daar worden ook de meeste pathogenen uit het bloed gehaald. B-cellen zien er een beetje bruin uit, dat komt omdat de B-cellen de immunoglobulinen produceren en deze kleuren bruin.

Waar worden wij nou ziek van?
De host respons zorgt voor de symptomen van de ziekte en niet perse van het micro-organisme.



Casus 1


We zien een 39 jaar oude man. Hij gebruikt veel alcohol en zorgt niet goed voor zichzelf.
Opeens krijgt hij hoge koorts, rillingen en pijn in het linker been. Drie dagen later komt hij in het ziekenhuis.
Bij het onderzoek blijkt de man een lage bloeddruk te hebben en is zijn temp. 39.9 C

Bij het inspecteren van zijn linker been zien we alle aspecten van een acute ontsteking. Zie dia 20.
Huidinfecties zijn vaak door bacteriën veroorzaakt. In dit geval is het door Streptococcus pyogenes.

Op dia 22 vind je de grote van micro-organismen
-Virussen zijn tussen de 0.03 en de 0.3 micrometer groot.
-Bacteriën zijn tussen de 0,1 en 10 micrometer groot.
-Protozoa en schimmels zijn tussen de 4- en 10 micrometer groot.
-Helminths (parasitaire wormen) hebben een grote vanaf 10 micrometer.

Classificatie van bacteriën is gebaseerd op de wand van de cel.
Door middel van gramkleuring is er een groot onderscheid te maken in grampositieve bacteriën en gramnegatieve bacteriën. Grampositieve bacteriën hebben een paarsige kleur en gramnegatieve bacteriën hebben een rozige kleur.
Sommige hebben geen celwand: zoals Mycoplasma maar dit komt niet vaak voor.
Op dia 24 je een paar voorbeelden van gramnegatieve en grampositieve bacteriën.

Op dia 25 zie je microscopisch materiaal van de patiënt uit de casus. Hier zie je wat paarsige bolletjes. Dit betekent dat het een grampositieve bacterie is.

Factor die er voor kunnen zorgen dat een ziekte ontstaat heten virulence factors. De wand van een bacterie bestaat uit: peptidoglycan en lipoteichoic zuur. De wand zorgt voor inflammatie.

Tegen streptococcus is het innate systeem normaal voldoende, maar doordat deze meneer een alcoholgebruiker is, zijn de granulocyten minder actief. Streptococcus pyogenes is een extracellulaire bacterie. Als een bacterie niet in een macrofaag kan leven bij fagocytose is het een extracellulaire bacterie. Als het dat wel kan is het een intracellulaire bacterie.

Parameter van inflammatie( dingen die in het bloed zitten): Lymfocyten (vaak viraal) (specifieke afweer), neutrofielen, granulocyten (vaak bacterie)

Serologie: is het in het bloed kijken naar antilichamen, een indirecte kijk op een pathogeen. Je kunt kijken naar de hoeveelheid lymfocyten in het bloed ( ISR-bepaling). Maar standaard meet je een van de volgende 2 factoren: je kunt het CRP (c-reactieve proteïne) bepalen. Dit is een acuut fase eiwit die stijgt binnen uren na de infectie en verdwijnt binnen dagen weer uit je bloed. En de ESR-bepaling daarmee meet je de sedimentatie graad van de rode bloedcellen. De ESR stijgt langzaam en daalt daarna ook weer langzaam. Allebei deze bepalingen kosten geld en daarom is het nooit noodzakelijk om ze allebei te meten.

Je kan een drager zijn van Streptococcus. Dus de bron ben je vaak zelf. Deze patiënt had het kunnen voorkomen door misschien schoner te leven, beter voor zichzelf te zorgen en zijn huid daardoor in betere conditie houden. De behandeling geschiedt door het intraveneus toedienen van Benzylpenicilline.

Pyo = pus, Enta = enterisch dus in de darmen,
Amoebe = protozoön:
Entamoeba histolytica.
Dit is een protozoön die je van een ander zijn feces krijgt. Normaal is er niks aan de hand, ben je alleen drager. Maar bij sommige mensen leidt dit tot ziekte. Diarree met bloed, koorts et cetera.

HC-12: Bacteria (08/09/2014)

Een bacterie is tussen de 0.1 en 10 micrometer groot. Dat van een erythrocyt is 6 micrometer
Een bacterie is een eencellige prokaryoot en is de enige van de micro-organismen.

Een prokaryoot heeft geen nucleus en cel organellen. De meeste bacteriën bevatten een celwand. Bacteriën zitten overal om ons heen zonder dat wij het merken. Bacteriën zijn de oudste vorm van leven. De meeste bacteriën leven op zichzelf maar er zijn er ook die in symbiose leven. We hebben ‘goede’ bacteriën die ons in leven houden maar bacteriën kunnen ook pathogenen zijn. Bacteriën kunnen zich heel goed aanpassen aan het organisme waarin ze leven. Zo heeft een kat hele andere ‘goede’ bacteriën dan de mens.

De bacterie heeft een nucleoïde (dat is geen nucleus!) , ribosomen (los in het cytoplasma en niet gebonden aan het ER), pili (kleine haartjes aan de buitenkant om zich te kunnen hechten), Flagel (staart voor beweging) en RNA en DNA (meestal in de vorm van een cirkel).

De celwand beschermt de bacterie tegen zijn omgeving (zie dia 8). De binnenkant van een bacterie is hypertonisch. Zonder celwand zou de bacterie exploderen. De classificatie van een bacterie is gebaseerd op de celwand, vorm, groei karakteristieken en of het intracellulair of extracellulair is.

De celwand speelt een rol bij de immuunrespons en pathogenese en is het doel van antibiotica.

Je hebt grampositieve en gramnegatieve bacteriën. Het verschil zit in de celwand. Grampositieve bacteriën (paarsig): je hebt het plasmamembraan en daaromheen zit nog een dikke laag. Deze laag bestaat uit peptidoglycanen. Dit is een 3-demensie van suikermoleculen die met cross-links aan elkaar verbonden zijn. Deze laag is weer verbonden met het plasmamembraan door lipoteichoic acid. Je hebt ook nog teichoic acid en deze moleculen zorgen ervoor dat de verbinding met het plasmamembraan nog sterker wordt. De moleculen zijn dus suikermoleculen en de cross-links zijn eiwitten. Granulocyten en macrofagen binden aan Peptidoglycanen waarna cytokines (zoals, IL-1, IL-6, TNF) worden geproduceerd door de peptidoglycanen. Gevolg daarvan is inflammatie (koorts en shock).



Gram- negatieve bacteriën (rozig): Hier heb je een plasmamembraan dan heb je een lege ruimte dan een hele dunne laag van peptidoglycanen dan heb je weer een lege ruimte en dan krijg je het buitenste membraan. In het buitenste membraan hebben ze LPS= lipopolysacheride. Dit bestaat uit een vet wat in het membraan zit en een suikergroep die naar buiten steekt. LPS is heel stimulerend voor het immuun systeem. Het bindt aan granulocyten en macrofagen en gaat dan cytokinen produceren waardoor de ontstekingsreactie opgang komt.

Gram- positieve vs. -negatieve bacteriën:
Grampositieve bacteriën kunnen beter tegen droogte, want ze hebben een dikkere wand.
Gramnegatieve bacteriën zijn makkelijk te doden met bijvoorbeeld alcohol, want ze hebben een dunnere wand.

Bacteriën kunnen 4 soorten vormen hebben:
-Cocci (bolvormig)
-rods (staafvormig)
-gebogen
-spiraalvormige. Sommige grampositieve bacteriën zijn instaat om aan sporogenenis te doen. Een bacterieel spoor is een gedehydrateerde structuur met een dikke wand waarin de bacterie in slaapstand verkeert. Door zo’n spoor te ontwikkelen is het mogelijke om extreme milieuomstandigheden te overleven. Sporen zijn moeilijk weg te krijgen. Ze zijn bijvoorbeeld niet weg te krijgen met op choline gebaseerde ontsmettingsmiddelen of op ethanol gebaseerde ontsmettingsmiddelen.

Sommige bacteriën hebben capsules. Dat is een laag polysachariden om de bacterie heen wat er voor zorgt dat het complement-systeem zijn werk niet kan doen. Je lichaam moet hier dan capsule-specifieke antistoffen tegen maken.

Bacteriën kunnen extracellulair zijn of intracellulair. Als een bacterie is gefagocyteerd dan noem je het een extracellulaire bacterie want het kan niet overleven in de fagocyt. Als een bacterie kan overleven in de cel noem je hebt intracellulair zoals tuberculose en salmonella.

De meeste bacteriën zijn aerobe.
Aspecten op de culture plaat: alfa, bèta en non-hemalotic. Alfa is de verandering in kleur, bèta is het als je door het glas kan kijken. In het vorige college hebben we het over intracellulaire en extracellulaire bacteriën gehad. Een voorbeeld van een intracellulaire bacterie is tuberculose.

Bacteriën hebben vaak circulair DNA. Ze planten zich voor via aseksuele voortplanting, waarbij de cel zich in tweeën deelt. 
Plasmiden zijn extra stukken circulair DNA. Plasmiden kunnen worden overgedragen van bacterie op bacterie. Hoe kunnen bacteriën hun DNA delen met andere delen?
Transformatie: opname van vrij DNA
Transductie: een virus dat bacteriën aanvalt. Soms kan het DNA van het virus worden opgenomen in het DNA van de bacterie en op dat moment verandert de bacterie.
Conjugatie: transfer van plasmide via “seks” door de pili.

HC-13: Viruses (08/09/2014)

Wat is een virus? Een virus is een klein infectieus middel dat alleen in de cel van de host zich kan vermenigvuldigen. En daarom kunnen ze gezien worden als parasiet van de cel. In het “pakketje” zit DNA of RNA. De componenten aan de buitenkant bepalen of ze kunnen binden aan een bepaalde cel. Virussen hebben geen organellen. Het mRNA wordt getransleerd door host ribosomen. De cellen van de host moeten dus eiwitten maken voor de virussen. Virussen zijn zichtbaar onder een elektronen microscoop. Virussen hebben een grote van 0,03-0,3 micrometer.

Een enveloped virus is een virus dat een lipidelaag heeft. Er kunnen spikes op zitten (eiwitten die helpen bij de binding aan de cel die ze willen binnendringen). Een virus zonder lipidelaag heeft alleen een kapsel. De kapsel is altijd een symmetrisch figuur. Het kan vele vormen aannemen.
De functies van de kapsel zijn:
Verpakkingsmateriaal van de virale delen,
Bescherming van het RNA of DNA,
Zorgt voor de transport van de nucleus zuur van cel naar cel,
Spikes om te kunnen binden aan cellen.


Kapsel: Een proteïne structuur die om het nucleus zuur zit.
Nucleokapsel: kapsel+ nucleus zuur.
Capsomere: een subunit van de kapsel.

Naked Kapsel vs. enveloped virussen:
De virussen die alleen een kapsel hebben zijn beter bestand tegen milieuomstandigheden, bijvoorbeeld droogte. Ze zijn moeilijker te doden met detergenten. Ze zijn gevoelig voor chlorine en iodine.
De virussen gaan de host cel binnen via virus geïnduceerde endocytose. Ze verlaten de cel via lyse. De enveloped virussen zijn vatbaarder voor milieuomstandigheden. Zijn makkelijker te doden met lipofiele detergentia. Ze zijn gevoelig voor ethanol/proponol, chlorhexidine, ammonium, phenol, chlorine en iodine. De virussen komen de cel binnen via fusie van de membranen. Ze gaan de host cel uit via budding. Virussen in je maagdarmstelsel zijn altijd naakt omdat ze worden blootgesteld aan extreme omstandigheden.

Het genoom van het virus:
Het bestaat uit DNA of RNA. Het DNA kan enkelstrengs zijn (dat hebben maar heel weinig virussen) of dubbelstrengs (dat hebben de meeste DNA-virussen). Het DNA kan ook nog in een cirkel zitten dan is het dubbelstrengs. Bij RNA kan het ‘segmented’ zijn dat betekend dat het allemaal losse stukjes RNA zijn. Je kunt ook dubbelstrengs segmented RNA hebben. RNA kan ook enkelstrengs zijn.

Doordat RNA wordt afgebroken als het zijn functie heeft voltooid kan het geen langdurige infecties veroorzaken. Het moet namelijk constant opnieuw worden aangemaakt. RNA virussen moeten altijd RNA-polymerase hebben om zichzelf te kunnen repliceren.

Virussen zijn afhankelijk van de host. Als virussen te succesvol zijn kunnen ze hun host doden en daardoor zichzelf elimineren. Als ze te passief zijn kan het zo zijn dat het immuunsysteem ze elimineert. Om te overleven hebben ze strategieën. De RNA virussen hebben veel mutanten, Antigenic drift. Sommige virussen blijven latent aanwezig in de host. Virussen hebben een cyclus. Ze komen de cel binnen via endocytose of fusie met de membraan. Virussen met een enveloppe fuseren met de membraan en naakte virussen worden opgenomen door endocytose. In de cel zorgen ze dat de eiwitten worden gemaakt en dat het virus heel vaak vermenigvuldigd. Uiteindelijk komen er grote hoeveelheden virus de geïnfecteerde cel uit en gaan andere cellen infecteren. Enveloppe virussen gaan naar buiten via budding en naakte virussen gaan naar buiten via lyse. Budding is het ‘afknijpen’ van een stuk celmembraan waarin het virus zit. Eerst komen er spikes in het celmembraan. Vervolgens wordt er een matrix-eiwit. En dan komt de nucleuskapsel die dat stuk van het membraan afknijpt.

Virussen vallen specifieke cellen aan. De virussen zorgen voor cellulaire schade. Dit kan door virale replicatie wat tot lyse leidt, door de immuunreactie (immunopathologie) en weefselschade en orgaan dysfunctie (blaasjes, geelzucht).

Wat kan er gebeuren na een acute virusinfectie?
Opruiming van het virus, chronische persisterende infectie, Latentie (inactieve staat).

De diagnose van een virusinfectie door een laboratoriumtest bestaat uit:
PCR,
het detecteren van antilichamen, kweken van het virus, elektronen Microscopie. Op de afbeelding op dia 41 zie je een soort band met blaasjes, dit is gordelroos. Dit wordt veroorzaakt door Varicella zoster virus. Dit is een DNA virus. In eerste instantie uit het zich als waterpokken. Na een latente fase waar het zich huisvest in de dorsale root ganglion, wordt het weer actief als gordelroos.

HC-14: Fungi and Parasites (08/09/2014)

Schimmels en wormen zijn multicellulair eukaryoten. De protozoa is een eencellige eukaryoot.
De protozoa en de worm zijn parasieten. Het is belangrijk om parasieten te onderzoeken aangezien ze wereldwijd zorgen voor sterfte. De meest voorkomende parasiet over de wereld is malaria. In Nederland is hoofdluis de meest voorkomende. De lintworm is de grootste parasiet en malaria de kleinste. De meeste parasieten leven in warme landen. Vaak kunnen door reizen wel parasitaire infecties optreden. Het optreden van parasitaire infecties is vaak ook gebonden aan sociaaleconomische omstandigheden. En dit betekent dat er een kans is op preventie en controle. Het krijgen van een schimmel is niet gerelateerd aan reizen maar aan een afgenomen immuniteit. Dit wordt behandeld in thema 5.

Waarom zouden we schimmels bestuderen? Schimmels zijn vaak oorzaak van ziekte en sterfte bij patiënten met een aangetast immuunsysteem. Bovendien komt een schimmelinfectie vaak voor.

Structuur van de schimmelcel
Zoals gezegd is de schimmel een eukaryoot. Deze bestaat uit een celmembraan, celwand, nucleus, cytoplasma en celorganellen. De celwand bestaat uit speciale componenten: Mannan, Glucan en Chitin. Het celmembraan heeft ook een speciaal component genaamd Ergosterol.



Hoe reageert het immuunsysteem op gist:
Met Granulocyten, macrofagen en T cellen. Er zijn gisten die tot onze commensaal bacterie populatie behoren.
Op schimmels:
Met granulocyten en macrofagen, er ontstaat T cel immuniteit.

Schimmels en gisten: Candida Albicans kan zorgen voor stomatitis en vaginitis.
Aspergillus fumigatus kan zorgen voor pneumonie bij patiënten met granulocytopenie.



Parasieten kan je verdelen in 2 groepen:
Ectoparasieten en Endoparasieten. Ectoparasieten zijn parasieten die buiten de host leven. Endoparasieten leven in de host. Een voorbeeld van de ectoparasiet is de schurft mijt. Voorbeelden van endoparasieten zijn de Entamoeba histolytica en Strongyloides stercoralis.



Karakteristiek aan Parasieten is dat ze een Host nodig hebben. Sommige parasieten leven maar een deel van hun leven in een host en sommige hun hele leven. Parasieten hebben soms meer dan 1 host nodig om hun levenscyclus te kunnen voltooien. Denk hierbij aan malaria. Malaria heeft de mug en de mens nodig. Het malaria virus ontwikkeld zich verder in de mug. De host waarin het virus zich repliceert heet ook wel de definitieve host (in dit geval dus de mug). De andere host noemen we ook wel de intermediaire host. Het is erg moeilijk om vast te stellen hoeveel mensen er aan malaria overlijden. Dit komt omdat de dood aan malaria geen specifieke dood is. Mensen sterven grieperig en met koorts. De precieze oorzaak weten ze dan vaak niet.

Kennis van de levenscyclus is nodig om distributie tegen te gaan, om tot een diagnose te komen, om tot een behandeling te komen en om infectie te voorkomen.

De structuur van een protozoa (dia 19)
bestaat uit een celmembraan, nucleus, cytoplasma, celorganellen en een flagel.
Voorbeelden van deze micro-organismen zijn:
Entamoeba histolytica en Entamoeba dispar. Deze zorgen voor Amoebiasis en resp. apathogenic.
Toxoplasma gondii. Deze zorgt voor Toxoplasmose.
Plasmodium vivax en plasmodium falciparum. Deze zorgen voor Malaria.
Giardia Lamblia. Deze zorgt voor intestinale infecties.

Levenscyclus en reproductie van de giardia
 zorgt voor diarree. Heeft maar 1 host, de mens.
Overbrenging van gardia kan alleen via cysten. Deze cysten beschermen ze tegen hun omgeving.
In de cysten verlaagt het metabolisme. Overbrenging zou via water kunnen. Trophozoites is de actieve vorm. Deze vorm is metabolisch actief, bewegelijk. Hier vindt aseksuele reproductie plaats.
In deze vorm is de giardia gevoelig: het valt makkelijk uit elkaar. De giardia heeft in dit stadium een lipide bilayer.
Op dia 23 zijn de 2 stadia te zien.



Levenscyclus van de Plasmodium (dia 24):
Als de mug iemand prikt kan de mug daarna niet gelijk een ander infecteren. Er moet een week overheen gaan om de plasmodium verder te ontwikkelen.
De plasmodium gaat van mens naar mug.
Op dia 25 is te zien dat malaria vooral een tropische ziekte is.

Toxoplasma: Toxoplasmose is een parasitaire infectie die veel voorkomt in Nederland.
Toxoplasma zit in kattenfeces, het huisvest in de hersenen van de mens. Bij een normaal immuunsysteem heb je er geen last van. Dit is een parasiet die meerdere host heeft. Als een vrouw zwanger is en ze raakt voor de eerste keer geïnfecteerd met Toxoplasmose kan dit heel gevaarlijk zijn.

Karakteristieken van parasitaire wormen: De wormen zijn kleine diertjes en hebben dus ook organen. Er zijn vaak mannetjes en vrouwtjes. Ze vermenigvuldigen zich door eitjes of kleine wormpjes. Deze moeten uit het lichaam om een ander persoon te kunnen infecteren. Als je met 10 wormen wordt geïnfecteerd blijven het 10 wormen, de eitjes worden namelijk uitgepoept. Het hangt dus heel erg van de hoeveelheid wormen af hoe ziek de persoon is.

De host, heeft verdedigingsmechanisme en het micro-organisme heeft kwaadaardige factoren. Normaal is dit in balans. Zodra de immuniteit van een persoon gedaald is raakt het helemaal uit balans en kan de worm toeslaan. Dan kun je heel erg ziek worden. De meeste wormen zijn primaire pathogenen en je hoeft geen afwijking te hebben om ze te krijgen.

HC-15: Invader – Virulence Factors (11/09/2014)

Er zijn meerdere oorzaken van infecties, namelijk: prionen, virussen, bacteriën, protozoa, schimmels en wormen. Micro-organismen hebben virulentiefactoren en de gastheer heeft verdedigingsmechanismes. Er is een interactie tussen de micro-organismes en de gastheer, door middel van de virulentie factoren en de verdedigingsmechanismes. Deze hebben samen een balans. Soms zorgt de interactie niet voor signalen of symptomen. Als er wel symptomen ontstaan, is er grote kans dat er sprake is van weefselbeschadiging en inflammatie.

Kolonisatie zijn de goede bacteriën in je lichaam. Daar zul je geen signalen of symptomen van krijgen. Je kan een pathogeen heel lang bij je dragen dan ben je een chronische drager van dat pathogeen. Latentie: Het pathogeen kan weer reactiveren. Het zit dan dus voor lange tijd in je lichaam maar je merkt er niks van.

Een virulentie factor is elke component, elk product of elke karakteristiek die/dat bijdraagt aan de mogelijkheid van een micro-organisme om een ziekte te veroorzaken. Het micro-organisme moet eerst het lichaam binnendringen, dan gaat het schade aanrichten en het moet ondertussen ook onzichtbaar zijn voor het immuunsysteem.

Er zijn drie groepen:

• Structurele componenten die binnen willen dringen in de gastheer. Deze componenten moeten zich vastbinden aan een menselijke structuur, ze moeten een lichaam of cel binnendringen of ze moeten inflammatoire reacties induceren.

• Producten zoals toxines. Er zijn endotoxines die inflammatie induceren (LPS) en er zijn endotoxines met variabele effecten. Ten slotte zijn er enzymen. Deze producten brengen schade toe aan de gastheer.

• Trucs, zoals het doden van een cel. Het doden van de cel valt onder ‘schade aan de cel aandoen’. Er zijn ook nog andere trucs en die zijn er om het verdedigingsmechanisme uit te zetten of om zich ervoor te verstoppen. Deze trucs zijn het verlagen van de normale immuunreactie, het ontwijken van de normale immuunreactie of het latent aanwezig zijn in de gastheer.

Er zijn dus virulentie factoren die het lichaam willen binnenkomen. Dit gebeurt op meerdere manieren:

• Adhesie van proteïnes of glycoproteïnes

• Endocytose die wordt geïnduceerd door micro-organismes

• Fimbriae (pili) op de gram negatieve en gram positieve bacteriën

• Schimmeldraden

• (Lipo)teichoïsch zuur, dat gram positieve bacteriën kunnen bevatten.

De virulentiefactoren die schade willen aanrichten, kunnen dit ook op meerdere manieren doen:

• Proteïnes die ijzer binden

• Enzymen die de DNA- en mRNA-synthese remmen

• Enzymen die weefsel afbreken

• Glycoproteïnes die de formatie van syncytium (een klont cellen) induceren.

• Schimmeldraden

• Lipopolysaccharide (endotoxine)

• (Lipo)teichoïsch zuur.

• Peptidoglycanen

• Toxine (dat adenylcyclase activeert, dat zich gedraagt als superantigeen, dat de release van neurotransmitters inhibeert of met cytotoxische activiteit)

• De mogelijkheid om geïnfecteerde gastheercellen te lyseren.

De derde groep van de virulentie factoren omvat de virulentie factoren die het verdedigingsmechanisme willen uitschakelen of ontwijken. Hiervoor zijn de volgende mogelijkheden:

• Antigeen shift

• Antigeen variatie

• Biofilm

• Proteïne inhiberende Opsonisatie

• Intracellulaire overleving

• Capsules

• Moleculaire nabootsing

• De mogelijkheid om latent in de gastheer te blijven.

Bij al deze genoemde virulentie factoren moeten we een micro-organisme kunnen noemen.

Streptococcus pyogenes is een bacterie. Dit kan een stille drager zijn in de keel en dan heeft men er geen last van. Het kan ook een oorzaak zijn van ziekte. De diagnostiek om deze bacterie vast te stellen, kan zijn: bèta hemolyse, gram positieve cocci en een katalase test. Als de katalase test negatief is, dan is er sprake van een Streptococcus en niet van een Staphylococcus. De gevolgen van deze bacterie kunnen zijn:

• Lokale of uitgezaaide infecties (tonsillitis, otitis media, impetigo, erysipelas, sepsis).

• Exotoxine-gemedieerde syndromen (het streptococci toxische shock syndroom).

• Immunologische effecten (acute reumatische koorts of acute glomerulonephritis).

De Streptococcus pyogenes heeft pili. Deze pili kunnen aan iets hechten op de epitheelcellen van het menselijk lichaam. Een ander virulentie mechanisme is inflammatie door middel van peptidoglycanen. Streptomycine is een toxine, dat een porie vormt. Deze porie is niet goed voor het lichaam, want daardoor wordt er schade aangebracht aan de cel. Er kan dan namelijk β-hemolyse plaatsvinden, waardoor de erytrocyten weg lekken. Het resultaat van het weg lekken van de cytoplasma inhoud en het binnenkomen van water, is dat de cel dood gaat. Dit zijn dus drie virulentie factoren van deze bacterie. De S. pyogenes bevat nog meer virulentie factoren, namelijk toxines. Er zijn superantigenen. Superantigenen binden aan een MHC-II molecuul van antigeen presenterende cellen en kunnen op deze manier ‘crosslinken’ met T-cellen. Er is dus niet meer een specifiek antigeen met een specifieke MHC-II nodig voor de T-cel activatie. De T-cellen kunnen binden en worden altijd geactiveerd. 10% van S. pyogenes kan toxines produceren die werken als een superantigeen. Het erythrogene toxine zorgt bijvoorbeeld voor roodvonk (= scarlet fever). Het Streptococcus pyrogene exotoxine zorgt voor het toxine shock syndroom. Er is nog één micro-organisme dat een toxisch shock syndroom kan veroorzaken, namelijk de Staphylococcus aureus die zorgt voor de tamponziekte.

Verder bevat de S. pyogenes nog enzymen als virulentie factoren, namelijk C5a-peptidase, streptokinase, DNase en hyaluronidase. Streptokinase zorgt voor het verspreiden van stollingsfactoren. Verder is er dus C5a peptidase. C5a maakt deel uit van het complement systeem van het aangeboren immuunsysteem. Het zorgt voor chemotaxis: het oproepen van andere cellen (fagocyten). C5a peptidase zorgt voor het afbreken van C5a, waardoor er geen chemotaxis is. Ten slotte is er nog één virulentie mechanisme in de S. pyogenes, namelijk immuun evasie. Dit gebeurt door C5a peptidase en M-proteïnes.

Samengevat bevat de S. pyogenes dus heel veel virulentie factoren. De mechanismes zijn: adhesie, inflammatie, toxines, enzymen en immuun evasie. De S. pyogenes kan onder de lichtmicroscoop gezien worden door middel van een gram stain. Deze bacterie kan gekweekt worden op bloed agar platen. Behandeling kan door middel van benzylpenicilline of door feneticilline. Als de patiënt allergisch is voor penicilline, kan macrolide worden toegediend.

Het influenza A virus is een primair pathogeen dat kan zorgen voor een milde of een ernstige ziekte. Er is een verhoogd risico op overlijden bij patiënten met comorbiditeit (bijvoorbeeld cardiaal, pulmonaal of renaal), een verzwakt immuunsysteem of een heel lage of heel hoge leeftijd. Dit virus is een envelop virus. De eerste virulentie factor is te vinden op de oppervlakte, namelijk neuraminidase uitsteeksels (enzymen). Dit enzym is voor de release en de transmissie van het virus. Een tweede virulentie factor zit ook op de oppervlakte, namelijk hemagglutinine uitsteeksels. Dit kan zorgen voor de adhesie van het virus aan de menselijke cellen. Het mechanisme is dus: adhesie.

Het membraan van dit virus fuseert met het membraan van de gastheercel, waardoor het virus kan binnendringen. Er is RNA polymerase nodig om nieuw RNA te maken. Dit RNA polymerase van het virus is heel anders dan het DNA polymerase van de gastheer. Het RNA polymerase doet bijvoorbeeld geen proofreading, waardoor er heel frequent mutaties zullen zijn. Dit leidt ertoe dat dit virus steeds weer opduikt en dat het blijft bestaan. De antigenen veranderen namelijk, wat betekent dat de antilichamen die men in het lichaam heeft, niet meer werken tegen het nieuwe antigeen. Er moeten dan nieuwe antilichamen geproduceerd maken. Dit noemt men de antigeen drift. Als een cel wordt geïnfecteerd door een menselijk influenza virus, maar ook door een dierlijk influenza virus, dan kan er een antigeen shift zijn. Er is dan een herverdeling van genoom segmenten. Dit kan leiden tot een pandemie. De antigeen drift en antigeen shift vallen onder de virulentie factor ontwijking van het immuunsysteem.

Het virus kan worden behandeld door middel van oseltamivir, maar dit kan alleen als het immuunsysteem van de patiënt hier geschikt voor is en/of als er een heel ernstige ziekte is. Men is nooit drager van het influenza A virus, maar men kan wel drager zijn van de S. pyogenes.

HC-16: Host versus Invader (11/09/2014)

De gastheer heeft steriele en non-steriele gebieden. De huid, de neus/keel regio en het maag-darmkanaal zijn niet steriel. In het menselijk lichaam leven meer bacteriën dan lichaamscellen. Er is een factor 10 verschil (1014 bacteriën tegenover 1013 lichaamscellen). Het steriele gedeelte is de ‘binnenkant’ van het lichaam. De maag is in principe steriel, maar wanneer iemand iets eet met veel micro-organismes erin, dan is het eventjes niet meer steriel. Verder zijn er diep in de tractus respiratorius en in de urinewegen geen micro-organismes. Commensalen zijn bacteriën die iedereen heeft. Deze zijn normaal aanwezig in elk persoon en ze zijn niet schadelijk, behalve als er een verzwakt immuunsysteem is (=opportunisten). Ze veroorzaken dus geen symptomen.

Op de huid zijn voornamelijk gram positieve bacteriën aanwezig. Er zijn hier geen gramnegatieve bacteriën aanwezig omdat die niet tegen een droge omgeving kunnen. In de darmen zijn gram negatieve en gram positieve bacteriën aanwezig. In de tractus urogenitale zijn voornamelijk gram negatieve bacteriën aanwezig. Kolonisatie weerstand is de aanwezigheid van bacteriën op huid en mucosa. Dit beschermt tegen de aankleving van andere micro-organismes.

Steriliteit wordt gehandhaafd op fysieke, chemische en immunologische manieren. Er is een fysieke barrière, die wordt gevormd door de huid en de mucosa. Een fysieke manier is ook via de luchtwegen, door cilia, mucus en hoesten. Ten slotte zorgt de tractus urogenitale op een fysieke manier voor steriliteit, namelijk door het legen van de blaas en door antimicrobiologische factoren.

De chemische manier voor de handhaving van steriliteit gaat via maagzuur en enzymen (bijvoorbeeld lysozymen in tranen). Ten slotte zorgt het immuunsysteem voor steriliteit, via lymfoïde organen en via de humorale, cellulaire, specifieke en aspecifieke afweer. Ook het immuunsysteem is belangrijk. Er zijn granulocyten tegen de bacteriën en NK cellen tegen de virussen. Een infectie is een structurele of functionele verandering die wordt veroorzaakt door:

• Micro-organismes of zijn componenten/producten

• Reactie van de gastheer

• Beiden

Als een student nu S. aureus in zijn/haar neus heeft, dan is dit geen infectie. Dit is kolonisatie: de student is drager van de bacterie. Als een patiënt oogpijn heeft, vijf dagen na de operatie, dan is dit wel een infectie. Blootstelling is niet hetzelfde als een infectie. Blootstelling aan micro-organismes leidt tot:

• Kolonisatie. Hierbij zijn geen symptomen. Er is sprake van een commensaal of een primair pathogeen op de huid of de mucosa. De status van de drager kan tijdelijk of permanent zijn. Er is bij een kolonisatie competitie voor voeding en voor plekken om aan te hechten.

• Infectie. Vaak is hierbij sprake van symptomen/tekens. Er zijn opportunistische of primaire pathogenen aanwezig en het kan exogeen of endogeen zijn.

Als een infectie wordt veroorzaakt door een primair pathogeen, dan is er geen verzwakking van het defensiemechanisme van de gastheer nodig. Dit is wel nodig bij een infectie die wordt veroorzaakt door een opportunistisch pathogeen.

Een infectie kan op twee manieren worden opgelopen, namelijk endogeen of exogeen.

Endogeen: via eigen bacteriën:

• Commensalen, zoals S. epidermidis, Streptococci, Neisseria soorten, Candida Albicans, Escherichia coli, Bacteroides fragilis en Clostridium soorten.

• Kolonisatie, zoals S. aureus, S. pyogenes, Streptococcus pneumoniae, Neisseria meningitidis en Haemophilus.

Exogeen: door blootstelling aan micro-organismes, via:

• Andere personen

• Dieren

• Vectoren

• Leefomgeving

Blootstelling gaat via inhalatie, via trauma/operatie, via orale wegen of via contact met het lichaam.

De S. aureus is een primair pathogeen en de S. epidermidis is een opportunistisch pathogeen. Een test met coagulase kan helpen om te diagnosticeren of er S. aureus of S. epidermidis is. Bij een positieve test is er sprake van de S. aureus en bij een negatieve test van de S. epidermidis. De S. epidermidis komt bijvoorbeeld op als er sprake is van granulocytopenie (door bijv. chemotherapie).

Hoe ziet men het verschil tussen primaire pathogenen en commensalen? Commensalen zullen nooit voor symptomen zorgen. Als de commensalen door de huid komen door bijvoorbeeld een wondje of een katheter worden ze direct opgeruimd door de granulocyten. Bij een verminderde afweer zal dit niet gebeuren en kan er dus een infectie ontstaan. Er ontstaat dus alleen een infectie bij een verminderd immuunsysteem.

Bij blootstelling aan een micro-organisme kan er een subklinische infectie ontstaan. Dit betekent dat er een infectie is, maar dat men er niks van merkt. Hierna komen het aangeboren en adaptieve immuunsysteem in actie. Dit leidt tot herstel of tot overlijden.

Het kan ook gebeuren dat er na blootstelling direct een infectie ziekte ontstaat. Hierna is er herstel via het aangeboren en adaptieve immuunsysteem, of de patiënt komt te overlijden. Dat iemand overlijdt aan een infectie ziekte, komt doordat er schade ontstaat door structurele componenten, door producten of door de reactie van de gastheer. Als iemand voor de tweede keer aan een micro-organisme wordt blootgesteld, dan kan het zijn dat de patiënt wel ziek wordt, of dat de patiënt niet ziek wordt.

Alle soorten micro-organismes bevatten proteïnes. Alleen prionen bevatten geen nucleïnezuur. Alleen de protozoa, de schimmels en de wormen bevatten cel organellen en een nucleus. Alle micro-organismes behalve de wormen, zijn intracellulair. Alle micro-organismes behalve de prionen en virussen zijn extracellulair.

HC-17: Immune Deficiencies and Infection Risk (11/09/2014)

Er zijn meerdere oorzaken voor een verzwakte barrière functie: Letterlijke onderbreking van de barrière, door wonden, insectenbeten, huid penetratie en huid of mucosa toxiciteit door cytostatica (chemotherapie). De micro-organismes die hierbij een infectie kunnen veroorzaken, zitten al op de huid of op het mucosa membraan. Het gaat dan op de S. aureus, de S. pyogenes, de S. epidermidis, de E. coli en de C. Albicans. De laatste drie zijn commensalen (opportunistisch en koloniserend). De eerste twee zijn primaire pathogenen. De opportunistische micro-organismes kunnen geen infectie veroorzaken bij wonden of insectenbeten, door de functie van granulocyten en de kolonisatie weerstand. Cellulitis is een ontsteking van de huid.

Functionele onderbreking van de barrière:

• Een urine katheter of incomplete leging van de blaas. Dit zijn meestal gram negatieve bacteriën. Gram positieve bacteriën bevinden zich in droge gebieden. Hierbij kan de E. coli een infectie veroorzaken.

• Een gebrek aan maagzuur. Hierbij kan de Salmonella bacterie of de V. cholera een infectie veroorzaken.

• Een gebrek aan tranen. Hierbij kan de Hemophilus influenzae een infectie veroorzaken.

• Een verstoring van het schoonmaken van de luchtwegen. Hierbij kan de S. pneumoniae een infectie veroorzaken.

Een verzwakte kolonisatie weerstand. De Candida Albicans kan zorgen voor een stomatitis, oesofagitis of een vulvovaginitis. De Clostridium difficile is een gram positieve bacterie en is anaeroob. Deze bacterie kan zorgen voor pseudomembraneus enterocolitis. Op een histologisch plaatje zie je een soort pseudomembraan wat bestaat uit mucus en veel granulocyten. Een toxine zorg voor de darm schade. Dit is te behandelen met antibiotica maar bij veel mensen blijft het terugkomen. Dit is een bacterie waarbij je fecestransplantatie als behandeling kan gebruiken.

Het complement systeem helpt bij kolonisering, bacteriën en gisten. Het complement systeem kan deficiënt zijn en dit kan meerdere oorzaken hebben, maar de oorzaak is meestal genetisch. De schade kan zitten in 1 van de 4 pathways: de klassieke, de alternatieve, de MB lectine of de terminale (MAC). Maar als je een pathway mist kan een ander pathway het overnemen. Als er een deficiëntie is van C2, C3 of C4, dan zijn er voornamelijk extracellulaire micro-organismes. Hieronder vallen heel veel gram positieve en negatieve bacteriën. Als er een deficiëntie is van een component van MAC, dan zijn er primaire pathogenen, namelijk: Neisseria meningitidis of invasieve Neisseria gonorrhoeae. Dit eerste micro-organisme kan leiden tot de amputatie van lichaamsdelen. Er kan ook een deficiëntie zijn aan de immunoglobulines. Dit is bijvoorbeeld het geval bij hypogammaglobulinemie. De oorzaken kunnen congenitaal zijn (X-gebonden agammaglobulinemie of als een deel van SCID, waarbij er ook cellulaire schade is) of verworven (algemene variabele immuundeficiënties, B-cel ziektes, Chronische lymfatische leukemie, M. Kahler).

De micro-organismes die hierbij een rol spelen zijn:

• Bacteriën met een capsule (streptococcus pneumoniae, Neisseria meningitidis of Haemophilus influenza)

• Campylobacter

• Persistente Giardia lamblia

• Persistente enterovirus infecties

Hypogammaglobulinemie zou overwogen moeten worden als er frequente of persistente infecties zijn, of als er een combinatie is van deze pathogenen.

De milt is een filter voor het bloed en een plaats voor de productie van immunoglobulines. Als de milt niet goed werkt, dan zullen bepaalde micro-organismes veel frequenter voorkomen in het lichaam. De oorzaken voor een milt disorder zijn:

• Asplenie (congenitaal of operationeel verwijderd)

• Functionele asplenie (chronische hemolyse syndromen of infarcten)

Vaak is deze deficiëntie niet symptomatisch. Als een milt deficiëntie wel symptomatisch is, dan zijn er enkele micro-organismes die een rol kunnen spelen. Ernstige sepsis (=bloedvergiftiging) wordt veroorzaakt door gecapsuleerde bacteriën:

• Streptococcus pneumoniae

• Neisseria meningitidis

• Haemophilus influenzae
Dit zijn primaire pathogenen.

• Ernstige Plasmodium infecties (primair pathogeen), die kunnen leiden tot malaria.

Problemen met de T-cellen kunnen komen door bijvoorbeeld HIV. De HIV infectie zorgt ervoor dat er veel minder CD4 T-cellen zijn. Als het aangeboren immuunsysteem niet goed genoeg werkt, dan is er T-cel immuniteit nodig.

HC-18: Pathology of Infection (11/09/2014)

De meeste infecties zullen leiden tot een inflammatie, maar dit zal niet altijd gebeuren. Infecties kunnen worden veroorzaakt door bacteriën, virussen, parasieten of schimmels. Deze vier soorten zullen allemaal zorgen voor een ander proces in het lichaam. De laatste 2 zijn gerelateerd aan ons immuunsysteem. Een persoon met een goed immuunsysteem zal deze infecties niet krijgen. Bacteriële infecties kan iedereen krijgen. Ze zorgen voor een acute ontsteking waar veel neutrofielen bij aanwezig zijn. De polymorfische nucleus van de neutrofielen kun je goed zien onder de microscoop. Er is een spectrum aan inflammatoire reacties, dat bestaat uit vijf vormen van inflammatie:

1. De suppuratieve/acute inflammatie is de meest voorkomende inflammatie in het lichaam. Bij een acute inflammatie zijn er veel neutrofielen aanwezig. Door grampositieve en -negatieve bacteriën. Hier valt ook het granuloma onder.

2. De mononucleaire/granulomateuze inflammatie. Dit is een chronische inflammatie. Door virussen, parasieten, spirocheten en mycobacteriën.

3. De cytopathische-cytoproliferatieve inflammatie. Necrotische reacties: door HSV of het adenovirus. Cytoproliferatieve reacties: door HSV, genitale wratten of genitaal kanker.

4. De necrotiserende inflammatie. Deze infectie kan heel snel leiden tot overlijden.

5. De chronische inflammatie, waarbij er voornamelijk lymfocyten aanwezig zijn en specifiek de antilichaam producerende plasmacellen. Een chronische inflammatie kan leiden tot littekens. Door chronische virus infectie met Hepatitis B en fibrose.

De symptomen van de patiënt hangen af van waar de bacterie zit. Een staphylococci infectie kan afhankelijk van waar de bacterie zich bevindt, leiden tot een endocarditis (hart), impetigo (huid), wond infectie, voedselvergiftiging (voedsel) en respiratoire infectie (longen). Als je heel veel neutrofielen ziet tussen het weefsel van de longen weet je dat er sprake is van een acute ontsteking. De Legionella bacterie wordt gefagocyteerd, maar de fagosoom verzuurt niet en fuseert niet met een lysosoom. De fagosoom wordt vervolgens omgeven door een ER met ribosomen hierop. In de fagosoom gaat de bacterie zich vermeerderen, waarna de fagosoom scheurt. De gastheercel lyseert en de bacterie ontsnapt.

Een virus bindt aan de receptoren van de gastheercel, waarna het zonder ‘envelop’ de cel binnenkomt. Daar vindt replicatie plaats van het virale genoom en er is mRNA synthese. Hierna is er synthese van de virale proteïnes. Deze virale proteïnes kunnen vervolgens heel veel verschillende effecten hebben, zoals cel lyse en metabole verstoringen. Er worden ook nieuwe virussen opgebouwd, die vervolgens (met envelop) de cel verlaten om nieuwe cellen te infecteren. Ten slotte is er presentatie van virus antigenen op het celmembraan. Hierdoor ontstaan er door de gastheer T-cellen gemedieerde beschadigingen. Een infectie met het cytomegalovirus zorgt ervoor dat cellen heel groot gaan worden en uiteindelijk barsten. Parasitaire infecties zijn niet veel te zien in Nederland wel in Afrikaanse landen. Echinococcus infectie je krijgt het binnen door geïnfecteerd vlees te eten. Als deze eitjes in je darmen komen dan komen ze in het bloed en komt als eerste in de poortader. Het veroorzaakt een grote cyste in de poortader. Als ze dit gaan behandelen maken ze de cyste open en dan verwijderen ze hem. Maar door de cyste te verwijderen kan de parasiet in de peritoneaalholte komen waar die een 2^de cyste kan ontwikkelen. Als je door de microscoop kijkt kun je de parasiet herkennen. Schimmelinfecties zijn het meest serieus in de westerse wereld. Mensen met een verlaagde immuniteit hebben hier vaak last van. Aspergillus en Candida zijn het meest voorkomend in Nederland. Aspergillus beschadigd niet alleen het weefsel maar ook de bloedvaten en kan zo ook in andere delen van je lichaam terecht komen.

HC-19: Diagnostics of Infectious Diseases (12/09/2014)

Het ideale doel van diagnostiek is het aantonen of uitsluiten van een specifieke ziekte of een ziekteverwekker. In de realiteit komt het neer op het nauwkeurig schatten van de waarschijnlijkheid van een specifieke ziekte in een specifieke patiënt.

Er zijn directe detectie methoden en er zijn indirecte detectie methoden. Bij de directe detectie methoden wordt de ziekteverwekker rechtstreeks aangetoond of wordt er gebruik gemaakt van een microscoop. Bij de indirecte detectie methoden wordt bijvoorbeeld gekeken of dat er antilichamen aanwezig zijn of dat er nucleïnezuur aanwezig is.

Microbiologie is begonnen rond 1600-1700, want toen werd de microscoop uitgevonden. De gram stain is een test waarbij er wordt gekeken of een bacterie gram positief of negatief is. Men fixeert de bacteriën op een glasplaatje. Daarna wordt kristal violet gebruikt, wat de bacterie cel in gaat. Hierna wordt iodine toegevoegd, wat een complex vormt met het kristal. Het gaat in gram negatieve en gram positieve bacteriën. Er worden dan grote molecuul complexen ontwikkeld. Hierna wordt er een ontkleuringsmiddel gebruikt, waarna de gram negatieve bacteriën het iodine complex verliezen doordat ze een heel dun membraan hebben. De gram positieve hebben een veel dikker membraan, waardoor deze bacteriën wel violet zullen blijven. Als dit allemaal gebeurd is, dan kunnen de bacteriën met elke kleuring worden gekleurd. Vaak wordt safranine gebruikt, waardoor de gram negatieve bacteriën roze worden en de gram positieve bacteriën paars blijven. Streptococcus pneumoniae zijn gram positieve cocci.

Bepaalde bacteriën kleuren niet aan bij de gram stain, namelijk de bacteriën zonder celwand. Er zijn ook zuurvaste bacteriën die een heel dikke celwand hebben (bijv. Mycobacterium Tuberculosis). De Escherichia Coli is gram negatief en de Streptococcus Pyogenes is gram positief. Als bij Mycobacterium Tuberculosis fuchsine wordt gevoegd en daarna zuur, dan zullen alle cellen kleuren, behalve de bacteriën. Dit komt doordat de bacterie zuurvast is. Gramnegatieve cocci zijn vaak heel erg klein en daarom is het moeilijk om gramnegatieve cocci en rods uit elkaar te houden. Plasmodium Falciparum veroorzaakt het malaria virus. Deze parasiet kan worden aangetoond met een Giemsa stain. Als er dus een verdenking is op een malaria virus, dan moet de Giemsa staining worden gebruikt. Je kunt ook virussen aankleuren. Dan kleur je een eiwit aan het oppervlakte van het virus.

Elektronen microscopie wordt amper gebruikt bij de diagnostiek van infectie ziekten. Dit komt omdat het erg duur is en het lang duurt. Er zijn ook snelle antigeen testen en deze zijn beschikbaar voor heel veel antigenen. Met behulp van deze test wordt een antigeen aangetoond door middel van een antilichaam. Deze testen hebben een hele lage sensitiviteit, waardoor ze een gelimiteerde praktische waarde hebben. Het kweken van bacteriën is heel tijdsafhankelijk en de kwaliteit van een specimen is heel belangrijk. Verder is er verdere analyse nodig, zoals de morfologie, metabolisme en de antigenen. Sommige bacteriën en veel virussen kunnen niet worden gekweekt.

Stel nu dat er een 21-jarige man komt met koorts, rillingen, hartgeruis en drugsgebruik. Er wordt dan bloed afgenomen, waarna wordt gekeken naar de groei van de bacteriën. De kweek wordt op een voedingsbodem geplaatst, waarna er gram stain wordt gebruikt en de bacterie wordt gedetermineerd.

De verdere analyse bestaat uit een aantal tests. Voor de determinatie wordt een snelle en simpele test gebruikt of men gebruikt hoogtechnische methodes. Ook kijkt men naar biochemische eigenschappen. Een ander deel van de verdere analyse bestaat uit een test naar de antilichaam vatbaarheid. Met deze laatste test kan worden gekeken of een bacterie vatbaar is voor een antibioticum of dat het er resistent tegen is.

MALDI-TOF massa spectrometrie zorgt voor de identificatie van gekweekte bacteriën en fungi met de Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionisation Time of Flight. Er zijn bewerkte organismen/bacteriën die op een doelplaatje worden geplaatst. Daarop wordt een matrix gedaan. Dit wordt in de massa spectrometer gedaan, waar een laser helpt om de bacteriën te ioniseren. Deze machine scheidt de stukken op massa. Uiteindelijk kunnen de soorten dan geïdentificeerd worden. De machine kan dan direct aangeven om welk virus het gaat. Virussen kunnen alleen maar gekweekt worden op levende cellen. Hier worden in de praktijk vaak eierdooiers voor gebruikt.

PCR is een manier waarbij nucleïnezuur wordt vermeerderd. Er wordt gebruik gemaakt van doel DNA en primer. Bij elke cyclus wordt het doel DNA verdubbeld. Verder wordt de temperatuur steeds veranderd om de omgeving ideaal te maken voor de verschillende stappen van het proces. Een cyclus bestaat uit drie stappen, namelijk: denaturatie (kook temperatuur), hybridisatie (het binden van de primers bij een lage temperatuur) en verlenging (72 graden Celsius).

Moleculaire methodes lossen niet alle problemen op, maar er zijn wel veel voordelen. Zo is het universeel toepasbaar, in theorie kan er een maximale sensitiviteit en specificiteit zijn, de kwantificatie gaat makkelijk, er is een minimale benodigdheid aan specimen condities en het kost weinig tijd. Er zijn ook limieten, want men krijgt alleen wat men vraagt (een overshoot aan specificiteit) en men ontdekt ook irrelevante informatie uit bijvoorbeeld het DNA (een overshoot aan sensitiviteit). Verder zijn relatieve niveaus moeilijk om te onderzoeken en de kosten van een test kunnen hoger zijn.

Er waren ook indirecte detecties, zoals serologie. Hierbij worden antilichamen aangetoond in de gastheer. Voordelen zijn dat het snel kan gaan en dat het kosten effectief is. Ook zijn er limieten, namelijk dat er reactie van het immuunsysteem van de gastheer nodig is, het kan lang duren en de interpretatie moet met zorg worden gedaan. Voor deze methode is er een respons van de host nodig en kan dus niet gebruikt worden bij mensen met een verminderd immuunsysteem.

Er zijn directe en indirecte immuno analyses. De indirecte hebben een hogere sensitiviteit en daarbij wordt een antilichaam gebruikt.

HC-20: Interpretation of Diagnostic Test Results (12/09/2014)

Wat is een diagnostische tool? Dit is alles wat een diagnose waarschijnlijker of minder waarschijnlijk kan maken. Hieronder vallen de epidemiologische informatie, de symptomen, de signalen, de laboratorium tests, de functionele testen en de beeldvorming. In de ideale wereld zegt een positieve test dat de ziekte is bewezen en zegt een negatieve test dat de ziekte is uitgesloten. De hand-voet-en-mond ziekte komt heel veel voor bij kinderen en het wordt veroorzaakt door een infectie met het Enterovirus. In de realiteit zijn betrouwbare testen vaak heel invasief en/of heel duur. De meer betaalbare diagnostische testen hebben limieten, namelijk dat de sensitiviteit en/of de specificiteit suboptimaal is.

De ziektegeschiedenis is voor clinici de belangrijkste diagnostische tool. Verder krijgen clinici veel informatie uit het lichamelijk onderzoek. Bij een verdenking op een UWI (urineweg infectie) kan er een nitriettest gedaan worden. Als deze test positief is, is er dan bewezen dat er een UWI is? En als de test negatief is, is er dan bewezen dat er geen UWI is? Heel veel, maar niet alle bacteriën, converteren nitraat in de urine naar nitriet. Daarom is er een studie gedaan naar de nitriet test. Er was een gedefinieerde studie populatie. Er wordt dan een tabel gemaakt. Bovenin wordt de ‘waarheid’ gezet en links wordt de diagnostische test gezet. De tabel ziet er als volgt uit:

De sensitiviteit is de kans op een positief test resultaat als de ziekte aanwezig is. De formule is: A/(A+C). De specificiteit is de kans op een negatief test resultaat als de ziekte absent is. De formule is: D/(B+D). De sensitiviteit en de specificiteit zijn test karakteristieken. De positief voorspellende waarde (PVW) is de kans dat een ziekte aanwezig is, als het testresultaat positief is. De formule is: A/(A+B). De negatief voorspellende waarde (NVW) is de kans dat een ziekte afwezig is, als het testresultaat negatief is. De formule is: C/(C+D). De positief en negatief voorspellende waarden zijn afhankelijk van de test en van de studie populatie. Als er een studie populatie wordt gekozen waarin er een hogere proportie is van de ziekte, dan zal de PVW stijgen en de NVW dalen. Het tegenovergestelde gebeurt als er een lagere proportie is van de ziekte.

De pre-test waarschijnlijkheid is de kans dat de ziekte aanwezig is in een populatie voordat de testresultaten bekend zijn. De formule die hierbij hoort is het aantal mensen met de ziekte / het totale aantal mensen. De post-test waarschijnlijkheid is de kans dat de ziekte aanwezig is als de testresultaten bekend zijn. De test (+) formule is hetzelfde als de PVW en de test (-) is gelijk aan 100%-NVW.

Als er een ziekte is waarbij de behandeling belangrijke bijwerkingen heeft, dan wil men niet iemand behandelen waarbij de ziekte absent is. Er is dan een hoog specifieke test nodig. De diagnostische waarde hangt af van de epidemiologische setting. Hierbij wordt rekening gehouden met hoe waarschijnlijk een ziekte is en wat men zou doen als de test negatief of positief is. Als de antibiotica niet zoveel kwaad kan maar de ziekte wel is het dus niet zo erg om onnodig antibiotica te geven. Je wil dus dat als iemand negatief getest wordt de ziekte ook echt afwezig is. Je hebt dan een test nodig met een zo hoog mogelijke sensiviteit.

HC-21: Essential Microorganisms (12/09/2014)

Eén micro-organisme kan zorgen voor 1, 2, 3 of veel meer klinische verschijnselen. De bacterie Vibrio cholerae is een gram negatieve bacterie die cholera veroorzaakt. Cholera is een epidemie in veel landen en het heeft voornamelijk te maken met hygiëne. De bacterie is een fibrio: hij is gebogen. Men wordt aan deze bacterie blootgesteld door water te drinken waarin deze bacterie zich bevindt. Dit is meestal water dat niet gezuiverd is. Niet iedereen die drager is van deze bacterie, wordt ziek. Het is geen invasief micro-organisme: het veroorzaakt geen inflammatie. Het produceert een toxine: een cholera toxine. Dit kan binden aan het membraan van de villi. Het bindt dan aan een GM1-ganglioside receptor. Hierdoor wordt adenylcyclase in de cel actief gemaakt. Dit zorgt ervoor dat er cAMP ontstaat.

Het zorgt er voor dat een bepaald mechanisme constant actief is, waardoor er cAMP ontstaat. Dit leidt ertoe dat er actieve uitscheiding is van kalium, natrium, chloride, bicarbonaat en water. Dit resulteert in waterige diarree. Deze V. cholerae zorgt voor hyperactiviteit van de cel. Het C. difterie bijvoorbeeld, zorgt voor de inhibitie van proteïne synthese. Dit heeft te maken met de A-B exotoxines. Deze toxines bestaan uit een A- en een B-deel. Het A-deel is vaak het actieve gedeelte en het B-deel is vaak het bindende deel.

Plasmodium is een protozo dat malaria kan veroorzaken. Malaria is voornamelijk een epidemie in Afrika en het wordt verspreid via de malaria mug. De vector is de anofeles mug en dit is de definitieve gastheer. De mens is een intermediaire gastheer. De mug is de definitieve gastheer omdat het virus daar seksueel geproduceerd wordt.

Het Varicella Zoster Virus zorgt voor een primaire infectie, maar er kan ook een reactivatie zijn wanneer iemand dit virus voor de tweede keer krijgt. Bij dit virus is er een gebrek aan cellulaire afweer. Patiënten hebben veel rode blaasjes op het lichaam.

De Legionella bacterie is een gram negatieve bacterie die heel erg klein is. Deze bacterie, Legionella pneumophila, kan leiden tot twee ziektes. Er zijn twee pathogenese: overleven in de cel of T-cel immuniteit. Legionella kan leiden tot een pneumonie, als de cellulaire afweer weggevallen is, of tot pontiac koorts. De Legionella bacterie kan heel goed leven in warm water.

De bacterie Treponema pallidum kan leiden tot Syfilis. De bacterie is gram negatief en men wordt er voornamelijk aan blootgesteld door seksueel contact. De ziekte komt in delen. Eerst ontstaat er een zweer op de geslachtsorganen. Het tweede stadium bestaat uit koorts en huiduitslag. Ten slotte is er het derde stadium: gumma (een zwelling).

De worm Schistosoma leeft in water. Men wordt er dus aan blootgesteld door in besmet water te zijn. De worm gaat dan via de huid het lichaam in en dan ontstaat er zwemmerseczeem aan de benen. Hierna gaat de worm migreren, waarna er het Katayama syndroom ontstaat. De worm is op zoek naar een aangename plek om te leven en dit worden de venen. Daar gaan de wormen eitjes leggen, waarna de eitjes vast komen te zitten in het weefsel. Terwijl de larven uitgroeien tot wormen, is er sprake van het Katayama syndroom. Als de wormen volwassen zijn, zullen er in het derde stadium granulomata ontstaan. Het Enterovirus, de Staphylococcus aureus, de Streptococcus pyogenes, de Escherichia coli en de M. tuberculosis kunnen leiden tot heel veel ziektes en verschijnselen.

Het is ook zo dat 1 klinische presentatie kan worden veroorzaakt door 1, 2, 3 of veel meer micro-organismen. Als iemand komt met niet pijnlijke en niet jeukende plekken, waarvan de rand rood is en de binnenkant niet (erythema migrans), dan is dit de ziekte van Lyme. De ziekte wordt veroorzaakt door een bacterie die de teek met zich meedraagt: de Borrelia burgdorferi. De teek heeft 2 dagen nodig om zichzelf te vullen met het bloed van een mens. De erythema migrans zijn het eerste stadium. Het tweede stadium bestaat uit meningitis, artritis en carditis. Uiteindelijk kan er zelfs een derde stadium zijn, bestaand uit neuro(psycho)logische symptomen.

Als een patiënt koorts heeft en hij heeft een rode, opgezwollen en warme arm, dan kan dit worden veroorzaakt door de Streptococcus pyogenes (gram negatieve coccus) of de Staphylococcus aureus. Als een lymfe baan rood is, dan is er sprake van de S. pyogenes. Als er een zwelling is, dan is er vaak sprake van de S. aureus.

Als een patiënt koorts, lymfadenitis en lymfocytosis heeft. Dan zijn er drie mogelijkheden: het Epstein-Barr virus, het Cytomegalo Virus (CMV) en Toxoplasma (protozo).

Er zijn ook symptomen die kunnen worden veroorzaakt door heel veel micro-organismen. Een voorbeeld hiervan is een pneumonie. Micro-organismen die dit kunnen veroorzaken, zijn onder andere: het Influenza virus en RSV, de bacteriën S. pneumoniae, Mycoplasma, M. tuberculosis en Legionella, de schimmel Aspergillus en nog enkele wormen. De S. pneumoniae heeft een polysaccharide capsule als virulentie factor. Een lobaire pneumonie wordt veroorzaakt door de Legionella bacterie of door de S. pneumoniae. Een holte of een cyste kan worden veroorzaakt door de M. tuberculosis, de Aspergillus of de wormen. Onregelmatige of interstitiële pneumonie wordt veroorzaakt door RSV, het Influenza virus of het Mycoplasma.

PD-02: Infection, Host Defence Disorder (12/09/2014)

Vrouw van 28 jaar belt het ziekenhuis met hele erge hoofdpijn. Ze moest ook overgeven. Ze waren bang dat ze uitgedroogd was en daarom mocht ze langs komen.

Anamnese: Het was constante stekende hoofdpijn. Het kwam uit het niets opzetten en het werd in de loop van de dagen steeds erger. De pijn zat aan de rechter voorzijde van het hoofd. Ze had verder geen klachten in plaats van lichte verhoging en overgeven. Ze had paracetamol en ibuprofen gebruikt maar niets hielp. Zelf dacht ze aan migraine of gewoon hevige hoofdpijn wat wel weer over gaat. Ze had verder eigenlijk nergens last van. Ze was helemaal helder van geest en heeft ook geen last gehad van uitvalsverschijnselen.

Mevrouw werd opgenomen in het ziekenhuis en ze kreeg een infuus met morfine maar dit hielp ook niet. Er werd een foto van haar hoofd gemaakt daaruit bleek dat er een bacterie aan de voorzijde van haar hoofd zat. Er zat een gat in haar hersenen aan de voorzijde van het hoofd dat heet een abces. Er werd aan 3 bacteriën gedacht: Toxoplasma, nocardia of een normale bacterie. Ze heeft een operatie gehad en ze hebben een deel van het abces weggehaald om te kijken wat het precies was. Het bleek nocardia te zijn. Nocardia is een bacterie die gewoon in onze omgeving leeft. Alleen mensen met een verminderde afweer kunnen hier infecties van krijgen. Na de operatie heeft ze heel veel déjà vu momenten gehad. Ze heeft nu hele intensieve dromen terwijl ze dat voor de operatie niet had. Verder kreeg ze een antibiotica in pil-vorm en een antibiotica de vorm van een infuus. Ze kreeg er 2 omdat ze nog niet wisten welke bacterie het precies was en daarom moesten ze kijken welke antibiotica het best zou aanslaan. Toen de antibiotica in pil-vorm bleek aan te slaan mocht ze weer naar huis.

Medische voorgeschiedenis: Deze mevrouw heeft in haar verleden een immuunziekte gehad. Deze immuunziekte presenteerde zich met een dikke enkel. De diagnose was heel moeilijk te stellen en ze heeft dan ook veel onderzoeken gehad. Er is een bloed & urineonderzoek geweest en er zijn ook biopten genomen van de nieren en de huid. Verder zijn er ook veel scans uitgevoerd. Deze immuunziekte bleek gericht te zijn op haar nieren. Ze slikt er veel medicijnen voor. Het eerste medicijn wat ze kreeg was prednison. Van de prednison was ze heel veel aangekomen en ze heeft een trombosebeen gehad. Na een tijdje heeft ze nog een hele sterke immuun-suppressie gekregen. Ze kreeg dus heel veel afweerremmende middelen want dat moest voor haar nieren. Daardoor heeft de parasiet in haar hersenen toe kunnen slaan.

Thema 4: Prevention of infectious diseases & Thema 5: Allergy

HC-22: Antimicrobial Therapy (15/09/2014)

Penicilline werd gevonden na de eerste wereldoorlog en dit bleek een waar wondermiddel te zijn. Hoe werkt een antimicrobiologisch middel? Dit is de farmacodynamiek: wat doet een antibioticum met het lichaam? Er is activiteit van de medicatie naar het micro-organisme en er is (eventueel) resistentie vanuit het micro-organisme naar de medicatie.

Selectieve toxiciteit: Met een medicijn wil je aangrijpen op iets in het pathogeen wat verschilt van onze eigen cellen. Zo doe je je eigen lichaam geen schade aan. Glycopeptides en beta-lactaam werken door activiteit op de celwand van een bacterie. Een lichaamscel heeft geen celwand, waardoor deze medicatie niet schadelijk is voor de menselijke cellen. Er zijn middelen die werken op gram negatieve bacteriën en middelen die werken op gram positieve bacteriën.

Een aantal antibiotica werken als inhibitoren van de cel wand synthese. Dit zijn penicillines (penicilline G, flucloxacilline, amoxicilline, en clavulanische zuren), cefalosporines (cefuroxim) en glycopeptides (vancomycine). Als een bacterie wil groeien wordt de celwand kapot gemaakt. Vervolgens zorgt transpeptidase ervoor dat nieuwe bouwblokken aan elkaar worden gebonden. Het zorgt dus voor de opbouw van de celwand. Penicilline zorgt ervoor dat transpeptidase aan penicilline gaat binden, waardoor de celwand niet meer opgebouwd wordt. De bacterie gaat dan dood. Als je de dosis penicilline verhoogd zal ook het effect omhoog gaan. Dan zullen van meer bacteriën de celwand kapot gaan. Als je de dosis verlaagd zal het effect ook weer omlaag gaan.

Vancomycine bindt aan het enzym carboxypeptidase. Dit enzym zorgt normaal gesproken voor het hydrolyseren van de celwand. Verder zijn er lytische processen die de binding tussen peptidoglycanen lyseren. Dit molecuul zorgt normaal voor de versteviging van de celwand. Deze processen leiden ertoe dat de bacterie uiteindelijk explodeert.

Het penicilline bindende proteïne is gelokaliseerd in de periplasmische ruimte. In een gram negatieve bacterie is er ook een buiten membraan aanwezig, om de periplasmische ruimte heen. De medicatie moet dus door het buiten membraan komen om in de periplasmische ruimte terecht te komen. Vancomycine is een heel dik molecuul, waardoor het niet door het buiten membraan van een gram negatieve bacterie heen kan komen. Het werkt daardoor alleen tegen gram positieve bacteriën. Antibiotica die de gramnegatieve bacterie in wil komen moet door de poriën komen. De bacterie kan zijn poriën veranderen zodat het kleiner wordt en daardoor moeilijker voor de antibiotica om er doorheen te komen. Het voedsel van de bacterie moet ook door deze poriën komen. De bacterie kan de poriën niet te klein maken want dan kunnen de voedselmoleculen er ook niet meer doorheen.

Er zijn ook inhibitoren van de eiwit synthese, door de remming van ribosomen. Ze interfereren met de synthese van proteïnes. De bacterie zal niet dood gaan, maar de bacterie kan niet groeien. Hierdoor kan het verdedigingsmechanisme van de gastheer de bacterie doden. Aminoglycosiden zorgen bijvoorbeeld voor een remming van de eiwit synthese, door te binden aan de 30S subeenheid van ribosomen. Hierdoor is er misreading van het RNA, waardoor er een lek in het buiten membraan zal ontstaan. Dit leidt tot het weglekken van stoffen door het buiten membraan. Dit resulteert uiteindelijk in een inhibitie van de proteïne synthese. Andere medicijnen die op deze manier werken, zijn tetracyclines, macroliden en lincomycines. Als de concentratie van de antibiotica omhoog gaat zullen meer ribosomen gebonden worden. Maar als de concentratie omlaag gaat heeft het niet minder effect. De binding is irreversibel dat betekend dat het voor altijd gebonden zal blijven aan de ribosomen.

De cel zal dus nieuwe ribosomen moeten gaan maken om weer aan eiwitsynthese te kunnen doen. In dit geval is de concentratie van de antibiotica heel belangrijk. Je moet het frequent geven om te voorkomen dat de cel nieuwe werkende ribosomen gaat maken maar je mag ook niet teveel geven want dit kan schadelijk zijn voor je nieren en je oren.

Het laatste doel is de inhibitie van DNA synthese. Antibiotica die op deze manier werken zijn quinolones (ciprofloxacine), metronidazol, sulfonamiden, trimethoprime en rifampine. Sulfonamiden en trimethoprime werken in op de DNA synthese. Rifampine werkt in op de RNA synthese. Quinolones werkt in op het enzym topoisomerase en metronidazol zorgt voor het verbreken van de binding tussen basen.

Er zijn twee soorten antibioticum: bacteriostatisch en bacteriocidaal. Bacteriostatische medicatie (macroliden, tetracyclines), zijn vaak sufficiënt. Ze worden ook liever gebruikt als exotoxine de belangrijkste virulentie factor is. Bacteriocidale medicatie (beta-lactaam, aminoglycosiden en chilolone) worden gebruikt als er een infectie is van de bloedstroom (sepsis of endocarditis), als het gaat om een plek buiten bereik van immuunsysteem (CZS) of als er een gebrek is aan immuuncellen (granulocytopenie). Meningitis wordt ook met deze medicatie behandeld.

Antibiotica zijn niet altijd effectief en dit kan meerdere redenen hebben. De bacterie moet namelijk groeien en als de bacterie niet groeit, dan zal er geen afbreking zijn van de celwand. Dit is het geval bij een stationaire bacterie die in rust is. Er is dan geen bindingsplaats voor de penicilline. De bacterie moet dus een delende bacterie zijn. Verder werken antibiotica niet als er een lage pH is of een lage pO2. Hier gaat het vooral om aminoglycosiden, want deze medicatie wordt actief opgenomen door de bacterie. Ook werken antibiotica niet goed bij abcessen en bij weefsel necrose. Er is dan een operatie nodig. Ten slotte werken antibiotica niet als er vreemde lichamen (foreign bodies) aanwezig zijn (biofilm). Dit kan alleen behandeld worden door deze vreemde lichamen weg te halen.

Bij de tamponziekte (veroorzaakt door de S. aureus) kunnen de volgende symptomen aanwezig zijn: koorts, een collaps, incontinentie, een shock, gegeneraliseerde erythema en rode conjunctiva. Dit wordt veroorzaakt doordat de S. aureus als superantigeen kan werken, waardoor er een toxisch shock syndroom ontstaat. Hierbij is sprake van biofilm en van exotoxine. Er zijn drie therapeutische behandelingen:

• Verwijderen van corpus alienum (tampon)

• Blokkeren van de bacteriële eiwitsynthese (exotoxineproductie)

• De middelen die op de celwandsynthese werken zijn ineffectief

Het principe van de farmacodynamiek van antibiotica is selectieve toxiciteit. Antibiotica zijn dus niet altijd effectief en dan kan operatie/draining/verwijdering van de bron een essentieel deel van de therapie zijn. Ten slotte is het zo dat als exotoxine een grote rol speelt in de pathogenese, dat men dan de proteïne synthese moet blokkeren.

De farmacokinetiek gaat erover wat het lichaam doet met het antibioticum. De MIC (minimum inhibitoire concentratie) is de concentratie bij welke de bacterie niet groeit na 18 uur incubatie. Dan is er dus geen zichtbare groei meer. Als de concentratie antibioticum lager is dan de MIC, dan is het antibioticum niet actief. De effectieve concentratie is de concentratie ongebonden antibioticum in het serum.

Hoeveel antibiotica is er nu nodig om de patiënt te genezen? De MIC vertelt nog niet hoeveel men moet geven aan de patiënt. Er is een relatie tussen de concentratie en het effect. De concentratie antibiotica blijven verhogen leidt er niet altijd toe dat er een verdere verhoging is van het effect. Er is dus een concentratie waarbij er een maximum effect is. De MIC is gelijk aan de EC50: de concentratie waarbij 50% van het totale effect wordt bereikt.

Dit geldt bij beta-lactaam medicatie, zoals benzylpenicilline, en bij glycopeptides, macroliden en lincosamiden. Er is een on-off effect: het heeft effect, maar als het is al heel snel uitgewerkt. De werking van deze medicatie is dus tijdsafhankelijk en de werking is optimaal als het continu wordt toegediend.

Bij aminoglycosiden, quinolones en tetracyclines kan het maximum effect in mensen niet bereikt worden, omdat die concentratie giftig zou zijn voor de mens. Aminoglycosiden hebben een veel langer effect dan benzylpenicilline, doordat het blijft hangen aan de ribosomen. Hierdoor is er een post-antibioticum effect. De werking van deze medicatie is concentratie afhankelijk en hoeft maar eens per dag toegediend te worden.

Hoe komen de antibiotica op de plaats van de infectie? Dit gaat via diffusie. Het gaat om diffusie van de bloedvezel naar de interstitiële ruimte. Het volume van de interstitiële vloeistof is heel klein. In zacht weefsel duurt het minuten voordat een medicatie bij de plaats van de infectie is. Alleen een ongebonden medicatie kan snel gediffundeerd worden naar de interstitiële ruimte. Bij een abces is de afstand die moet worden overbrugd naar de kern van het abces heel groot. Het duurt dus heel lang voordat de antibiotica om de plaats van bestemming is. Hierbij is een drainage essentieel om de ontsteking te bestrijden.

Beta-lactaam is water oplosbaar. Als er tight junctions zijn, dan kunnen de antibiotica niet diffunderen naar de interstitiële ruimte, want dan wordt er een barrière gevormd voor het wateroplosbare antibioticum. Dit gebeurt bijvoorbeeld in het CZS, in het oog en in de prostaat klieren. Bij een hoge inflammatoire reactie gaan de tight junctions kapot waardoor water-oplosbare antibiotica beter kan diffunderen.

Er zijn ook actieve pompen in de celmembranen, waardoor het antibioticum wordt weggepompt. Dit zijn OAT-pompen: Organische Anion Transporters. De pompen zijn aanwezig in de plexus choroïdeus (CZS), de retina en de renale tubuli. De antibiotica kunnen heel moeilijk het CZS binnenkomen en zodra ze dan binnen zijn, worden ze er weer uitgepompt door de pompen. De pompen kunnen worden geblokkeerd door middel van probenecide. Voornamelijk beta-lactaam antibiotica hebben last van deze pompen.

Bij een acute inflammatie is er schade aan de tight junctions en de pompen. Er kan dan een effectieve concentratie antibioticum in de cerebrospinale vloeistof bereikt worden. Dit is bijvoorbeeld het geval bij meningitis (hersenvliesontsteking). Diffusie barrières en/of actieve pompen bepalen de keuze van de medicatie, de dosis en de manier van toediening.

Al heel snel nadat antibioticum was ontdekt, werd bekend dat er een resistentie kon ontstaan tegen antibiotica. De S. aureus werd namelijk resistent tegen penicilline. Er zijn drie mechanismes:

• Exclusie barrière: de poriën in gramnegatieve bacteriën worden kleiner gemaakt, waardoor de antibiotica er niet meer doorheen kunnen. Effluxpompen kunnen hier ook bij helpen, door het antibioticum naar buiten te pompen.

• Veranderde doelen: de bindingsplaats van penicilline wordt veranderd. Hierdoor kan het niet meer binden, en dus is het niet meer actief.

• Enzymatische inactivatie: een bestaand cellulair enzym wordt gemodificeerd, zodat het kan reageren met het antibioticum op een manier dat het niet langer effect heeft op het micro-organisme.

Hoe kan men resistentie verwerven? Dit kan via een spontane mutatie of via DNA transfer. Elke keer dat een antimicrobiologisch middel wordt voorgeschreven, worden er selectieve evolutionaire processen geïnitieerd in de bacterie van de patiënt en zijn/haar omgeving. Dit zien we vooral in India. De hoogste kans op resistentie is in de darmen, omdat daar ongeveer 1 kg aan bacteriën te vinden is. Door toediening van één antibioticum, kan er resistentie ontstaan tegen meerdere antibiotica.

HC-23: Principles of Antibiotic Pharmacotherapy(15/09/2014)

Het doel van een behandeling met medicatie is het bereiken van een medicatie concentratie in het lichaam, die therapeutisch relevant en geschikt is. Maar hoe wordt de geschikte dosis gekozen en de concentratie behouden?

Er zijn een aantal processen, namelijk absorptie, distributie, metabolisme en excretie. Het begint met absorptie. Hierna komt de medicatie in de systemische circulatie, waarna het wordt verspreid over meerdere lichaamscompartimenten (distributie). Dan zal er metabolisme zijn in bijvoorbeeld de lever. Uiteindelijk is er excretie van het medicijn.

Absorptie is de passage van medicatie van de plaats van toediening naar de circulatie. Er zijn meerdere manieren van toediening, namelijk oraal, sublinguaal (onder de tong), rectaal, via epitheliale oppervlaktes, via inhalatie en met een injectie. Er zijn drie manieren om een medicijn te injecteren, namelijk subcutaan (onder de huid), intramusculair (in de spieren) en intraveneus (rechtstreeks in de bloedvaten). Voor antibiotica zijn de orale toediening en de toediening via een intraveneuze injectie het belangrijkst.

Er zijn twee vormen van transport van het molecuul over het cel membraan, namelijk passief en actief transport. Passief transport gaat via diffusie of gefaciliteerde diffusie. Actief transport gaat via drager gemedieerde transport systemen, die ATP verbruiken. Dit zijn de twee manieren waarop een medicijn de cel in gaat. Er zijn een aantal fysicochemische eigenschappen van belang, namelijk de grootte van het molecuul, de relatieve vetoplosbaarheid en de pH.

Er zijn twee belangrijke parameters, namelijk de maximale concentratie en de maximale tijd. Verder zijn er meerdere factoren die de absorptie kunnen beïnvloeden, namelijk voedsel inname, gastro-intestinale motiliteit, de pH bij de plek van absorptie, de splanchische bloedflow, de medicijn-medicijn interactie en de grootte van het deeltje. Bepaalde antibiotica moeten bijvoorbeeld een aantal uur voor of een aantal uur na een maaltijd worden toegediend.

De biobeschikbaarheid (F) is de fractie van de toegediende dosis die de systemische circulatie bereikt als een intact medicijn. Dit is typisch minder dan 100%, door een slechte absorptie en door metabolische degradatie. Voordat het de systemische circulatie bereikt, moet het medicijn namelijk door de lever heen en daar kan een deel van de dosis inactief gemaakt worden. De biobeschikbaarheid van een intraveneus toegediend medicijn is wel 100%, maar voor een orale toediening is het minder dan 100%.

Alle antibiotica hebben een eigen biobeschikbaarheid. Er zijn antibiotica met een hele hoge biobeschikbaarheid (doxycycline) en er zijn antibiotica met een hele lage biobeschikbaarheid (gentamicine en penicilline).

Na de absorptie van een medicijn in de systemische circulatie, is er distributie over de verschillende lichaamscomponenten. Een mens bestaat voor ongeveer 60% uit water. Dit water is belangrijk bij de distributie van de verschillende medicijnen. De distributie hangt af van het moleculaire gewicht (heel zware moleculen kunnen de capillaire wand niet passeren), de vet oplosbaarheid (een lage vet oplosbaarheid zorgt ervoor dat het celmembraan niet gepasseerd kan worden) en de binding met compartimenten zoals proteïne en weefsels (alleen een vrij medicijn kan gedistribueerd worden).

Het volume van de distributie (Vd) is het volume vloeistof dat nodig is om de totale hoeveelheid van het medicijn in het lichaam te bevatten bij dezelfde concentratie als dat van het plasma.

Hierbij hoort de formule Vd = D / C0. D is de dosis en C0 is de concentratie na toediening van het medicijn. Vd is altijd in L/kg. Dit betekent dat je na het delen van de dosis door de concentratie, je de Vd (in liters) nog moet delen door het lichaamsgewicht van de patiënt. Op dia 21, 22 en 23 kun je oefenen met sommen.

Biotransformatie is de chemische transformatie van lipofiele medicijnen in meer polaire moleculen die worden uitgescheiden in de urine. Dit is het metabolisme, waarbij medicijnen actiever of inactief worden gemaakt. Het gebeurt door enzymen, voornamelijk in de lever. In de eerste fase is er oxidatie, reductie en hydrolyse van de medicatie en in fase twee vindt er conjugatie plaats. Beide fases leiden tot renale excretie.

De meest belangrijke enzymen zijn de P450 enzymen. Deze enzymen metaboliseren lipofiele medicijnen. Enkele medicijnen kunnen deze enzymen beïnvloeden. Een inductor zorgt voor een verhoogde activiteit en een inhibitor zorgt voor competitie. Rifampicine is een inductor. Erythromycine, claritromycine en ciprofloxacine zijn inhibitoren.

Excretie gebeurt via de nieren (urine), lever (gal), longen en huid (zweet). Renale excretie gaat via drie processen. Het eerste proces is slechts voor ongebonden medicijnen, want deze kunnen de capillaire wanden van de glomerulus passeren: glomerulaire filtratie. Het tweede proces is via actieve tubulaire secretie. Dit gebeurt vooral bij lipofiele medicijnen. Een derde mechanisme is voor vet oplosbare medicijnen, namelijk via tubulaire reabsorptie.

Penicilline is voor 60% gebonden aan plasma proteïnes, waardoor er een langzame excretie is door filtratie. Het wordt bijna in het geheel verwijderd door actieve tubulaire secretie. Bij één passage door de nieren wordt het bijna in het geheel geklaard uit het bloed.

Renale klaring (CI) is het volume plasma dat de hoeveelheid substantie bevat dat is verwijderd uit het lichaam door de nier in een tijdseenheid (ml/min). De excretoire functie van de nieren kan dramatisch veranderen als gevolg van leeftijd of ziekte. Om deze reden is het belangrijk voor clinici om de renale functie van een patiënt te bepalen, voordat een medicatie wordt toegediend dat door de nieren wordt geëlimineerd. De GFR (glomerulaire filtratie ratio) is gelijk aan de creatinine klaring. De dosis of de frequentie moet verlaagd worden.

Als een medicijn intraveneus wordt toegediend, zijn er twee opties: een singel dosis of een opladende dosis (bijvoorbeeld 100 eenheden) met een behoudende dosis (na een bepaalde tijd een nieuwe dosis geven, zodat er weer 100 eenheden zijn). Om te bepalen hoe een medicijn wordt toegediend, zijn er drie dingen van belang: de therapeutische range (het verschil tussen de dosis waarin een medicijn giftig is en de dosis waarin een medicijn therapeutisch werkt), het volume van distributie en de klaring. Deze drie dingen zijn ook van belang als men bepaalt hoe een oraal middel wordt toegediend: eenmalig of meerdere doseringen.

HC-24: Epidemiology of Infectious Diseases (18/09/2014)

Er zijn drie factoren die elkaar beïnvloeden, namelijk een micro-organisme, de gastheer en de omgeving. In deze omgeving is van alles te vinden, zoals water, lucht, dieren en voedsel. De omgeving heeft invloed op of wij infectieziekte krijgen of niet.

Epidemiologie gaat erom wat er om mensen heen is. Het is de studie van het vóórkomen van ziektes en de determinanten van ziektes en hun verspreiding over de populatie. Prevalentie is het aantal mensen dat een ziekte heeft op een bepaald moment. Incidentie is het aantal nieuwe ziektegevallen in een bepaalde periode. Attack rate (het aangevallen percentage) is het aantal maal dat de ziekte is voorgekomen gedeeld door het totale aantal mensen. Een ziekte kan zich verspreiden en er kunnen drie dingen gebeuren:

• Endemie: de ziekte komt continu voor onder een deel van de bevolking maar verspreidt zich niet verder.

• Epidemie: de ziekte komt frequenter voor dan normaal en er zijn meer patiënten dan van te voren werd verwacht.

• Pandemie: dit is een epidemie op wereldniveau. Dit kan ontstaan door een DNA-shift, waarbij een gedeelte van het genoom van de pathogeen verandert.

Op dit moment zorgt Ebola voor een epidemie. Ebola wordt veroorzaakt door een enkelstrengs RNA-virus. Het heeft een envelop met een draadachtige structuur en het kan bijna alle cellen in het lichaam aanvallen. Ebola heeft als reservoir de vleermuis. De host van Ebola zijn kleine rendieren en apen zoals chimpansees en gorilla’s. Deze dieren worden ziek maar het Ebola-virus blijft normaal gesproken binnen het regenwoud. Mensen die rondom het regenwoud wonen, jagen in het regenwoud en eten het vlees van onder andere de kleine rendieren en de apen. Hierdoor wordt de mens besmet. Mensen geven het weer door aan elkaar door direct contact van lichaamsvloeistoffen, slijmvliezen, bloedbaan, niet-intacte huid ect. De symptomen van Ebola zijn koorts, hoofdpijn, diarree, braken en een myalgie. Het Ebola-virus kun je heel goed aantonen in het lab. Uiteindelijk zal meer dan 50% van de mensen die besmet zijn overlijden.

Men wordt blootgesteld aan een micro-organisme en dan kost het tijd om ziek te worden: incubatie tijd. Dan is er de klinische ziekte. Na blootstelling is er ook een tijd dat het micro-organisme niet naar andere mensen kan worden overgebracht, dit is de latente periode. Hierna is er een periode waarin het wel kan worden overgedragen en dit is de infectieuze periode. Als de volgende persoon dan wordt blootgesteld aan het micro-organisme, herhaalt deze cyclus zich weer. Vaak is de latente periode korter dan de incubatie tijd. Dat betekend dat je al andere mensen hebt kunnen besmetten voordat je zelf echt ziek wordt. Serial interval: De tijd tussen het beginnen van de ziekte bij persoon 1 en persoon 2.

Een primaire casus is de ‘eerste’ patiënt met een ziekte. Het is natuurlijk niet echt de eerste patiënt, maar het gaat om de persoon bij wie een infectie in een groep begint. Hierna zijn er secundaire casussen. De clue is de reproductieve graad (R₀). Het is een getal voor het gemiddelde aantal secundaire casussen per patiënt met een specifieke infectie in een niet immune, vatbare populatie.

Stel R₀=5 en 100% van de populatie is vatbaar. Als R=1, dan is er een stabiele endemische ziekte. Als R<1 dan wordt de incidentie steeds kleiner. Als R>1 dan zal er een epidemie ontstaan. R = R₀ x de niet-immune populatie. Als de hele populatie vatbaar is, dan is dus R = R₀. Maar na een tijdje zullen er mensen immuun zijn, dus dan is dit niet meer zo. Bijvoorbeeld: R₀=5. 50% van de populatie is niet meer vatbaar. Dus dan is R = 5 x 0,5 = 2,5. Wat we willen is dat R kleiner is dan 1. Dus dan moet gelden dat R₀ x niet-immune populatie <1. Hier geldt dan 5 x niet-immune populatie <1 dus niet-immune populatie = 0,2. Dit betekent dat 80% van de populatie ingeënt moet zijn.

In de Bible-belt is het vaak zo dat kinderen niet ingeënt worden, vanwege geloofsovertuigingen. Doordat daar de niet-immune populatie heel erg hoog is, worden er bij een uitbraak van een ziekte heel veel mensen ziek. Dit gebeurde dit jaar nog bij een mazelen uitbraak in de Bible-belt.

Van de micro-organismes moeten we een aantal dingen weten:

• Reservoir: alle plekken waar vermenigvuldiging is van het micro-organisme.

• Bron: vanuit welke bron krijgt een patiënt een micro-organisme?

• Transmissie: dit gaat via meerdere wegen. Ten eerste gaat het via contact. Direct contact gaat via aanraken, zoenen of seksueel contact. Indirect contact is via bloed, voeding, objecten en handen. Ten tweede gaat het via de lucht: sporen, druppels met iets erin, druppels, huid schilfers en stof deeltjes. Er is nog een derde manier, namelijk via vectoren zoals de malaria mug. Een vector is een insect of een spinachtige die een infectieus middel overbrengt.

We nemen als voorbeeld het influenza A virus. Dit micro-organisme heeft veel reservoirs, zoals mensen, zwijnen, vogels etc. De bron is altijd een mens. Aspergillus fumigatus wordt overgedragen via sporen in de lucht. De Echinococcus granulosus heeft als reservoir de hond en als bron hondenpoep. Mensen zijn slechts een intermediaire host. De transmissie gaat oraal, namelijk via het inslikken van eitjes van wormen. Preventie kan gebeuren door het ontwormen van geïnfecteerde honden, door het verbranden of begraven van geïnfecteerde karkassen en door de handen te wassen.

Bij zoönosis is een infectie ziekte onder normale omstandigheden overdraagbaar tussen vertebrale dieren en mensen. Bijvoorbeeld q-koorts. De hond is de definitieve host en de schaap de intermediaire host. Maar mensen kunnen het virus ook krijgen door hun handen niet goed te wassen nadat ze contact hebben gehad met honden of schapen. We kunnen deze ziekte niet zelf verspreiden.

HC-25: Prevention and Control of Infection (18/09/2014)

Eliminatie is alles wat men kan doen om een micro-organisme uit te schakelen. Dit kan bijvoorbeeld door sterilisatie, disinfectie, schoonmaken, pasteurisatie en sociale ontwikkelingen. Verder kan een bron geïsoleerd worden of een gastheer kan beschermend geïsoleerd worden. Een gastheer kan ook beschermd worden door vaccinatie, passieve immunisatie, antimicrobiële profylaxe en sociale ontwikkelingen. Verder kan de transmissie van bron naar gastheer onderbroken worden, door bijvoorbeeld hand hygiëne en handschoenen.

Of iets een uitbraak genoemd wordt of niet, ligt er heel erg aan hoe vaak een bepaalde ziekte normaal voorkomt. Als een ziekte normaal gesproken amper voorkomt en er is ineens een verhoogde prevalentie, dan noemt men dit wel een uitbraak.

Q koorts wordt veroorzaakt door de Coxiella burnetii. Dit is een intracellulaire bacterie die geen celwand heeft. De klinische presentatie bestaat uit koorts, hoofdpijn, eventueel hoesten en pleurale pijn. De diagnose wordt voornamelijk gesteld op basis van antilichamen in het serum. De diagnose kan niet gesteld worden op basis van gram staining, want er is geen celwand. Het reservoir is heel complex, maar het gaat om zoönose. De bron is abortus bij dieren en de transmissie gaat via inhalatie. De mens is een eindstadium gastheer, want wij kunnen de bacterie niet meer overdragen. In Nederland is de grootste uitbraak ooit geweest van de Q koorts. Men wilde dit natuurlijk tegengaan, maar hoe kan dit? De gastheer (mens) kan niet beschermd worden, want het gaat via de lucht. Ook kunnen de bronnen niet goed geïsoleerd worden en kunnen de transmissies niet worden onderbroken. Wat er dan alleen nog maar kan gebeuren is het vernietigen van de reservoirs. De reservoirs waren dieren, dus al deze dieren moesten vernietigd worden. Vervolgens zijn alle schapen en geiten het jaar daarna gevaccineerd. Hedendaags zijn er nog steeds plekken in Nederland waar PCR positief is voor deze ziekte. Sommige ziektes moeten direct gerapporteerd worden en andere ziektes hoeven niet direct gerapporteerd te worden.

Hoe en waarom gebruikt men isolatie? Er zijn twee types van isolatie, namelijk het isoleren van de bron of van de gastheer. Deze laatste vorm van isolatie noemt men beschermende isolatie. Bij het isoleren van de bron zijn er weer vier types:

• Contact isolatie – Je legt de patiënt in een kamer met open deuren. Je moet handschoenen aantrekken als je de patiënt gaat behandelen. Wanneer men de handschoenen uittrekt, dan gebruikt men nog handalcohol. Dit gebeurt omdat met de blote hand toch de handschoen wordt aangeraakt. Contact isolatie is bijvoorbeeld nodig bij de G. lamblia.

• Druppel isolatie – Je legt de patiënt in een kamer met open deuren want de druppels kunnen ongeveer een meter ver komen en niet verder. Je gebruikt hierbij een mondmasker, want er is verspreiding via druppels die vrijkomen door te hoesten. Een voorbeeld is Influenza A, maar daarbij is ook contact isolatie nodig.

• Lucht isolatie – hierbij is er een afgesloten ruimte nodig. Je hebt hier weer een mondmasker op. Twee voorbeelden zijn de M. tuberculosis en het VZV.

• Strikte isolatie – dit is contact isolatie en lucht isolatie. Hierbij is in feite alles nodig: handschoenen, mondmasker en een afgesloten ruimte. Een voorbeeld is MRSA.

Dit waren de vormen van bron isolatie, maar er was ook beschermende isolatie voor de gastheer. Hierbij gebruikt men handalcohol en bijvoorbeeld een mondmasker en een beschermende jas. Handhygiëne kan heel veel infecties voorkomen. De handen dragen inwonende (residente) micro-organismen over, die men altijd op de huid heeft, en kortstondige (transient) micro-organismen, die men ergens oploopt. Na het wassen van de huid zullen alleen de transiente micro-organismen verdwijnen, want die zitten op de huid en de residente micro-organismen zitten in de kiertjes van de huid.

Door zeep te gebruiken, zullen de residente micro-organismen uit de kiertjes komen maar ze verdwijnen niet, waardoor het lijkt alsof er ineens meer micro-organismen zijn. In feite zijn er wel minder, maar degene die er zijn, zijn verplaatst naar op de huid.

Als iemand een spoor op zijn hand heeft, van bijvoorbeeld de C. difficile, dan kan dit niet weggewassen worden met hand alcohol. Wel kunnen sporen weggespoeld worden door middel van water en zeep. Door eerst de handen te wassen en daarna handalcohol te gebruiken, verwijdert men alle micro-organismen van de hand.

Er zijn vijf momenten waarop een arts hand hygiëne moet doen, namelijk voor het contact met de patiënt, voor een aseptische taak (zoals een katheter inbrengen), na een risico op blootstelling met lichaamsvloeistof, na het contact met de patiënt en na contact met de omgeving van de patiënt. Als arts mag er geen ring, horloge of armband gedragen worden, vanwege de hygiëne. Kettingen en oorbellen mogen wel, als ze maar niet te lang zijn.

Antibiotica profylaxe is primaire preventie. Dit wordt gebruikt als een patiënt een verhoogd risico heeft op infectie, als de preventie beter is dan de diagnose en de behandeling en als het kosten effectief is. Wat men dan doet is dat er een antimicrobieel middel wordt gebruikt dat is gericht op het micro-organisme dat de infectie waarschijnlijk veroorzaakt. Dit gebeurt zo lang als blootstelling waarschijnlijk is. Indicaties om dit toe te passen, zijn onder andere asplenie, granulocytopenie, hypogammaglobulinemie en complement deficiëntie.

PD-03: Transmissible and Reportable Infection (15/09/2014)

Patiënt van 74 jaar krijgt een andere aortaklep in 1975. In 2008 komt hij met koorts, rugpijn en verwardheid. Er wordt een endocarditis gevonden van zijn aorta en mitralisklep. Er wordt een abces gevonden tussen de aortaklep en de mitralisklep. Hij krijgt een reconstructie van de overgang van de aortaklep naar de mitralisklep. Uit de kweek van de endocarditis bleek het een streptococcus sanguis te zijn. Hij was 6 weken behandeld voor deze bacterie. In 2009 komt hij weer met koorts een warme pijnlijke knie en rugpijn. Ook krijgt hij nu last van koude rillingen. Hij heeft weer een endocarditis. Uit de kweek bleek het een Streptococcus galloliticus te zijn. Hij heeft pijn in zijn knie omdat de bacterie via zijn bloedstroom bij zijn gewrichten is gekomen. Er was weer een ontsteking van zijn mitralisklep. In 2014 krijgt hij weer koorts een pijnlijk sternoclaviculair gewricht. Hij heeft weer een endocarditis. Er komen uit de kweek 2 bacteriën: Staphylococcus hominis en enterococcus feacium. Staphylococcus hominis leeft op je huid. Bij een venapunctie moet je de huid goed desinfecteren. Dit kan de oorzaak zijn maar hij kan ook een endocarditis hebben met staphylococcus hominis. Om dit uit te vinden moet je nog een venapunctie doen. Daar komt uit dat de enterococcus feacium de endocarditis veroorzaakt. Deze bacterie leeft in de darm. Na verder onderzoek bleek deze patiënt darmkanker te hebben. De relatie tussen darmkanker en een endocarditis. Om een endocarditis te krijgen moeten er bacteriën in de bloedstroom komen. Bij darmkanker kunnen de bacteriën vanaf daar in je bloed komen en je hartklep infecteren.

Deze meneer heeft heel vaak een endocarditis gehad. Hij heeft schade aan zijn kleppen gekregen door de als eerst doorgemaakte endocarditis. Dit maakt hem meer gevoelig voor het krijgen van een endocarditis. Het kan ook komen door bacteriën in zijn tandstructuren. Dit hebben ze helemaal onderzocht en het was allemaal goed. Uit onderzoek blijft dat hij het zo vaak terug krijgt door de darmkanker die er al een hele lange tijd zit. Deze heeft telkens weer de endocarditis veroorzaakt. Hij kan geen andere mensen infecteren want het komt vanuit hem zelf.

Als je een endocarditis verwacht ga je op zoek naar bacteriën in de huid en in zijn nagels. In de nagels kan je heel goed de bacteriën zien. Je ziet kleine bruin/rode vlekjes. Op de palmen van zijn handen en op de toppen van zijn vingers zie je ook kleine vlekjes. Bacteriën komen in de kleine vaatjes ze zorgen voor een verstopping van het vaatje en vormen een kleine ontsteking. Dan krijg je kleine vlekjes. Je moet heel goed kijken want de vlekjes kunnen heel klein zijn. Bij een endocarditis gaat de klep vaak lekken omdat die beschadigd raakt. Dit kan je horen bij het lichamelijk onderzoek.

Als de bacterie in de circulatie komt kan het naar de hersenen gaan. Je krijgt dan uitvalsverschijnselen en een abces in je hersenen. Het kan ook naar de nieren gaan. Je verwacht dan in de urine dezelfde bacteriën als in de bloedbaan. En soms kan er bloed bij de urine zitten. Het kan ook naar de gewrichten gaan dan krijg je pijnlijke en dikke gewrichten. Dit noem je ook wel een septische artritis. Bewegen doet dan extreem pijn. Dit zijn allemaal belangrijke dingen om naar te vragen bij een endocarditis.

Bij een aortaklep-endocarditis meten we de bloeddruk. Als de klep gaat lekken zal de bloeddruk omlaag gaan. Voornamelijk de diastolische bloeddruk. Als de linker-ventrikel gaat vullen gaan de kleppen dicht maar omdat de kleppen lekken zal er nog bloed naar binnen komen. Dan gaat de diastolische druk dus omlaag.

HC-26: Mechanisms and Pathology of Allergy (24/09/2014)

Extreme en op andere manieren ongepaste reacties van het immuunsysteem spelen een centrale rol in de variëteit van ziektes, zoals allergie en astma, auto-immuun ziektes en transfusie reacties. Er zijn vier types van hypersensitiviteit reacties met hun bijbehorende mechanisme, namelijk type I, type II, type III en type IV. In een patiënt is er vaak meer dan één mechanisme dat het klinisch beeld veroorzaakt.

Immuundeficiëntie betekent dat er een ineffectieve immuunreactie is. Bij hypersensitiviteit is er een overactieve immuunreactie. Bij auto-immuniteit is er een ongepaste reactie tegen eigen antigenen. Er zijn een aantal karakteristieken van hypersensitiviteit reacties:

• Het is een ongewenste reactie van het normale immuunsysteem in een pre-sensitized gastheer. Dit houdt in dat de gastheer al eerder is blootgesteld aan het antigeen. Een voorbeeld is hooikoorts. Als het immuunsysteem nog nooit pollen heeft ‘gezien’, dan kan er geen hypersensitiviteit reactie optreden.

• De mechanismes zijn gelijk aan de mechanismes die werkzaam zijn in de normale immuunreactie.

• Het is abnormaal, vanwege de overdreven of ongepaste vorm.

Hypersensitiviteit kan geclassificeerd worden volgens Coombs en Gell:

• Type I. Dit is een IgE gemedieerde vorm.

• Type II. Dit is gemedieerd door IgG, IgM en IgA. Het gaat om antilichamen die zijn gericht tegen het celoppervlakte of de extracellulaire matrix antigenen.

• Type III. Dit is immuun complex gemedieerd, namelijk door IgG, IgM en IgA.

• Type IV. Dit is cel gemedieerd en het heeft T-cel activatie nodig. Deze reactie heeft tijd nodig, waardoor dit het vertraagde type is.

Type I t/m III worden gemedieerd door antilichamen en deze reacties zijn heel snel, want de antilichamen zijn al aanwezig in het lichaam.

Type I – IgE gemedieerde hypersensitiviteit: Als men een type I reactie heeft in bijvoorbeeld de neus, dan is dit een topische reactie. Karakteristiek aan dit type is dat er wordt geneigd om IgE antilichamen te maken. De hypersensitiviteit is tegen enzymen. Dit type noemt men ook wel een allergie. Voorbeelden van deze hypersensitiviteit zijn: atopische rhinitis, atopische conjunctivitis, atopische astma, atopische dermatitis, voedselallergie en systemische anafylaxie. In de gezondheidszorg komt er vaak latex allergie voor of een allergie tegen laboratorium dieren. Bij astma is er niet slechts een allergie; er zijn namelijk ook ernstige vernauwingen van de luchtwegen. Wat gebeurt er nu eigenlijk? Een dendritische cel neemt een allergeen op, waarna er een T-lymfocyt wordt geactiveerd, die het MHC-complex op het dendritische membraan herkent. Dit leidt tot de activering en ontwikkeling van Th2-lymfocyten. Deze cel gaat IL-4 en IL-13 (cytokines) produceren. Deze cytokines zijn de boodschappercellen van het immuunsysteem. Ze zorgen ervoor dat de B-cellen gaan differentiëren naar plasmacellen. De plasmacellen gaan vervolgens antilichamen produceren, in dit geval IgE.

Als deze persoon nu voor de tweede keer wordt blootgesteld aan hetzelfde allergeen, dan gaat de mestcel heel sterk binden met IgE. De mestcel heeft namelijk hoge affiniteit IgE receptoren. De mestcel wordt geactiveerd door het allergeen, waarna er crosslinking is van de IgE receptoren. Hierdoor is er degranulatie (histamine en proteases) en er is de novo synthese en secretie van lipide mediatoren. Door de mediatoren gaan er symptomen ontstaan. Ook wordt het allergeen weer opgenomen door de dendritische cel, waardoor hetzelfde proces afspeelt als net is beschreven. Nu wordt er ook IL-5 afgegeven. Dit is een trigger voor het beenmerg om eosinofielen te gaan produceren.

Deze eosinofielen gaan leiden tot symptomen en deze cellen spelen een essentiële rol. Ten slotte zorgen de andere cytokines, IL-4 en IL-13, voor de activatie van epitheel cellen (goblet cel hyperplasie) en fibroblasten. Dit is een verklaring voor de verandering van de mucosa. Er is dus niet alleen infiltratie van immuuncellen; er is ook een verandering in de mucosa.

De mestcel is betrokken bij allerlei processen, waaronder vasodilatatie, vasculaire permeabiliteit, gladde spiercel contractie en leukocyten chemotaxis. Er zijn acute en chronische reacties op blootstelling aan allergenen in de luchtwegen. Bij een acute reactie gebeurt het volgende: de mucosale mestcel vangt het antigeen. Hierna zorgen inflammatoire mediatoren voor het samentrekken van gladde spieren, het verhogen van de mucus secretie door luchtweg epitheel en het verhogen van de bloedvat permeabiliteit. Bij een chronische reactie is er een chronische reactie gemedieerd door cytokines en eosinofiele producten.

Type II – Antilichaam gemedieerde hypersensitiviteit: Hierbij is er sprake van antilichamen (IgG, IgM, IgA) die zijn gehecht tegen het celoppervlakte of tegen de extracellulaire matrix componenten. Er is activatie van het complement systeem en er is interactie met Fc receptor dragend effector cellen. Voorbeelden van deze reactie zijn transfusie reacties, auto-immuun hemolytische anemie, hemolytische ziekte bij een pasgeborene, Goodpasture’s syndroom en receptor targeting bij Myasthenia gravis en Graves’ ziekte.

Penicilline is een heel belangrijk antibioticum. Het bindt aan bacterieel transpeptidase en inactiveert het. Penicilline specifieke IgG bindt aan door penicilline gemodificeerde proteïnes op erytrocyten. Hierna is er activatie van complement componenten C1-C9 en de formatie van een membraan aanvallend complex, of er is activatie van de complement componenten C1-C3, wat leidt tot een covalente binding van C3b. Dit laatste leidt tot fagocytose door een macrofaag.

Onder type II hypersensitiviteit valt ook het Rhesus antagonisme. Er is een resus+ (resus antigeen aanwezig) en een resus- systeem. Als een vrouw Rh- is en haar foetus is Rh+, dan gaan de foetale erytrocyten met het Rh antigeen binden aan de IgM van de moederlijke erytrocyten zonder resus factor. Dit komt vervolgens in de circulatie van de moeder terecht. Er ontstaat dan een primaire immuunreactie met IgM en lage hoeveelheden IgG met een lage affiniteit. Hierdoor zal er een verwaarloosbare vernietiging zijn van foetale erytrocyten door het anti-resus IgG. De baby die geboren wordt, zal dan gezond zijn. Bij een tweede zwangerschap van dezelfde vrouw (Rh-) van een Rh+ foetus, zal er een probleem zijn. Er gaat dan IgG van de moeder door de placenta heen, naar de foetale circulatie. De B-geheugen cellen zorgen voor veel anti-resus, waardoor er een grote vernietiging zal zijn van de foetale erytrocyten met het resus antigeen. Hierdoor zal er een anemische baby geboren worden. Er is een ‘therapie’ voor dit probleem: bij een eerste en volgende zwangerschap van een Rh- moeder met een Rh+ foetus, wordt er anti-resus IgG toegediend. De primaire immuunreactie tegen de resus factor wordt geïnhibeerd door de aanwezigheid van Rh-specifieke IgG. De immuuncellen worden op deze manier namelijk niet geactiveerd. Hierdoor zullen de foetale erytrocyten niet verwoest worden, waardoor er een gezonde baby wordt geboren.

Type III – Immuun complex gemedieerde hypersensitiviteit: Bij deze hypersensitiviteit vormen antilichamen (IgG, IgM en IgA) immuun complexen, waardoor er volharding is van een antigeen (een continue infectie of auto-immuun ziekte) en er is een insufficiënte klaring. Voorbeelden van dit type zijn systemische reacties, zoals serum ziekte, SLE en reumatoïde artritis, en lokale reacties, zoals arthus reacties en extrinsieke allergische alveolitis.

Bij deze reactie zijn de antilichamen (IgG, IgM en IgA) van belang, net als het complement systeem en de Fc receptor dragende antilichamen. Kleine antigeen-antilichaam complexen vormen zich in de circulatie en ze activeren het complement systeem. Dit zorgt ervoor dat het immuuncomplex bedekt wordt met covalent gebonden C3b.

Het gebonden C3b bindt aan de CR1 receptor op het oppervlakte van erytrocyten. In de milt en de lever worden de immuun complexen dan verwijderd door fagocyten. Er kunnen IgG deposito’s zijn in de nieren. Er kunnen type II of type III reacties ontstaan. Met behulp van fluorescerende staining kan bepaald worden of er een type II of een type III reactie is. Het patroon van staining geeft dus essentiële informatie.

Type IV – Vertraagde type hypersensitiviteit: Dit type wordt veroorzaakt door contact, met bijvoorbeeld nikkel, door tuberculine en door granulomateuze reacties. De hypersensitiviteit ontwikkelt zich pas dagen na de blootstelling. Voorbeelden van dit type zijn contact hypersensitiviteit, sarcoïdosis, lepra en tuberculose.

Cellen die een belangrijke rol spelen, zijn monocyten, macrofagen, CD4 en CD8 T-cellen. Als men wil weten of iemand allergisch is voor nikkel, dan hoeft men alleen maar een beetje antigeen pasta op de persoon te smeren. Het resultaat is dan na ongeveer 2 dagen bekend.

Het mechanisme is als volgt: een antigeen wordt verwerkt door weefsel macrofagen en dit stimuleert Th1-cellen. De Th1-cel gaat dan chemokines, cytokines en cytotoxines afgeven. De chemokines zorgen voor macrofaag recruitment naar de plaats van het antigeen. Het cytokine IFN-γ zorgt voor de activering van macrofagen en de verhoging van de vrijlating van inflammatoire mediatoren. De cytotoxines TNF-α en LT zorgen voor destructie van lokaal weefsel. Ook zorgen ze voor een verhoogde expressie van adhesie moleculen op lokale bloedvezels. De cytokines IL-3/GM-CSF zorgen voor monocyt productie door stamcellen in het beenmerg. De mantoux test werkt via dit mechanisme. Er wordt bij deze test subcutaan (onderhuids) tuberculine ingespoten. Het antigeen wordt dan geïntroduceerd in het weefsel en wordt verwerkt door lokale antigeen presenterende cellen. Een TH1 effector cel herkent het antigeen en laat cytokines vrij, die effect hebben op het vasculaire endotheel. Dit leidt tot recruitment van T-cellen, fagocyten, vloeistof en proteïnes op de plek van de antigeen injectie. Hierdoor is er een zichtbare laesie zichtbaar. Als er volharding is van het antigeen, dan zal er een granuloma gevormd gaan worden.

Er is ook granulomateuze hypersensitiviteit. Een granuloma bevat allerlei cellen, namelijk macrofagen, epitheloïde cellen (verkregen uit geactiveerde macrofagen), giant cellen (Multi-nucleair; ze worden gevormd door de fusie van epitheloïde cellen), lymfocyten en fibrose. Voorbeelden zijn lepra, tuberculose, schistosomiasis, sarcoïdosis en de ziekte van Crohn.

PD-04: Allergy (24/09/2014)

Mevrouw kreeg de diagnose astma op 8-jarige leeftijd. In haar kinderjaren had zij vaak last van benauwdheid. Naast dit zuurstof-tekort, had zij last van allergieën. Pollen, huisstofmeid, katten, konijnen, honden, lokte bij mevrouw allergische reacties op. De allergie voor de kat was zelfs zo erg, dat mevrouw de kat uit huis moest doen. De allergie voor katten is mevrouw haar ergste allergie, wanneer er iemand slechts al enkele kattenharen op zijn/haar kleding heeft krijgt zij last van brandende en tranende ogen. Toen zij klein was moest mevrouw 4 keer op een dag medicatie nemen. Dit moest op vaste tijdstippen gebeuren; s' ochtends vroeg, in de middag, in de avond en om twaalf uur s' nachts. Mevrouw moest elke nacht door haar ouders wakker gemaakt worden voor haar medicatie. Deze periode was voor mevrouw erg vermoeiend. De medicatie die 4 maal daags ingenomen moest worden was een beta-agonist, dit zorgt voor vasodilatatie van de luchtwegen. Ondanks het medicatiegebruik was de astma van mevrouw niet onder controle. Dit noemt men not-controled: ondanks de medicatie blijven de klachten aanhouden.

Momenteel verschilt de ernst van de astma dagelijks. Er zijn dagen waarbij mevrouw helemaal geen last heeft van de astma, terwijl zij de vorige dag amper de trap op kon lopen zonder erg benauwd te worden. De laatste maanden gebruikt mevrouw nieuwe medicatie. Voor deze medicijnen moet zij 1 keer in de 2 weken naar het ziekenhuis. Tot nu toe is zij erg tevreden over deze medicatie.

Astma is een syndroom. Inflammatie, obstructie van de luchtwegen en hyperreactiviteit kunnen de oorzaak zijn van astma. Astma valt onder type 1 van hyperreactiviteit. Astma is niet waarneembaar om een CT of een X-ray. Kenmerkend voor astma is een verdikt basaalmembraam en velen eosinofielen. Astma is (voor zover men weet) niet genetisch bepaalt, maar wanneer een ouder astma heeft is de kans groter dat het kind dit ook krijgt. Men speculeert dus over mogelijke genen die zijn betrokken bij astma, hier lopen meerdere onderzoeken naar.

Veel mensen vinden het moeilijk om een onderscheidt te maken tussen COPD en astma. COPD ontstaat voornamelijk bij ouderen mensen die hun leven lang hebben gerookt. Astma ontstaat vooral bij kinderen. Het verschil tussen COPD en astma is moeilijk te maken wanneer de patiënt rookt.

HC-28: Cells in Auto-Immunity (26/09/2014)

Een auto-immuunziekte is een ziekte waarbij het eigen weefsel wordt aangevallen door het eigen immuunsysteem. Type 1 diabetes is de meest chronische inflammatoire ziekte onder kinderen. De meerderheid van de nieuwe patiënten is echter volwassen. De therapie van type 1 diabetes heeft slechts als doel het controleren van de symptomen en geneest dus niet. Doel van de behandeling worden in 83% van de patiënten niet bereikt. Het gevolg hiervan is dat de behandeling complicaties niet kan voorkomen. Type 1 diabetes is de grootste doodsoorzaak ter wereld. De incidentie van deze ziekte verdubbelt elke twintig jaar.

De epidemiologie van diabetes type 1 loopt via een aantal factoren. Dit begint al bij de moeder die borstvoeding geeft aan een baby. Verder is het zo dat als een kind tot 3 maanden wordt blootgesteld aan gluten, dat de kans op de ontwikkeling van type 1 diabetes twintig procent hoger is dan normaal. Diabetes is geen erfelijke ziekte, maar de vatbaarheid kan wel erfelijk zijn. Minder dan 10% van de diabetici heeft een 1e familielid met diabetes type 1. 40% van alle diabetici heeft geen genetisch risico. 95% van de mensen met het hoogste genetische risico blijft gezond. Van alle genen die een rol spelen, is er maar één gen dat niet bij het immuunsysteem hoort. 25% van de populatie heeft beschermende genen tegen diabetes. Het immuunsysteem kan overactief worden, waardoor er een auto-immuunziekte ontstaat. Samenvattend kunnen we zeggen dat genen belangrijk zijn, maar niet noodzakelijk of voldoende.

De vorming van het immuunsysteem begint al in de placenta. In de thymus krijgt het immuunsysteem vorm en daar wordt een repertoire aan cellen gecreëerd. Andere zaken die een rol spelen zijn antilichamen, mucosale immuniteit, T-helper cellen, cytotoxische T-cellen en de regulatoire T-cellen. De pathogenese van type 1 diabetes is heterogeen, want delen van een orgaan kunnen aangedaan zijn en delen kunnen nog gezond zijn. Bij elk mens is het verschillend welke delen ziek zijn en welke delen gezond zijn: heterogeniteit. Er gaat iets mis als de positieve selectie in de thymus fout gaat, dan want kunnen de MHC moleculen ook lichaamseigen cellen herkennen, waardoor deze cellen worden gedood. Ook kan er tijdens de negatieve selectie processen fout gaan, waardoor de T-cellen die te sterkt aan de MHC moleculen binden niet afgebroken worden. Het is bewezen dat er CD8 T-cellen aanwezig zijn in menselijke insulitis (ontsteking van de Langerhanscellen). Verder is bewezen dat type 1 diabetes een echte auto-immuunziekte is. De pathologie is extreem heterogeen, want er zijn grote verschillen tussen patiënten. Humane insulitis is verschillend van insulitis in diermodellen.

Therapie: Er is nog geen therapie die patiënten kan genezen van type 1 diabetes. Er zijn momenteel veel ontwikkelingen gaande. Er wordt gebruik gemaakt van medicatie die het immuunsysteem onderdrukt, zoals prednisolon en abatacept. Verder wordt er een therapie gebruikt waarbij men beenmerg afneemt, de immuuncellen kapot maakt en dit weer terug plaatst in de patiënt. Ook worden er vaccinaties gebruikt die het immuunsysteem selectief beïnvloeden. Een andere therapie is Anti CD3 therapie. Bij deze therapie worden er injecties gegeven met een geïnactiveerde, gehumaniseerde monoklonale antistof tegen de T-celmarker CD3. Dit zorgt voor een beïnvloeding van de insuline productie en behoefte in de 18 maanden hierna. In de eilandjes van Langerhans liggen α-cellen, β-cellen en δ-cellen. De β-cel produceert insuline, de α-cel produceert glucagon en de δ-cel produceert somatostatine. Alleen de β-cel wordt aangedaan bij diabetes.

HC-29: Pathology of Auto-Immunity (26/04/2014)

Veel patiënten met een auto-immuunziekte melden dat een infectie ziekte voorafging aan de ontwikkeling van de auto-immuunziekte. Auto-immuunziekten worden behandeld met immunosuppressors, wat een hoog risico op infectie geeft door onderdrukking van het immuunsysteem. Ondanks de therapie, kan een auto-immuunziekte leiden tot een eindstadium van orgaan falen, waardoor er orgaan transplantatie nodig kan zijn. Na de transplantatie kan de auto-immuunziekte terugkomen en dan is er altijd een grotere kans op infectie door de hoge niveaus van immunosuppressors die gegeven worden aan deze patiënten. Een voorbeeld is dat veel patiënten met IgA nefropathie melden dat er grieperige periodes met gastro-intestinale klachten of bovenste luchtweg klachten waren voor de hematurie opkwam. Een ander voorbeeld is dat patiënten met ANCA geassocieerde vasculitis vaak melden dat de initiële symptomen bestonden uit bovenste luchtweg ziekte met sinusitis.

Een patiënt van 58 jaar, die al 20 jaar rookt. De afgelopen twee jaar heeft hij eczeem en oedeem gekregen en hij is 5 kilo aangekomen: nefrotisch syndroom. Verder heeft hij sinds twee maanden eczeem en erythema. Een renale biopsie wordt hier afgenomen. Daarop is membraneuze nefropathie te zien: er zijn spikes te zien op het membraan. Bij het lichamelijk onderzoek worden papels ontdekt op de handpalm. Dit is karakteristiek voor syfilis. De serologie laat zien dat er inderdaad syfilis is. In de hierboven beschreven casus is er dus betrokkenheid van de nieren bij een syfilis infectie. Er bestaan dan immuun complexen van de Treponema pallidum en er zijn IgG antilichamen deposito’s in de nier, op de subepitheliale positie. Dit is een voorbeeld van een postinfectieuze glomerulopathie, of van een immuun gemedieerde ziekte, gevolgd door een infectieuze gebeurtenis. Dit is extreem zeldzaam: het nefrotische syndroom komt slechts bij 1% van alle patiënten met syfilis voor. De behandeling kan gaan door middel van penicilline. Renale betrokkenheid zal met behulp van deze behandeling spontaan verdwijnen.

De associatie van specifieke micro-organismes met ziekte kwamen als een consequentie uit het werk van de Duitse arts Robert Koch. Hij formuleerde een aantal criteria die gebruikt konden worden om een pathogeen te identificeren dat verantwoordelijk was voor een specifieke ziekte. Deze criteria noemt men de Hypotheses van Koch. Er zijn vier criteria:

1. Het micro-organisme moet in overvloed gevonden worden in alle organismes die leiden aan een ziekte, maar het moet niet gevonden worden in gezonde organismes.

2. Het moet mogelijk zijn om het micro-organisme te isoleren uit een ziek organisme en het moet gekweekt kunnen worden.

3. Het gekweekte micro-organisme zou dan dezelfde ziekte moeten veroorzaken in een gezond organisme, nadat het daarin geïntroduceerd is.

4. Het micro-organisme moet opnieuw geïsoleerd kunnen worden uit de ingeënte, ziek gemaakte, experimentele gastheer en het moet dan geïdentificeerd worden als identiek aan het originele, specifieke micro-organisme.

Deze hypotheses kunnen gebruikt worden bij auto-immuunziekten. De antilichamen, proteïnes en microben zouden dan:

• Aanwezig moeten zijn in de meeste casussen van de ziekte.

• Gevonden moeten worden in geaffecteerde weefsels en niet in organen zonder pathologische laesies.

• Afwezig moeten zijn of in lage aantallen aanwezig moeten zijn in weefsels zonder schade.

• Verlaagd of niet te detecteren moeten zijn bij het verbeteren van de ziekte of verhoogd moeten zijn bij een klinische relaps.

• Als de detectie van deze antilichamen/proteïnes/microbes voorafgaat aan ziekte, of als de kwantiteit correleert met de ernst, dan is er waarschijnlijke een causale relatie.

Een voorbeeld is vasculitis. Er zijn hoge titers van deze antilichamen aanwezig in patiënten met vasculitis en ze zijn niet aanwezig in gezonde individuen. Er zijn casussen beschreven waarin de aanwezigheid van antilichamen voorafgingen aan deze ziekte. Een aantal voorbeelden van immuun gemedieerde ziektes zijn:

• Rheumatoïde artritis. Dit is een systemische, chronische inflammatoire ziekte, die voornamelijk gewrichten aantast en weefsels. De histopathologie is dat er prolifererende synovitis zijn die het kraakbeen/bot verwoesten. Een biopsie laat een donkere plek zien, waar heel veel lymfocyten aanwezig zijn. Extra-articulaire manifestaties kunnen aanwezig zijn in bijna elk orgaan. Een aparte manifestatie is de rheumatoïde knobbel in de huid of longen. Een huid biopsie met een rheumatoïde knobbel laat een necrotiserende granuloma zien. Men moet altijd een infectie uitsluiten, zoals tuberculose. Er zijn IgM antilichamen. 80% van de patiënten hebben een rheumatoïde factor (RF). Ongeveer 20% van de gezonde populaties heeft ook RF.

• Sjögren’s syndroom. Dit is een chronische ziekte, die wordt gekarakteriseerd door immunologische gemedieerde verwoesting van de traan- en speekselklieren. De typische patiënt komt met droge ogen en een droge mond. De typische patiënt is een vrouw van tussen de 35 en 45 jaar. Er kan een positieve serologie zijn voor SS-A en SS-B antilichamen, maar ook voor RF. De behandeling is symptomatisch (bijvoorbeeld oogdruppels bij droge ogen). Een Schirmer’s test kan helpen om de diagnose te stellen en deze test meet de hoeveelheid traanvocht die wordt geproduceerd. Deze ziekte kan geclassificeerd worden volgens Greenspan: de ziekte ernst wordt bepaald volgens het aantal foci met inflammatoire cellen, met lymfocyten en plasmacellen. De nieren kunnen ook betrokken zijn bij dit syndroom. Er is dan een interstitiële nefritis, met veel lymfocyten en plasmacellen in het inflammatoire infiltraat. De lymfocyten infiltreren in het epitheel en maken de cellen daar kapot.

• Systemische sclerose. Dit is een chronische ziekte met een onbekende etiologie: men weet niet waar het vandaan komt. Het wordt gekarakteriseerd door een abnormale accumulatie van fibreus weefsel in de huid en in verscheidene organen. Diffuse scleroderma kan gaan om de huid, tractus gastro-intestinalis, nieren, longen, hart en skeletspieren. Bij deze ziekte zijn er ook vaak vasculaire laesies, waarbij er ‘ui-achtige vezels’ ontstaan. 50% van de patiënten die hieraan overlijden, overlijdt aan de gevolgen van nierfalen. De typische patiënt is een vrouw van 50-60 jaar oud. Huid problemen die aanwezig zijn, het Raynaud fenomeen (verminderde bloedtoevoer naar de extremiteiten), collagenisatie van de huid en stijfheid van de huid. Verder is het moeilijk om te slikken en is er malabsorptie als de oesofagus is aangedaan.

• Idiopathische pulmonaire fibrose (IPF). Dit is een diffuse interstitiële long ziekte. Onder IPF vallen twee diagnoses:

  1. Usual interstitiële pneumonie (UIP) – dit is een dodelijke ziekte, waarvoor geen therapie is. De fibrose begint in de long periferie (subpleuraal). Het spaart de meer centrale gedeeltes en het heeft een onregelmatige distributie. Bij een biopt is er een scherpe scheiding tussen normaal en abnormaal longweefsel. Het blijkt dat de long wordt geraakt door meerdere beschadigingen. De beschadigingen lijken soms op een bijengraat.
De typische patiënt is een man van boven de 50 jaar, die last heeft van onverklaarbare dyspneu. De ziekte duurt meer dan 3 maanden. De ziekte gaat gepaard met infecties.

  2. Non-specifieke interstitiële pneumonie (NSIP) – dit lijkt op UIP, maar het is meer benigne. Hierbij kan het helpen om steroïden toe te dienen. Deze ziekte heeft twee gezichten, namelijk een fibrotisch patroon en een cellulair patroon.

HC-30: Vasculitis (26/09/2014)

Vasculitis is de inflammatie van een bloedvezel dit kan ontstaan zijn door veel verschillende oorzaken. Er is inflammatie door immuun gemedieerde mechanismes. Een vasculitis kan voorkomen bij alle soorten bloedvaten, onafhankelijk van de diameter. Toen er vroeger steeds meer patiënten waren, werden er een aantal dingen over deze ziekte bekend. Er werden namelijk gelijkenissen gezien, want er was een ziekte aan de vezels, het beloop was snel en het leidde tot de dood. Verder zag men ook variaties in de organen die betrokken waren en in de histologie. Ten slotte werden er hypotheses gemaakt over de etiologie van vasculitis. Hierbij dacht men aan milieu factoren, virussen en genen.Meerdere personen ontdekten een speciale vorm van vasculitis, waardoor er nu meerdere soorten bekend zijn.

• Bij Henoch-Schonlein purpura hebben jonge patiënten naast vasculitis vaak paarse plekjes (purpura) op de benen.

• Het Churg Strauss syndroom is vasculitis van de longen met eosinofielen.

• Wegener’s Granulomatosis is vasculitis met granuloma’s.

De ziektes zijn niet veranderd, maar de namen wel. Wegener’s Granulomatosis noemt men nu namelijk GPA (Granulomatosis met polyangiitis). Dit is de combinatie van bovenste luchtweg vasculitis, betrokkenheid van de nieren en de er zijn granuloma’s te zien bij een histologische afbeelding. Er is vaak sprake van necrose. Neutrofielen gaan antilichamen op het membraan zetten, waaraan ANCA gaat binden. Dit kan leiden tot necrotiserende granulomatose. ANCA is een antilichaam (anti-neutrofiel cytoplasmisch auto-antilichaam) dat gedetecteerd kan worden door middel van de ANCA-test. ANCA is gericht tegen componenten in de primaire granules van de neutrofiel. Met indirecte immunofluorescentie kan ANCA worden aangetoond. ANCA kan in het weefsel niet worden aangetoond, maar kan in het serum worden aangetoond door middel van ELISA en IIF. Eerst was het niet duidelijk tegen welke componenten ANCA gericht was, maar er waren twee patronen waarneembaar: cytoplasmisch en perinucleair. Het cytoplasmische patroon was geassocieerd met anti-Pr3 antilichamen en het perinucleaire patroon was geassocieerd met anti-MPO antilichamen. Hoe ANCA de ziekte veroorzaakt, is nog onbekend. Er is een matige relatie tussen de ANCA titer en de ernst van de ziekte. Ongeveer 10% van de patiënten met systemische vasculitis heeft géén ANCA’s. Verder is ANCA wel heel nuttig voor de diagnostische doelen en het monitoren van de ziekte.

Wat is nu de relatie tussen ANCA en necrotiserende vasculitis? Neutrofielen worden gestimuleerd door ANCA. Hierdoor vindt er een inflammatie van de bloedvat wand plaats (vasculitis).

Necrose en crescrent ontstaan wanneer er vasculitis in de nieren ontstaat. Dit is vasculitis op het niveau van het glomerulaire capillair. Onderbrekingen in het basaal membraan leiden tot het weglekken van fibrine en cytokines in de ruimte van Bowman. Dit induceert de proliferatie van de epitheliale cellen in het kapsel van Bowman. Onderbrekingen in het basale membraan van de capillaire loops worden vaak gevonden. De formatie van crescents (‘sikkel’) wordt veroorzaakt door het ontsnappen van substanties uit de glomerulaire capillairen naar de ruimte van Bowman. Een zadel neus wordt veroorzaakt door de verwoesting van kraakbeen. Vaak is er dan een infectie met de S. aureus.

HC-31: Systemic Lupus Erythematosus (26/09/2014)

SLE is het prototype van een multi-systeem ziekte met een auto-immune oorsprong. Het wordt gekarakteriseerd door een verspreide reeks van auto-antilichamen. Het is een typisch voorbeeld van de type III hypersensitiviteit reacties. Het is dus een multi-systeem ziekte, die invloed heeft op meerdere verschillende organen, zoals de huid, nieren, gewrichten, het hart en de sereuze membranen. Er is een breed spectrum aan auto-antilichamen. Het klinische beloop is extreem variabel, met remissies en relapsen. In bepaalde populaties is dit een redelijk gewone aandoening. In bijvoorbeeld Azië heeft 1:2500 personen deze ziekte. Deze ziekte komt vaker voor onder vrouwen dan bij mannen.

De diagnose SLE wordt aan de hand van een aantal kenmerken vastgesteld. Hiervoor is een ezelsbruggetje: SOAP BRAIN MD:

• Serositis

• Orale zweren

• Arthritis

• Photosensitiviteit: men krijgt uitslag bij te veel zonlicht

• Bloed veranderingen

• Renale betrokkenheid

• ANA zijn anti-nucleaire antilichamen. Dit zijn de belangrijkste antilichamen bij SLE.

• Immunologische veranderingen (een laag C3 niveau)

• Neurologische signalen (neuro-lupus of de ‘fog’: een ‘mistig’ idee in het hoofd)

• Malar rash (huiduitslag in de vorm van een vlinder)

• Discoïde rash

Er is dus een groot spectrum aan auto-antilichamen. Er zijn antilichamen tegen:

• Componenten van het cytoplasma

• Oppervlakte antigenen van bloedcellen

• Proteïnen in complex met fosfolipiden

• Nucleaire componenten (DNA, histonen, nucleolaire antigenen en niet histone proteïnes die gebonden zijn aan RNA).

Er zijn meerdere hypotheses over de vraag hoe men aan deze antilichamen komt. De belangrijkste is die over een dysregulatie in de apoptose en/of in de klaring van apoptotische cellen. Anti-nucleaire antilichamen (ANA) kunnen gedetecteerd worden door indirecte immunofluorescentie (IIF). Er worden dus apoptotische cellen gevonden. Het idee is dat omdat er macrofaag dysfunctie is, er een defecte klaring van nucleaire antigenen van apoptotische cellen is. Dit leidt tot de formatie van verschillende auto-antilichamen, want er worden antilichamen gemaakt tegen de nucleaire antigenen die blijven bestaan. Een macrofaag leidt dus tot een apoptotische lymfocyt, waardoor er falen is van de T-cel en B-cel tolerantie tegen eigen antigenen, waardoor er eigen cellen worden aangevallen. Hierdoor ontstaat er ANA. De IF test voor ANA is positief in bijna elke patiënt met SLE.

Er is dus een hoge sensitiviteit. Er zijn echter ook patiënten met andere auto-immuunziekten die positief getest kunnen worden. De test is dus niet specifiek. IF patronen corresponderen niet uniek met een specifiek antilichaam. Na een positieve ANA test, wordt bepaald of de patiënt antilichamen tegen dsDNA heeft. Deze zijn de virtuele diagnose van SLE.

Wat voor beschadigingen kunnen de immuuncomplexen nu veroorzaken?

De immuuncomplexen kunnen op alle mogelijke plekken van deposito’s in de glomerulus gaan zitten, behalve bij het GBM. Vanuit de klinische symptomen kan men beslissen waar de immuuncomplexen zich bevinden. Lupus nefritis wordt verdeeld in meerdere klassen. Als er mesangiale beschadigingen zijn, dan is er lupus klas I of II. Als er endocapillaire beschadigingen zijn, dan is er lupus klas III of IV. Als er epitheliale beschadigingen zijn, dan is er lupus klas V. Lupus nefritis zich op diverse manieren uiten, om die reden was het noodzakelijk om een internationaal classificatie systeem te hebben. De therapie hangt ook af van de gegeven klasse en de ernst van Lupus.

HC-32: HLA and Auto-Immunity (29/09/2014)

Cellen communiceren met elkaar door middel van contact. Dit is mogelijk doordat er hele kleine afstanden zijn tussen de cellen. De communicatie gaat ook via neuronen, spieren en immuuncellen. Er zijn altijd proteïnes op allebei de cellen en door middel van deze proteïnes kunnen de cellen informatie uitwisselen en op deze manier is er herkenning. Er zijn wel specialisaties, want de proteïnes op de cellen zijn niet hetzelfde. Het principe is dus overal hetzelfde, maar de proteïnes niet. Als er antilichamen gemaakt worden tegen oppervlakte proteïnes, dan wordt de communicatie tussen de cellen verstoord. Dit gebeurt bij een auto-immuunziekte.

Vandaag concentreren we ons op een bepaald soort synaps, namelijk de synaps tussen een zenuw en een spier. Het gaat over de ziekte myasthenia, waarbij er een ziekte is van deze synaps. 99% van deze ziekte is een auto-immuunziekte en slechts 1% is een erfelijke ziekte.

Als we gedetailleerder kijken naar de zenuw en de spier dan zien we dat de spier een gevouwen membraan heeft. Dit is een gespecialiseerde structuur. In de zenuw bevinden zich blaasjes met acetylcholine. Deze blaasjes kunnen via exocytose hun inhoud legen in de synapsspleet. Om dit te laten gebeuren, zijn er voltage gated calcium kanalen (VGCC) nodig. Calcium moet het neuron in komen om de exocytose te laten gebeuren. Op het membraan van de spiercel zitten acetylcholine receptoren (AChR), die in feite eiwit kanalen zijn. Op het membraan van de spiercel zitten ook nog andere structuren, zoals Muscle Specific Kinases (MuSK). Dit is een receptor tyrosine kinase, dat nodig is voor de formatie van de neuromusculaire junctie. Deze receptor wordt geactiveerd door agrine. Verder is er Lipoproteïne-Gerelateerd Proteïne 4 (Lrp4). MuSK en Lrp4 zijn ook transmembraan proteïnes en vanwege dit gegeven kunnen antistoffen aan de buitenkant van deze structuren binden. Als dit gebeurt, dan zal er aan de binnenkant een verandering optreden. Tegen alle vier de hierboven genoemde structuren kunnen antistoffen aanwezig zijn in de patiënten. Als er antilichamen zijn tegen één van deze structuren, dan is er een verstoorde communicatie tussen de zenuw en de spier. Hoewel de signalen en symptomen (fenotype) anders kunnen zijn, kan de oorzaak wel hetzelfde zijn.

Er zijn twee manieren van communicatie tussen de zenuw en de spiercel. Er kan namelijk release zijn van acetylcholine, waardoor er contractie signalen zijn. De spier weet dan namelijk dat hij moet gaan contraheren. Een tweede manier is via agrine, wat zorgt voor een trofisch signaal naar MuSK en Lrp4. Agrine zorgt voor groei. Lrp4 zorgt hierna voor feedback naar de zenuw.

Op deze manier weet de zenuw dat er een spier is (vanwege de feedback) en weet de spier dat er een zenuw is (vanwege agrine). De antistoffen die hier een rol kunnen spelen in een auto-immuunziekte kunnen dus verschillende targets hebben. Als je vraagt wat de eerste symptomen waren kun je de antistoffen voorspellen.

Myasthenia is een ziekte van de synaps tussen zenuw en spier. Er is dan fluctuerende spier zwakte, die beter wordt na rust. In feite is een auto-immuunreactie niet heel anders dan een immuunreactie tegen een virus of een bacterie. Er is namelijk een antigeen presenterende cel met HLA. De T-cel herkent het complex en bindt eraan. Hierna gaat er iets mis bij een auto-immuunreactie. Er gaat iets mis in de tolerantie van de T-cel, want het ziet een lichaamseigen antigeen, maar tóch worden er B-cellen geactiveerd. Deze B-cellen gaan dan antilichamen vormen tegen het lichaamseigen antigeen. Hierdoor wordt de communicatie tussen zenuw en spier verwoest.

Bij myasthenia gravis (MG) is er sprake van ptosis (neervallen van het ooglid) en hoe langer er beweging wordt gevraagd van een spier, hoe vermoeider deze spier lijkt te worden. Een aantal klinische symptomen van MG met AChR antilichamen zijn dat de symptomen altijd asymmetrisch zijn, er is fluctuerende ptosis en er is oftalmoplegie (zwakte van horizontale oogbewegingen) met diplopie (dubbelzien). Verder is er afdalende zwakheid, wat wil zeggen dat de zwakte begint aan de bovenkant van het lichaam en de zwakte zakt dan naar beneden. Er kan wel symmetrische ptosis zijn, maar dan is er sprake van congenitale myasthenia gravis.

De incidentie van AChR myasthenia gravis is in de jongere jaren het hoogst bij vrouwen (twee keer zo hoog als bij mannen) en is op latere leeftijd hoger bij de mannen (twee keer zo hoog als bij vrouwen). Er zijn verschillende manieren om deze ziekte op te lopen. Vrouwen zijn dus in de vruchtbare fase vatbaarder om deze ziekte te krijgen. Het zou dus iets te maken kunnen hebben met hormonen of met het dragen van een kind. Er is een derde groep, namelijk mensen die een tumor gehad hebben. 15% van de patiënten heeft een thymoma gehad (een tumor in de thymus). Door het thymoma gaat het selectieproces in de thymus niet goed. Bij het Lambert-Eaton Myasthenisch syndroom (LEMS) heeft 50% een kleine cel long kanker (SCLC).

Er is ook myasthenia met antilichamen tegen de MuSK. De ogen worden hierbij vaak als eerste aangetast. Een voorbeeld: een patiënt met moeite met het open houden van de ogen en met moeite met het bewegen van de ogen naar de linkerkant. Na behandeling, met prednisolon of immunosuppresieve medicatie, heeft de patiënt veel minder moeite met het open houden van zijn ogen en met het opzij kijken. Bij deze ziekte zijn er ook veel symptomen in het gebied van de mond, keel en slokdarm. Op lange termijn worden bij veel patiënten ook de ademhalingsspieren aangetast. Specifiek van deze ziekte is dat veel mensen atrofie van de tong krijgen. Het spier wordt omgezet in vetweefsel. Er is een piek incidentie bij jonge vrouwen.

Anti-MuSK myasthenia gravis kan van moeder naar kind gaan, namelijk via maternale serum antistoffen. IgG4 antistoffen van de moeder kunnen naar de foetus gaan via de placenta. Een kind kan dan geboren worden met ernstige spierzwakte. Passieve transfer van antilichamen resulteert in neonatale zwakte in mensen bij AChR MG, MuSK MG of LEMS. Dit kan resulteren in:

• Foetale acetylcholine receptor inactivatie syndroom en maternale myasthenia gravis.

• Kortstondig neonataal Lambert-Eaton syndroom.

• Een kortstondig neonataal myasthenia syndroom met anti-MuSK antilichamen.

De derde vorm van de ziekte is het Lambert-Eaton myasthenische syndroom met antilichamen tegen de voltage gated calcium kanalen. De zwakte zit hier in de benen. Als het heel ernstig wordt, kan er ook zwakte in het gezicht en in de oogspieren ontstaan. Er is hier dus opstijgende zwakte. Deze mensen hebben ook veel problemen met het autonome zenuwstelsel. Patiënten kunnen ook orthostatische hypertensie hebben, droge ogen en een droge mond. Er zijn twee vormen van deze ziekte, namelijk met tumor (SLCL- 50/60%) en zonder tumor (NT). Van de NT vorm is er een vroeg begin en daarbij zijn meer vrouwen dan mannen. Bij het late begin zijn er weer meer mannen dan vrouwen. SCLC komt meer voor bij mannen dan bij vrouwen. Als er 100 patiënten zijn, dan is de verdeling als volgt:

• 85 MG (anti AChR)

• 8 MG anti-MuSK en anti-Lrp4

• 2 LEMS (anti VGCC)

• 5 MG seronegatief. Hierbij is het onduidelijk wat de oorzaak is.

Erfelijke factoren

De patiënten kunnen ook een tweede auto-immuunziekte hebben, want er zit dan ‘gewoon’ een fout in het immuunsysteem. 25% van de MG patiënten heeft ook daadwerkelijk een tweede auto-immuunziekte, zoals diabetes. Als patiënten een tumor hebben, dan is dit al genoeg om de tolerantie van het immuunsysteem kapot te maken. Er ontstaat dan heel gemakkelijk een auto-immuunziekte. MG patiënten komen vaak uit een familie waarin veel auto-immuunziekten voorkomen.

B8-DR3 is een soort HLA, dat vaak wordt gezien in auto-immuunziekten. 64% van de AChR MG patiënten heeft B8DR3 en van de LEMS patiënten 63%. Er is ook DR14 (een ander soort HLA) en dit is verhoogd bij MuSK MG. B8-DR3 wordt gevonden in de jonge groepen en het wordt niet gevonden in de groep waarbij de ziekte laat opkomt. Hoewel de ziekte hetzelfde lijkt, kan de dysregulatie van het immuunsysteem toch heel anders zijn. Alle patiënten hebben uiteindelijk wel dezelfde antilichamen tegen de receptor. Bij de groep met een thymoma is er geen relatie met een soort HLA. Erfelijke factoren spelen daar ook een mindere rol.

Bij de ziekte pemfigus is er hetzelfde HLA als bij MuSK MG. Het antigeen bij deze ziekte is desmogleine. Het antilichaam IgG4 zou geen pathogenen moeten verspreiden, maar het speelt dus wel een rol bij pemfigus. Na behandeling van MuSK MG patiënten is er minder IgG4 en er is meer IgG1. IgG4 correleert wel beter met de ernst van de ziekte.

MuSK IgG4, maar niet IgG1-3, vernietigt de neuromusculaire synaps. IgG4 antilichamen zijn dus een pathogeen bij MuSK MG en bij pemfigus. Bij AChR MG en LEMS zijn er IgG1 antilichamen. Deze antilichamen activeren het complement systeem en dit doet IgG4 niet. De immunoglobulines binden aan receptoren en blokkeren zo de dimerisatie van het molecuul. Deze dimerisatie is nodig voor de verdere reactie, maar die kan hier dus niet plaatsvinden.

MuSK MG en AChR MG patiënten hebben een vergelijkbaar klinisch beeld, want de symptomen zitten bij beide ziektes hoog in het lichaam en de ziekte komt voornamelijk voor bij jonge vrouwen. Het verschil zit in het HLA en in de antilichamen. LEMS heeft juist hetzelfde HLA en antilichamen als AChR MG, maar de klinische presentatie is weer anders. De incidentie is wel bij beide het hoogst in dezelfde groep.

HC-33: Infections and Auto-Immunity (29/09/2014)

Hoe kan een infectie leiden tot auto-immuniteit? Dit kan via een aantal mechanismes, namelijk:

• Kruis reactiviteit: dit zorgt ervoor dat een infectie een normale immuunreactie induceert. De immuun moleculen of cellen reageren ook met zelf-antigenen die gelijk zijn aan die van het pathogeen.

• Infectie veroorzaakt schade: hierbij worden zelf-antigenen die normaal niet ‘zichtbaar’ zijn blootgesteld aan het immuunsysteem. Er is dan geen tolerantie door het immuunsysteem en de auto-immuunreactie zal verdere schade veroorzaken.

• Infectie van cellen van het immuunsysteem leidt tot een verlies van tolerantie. Tolerantie wordt aangeleerd in de thymus en als deze tolerantie verloren gaat, dan is er auto-immuniteit.

In alle drie de gevallen ontstaat er ziekte.

Een voorbeeld: een 9 jaar oude Turkse jongen werd acuut ziek: koorts, artritis van de rechter knie en later ook de linker knie. Verder hartgeruis. ESR (erytrocyten sedimentatie ratio): 140 mm/h, C-reactieve proteïne 160 (normaal is dit <3). Bij endocardiografie bleken abnormaliteiten van de mitralis klep. De differentiaal diagnose is infectie met inflammatie. Zijn oom is onlangs overleden aan complicaties van acute reumatische koorts (ARF).

Acute reumatische koorts

De Streptococcus pyogenes kan zorgen voor lokale/verspreide infecties, exotoxine-gemedieerde syndromen en immunologische effecten. Onder deze immunologische effecten vallen ARF en acute glomerulo-nefritis (type III hypersensitiviteit). We zullen het eerst gaan hebben over ARF.

Wat is de klinische presentatie van ARF? ARF is een syndroom, wat betekent dat het een combinatie van symptomen en signalen is.. In het hart kan er carditis zijn en in de gewrichten artritis. Er kan ook chorea zijn (neurologisch) en op de huid kunnen knobbeltjes en rode vlekjes gevonden worden.

De epidemiologie van ARF is als volgt: ARF volgt vaak na een keel infectie van streptococcus pyogenes, maar niet na een huid infectie met streptococcus pyogenes. Deze ziekte komt voornamelijk voor in ontwikkelingslanden. Terugkerende ARF kan leiden tot reumatische hartziektes (RHD). De incidentie van ARF is 500.000 per jaar, waarvan 300.000 mensen RHD ontwikkelen. De prevalentie van RHD is 15 miljoen en de mortaliteit is 233.000 per jaar. Op de hartkleppen is er sprake van fibrose. 3 tot 6 % van elke populatie is vatbaar voor ARF. De pathogenese kan op twee manieren:

• Moleculaire mimiek: auto-immuun hypersensitiviteit:

  • Type II: IgG tegen M-proteïne (en mogelijk tegen groep A carbohydraten) kruis reageert met eigen componenten, zoals: myosine, hart sarcolemma, synovium en articulair kraakbeen. Hierbij zorgt initiële schade voor blootstelling van zelf-antigenen.

  • Type IV: hierbij is er een cellulaire reactie van Th1 cellen. In het myocard worden dan Aschoff lichaampjes gevonden. Dit zijn knobbeltjes in het hart.

• Genetische predispositie

De Streptococcus pyogenes bevat M-proteïnes. Deze proteïnes zijn virulentie factoren, want ze kunnen interfereren met de fagocytose. Bij de type II hypersensitiviteit zorgt het IgG ervoor dat het M-proteïne niet kan interfereren met de fagocytose, door ervoor te zorgen dat er geen opsonizatie van het pathogeen kan plaatsvinden. Het M-proteïne bevat een variabel deel met type-specifieke beschermende antilichamen en een reumatogenische epitoop met kruis-reactieve reumatogene antilichamen.

Er is een set van criteria voor ARF: Jones criteria. Er zijn belangrijke manifestaties, zoals carditis en chorea, en er zijn minder belangrijke manifestaties, zoals koorts. Een bewijs voor een GAS infectie kan verkregen worden door een positieve keelkweek of een snelle antigeen test voor GAS. Ook kan er gekeken worden of er een verhoogde of verhogende streptococcus antilichaam titer is. Er is geen definitieve diagnostische test beschikbaar, maar er is dus weel set diagnostische criteria.

Als we terug kijken naar het voorbeeld, dan kunnen we concluderen dat de patiënt ARF heeft. De prognose voor ARF na een eerste episode is redelijk goed. Na 1 jaar heeft 27% van de patiënten geen abnormaliteiten meer. Ook is het zo dat niet iedereen met ARF, RHD krijgt. De therapie van ARF bestaat in de acute fase uit het toedienen van een anti-inflammatoir medicijn. Dit zal geen effect hebben op RHD. Door een antibioticum injectie (secundaire preventie met Penidural [een penicilline]) kan een volgende aanval voorkomen worden: preventie. Deze secundaire preventie is heel belangrijk.

Acute glomerulo-nefritis

Een tweede immunologisch effect van de S. pyogenes was acute glomerulo-nefritis. Glomerulo-nefritis wordt veroorzaakt door immuuncomplexen en het is geen auto-immuunziekte. De pathogenese gaat via een type III hypersensitiviteit.

• GAS antigeen + IgG antilichaam

• Geassocieerd met bepaalde M-types

• Het kan volgen uit huid- of keelinfectie

Klinische verschijnselen zijn oligurie, oedeem en hypertensie. De prognose is meestal goed.

Een man van 58 jaar is schilder en roker. Hij heeft de afgelopen 2 jaar vaak last van eczeem gehad. Sinds kort heeft hij oedeem en hij is in de laatste 3 maanden 5 kilo afgevallen. In dit gevoel ga je een bloedtest afnemen. Als iemand oedeem heeft en hij is afgevallen denk je meteen aan een nierprobleem. Je kunt een nierbiopt nemen en je voegt daar een fluoriserende marker voor igG en het complement syteem aan toe. Deze kleuren allebei aan. Als igG aanwezig is weet je dat sprake is van een immuuncomplex.

De rode vlekken aan de binnenkant van zijn handen blijken een uiting van syfillis te zijn en dus geen eczeem. Dit wordt veroorzaakt door het micro-organisme Treponema Pallidum. Dit micro-organisme vormt samen met het igG complexen die aan de buitenkant van de cappilaire wand gaan zitten.

HC-34: Interactive Cases (29/09/2014)

De hypotheses van Koch kunnen ook gebruikt worden bij auto-immuniteit. Het antilichaam/proteïne/microbe zou:

• Aanwezig moeten zijn in de meeste casussen van een ziekte;

• Moeten worden gevonden in geaffecteerd weefsel en niet in organen die geen pathologische laesies hebben;

• Afwezig moeten zijn of in een heel laag aantal aanwezig moeten zijn in weefsels zonder ziekte;

• Verlaagd of niet te detecteren moeten zijn bij het oplossen van een ziekte en verhoogd moeten zijn bij een klinische relaps;

• Als detectie van het antilichaam/proteïne/microbe voorafgaat aan ziekte, of als de kwantiteit correleert met de ernst, dan is het waarschijnlijker dat er een causale relatie is.

Een voorbeeld is ANCA-geassocieerde vasculitis. Hoge titers van deze antilichamen zijn aanwezig in patiënten met vasculitis en de antilichamen zijn niet aanwezig in gezonde individuen. Er zijn casussen beschreven waar de aanwezigheid van antilichamen voorafging aan de ziekte. ANCA zijn dus pathogenisch.

Wat veroorzaakt ANCA eigenlijk? In mensen kunnen er meerdere factoren zijn die bijdragen aan de initiatie van de ANCA immuunreactie en de inductie van beschadigingen door ANCA. Het kan komen door bepaalde infecties, zoals met de S. aureus. Verder kunnen er genetische factoren zijn. Bij vasculitis zorgt degranulatie van neutrofielen ervoor dat er enzymen vrijkomen die de bloedvatwand beschadigen.

De symptomen aan de bovenste luchtwegen kunnen heel ernstig zijn en het kan zelfs zo zijn dat er destructie is van het kraakbeen in de neus. Hierdoor ontstaat er een zadel neus. De grote vraag is dan of dit een oorzaak of een effect is van vasculitis.

De behandeling met co-trimoxazole verlaagt de incidentie van relapsen.

ANCA’s zijn geen antilichamen tegen S. aureus. Er zijn andere antilichamen, die ook in patiënten met vasculitis worden gevonden, die zijn gericht tegen een complementair peptide van PR3. PR3 is iets waar een antilichaam aan bindt. De antilichamen zijn cPR3: complementair PR3. Dit zijn dus complementaire epitopen. Bij een S. aureus infectie worden deze antilichamen aangetroffen. Een aantal pathogenen die geassocieerd zijn met PR3-ANCA hebben peptides die cPR3 nadoen.

Als er een exogeen of endogeen complementair peptide aanwezig is, dan bindt dit aan een microbe en aan een anti-complementaire proteïne B-cel. Hierdoor ontstaan er antilichamen tegen het complementaire peptide. Complementaire epitopen hoeven niet altijd van infectieuze middelen te komen.

HC-35: Pharmacology: Immune Suppression – 1 (01/10/2014)

Waarom zijn er immunosuppressors nodig? Dit is bijvoorbeeld nodig bij acute Graft vs Host Disease. Hierbij stoot het lichaam een getransplanteerd orgaan af. Er zijn dan een hele ernstige manifestatie op de huid maar ook in andere organen zoals de lever. Deze ziekte treedt heel vaak op: tot 25% van de kinderen kan deze reactie namelijk ontwikkelen. Als er een transplantatie is gedaan, dan moet de patiënt de rest van zijn leven immunosuppressors innemen. Bij deze aandoening kunnen er glucocorticosteroïden toegediend worden. Deze worden toegediend in hoge dosissen.

Immunosupressors zijn medicijnen die de normale immuunreactie van het lichaam verlaagt. Er is een variëteit van medicatie die de productie van antilichamen voorkomt. Het immuunsysteem zal altijd proberen om een getransplanteerd orgaan af te stoten en immunosuppressors proberen dit proces tegen te gaan. Immunosupressors zijn hele sterke medicijnen met een goede effectiviteit maar ze hebben ook veel bijwerkingen.

Er wordt vaak gezegd dat het hebben van een transplantatie in feite het inruilen is van het ene set problemen voor het andere. Bij een transplantatie worden er vaak meerdere medicijnen gebruikt (multi-medicatie therapie). Elk middel zou afstoting kunnen voorkomen als je het gebruikt met een hoge dosis. Maar aan het geven van een hoge dosis zitten ook nadelen.

• Het is te toxisch en intolerabel om een hele hoge dosis van één medicijn te geven;

• Multi-medicatie laat een lagere dosis van elke medicatie toe en verminderen de toxiciteit, terwijl ze toch goede immunosuppressie geven;

• De verschillende medicijnen werken tegen de verschillende signalen van immuun activatie.

Immunosuppressie heeft meerdere doelen:

• Uitdagingen voor patiënten die een transplantatie hebben gehad zijn:

  • Een adequate immunosuppressie geven;

  • De nadelige effecten minimaliseren;

  • De nadelige effecten en chronische medicatie gerelateerde problemen behandelen;

  • Screenen voor medicijn gerelateerde complicaties.

• De medicatie is goed voor de preventie van acute afstoting maar niet voor chronische antibioticum gemedieerde afstoting:

  • Recente verbetering in korte termijn uitkomsten;

  • Minder verbetering in lange termijn uitkomsten.

• Er zijn geen recente, veel belovende middelen dus de focus ligt op het toedienen van verschillende combinaties, met lage dosissen om zo de uitkomsten te verbeteren.

Het therapeutische window van een medicatie is de range waartussen een medicatie een ziekte effectief kan bestrijden en waar de medicatie nadelige effecten gaat geven. Het is namelijk vaak zo dat hoe hoger de dosering van een medicatie is, hoe dichter men bij de minimale toxische dosis komt en hoe verder men van de minimale effectieve dosis komt. De therapeutische index is een vergelijking tussen de dosis van een medicatie die een therapeutisch effect geeft en de dosis van een medicatie die leidt tot toxiciteit. In een grafiek van de dosis (x-as) tegen het immuun suppressieve effect (y-as) kunnen drie dingen worden onderscheiden:

• De non-immuun toxiciteit. Dit betekent voor immuunsuppressieve medicatie dat er bij een lage dosis al bijwerkingen kunnen zijn, zoals renale insufficiëntie. In de grafiek bevindt dit gebied zich dus links. Meestal bevindt dit gebied zich meer naar rechts.

• Het immuunsuppressieve effect. Hoe hoger de dosis is, hoe hoger het immuunsuppressieve effect is.

• De immuun deficiëntie. Als er een te hoge dosis van een medicatie toegediend wordt, dan wordt het immuunsysteem te sterk onderdrukt: deficiëntie. Er is dan een hogere kans op een infectie.

De immunosuppressoren worden geclassificeerd volgens hun mechanisme:

• Inhibitoren van cytokine productie (Calcineurine inhibitoren, zoals cyclosporine of tacrolimus: een heel vaak gebruikt middel)

• Inhibitoren van cytokine gen expressie (Corticosteroïden zoals prednison)

• Cytotoxische medicatie (Antimetabolieten, zoals azathioprine, MTX, mycophenolate, en alkylerende middelen, zoals Cyclofosfamide)

Calcineurine inhibitoren

De antigeen presenterende cel presenteert het antigeen aan de T-cel. Er is dan een reactie, waardoor er uiteindelijk cytokines worden geproduceerd, zoals IL-2. Deze cytokines zullen dan B-cellen gaan activeren, waarna de hele immunologische cascade plaatsvindt. Dit is het fysiologische mechanisme. Calcineurine is een enzym dat deze reactie bevordert. Het enzym treedt ergens in het midden van het proces op. Door dit enzym te inhiberen, kan men in het eind minder pro-inflammatoire cytokines krijgen. Dit is wat cyclosporine en tacrolimus doen.

Cyclosporine A (CsA) is een peptide dat verkregen is uit de schimmel Tolypocladium inflatum. Dit medicijn is een oud medicijn en werd al geïntroduceerd in 1983. Er zijn verscheidene formuleringen, namelijk op oliebasis (variabele absorptie) en micro-emulsie (geprefereerd).

Het is een lipofiele medicatie, maar dit is een nadeel want het is heel lastig om het te maken. Doordat dit medicijn lipofiel is kan het goed door de celmembranen heen. Als een molecuul te lipofiel is kan het niet meer oplossen. Dit kan de opname van het medicijn juist heel erg belemmeren. Dit medicijn is ook een heel groot molecuul. De biobeschikbaarheid is maar 20-50%. Het is dus heel variabel en de opname kan dus door veel dingen beïnvloed worden. De halfwaardetijd is 6-16 uur. Dit is ook heel variabel kan kan verschillen van persoon tot persoon. Therapeutische drug monitoring (TDM) betekend dat je vaak de plasmaconcentratie van het medicijn in de patiënt moet meten. Dat is bij dit medicijn heel belangrijk omdat de halfwaardetijd en de biobeschikbaarheid zo verschillen van persoon tot persoon.

Als er een te hoge plasmaconcentratie wordt gemeten verlaag je de dosis en andersom. Dit medicijn kan enkele bijwerkingen hebben, zoals:

• Renale insufficiëntie. Dit is een vaak voorkomende bijwerking en het is een groot probleem voor patiënten die een niertransplantatie hebben ondergaan.

• (Hypokalemie/hypomagnesemie/hyperuricemie/neurotoxiciteit/gingival hyperplasie/hirsutisme [haargroei op het gezicht].)

Tacrolimus is het meest gebruikte immuunsuppressieve medicijn. Dit medicijn heeft hetzelfde mechanisme als cyclosporin. Het wordt verkregen uit een schimmel. Ook dit medicijn kan bijwerkingen hebben, waarvan de belangrijkst renale insufficiëntie is. Tacrolimus heeft interactie met andere medicijnen. Ook wordt hier regelmatig de plasmaconcentratie van het bloed gemeten. Degradatie van tacrolimus heeft te maken met bepaalde enzymen. Het wordt gedegradeerd door CYP450.

Inhibitoren van cytokine gen expressie

Bij een infectie worden het aangeboren en het adaptieve immuunsysteem getriggerd. Er is dan leukocyten activatie en endotheliale activatie. Hierdoor ontstaan er cytokines en inflammatoire mediatoren, die leiden tot een inflammatie. De corticosteroïden zijn een heel belangrijk medicijn, want deze kunnen op heel veel verschillende stappen binnen dit inflammatie proces ingrijpen. In de cel werkt het zo: glucocorticoïde receptoren zijn kernreceptoren. Deze receptoren liggen in het cytosol van heel veel cellen. Aan de zijkanten van de receptor zitten Heat Shock proteins (HSP). Dit is in de inactieve staat. Als het cortisol (één van de liganden van de receptor) in de cel gaat en bindt aan de receptor laten de HSP los en gaan naar de nucleus en daar kan het twee dingen doen: direct binden aan het DNA of binden aan een transcriptiefactor. Dit leidt tot de inhibitie van de transcriptie van cytokines, zoals IL-1, IL-2, TNF-α en IF-γ. Het zorgt voor een toename van de transcriptie van anti-ontstekingscomponenten en voor een afname van de transcriptie van deze componenten.

Glucocorticoïden zijn hele krachtige immunosuppressors. Ze worden dan ook heel veel gebruikt. Corticosteroïden hebben effect op bijna elk pathway van de immuun functie. Als we nu teruggaan naar de acute Graft vs Host Disease (aGVHD). De therapie hiervan gaat via een hoge dosis glucocorticosteroïden. Ongeveer 50% van de patiënten reageert op deze therapie en er is dus een hoog percentage dat niet reageert. De reden hiervoor is onbekend. Als er geen reactie is, dan is dit een negatieve prognostische factor.

Glucocorticoïden hebben verschillende bijwerkingen:

• Cushing’s ziekte is een extreme bijwerking, die optreedt bij een hele lange inname.

  • Buffalo gezicht

• Diabetes mellitus – ook bij lange inname

• Osteoporose

• Myopathie

Er zijn heel erg veel bijwerkingen die allemaal te maken hebben met heel verschillende mechanismes.

HC-36: Pharmacology: Immune Suppression – 2 (01/10/2014)

We gaan nu kijken naar prednisolon, wat heel erg lijkt op prednison. Prednison wordt geconverteerd in prednisolon, dus prednison is een pro-medicatie. Het heeft een 4-5 keer hogere potentie op de glucocorticoïden receptor dan cortisol, dus het werkt al bij een lagere concentratie. Prednisolon heeft een affiniteit voor de glucocorticoïden receptor, maar ook voor de mineralocorticoïden receptor. Cortisone wordt in de lever omgezet in cortisol. Dexamethason heeft alleen affiniteit voor de glucocorticoïden receptor. Bij veel ziektes, zoals eczeem, wordt er een glucocorticosteroïd gebruikt.

Prednisolon is een niet-specifieke anti-inflammatoire medicatie, die de meerdere stappen in de immuun activatie onderbreekt. Verder is het hoog effectief voor de preventie van afstoting, maar er zijn wel veel nadelige effecten op de lange termijn. Als er te weinig steroïden zijn, dan kan de ziekte van Addison ontstaan. Dit kan gebeuren, wanneer iemand heel veel steroïden inneemt. Het lichaam zal dan zelf minder steroïden aan gaan maken. Wanneer de medicatie dan abrupt wordt gestopt, zal er een tekort aan steroïden en glucocorticoïden. Als deze medicijnen dus worden voorgeschreven, dan moet men bij het stoppen van de medicatie goed letten op dat het steeds een beetje wordt verminderd, zodat het lichaam er aan kan wennen. Bij de ziekte van Addison heeft men last van misselijkheid, braken, hoofdpijn, koorts etc.

Cytotoxische medicatie

Azathioprine en MMF (mycophenolate) zijn anti-metabolieten. Deze medicatie worden ingebouwd of proberen te worden ingebouwd in het DNA, waar ze bepaalde enzymen remmen, zodat er minder DNA-/RNA-synthese is. Azathioprine wordt omgezet in 6-MP, wat opgenomen wordt in de cel. In de cel is het TIMP. De T-cel wordt dan niet geactiveerd en zal niet gaan prolifereren, waardoor er dus geen B-cellen geactiveerd worden.

Azathioprine is een pro-medicatie, die gehydrolyseerd wordt in 6-mercaptopurine (6-MP), wat de actieve vorm is. Het is een oud anti-proliferatief middel. Bijwerkingen zijn beenmerg onderdrukking en maligniteiten. Dit zijn tamelijk ernstige bijwerkingen.

Mycophenolate Motefil (MMF) is een pro-medicatie, die gehydrolyseerd wordt in mycophenolisch zuur, de actieve vorm. Het is een recenter middel en wordt geprefereerd boven Azathioprine. De bijwerkingen zijn:

• Op de tractus gastro-intestinalis: misselijkheid (nausea), gastritis en diarree

• Leukopenie en trombocytopenie. Dit zijn dosis gerelateerde bijwerkingen.

Proliferatie signaal inhibitoren (MTOR inhibitoren)

Het laatste mechanisme is van everolimus/(sirolimus). Dit medicijn werkt in de T-cel.

Het werkt hetzelfde als tacrolimus, maar het heeft een ander doel, namelijk de MTOR receptor. Deze receptor wordt dan geïnhibeerd. Uiteindelijk zullen er dan minder T-cellen zijn. Het medicijn everolimus is analoog aan sirolimus. Het komt overeen aan Sirolimus. Het zorgt voor een goedkeuring van een nier transplantatie. Dit medicijn kan meerdere bijwerkingen hebben, zoals:

• Orale zweren

• Dyslipidemie

• Beenmerg suppressie

• Het potentieert Cl nefrotoxiciteit, wanneer het gegeven wordt met andere medicatie.

Het immunosuppressieve regime

Als men begint met het toedienen van immunosuppressieve medicatie, dan kan men alleen tacrolimus gebruiken. Aangezien de toxiciteit meestal te hoog is, wordt tacrolimus in lage dosis gebruikt en wordt het gecombineerd met MMF. Soms worden er zelfs nog andere medicijnen gebruikt, zoals inter-leukine 2 antagonisten etc. Er wordt dus niet gestart met één medicatie, maar met soms wel vier medicaties op hetzelfde moment. Het standaard regime bestaat dus uit meerdere medicaties.

Als men tacrolimus wil toedienen, moet men erover nadenken dat er een langzame uptitratie is. Dit wil zeggen dat men niet kan starten met een hoge dosis, omdat er ook farmacokinetische problemen zijn. Dit betekent dat iemand het medicijn ook heel snel kan excreteren of kan metaboliseren.

Als men mycophenolate wil toedienen, moet men aan meerdere dingen denken, zoals:

• Het kan worden ingenomen met het eten;

• Er kunnen symptomen in het maag-darmkanaal ontstaan;

• Als het niet getolereerd wordt, kan men altijd nog naar Azathioprine wisselen.

PD-05: Auto-Immune Disease (01/10/2014)

Meneer was altijd gezond maar kreeg ineens klachten. Hij ging van zijn werk naar huis en voelde zich ineens heel warm worden. Toen hij thuis kwam had hij een verhoogde temperatuur van 38 graden. De dagen erna had hij ook koorts. Dit was in 1998. Hij had verder geen klachten. Als hij naar bed toe ging en hij stond de volgende ochtend op dan was het over. Hij had er alleen maar last van in de avond dus hij kon nog alle dingen doen die hij wilde doen. Na 2 weken besloot hij om naar de huisarts te gaan. De huisarts heeft bloed laten prikken en de bezinking bleek hoog te zijn. Toen werd hij doorverwezen naar de internist en die heeft heel veel onderzoeken gedaan en toen werd er besloten om meneer op te nemen. Hier moest hij 3 maanden blijven.

De differentiaal diagnose is op dit nu: ontstekingsziekte, auto-immuun ziekte, maligniteit.

Na een tijdje kreeg hij ook last van bloedneuzen en korsten in de neus. In het ziekenhuis kreeg hij ook trombose en longontstekingen. In het ziekenhuis zijn biopsies genomen om infectie ziekte en auto-immuunziekte op te sporen.

Het kan een vasculitis veroorzaakt door een infectie zijn of NK-geassocieerde vasculitis. NK-geassocieerde vasculitis is het meest waarschijnlijk bij problemen met de neus. Ook lupus is een optie. Je kunt de ANCA in het bloed meten. Dit komt overal voor maar vooral in de nieren.

Uit de nier-test in het ziekenhuis bleek dat zijn nieren flink waren aangetast en er werd bloed gevonden in zijn urine. Uit het biopt bleek dat meneer een ANCA-vasculitis had. Toen ze wisten wat het was kreeg hij medicatie zoals prednison en mocht hij weer naar huis.

Na een paar weken werd die heel geel en had donkere urine. Hij werd weer opgenomen in het ziekenhuis en hij bleek 2 cystes te hebben in de alvleesklier en daardoor kon het gal niet worden afgevoerd. Er zijn 2 drains geplaatst om het gal af te voeren. Ook had hij last van blaren als bijwerkingen van de medicatie. Toen mocht die na een maand weer naar huis.

Hij was in deze hele periode meer dan 30 kilo afgevallen. Hij is nog een jaar thuis geweest en daarna was hij weer begonnen met werken. Ging heel lang goed totdat hij last kreeg van zijn gewrichten. Ook heeft hij een kleine TIA gehad. De renale functie van meneer ging in de jaren steeds verder achteruit. Hij moest naar de predialysepolie.

Zijn nieren zijn er helemaal mee gestopt. De vrouw van meneer heeft aangeboden om een nier af te staan. Voordat het orgaan werd getransplanteerd moet hij nog 5 dagen aan de dialyse. Dit was een zware periode want hij was vaak heel erg moe en mocht weinig drinken. Na de transplantatie ging het heel goed met meneer maar met zijn vrouw ging het een stuk minder goed. Hij was na een paar maanden volledig hersteld maar zijn vrouw heeft een jaar nodig gehad om te herstellen.

Meneer moet nu nog een stuk of 13 medicijnen gebruiken. Het gaat goed met hem en zijn vrouw.

Aanvullende collegeaantekeningen

HC Introduction to transplantation (06-10-2014)

Bij de ontwikkeling van transplantatie, waren er drie processen belangrijk, namelijk:

· Het breken van de code van weefsel types;

· Het brengen van de weefsel types naar de kliniek;

· De transplantatie en globalisatie van de medicijnen.

In de vijftiger jaren werd het HLA herkend. Men ontdekte dat alleen bloedtransfusie leuko agglutininen (antistoffen) kon induceren en non-hemolytische transfusie reacties kon veroorzaken. Ook zwangerschap kan leuko agglutininen induceren. Men dacht hiervoor dat leuko agglutininen auto-immuun waren en dat ze geïnduceerd werden door medicatie. Op dat moment was het zo dat 1 op de 10 mensen die bloedtransfusie kreeg, een non-hemolytische reactie had.

HLA is heel erg complex, want er zijn ongeveer 25 miljoen fenotypes. Hierbij kunnen twee vragen gesteld worden, namelijk: heeft deze complexiteit een survival voordeel?

En: Wat is het mechanisme waarbij de frequentere fenotypes niet nog frequenter voorkomen en de zeldzame fenotypes niet verdwijnen? Als de proportie HLA groepen die koppels delen zou stijgen, dan zou de seksuele response van vrouwen op hun partners dalen.

HC Transplantation immunology (06-10-2014)

HLA matching is heel belangrijk bij transplantatie en het heeft een voordelig effect op de transplantaat uitkomst. Allo-immuniteit is een immuunreactie tegen vreemde antigenen (allo-antigenen) van leden van dezelfde soort. De allo-immuunreactie is complex en omvat de humorale en de cellulaire immuunreactie. T-cellen kunnen vreemde HLA moleculen herkennen door directe en indirecte alloherkenning. Alloreactieve T-geheugen cellen zijn aanwezig in individuen, die eerder zijn blootgesteld aan vreemde HLA antigenen: heterologe immuniteit.

Transplantatie kan leiden tot afstoting van het transplantaat. Deze afstoting wordt voornamelijk veroorzaakt door een immuunreactie tegen lichaamsvreemd HLA. Vroeger definieerde men HLA als bloedgroepen die geuit worden op leukocyten (=Humane Leukocyten Antigenen). Nu weet men dat HLA zich niet alleen op de leukocyten bevindt. Verder weten we nu dat er twee klassen zijn: HLA I en HLA II. HLA I is aanwezig op bijna alle lichaamscellen met nucleus en HLA II is alleen aanwezig in antigeen presenterende cellen. Het HLA is meer polymorfisch dan de rode bloed groepen. Bij het ABO systeem zijn er 4 mogelijke combinaties en bij het HLA systeem zijn er miljoenen combinaties. Verder zijn er bij het ABO systeem natuurlijke antilichamen, terwijl de HLA antilichamen geïnduceerd worden door zwangerschap, transfusie of transplantatie. Het doel is om een donor te vinden die een HLA match heeft met de ontvanger.

Op de arm van chromosoom 6 ligt het polymorfisme van het HLA systeem opgeslagen. HLA is heel gecompliceerd. Normaal worden de HLA genen in een ‘blok’ doorgegeven. Dit betekent dat een kind een set HLA moleculen van de moeder erft en een set HLA moleculen van de vader. De erfelijkheid is co-dominant, dus de moederlijke en vaderlijke HLA antigenen worden allebei geuit op de cellen. Het haplotype is een set van HLA genen op een chromosoom.

De kans dat er in de familie (of in het gezin) een HLA match wordt gevonden, is 25%. De beste donor is iemands broer of zus, want die is misschien een HLA match. De kans op het vinden van een HLA match die geen familie is, is heel erg laag. De enige manier waarop men een optimale donor kan vinden, is door internationale samenwerking. Bij nier transplantaties werken verschillende Europese landen samen en alle mensen staan op één wachtlijst. Bij hematopoïetische stamcel transplantatie werken wereldwijd meer dan 21 miljoen vrijwillige donors mee. Deze 21 miljoen mensen zijn nog steeds niet genoeg om voor iedereen een optimale donor te vinden. HLA matching verbetert de overleving van het transplantaat. Mensen die een transplantatie hebben ondergaan, krijgen heel veel medicatie (immuunsupressor) om het immuunsysteem te onderdrukken, maar deze medicatie is nog steeds niet voldoende om een immuunreactie tegen het lichaamsvreemde HLA te voorkomen.

Men zegt ook: we kijken niet meer naar de HLA match, maar we geven de ontvanger heel veel medicatie, om de immuunreactie compleet te laten verdwijnen. Het nadeel is dan dat de ontvanger ook veel vatbaarder is voor allerlei infectieziektes.

De functie van HLA is het presenteren van peptides aan T-cellen. HLA I presenteert peptides die worden geproduceerd in de cellen en HLA II presenteert peptides vanuit de omgeving. De CD4 positieve T-cellen binden aan een HLA II en CD8 positieve T-cellen binden aan een HLA I. De T-cel herkent de combinatie van een vreemd peptide met een eigen HLA molecuul.

Bij de allo-immuunreactie op vreemd HLA zijn dezelfde cellen betrokken als bij de normale reactie. De CD4 positieve T-cellen gaan heel veel cytokines produceren. Hierdoor worden de B-cellen aangetrokken, waardoor de cel uiteindelijk wordt verwoest.

Als een patiënt HLA antilichamen heeft tegen het donor HLA, dan zal het donororgaan binnen uren worden verwoest. In 24 van de 30 mensen met donor specifieke antilichamen was er hyperacute afstoting. De introductie van een serologische kruismatch en exclusie van donors tegenover welke de patiënt antilichamen heeft gevormd, zal hyperacute afstoting voorkomen. Als er een negatieve kruismatch is, dan kan de transplantatie gedaan worden. Als er een positieve kruismatch is, kan er geen transplantatie gedaan worden.

Ook na de transplantatie kunnen er nog antilichamen gemaakt worden tegen de HLA mismatches van de donor. Dit kan leiden tot een chronische afstoting van het transplantaat en tot acute humorale afstoting. Patiënten die HLA antilichamen ontwikkelen na transplantatie, hebben een hogere incidentie op transplantaat verlies. Dus ook na de transplantatie is het heel belangrijk om te letten op eventuele afstoting en antilichaam productie.

Hoe meer HLA mitmatches, hoe hoger de kans dat een patiënt donor specifieke HLA antilichamen aanmaakt. Heel veel patiënten hebben in hun leven een tweede transplantatie nodig, doordat ze deze donor specifieke HLA antilichamen aanmaakten.

CD8 positieve T-cellen monitoren of de HLA moleculen van hun eigen klasse zijn of niet. Er zijn twee manieren waarop deze cellen kunnen reageren op het getransplanteerde orgaan. Als de donor ander HLA I heeft dan de ontvanger, dan zal de T-cel de vreemde klasse I herkennen. Maar ook als de donor hetzelfde HLA I molecuul heeft, dan zal de T-cel toch de gedeelde HLA I herkennen. Dit laatste HLA I molecuul laat een allopeptide zien aan de T-cel. Dit allopeptide is verkregen vanuit mismatch HLA moleculen of van andere polymorfische proteïnes. In de gedeelde klasse I molecuul kunnen dus wel vreemde proteïnes te vinden zijn, en daar reageert de T-cel dan op. Beide mechanismes leiden tot de verwoesting van allogene cellen. Er is dus altijd immuunsuppressieve medicatie nodig voor de ontvanger. Bij afstoting zijn er heel veel cytotoxische T-cellen aanwezig. Dit laat zien dat niet alleen antilichamen, maar ook cytotoxische T-cellen belangrijk zijn bij afstoting. Bij beenmerg transplantatie zijn de CD8 positieve cytotoxische T-cellen de belangrijkste cellen bij de afstoting. De CD4 positieve T-cellen zijn belangrijk bij het effector mechanisme. Er is een verschillend effect van HLA klasse I en II bij een nier transplantatie. Als we kijken naar HLA I, dan zien we een sterk HLA match effect. Dit effect is aanwezig op de korte termijn, maar ook op de lange termijn. Hoe meer mismatches er zijn, hoe hoger de kans is dat men een probleem krijgt. Als we nu kijken naar HLA II, dan zien we dat er in de eerste vier maanden een sterk HLA match effect is. Hier is echter géén effect na deze vier maanden. Het maakt dus niet uit hoeveel mismatches er zijn, want de overleving is hetzelfde. De reden hiervan is te zoeken in het verschil tussen HLA I en HLA II. HLA II is alleen te vinden op antigeen presenterende cellen (dendritische cellen, monocyten).

Er zijn veel verschillende CD4 positieve T-cellen. De Th1 cellen kunnen cytotoxische T-cellen helpen. De Th2 cellen kunnen B-cellen helpen. De Th17 cellen kunnen IL-17 produceren. Treg zijn de regulatoire T-cellen. Er zijn dus heel veel CD4 positieve cellen aanwezig in de immuunreactie.

T-cellen zijn heel belangrijk bij virale infecties, maar dus ook bij de transplantaties. Dit zijn gewoon dezelfde T-cellen. Er zijn geen twee verschillende immuunsystemen voor deze verschillende processen. Het immuunsysteem moet gewoon de virale delen herkennen en de lichaamsvreemde stoffen herkennen. Als er een T-cel is die een viraal peptide herkent in een eigen HLA molecuul, dan kan dezelfde T-cel kruis reageren met een vreemd HLA. T-cel reactiviteit op vreemd HLA is dus gebaseerd op kruisreactiviteit van T-cellen die de peptides herkennen in eigen HLA.

Bij het Epstein-Barr Virus reageert een CD8 positieve T-cel met een EBV geïnfecteerde cel, maar ook met een HLA-B44. De virus geïnduceerde T-cellen kunnen een rol spelen bij het mechanisme bij transplantatie. De inductie van transplantatie tolerantie correleert met de graad waarop er blootstelling is aan virussen. Virale infecties interfereren met de tolerantie inductie in muizen. Het T-cel allorepertoire wordt beïnvloed door virale infectie (heterologe immuniteit).

HC Islet cell transplantation (06-10-2014)

Type 1 diabetes komt vooral voor bij jonge mensen en er is insuline nodig om te overleven. Er is een auto-immuun reactie tegen β-cellen die leidt tot de verwoesting van de β-cellen. Type 2 diabetes komt bijvoorbeeld voor bij mensen met obesitas. Hierbij zijn er metabole defecten die leiden tot verslechteringen in β-cellen. Bij diabetes is er een verlaagde levensduur. 80% van alle diabeten overlijdt uiteindelijk aan een cardiovasculaire ziekte. Verder zijn er veel microvasculaire complicaties, zoals retinopathie, nefropathie en neuropathie. Veel patiënten ontwikkelen geen ernstige complicaties, maar doordat er heel veel patiënten zijn komen alle complicaties veel voor.

De pancreas is gelegen tussen de maag en de ruggengraat. 99% van dit orgaan produceert verterende enzymen en slechts 1% produceert insuline. De insuline productie vindt plaats in de eilandjes van Langerhans. Een eilandje van Langerhans is ongeveer 0,1 mm in diameter. Een eilandje van Langerhans kan gevoelig zijn voor insuline of glucagon. Ongeveer 60% produceert insuline en 40% glucagon. 1 eilandje van Langerhans bevat ongeveer 2000 insuline producerende cellen. Als er een stijging is van de glucose concentratie, dan zal er insuline secretie zijn door de β-cel. Bij type 1 diabetes is er auto-immuun verwoesting van de β-cellen, waardoor de glucosespiegel hoog blijft.

Bij diabetes moet men het bloedglucose gehalte goed in de gaten houden, door self-monitoring en door het zelf inspuiten van insuline. Normaal gesproken past de β-cel constant de secretie van insuline aan, aan de omgeving. Dit kan niet bereikt worden door de self-monitoring, waardoor de fysiologische situatie niet perfect nagebootst kan worden.

Patiënten zonder β-cellen kunnen geholpen worden door de transplantatie van de gehele pancreas. Dit gebeurt alleen bij patiënten die naast diabetes, nier falen hebben. Er wordt dan een pancreas transplantatie gedaan in combinatie met een nier. Dit gebeurt ongeveer 20-25 keer per jaar. Beide organen worden laag in het abdomen geplaatst, de nier aan de linkerkant en de pancreas aan de rechterkant. Er wordt ook een stukje duodenum getransplanteerd en dit wordt vastgemaakt aan de pancreas, zodat de pancreas sappen daarin kunnen gaan. Het stukje duodenum wordt ook vastgemaakt aan de blaas, waardoor men de pancreas sappen kwijtraakt. Een pancreas transplantatie is een hoog risico operatie. Verder zijn er complicaties die zijn gerelateerd aan exocrien weefsel, er is mortaliteit en er zijn immunosuppressieve medicijnen nodig.

In feite heeft de patiënt alleen maar de β-cellen nodig en niet een hele pancreas. Men gebruikt nu een pancreas om daar de β-cellen uit te halen en deze geeft men dan later aan de patiënt. De lever is de beste plaats om de eilandjes in te transplanteren. Een katheter wordt in de vena porta aangebracht en daarin worden de eilandjes getransplanteerd. De eilandjes komen dan in de kleine ruimtes van de lever terecht en daar blijven ze steken. Er kunnen complicaties zijn, zoals een bloeding bij de lever of een partiële trombose in de vena porta, de risico's op het ontstaan van deze complicaties is echter heel klein (ongeveer 1%).

Bij gezonde mensen wordt er elke zes minuten insuline afgegeven en dit is de ene keer meer dan de andere keer, afhankelijk van de glucose concentratie in het bloed. Na het transplanteren van de eilandjes geven ze eerst niet synchroon insuline af. Na een tijdje gaat dit wel allemaal tegelijk. De eilandjes van Langerhans passen zich dus aan elkaar aan.

Door middel van de eiland transplantaties wordt type 1 diabetes in feite veranderd in type 2 diabetes. Waarom zijn er nu meerdere eiland transplantaties nodig? De β-cellen worden ineens blootgesteld aan allerlei cellen, waardoor heel veel van deze cellen vernietigd worden. Dit is er de reden voor dat er meerdere eiland transplantaties gedaan moeten worden. Na vijf jaar is 40% van de patiënten die een eiland transplantatie hebben gehad, nog onafhankelijk van insuline.

Er is een verlagende functie in eiland transplantatie:

* Verlaagde vascularisatie

* Alloreactiviteit

* Terugkerende autoreactiviteit

* Immuunsuppressieve medicatie

* Steroïden: insuline resistentie

* Tacrolimus: β-cel dysfunctie

* Sirolimus: betrokkenheid van innesteling

* Steatosis (vetophoping van de lever)

HC Transplantation and infection risk (06-10-2014)

Tijdlijn van transplantatie:

De tijd voor de transplantatie is de pre-transplantatie. Het ligt eraan wat voor transplantatie er is, of het immuunsysteem al gereed is of niet. De tijd na de transplantatie wordt post-transplantatie genoemd. Als er geen immuun suppressie gegeven wordt, zal er afstoting zijn in deze post-transplantatie. Als het immuunsysteem van de donor goed ingroeit, dan hoeven er geen immuunsuppresieve middelen gegeven te worden.

Er kunnen heel veel indicaties zijn voor een transplantatie en bij al deze indicaties is er in de pre-transplantatie verschil in immuunsuppressie. Een patiënt met een normaal immuunsysteem krijgt een transplantatie, zoals een patiënt met hartfalen of acuut lever falen. Als er in deze situatie niet getransplanteerd wordt, dan zal de patiënt overlijden. Er kan ook patiënt zijn met Diabetes Mellitus, die een nier nodig heeft. Hierbij is de barrière functie verminderd, net als de hoeveelheid granulocyten. Bij een patiënt met M. Kahler is er een probleem met de granulocyten, T-cellen en de immunoglobulines. Het is dus mogelijk om al een probleem met de immunoglobulines te hebben voordat iemand de transplantatie ondergaat. Men kan ook een transplantatie ondergaan terwijl men geen goed werkende milt heeft, zoals bij hemoglobinopathie.

Wat maakt het uit of iemand een hematopoïetische stamcel transplantatie of orgaan transplantatie ondergaat? Bij een hematopoïetische stamcel transplantatie moet er eerst iets voorbereid worden, want het oude immuunsysteem moet uitgeroeid worden. Men krijgt eerst chemotherapie, via een katheter. Er zullen weken zijn waarin er barrière problemen zijn en dan zijn er ook geen granulocyten en T-cellen. Als de katheter wordt weggehaald, dan zal de functie van deze delen weer gezond worden. Het eerste jaar is er nog wel een risico op het krijgen van een infectie, want de stamcellen die men krijgt, zijn nog naïeve immuuncellen. Ze moeten eerst nog actief worden.

Patiënten hebben na een transplantatie altijd immuunsuppressieve medicatie nodig. Deze patiënten zullen dus nooit een normale gastheer worden, want ze houden altijd een beschadigd immuunsysteem. Na een transplantatie, kan er een infectie ontstaan of het immuunsysteem van de donor gaat reageren op de cellen van de ontvanger. Dit is Graft vs. Host disease, het nieuwe immuunsysteem kan de organen van de ontvanger gaan beschadigen. Bij Host vs. Graft disease gaat het immuunsysteem van de ontvanger reageren op het transplantaat, wat leidt tot afstoting. Hierbij is heel intensieve anti-afstotingsmedicatie nodig, want men wil het orgaan niet verliezen. Andere complicaties die kunnen ontstaan zijn infecties door een drain en wondinfecties.

Bij een deficiëntie van het complement systeem zijn er voornamelijk (extracellulaire) bacteriële infecties. Bij te weinig granulocyten, dan kan er een infectie zijn met de Aspergillus fumigatus.

Bij een defect van de barrière functie, dan zullen er infecties zijn met koloniserende bacteriën en gisten. Bij een defect van de T-cellen zullen de intracellulaire micro-organismen een infectie veroorzaken. Bij een defect van het cellulaire gedeelte van het aangeboren immuunsysteem, dan zullen extracellulaire bacteriën en schimmels/gisteren infecties gaan veroorzaken.

Bij een defect van de immunoglobulines gaat het om infecties met gecapsuleerde bacteriën. Dit is ook zo bij een defect van de milt.

Als er een geschikte kandidaat is voor transplantaties, dan moet men proberen te voorkomen dat deze patiënt latente ziektes meeneemt. Iemand kan een latente infectie hebben met de Mycobacterium tuberculosis en dit kan onderzocht en ontdekt worden. Men moet dus screenen op latente infecties die kunnen reactiveren. Rondom de transplantatie, wordt gelet op hygiëne, asepsis, antibiotica profylaxe en het verwijderen van drains en katheters.

Na de transplantatie gaat men zorgen voor preventie. Primaire preventie is dat iemand wordt ingeënt tegen een ziekte, zonder dat er sprake is van een infectie. Bij secundaire preventie is er screening op bepaalde ziektes, zodat er een vroege ontdekking en behandeling mogelijk is. Bij tertiaire preventie is er een diagnose op het moment dat er al een ziekte is en hierbij wordt dan geprobeerd om de consequenties zo klein mogelijk te laten zijn.

Bepaalde infecties worden geassocieerd met transplantaties. Hiertoe horen de herpes virussen, Toxoplasma gondii en Aspergillus fumigatus.

Een patiënt met koorts, lymfadenitis en lymfocytosis kan een infectie hebben met CMV, EBV of met Toxoplasma gondii. EBV heeft een primo-infectie en een reactivatie. Bij EBV zijn de B-cellen geïnfecteerd en de T-cellen proberen dan het virus te laten verdwijnen; een post-transplantatie lymfoproliferatieve disorder kan ontstaan. Dit kan gebeuren bij alle transplantaties, maar vooral bij stamcel transplantatie. Het komt vaker voor bij jonge mensen dan bij oude mensen. Bij deze aandoening zijn ook de organen betrokken.

CMV heeft ook een primo-infectie, waarbij er sprake is van koorts, lymfadenitis, lymfocytose, pancytopenie, hepatitis, pneumonitis en colitis. Er kan een reactivatie zijn en dit gebeurt voornamelijk bij een beenmerg transplantatie.

Toxoplasmose gondii is in een normale gastheer latent aanwezig als iemand er al eerder mee geïnfecteerd is. De primo-infecti bestaat uit koorts, lymfadenitis, lymfocytose, orgaan betrokkenheid, pneumonie, hepatitis, myocarditis, CNS en uveitis. Bij reactivatie zit de infectie niet overal, maar meestal alleen maar in het brein. Dit geeft cerebrale abcessen.