background image

1

 

 

Third stage 

Medicine 

Lec-5

 

د

.

زين

 

العابدين

 

1/1/2014

 

 

Autoimmune Diseases 

“Autoimmunity and Immunity-Mediated Disorders” 

 

Autoimmunity  

Autoimmunity is the failure of self-tolerance; and is a specific immunological reaction 
against self-structures (i.e., the immune system mistakenly attacks and destroys healthy 
body tissue “Horror Autotoxicus”). 

 

Tolerance 

Tolerance is the state of specific immunological unresponsiveness, i.e., the absence of 
specific immune response to a particular antigen in a fully immunocompetent person. 
Tolerance is a mechanism which the immune system can learn. 

 

Mechanisms of tolerance  

Tolerance is divided into: 

         1.  Central 

         2. Peripheral  

Tolerized cells  are: 

         1. T-cells  

         2.  B-cells 

         3. Phagocytic cells: 

 

A. Central tolerance 

Clones of B- and T-cells reactive to self-antigens are deleted in the bone marrow and the 
thymus respectively by a process called negative selection which explain the basis of the 
previously called “ Clonal Deletion theory”. 

 

 


background image

2

 

 

B. Peripheral tolerance 

There are different mechanisms to deal with escaped self-reactive B- and T- cells after 
leaving the bone marrow and thymus in order to control their response by: 

1. Excessive cross-linking of B-cells receptors for antigens (clonal anergy/ignorance). 

2. Inadequate co-stimulatory signals, e.g., CD28-CD80 (clonal anergy/ignorance) 

3. Role of T-reg cells and their cytokines (TGF-beta, IL10) 

4. Idiotype-Anti-idiotype network (immune network theory) 

 

 

C. Phagocytic Cells Tolerance 

Antigens or immune complexes (blocking factors) which cannot be cleared up (persist) from 
the body result in tolerance. 

  

Promotion or break of tolerance 

Antigens could be immunogenic or tolerogenic, depending on different factors such as dose 
and route of administration. 

Immunogenic antigens lead to the stimulation and proliferation of lymphocytes (refer to 
the lecture of Antigens/Immunogens). 

Tolerogenic antigens lead to apoptosis or a state of anergy of lymphocyte response. There 
are different mechanisms that contribute in promotion of tolerance by: 

1. High doses of antigens leading to excessive cross-linking of B-cell antigen receptors. 

2. Failure of clearance of the antigen or immune complexes by the RES (persistence of 
antigens/phagocytic cells tolerance) 


background image

3

 

 

3. Low levels of co-stimulatory signals 

4. Intravenous or oral administration of the antigens. 

5. Sequestered antigens, e.g., sperms extravasations, lens 

6. Molecular mimicry (cross-reactivity), e.g., rheumatic fever carditis due to molecular 
mimicry between group A beta-haemolytic streptococcal epitopes and cardiac myosin 
epitopes. 

7. Infective agents may provide excessive T-cell stimulation, tissue destruction and 
antigenic modification (e.g., bacterial antigens may act as adjuvants, or tissue cross-
reactivity (e.g., reactive arthritis to gonococcal infection, or enteropathic arthritis to certain 
bacterial infection as Campylobactor, Salmonella). This includes modified antigens by 
viruses, chemicals, or drugs. 

     

 

8. Superantigens that activate numerous T-cell clones.  

9. Age and gender, e.g. female preponderance to SLE with DR4, and male preponderance to 
ankylosing spondylitis "AS" (B27) 

10. Life style (smoking in Goodpasture's syndrome) and stress 

11. Complement deficiencies (C1q, C2, and C3) are associated with SLE-like autoimmune 
diseases due to inhibition of clearance of immune complexes and apoptotic cell bodies. 

 

Classification of autoimmune diseases  

I. Organ-specific autoimmune diseases 

-  Insulin-dependent DM (type-I) 
-  Rheumatoid arthritis            


background image

4

 

 

-  Grave's disease      
-  Goodpasture's syndrome 
-  Myasthenia gravis 
-  Multiple sclerosis 
-  Pernicious anaemia 
-  Autoimmune haemolytic anaemia 
-  Sjogren’s syndrome 
-  Dermatomyositis 

 II. Systemic autoimmune diseases 

-  SLE 
-  Systemic sclerosis 
-  Mixed connective tissue disease 

 

Aetiology of Autoimmune Diseases  

I.  Release of sequestrated antigens: Certain tissues, e.g., eye lens, sperms, CNS are 
immunologically at “privileged sites” (inaccessible to the immune system). 

II. Infectious microbes may produce peptide antigens that are similar to and cross react 
with, self antigens, this is called “molecular mimicry” or “Idiotype Cross-Reaction”  

Example one:  Antibodies formed against M protein of Streptococcus pyogenes cross react 
with cardiac myosin leading to rheumatic fever.  

Example two: Rubella and diabetes type I 

Example three: Certain bacterial infections (Campylobacter, Salmonella, Shigella, N. 
gonorrhoeae) and reactive arthritis. 

III. Alteration of self antigens or appearance of new antigens under the effect of chemicals, 
viral infections or drugs such as anaesthetic agent halothane in causing hepatic necrosis by 
autoantibodies and activated T-cells 

IV. Decrease in suppressor functions of T cells (which play a role in maintenance of 
tolerance) or defects in immune regulatory mechanisms. 

V. T-Cell Bypass - A normal immune system requires the activation of B-cells by T-cells 
before the former can produce antibodies in large quantities. 

VI. Genetic predisposition  

1. There is a familial incidence of autoimmune diseases. Certain diseases run in families, 
e.g., SLE, RA 

2. There is a concordance rate of susceptibility to development of diseases; example in 
type-I DM 30%-50% concordance in monozygotic twins. 


background image

5

 

 

3. Most of autoimmune diseases appear to be associated with certain HLA antigens/ genes; 
each with relative risk (see Table 1). 

4. Females are more prone to develop autoimmune diseases than males with the exception 
for ankylosing spondylitis (for unclear reasons). 

 

Mechanisms of Tissue Damage in Autoimmune Diseases 

1. Cytotoxic reactions (type II) as occurs in autoimmune haemolytic anaemias, Hashimoto’s 
thyroiditis, and Grave’s disease 

2. Immune complex deposition (type III) in blood vessel walls, skin, joints, glomeruli, or 
generalized, e.g., SLE and rheumatoid arthritis. 

3. DHS (type IV) by T cells as in ulcerative colitis, coeliac disease, Gillian-Bare syndrome 
(occurs with influenza virus and Campylobacter infection). 

 

Symptoms of autoimmune diseases  

Symptoms of an autoimmune disease vary based on the disease and location of the 
abnormal immune response. Symptoms that often occur with autoimmune diseases include 
fatigue, malaise, and fever. Symptoms of autoimmune disorders can come and go. When 
symptoms get worse, it is called a flare-up. Most autoimmune diseases are 

chronic

but many 

can be controlled with treatment. 

 

Laboratory Diagnosis of Autoimmune Diseases 

1.  Autoantibodies – see the Table 

2. Total immunoglobulin concentration may be increased 


background image

6

 

 

3. Cryoglobulins are antibodies directed against other immunoglobulins that form immune 
complexes which precipitate in cold.   

- Type I: Monoclonal IgM paraprotein with no particular specificity, e.g. lymphoproliferative 
diseases especially Waldonstrom’ macroglobulinaemia; normal complement level 

- Type II: Monoclonal IgM agains IgG constant region, e.g. hepatitis C or B; decreased C4 

- Type II: Polyclonal IgM or IgG against IgG constant region, e.g. hepatitis C or B, SLE, RA; 
decreased C4 

4. Complement levels may be decreased in particular C3 and C4. 

Low serum level in active SLE, low in synovial fluid in active RA. 

5. Immune complexes may be detected in serum. Biopsy from   

organs may also show immune complex deposition or lymphocyte infiltration. Tissue 
immune complexes and their pattern of staining is usually detected by 
immunofluorescence staining, e.g., SLE glomerulonephritis, or RA (lumpy-bumpy pattern on 
glomerular basement membrane). 

6. HLA typing- See Table 1. 

7. General laboratory tests such as CBC, ESR, and CRP… 

   

 


background image

7

 

 

Management of autoimmune diseases  

The right treatment of autoimmune disease depends on several factors including the type 
of disease, how severe it is, and any accompanying symptoms. The goals of treatment are 
to relieve symptoms, preserve organ function, and target disease mechanisms. Multi-
discplinary specialists in this field of treatment include rheumatologists (e.g., arthritis, 
scleroderma, SLE), endocrinologists (diabetes, thyroid diseases), and neurologists (MS, MG), 
haematologist (pernicious or haemolytic anaemias ), gastroenterologist (Coeliac disease), 
dermatologist (pemphigus/pemphigoid) 

1. Anti-inflammatory drugs, e.g., NSAIDs (e.g., diclofenac “voltaren”, ibuprofen), 
corticosteroids, or hydroxychloroquine  

2. Immunosuppressive agents, e.g., azathioprine, cyclosporine, methotrexate, 
cyclophosphamide. Side effects of medications used to suppress the immune system can be 
severe, such as infections that can be hard to control. 

3. Biological agents- see lecture 3/General Medicine 

4. Plasmapheresis (plasma exchange therapy) to remove the offending immune complexes 
and antibodies may be conducted. 

5. Some patients may need supplements to replace a hormone or vitamin that the body is 
lacking. Examples include thyroid supplements, vitamins such as B12, or insulin injections. 

6. Surgery sometimes is required to correct or preserve functions. 

 

      

 

1. Clonal Anergy/Clonal Ignorance theory 

Occurs when: 

- T-cells recognize antigens without adequate levels of the “co-stimulatory signals” between 
B (APC) and T-cells as a second signal, e.g., CD28-CD80 (Remember that the first signal is 
between TCR –Ag and HLA combination).   

- B-cells with excessive cross linking of surface receptors by high doses (high zone tolerance) 

 


background image

8

 

 

2. Idiotype-Antiidiotype Network theory 

Disturbance of the balance on B cells between help and suppression  is mediated by CD4 
subpopulation. 

 

3. Molecular Mimicry  

Similarity between invading antigens and self antigens results in tolerance to the foreign 
(invading) antigen. 

 

4. T-reg cell (suppressor population) theory 

Block or reduction of inhibitory cytokine production by T-reg cells (e.g. IL-10, or TGF-beta) 
leading to uncontrolled B-cells antibody response. 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 8 أعضاء و 94 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل