Операционные параметры и клиническая ЗНАЧИМОСТЬ применяющихся в России тест-систем для определения антител к цитоплазматическим антигенам островковых клеток

Аннотация

Антитела к цитоплазматическим антигенам островковых клеток (Islet Cell Antibodies, ICA) – один из основных серологических маркеров сахарного диабета 1 типа (СД1) – заболевания, обусловленного аутоиммунной деструкцией β-клеток в островках поджелудочной железы. В России применяется несколько тест-систем (ТС) для определения ICA. Операционные параметры этих ТС различаются и, следовательно, различается их клиническая значимость.
Цель – установить операционные параметры четырёх ТС для определения ICA, применяемых в России: Medizym ICAscreen, ICA-iif-hp, ImmuGlo AntiIslet Cell Antibody и Isletest-ICA ELISA.
Материал и методы. Для оценки диагностической чувствительности (ДЧ), диагностической специфичности (ДС) и других операционных параметров ТС протестировали ICA в 1314 сыворотках пациентов с впервые выявленным СД1 и в 447 сыворотках здоровых лиц. Операционные параметры ТС оценивали по таблицам сопряженности признаков и по характеристическим кривым (Receiver Operating Characteristic curves).
Результаты. ДЧ и ДС Medizym ICAscreen, ICA-iif-hp, ImmuGlo AntiIslet Cell Antibody и Isletest-ICA ELISA составили, соответственно, 87 и 100%; 92,6 и 98,9%; 81,5 и 75,9% и 6,1 и 87,8%.
Заключение. Поскольку ТС Medizym ICAscreen и ICA-iif-hp обладают высокими ДЧ и ДС, их можно использовать как для скрининга и ранней диагностики, так и для подтверждающей и дифференциальной диагностики СД1. ТС ImmuGlo AntiIslet Cell Antibody имеет высокую ДЧ, но невысокую ДС, поэтому её целесообразно использовать преимущественно для подтверждающей диагностики СД1. ТС Isletest-ICA ELISA имеет очень низкую ДЧ и невысокую ДС, и её не рекомендуется использовать в клинической практике.

Annotation

Islet cell antibodies (ICA) is one of the main serological markers of type 1 diabetes (T1D), the disease caused by autoimmune destruction of pancreatic β-cells. Several ICA assays are currently being used in Russia. As these assays differ in performance characteristics, they have different clinical values.
Purpose. To estimate performance characteristics of the four ICA assays used in Russia: Medizym ICAscreen, ICA-iif-hp, ImmuGlo AntiIslet Cell Antibody Kit, and Isletest-ICA ELISA.
Material and methods. Diagnostic sensitivity (DSe) and specificity (DSp), and other measures of assay performance were assessed by testing ICA in sera samples of 1314 patients with new-onset T1D and 447 subjects without the disease. Performance measures were calculated with contingency tables for qualitative data and with receiver operator curves for quantitative data.
Results. DSe and DSp of Medizym ICAscreen, ICA-iif-hp, ImmuGlo AntiIslet Cell Antibody Kit, and Isletest-ICA ELISA assays were 87 and 100%; 92.5 and 98.2%; 81.5 and 75.9%, and 6.1 and 87.8%, respectively.
Conclusion. Medizym ICAscreen and ICA-iif-hp assays exhibit high DSe and DSp and may be used for T1D screening and early diagnostics as well as for T1D confirmation and differential diagnosis between the T1D and other types of diabetes. The ImmuGlo AntiIslet Cell Antibody Kit has high DSe but low DSp and hence may be used preferentially for T1D confirmation. The Isletest-ICA ELISA has very low DSe and may not be recommended for clinical practice.
Key words: diabetes mellitus; type 1 diabetes mellitus; diagnostic test; islet cell antibody; assay; indirect fluorescent; Еlisa; validity and reliability

Об авторах

Список литературы

ЛИТЕРАТУРА
Bottazzo G.F., Florin-Christensen A., Doniach D. Islet-cell antibodies in diabetes mellitus with autoimmune polyendocrine deficiencies. Lancet. 1974; 7892(2):1279–83. DOI: 10.1016/S0140-6736(74)90140-8.
Никонова Т.В., Дедов И.И., Алексеев Л.П., Болдырева М.Н., Смирнова О.М., Дубинкин И.В. Прогнозирование СД 1 типа в группах высокого риска. Сахарный диабет. 2000; 3(2):2-6. DOI: 10.14341/2072-0351-5877.
Вартанян Н.Л., Соминина А.А., Зарубаев В.В., Стройкова А.С., Острецова И.Н., Киселев О.И. Определение аутоантител к антигенам поджелудочной железы у больных сахарным диабетом типа 1 и детей из групп риска. Проблемы эндокринологии. 2000; 46(3):3-7. DOI: 10.14341/probl11845.
Яновская Э.Ю., Одуд Е.А., Попенко В.И., Жулева Л.Ю., Тимофеев А.В. Оценка риска сахарного диабета типа 1 у детей с пограничной гипергликемией натощак путем определения аутоантител к островковым клеткам. Проблемы эндокринологии. 2005; 51(1):125-7. DOI: 10.14341/probl200551125-27.
Gleichmann H., Bottazzo G.F. Progress toward standardization of cytoplasmic islet cell-antibody assay. Diabetes. 1987; 36(5):578-84. DOI: 10.2337/diab.36.5.578.
Andersson C., Kolmodin M., Ivarsson S.-A., Carlsson A., Forsander G., Lindblad B. et al. Islet cell antibodies (ICA) identify autoimmunity in children with new onset diabetes mellitus negative for other islet cell antibodies. Pediatr. Diabetes. 2013; 15(5):336-44. DOI: 10.1111/pedi.12093.
Savvateeva E.N., Yukina M.Yu., Nuralieva N.F., Filippova M.A., Gryadunov D.A., Troshina E.A. Multiplex autoantibody detection in patients with autoimmune polyglandular syndromes. Int. J. Mol. Sci. 2021; 22(11):5502. DOI: 10.3390/ijms22115502.
Zecevic-Pasic L., Tihic-Kapidzic S., Hasanbegovic S., Begovic E., Gojak R., Dzananovich N. Presence of type 1 Diabetes-Related autoantibodies in pediatric population in Bosnia and Herzegovina. Mater. Sociomed. 2023; 35(3):190-5.  DOI: 10.5455/msm.2023.35.190-195.
Pollanen P., Lempainen J., Laine A.-P., Toppari J., Veijola R., Ilonen J. et al. Characteristics of slow progression to type 1 diabetes in children with increased HLA-conferred disease risk. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2019; 104(11):5585-94. DOI: 10.1210/jc.2019-01069.
Philip M., Achenbach P., Addala A., Albanese-O’Neill A., Battelino T., Bell K.J. et al. Consensus guidance for monitoring individuals with islet autoantibody-positive pre-stage 3 type 1 diabetes. Diabetologia. 2024; 67(9):1731-59. DOI: 10.1007/s00125-024-06205-5.
Дедов И.И., Шестакова М.В., Майоров А.Ю., Мокрышева Н.Г., Андреева Е.Н., Безлепкина О.Б. и др. Алгоритмы специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом. И.И. Дедов, М.В. Шестакова, А.Ю. Майоров, ред.. 11-й выпуск. Сахарный диабет. 2023; 26(2S):1-157. DOI: 10.14341/DM13042.
Тимофеев А.В., Горст К.А., Уваров В.Ю., Пронина Е.А., Витебская А.В., Попович А.В. и др. Диагностическая ценность применяющихся в России методов исследования антител к антигенам β-клеток. Классический иммунофлюоресцентный метод определения антител к островковым клеткам, радиоиммунный метод определения антител к глутаматдекарбоксилазе и иммуноферментные методы определения антител к тирозинфосфатазе и инсулину. Сахарный диабет. 2016; 19(4):331-40.  DOI: /10.14341/DM8032.
Тимофеев А.В., Колтунов И.Е., Петряйкина Е.Е., Рыбкина И.Г., Самсонова Л.Н., Тюльпаков А.Н и др. Дифференциально-диагностическая ценность комбинаций иммунофлюоресцентного теста на антитела к островковым клеткам, радиоиммунного теста на антитела к глутаматдекарбоксилазе и иммуноферментного теста на антитела к тирозинфосфатазе. Сахарный диабет. 2018; 21(2):74-83. DOI: 10.14341/DM9364.
Kohnert K.D., Besch W., Rjasanowski I. Discordant results in the assay of cytoplasmic islet cell autoantibodies with ELISA and immunohistochemical techniques. Eur. J. Clin. Chem. Clin. Biochem. 1995; 33(7):447-9. PubMed PMID: 7548454.
Baron E.J., Weber D.E., Weide L.G. Lack of agreement among two commercial enzyme-linked immunosorbent antibody assays and a conventional immunofluorescence-based method for detecting islet cell autoantibodies. Clin. Diagn. Lab. Immunol. 1996; 3(4):429-31. DOI: 10.1128/cdli.3.4.429-431.1996.
Никонова Т.В., Апанович П.В., Пекарева Е.В., Горелышева В.А., Степанова С.М.. Тишина Ю.В. и др. Иммуногенетические аспекты медленно прогрессирующего аутоимунного диабета у взрослых (LADA). Сахарный диабет. 2011;14(1):28-34.  DOI: 10.14341/2072-0351-6247.
Горбатенко Е.В., Кошмелева М.В., Олейник О.А., Филиппова Т.А., Самойлова Ю.Г. Доклинический сахарный диабет 1 типа: случай из практики. Лечащий врач. 2019; 9:38-9. DOI: 10.26295/OS.2019.48.84.007.
Корнева К.Г., Стронгин Л.Г., Колбасина Е.В., Будылина М.В., Макеева Н.В., Загайнов В.Е. Диагностические возможности островковых аутоантител у детей с впервые выявленным сахарным диабетом 1-го типа и здоровых сибсов. Современные технологии в медицине. 2020;12(6):29–35. DOI: 10.17691/stm2020.12.6.04.
Романенкова Е.М., Еремина И.А., Титович Е.В., Сечко Е.А., Никанкина В.А., Петеркова В.А. и др. Уровень С-пептида и распространенность панкреатических аутоантител у детей с сахарным диабетом 1 типа при разной длительности заболевания. Сахарный диабет. 2022; 25(2):155-65. DOI: 10.14341/DM12843.
Дедов И.И., Шестакова М.В., Викулова О.К., Железнякова А.В., Исаков М.А., Сазонова Д.В. и др. Сахарный диабет в Российской Федерации: динамика эпидемиологических показателей по данным Федерального регистра сахарного диабета за период 2010 – 2022 гг. Сахарный диабет. 2023; 26(2):104-23.  DOI: 10.14341/DM13035.
Corbacioglu S.K., Gokhan A. Receiver operating characteristic curve analysis in diagnostic accuracy studies: A guide to interpreting the area under the curve value. Turk. J. Emerg. Med. 2023; 23(4):195-8. DOI: 10.4103/tjem.tjem_182_23.
Fleiss J.L., Levin B., Paik M.C. Statistical Methods for Rates and Proportions, 3rd ed. Wiley-Interscience; 2003. ISBN 0-471-52629-0. Available at: https://www.wiley.com/en-in/Statistical+Methods+for+Rates+and+Proportions%2C+3rd+Edition-p-9780471526292.
Machin D., Campbell M.J., Tan S.B., Tan S.H. Sample Size Tables for Clinical Studies, 3rd ed. Wiley-Blackwell 2009. ISBN: 978-1-4051-4650-0. DOI: 10.1002/9781444300710. Available at: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/9781444300710.
Verge C.F., Stenger D., Bonifacio E., Colman P.G., Pilcher S., Bingley P. et al. Combined use of autoantibodies (IA-2 autoantibody, GAD autoantibody, insulin autoantibody, cytoplasmic islet cell antibodies) in type 1 diabetes: Combinatorial Islet Autoantibody Workshop. Diabetes. 1998; 47(12):1857-66. DOI: 10.2337/diabetes.47.12.1857.
Bingley P.J., Bonifacio E., Mueller P.W. Diabetes Antibody Standardization Program: first assay proficiency evaluation. Diabetes. 2003; 52(5):1128-36. DOI: 10.2337/diabetes.52.5.1128.
Митрейкин В.Ф., Луговая А.В. Диагностическое значение определения аутоантител к островкам поджелудочной железы у лиц с высоким риском развития сахарного диабета 1 типа. Colloquium-Journal. 2019; 25(1):26-7. Available at: https://colloquium-journal.org/zhurnal/solloquium-journal-1-25-2019.
Lohmann T., Kellner K., Verlohren H.J., Krug J., Steindorf J., Scherbaum W.A. et al. Titre and combination of ICA and autoantibodies to glutamic acid decarboxylase discriminate two clinically distinct types of latent autoimmune diabetes in adults (LADA). Diabetologia. 2001; 44(8):1005-10. DOI: 10.1007/s001250100602.
Lernmark A., Hagglof B., Freedman Z., Irvine J., Ludwigsson J., Holmgren G. A prospective analysis of antibodies reacting with pancreatic islet cells in insulin-dependent diabetic children. Diabetologia. 1981; 20(4):471-4. DOI: 10.1007/BF00253410.
Ross C., Ward Z.J., Gomber A., Owais M., Yeh J.M., Reddy C-L. et al. The Prevalence of Islet Autoantibodies in Children and Adolescents With Type 1 Diabetes Mellitus: A Global Scoping Review. Front. Endocrinol. (Lausanne). 2022; 13:815703. DOI: 10.3389/fendo.2022.815703.

REFERENCES
Bottazzo G.F., Florin-Christensen A., Doniach D. Islet-cell antibodies in diabetes mellitus with autoimmune polyendocrine deficiencies. Lancet. 1974; 7892(2):1279–83. DOI: 10.1016/S0140-6736(74)90140-8.
Nikonova T.V., Dedov I.I., Alekseev L.P. Boldyreva M.N., Smirnova O.M., Dubinkin I.V. Prognozirovanie SD 1 tipa v gruppakh vysokogo riska. Sakharnyi diabet. 2000; 3(2):2-6. DOI: 10.14341/2072-0351-5877. (in Russian)
Vartanyan N.L., Sominina A.A., Zarubaev V.V., Stroikova A.S., Ostretsova I.N., Kiselev O.I. Determination of autoantibodies to pancreatic antigens in patients with type 1 diabetes mellitus and children from risk groups. Problemy endokrinologii. 2000; 46(3):3-7. DOI: /10.14341/probl11845/. (in Russian)
Yanovskaya E.Y., Odud E.A., Popenko V.I. Zhuleva L.Y., Timofeev A.V. Assessment of the risk of type 1 diabetes mellitus in children with borderline fasting hyperglycemia by determining islet-cell autoantibodies. Problemy endokrinologii. 2005; 51(1):125-7. DOI: 10.14341/probl200551125-27. (in Russian)
Gleichmann H., Bottazzo G.F. Progress toward standardization of cytoplasmic islet cell-antibody assay. Diabetes. 1987; 36(5):578-84. DOI: 10.2337/diab.36.5.578.
Andersson C., Kolmodin M., Ivarsson S.-A. Carlsson A., Forsander G., Lindblad B. et al. Islet cell antibodies (ICA) identify autoimmunity in children with new onset diabetes mellitus negative for other islet cell antibodies. Pediatr. Diabetes. 2013; 15(5):336-44. DOI: 10.1111/pedi.12093.
Savvateeva E.N., Yukina M.Yu., Nuralieva N.F., Filippova M.A., Gryadunov D.A., Troshina E.A. et al. Multiplex autoantibody detection in patients with autoimmune polyglandular syndromes. Int. J. Mol. Sci. 2021; 22(11):5502. DOI: 10.3390/ijms22115502.
Zecevic-Pasic L., Tihic-Kapidzic S., Hasanbegovic S., Begovic E., Gojak R., Dzananovich N. Presence of type 1 diabetes-related autoantibodies in pediatric population in Bosnia and Herzegovina. Mater. Sociomed. 2023; 35(3):190-5.  DOI: 10.5455/msm.2023.35.190-195.
Pollanen P., Lempainen J., Laine A.-P., Toppari J., Veijola R., Ilonen J. et al. Characteristics of slow progression to type 1 diabetes in children with increased HLA-conferred disease risk. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2019; 104(11):5585-94. DOI: 10.1210/jc.2019-01069.
Philip M., Achenbach P., Addala A., Albanese-O’Neill A., Battelino T., Bell K.J. et al. Consensus guidance for monitoring individuals with islet autoantibody-positive pre-stage 3 type 1 diabetes. Diabetologia. 2024; 67(9):1731-59. DOI: 10.1007/s00125-024-06205-5.
Dedov I.I., Shestakova M.V., Mayorov A.Yu., Mokrysheva N.G., Andreeva E.N., Bezlepkina O.B. et al. Standards of specialized diabetes care. Dedov I.I., Shestakova M.V., Mayorov A.Yu., eds. 11th ed. Sakharnyi diabet. 2023; 26(2S):1-157.  DOI: 10.14341/DM13042. (in Russian).
Timofeev A.V., Gorst K.A., Uvarov V.Yu., Pronina E.A., Vitebskaya A.V., Popovich A.V. et al. Diagnostic value of islet autoantibody assays practised in Russia. 1. Classic immunofluorescence islet cell antibody assay, immunoradiometric glutamic acid decarboxylase antibody assay, and ELISA tyrosine phosphatase antibody and insulin antibody assays. Sakharnyi diabet. 2016; 19(4):331-40.  DOI: 10.14341/DM8032. (in Russian)
Timofeev A.V., Koltunov I.E., Petriaikina E.E., Rybkina I.G., Samsonova L.N., Tiulpakov A.N. et al. Differential diagnostic utilities of combined testing for islet cell antibody, glutamic acid decarboxylase antibody, and tyrosine phosphatase antibody. Sakharnyi diabet. 2018; 21(2):74-83.  DOI: 10.14341/DM9364. (in Russian)
Kohnert K.D., Besch W., Rjasanowski I. Discordant results in the assay of cytoplasmic islet cell autoantibodies with ELISA and immunohistochemical techniques. Eur. J. Clin. Chem. Clin. Biochem. 1995; 33(7):447-9. PubMed PMID: 7548454.
Baron E.J., Weber D.E., Weide L.G. Lack of agreement among two commercial enzyme-linked immunosorbent antibody assays and a conventional immunofluorescence-based method for detecting islet cell autoantibodies. Clin. Diagn. Lab. Immunol. 1996; 3(4):429-31. DOI: 10.1128/cdli.3.4.429-431.1996.
Nikonova T.V., Apanovich P.V., Pekareva E.V. Gorelysheva V.A., Stepanova S.M., Tishina Yu.V. et al. Immunogenetic characteristics of LADA. Sakharnyi diabet. 2011; 14(1):28-34. (in Russian)
Gorbatenko E.V., Koshmeleva M.V., Oleynik O.A., Filippova T.A., Samoilova Yu.G. Preclinical type 1 diabetes: a case report. Lechaschiy Vrach. 2019; 9:38-9. DOI: 26295/OS.2019.48.84.007. (in Russian)
Korneva K.G., Strongin L.G., Kolbasina E.V., Budylina M.V., Makeeva N.V., Zagainov V.E. Diagnostic capabilities of islet autoantibodies in children with new-onset type 1 diabetes mellitus and healthy siblings. Sovremennye tekhnologii v meditsine. 2020; 12(6):29–35. DOI: 10.17691/stm2020.12.6.04. (in Russian)
Romanenkova E.M., Eremina I.A., Titovich E.V., Sechko E.A., Nikankina V.A., Peterkova V.A. et al. C-peptide levels and the prevalence of islets autoantibodies in children with type 1 diabetes mellitus with different duration of the disease. Sakharnyi diabet. 2022; 25(2):155-65. DOI: 10.14341/DM12843. (in Russian)
Dedov I.I., Shestakova M.V., Vikulova O.K., Zheleznyakova A.V., Isakov M.A., Sazonova D.V. et al. Diabetes mellitus in the Russian Federation: dynamics of epidemiological indicators according to the Federal Register of diabetes mellitus for the period 2010–2022. Sakharnyi diabet. 2023; 26(2):104-23.  DOI: 10.14341/DM13035. (in Russian)
Corbacioglu S.K., Gokhan A. Receiver operating characteristic curve analysis in diagnostic accuracy studies: A guide to interpreting the area under the curve value. Turk. J. Emerg. Med. 2023; 23(4):195-8.  DOI: 10.4103/tjem.tjem_182_23.
Fleiss J.L., Levin B., Paik M.C. Statistical methods for rates and proportions, 3rd ed. Wiley-Interscience; 2003. ISBN 0-471-52629-0. Available at: https://www.wiley.com/en-in/Statistical+Methods+for+Rates+and+Proportions%2C+3rd+Edition-p-9780471526292.
Machin D., Campbell M.J., Tan S.B., Tan S.H. Sample size tables for clinical studies. 3rd ed. Wiley-Blackwell; 2009. ISBN: 978-1-4051-4650-0. DOI: 10.1002/9781444300710. Available at: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/9781444300710.
Verge C.F., Stenger D., Bonifacio E., Colman P.G., Pilcher S., Bingley P. et al. Combined use of autoantibodies (IA-2 autoantibody, GAD autoantibody, insulin autoantibody, cytoplasmic islet cell antibodies) in type 1 diabetes: Combinatorial Islet Autoantibody Workshop. Diabetes. 1998; 47(12):1857-66. DOI: 10.2337/diabetes.47.12.1857.
Bingley P.J., Bonifacio E., Mueller P.W. Diabetes Antibody Standardization Program: first assay proficiency evaluation. Diabetes. 2003; 52(5):1128-36. DOI: 10.2337/diabetes.52.5.1128.
Mitreikin V.Ph., Lugovaya A. The diagnostic value of the islet cell autoantibodies determination in patients with high risk of type 1 diabetes mellitus. Colloquium-Journal. 2019; 25(1):26-7. Available at: https://colloquium-journal.org/zhurnal/solloquium-journal-1-25-2019. (in Russian)
Lohmann T., Kellner K., Verlohren H.J., Krug J., Steindorf J., Scherbaum W.A. et al. Titre and combination of ICA and autoantibodies to glutamic acid decarboxylase discriminate two clinically distinct types of latent autoimmune diabetes in adults (LADA). Diabetologia. 2001; 44(8):1005-10. DOI: 10.1007/s001250100602.
Lernmark A., Hagglof B., Freedman Z., Irvine J., Ludwigsson J., Holmgren G. A prospective analysis of antibodies reacting with pancreatic islet cells in insulin-dependent diabetic children. Diabetologia. 1981; 20(4):471-4.  DOI: 10.1007/BF00253410.
Ross C., Ward Z.J., Gomber A., Owais M., Yeh J.M., Reddy C-L. et al. The prevalence of islet autoantibodies in children and adolescents with type 1 diabetes mellitus: a global scoping review. Front. Endocrinol. (Lausanne). 2022; 13:815703.  DOI: 10.3389/fendo.2022.815703.

Ключевые слова