[The role of HLA-B27 in the pathogenesis and diagnosis of axial spondyloarthritis : 50 years after discovery of the strong genetic association]

Z Rheumatol. 2024 Mar;83(2):125-133. doi: 10.1007/s00393-023-01460-0. Epub 2023 Dec 19.
[Article in German]

Abstract

Background: The association of the human lymphocyte antigen B27 (HLA-B27) with ankylosing spondylitis (AS), also now called axial spondylarthritis (axSpA), was first described 50 years ago.

Objective: This article gives an overview of the available knowledge on the topic.

Material and methods: This is a narrative review based on the experience of the authors.

Results: The HLA-B27 is a member of the HLA class I family of genes of the major histocompatibility complex (MHC). The prevalence of HLA-B27 in the central European population is approximately 8 %, i.e., the vast majority of carriers of HLA-B27+ remain healthy. The frequency of HLA-B27 shows a decline from north to south. The HLA-B27 explains only 30 % of the genetic burden of axSpA. The prevalence of the disease correlates with the frequency of HLA-B27 in the population, i.e., there are geographic differences. Approximately 60-90 % of patients with axSpA worldwide are HLA-B27+. Some 200 subtypes of HLA-B27 can be differentiated using the polymerase chain reaction (PCR). In Thailand and Sardinia two subtypes were found that are not associated with axSpA. The physiological function of HLA class I molecules is the defence of the organism against microbes. Microbial peptides are presented to the immune system, which can be specifically attacked by CD8+ T‑cells. Genetic polymorphisms of the enzyme endoplasmic reticulum aminopeptidase 1 (ERAP1), which breaks down peptides in the endoplasmic reticulum, are associated only with HLA-B27+ diseases.

Discussion: The pathogenesis of axSpA is unclear but a major hypothesis is that of the arthritogenic peptides. In this it is assumed that potentially pathogenic foreign or autologous peptides can be presented by HLA-B27. If nothing else, HLA-B27 plays an important role in the diagnosis, classification and determination of the severity of axSpA.

Zusammenfassung: HINTERGRUND: Die Assoziation des humanen Lymphozytenantigens B27 (HLA-B27) mit der ankylosierenden Spondylitis (AS), heute axiale Spondyloarthritis (axSpA), ist zuerst vor 50 Jahren beschrieben worden.

Ziel der arbeit: Ziel ist es, einen Überblick über die dazu vorliegenden Erkenntnisse zu geben.

Material und methoden: Es erfolgt ein narratives Review auf Basis der Erfahrung der Autoren.

Ergebnisse: HLA-B27 ist ein Mitglied der HLA-Klasse-I-Familie von Genen des Haupthistokompatibilitätskomplexes (MHC). Die Prävalenz von HLA-B27 in der mitteleuropäischen Bevölkerung liegt bei etwa 8 %, d. h. die überwiegende Mehrheit von HLA-B27+-Merkmalsträgern bleibt gesund. Die Häufigkeit von HLA-B27 weist ein Nord-Süd-Gefälle auf. HLA-B27 erklärt weniger als 30 % der genetischen Last der axSpA. Die Prävalenz der Erkrankung korreliert mit der Häufigkeit von HLA-B27 in der Bevölkerung, d. h. es gibt geografische Unterschiede. Etwa 60–90 % der axSpA-Patienten weltweit sind HLA-B27+. Durch Polymerasekettenreaktion (PCR) können ca. 200 Subtypen von HLA-B27 differenziert werden. In Thailand bzw. auf Sardinien wurden 2 Subtypen gefunden, die nicht mit axSpA assoziiert sind. Die physiologische Funktion von HLA-Klasse-I-Molekülen besteht darin, den Organismus gegen Mikroben zu verteidigen. Dabei werden dem Immunsystem mikrobiale Peptide präsentiert, die von CD8+-T-Zellen gezielt angegriffen werden können. Genpolymorphismen des Enzyms Aminopeptidase 1 (ERAP1), welches im endoplasmatischen Retikulum Peptide zurechtschneidet, sind nur mit HLA-B27+-Erkrankungen assoziiert.

Diskussion: Die Pathogenese der axSpA ist unklar, eine bedeutende Hypothese ist die des arthritogenen Peptids. Dabei geht man davon aus, dass potenziell pathogene Fremd- oder Selbstpeptide durch HLA-B27 präsentiert werden können. Nicht zuletzt spielt HLA-B27 auch eine wichtige Rolle bei Diagnosestellung, Klassifikation und Bestimmung des Schweregrads einer axSpA.

Keywords: Ankylosing Spondylarthritis; Arthritogenic Peptide; Classification; ERAP1; Genetic association.

Publication types

  • Review
  • English Abstract

MeSH terms

  • Aminopeptidases / genetics
  • HLA-B27 Antigen / genetics
  • Humans
  • Minor Histocompatibility Antigens
  • Peptides / genetics
  • Polymorphism, Genetic
  • Spondylarthritis* / diagnosis
  • Spondylarthritis* / genetics
  • Spondylitis, Ankylosing* / diagnosis
  • Spondylitis, Ankylosing* / genetics

Substances

  • HLA-B27 Antigen
  • Peptides
  • ERAP1 protein, human
  • Aminopeptidases
  • Minor Histocompatibility Antigens