Assessment of Risk for Type 1 Diabetes in Children of Affected Families and in the General Population : Role of Immunological and Metabolic Markers

Background and aims. Type 1 diabetes (T1D), an autoimmune disease in which the insulin producing beta cells are gradually destroyed, is preceded by a prodromal phase characterized by appearance of diabetes-associated autoantibodies in circulation. Both the timing of the appearance of autoantibodies and their quality have been used in the prediction of T1D among first-degree relatives of diabetic patients (FDRs). So far, no general strategies for identifying individuals at increased disease risk in the general population have been established, although the majority of new cases originate in this population. The current work aimed at assessing the predictive role of diabetes-associated immunologic and metabolic risk factors in the general population, and comparing these factors with data obtained from studies on FDRs. Subjects and methods. Study subjects in the current work were subcohorts of participants of the Childhood Diabetes in Finland Study (DiMe; n=755), the Cardiovascular Risk in Young Finns Study (LASERI; n=3475), and the Finnish Type 1 Diabetes Prediction and Prevention Study (DIPP) Study subjects (n=7410). These children were observed for signs of beta-cell autoimmunity and progression to T1D, and the results obtained were compared between the FDRs and the general population cohorts. --- Results and conclusions. By combining HLA and autoantibody screening, T1D risks similar to those reported for autoantibody-positive FDRs are observed in the pediatric general population. Progression rate to T1D is high in genetically susceptible children with persistent multipositivity. Measurement of IAA affinity failed in stratifying the risk assessment in young IAA-positive children with HLA-conferred disease susceptibility, among whom affinity of IAA did not increase during the prediabetic period. Young age at seroconversion, increased weight-for-height, decreased early insulin response, and increased IAA and IA-2A levels predict T1D in young children with genetic disease susceptibility and signs of advanced beta-cell autoimmunity. Since the incidence of T1D continues to increase, efforts aimed at preventing T1D are important, and reliable disease prediction is needed both for intervention trials and for effective and safe preventive therapies in the future. Our observations confirmed that combined HLA-based screening and regular autoantibody measurements reveal similar disease risks in pediatric general population as those seen in prediabetic FDRs, and that risk assessment can be stratified further by studying glucose metabolism of prediabetic subjects. As these screening efforts are feasible in practice, the knowledge now obtained can be exploited while designing intervention trials aimed at secondary prevention of T1D.

Tausta ja tavoitteet. Tyypin 1 (T1) diabetes on autoimmuunisairaus, jossa insuliinia tuottavat beetasolut vähitellen tuhoutuvat. Kliinistä tautia edeltää esidiabetes, jolle on tyypillistä diabeettisten vasta-aineiden ilmaantuminen verenkiertoon. Tautiriskiä on diabeetikkojen perheenjäsenillä arvioitu vasta-aineiden luonteen ja ilmaantumisajankohdan perusteella, mutta normaaliväestössä, josta suurin osa T1 diabetekseen sairastuvista ilmenee, näiden riski-indikaattorien luonnetta ei vielä tunneta. Tämän väitöskirjatyön tavoitteena oli tutkia diabetekseen liittyvien immunologisten ja aineenvaihdunnallisten tekijöiden ennusarvoa normaaliväestössä ja verrata saatuja arvoja diabeetikkojen perheenjäsenillä havaittuihin tuloksiin. Tutkittavat ja tutkimusmetodit. Tämän työn tutkittavat olivat Lasten diabetes Suomessa -tutkimuksen (DiMe; n=755), Lasten sepelvaltimotaudin riskitekijät -tutkimuksen (LASERI; n=3475) ja Tyypin 1 diabeteksen ennustamiseen ja ehkäisyyn tähtäävän tutkimuksen (DIPP; n=7410), osallistujia. Tutkittavia seurattiin diabetekseen liittyvien immunologisten ja aineenvaihduntaan liittyvien riskitekijöiden sekä T1 diabeteksen kehittymisen suhteen. Tulokset ja päätelmät. Yhdistämällä geneettisen, HLA-määrityksiin perustuvan, ja säännöllisen vasta-aineseurannan, normaalista lapsiväestöstä voidaan tunnistaa yksilöt, joilla on kohonnut riski sairastua T1 diabetekseen. Nämä riskiarviot ovat pitkälti samankaltaisia kuin diabeetikkojen perheenjäsenillä aiemmin julkaistut tulokset. Erityisen suuri sairastumisriski on pysyvästi useammalle kuin yhdelle vasta-aineelle positiivisilla yksilöillä sekä niillä, joilla on vasta-aineita insuliinia kohtaan. Nuori esidiabeteksen ilmaantumisikä, koholla oleva suhteellinen paino, vähentynyt varhainen insuliinieritys ja koholla olevat insuliini- ja saarekesoluvasta-aine 2 (IA-2A) -tasot ennustavat sairastumista lapsilla, joilla on perinnöllinen T1 diabetesalttius ja merkkejä esidiabeteksesta. Koska T1 diabetes yleistyy maailmanlaajuisesti, strategiat, joilla sairastumista voitaisiin ehkäistä, ovat tärkeitä. Luotettavat riskiarviot ovat edellytys ehkäisevien tutkimusten suunnittelemiseksi, ja koska tässä työssä kuvatut menetelmät sairastumisriskin arvioimiseksi ovat toteuttamiskelpoisia myös käytännössä, tämän työn tuloksena käytössämme on jatkossa mahdollisuudet luoda laajempia normaaliväestöä koskevia suunnitelmia T1 diabeteksen ennustamiseksi ja ehkäisemiseksi.