CN
Cynthia Nast
Author with expertise in Pathophysiology of Glomerular Diseases and Nephrotic Syndromes
Achievements
Cited Author
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
9
(78% Open Access)
Cited by:
4,320
h-index:
60
/
i10-index:
132
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

International standardization of criteria for the histologic diagnosis of renal allograft rejection: The Banff working classification of kidney transplant pathology

Kim Solez et al.Aug 1, 1993
A group of renal pathologists, nephrologists, and transplant surgeons met in Banff, Canada on August 2-4, 1991 to develop a schema for international standardization of nomenclature and criteria for the histologic diagnosis of renal allograft rejection. Development continued after the meeting and the schema was validated by the circulation of sets of slides for scoring by participant pathologists. In this schema intimal arteritis and tubulitis are the principal lesions indicative of acute rejection. Glomerular, interstitial, tubular, and vascular lesions of acute rejection and "chronic rejection" are defined and scored 0 to 3+, to produce an acute and/or chronic numerical coding for each biopsy. Arteriolar hyalinosis (an indication of cyclosporine toxicity) is also scored. Principal diagnostic categories, which can be used with or without the quantitative coding, are: (1) normal, (2) hyperacute rejection, (3) borderline changes, (4) acute rejection (grade I to III), (5) chronic allograft nephropathy ("chronic rejection") (grade I to III), and (6) other. The goal is to devise a schema in which a given biopsy grading would imply a prognosis for a therapeutic response or long-term function. While the clinical implications must be proven through further studies, the development of a standardized schema is a critical first step. This standardized classification should promote international uniformity in reporting of renal allograft pathology, facilitate the performance of multicenter trials of new therapies in renal transplantation, and ultimately lead to improvement in the management and care of renal transplant recipients.
0

Revision of the International Society of Nephrology/Renal Pathology Society classification for lupus nephritis: clarification of definitions, and modified National Institutes of Health activity and chronicity indices

Ingeborg Bajema et al.Feb 16, 2018
We present a consensus report pertaining to the improved clarity of definitions and classification of glomerular lesions in lupus nephritis that derived from a meeting of 18 members of an international nephropathology working group in Leiden, Netherlands, in 2016. Here we report detailed recommendations on issues for which we can propose adjustments based on existing evidence and current consensus opinion (phase 1). New definitions are provided for mesangial hypercellularity and for cellular, fibrocellular, and fibrous crescents. The term “endocapillary proliferation” is eliminated and the definition of endocapillary hypercellularity considered in some detail. We also eliminate the class IV-S and IV-G subdivisions of class IV lupus nephritis. The active and chronic designations for class III/IV lesions are replaced by a proposal for activity and chronicity indices that should be applied to all classes. In the activity index, we include fibrinoid necrosis as a specific descriptor. We also make recommendations on issues for which there are limited data at present and that can best be addressed in future studies (phase 2). We propose to proceed to these investigations, with clinicopathologic studies and tests of interobserver reproducibility to evaluate the applications of the proposed definitions and to classify lupus nephritis lesions. We present a consensus report pertaining to the improved clarity of definitions and classification of glomerular lesions in lupus nephritis that derived from a meeting of 18 members of an international nephropathology working group in Leiden, Netherlands, in 2016. Here we report detailed recommendations on issues for which we can propose adjustments based on existing evidence and current consensus opinion (phase 1). New definitions are provided for mesangial hypercellularity and for cellular, fibrocellular, and fibrous crescents. The term “endocapillary proliferation” is eliminated and the definition of endocapillary hypercellularity considered in some detail. We also eliminate the class IV-S and IV-G subdivisions of class IV lupus nephritis. The active and chronic designations for class III/IV lesions are replaced by a proposal for activity and chronicity indices that should be applied to all classes. In the activity index, we include fibrinoid necrosis as a specific descriptor. We also make recommendations on issues for which there are limited data at present and that can best be addressed in future studies (phase 2). We propose to proceed to these investigations, with clinicopathologic studies and tests of interobserver reproducibility to evaluate the applications of the proposed definitions and to classify lupus nephritis lesions. On May 9–11, 2016, a working group for lupus nephritis classification met at Leiden University Medical Center (Leiden, Netherlands) to reach a consensus on recently raised issues concerning problems with definitions of lupus nephritis lesions.1Wilhelmus S. Alpers C.E. Cook H.T. et al.The revisited classification of GN in SLE at 10 years: time to re-evaluate histopathologic lesions.J Am Soc Nephrol. 2015; 26: 2938-2946Crossref PubMed Scopus (42) Google Scholar Prior to the meeting, those attending received a questionnaire asking for anonymous suggestions for improving the definitions. The responses served as a starting point for making adjustments to the definitions of lupus nephritis lesions, a process that was further accomplished by group discussions and a multi-head microscopy session. The group decided that consensus had to be reached for any proposed changes and that recommendations should be divided into 2 types. Phase 1 recommendations are clarifying modifications for which we could propose adjustments based on existing published evidence and mutual agreement. Phase 2 recommendations will address issues that can best be validated or modified through an evidence-based process. These include more problematic lesion definitions and adjustments to the lupus nephritis classification. We now report on phase 1 recommendations, and provide a framework for phase 2 issues. Our immediate aim is to improve problematic definitions that form the basis of the lupus nephritis classification and thereby increase the interobserver agreement between nephropathologists worldwide who apply these definitions to classify lupus nephritis. Our eventual goal is to improve the lupus nephritis classification using an evidence-based approach, but refining the definitions for lesions is necessary because they form the essential elements for the classification. Here we describe a plan to proceed in the near future to gather data and, as indicated, modify the lupus nephritis classification. Many renal lesions encountered in lupus nephritis also are present in other renal diseases, providing a rationale for harmonizing definitions for lesions irrespective of the disease context. Depending on the setting—that is, evaluation of renal biopsies in a clinical setting or for research purposes—different guidelines may apply regarding biopsy requirements. In a clinical setting, it is necessary to obtain as much information as possible from the biopsy by evaluating all stains in all levels and sections and to apply a basic format of the kidney biopsy report. As a general rule, 10 seems to be the appropriate number of glomeruli for evaluation. By studying definitions of frequently occurring lesions as currently formulated (e.g., as in classification systems for IgA nephropathy2Cattran D.C. Coppo R. et al.Working Group of the International IgA Nephropathy Network and the Renal Pathology SocietyThe Oxford classification of IgA nephropathy: rationale, clinicopathological correlations, and classification.Kidney Int. 2009; 76: 534-545Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (896) Google Scholar, 3Roberts I.S. Cook H.T. et al.Working Group of the International IgA Nephropathy Network and the Renal Pathology SocietyThe Oxford classification of IgA nephropathy: pathology definitions, correlations, and reproducibility.Kidney Int. 2009; 76: 546-556Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (757) Google Scholar, 4Trimarchi H. Barratt J. Cattran D.C. et al.Oxford Classification of IgA nephropathy 2016: an update from the IgA Nephropathy Classification Working Group.Kidney Int. 2017; 91: 1014-1021Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (523) Google Scholar and anti-neutrophil cytoplasmic antibody [ANCA]–associated glomerulonephritis,5Berden A.E. Ferrario F. Hagen E.C. et al.Histopathologic classification of ANCA-associated glomerulonephritis.J Am Soc Nephrol. 2010; 21: 1628-1636Crossref PubMed Scopus (536) Google Scholar as well as definitions created by the Neptune,6Barisoni L. Troost J. Nast C. et al.Reproducibility of the NEPTUNE descriptor-based scoring system on whole slide images and histologic and ultrastructural digital images.Modern Pathol. 2016; 29: 671-684Crossref PubMed Scopus (41) Google Scholar CureGN7NIH/NIDDK Cure Glomerulonephropathy Network (CureGN). Provided by JC Jennette, CureGN Core Scoring Committee Chair.Google Scholar and Banff8Loupy A. Haas M. Solez K. et al.The Banff 2015 kidney meeting report: current challenges in rejection classification and prospects for adopting molecular pathology.Am J Transplant. 2017; 17: 28-41Crossref PubMed Scopus (454) Google Scholar workgroups), we strove for uniform definitions but recognized that certain thresholds may be different among diseases. For example, it remains to be determined (an evidence-based phase 2 issue) which thresholds—for instance for mesangial hypercellularity—have clinical and prognostic value in lupus nephritis, and whether these should be different from those for another disease such as IgA nephropathy. Below, we discuss our modifications of definitions by class. Glomerular, tubulointerstitial, and vascular lesions are discussed separately. At this stage, we mainly focus on lesions evaluable by light microscopy, although we take into account findings by immunofluorescence (IF) and electron microscopy (EM) if they are helpful in the decision-making process. An overview of the alterations to the International Society of Nephrology/Renal Pathology Society (ISN/RPS) lesion definitions and classification9Weening J.J. D’Agati V.D. Schwartz M.M. et al.The classification of glomerulonephritis in systemic lupus erythematosus revisited.J Am SocNephrol. 2004; 15: 241-250Crossref PubMed Scopus (1462) Google Scholar that we propose is found in Table 1 and Figure 1.Table 1Phase 1 recommendations for lupus nephritis classificationCategoryRecommendationComments on ISN/RPS guidelinesClass IIDefinition for mesangial hypercellularity adjusted: Four or more nuclei fully surrounded by matrix in the mesangial area not including the hilar region (A)Cuttoff for mesangial hypercellularity unclearClass III and IVThe term endocapillary proliferation is replaced by endocapillary hypercellularity (B)Definition for endocapillary proliferation unclear; the term proliferation was considered impreciseThe term crescent is used for a lesion consisting of extracapillary hypercellularity, composed of a variable mixture of cells. Fibrin and fibrous matrix may be present; 10% or more of the circumference of Bowman's capsule should be involved.Extracapillary proliferation involving > 25% of the circumference of Bowman's capsule was original cutoff. There were no definitions for fibrous or fibrocellular crescentsCellular crescent: more than 75% cells and fibrin and less than 25% fibrous matrix (C)Fibrous crescent: more than 75% fibrous matrix and less than 25% cells and fibrin (D)Fibrocellular crescent: 25%–75% cells and fibrin and the remainder fibrous matrix (E)Adhesion: an area of isolated continuity of extracellular matrix material between the tuft and capsule even when the underlying segment does not have overt sclerosis (F)There was no definition for an adhesionFibrinoid necrosis: fibrin associated with glomerular basement membrane disruption and/or lysis of the mesangial matrix; this lesion does not require the presence of karyorrhexisThere was no definition for fibrinoid necrosisElimination of segmental and global subdivions of class IVDefinitions for segmental and global were unclear; interobserver variability was large; clinical significance uncertainModification of the NIH lupus nephritis activity and chronicity scoring system (Table 2) to be used instead of the currently used A, C, and A/C parametersDesignation of activity/chronicity through A, C, and A/C considered too broad and nonspecific; preference for a semiquantitative approach to describe active and chronic lesionsTubulointerstitial lesionsIndicate whether interstitial inflammation occurs in presence or absence of interstitial fibrosisLack of cut-off values for reporting the severity of tubulointerstitial lesionsA–F refer to typical examples of glomerular lesions in Figure 1. Open table in a new tab A–F refer to typical examples of glomerular lesions in Figure 1. An important question was the threshold between class I and class II. We questioned whether the current cutoff for mesangial hypercellularity implies that hypercellularity in merely 1 mesangial area in 1 glomerulus in the entire biopsy would suffice. We agreed that mesangial hypercellularity in 1 area in 1 glomerulus seems rather low. The appropriate threshold will be investigated in phase 2. In the meantime, we propose increasing the threshold of mesangial hypercellularity from 3 cells or mesangial areas to 4 cells, not including the hilar region, in line with the Oxford classification of IgA nephropathy,2Cattran D.C. Coppo R. et al.Working Group of the International IgA Nephropathy Network and the Renal Pathology SocietyThe Oxford classification of IgA nephropathy: rationale, clinicopathological correlations, and classification.Kidney Int. 2009; 76: 534-545Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (896) Google Scholar, 3Roberts I.S. Cook H.T. et al.Working Group of the International IgA Nephropathy Network and the Renal Pathology SocietyThe Oxford classification of IgA nephropathy: pathology definitions, correlations, and reproducibility.Kidney Int. 2009; 76: 546-556Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (757) Google Scholar, 4Trimarchi H. Barratt J. Cattran D.C. et al.Oxford Classification of IgA nephropathy 2016: an update from the IgA Nephropathy Classification Working Group.Kidney Int. 2017; 91: 1014-1021Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (523) Google Scholar and specify that mesangial cell nuclei be fully surrounded by matrix. An evidence-based approach to define an appropriate threshold was determined to be necessary. Whether and to what extent mesangial matrix expansion should be incorporated in the definition along with this cell number cut-off level also needs to be investigated in an evidence-based approach. Of note, only peripheral mesangial areas should be assessed for cellularity, with central and perihilar areas excluded, as described for IgA nephropathy. Importantly, we discussed whether hypercellularity within the mesangial zone caused by monocytes and/or macrophages, lymphocytes, or neutrophils should be considered as mesangial hypercellularity or as endocapillary hypercellularity. This topic will be discussed in more detail below. A substantial amount of discussion centered on class III and IV lesions. We agreed, as previously noted, that the definitions of endocapillary “proliferation’’ are unclear and inconsistent,1Wilhelmus S. Alpers C.E. Cook H.T. et al.The revisited classification of GN in SLE at 10 years: time to re-evaluate histopathologic lesions.J Am Soc Nephrol. 2015; 26: 2938-2946Crossref PubMed Scopus (42) Google Scholar with issues raised about the types and numbers of cells involved in endocapillary lesions, the definition of lumen reduction, and the specific contribution of endothelial cells. The group decided that the term ‘’endocapillary proliferation’’ is a misnomer that should be abandoned and replaced by the term “endocapillary hypercellularity,” because most of the hypercellularity in glomerular capillaries in lupus nephritis is caused by influx of inflammatory cells rather than by actual cell proliferation. Phase 2 will address whether there should be, for instance, an overall glomerular inflammation score. Hypercellularity in lupus nephritis may be due to increase in cells in mesangial, endocapillary, and/or extracapillary locations. With regard to mesangial hypercellularity, it could be argued that this should be named mesangial hyperplasia in lesions purely consisting of an abundance of mesangial cells (Figure 2), representing lupus nephritis class II lesions. It is unknown whether the presence of inflammatory cells in the mesangium indicates a more active lesion; the cut-off values for mesangial hypercellularity and significance of mesangial inflammation remain to be determined in phase 2. Likewise, the cut-off levels for number of inflammatory cells, extent of capillary luminal narrowing and role of endothelial cell swelling need to be defined in phase 2. Figure 2 shows ultrastructural features of a single glomerular capillary affected by lupus glomerulonephritis. Inflammatory cells can be in the capillary lumen, beneath endothelial cells in capillary walls, and in the mesangial extracellular compartment. It has to be decided in phase 2 whether endocapillary hypercellularity should encompass all glomerular hypercellularity internal to the capillary wall glomerular basement membrane (GBM) and paramesangial GBM (excluding pure mesangial hyperplasia), or whether it should be restricted to an increase of cells within capillary lumens. Endothelial cell swelling alone was considered insufficient for a lesion to be regarded as representing endocapillary hypercellularity. If endothelial cell swelling is encountered in the absence of inflammatory cells, thrombotic microangiopathy (TMA) should be considered, taking into account the number and extent of swollen endothelial cells and whether this is accompanied by subendothelial expansion or thrombosis. Relevant thresholds for this situation should be defined more precisely in phase 2. Hypercellularity external to the GBM is extracapillary hypercellularity. We discussed the value of using the term “MPGN pattern” in relation to the modifications of definitions for lesions within class III and IV lupus nephritis. The group concluded that an MPGN pattern of injury is subsumed in class III and IV lupus nephritis as a form of endocapillary injury. We agreed with the ISN/RPS approach of considering subendothelial deposits that can be seen by light microscopy (i.e., wire loops) and hyaline masses within capillary lumens caused by immune complexes (i.e., hyaline thrombi) as lesions indicative of class III or IV. Determination of the clinical significance of the MPGN pattern and whether acute and chronic variants should be distinguished is a phase 2 exercise. The term “crescent” is used for a lesion consisting of extracapillary hypercellularity, composed of a variable mixture of cells. Because some crescents may have predominantly epithelial proliferation, whereas others consist predominantly of monocytes and/or macrophages, the group chose the description of a “variable mixture of cells.” Fibrin and fibrous matrix may also be present. The ISN/RPS criterion of a crescent involving 25% or more of the glomerular capsular circumference was discussed. It was decided that this threshold should be 10% or more in accord with evidence from the Oxford Classification of IgA nephropathy and standard approaches used in clinical reporting of renal biopsy lesions. Crescents should be composed of more than 2 cell layers in order to distinguish them from apposition of the single layers of hypertrophied visceral and parietal cells. We propose definitions for the distinction of cellular, fibrous, and fibrocellular crescents, which were lacking in the ISN/RPS lupus nephritis classification (Table 1). Some glomeruli may have more than 1 type of crescent. In line with conventional nephropathology practice, extracapillary hypercellularity attributable to concurrent collapsing glomerulopathy lesions should not be designated as crescents. We propose to preserve the term “adhesion” for a lesion characterized by an area of isolated continuity of extracellular matrix material between the tuft and capsule even when the underlying segment does not have overt sclerosis. This is a lesion that is distinct from both crescents and segmental sclerosis, although this differs from the Oxford classification of IgA nephropathy in which such lesions are considered manifestations of segmental sclerosis. How to deal with a lesion characterized by cellular continuity between the tuft and Bowman’s capsule that is not extensive enough to be called a crescent needs to be further discussed based on evidence acquired in phase 2. We previously discussed problematic issues concerning the distinction between segmental and global lesions in classes III and IV.10Wilhelmus S. Cook H.T. Noël L.H. et al.Interobserver agreement on histopathological lesions in class III or IV lupus nephritis.Clin J Am Soc Nephrol. 2015; 10: 47-53Crossref PubMed Scopus (38) Google Scholar As recently demonstrated in a meta-analysis by Haring et al.,11Haring C.M. Rietveld A. vanden Brand J.A. Berden J.H. Segmental and global subclasses of class IV lupus nephritis have similar renal outcomes.J Am Soc Nephrol. 2004; 15: 241-250PubMed Google Scholar the clinical importance of distinguishing between segmental and global lesions in class IV as defined by the ISN/RPS classification system has been questioned. A caveat is that there is poor interobserver agreement among nephropathologists worldwide in determining whether a glomerular lesion in lupus nephritis is segmental or global.10Wilhelmus S. Cook H.T. Noël L.H. et al.Interobserver agreement on histopathological lesions in class III or IV lupus nephritis.Clin J Am Soc Nephrol. 2015; 10: 47-53Crossref PubMed Scopus (38) Google Scholar The latter, in combination with the uncertainty of how to evaluate the combination of intra- and extracapillary lesions into a segmental and/or global division, may have added greatly to the variability in outcomes of studies addressing the clinical impact of segmental and global lesions. The ISN/RPS approach to subclassifying class IV did not use segmental necrosis as a defining feature of a segmental variant of lupus nephritis, which may have reduced reproducibility and precluded recognition of a pathophysiologically distinct variant of lupus nephritis. Therefore, for phase 1, based on the lack of reproducibility and weak evidence of clinical significance, we propose to eliminate the S and G subdivisions of class IV. We believe that the distinction between segmental and global lesions should be retained in the microscopic description, as such distinctions still may prove to have clinical value with further study using the modified classification of lupus nephritis. As noted below, segmental fibrinoid necrosis as well as segmental endocapillary hypercellularity will be evaluated. It was emphasized during the meeting that another potentially important feature not taken into consideration in the ISN/RPS identification of segmental lesions is the occurrence in lupus nephritis of fibrinoid necrosis. This is usually segmental and resembles lesions caused by ANCA-associated vasculitis. Conceptually, segmental endocapillary lesions may be merely a distribution variant of global endocapillary hypercellularity caused by the same pathogenic mechanisms, whereas segmental fibrinoid necrosis may be a pathogenetically distinct lesion. Therefore, for classes III and IV, we recommend noting the presence of fibrinoid necrosis. In phase 1, we propose to adjust the definition for fibrinoid necrosis in lupus nephritis as follows: fibrin associated with GBM disruption and/or lysis of the mesangial matrix; this lesion does not require the presence of karyorrhexis. Furthermore, karyorrhexis is defined as the presence of apoptotic, pyknotic and fragmented nuclei—a definition used uniformly in other classification systems. In phase 2, we propose that the clinical significance of fibrinoid necrosis should be reevaluated in addition to assessing the coexistence of necrotizing lesions with crescents. Whether these lesions have “pauci-immune” features by IF and/or coexistent ANCA serology12Nasr S.H. D’Agati V.D. Park H.R. et al.Necrotizing and crescentic lupus nephritis with antineutrophil cytoplasmic antibody seropositivity.Clin J Am Soc Nephrol. 2008; 3: 682-690Crossref PubMed Scopus (94) Google Scholar requires further study. The group concluded that phase 2 studies should determine and compare the clinical and pathogenic significance of karyorrhexis alone, which is common in class III and IV lupus nephritis, versus fibrinoid necrosis, which is less common. For a critical re-evaluation of activity and chronicity, we turned to the paper by Austin et al.13Austin 3rd, H.A. Muenz L.R. Joyce K.M. et al.Diffuse proliferative lupus nephritis: identification of specific pathologic features affecting renal outcome.Kidney Int. 1984; 25: 689-695Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (592) Google Scholar on which the currently widely used National Institutes of Health (NIH) activity and chronicity index in lupus nephritis was based. This system can be used to report the extent of overall activity and chronicity in a semiquantitative way. It should be emphasized that this system has a number of limitations: the cut-offs for the scores 0 to 3 are arbitrary, and the scoring system was not developed using an evidence-based approach. Therefore, in phase 2, we will use an evidence-based approach without prior assumptions to modify these indices. We propose in phase 2 that the evaluation for active and chronic lesions in lupus nephritis should be refined to improve interobserver reproducibility and to validate prognostic value. In the meantime, we advocate the usage of these indices, but modified as indicated below, for all classes in a modified classification for lupus nephritis, thereby not restricting them to classes III and IV (Table 2). The modified NIH activity and chronicity scoring system provides more information than the shorthand A, C, and A/C parameters currently used. We decided it is important to retain total scores of 24 in the activity index and 12 in the chronicity index, in particular for comparing the scores recorded for earlier renal biopsy samples from the same patient using the original NIH scoring system. We therefore continue to accord double weight to the presence of fibrinoid necrosis and cellular and/or fibrocellular crescents; results from our phase 2 study will be used to determine whether this approach is valid.Table 2Proposed modified NIH lupus nephritis activity and chronicity scoring systemModified NIH activity indexDefinitionScoreEndocapillary hypercellularityEndocapillary hypercellularity in <25% (1+), 25%–50% (2+), or >50% (3+) of glomeruli0–3Neutrophils/karyorrhexisNeutrophils and/or karyorrhexis in <25% (1+), 25%–50% (2+), or >50% (3+) of glomeruli0–3Fibrinoid necrosisFibrinoid necrosis in <25% (1+), 25%–50% (2+), or >50% (3+) of glomeruli(0–3) × 2Hyaline depositsWire loop lesions and/or hyaline thrombi in <25% (1+), 25%–50% (2+), or >50% (3+) of glomeruli0–3Cellular/fibrocellular crescentsCellular and/or fibrocellular crescents in <25% (1+), 25%–50% (2+), or >50% (3+) of glomeruli(0–3) × 2Interstitial InflammationInterstitial leukocytes in <25% (1+), 25%–50% (2+), or >50% (3+) in the cortex0–3Total0–24Modified NIH chronicity indexDefinitionScoreTotal glomerulosclerosis scoreGlobal and/or segmental sclerosis in <25% (1+), 25%–50% (2+), or >50% (3+) of glomeruli0–3Fibrous crescentsFibrous crescents in <25% (1+), 25%–50% (2+), or >50% (3+) of glomeruli0–3Tubular atrophyTubular atrophy in <25% (1+), 25%–50% (2+), or >50% (3+) of the cortical tubules0–3Interstitial fibrosisInterstitial fibrosis in <25% (1+), 25%–50% (2+), or >50% (3+) in the cortex0–3Total0–12NIH, National Institutes of Health. Open table in a new tab NIH, National Institutes of Health. In the modified NIH activity index, we have made the following modifications: because in the original description of the combined karyorrhexis and fibrinoid necrosis category, the emphasis was on the presence of fibrinoid necrosis,13Austin 3rd, H.A. Muenz L.R. Joyce K.M. et al.Diffuse proliferative lupus nephritis: identification of specific pathologic features affecting renal outcome.Kidney Int. 1984; 25: 689-695Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (592) Google Scholar we have now modified this into a stand-alone category of fibrinoid necrosis, whereas we link the presence of karyorrhexis to neutrophil infiltration. Because most karyorrhexis represents apoptotic cell death of neutrophils, and because the original description for “leukocyte infiltration” refers to the presence of neutrophils only, we have changed the name and description of this category to indicate the presence of neutrophils and/or karyorrhexis. In the original description of the category “cellular crescents,” it was unclear to what extent fibrocellular crescents should be included. Whereas fibrous crescents are part of the chronicity index, we have now included fibrocellular crescents in the activity index (see our proposal for definitions in Table 1). We refer to our considerations about the definition of endocapillary hypercellularity above: in the original description of Austin et al.,13Austin 3rd, H.A. Muenz L.R. Joyce K.M. et al.Diffuse proliferative lupus nephritis: identification of specific pathologic features affecting renal outcome.Kidney Int. 1984; 25: 689-695Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (592) Google Scholar only monocytes were taken into account in this category with respect to inflammatory cells leading to hypercellularity. We have to investigate in phase 2 how to approach the presence of inflammatory cells in endocapillary hypercellularity in more detail. For the moment, we find it important to specifically score neutrophils as a separate entity. In addition, the composition of the interstitial infiltrate as well as its presence in areas affected by interstitial fibrosis and tubular atrophy should be studied in further detail in phase 2. We previously mentioned difficulties in the attribution of global glomerulosclerosis to either lupus nephritis or another cause,1Wilhelmus S. Alpers C.E. Cook H.T. et al.The revisited classification of GN in SLE at 10 years: time to re-evaluate histopathologic lesions.J Am Soc Nephrol. 2015; 26: 2938-2946Crossref PubMed Scopus (42) Google Scholar an issue related to the classification of lesions into classes III and IV, which requires deciding whether global sclerosis is the sequel of an active class III and/or IV lesion. It was discussed that some globally sclerotic glomeruli show features that indicate lupus nephritis was the cause of the global sclerosis (e.g., fragmented tuft with surrounding fibrosis and extensive disruption of Bowman’s capsule). Moreover, residual deposits other than IgM and C3 found by IF in globally sclerotic glomeruli should also be considered evidence that the lesion is the result of lupus nephritis. Globally sclerotic glomeruli should not be considered in the evaluation of lupus chronicity if they have a typical pattern of arterionephrosclerosis (e.g., subcapsular clusters of glomeruli with ischemic tuft collapse surrounded by collagen in Bowman’s space). Incorporating globally sclerotic glomeruli that resulted from non-lupus injury in a chronicity index would overestimate the lupus nephritis chronicity and severity, but may still correlate with outcome. This issue should be addressed by phase 2 studies. It should be emphasized that in lupus nephritis the term “global sclerosis” is used for those glomeruli that are completely sclerotic, and that any other form of glomerulosclerosis should be regarded as segmental sclerosis. As mentioned previously, it is difficult to reliably differentiate segmental sclerosis as a consequence of class III and IV lupus nephritis from segmental sclerosis due to other causes (e.g., post-adaptive segmental sclerosis). Still, only the former should be designated as lesions of classes III and IV, employing the same features noted above to differentiate segmental sclerosis due to prior active lupus nephritis from that due to other causes. Within the chronicity index, segmental and global glomerulosclerosis are considered together. Two issues were addressed in class V. First, we considered whether to distinguish class V with and without mesangial hypercellularity and agreed this decision should be evidence-based (phase 2). Second, phase 2 studies should determine the allowable extent of non–wire-loop subendothelial deposits within class V, above which one would have to classify as III + V. We recognize that the RPS/ISN category VI is rarely seen in renal biopsy specimens, and propose that this class be re-evaluated in phase 2, especially in view of our discussion above on the recognizability of globally sclerotic glomeruli resulting from preceding lupus nephritis active lesions versus nonspecific global sclerosis associated with other factors (e.g., aging, hypertension, or healed TMA lesions). Class VI will either need to be eliminated or some fraction of globally sclerotic glomeruli designated as the cut-off between chronic class IV and class VI. We previously indicated the lack of cut-off values in the ISN/RPS classification for reporting of severity of tubulointerstitial lesions.1Wilhelmus S. Alpers C.E. Cook H.T. et al.The revisited classification of GN in SLE at 10 years: time to re-evaluate histopathologic lesions.J Am Soc Nephrol. 2015; 26: 2938-2946Crossref PubMed Scopus (42) Google Scholar This deficiency will be addressed by the development of a valid activity and chronicity index that scores the severity of tubulointerstitial injury. We propose that in phase 2 we gather data on interstitial fibrosis and tubular atrophy and interstitial infiltrates in a semiquantitative fashion, rounding fibrosis to the nearest 10%, with minimal fibrosis stated as 5%. These values then can be translated into reproducible scoring categories (e.g., on a scale of 0 to 3+) based on cut-off values to be evaluated for prognostic significance as currently done for the Banff and Oxford classifications. We advocate at this time, as a phase 1 recommendation, to indicate in biopsy reports whether interstitial inflammation occurs in the presence or absence of interstitial fibrosis. At present, interstitial inflammation remains part of the activity index as proposed above, while interstitial fibrosis and tubular atrophy remain as separate entities within the chronicity index. It has to be determined in phase 2 whether interstitial fibrosis and tubular atrophy should be considered separately or combined into 1 parameter (as in the Oxford classification for IgA nephropathy) and whether making a distinction between interstitial inflammation in areas with or without interstitial fibrosis has clinical significance. Currently, the ISN/RPS lupus classification does not evaluate vascular lesions. We believe it is important to have a standardized approach and terminology to distinguish ordinary arterial or arteriolar sclerosis from lupus-related lesions such as vasculopathy associated with immune complex deposition, vasculitis, and TMA. In phase 2, a grading system for vascular lesions could be used following the Banff classification and the definitions of the Cure GN group for evaluating hyalinosis. Definitions for TMA and vasculitis in lupus nephritis still must be created, as they can occur in an isolated manner with or without associated specific serologic findings (ANCA, APA, etc.) or coexist with immune complex–mediated lupus glomerular lesions. We propose that lupus vasculopathy be defined as luminal narrowing of arterioles or terminal interlobular arteries by intramural immune deposits, typically admixed with fibrinoid changes, without inflammation of the vessel wall. The Ig and complement composition of the deposits is confirmed by IF.14Bhathena D.B. Sobel B.J. Migdal S.D. Noninflammatory renal microangiopathy of systemic lupus erythematosus (‘lupus vasculitis’).Am J Nephrol. 1981; 1: 144-159Crossref PubMed Scopus (54) Google Scholar, 15Appel G.B. Pirani C.L. D’Agati V. Renal vascular complications of systemic lupus erythematosus.J Am Soc Nephrol. 1994; 4: 1499-1515PubMed Google Scholar, 16Wu L.H. Yu F. Tan Y. et al.Inclusion of renal vascular lesions in the 2003 ISN/RPS system for classifying lupus nephritis improves renal outcome predictions.Kidney Int. 2013; 83: 715-723Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (115) Google Scholar Future studies will determine any impact of such lesions on prognosis and response to treatment. In our efforts to work toward a more effective, more reproducible, and more valuable classification for lupus nephritis, we have proposed improvements in the definitions of lupus nephritis lesions, which could impact treatment and prognosis. We have also proposed 2 important alterations in the classification system, namely to abandon the segmental and global designations in class IV, and to replace the A, C, and A/C designations of classes III and IV by use of modified NIH lupus nephritis activity and chronicity scoring indices. Our proposed modifications are based on published evidence, expert experience, and mutual agreement; we regard this as a phase 1 venture. The new definitions for lesions in lupus nephritis and the modifications to the classification system address some of the disagreement that currently exists among nephropathologists worldwide in classifying lupus nephritis according to the ISN/RPS lupus nephritis classification. We would like to emphasize that many of the proposed changes involve descriptions of lesions that in other settings, such as the Oxford classification of IgA nephropathy, have proven challenging even for experienced pathologists to reliably reproduce. We will proceed to a phase 2 evidence-based approach using clinicopathologic studies and tests of inter-observer reproducibility to evaluate and validate the value of the newly proposed definitions and adjustments to the classification system and include tubulointerstitial and vascular lesions. This will entail a process similar to that used to develop the Oxford classification for IgA nephropathy—that is, scoring of individual lesions by multiple pathologists in lupus nephritis biopsies obtained from patients for whom clinical outcomes are available. Once these data become available, it will be possible to modify the currently used cut-off points to optimize the classes of lupus nephritis and to develop and validate reproducible activity and chronicity indices that are of clinical utility. All the authors declared no competing interests. Boehringer Ingelheim provided financial support (contract no. 43074068) for the organization of the meeting of this working group in Leiden, Netherlands, in May 2016. Relapse of class V lupus nephritis after vaccination with COVID-19 mRNA vaccineKidney InternationalVol. 100Issue 4PreviewSeveral of the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) vaccines use an mRNA lipid nanoparticle-encapsulated platform. In experimental models, the induced antibody titers are higher, and T- and B-cell responses are enhanced, compared to the level with traditional vaccines. Possibly, due to this higher efficacy, more and more kidney-specific side effects of mRNA vaccines related to immune-mediated glomerular disease are being reported.1–3 Because of similar type I interferon and proinflammatory cytokine pathways in systemic lupus erythematodes and coronavirus disease 2019 (COVID-19), either potentiated or dysregulated immune responses to SARS-CoV-2 vaccines can be suspected to trigger disease activity in previously stable lupus. Full-Text PDF
0

C3 glomerulopathy: consensus report

Matthew Pickering et al.Oct 30, 2013
C3 glomerulopathy is a recently introduced pathological entity whose original definition was glomerular pathology characterized by C3 accumulation with absent or scanty immunoglobulin deposition. In August 2012, an invited group of experts (comprising the authors of this document) in renal pathology, nephrology, complement biology, and complement therapeutics met to discuss C3 glomerulopathy in the first C3 Glomerulopathy Meeting. The objectives were to reach a consensus on: the definition of C3 glomerulopathy, appropriate complement investigations that should be performed in these patients, and how complement therapeutics should be explored in the condition. This meeting report represents the current consensus view of the group. C3 glomerulopathy is a recently introduced pathological entity whose original definition was glomerular pathology characterized by C3 accumulation with absent or scanty immunoglobulin deposition. In August 2012, an invited group of experts (comprising the authors of this document) in renal pathology, nephrology, complement biology, and complement therapeutics met to discuss C3 glomerulopathy in the first C3 Glomerulopathy Meeting. The objectives were to reach a consensus on: the definition of C3 glomerulopathy, appropriate complement investigations that should be performed in these patients, and how complement therapeutics should be explored in the condition. This meeting report represents the current consensus view of the group. C3 glomerulopathy is a recently introduced pathological entity whose original definition was glomerular pathology characterized by C3 accumulation with absent or scanty immunoglobulin deposition.1.Fakhouri F. Fremeaux-Bacchi V. Noel L.H. et al.C3 glomerulopathy: a new classification.Nat Rev Nephrol. 2010; 6: 494-499Crossref PubMed Scopus (268) Google Scholar The term was introduced for three reasons: first, it was recognized that glomerular pathology associated with isolated C3 accumulation is far more heterogeneous than previously appreciated. Consequently, many lesions could not be satisfactorily placed within existing pathological descriptors based on morphology. For example, the absence of membranoproliferative changes on light microscopy in some cases precluded the use of descriptors like ‘membranoproliferative glomerulonephritis (MPGN) type II’ or ‘MPGN type I with isolated deposits of C3’. Second, advances in our understanding of complement-mediated kidney injury have made it possible to identify the cause of renal disease through specific complement investigations. A renal biopsy report that classified a lesion as C3 glomerulopathy should prompt an investigation of the complement system. Third, the existence of a licensed complement inhibitor (eculizumab, Alexion Pharmaceuticals, Cheshire, CT) together with the many complement inhibitors in clinical development meant that it was therapeutically relevant to identify patient groups most likely to benefit from an anti-complement therapeutic approach. C3 glomerulopathy, by definition, encompassed complement-mediated renal disease, and defined a logical patient population in which to test the efficacy of complement inhibitors. C3 glomerulopathy incorporated rather than replaced existing disease entities where these terms were considered to be satisfactorily descriptive of the pathology, that is, dense deposit disease and C3 glomerulonephritis. The term C3 glomerulonephritis was coined to describe glomerular lesions in which there is glomerular accumulation of C3 with little or no immunoglobulin in the absence of the characteristic highly electron-dense transformation seen in dense deposit disease. C3 glomerulopathy also incorporates entities where the presence of a disease-associated complement mutation is causally associated with the underlying renal pathology. Examples include familial dense deposit disease with C3 mutation2.Martinez-Barricarte R. Heurich M. Valdes-Canedo F. et al.Human C3 mutation reveals a mechanism of dense deposit disease pathogenesis and provides insights into complement activation and regulation.J Clin Invest. 2010; 120: 3702-3712Crossref PubMed Scopus (174) Google Scholar and familial C3 glomerulonephritis with mutations in the CFHR genes.3.Gale D.P. de Jorge E.G. Cook H.T. et al.Identification of a mutation in complement factor H-related protein 5 in patients of Cypriot origin with glomerulonephritis.Lancet. 2010; 376: 794-801Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (255) Google Scholar,4.Malik T.H. Lavin P.J. Goicoechea de Jorge E. et al.A hybrid CFHR3-1 gene causes familial C3 glomerulopathy.J Am Soc Nephrol. 2012; 23: 1155-1160Crossref PubMed Scopus (108) Google Scholar In August 2012, an invited group of experts (comprising the authors of this document) in renal pathology, nephrology, complement biology, and complement therapeutics met to discuss C3 glomerulopathy in the first C3 Glomerulopathy Meeting. The meeting was organized by Matthew Pickering and Terry Cook, hosted at the Wellcome Trust Conference Centre, Hinxton, Cambridge, UK, and sponsored by an unconditional educational grant from Alexion Pharmaceuticals. The objectives of this working group were: (i) through expert-based discussion, to reach a consensus on the definition of C3 glomerulopathy; (ii) through expert-based discussion, to reach a consensus on the appropriate complement investigations that should be performed in these patients; (iii) through expert-based discussion, to reach a consensus on how complement therapeutics should be explored in C3 glomerulopathy; and (iv) to garner support for an International Registry of C3 Glomerulopathy. This document represents the current consensus view of the group. The last decade has seen increasing recognition of a spectrum of glomerular diseases in which the primary pathogenic process is abnormal control of complement activation, deposition, or degradation leading to deposition of fragments of C3 in glomeruli. The C3 fragments can be detected by immunohistochemistry (IHC)/immunofluorescence (IF) and are associated with electron-dense deposits on electron microscopy (EM). The C3 fragments are detected in routine IHC/IF by an antibody directed against C3c and positivity with this antibody is by convention said to show C3 localization (Figure 1). The term C3 glomerulopathy was suggested to encompass a range of conditions regardless of the light or electron microscopic appearances.1.Fakhouri F. Fremeaux-Bacchi V. Noel L.H. et al.C3 glomerulopathy: a new classification.Nat Rev Nephrol. 2010; 6: 494-499Crossref PubMed Scopus (268) Google Scholar C3 glomerulopathy is distinct from atypical hemolytic uremic syndrome although both diseases are due to abnormal control of the alternative pathway. In atypical hemolytic uremic syndrome, activation of complement occurs on glomerular or microvascular endothelium causing a thrombotic microangiopathy; in most cases, no electron-dense deposits are seen on EM and glomerular C3 is not detected on IHC/IF. As the primary process that leads to glomerular C3 fragment deposition in C3 glomerulopathy is complement activation via the alternative pathway, typical cases do not show any deposition of immunoglobulin or of early components of the classical or lectin pathways, specifically C1q and C4c. Therefore, a purist approach would be to restrict the term solely to cases with C3 staining in the absence of immunoglobulins, C1q and C4c. However, as discussed below, well-substantiated cases occur where the pathogenesis and histopathological features are typical for C3 glomerulopathy but variable amounts of immunoglobulin are detected on IHC/IF. The converse situation also arises. In cases of post-infectious glomerulonephritis (PIGN), there may be isolated staining for C3 on IHC/IF, but the clinical features are consistent with a self-limiting immune complex–mediated process. Therefore, the problem in clinical practice is to distinguish those patients in whom the pathological process is C3 deposition due to abnormalities of complement control from those with another pathogenesis such as immune complex deposition. We suggest that the term C3 glomerulopathy be used to designate a disease process rather than just a set of biopsy appearances. This is, for example, analogous to systemic lupus erythematosus, immunoglobulin A (IgA) nephropathy or diabetic nephropathy in which, despite variable morphological appearances on biopsy, the pathologist can confidently reach a diagnosis based on the synthesis of light, electron microscopic, IHC/IF, and clinical features. We will now discuss the range of pathological appearances seen in C3 glomerulopathy and then make practical recommendations for terminology and future research. C3 glomerulopathy may show a range of features on light microscopy and EM. Light microscopic appearances include mesangial proliferative, membranoproliferative, and endocapillary proliferative; in each case, crescents may also be present. In rare cases, glomeruli may be normal by light microscopy. One of the most variable findings between cases is in the quality of the deposits seen in glomeruli on EM. In many cases, these have a distinctive highly electron-dense, osmiophilic appearance and this has been designated as dense deposit disease (Figure 2a). It is not known why the deposits develop this particular morphological appearance. In other cases, the deposits do not have this characteristic density. However, the meeting recognized that, although in typical cases there is generally good agreement among pathologists on a diagnosis of dense deposit disease, there may be cases where the decision to call the deposit ‘dense’ is not clear cut. In addition, the typical dense appearance may only be present in some segments of glomeruli (Figure 2b) and therefore diagnosis may be affected by EM sampling. In dense deposit disease, the deposits are typically found within the glomerular basement membrane, as rounded deposits in the mesangium, and, in many cases, in Bowman’s capsule and tubular basement membranes. The glomerular deposits often form band-like or sausage-like shapes punctuated by skip areas of more normal-appearing glomerular basement membrane. These deposits tend to thicken and transform the lamina densa, but may also involve the subendothelial region and produce hump-shaped subepithelial deposits that resemble those seen in acute PIGN. Other than the difference in the morphology of the deposits on EM, which when well established may also lead to characteristic appearances on light microscopy, there are no other specific histopathological or clinical features that allow a distinction between cases of C3 glomerulopathy with the appearance of dense deposit disease and those without. By light microscopy, cases of dense deposit disease may show a range of appearances. In some, there is a typical membranoproliferative pattern, whereas others show predominantly mesangial proliferation. There may be prominent endocapillary proliferation, leukocyte infiltration, and/or crescents.5.Walker P.D. Ferrario F. Joh K. et al.Dense deposit disease is not a membranoproliferative glomerulonephritis.Mod Pathol. 2007; 20: 605-616Crossref PubMed Scopus (101) Google Scholar Glomerular and tubular basement membrane deposits are often visible by light microscopy with the help of trichrome and silver stains. C3 glomerulopathies in which the deposits do not fulfill the criteria for dense deposit disease have been designated as ‘C3 glomerulonephritis’.6.Servais A. Noel L.H. Roumenina L.T. et al.Acquired and genetic complement abnormalities play a critical role in dense deposit disease and other C3 glomerulopathies.Kidney Int. 2012; 82: 454-464Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (374) Google Scholar By definition, the deposits of C3 glomerulonephritis are less electron dense than those seen in classic dense deposit disease. On EM, there are a range of appearances. It appears that the changes that have been designated as MPGN type III of Strife and Anders often represent C3 glomerulonephritis. In these cases, there is a complex pattern of mesangial increase and glomerular basement membrane thickening with variable combinations of subendothelial, intramembranous, and subepithelial deposits associated with fraying of the lamina densa. In general, the glomerular basement membrane deposits of these examples of C3 glomerulonephritis tend to be less discrete, more ill-defined, more confluent, and more likely to blend with the extracellular matrix than those in dense deposit disease (Figure 2c). Other examples of C3 glomerulonephritis have more discrete subendothelial deposits resembling MPGN type I. Deposits in the mesangium tend to be rounded in appearance. It has been proposed by some pathologists that the appearances of the deposits on EM are highly suggestive of C3 glomerulonephritis and even of the underlying genetic defect, as, for example, in CFHR5 nephropathy. However, in the absence of larger unbiased studies, it remains to be seen whether these deposit characteristics are supportive of a given genetic defect or specific disease trigger. As described for dense deposit disease, C3 glomerulonephritis may exhibit large subepithelial hump-like deposits (Figure 2d), similar to those seen in PIGN. The significance of these humps and their relationship to intercurrent infections needs to be defined in larger studies. Light microscopy in C3 glomerulonephritis is variable and the glomerular morphology broadly corresponds to the features seen on EM. Some show a mesangial proliferative pattern and others show a membranoproliferative pattern. There may be variable endocapillary proliferation, leukocyte infiltration, and crescent formation. The ability to detect deposits by light microscopy varies between cases. There is some evidence that the morphological patterns may relate to pathogenesis, and to underlying genetic abnormalities, but this requires confirmation in larger studies. By definition, kidneys with C3 glomerulopathy show staining for complement C3 in glomeruli. In most laboratories, C3 is detected using an antibody to C3c, one of the physiological breakdown products of activated C3 (denoted C3b). These products are collectively known as the C3 fragments and comprise iC3b, C3c, and C3dg. These fragments can mediate distinct biological responses through their interactions with complement receptors. Consequently, it may be helpful in the future to use specific antibodies to different C3 fragments in order to determine their presence and relative location in glomeruli because these distinctions may reflect different pathophysiological mechanisms. Looking for the presence of C5b-9, as a marker of complement terminal pathway activation, might be relevant when considering therapeutic C5 inhibition. However, it is important to recognize that (1) C5b-9 may be detected in glomeruli from normal kidneys,7.Herlitz L.C. Bomback A.S. Markowitz G.S. et al.Pathology after eculizumab in dense deposit disease and C3 GN.J Am Soc Nephrol. 2012; 23: 1229-1237Crossref PubMed Scopus (131) Google Scholar and (2) glomerular and tubular basement membrane deposits of C5b-9 have been shown to persist in repeat renal biopsies of C3 glomerulonephritis and dense deposit disease performed 1 year after initiation of eculizumab therapy despite the normalization of soluble C5b-9 levels in serum.7.Herlitz L.C. Bomback A.S. Markowitz G.S. et al.Pathology after eculizumab in dense deposit disease and C3 GN.J Am Soc Nephrol. 2012; 23: 1229-1237Crossref PubMed Scopus (131) Google Scholar An important question concerns the presence of immunoglobulins in bona fide cases of C3 glomerulopathy (Figure 3). In many glomerular diseases, small amounts of immunoglobulin may become trapped in areas of sclerosis or accumulate as droplets in podocytes. In dense deposit disease, approximately one-third of patients with either mesangial proliferative (8 out of 28 cases) or acute proliferative and exudative (3 out 8 cases) subtypes had glomerular IgG staining.5.Walker P.D. Ferrario F. Joh K. et al.Dense deposit disease is not a membranoproliferative glomerulonephritis.Mod Pathol. 2007; 20: 605-616Crossref PubMed Scopus (101) Google Scholar Dr D’Agati and colleagues further explored the effect of applying different ‘cutoff’ levels of immunoglobulin deposition to cases with typical appearance of dense deposit disease on EM.8.Hou J. Markowitz G.S. Herlitz L.C. et al.Toward a working definition of C3 Glomerulopathy by immunofluorescence.Kidney Int. 2013https://doi.org/10.1038/ki.2013.340Google Scholar In summary, their data showed that only 41% of cases had C3 only (without immunoglobulin), 59% had dominant C3 with up to 1+ IgM, and 80% of cases had dominant C3 of ≥2 orders of magnitude of intensity by IF greater than any other immune reactant (using a scale of 0 to 3, including 0, trace, 1+, 2+, 3+). However, even with this liberal interpretation of dominant C3, 20% of cases of dense deposit disease would not be classified as C3 glomerulopathy. It is likely that IgM staining has a different significance from staining with IgG or IgA and this should be a subject of further study. Thus, if criteria exclude cases with any immunoglobulin deposition, it is very likely that cases in which the pathogenesis is alternative pathway dysregulation will be overlooked. Some pathologists believe that there are characteristic electron microscopic appearances in non-dense deposit disease C3 glomerulopathy. These ultrastructural findings would support the diagnosis of C3 glomerulonephritis even when immunoglobulin is present, but this requires confirmation in further studies. It is noteworthy that in a large series of cases classified as idiopathic MPGN type I on the basis of the presence of immunoglobulin in addition to complement, there was a significant incidence of either C3NeF or of genetic mutations of proteins involved in the alternative pathway.6.Servais A. Noel L.H. Roumenina L.T. et al.Acquired and genetic complement abnormalities play a critical role in dense deposit disease and other C3 glomerulopathies.Kidney Int. 2012; 82: 454-464Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (374) Google Scholar There may be several explanations for this. First, it may be that there is an interaction between immune complex deposition and complement dysregulation; it is plausible that in some cases immune complex deposition may trigger or exacerbate disease when there is genetic or acquired complement dysregulation.1.Fakhouri F. Fremeaux-Bacchi V. Noel L.H. et al.C3 glomerulopathy: a new classification.Nat Rev Nephrol. 2010; 6: 494-499Crossref PubMed Scopus (268) Google Scholar Theoretically, an initial trigger of the classical pathway might uncover a defect in the alternative pathway and then continued complement activation is sustained through the alternative pathway. This could result in an otherwise typically self-limiting illness, for example, post-infectious nephritis, entering a chronic phase. Second, it is important to remember that immunoglobulin may be seen nonspecifically in areas of scarring or in podocyte droplets. These possibilities require further study. It is not uncommon for typical cases of PIGN, particularly those beyond the acute stage, to show deposition of C3 without immunoglobulin.9.Sethi S. Fervenza F.C. Zhang Y. et al.Atypical postinfectious glomerulonephritis is associated with abnormalities in the alternative pathway of complement.Kidney Int. 2012; 83: 293-299Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (133) Google Scholar In this case, distinction from C3 glomerulopathy will depend on the absence of atypical features on light microscopy and EM, and also on a typical clinical course with resolution. However, it is clear that C3 glomerulopathy may present following an infectious episode, often a streptococcal infection, and, as noted above, subepithelial humps are often a feature of C3 glomerulopathy. Therefore, the presence of any atypical clinical or histological features in a case of apparent PIGN should raise suspicion of C3 glomerulopathy. More information is required on the relationship of morphological changes in biopsies with clinical features, clinical course, and outcome. Specific questions include:•What features on biopsy are best predictive of clinical course?•Are there correlations between biopsy appearances and underlying pathogenic processes particularly specific genetic mutations?•Are there characteristic electron microscopic features that are suggestive of C3 glomerulonephritis?•Which C3 fragments are deposited in glomeruli in C3 glomerulopathy and is there any significance to their relative locations? Are these C3 fragments different from those seen in either ‘MPGN type I with immunoglobulin deposits’ or those seen in typical post-infectious GN?•What is the etiologic and clinical significance of subepithelial hump-shaped deposits in cases of C3 glomerulopathy?•How can we refine the diagnosis of C3 glomerulopathy to deal with those cases that also have immunoglobulin deposits •The term C3 glomerulopathy should be used to designate a disease process due to abnormal control of complement activation, deposition, or degradation and characterized by predominant glomerular C3 fragment deposition with electron-dense deposits on EM.•The level of suspicion on a renal biopsy for the disease process of C3 glomerulopathy will depend on the interpretation of light microscopy, IHC, EM, and clinical history.•It is suggested that in renal biopsy diagnosis the use of the descriptive morphological term ‘glomerulonephritis with dominant C3’ is useful to indicate the likelihood that the case represents the disease process of C3 glomerulopathy (Figure 4).•We suggest that in practice ‘glomerulonephritis with dominant C3’ should be used as a morphological term for those cases with dominant staining for C3c. Dominant is defined as C3c intensity≥2 orders of magnitude more than any other immune reactant on a scale of 0 to 3 (including 0, trace, 1+, 2+, 3+).•We believe that the use of ‘glomerulonephritis with dominant C3’ in this way will identify most cases of C3 glomerulopathy and exclude most cases of immune complex disease, but attention must also be paid to the other histological features and clinical history. In particular, there may be EM appearances that are also very helpful in making a diagnosis of C3 glomerulopathy—particularly, the presence of features of dense deposit disease. As discussed above, some cases of typical PIGN may show C3 dominance on IHC/IF.•As with all biopsies, interpretation of individual cases depends on integration of information from the biopsy together with clinical, serological, and genetic features and, at present, no single algorithm can correctly identify all cases of C3 glomerulopathy. The role of the pathologist must be to draw attention to cases in which there is likely to be an underlying defect in the complement system.•We suggest that the term dense deposit disease be applied to those cases of C3 glomerulopathy in which characteristic very dense osmiophilic deposits are present and that other cases should be called C3 glomerulonephritis. However, we recognize that there will be borderline cases. Although the presence of dense deposit disease may be strongly suspected on the basis of light microscopy, the gold standard for diagnosis is EM.•It should be emphasized that in many cases of glomerulonephritis with subepithelial humps on EM and isolated or dominant C3 deposits, including some formerly classified as persistent or resolving PIGN and even some with a documented infection history, the differentiation of true PIGN from C3 glomerulonephritis often cannot be made on the basis of morphology and clinical and laboratory data available at the time of biopsy. According to our recommendation, a PIGN patient’s biopsy may be read as ‘glomerulonephritis with dominant C3 (infection-associated)’. However, this does not mean that the patient has C3 glomerulopathy. In these cases, refining the differential diagnosis will require following the patient clinically and serologically over several months to determine the course of urinary abnormalities and serum C3 levels. If these parameters do not follow a typical course of PIGN (i.e., normalization of the decreased peripheral C3 level in 8–12 weeks), a diagnosis of C3 glomerulopathy should be reconsidered and additional investigations performed as outlined below. Genetic factors have been reported in cohorts of patients with dense deposit disease, C3 glomerulonephritis, and MPGN type 1. These include, but are not limited to, mutations in the complement regulatory protein factor H, factor I, and CD46 (also termed membrane cofactor protein).6.Servais A. Noel L.H. Roumenina L.T. et al.Acquired and genetic complement abnormalities play a critical role in dense deposit disease and other C3 glomerulopathies.Kidney Int. 2012; 82: 454-464Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (374) Google Scholar In a series of 134 patients with idiopathic MPGN type I (n=48), dense deposit disease (n=29), or C3 glomerulonephritis (n=56), mutation screening of the CFH, CFI, and CD46 genes (encoding factor H, factor I, and CD46, respectively) was performed. Out of the 134 patients screened, 17 (12.7%), 6 (4.5%), and 1 (0.7%) had mutations in the CFH, CFI, and CD46 genes, respectively.6.Servais A. Noel L.H. Roumenina L.T. et al.Acquired and genetic complement abnormalities play a critical role in dense deposit disease and other C3 glomerulopathies.Kidney Int. 2012; 82: 454-464Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (374) Google Scholar Conversely, 110 out of 134 (82.1%) did not have a mutation in these genes, demonstrating that in the majority of patients mutations in these genes are not present. Gain-of-function changes in the complement activation proteins, factor B10.Strobel S. Zimmering M. Papp K. et al.Anti-factor B autoantibody in dense deposit disease.Mol Immunol. 2010; 47: 1476-1483Crossref PubMed Scopus (85) Google Scholar and C3,2.Martinez-Barricarte R. Heurich M. Valdes-Canedo F. et al.Human C3 mutation reveals a mechanism of dense deposit disease pathogenesis and provides insights into complement activation and regulation.J Clin Invest. 2010; 120: 3702-3712Crossref PubMed Scopus (174) Google Scholar are rare but provide important information. For example, one gain-of-function C3 mutation associated with familial C3 glomerulopathy (reported as dense deposit disease) is resistant to inhibition by factor H.2.Martinez-Barricarte R. Heurich M. Valdes-Canedo F. et al.Human C3 mutation reveals a mechanism of dense deposit disease pathogenesis and provides insights into complement activation and regulation.J Clin Invest. 2010; 120: 3702-3712Crossref PubMed Scopus (174) Google Scholar Hence, factor H-based therapy would be predicted to be ineffective in this instance. Genomic rearrangements within the complement factor H-related genes, which do not affect the CFH gene, have been reported in familial C3 glomerulopathy. There are five complement factor H-related genes: CFHR1, CFHR2, CFHR3, CFHR4, and CFHR5. In CFHR5 nephropathy, familial C3 glomerulopathy of the C3 glomerulonephritis subtype, there is an internal duplication within the CFHR5 gene.3.Gale D.P. de Jorge E.G. Cook H.T. et al.Identification of a mutation in complement factor H-related protein 5 in patients of Cypriot origin with glomerulonephritis.Lancet. 2010; 376: 794-801Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (255) Google Scholar This specific mutation can be screened by PCR using genomic DNA.3.Gale D.P. de Jorge E.G. Cook H.T. et al.Identification of a mutation in complement factor H-related protein 5 in patients of Cypriot origin with glomerulonephritis.Lancet. 2010; 376: 794-801Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (255) Google Scholar In another familial C3 glomerulopathy (originally described as MPGN type III subtype), another rearrangement within the CFHR locus was detected in affected individuals. This was a hybrid CFHR3-1 gene, which can also be detected by PCR using genomic DNA.4.Malik T.H. Lavin P.J. Goicoechea de Jorge E. et al.A hybrid CFHR3-1 gene causes familial C3 glomerulopathy.J Am Soc Nephrol. 2012; 23: 1155-1160Crossref PubMed Scopus (108) Google Scholar We are aware of other rearrangements published in abstracts that include CFHR2–CFHR5 hybrid gene in familial dense deposit disease,11.Chen Q. Wiesner M. Eberhardt H. et al.A novel hybrid CFHR2/CFHR5 gene develops MPGN II and provides insights into disease mechanism and therapeutic implications.Immunobiology. 2012; 217: 1131Crossref Google Scholar an internal duplication in CFHR1 associated with dense deposit disease,12.Tortajada A. Yébenes H. Abarrategui-Garrido C. et al.C3 glomerulopathy-associated CFHR1 mutation alters FHR oligomerization and complement regulation.J Clin Invest. 2013; 123: 2434-2446Crossref PubMed Scopus (150) Google Scholar and CFHR5 nephropathy in a family without Cypriot ancestry.13.Medjeral-Thomas N. Malik T.H. Patel M.P. et al.A novel CFHR5 fusion protein causes C3 glomerulopathy in a family without Cypriot ancestry.Kidney Int. 2013Google Scholar To detect rearrangements within the CFH-CFHR locus, copy number assays such as multiplex ligation–dependent probe assay, TaqMan qPCR, or genomic hybridization assays are needed. Outside of specifically testing for an established disease-associated variant (e.g., the internal duplication in the CFHR5 gene), complement genetic screening in these patients is de facto a candidate gene approach. It is therefore critical that the detected changes are rigorously analyzed to determine whether they represent disease-associated changes. Conditions for this could include the following: (i) the demonstration that the novel variant segregates with disease in familial cases. The lack of segregation would normally indicate that the variant is n
0

Toll-like receptor-4 is required for intestinal response to epithelial injury and limiting bacterial translocation in a murine model of acute colitis

Masayuki Fukata et al.Apr 11, 2005
Inflammatory bowel disease (IBD) arises from a dysregulated mucosal immune response to luminal bacteria. Toll-like receptor (TLR)4 recognizes LPS and transduces a proinflammatory signal through the adapter molecule myeloid differentiation marker 88 (MyD88). We hypothesized that TLR4 participates in the innate immune response to luminal bacteria and the development of colitis. TLR4−/− and MyD88−/− mice and littermate controls were given 2.5% dextran sodium sulfate (DSS) for 5 or 7 days followed by a 7-day recovery. Colitis was assessed by weight loss, rectal bleeding, and histopathology. Immunostaining was performed for macrophage markers, chemokine expression, and cell proliferation markers. DSS treatment of TLR4−/− mice was associated with striking reduction in acute inflammatory cells compared with wild-type mice despite similar degrees of epithelial injury. TLR4−/− mice experienced earlier and more severe bleeding than control mice. Similar results were seen with MyD88−/− mice, suggesting that this is the dominant downstream pathway. Mesenteric lymph nodes from TLR4−/− and MyD88−/− mice more frequently grew gram-negative bacteria. Altered neutrophil recruitment was due to diminished macrophage inflammatory protein-2 expression by lamina propria macrophages in TLR4−/− and MyD88−/− mice. The similarity in crypt epithelial damage between TLR4−/− or MyD88−/− and wild-type mice was seen despite decreased epithelial proliferation in knockout mice. TLR4 through the adapter molecule MyD88 is important in intestinal response to injury and in limiting bacterial translocation. Despite the diversity of luminal bacteria, other TLRs do not substitute for the role of TLR4 in this acute colitis model. A defective innate immune response may result in diminished bacterial clearance and ultimately dysregulated response to normal flora.
0
Citation493
0
Save
0

Expression of transforming growth factor-β isoforms in human glomerular diseases

Tatsuo Yamamoto et al.Feb 1, 1996
Protein and mRNA expression of TGF-beta isoforms, TGF-beta 1, -beta 2 and -beta 3, and deposition of fibronectin containing extra domain A (fibronectin EDA+) and plasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1) were studied in human chronic glomerulonephritis and diabetic nephropathy. Normal kidneys showed similar, weak immunostaining for all three TGF-beta isoforms. TGF-beta mRNA expression was weak for all isoforms with TGF-beta 1 > TGF-beta 3 >> TGF-beta 2. In thin basement membrane disease and minimal change disease, disorders where extracellular matrix accumulation is not a feature, immunoreactivity and mRNA expression did not differ from normal. In contrast, diseases characterized by extracellular matrix accumulation (IgA nephropathy, focal and segmental glomerulosclerosis, crescentic glomerulonephritis, lupus nephritis and diabetic nephropathy) all showed significantly increased expression of the three TGF-beta isoforms in glomeruli and the tubulointerstitium. While glomerular and tubulointerstitial deposition of two matrix components induced by TGF-beta, fibronectin EDA+ and PAI-1, was significantly elevated in all diseases with matrix accumulation, correlation analysis revealed a close relationship primarily with TGF-beta 1. We conclude that, for a spectrum of human glomerular disorders, increased protein expression of all three TGF-beta isoforms and proteins induced by TGF-beta is associated with pathological accumulation of extracellular matrix.
0

IgG Endopeptidase in Highly Sensitized Patients Undergoing Transplantation

Stanley Jordan et al.Aug 2, 2017
Donor-specific antibodies create an immunologic barrier to transplantation. Current therapies to modify donor-specific antibodies are limited and ineffective in the most highly HLA-sensitized patients. The IgG-degrading enzyme derived from Streptococcus pyogenes (IdeS), an endopeptidase, cleaves human IgG into F(ab')2 and Fc fragments inhibiting complement-dependent cytotoxicity and antibody-dependent cellular cytotoxicity, which suggests that IdeS might be useful for desensitization. We report on the combined experience of two independently performed open-label, phase 1-2 trials (conducted in Sweden and the United States) that assessed the efficacy of IdeS with regard to desensitization and transplantation of a kidney from an HLA-incompatible donor.We administered IdeS to 25 highly HLA-sensitized patients (11 patients in Uppsala or Stockholm, Sweden, and 14 in Los Angeles) before the transplantation of a kidney from an HLA-incompatible donor. Frequent monitoring for adverse events, outcomes, donor-specific antibodies, and renal function was performed, as were renal biopsies. Immunosuppression after transplantation consisted of tacrolimus, mycophenolate mofetil, and glucocorticoids. Patients in the U.S. study also received intravenous immune globulin and rituximab after transplantation to prevent antibody rebound.Recipients in the U.S. study had a significantly longer cold ischemia time (the time elapsed between procurement of the organ and transplantation), a significantly higher rate of delayed graft function, and significantly higher levels of class I donor-specific antibodies than those in the Swedish study. A total of 38 serious adverse events occurred in 15 patients (5 events were adjudicated as being possibly related to IdeS). At transplantation, total IgG and HLA antibodies were eliminated. A total of 24 of 25 patients had perfusion of allografts after transplantation. Antibody-mediated rejection occurred in 10 patients (7 patients in the U.S. study and 3 in the Swedish study) at 2 weeks to 5 months after transplantation; all these patients had a response to treatment. One graft loss, mediated by non-HLA IgM and IgA antibodies, occurred.IdeS reduced or eliminated donor-specific antibodies and permitted HLA-incompatible transplantation in 24 of 25 patients. (Funded by Hansa Medical; ClinicalTrials.gov numbers, NCT02224820 , NCT02426684 , and NCT02475551 .).
0
Citation297
0
Save