Enteropatia noworodków, objawy, leczenie. Niedobory odporności spowodowane upośledzoną odpornością komórkową
Abstrakcyjny
Choroba ta charakteryzuje się wystąpieniem pierwotnego niedoboru odporności, który wyraża się jako autoimmunologiczna niewydolność wielonarządowa, często objawiająca się klinicznie w pierwszym roku życia; na świecie opisanych do tej pory jest tylko około 150 przypadków. Zespół IPEX spowodowany jest defektem genu FOXP3, który jest czynnikiem transkrypcyjnym wpływającym na aktywność regulatorowych limfocytów T odpowiedzialnych dla utrzymanie tolerancji. Jak dotąd opisano około 70 patogennych mutacji w tym genie. Większość pacjentów z zespołem IPEX ma kliniczne objawy choroby we wczesnym okresie noworodkowym lub w ciągu pierwszych 3-4 miesięcy życia. Dla tej choroby typowa jest następująca triada kliniczna objawów: enteropatia autoimmunologiczna (100%), cukrzyca (70%), zmiany skórne (65%), ponieważ w strukturze zespołu obejmuje poważne opóźnienie rozwoju (50%), choroby tarczycy ( 30%), nawracające infekcje (20%), rzadsza cytopenia autoimmunologiczna (dodatnia niedokrwistość hemolityczna Coombsa), zapalenie płuc, zapalenie nerek, zapalenie wątroby, zapalenie stawów, zapalenie mięśni, łysienie. Opisano jednak niektóre przypadki późniejszych objawów (u pacjentów powyżej 1 roku życia), gdy pacjenci nie wykazywali wszystkich objawów klinicznych i laboratoryjnych typowych dla ciężkich postaci choroby. Ze względu na ciężkość choroby i wysoką śmiertelność w tej grupie pacjentów bardzo ważne jest wczesne jej zdiagnozowanie i rozpoczęcie terapii w odpowiednim czasie. Artykuł opisuje przypadek kliniczny trwałej cukrzycy noworodkowej w strukturze zespołu IPEX.
Zespół IPEX (niedobór odporności, poliendokrynopatia, enteropatia, zespół sprzężony z chromosomem X). Synonimy: XLAAD (zespół autoimmunologiczny i alergiczny sprzężony z chromosomem X) - rzadka choroba; na całym świecie opisano około 150 przypadków. Według niektórych źródeł zagranicznych częstość występowania zespołu IPEX wśród pacjentów z utrwaloną cukrzycą noworodków wynosi około 4%. Zespół ten charakteryzuje się występowaniem pierwotnego niedoboru odporności, który objawia się autoimmunologicznym uszkodzeniem wielu narządów i najczęściej objawia się klinicznie w pierwszym roku życia. W 1982 roku Powel i in. opisał po raz pierwszy rodzinę, w której 19 mężczyzn miało chorobę sprzężoną z chromosomem X objawiającą się biegunką i poliendokrynopatią, w tym cukrzycą insulinozależną. Później w 2000 r. Catila i in. zidentyfikował mutację w genie kodującym C-końcową domenę wiążącą DNA (FKN) w dwóch różnych pacjentów mężczyzna z podobnym obraz kliniczny. W latach 2000-2001 Bennet i in. oraz Wildin i in. niezależnie potwierdzili, że zespół IPEX opiera się na mutacjach w genie FOXP3. Obecnie opisano około 70 patogennych mutacji tego genu. Gen FOXP3 jest czynnikiem transkrypcyjnym wpływającym na aktywność regulatorowych limfocytów T odpowiedzialnych za utrzymanie autotolerancji. Według danych opublikowanych przez Barzaghi et al. w 2012 r. za główny mechanizm autoimmunologicznego uszkodzenia narządów w zespole IPEX uważa się właśnie dysfunkcję regulatorowych limfocytów T. Tak więc zespół IPEX charakteryzuje się rozwojem ciężkiego niedoboru odporności, który może prowadzić do powikłań septycznych, a często do śmierci. Obecnie znanych jest około 300 genów, które prowadzą do rozwoju pierwotne niedobory odporności(PID). Wcześniej sądzono, że choroby te są bardzo rzadkie, ale badania z ostatnich lat wskazują na ich znaczną częstość występowania. Niezwykle ważne jest, aby zwracać uwagę pediatrów na możliwą obecność PID, zwłaszcza w przypadku ciężkich infekcji w połączeniu z chorobami autoimmunologicznymi u dzieci. U większości pacjentów z zespołem IPEX objawy kliniczne choroby zaczynają się we wczesnym okresie noworodkowym lub w ciągu pierwszych 3-4 miesięcy życia. Dla tej patologii typowa jest triada kliniczna objawów: enteropatia autoimmunologiczna (100%), cukrzyca (70%), zmiany skórne (65%), również struktura zespołu obejmuje poważne opóźnienie rozwoju (50%), tarczyca uszkodzenia (30%), nawracające infekcje (20%), rzadziej cytopenia autoimmunologiczna (dodatnia anemia hemolityczna Coombsa), zapalenie płuc, zapalenie nerek, zapalenie wątroby, zapalenie stawów, zapalenie mięśni, łysienie. Opisano jednak przypadki manifestacji w wieku powyżej jednego roku, gdy pacjenci nie mieli wszystkich objawów klinicznych i laboratoryjnych charakterystycznych dla ciężkich postaci choroby. Jednym z głównych elementów zespołu IPEX jest poliendokrynopatia, objawiająca się rozwojem autoimmunologicznej cukrzycy, autoimmunologiczne zapalenie tarczycy. Markery immunologiczne endokrynopatii obejmują przeciwciała przeciwko insulinie (IAA), komórkom wysp trzustkowych (ICA), dehydrogenazie glutaminianowej (GAD), fosfatazie tyrozynowej (IA-2), przeciwciałom przeciwko transporterowi cynku (ZNT8), przeciwciałom przeciwko tyreoperoksydazie i tyreoglobulinie. Wykrywane są również inne autoprzeciwciała - neutrofile, erytrocyty i płytki krwi, przeciwjądrowe, antymitochondrialne, przeciwciała przeciwko keratynie, kolagenowi itp. Ponadto za ta choroba charakterystyczny jest rozwój enteropatii autoimmunologicznej, objawiającej się klinicznie obfitą wodnistą biegunką z rozwojem zespołu złego wchłaniania, którego markerami immunologicznymi są przeciwciała przeciwko enterocytom (VAA villina i HAA harmina). Wzrost poziomu IgE i wzrost liczby eozynofilów jest charakterystyczny dla pacjentów z klasyczną ciężką postacią choroby. Ze względu na ciężkość choroby i wysoką śmiertelność w tej grupie pacjentów jest to niezwykle ważne wczesna diagnoza i terminowe rozpoczęcie terapii. Do tej pory najskuteczniejszą metodą leczenia jest przeszczep. szpik kostny lub allogeniczny przeszczep krwiotwórczych komórek macierzystych. W celu skorygowania niedoboru odporności można stosować immunosupresyjną monoterapię (cyklosporyna A, takrolimus) lub kombinację – połączenie leków immunosupresyjnych ze steroidami. Wykazano, że syrolimus (rapamycyna) jest skuteczny, a kilku pacjentów doświadcza trwałej remisji choroby. Oprócz immunosupresyjnego, Terapia zastępcza zaburzenia endokrynologiczne, odpowiednie wsparcie żywieniowe, leczenie objawowe. Przypadek kliniczny Pacjentka K., urodzona 19.04.2016, o czasie, o masie ciała 2840 g, długości ciała 51 cm, poród wykonano cięciem cesarskim w trybie pilnym z powodu narastającej hipoksji wewnątrzmacicznej płodu. Apgar zdobywa 7/7 punktów. Z wywiadu wiadomo, że ta ciąża była czwartą, przebiegającą na tle przewlekłej infekcji narządów płciowych, niewydolności łożyska, Przewlekłe zapalenie żołądka, mały przyrost masy ciała, niewydolność istmiczno-szyjkowa, groźba przerwania w 30 tygodniu. Poprzednie ciąże zakończyły się poronieniem samoistnym wczesne daty. Przyczyny poronienia nie są znane, kobieta nie została zbadana. Od urodzenia stan dziecka był ciężki z powodu zaburzeń oddychania i objawów depresji ośrodkowego układu nerwowego (OUN). przeprowadzono IVL; ekstubowany po przywróceniu spontanicznego oddychania. Od 1. dnia życia stwierdzono wzrost stężenia cukru we krwi do 10,4 mmol/l przy wzroście dynamiki do 29,0 mmol/l, według CBS stwierdzono objawy kwasicy metabolicznej. Wzrostowi glikemii towarzyszyła glukozuria (cukier w moczu do 2000 mg/dl) i ketonuria. W biochemicznym badaniu krwi widoczne są objawy hiperenzymemii (ALT 87,8 U/l, AST 150 U/l). W 2. dobie życia z powodu utrzymującej się hiperglikemii (maksymalny poziom glukozy we krwi 33,6 mmol/l) rozpoczęto dożylne podawanie insuliny prostej w tempie 0,03-0,1 j./kg/h, w zależności od wartości glikemii. Żywienie dojelitowe zaadaptowanymi mieszankami podawano frakcyjnie przez sondę. Podczas dobowego monitorowania stężenia glukozy we krwi na tle insulinoterapii odnotowano istotną zmienność glikemii w ciągu doby od 1,7 do 22,0 mmol/l. W 8. dniu życia odnotowano pogorszenie (objawy depresji OUN, nasilenie niewydolności oddechowej, zaburzenia metaboliczne związane z dekompensacją metabolizmu węglowodanów, utrzymująca się gorączka podgorączkowa do 37,9°C, wzdęcia, nawracające wymioty, biegunka, zaburzenia troficzne skóry w postaci przesuszenia i peelingu wielkopłytkowego). Objawy te uznano za przejaw martwiczego zapalenia jelit (NEC 2a). W celu dalszego badania i leczenia pacjentkę przeniesiono do RRC GBUZ DRB w Pietrozawodsku. Podczas badania w RRC GBUZ DRB seria klinicznych badań krwi wykazała spadek hemoglobiny ze 150 do 110 g/l, leukocytozę z 8,9 do 22,4 tys. 5 do 31%, monocyty i płytki krwi. Zgodnie z wynikami biochemicznego badania krwi odnotowano hipoproteinemię do 36,4 g/l (N 49-69), tendencję do hiponatremii 135 mmol/l (N 135-155) z normalna potas 4,7 mmol/l (N 4,5-6,5), hiperfermentemia AlAT-87 U/l (N0-40) i AST 150 U/l (N0-40), podwyższone miano CRP do 24,7 mg/m. W posiewie krwi nie ma wzrostu mikroflory, w posiewie moczu znaleziono enterokoki. W związku z utrzymującą się hiperglikemią oznaczono poziom peptydu C, który okazał się obniżony (0,1 nmol/l; N0,1-1,22 nmol/l). Na badanie ultrasonograficzne ujawniono pneumatozę ścian jelit i zwiększenie wielkości trzustki (głowa - 9,0 mm, tułów - 9,0 mm, ogon - 10,0 mm), w dynamice nastąpiła progresja wielkości. Otrzymał żywienie pozajelitowe, terapię infuzyjną mającą na celu wyeliminowanie zaburzeń elektrolitowych, antybiotykoterapię, podawano dożylnie insulinę. W trakcie leczenia wyeliminowano zaburzenia elektrolitowe, nie udało się jednak uzyskać stabilizacji wskaźników glikemii, utrzymywały się również wyraźne zaburzenia dyspeptyczne. Podczas próby przywrócenia żywienia dojelitowego zauważono wzdęcia, pojawiły się wymioty i biegunka. W 19. dniu życia chłopiec został przewieziony na oddział intensywnej terapii w stanie krytycznym. ośrodek okołoporodowy Kliniki Państwowego Uniwersytetu Medycznego w Petersburgu. Przy przyjęciu dziecko wydaje ospały, beznamiętny płacz, spontaniczny aktywność fizyczna i napięcie mięśni było zmniejszone, odruchy noworodków były słabe. Gorączka (temperatura ciała 38,1 °C). Duży ciemiączko 1,0 × 1,0 cm, tonące. Skóra blada, przesuszona, zmniejszony turgor, łuszczenie wielkopłytkowe. Podczas osłuchiwania oddech był ciężki, równomierny we wszystkich częściach płuc; częstość oddechów 46 na minutę. Dźwięki serca były rytmiczne, lekko przytłumione; tętno - 156 na minutę. Wystąpiło wyraźne wzdęcie, umiarkowane powiększenie wątroby. Szybkość diurezy - 7-8 ml/kg/h (w stosunku do trwającej terapii infuzyjnej). Wodnisty stolec 7-9 razy dziennie. Dynamika przyrostu masy ciała była ujemna (masa urodzeniowa - 2840 g, przy przyjęciu do kliniki Państwowego Pediatrycznego Uniwersytetu Medycznego w Petersburgu - 2668 g). Na oddziale intensywnej terapii kontynuowano terapię infuzyjną mającą na celu wyeliminowanie zaburzeń elektrolitowych. Hiponatremia jest trudna do skorygowania z powodu mechanizm kompensacyjny równowaga osmolarności krwi w odpowiedzi na hiperglikemię, której towarzyszy wielomocz do 7-8 ml/kg/h oraz utrata sodu w moczu, a także ciężka enteropatia (kał 6-10 razy dziennie, obfity, płyn do 350 ml / dzień). Insulina podawana dożylnie 0,01-0,04 U/kg/h, w zależności od stężenia glukozy we krwi. Żywienie dojelitowe częściowe prowadzono pasteryzowaną mieszanką-hydrolizatem ze stopniowym przejściem od żywienia przez zgłębnik do samodzielnego żywienia frakcyjnego na tle stabilizacji stanu. W 28 dniu życia został przeniesiony na oddział patologii noworodków i niemowląt, gdzie kontynuowano badanie i leczenie. Podczas badania w hemogramie stwierdzono niedokrwistość (hemoglobina – 93 g/l, erytrocyty – 2,91 ∙ 1012/l); leukocytoza (do 28,7 ∙ 109/l), ciężka eozynofilia (do 61%); w biochemicznym badaniu krwi hipoproteinemia (białko całkowite - 38,4 g/l). Podczas badania poziomu hormonów we krwi wykryto go ponownie niski poziom Peptyd C - 0,5 ng/ml (N 0,1-1,22 nmol/l); hormony tarczycy były w normie (T 4 wolne - 14,8 pmol/l (N 10,0-23,2); TSH - 6,28 μU/ml (N 0,23-10,0). Połączenie noworodkowej cukrzycy cukrowej, enteropatii, swoistej objawy skórne oraz objawy przewlekłego nawracającego zakażenia (gorączka, wzrost leukocytozy po odstawieniu) antybiotykoterapia) pozwoliło podejrzewać pacjenta o zespół IPEX, którego struktura obejmuje niedobór odporności. Aby wyjaśnić naturę poliendokrynopatii, przeprowadzono badanie mające na celu poszukiwanie markerów immunologicznych. W rezultacie wysokie miano przeciwciał przeciwko tyreoperoksydazie (243,9 Med/ml; N 0-30) i przeciwciał przeciwko wysepkom Langerhansa w mianie dodatnim (przeciwciała przeciwko GAD1,29 U/ml; N 0-1,0) miano przeciwciał przeciwko insulinie wynosiło 5,5 U/ml (N 0,0-10,0). Nie wykryto przeciwciał przeciwko komórkom nadnerczy produkującym steroidy. W ten sposób udowodniono autoimmunologiczny charakter cukrzycy i zdiagnozowano autoimmunologiczne zapalenie tarczycy. Biorąc pod uwagę występowanie klinicznych i laboratoryjnych objawów niedoboru odporności, wykonano dogłębne badanie immunologiczne, wykryto wysoki poziom IgE (573,6 IU/ml w tempie 0-15). Przeprowadzono molekularne badanie genetyczne (multigenowe celowane sekwencjonowanie), w wyniku którego wykryto mutację w genie FOXP3, potwierdzającą obecność zespołu IPEX u dziecka. W wieku dwóch miesięcy cztery dni ze względu na wysokie ryzyko sepsy i zagrożenie śmiertelny wynik chłopiec został przeniesiony do Federalnej Państwowej Instytucji Budżetowej „FNKTs DGOI im. Dmitrija Rogaczowa z Ministerstwa Zdrowia Rosji za terapię immunosupresyjną i przeszczep szpiku kostnego. W przedstawionym przypadku klinicznym u dziecka z cukrzycą noworodkową, pierwotnym niedoborem odporności i ciężką enteropatią wykryto wcześniej nieopisaną mutację genu FOXP3 c.1190G > T (p.Arg397Leu). Analiza DNA matki pacjentki wykazała tę samą zmianę w stanie heterozygotycznym. Wykryty wariant jest zlokalizowany w C-końcowej domenie widełkowej wiążącej DNA i jest uważany za patogenny przez główne programy predykcyjne (Polyphen2, SIFT, Mutation Taster). Ważnym pośrednim argumentem przemawiającym za chorobotwórczością zidentyfikowanego wariantu jest fakt, że mutacje c. 1189C > T i ust. 1190G>A, wpływające na ten sam kodon 397, stwierdzono wcześniej u pacjentów z zespołem IPEX. Wiadomo, że matki pacjentek z zespołem IPEX charakteryzują się występowaniem wielu epizodów samoistnych poronień podczas noszenia płodów płci męskiej. W opisywanym przypadku historię matki pacjenta (nosicielki mutacji) pogorszyło również poronienie we wczesnych stadiach. To po raz kolejny potwierdza, że nowa mutacja, którą odkryliśmy, ma poważny wpływ na funkcję FOXP3, powodując zwiększoną śmiertelność embrionów. Niezwykle przydatna jest weryfikacja genetyczna cukrzycy noworodkowej, która pozwala na wyjaśnienie charakteru choroby i dobranie optymalnej strategii leczenia. Dotyczy to zwłaszcza pacjentów z postaciami syndromowymi, które z reguły mają ciężki przebieg. Wykrycie mutacji u chorego dziecka jest bardzo ważne dla medycznego poradnictwa genetycznego rodziny, ponieważ umożliwia przeprowadzenie prenatalnej diagnostyki DNA w przypadku kolejnych ciąż. The przypadek kliniczny wskazuje, że współdziałanie lekarzy różnych specjalności (neonatologów, endokrynologów, gastroenterologów, immunologów, genetyków) przyczynia się do skuteczniejszego ustalania prawidłowej diagnozy u pacjentów z chorobami rzadkimi.
Maria E. Turkunova
Petersburski Państwowy Pediatryczny Uniwersytet Medyczny, Ministerstwo Opieki Zdrowotnej Federacji RosyjskiejAutoprzeciwciała przeciwko Harmonin i Villin są markerami diagnostycznymi u dzieci z zespołem IPEX
Źródło: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3826762/
Wymyślone i opracowane eksperymenty: V.L. Bozi R.B. Przeprowadzone eksperymenty: CL E. Bazzigaluppi CB. Analizowane dane: VL LP FB RB E. Bosi. Zastosowane odczynniki/materiały/narzędzia analityczne: LP FB. Artykuł napisał: E. Bozi. Przyczynił się do napisania/redagowania manuskryptu: VL LP FB RB.
Spojówkowe autoprzeciwciała antygenów enterocytów (białko USH1C o masie 75 kDa) i kosmków (białko wiążące aktynę o masie 95 kDa) są związane z dysregulacją immunologiczną, poliendokrynopatią, enteropatią, zespołem sprzężonym z chromosomem X (IPEX). W niniejszym badaniu oceniano wartość diagnostyczną autoprzeciwciał harmonicznych i kosmków w zespołach IPEX i IPEX-podobnych. Autoprzeciwciała harmoniczne i villin mierzono za pomocą nowej ilościowej oceny luminescencyjnego układu immunoprecypitacji (LIPS) u pacjentów z IPEX, zespołem podobnym do IPEX, pierwotnymi niedoborami odporności (PID) z enteropatią, wszystkie zdiagnozowane przez sekwencjonowanie genu FOXP3 oraz z cukrzycą typu 1 (T1D), celiakia i zdrowi dawcy krwi jako kontrole. Autoprzeciwciała harmoniczne i villin wykryto odpowiednio u 12 (92%) i 6 (46%) z 13 pacjentów z IPEX i u żadnego z pacjentów z IPEX, PID, T1D, celiakią. Wszyscy pacjenci IPEX, w tym jeden przypadek z późną i nietypową prezentacją, mieli autoprzeciwciała przeciwko harmonijce harmonijkowej i/lub kosmków lub uzyskali dodatni wynik testu na obecność przeciwciał przeciwko enterocytom metodą immunofluorescencji pośredniej. Przy pomiarach u pacjentów z IPEX w remisji po leczeniu immunosupresyjnym lub przeszczepie krwiotwórczych komórek macierzystych, autoprzeciwciała harmoniczne i kosmków we wszystkich przypadkach stały się niewykrywalne lub pozostawały na niskim poziomie, ale u jednego, w którym autoprzeciwciała harmoniczne pozostawały niezmiennie wysokie. U jednego pacjenta szczyt przeciwciał harmonicznych odpowiada fazie nawracającej enteropatii. Nasze badanie pokazuje, że autoprzeciwciała harmoniczne i kosmków mierzone za pomocą LIPS są czułymi i swoistymi markerami IPEX, różnicują IPEX, w tym przypadki atypowe, od innych zaburzeń wczesnego dzieciństwa związanych z enteropatią i są przydatne w badaniach przesiewowych i monitorowaniu klinicznym dzieci dotkniętych chorobą.
Zaburzenia immunologiczne, poliendokrynopatia, enteropatia, zespół sprzężony z chromosomem X (IPEX) to monogenowa choroba autoimmunologiczna charakteryzująca się ciężką enteropatią, cukrzycą typu 1 (T1D) i egzemą. Zespół jest spowodowany mutacjami w genie FOXP3 odpowiedzialnym za: poważne naruszenie regulatorowe komórki T (Treg). Chociaż analiza genetyczna jest metodą z wyboru dla ostatecznej diagnozy, nie ma wyraźnej korelacji między genotypem a fenotypem, a przebieg choroby różni się w zależności od pacjenta. Ponadto, pomimo klasyfikacji IPEX jako niedoboru odporności, nie ma wyraźnych parametrów immunologicznych, które przewidują nasilenie choroby lub odpowiedź na terapię. Ponadto zaburzenia o podobnym fenotypie klinicznym, określane jako zespoły podobne do IPEX, mogą występować przy braku mutacji FOXP3, co utrudnia postępowanie kliniczne i wybór środków terapeutycznych. Dlatego identyfikacja markerów specyficznie związanych z dysfunkcją immunologiczną IPEX byłaby niezwykle przydatna do celów diagnostycznych. W przeszłości opisano krążące autoprzeciwciała enterocytów wykryte przez immunofluorescencję pośrednią w związku z różnymi enteropatiami, w tym z tymi ostatecznie zidentyfikowanymi jako zespół IFEX, ale cele molekularne te markery serologiczne były od dawna nieznane. Inny autoantygen enterocytowy rozpoznawany przez surowice pacjentów z IPEX został następnie zidentyfikowany jako białko AIE-75 o masie 75 kDa, a następnie scharakteryzowany jako białko zespołu syndromu syndromu Ushera (USH1C), znane również jako harmonijka, białko, które jest uważane za część białka supramolekularnego. sieci, wiążące białka transbłonowe z cytoszkieletem w komórkach fotoreceptorowych i komórkach rzęsatych Ucho wewnętrzne. Autoprzeciwciała harmoniczne (HAA) wykryte za pomocą immunoblottingu i radioligandu zgłaszano u pacjentów z IPEX i u niewielkiego odsetka pacjentów z rakiem okrężnicy. Ostatnio, białko wiążące aktynę, nazwane aktyną 95 kDa, zaangażowane w organizację cytoszkieletu aktynowego na rąbku szczoteczki nabłonkowej, zostało opisane jako dodatkowy cel autoprzeciwciał w podgrupie pacjentów z IPEX. W przeciwieństwie do naszej wiedzy, nie zgłoszono żadnych informacji na temat autoprzeciwciał HAA lub kosmków (VAA) w zespołach podobnych do IPEX, pierwotnych niedoborach odporności (PID) z enteropatią lub w zaburzeniach często związanych z IPEX, takich jak T1D i różne enteropatie autoimmunologiczne pochodzenie.
Celem pracy było opracowanie testów ilościowych do pomiaru HAA i VAA w oparciu o nowo opracowany Luminescent Immuno Precipitation System (LIPS), określenie ich dokładności diagnostycznej w zespołach IPEX, IPEX-like i PID, ocena ich na podstawie przeciwciał przeciwko enterocytom testowane metodą immunofluorescencji i oceniają ich wartość w obserwacji klinicznej pacjentów IPEX.
Trzynastu pacjentów z IPEX i 14 pacjentów z zespołem podobnym do IPEX przebadano w LIPS na obecność HAA i VAA. Jako kontrolę przebadaliśmy 5 pacjentów z PID różnego pochodzenia [dwóch z niedoborem CD25, dwóch z zespołem Wiskotta-Aldricha (WAS)) i jednego z niedoborem deaminazy adenozynowej w ciężkim złożonym niedoborze odporności (ADA-SCID), wszystkie stany charakteryzujące się wczesną enteropatią ] , 123 z T1D, 70 z celiakią i 123 zdrowymi dawcami krwi. Rozpoznanie IPEX oparto na ustaleniach klinicznych i molekularnych zgodnie z kryteriami ustalonymi przez Włoskie Stowarzyszenie Hematologii i Onkologii Dziecięcej (AIEOP, www.AIEOP.org). Mutacje i dane kliniczne pacjentów z IPEX i IPEX przedstawiono odpowiednio w tabelach S1 i S2. Wszyscy pacjenci z IPEX, z wyjątkiem Pt19, Pt21, Pt22 i Pt24, zostali opisani w poprzednich publikacjach , - . PT24 jest nietypową postacią choroby charakteryzującą się późnym początkiem, brakiem objawów enteropatii, ale ciężkim zapaleniem błony śluzowej żołądka w obecności zapalnych nacieków błony śluzowej związanych z zanikiem kosmków. Poziom ogólny IgG było dostępne u 10 z 13 badanych pacjentów z IPEX: z nich 8 było w normalny zakres według wieku (jedynie u jednego pacjenta leczonego dożylnie (IV) Ig), podczas gdy w dwóch przypadkach były nieznacznie podwyższone. Pacjenci, u których zdiagnozowano zespół podobny do IPEX, mieli kliniczne objawy IPEX, ale nie wykryto mutacji w genie FOXP3. Pacjenci tacy jak IPEX przedstawili co najmniej jeden z głównych cechy kliniczne IPEX (enteropatia autoimmunologiczna i/lub T1D) związana z jedną lub więcej z następujących chorób autoimmunologicznych lub o podłożu immunologicznym: zapalenie skóry, zapalenie tarczycy, niedokrwistość hemolityczna, małopłytkowość, nefropatia, zapalenie wątroby, łysienie, hiper IgE z eozynofilią lub bez. Parametry kliniczne i laboratoryjne wykluczyły inne choroby monogenowe, takie jak WAS, zespół Omenna, zespół hiper-IgE i autoimmunologiczny zespół limfoproliferacyjny. Co najmniej jedna próbka surowicy od pacjentów z zespołami IPEX i podobnymi do IPEX była dostępna do analizy autoprzeciwciał w momencie diagnozy. U sześciu pacjentów IPEX pobrano również kilka próbek surowicy podczas obserwacji klinicznej i wykorzystano je do dodatkowych pomiarów autoprzeciwciał w celu zbadania korelacji z wynikiem klinicznym (próbki Pt12:8 od urodzenia do 8 lat, próbki Pt14:7 od 6 miesięcy do 13 lat , próbki Pt17-3 od 4 miesięcy do 3,5 roku; próbki Pt19:44 od 4 miesięcy do 2 lat; próbki Pt22:3 od 0 do 5 miesięcy; Pt 23:44 od 4 do 10 lat). Wszystkich pacjentów z PID zdiagnozowano na podstawie badań molekularnych. Wszyscy pacjenci z T1D byli niedawnymi przypadkami, z diagnozą opartą na kryteriach American Diabetes Association; pacjenci z celiakią byli badani w momencie rozpoznania na podstawie biochemii jelita czczego.
Pisemna świadoma zgoda została udzielona w imieniu nieletnich/dzieci uczestniczących w tym badaniu, zgodnie z oświadczeniem z Helsinek. Badanie zostało zatwierdzone przez lokalną komisję etyki badań w San Raffaele.
Wszyscy pacjenci sklasyfikowani jako mający zespół IPEX lub podobny do IPEX zostali zakwalifikowani do mutacji FOXP3. Genomowy DNA wyizolowano z krwi obwodowej przy użyciu metody fenolowo-chloroformowej lub zestawu QIAamp DNA Blood Mini Kit (Qiagen) zgodnie z instrukcjami producenta. Jedenaście egzonów, w tym wszystkie granice intron-egzon, zamplifikowano z genomowego DNA metodą PCR ze specyficznymi parami flankującymi startery intronowe. Amplifikowane fragmenty genów zsekwencjonowano przy użyciu zestawu do cyklicznego BigDye Terminator (Applied Biosystems) w automatycznym analizatorze genetycznym ABI PRISM 3130xl i analizatorze genetycznym ABIPRISM 3730 (Applied Biosystems).
Sekwencję kodującą lucyferazę Renilla wklonowano do plazmidu pTnT (Promega, Mediolan, Włochy) w celu wytworzenia wektora pTnT-Rluc. Sekwencje kodujące pełnej długości harmoniczne i kosmki DNA amplifikowano następnie przez RT-PCR i klonowano oddzielnie do pTnT-Rluc poniżej iw ramce z lumiferazą Renilla. Rekombinowane chimeryczne Rluc-Harmonin i Rluc-Villin poddano ekspresji sprzężonej in vitro z transkrypcją i translacją przy użyciu systemu komórek wolnych od lizatu retikulocytów królika pTnT-quick SPM (Promega). W celu zbadania obecności HAA lub VAA jako antygeny w LIPS (17) zastosowano Rluc-Harmonin i Rluc-Villin poprzez inkubację 4 × 106 jednostek światła z 1 µl surowicy każdego pacjenta w PBS pH 7,4-Tween 0,1% (PBST ) przez 2 godziny w temperaturze pokojowej, kompleksy IgG-immunizacyjne izolowano przez dodanie Protein-A-Sepharose (GE Healthcare, Mediolan, Włochy), a następnie 1 godzinę inkubacji w 4°C i przemycie PBST niezwiązanego Ag przez filtrację w 96 płytki filtracyjne Costar 3504 (Corning Life Sciences, Tewkesbury, USA). Immunoprecypitowane antygeny następnie oznaczono ilościowo mierząc odzyskaną aktywność lucyferazy po dodaniu substratu lumiferazy Renilla (Promega) i mierząc emisję światła przez 2 sekundy w luminometrze Centro XS3 (Berthold Technologies GmbH & Co. KG, Bad Wildbad, Niemcy). Wyniki wyrażono w jednostkach arbitralnych pochodzących albo ze wskaźnika przeciwciał (BAA) przy użyciu surowic dodatnich i ujemnych zgodnie ze wzorem (surowica kontrolna cps-cps-ujemna) / (cps-dodatnia surowica-cp-ujemna surowica) x100, lub z krzywa standardowa (HAA) składająca się z seryjnych rozcieńczeń dodatniej surowicy wyjściowej. Wartość graniczna dodatniości została ustawiona na 99. percentyl wartości obserwowanych u zdrowych dawców krwi, jak to jest zwykle w warsztatach z autoprzeciwciałami wrażliwymi na T1D analizujących czułość i swoistość.
Autoprzeciwciała dla enterocytów oznaczano w populacjach pacjentów typu IPEX i IPEX za pomocą immunofluorescencji pośredniej w miejscach kriostatu w prawidłowym ludzkim lub małpim jelicie czczym, jak opisano wcześniej.
Markery autoprzeciwciał dla T1D i celiakii, w tym przeciwciała przeciwko dekarboksylazie kwasu glutaminowego (GADA), białko związane z insulinoma 2, insulina, transporter cynku 8 i transglutaminaza-C, mierzono we wszystkich przypadkach IPEX, IPEX-like, PID, T1D, celiakia choroby i zdrowe grupy kontrolne, grupy kontrolne dawców przez immunoprecypitację przy użyciu LIPS lub celu radioaktywnego, jak opisano wcześniej. Wszystkie wyniki wyrażono w jednostkach arbitralnych wyprowadzonych z krzywych wzorcowych uzyskanych przez seryjne rozcieńczenia dodatnich surowic początkowych.
W badaniu wykorzystano wyłącznie statystyki opisowe. Obliczenie 99. percentyla jednostek arbitralnych u dawców krwi dla selekcji progowej przeprowadzono za pomocą Stata (StataCorp LP, USA). Warunkowe prawdopodobieństwo dodatniego (podatność) lub ujemnego (swoistość) testu na HAA lub VAA w zależności od obecności lub braku stanu chorobowego IPEX i odpowiadającego mu przedziały ufności 95% obliczono za pomocą strony internetowej Vassar Stats do obliczeń statystycznych (http://vassarstats.net/clin1.html). Korelację między mianami HAA i VAA oparto na kryteriach korelacji rang Spearmana i obliczono za pomocą oprogramowania Graphpad Prism 5.
Podwyższone stężenia krążącego HAA stwierdzono u 12 z 13 (92%) pacjentów z IPEX, podczas gdy były one ujemne u pacjentów z IPEX, PID, T1D i celiakią (ryc. 1A). Podwyższone stężenia krążącego VAA stwierdzono u 6 (46%) pacjentów IPEX (Pt19, Pt14, Pt12, Pt17, Pt3, Pt21, przy czym ostatnie cztery miały miana równe lub większe niż 98 VAA AU), w tym pacjenta bez HAA (Pt17 ), następnie jak VAA były ujemne w grupach kontrolnych podobnych do IPEX i innych chorób (Figura 1B). Wszyscy pacjenci IPEX byli dodatni dla HAA lub VAA, co daje połączenie czułości testu HAA i VAA 100% (95% CI: 71,6 do 100%) i swoistości testu 97,6% (95% CI: 92,5 do 99,4%) do diagnozy zespołu IPEX. Żadna kliniczna lub fenotypowa charakterystyka nie korelowała z obecnością autoprzeciwciał u pacjentów z IPEX. Nie zaobserwowano istotnej korelacji u pacjentów z IPEX między tytanami autoprzeciwciał AAA i VAA (Spearman r = -0,3 p = ns). GADA, jako najczęstsze autoprzeciwciała przeciwko T1D, stwierdzono u pacjentów z IPEX (9 z 13, 5 z T1D), zespołem typu IPEX (4 z 14, 2 z T1D) i PID (3 z 5, 1 z T1D) ( Rys. 1C). Inne autoprzeciwciała T1D wykryto w mniejszym odsetku, w tym autoprzeciwciała na insulinę w 5 IPEX, 4 IPEX-podobne i 2 PID, a Zinc Transporter 8 u jednego pacjenta IPEX. Nie zaobserwowano korelacji między mianami GADA i HAA lub VAA (odpowiednio r Spearmana = -0,017 p = ns i r = 0,34 p = ns). Żaden z pacjentów z IPEX, zespołem podobnym do IPEX lub PID nie miał autoprzeciwciał IgA lub IgG przeciwko transglutaminazie-C związanej z celiakią (dane nie pokazane).
HAA (panel A), VAA (panel B) i GADA (panel C) miana IgG w surowicy wyrażone jako jednostki arbitralne w IPEX (n=13), IPEX-like (n=14), PID (n=5), T1D (VAA i GADA n = 123, VAA n = 46), pacjenci z celiakią (HAA n = 70, VAA n = 46, GADA n = 44) oraz grupy kontrolne (HAA i VAA n = 123, GADA n = 67). Linia przerywana wskazuje granicę pozytywności.
Wszystkie surowice IPEX, z wyjątkiem jednej (Pt 22), 10 surowic typu IPEX i 3 surowic PID, przetestowano pod kątem przeciwciał przeciwko enterocytom metodą immunofluorescencji na skrawkach kriostatu jelitowego. Wszyscy badani pacjenci IPEX mieli pozytywny wynik na obecność przeciwciał przeciwko enterocytom. Surowice HAA-dodatnie wykazywały silną reaktywność przeciwko enterocytom jelitowym i cytozolu z największą intensywnością na granicy szczoteczki (ryc. 2A). Izolowane VAA o wysokim mianie wykazywały silne barwienie w celu usunięcia granicy, ale nie cytozolu (Figura 2B). Poza grupą pacjentów z IPEX tylko jedna surowica od pacjenta z zakażeniem PID z mutacją genu CD25 i ujemną pod względem HAA i VAA (Pt L1) wykazywała dodatnie zabarwienie enterocytów ograniczonych do granicy dłoni (ryc. 2C).
HAA z IPEX Pt 19 wiąże granicę dłoni i cytozol enterocytów (panel A), podczas gdy VAA z IPEX Pt 17 wiąże tylko granicę dłoni (panel B). IgG z PID Pt L1 wiążą granicę szczoteczki do enterocytów (panel C). Brak wiązania w Pt L30 podobnym do IPEX (panel D).
Próbki seryjne do pomiarów HAA i VAA były dostępne dla 6 pacjentów IPEX (Pt12, Pt14, Pt17, Pt19, Pt22 i Pt23): wszyscy z nich przeszli przeszczep krwiotwórczych komórek macierzystych (HSCT) jako terapia medyczna poprzedzające w 4 przypadkach zmienny okres ogólnoustrojowej immunosupresji. W momencie publikacji tego raportu (kwiecień 2013) wszyscy pacjenci z przeszczepem z wyjątkiem dwóch żyli w klinicznej remisji enteropatii i nie przyjmowali terapii immunosupresyjnej (Tabela S1). Analiza genetyczna krwi obwodowej pobranej po przeszczepie wykazała 100% chimeryzm dawcy w 4 przypadkach (Pt12, Pt14, Pt19 i Pt22) oraz mieszany chimeryzm dawca/biorca u pozostałych pacjentów. Na początku enteropatii trzech pacjentów miało zarówno HAA, jak i VAA (Pt12, Pt14 i Pt19), jeden miał tylko VAA (Pt17), a dwóch miał tylko HAA (Pt22 i Pt23) (ryc. 3). W pięciu przypadkach (Pt12, Pt14, Pt17, Pt22 i Pt23) remisji klinicznej lub znacznej poprawie po immunosupresji lub HSCT towarzyszyło zmniejszenie miana HAA i/lub VAA, które stało się niewykrywalne lub utrzymywało się przy bardzo niskich mianach w czterech przypadkach. przypadki z najdłuższą obserwacją. W jednym przypadku (Pt19) po HSCT, VAA stało się niewykrywalne, podczas gdy HAA utrzymywało się w wysokich mianach pomimo remisji klinicznej (ryc. 3D). W co najmniej jednym przypadku (Pt14) stwierdzono, że HAA jest czułym markerem enteropatii: HAA wykryto w wysokich mianach w związku z ciężką enteropatią w momencie rozpoznania IPEX, a następnie zmniejszyły się podczas remisji klinicznej i histologicznej po leczeniu immunosupresyjnym, osiągając szczyt podczas nawrotu klinicznego, a następnie stał się trwale niewykrywalny po udanym HSCT i remisji klinicznej (ryc. 3B). Chociaż mniej powszechne, VAA wykazywało wzór podobny do HAA. Spadek autoprzeciwciał obserwowany po HSCT był spowodowany niedoborem limfocytów B i IgG wtórnym do kondycjonowania. Rzeczywiście, z wyjątkiem Pt22, który miał krótki pooperacyjny przeszczep, wszyscy pacjenci z obniżonym mianem HAA lub VAA po HSCT (Pt12, 17 i 23) byli już immunizowani, a terapia IVIg była niezależna podczas pierwszego po HSCT.
Oś pionowa wskazuje miana autoprzeciwciał HAA (romby) i VAA (trójkąty), wyrażone w jednostkach arbitralnych, wzdłuż osi poziomej w miesiącach. Pionowa przerywana linia wskazuje datę HSCT, poziome kropkowane i przerywane linie wskazują odpowiednio punkt odcięcia dla dodatnich wyników HAA i VAA.
W tym badaniu pokazujemy, że HAA i VAA, łatwo mierzone za pomocą nowych testów LIPS i stosowane w połączeniu, są bardzo czułymi i specyficznymi markerami zespołu IPEX i mogą przewidzieć jego wynik kliniczny. W rzeczywistości wszyscy pacjenci IPEX z diagnozą potwierdzoną badaniami genetycznymi mieli podwyższone stężenia HAA lub VAA. W przeciwieństwie do tego, żaden z pacjentów z enteropatią bez mutacji FOXP3 (np. typu IPEX lub PID), pacjentów z T1D lub pacjentów z celiakią nie miał dodatniego wyniku ani HAA, ani VAA. Spośród tych dwóch markerów HAA miał najwyższą czułość, stwierdzoną u 12 z 13 pacjentów IPEX, podczas gdy VAA stwierdzono tylko u sześciu z nich. Warto zauważyć, że HAA i VAA okazały się cennymi markerami zespołu IPEX również w nietypowych przypadkach, takich jak Pt24, gdzie enteropatia nie była częścią obrazu klinicznego, zamiast tego dominował ciężki nieżyt żołądka, w którym podejrzewano IPEX, a następnie potwierdzono jedynie sekwencjonowaniem genu FOXP3 po wykryciu podwyższonego HAA. W przyszłości nowy test LIPS umożliwi bardziej systematyczne badania przesiewowe w kierunku HAA i VAA u pacjentów z niejednorodną zespoły kliniczne, z możliwością wykrywania jeszcze przypadki klinicznie nietypowych zespołów IPEX.
GADA była drugą najczęstszą reakcją autoprzeciwciał obserwowaną u pacjentów z IPEX po HAA. Chociaż GADA jest najczęstszym markerem autoprzeciwciał T1D, z szeroki zasięg miana podczas wystąpienia klinicznego, nie zawsze są związane z cukrzycą. W rzeczywistości można je znaleźć w innych chorobach autoimmunologicznych, w tym w zespole Tough Mana i autoimmunologicznej poliendokrynopatii (APS). Co ciekawe, u pacjentów z AFP GADA jest bardziej skorelowana z rozwojem objawów żołądkowo-jelitowych niż z cukrzycą. Co ciekawe, również u naszych pacjentów z IPEX, GADA przeważała, nie będąc niezmiennie związana z T1D.
Oprócz tego, że są dokładnymi markerami zespołu IPEX, HAA i VAA mogą mieć potencjalną wartość predykcyjną, zwłaszcza w odniesieniu do towarzyszącej enteropatii. Sześciu pacjentów z dostępnymi próbkami po próbce wykazało wysokie miana zarówno HAA, jak i VAA w momencie rozpoznania lub na początku objawów żołądkowo-jelitowych i przed leczeniem. Następnie, w pięciu przypadkach po leczeniu immunosupresyjnym i/lub HSCT (Pt12, Pt14, Pt17, Pt22 i Pt23), miana HAA i VAA spadły, stały się niewykrywalne lub utrzymywały się na niskim poziomie w pobliżu progu wykrywalności, odzwierciedlając remisję kliniczną i histologiczną powiązana enteropatia. W jednym z nich (Pt14) przemijającemu nawrotowi enteropatii występującemu podczas leczenia immunosupresyjnego towarzyszył pik HAA, a następnie spadek po remisji klinicznej. Niestety u tej pacjentki brak kolejnych próbek nie pozwolił na ustalenie czasu wzrostu autoprzeciwciał poprzedzającego nawrót enteropatii. W jednym przypadku (Pt19) remisji klinicznej towarzyszył spadek VAA, ale nie HAA, które utrzymywało się przy wysokich mianach do 15 miesięcy po HSCT. Stwierdzenie obniżenia miana HAA i VAA po HSCT u większości, ale nie u wszystkich pacjentów, jest niezwykle intrygujące, prawdopodobnie związane z przeżyciem resztkowych limfocytów gospodarza lub komórek plazmatycznych odpowiedzialnych za uporczywe wytwarzanie tych autoprzeciwciał.
Wprowadzenie tych markerów autoprzeciwciał do praktyka kliniczna byłoby stosunkowo proste, biorąc pod uwagę łatwość ich pomiaru za pomocą nowo opracowanego LIPS. Ostatnio zaproponowano tę technologię jako nową nieradioaktywną procedurę zastępowania radioaktywnego przeciwciała i złoty standard immunoprecypitacji białka A in vitro transkrybowanych i translowanych rekombinowanych ludzkich antygenów znakowanych 35S-metioniną, zwalidowaną przez ustalone programy standaryzacji autoprzeciwciał w obu T1D i celiakia. W ostatnich doniesieniach LIPS wykazał wydajność porównywalną z testami radiokomunikacyjnymi i lepszą niż istniejący wcześniej test ELISA. W tym badaniu LIPS zaprojektowano przy użyciu rekombinowanej chimerycznej lumiferazy Renilla (Rluc)-Harmonin i Rluc-Villin jako antygenów, co dało test z niskim szumem tła i liniową kwantyfikacją autoprzeciwciał zdolnych do rozróżnienia pozytywne rezultaty z ujemnych próbek surowicy. W ten sposób pomiar HAA i VAA za pomocą LIPS okazał się szybkim, prostym i powtarzalnym testem, łatwym do zastosowania w praktyce klinicznej.
Co ciekawe, tę samą skuteczność diagnostyczną kombinacji HAA i VAA zaobserwowano w przypadku autoprzeciwciał przeciwko enterocytom wykrytych za pomocą konwencjonalnej pośredniej immunofluorescencji. Pozostaje również niejasne, ale warto sprawdzić w przyszłości, czy harmoniczne i kosmki są jedynymi antygenami rozpoznawanymi na enterocytach przez autoprzeciwciała związane z IPEX, czy też inne cele autoantygenów enterocytów dla przeciwciał związanych z IPEX nie zostały jeszcze zidentyfikowane.
Do tej pory IPEX był uważany za komórkę T, a mianowicie choroba immunologiczna Dysfunkcje Treg, , , z ograniczoną uwagą na powiązane defekty w humoralnej odpowiedzi immunologicznej: nasze wyniki podkreślają związek głównych mutacji genu FOXP3 z wiarygodnym i mierzalnym autoprzeciwciałem swoistym dla antygenu. Jednakże, ponieważ komórki B nie wyrażają FOXP3, jest mało prawdopodobne, aby mutacje FOXP3 bezpośrednio wpływały na rozwój komórek B i/lub wytwarzanie przeciwciał. Jednak ostatnie badania sugerują, że limfocyty B mogą być zarówno bezpośrednim, jak i pośrednim celem hamującej funkcji, w której pośredniczą limfocyty Treg, a zmiana limfocytów Treg wpływa na miana autoprzeciwciał zarówno w modelach mysich, jak iu ludzi. Co więcej, bezpośrednie dane z myszy z mutantami foxp3 wskazują, że brak komórek Treg jest związany z nieprawidłowym rozwojem komórek B, utratą alergii na komórki B i rozwojem długo żyjących komórek plazmatycznych. Ponadto ostatnio wykazano, że niedobór FOXP3 u ludzi prowadzi do akumulacji klonów autoreaktywnych w przedziale dojrzałych naiwnych komórek B, co wskazuje na ważną rolę komórek Treg w kontroli punktów kontrolnych z perspektywy obwodowych komórek B.
Mechanizmy odpowiedzialne za autoimmunizację hormonów i kosmków w IPEX oraz rola tych autoantygenów w patologicznych objawach zespołu IPEX pozostają nieznane. Harmonina jest wyrażana w kilku tkankach, w tym jelito cienkie, okrężnica, nerka, oko, przedsionek ucha wewnętrznego i słabo trzustka. W jelicie ekspresja harmonizatora znajduje się głównie w komórkach nabłonka powierzchni światła iw górnej połowie krypt jelitowych i prawdopodobnie jest zlokalizowana w mikrokosmkach ręki; podobna lokalizacja została wykazana dla kosmków , . Biorąc pod uwagę, że główną cechą histopatologiczną enteropatii IPEX jest atrofia kosmków z apoptotyczną śmiercią komórek nabłonka jelitowego w połączeniu z umiarkowanym lub ciężkim stanem zapalnym, prawdopodobne jest, że harmoniczne i kosmki mogą w tym kontekście działać jako odpowiednie cele molekularne patogennej autoimmunizacji.
Badanie to wykazało, że HAA i VAA mierzone LIPS są dokładnymi markerami diagnostycznymi zespołu IPEX, w 100% dopasowanymi do mutacji genu FOXP3, które różnicują IPEX, w tym przypadki atypowe, od innych zaburzeń dziecięcych związanych z enteropatiami. Ogólnie rzecz biorąc, dane te wskazują, że HAA i VAA powinny być włączone do strumienia diagnostycznego i obserwacja kliniczna dla pacjentów z zespołem IPEX, u których zmiany miana HAA i VAA wskazujące na nawracającą enteropatię mogą pomóc klinicystom w podejmowaniu szybkich decyzji terapeutycznych.
Cechy kliniczne pacjentów IPEX.
Cechy kliniczne pacjentów podobnych do IPEX.
Kliknij tutaj po więcej informacji.
Autorzy są wdzięczni swoim kolegom, którzy uprzejmie dostarczyli próbki surowicy i informacje kliniczne w sprawie pacjentów z IPEX i IPEX: E.S. Kang i Y.H. Choe, Seul, Republika Korei; G. Zuin, Mediolan, Włochy; A. Staiano, R. Tronchone i V. Discepolo, Neapol, Włochy; J. Schmidtko, Berno, Szwajcaria; A. IkinciogullariZ. SedaUyan, M. Aydogan, E.O. Zu, Ankara, Turcja; G.R. Corazza i R. Ciccocioppo, Pawia, Włochy; S. Vignola, Genua, Włochy; A. Bilbao i S. Sanchez-Ramon, Madryt, Hiszpania; J. Reichenbachand M. Hoernes, Zurych, Szwajcaria; M. Abinun i M. Slatter, Newcastle upon Tyne, Wielka Brytania; M. Cipolli, Werona, Włochy; F. Gurakan, Ankara, Turcja; F. Locatelli i B. Lucarelli, Rzym, Włochy; C. Cancrini i S. Corrente, Rzym, Włochy; A. Tommasini, Triest, Włochy; L. Guidi, Rzym, Włochy; E. Richmond Padilla i O. Porras, San José, Kostaryka; S. Martino i D. Montin, Turyn, Włochy; M. Hauschild, Niemcy; K. Nadeau i M. Butte, Stanford, Kalifornia; A. Aiuti, G. Barera, F. Meschi i R. Bonfanti, Mediolan, Włochy. Autorzy dziękują również: M. Cecconi i D. Coviello za genotypowanie FOXP3; oraz członkom włoskiej grupy badawczej IPEX (www.ipexconsortium.org) R. Badolato, M. Cecconi, G. Colarusso, D. Coviello, E. Gambinera i A. Tommasini za wsparcie i zachętę. Autorzy są wdzięczni pacjentom i ich rodzinom za zaufanie i udział w naszych badaniach.
Zespół IPEX to zespół dysregulacji immunologicznej, poliendokrynopatii i enteropatii z dziedziczeniem recesywnym sprzężonym z chromosomem X (immunodysregiliacja, poliendokrynopatia i enteropatia, sprzężenie z chromosomem X).
Objawy: Poliendokrynopatia (naruszenie gruczołów dokrewnych), objawiająca się rozwojem cukrzycy typu 1. W tego typu cukrzycy komórki odpornościowe atakują i niszczą komórki trzustki, które wytwarzają insulinę, hormon zaangażowany w metabolizm (wymianę) glukozy (cukru) w organizmie. U pacjentów z IPEX insulina nie jest wytwarzana, rozwija się stan hiperglikemii - wysoka zawartość cukier we krwi. Możliwy jest również rozwój autoimmunologicznego zapalenia tarczycy – zapalenie tarczycy spowodowane atakiem własnego układu odpornościowego, tarczyca nie może już prawidłowo pełnić swoich funkcji (np. zaburzony jest metabolizm wapnia w organizmie). Enteropatia (zakażenie przewodu żołądkowo-jelitowego) objawia się uporczywą biegunką, która zaczyna się przed jedzeniem lub w trakcie jedzenia krwawienie jelitowe. Niedokrwistość hemolityczna - hemoliza (zniszczenie) czerwonych krwinek i zmniejszenie ilości hemoglobiny. Wysypki skórne według rodzaju wyprysku (wysypka skórna, której towarzyszy swędzenie i łuszczenie). Zapalenie stawów (zapalenie stawów), powiększenie węzłów chłonnych (wzrost i bolesność węzły chłonne), uszkodzenie nerek. Wyniszczenie ( ekstremalny stopień wyczerpanie). Zwiększona podatność na infekcje ze względu na obecność dysregulacji immunologicznej (zaburzenia w interakcji komórek układu odpornościowego ze sobą oraz z innymi komórkami) i/lub neutropenią (spadek liczby neutrofili – komórek układu odpornościowego, których główną funkcją jest chronią przed infekcjami): zapalenie płuc (zapalenie płuc), zapalenie otrzewnej ( ropne zapalenie otrzewna), posocznica (zatrucie krwi), septyczne zapalenie stawów(ropne zapalenie stawów).
Zespół IPEX jest związany z mutacjami w genie FOXP3
Metoda badawcza: sekwencjonowanie genu FOXP3
syndrom białkowy), który odgrywa ważną rolę w funkcjonowaniu cytoszkieletu. Reguluje polimeryzację aktyny. Normalna funkcja tego białka jest niezbędna do pełnej mobilności komórek, ich polaryzacji, tworzenia filopodiów podczas chemotaksji, adhezji komórek i tworzenia synapsy immunologicznej podczas interakcji komórek układu odpornościowego.
W zależności od umiejscowienia mutacji i długości dotkniętego nimi regionu genów rozwijają się trzy kliniczne warianty choroby: pełnoobjawowy zespół Wiskotta-Aldricha (konsekwencja delecji) oraz warianty z izolowaną manifestacją małopłytkowości lub neutropenii. Klasyczny obraz zespołu Wiskotta-Aldricha charakteryzuje się małopłytkowością z małymi płytkami krwi, egzemą i nawracającymi zakażeniami.
Zespół Wiskotta-Aldricha charakteryzuje się licznymi zaburzeniami w układzie odpornościowym, wpływającymi głównie na aktywność fagocytarną i cytolityczną komórek odporności wrodzonej, tj. funkcje najbardziej zależne od ruchu komórek i aktywnego udziału cytoszkieletu. Naruszenie tworzenia synapsy immunologicznej między limfocytami T a APC wpływa na wszystkie przejawy odporności nabytej.
Ataksja-teleangiektazja (zespół Louis-Bar)
Choroba dziedziczna spowodowana defektem genu ATM (zmutowana ataksja teleangiektazja). Odnosi się do chorób opartych na zespole rozpadów chromosomów. Choroba rozwija się w wyniku mutacji zachodzących w dowolnej części genu ATM. Skutkiem mutacji może być całkowity brak lub osłabienie syntezy białka ATM, a także synteza białka wadliwego funkcjonalnie.
Białko ATM - kinaza białkowa serynowo-treoninowa. Jego główną funkcją jest inicjowanie sygnałów naprawczych dla pęknięć dwuniciowego DNA, które występują zarówno w warunkach fizjologicznych (podczas mejozy, rearanżacja genów V receptorów rozpoznających antygen itp.), jak i indukowanych działaniem czynniki zewnętrzne(na przykład promieniowanie jonizujące). Kiedy DNA pęka, kinaza ATM ulega autofosforylacji i zmienia postać z dimerycznej na monomeryczną. Kinaza ATM zapewnia fosforylację białek kompleksu MRN i powiązanych czynników, które bezpośrednio przeprowadzają naprawę DNA. W przypadku niewielkiej liczby przerw z powodzeniem pełnią tę funkcję. Jeśli skuteczna naprawa nie jest możliwa, rozwija się apoptoza wywoływana przez czynnik p53. Brak pełnej naprawy DNA powoduje niestabilność genomu, co skutkuje wzrostem radiowrażliwości komórek, częstotliwości rozwoju nowotwory złośliwe zwłaszcza chłoniaki i białaczki.
Najbardziej charakterystycznym objawem klinicznym ataksji-teleangiektazji jest postępująca ataksja, objawiająca się zmianą chodu. Jest to spowodowane neurodegeneracją z atrofią móżdżku. Rozwój procesów neurodegeneracyjnych wynika z faktu, że podczas dojrzewania neuronów mózgu zachodzą procesy rekombinacji DNA, którym towarzyszą jego podwójne pęknięcia. Kolejnym objawem, który określił nazwę choroby, teleangiektazja, jest uporczywe rozszerzenie naczyń krwionośnych oka i twarzy.
Naruszenie naprawy pęknięć DNA, które występują podczas dojrzewania limfocytów T i B, leży również u podstaw niedoboru odporności obserwowanego w ataksji-teleangiektazji. Niedobór odporności objawia się przewlekłymi nawracającymi bakteryjnymi i wirusowymi chorobami zakaźnymi aparatu oskrzelowo-płucnego, które zwykle powodują śmierć pacjenta.
Zespół Nijmegena
Nijmegen to miasto w Holandii, w którym po raz pierwszy opisano ten zespół. Ta dziedziczna choroba nazywana jest zespołami załamań chromosomów, którym towarzyszy powstawanie niestabilności genomu. Rozwój tej choroby związany jest z mutacją w genie NBS1, którego produkt, nibryna, bierze udział w naprawie DNA w ramach kompleksu MRN, będącego substratem do fosforylacji przez kinazę białkową ATM. Pod tym względem zarówno patogeneza, jak i objawy kliniczne zespołu Nijmegena praktycznie pokrywają się z objawami ataksji-teleangiektazji. W obu przypadkach rozwijają się zmiany neurodegeneracyjne, jednak w zespole Nijmegena przeważają zjawiska małogłowie, ponieważ procesy rekombinacji DNA zachodzą również podczas dojrzewania neuronów mózgu.
Autoimmunologiczny zespół limfoproliferacyjny
Choroba charakteryzuje się upośledzoną apoptozą i związaną z nią niezłośliwą limfoproliferacją, hiperimmunoglobulinemią, procesami autoimmunologicznymi oraz wzrostem zawartości komórek CD3+ CD4-CD8- we krwi. Mutacje leżące u podstaw tego zespołu są najczęściej zlokalizowane w genie TFRRSF6 kodującym receptor Fas (CD95). Jedynie mutacje powodujące zmiany w obszarze wewnątrzkomórkowym cząsteczki CD95 prowadzą do objawów klinicznych. Rzadziej mutacje wpływają na ligand Fas i geny kaspazy 8 i 10 (patrz rozdział 3.4.1.5). Mutacje objawiają się osłabioną ekspresją cząsteczek kodowanych przez odpowiedni gen oraz osłabieniem lub całkowita nieobecność apoptotyczna transmisja sygnału.
Zespół limfoproliferacyjny sprzężony z chromosomem X
Rzadki niedobór odporności charakteryzujący się wypaczoną odpowiedzią przeciwwirusową, przeciwnowotworową i immunologiczną. Czynnikiem sprawczym zespołu limfoproliferacyjnego sprzężonego z chromosomem X jest wirus Epsteina-Barra. Wirus wnika do komórek B poprzez interakcję cząsteczki gp150 otoczki wirusowej z receptorem CD21 na błonie komórkowej. U pacjentów z zespołem limfoproliferacyjnym sprzężonym z chromosomem X dochodzi do poliklonalnej aktywacji limfocytów B i niezakłóconej replikacji wirusa.
Zakażenie wirusem Epsteina-Barra w zespole limfoproliferacyjnym sprzężonym z chromosomem X jest wynikiem mutacji w genie SH2D1A kodującym białko adaptorowe SAP [ Sygnalizacja białka związanego z cząsteczką aktywacji limfocytów (SLAM)]. Domena SH2 białka SAP rozpoznaje motyw tyrozynowy w cytoplazmatycznej części SLAM oraz szereg innych cząsteczek. Procesy, które zachodzą w komórkach układu odpornościowego po aktywacji za pośrednictwem receptora SLAM, odgrywają wiodącą rolę w odporności przeciwwirusowej. Receptor SLAM ulega ekspresji na tymocytach, komórkach T-, B-dendrytycznych i makrofagach. Ekspresja jest wzmocniona po aktywacji komórki. Regulacyjne działanie białka SAP wiąże się z tłumieniem aktywności fosfataz tyrozynowych w
4.7. Niedobory odporności | |
dotyczące SLAM. W przypadku braku SAP fosfataza SH-2 swobodnie wiąże się z receptorem SLAM, defosforyluje go i tłumi transdukcję sygnału. Nie dochodzi do aktywacji głównych efektorów ochrony przeciwwirusowej – komórek T i NK, co prowadzi do niekontrolowanego rozmnażania się wirusa Epstein-Barr. Ponadto SAP ułatwia interakcję kinazy tyrozynowej Fyn z receptorem SLAM, co ułatwia przekazywanie sygnału aktywacyjnego.
W różnych klinicznych objawach zespołu limfoproliferacyjnego sprzężonego z chromosomem X najbardziej stała jest piorunująca Zakaźna mononukleoza, łagodne i złośliwe zaburzenia limfoproliferacyjne, a także dysgammaglobulinemia lub hipogammaglobulinemia. Wśród zmian miejscowych dominuje uszkodzenie wątroby spowodowane naciekaniem limfocytami B zakażonymi wirusem Epsteina-Barra i aktywowanymi limfocytami T, co prowadzi do martwicy tkanki wątroby. Niewydolność wątroby jest jedną z głównych przyczyn zgonów pacjentów z zespołem limfoproliferacyjnym sprzężonym z chromosomem X.
Zespół IPEX
Związany z chromosomem X zespół dysregulacji immunologicznej, poliendokrynopatii i enteropatii ( Zaburzenia immunologiczne, poliendokrynopatia, enteropatia Zespół sprzężony z chromosomem X) rozwija się w wyniku mutacji w genie FOXP3, zlokalizowanym na chromosomie X. FOXP3 jest „genem nadrzędnym” odpowiedzialnym za rozwój regulatorowych komórek T o fenotypie CD4+ CD25+. Komórki te odgrywają kluczową rolę w hamowaniu aktywności autospecyficznych klonów limfocytów T na obwodzie. Defekt genu FOXP3 jest związany z brakiem lub niedoborem tych komórek oraz odhamowaniem różnych procesów autoimmunologicznych i alergicznych.
Zespół IPEX objawia się rozwojem wielu zmian autoimmunologicznych narządów dokrewnych, przewód pokarmowy i układ rozrodczy. Choroba ta zaczyna się w młodym wieku i charakteryzuje się uszkodzeniem wielu narządów dokrewnych (cukrzyca typu I, zapalenie tarczycy) z wysoki poziom autoprzeciwciała, ciężka enteropatia, kacheksja, niski wzrost, objawy alergiczne(egzema, alergia pokarmowa, eozynofilia, podwyższony poziom IgE), a także zmiany hematologiczne (niedokrwistość hemolityczna, małopłytkowość). Chore dzieci (chłopcy) umierają w pierwszym roku życia z powodu powtarzających się ciężkich chorób zakaźnych.
zespół APECED
Autoimmunologiczna poliendokrynopatia, kandydoza, dystrofia ektodermalna ( Autoimmunologiczna poliendokrynopatia, kandydoza, dystrofia ektodermalna) jest zespołem autoimmunologicznym spowodowanym defektem negatywnej selekcji tymocytów. Jej przyczyną są mutacje w genie AIRE odpowiedzialnym za ektopową ekspresję białek narządowo-specyficznych w komórkach nabłonkowych i dendrytycznych rdzenia grasicy odpowiedzialnych za selekcję negatywną (patrz rozdział 3.2.3.4). Proces autoimmunologiczny dotyczy głównie przytarczyc i nadnerczy, a także wysp trzustkowych (powstaje cukrzyca typu I), tarczycy i narządów płciowych.
Często towarzyszy mu rozwój kandydozy. Ujawniane są również defekty w morfogenezie pochodnych ektodermy.
Rozważając spektrum pierwotnych niedoborów odporności, uwagę zwraca brak jednostek nozologicznych związanych z patologią komórek NK. Do tej pory opisano nieco kilkanaście mutacji wpływających na funkcję tych komórek u osobników, co pozwala wnioskować, że niedobory odporności, które selektywnie wpływają na komórki NK, są niezwykle rzadkie.
4.7.2. Zakażenie wirusem HIV i zespół nabytego niedoboru odporności
Poza pierwotnymi niedoborami odporności, jedyną chorobą, której uszkodzenie układu odpornościowego jest podstawą patogenezy i determinuje objawy, jest zespół nabytego niedoboru odporności (AIDS); Zespół nabytego niedoboru odporności- AIDS). Tylko to można uznać za niezależną nabytą chorobę niedoboru odporności.
Historia odkrycia AIDS sięga 1981 roku, kiedy w postępowaniu Centrum Kontroli Chorób (USA, Atlanta) opublikowano raport grup lekarzy z Nowego Jorku i Los Angeles o niezwykłej chorobie zarejestrowanej u homoseksualnych mężczyzn. Charakteryzował się ciężką postacią zapalenia płuc wywołanego przez oportunistycznego grzyba Pneumocystis carinii. W kolejnych doniesieniach podano dane dotyczące poszerzenia grupy pacjentów oraz dane dotyczące obecności w nich niedoboru odporności związanego z gwałtownym spadkiem zawartości limfocytów T CD4+ w krążeniu, któremu towarzyszy rozwój procesów zakaźnych, które mogą być wywoływane, poza pneumocystami, przez inne fakultatywne patogeny. U niektórych pacjentów rozwinął się mięsak Kaposiego, który charakteryzował się nietypowym dla niego agresywnym przebiegiem. Do czasu opublikowania tych materiałów zmarło 40% zidentyfikowanych pacjentów. Później okazało się, że epidemia choroby opanowała już Afrykę równikową, gdzie choroba rozprzestrzenia się głównie poprzez heteroseksualny kontakt seksualny. Międzynarodowa społeczność medyczna nie tylko uznała istnienie nowej formy nozologicznej – „zespołu nabytego niedoboru odporności” ( Zespół nabytego niedoboru odporności), ale
oraz zapoczątkowała pandemię tej choroby. Dramatyczny debiut AIDS zwrócił na nią uwagę publiczności, daleko poza środowiskiem zawodowym. W naukach medycznych, zwłaszcza w immunologii, problem AIDS w istotny sposób wpłynął na rozkład wysiłków i środków finansowych na rozwój badań naukowych. Po raz pierwszy choroba związana z dominującym uszkodzeniem układu odpornościowego okazała się tak istotna z naukowego i społecznego punktu widzenia.
Do numer z początku 2007 r. Zarażonych wirusem HIV było 43 mln, z czego 25 mln zmarło, roczny wzrost tej liczby to 5 mln, a roczna śmiertelność 3 mln. 60% zarażonych żyje w Afryce Subsaharyjskiej.
W 1983 niemal równocześnie we Francji [L. Montagnier (L. Montagnier)]
oraz Stany Zjednoczone Ameryki [R.S. Gallo ( RC Gallo )] został zdefiniowany
4.7. Niedobory odporności | |
wirusowy charakter AIDS i jego czynnik sprawczy - HIV (ludzki wirus niedoboru odporności, Ludzki wirus niedoboru odporności - HIV). Należy do retrowirusów, tj. wirusy, w których RNA służy jako nośnik informacji dziedzicznej i jest odczytywany za pomocą odwrotnej transkryptazy. Wirus ten należy do podrodziny lentiwirusów - wolno działających wirusów, chorobotwórczy z długim okres inkubacji. Rodzaj HIV obejmuje gatunek HIV-1, który jest czynnikiem sprawczym typowy kształt AIDS i HIV-2, który różni się od HIV-1 szczegółami budowy i działania patogennego, ale ogólnie podobny do niego. HIV-2 powoduje łagodniejszy wariant choroby, występujący głównie w Afryce. Poniższe informacje dotyczą przede wszystkim wirusa HIV-1 (o ile nie zaznaczono inaczej). Istnieją 3 grupy HIV - M, O i N, podzielone na 34 podtypy.
Obecnie przyjmuje się, że HIV-1 pochodzi od wirusa szympansów w Afryce Zachodniej (najprawdopodobniej w Kamerunie, kraju endemicznym HIV) około lat 30. XX wieku. HIV-2 pochodzi od małpiego wirusa SIVsm. Warianty HIV-1 są nierównomiernie rozmieszczone na całym świecie. W rozwiniętych krajach Zachodu dominuje podtyp B, w Europie Środkowej i Rosji - podtypy A, B i ich rekombinanty. Inne warianty dominują w Afryce i Azji, a wszystkie znane podtypy HIV występują w Kamerunie.
Morfologia, geny i białka ludzkiego wirusa niedoboru odporności
Strukturę wirusa HIV pokazano na ryc. 4.46. Wirus ma średnicę około 100 nm. Otacza go muszla, z której wystaje w kształcie grzyba
Powłoka
Białka i enzymy nukleokapsydu
Nukleokapsyd
Ryż. 4.46. Schemat strukturalny ludzkiego wirusa niedoboru odporności 1 (HIV-1)
Rozdział 4 |
||||||||||||||||||||
Ryż. 4.47. Struktura genomu ludzkiego wirusa niedoboru odporności 1 (HIV-1). Wskazano położenie genów na dwóch cząsteczkach RNA wirusa
kolce, których zewnętrzna część jest tworzona przez białko otoczki gp120, a części sąsiadujące z błoną i transbłonowe są tworzone przez białko gp41. Kolce reprezentują trimery nazwanych cząsteczek. Białka te biorą udział w interakcji między wirusem a komórką gospodarza, a odpowiedź immunologiczna gospodarza jest skierowana głównie przeciwko nim. Deeper to warstwa matrycy, która działa jak szkielet. Środkową część wirusa tworzy kapsyd w kształcie stożka, który zawiera genomowy RNA. Tu również zlokalizowane są nukleoproteiny i enzymy: odwrotna transkryptaza (p66/p51), integraza (p31–32), proteaza (p10) i RNaza (p15).
Strukturę genetyczną wirusa HIV i białka kodowane przez jego geny przedstawiono na ryc. 4.47. Dwie jednoniciowe cząsteczki RNA o łącznej długości 9,2 kb zawierają 9 genów kodujących 15 białek HIV. Sekwencje kodujące struktury wirusa są ograniczone na końcach 5' i 3' przez długie powtórzenia końcowe (LTR-Long terminalne powtórzenia), które pełnią funkcje regulatorowe. Geny strukturalne i regulacyjne częściowo się pokrywają. Główne geny strukturalne to 3-gag, pol i env. Gen gag determinuje tworzenie swoistych dla grupy antygenów rdzeniowych - nukleoidu i macierzy. Gen pol koduje polimerazę DNA (odwrotną transkryptazę) i inne białka nukleotydowe. Gen env koduje tworzenie białek otoczki wspomnianych powyżej. We wszystkich przypadkach przetwarzaniu poddawany jest pierwotny produkt genu, tj. podzielone na mniejsze białka. Geny regulacyjne znajdują się pomiędzy genami pol i env (geny vif, vpr, vpu, vpx, rev, tat) i dodatkowo zajmują 3'-końcową część genomu (fragmenty genów tat i rev, gen nef) . Białka kodowane przez geny regulatorowe są ważne dla tworzenia wirionu i jego związku z komórką. Spośród nich najważniejszymi białkami są tat, transaktywator transkrypcji i nef (27 kDa), jego negatywny regulator. Wadliwe białko nef jest wykrywane w „długich wątrobach” zakażonych wirusem HIV, które nie wykazują progresji choroby.
Białka otoczki gp120 i gp41 są najważniejsze dla immunologii infekcji HIV, diagnostyki i rozwoju podejść do immunoterapii AIDS. Niezwykle wysoka zmienność wirusa HIV jest związana z genomem menv. Gen zawiera 5 regionów stałych (C) i pięć regionów zmiennych (V); w tym ostatnim sekwencja aminokwasów różni się w zależności od izolatu wirusa o 30–90%. Pętla zmienna V3 jest szczególnie istotna dla immunogenności. Częstotliwość mutacji w genie env wynosi 10-4-10-5 zdarzeń na genom na cykl, tj. 2-3 rzędy wielkości wyższa niż zwykła częstotliwość mutacji genów. Znaczną część cząsteczki zajmują reszty węglowodanowe.
4.7. Niedobory odporności | |
Zakażenie komórek ludzkim wirusem niedoboru odporności
Proces zakażenia ludzkich komórek wirusem HIV i jego późniejsza replikacja obejmuje kilka etapów. We wczesnej fazie koło życia można wyróżnić następujące fazy:
– Wiązanie wirusa HIV z powierzchnią komórki (odbiór);
– fuzja błon wirusa i komórki oraz wnikanie wirusa do komórki (fuzja i „rozbieranie”);
– początek odwrotnej transkrypcji; tworzenie kompleksu preintegracyjnego;
– transport kompleksu preintegracyjnego do nukleoplazmy;
– integracja prowirusa z genomem komórki.
Do etapy późnej fazy cyklu życiowego HIV obejmują:
– transkrypcja wirusowego RNA na zintegrowanej matrycy prowirusowego DNA;
– eksport wirusowego RNA do cytozolu;
– translacja wirusowego RNA, przetwarzanie białek;
– montaż cząsteczki wirusa na błonie komórkowej;
– uwolnienie nowo utworzonego wirionu.
Głównymi bramami wejściowymi zakażenia są błony śluzowe przewodu moczowo-płciowego i przewodu pokarmowego. Przenikanie wirusa do organizmu jest znacznie ułatwione w przypadku uszkodzenia błony śluzowej, ale infekcja jest możliwa nawet przy ich braku. W tym przypadku wirus jest wychwytywany przez procesy komórek dendrytycznych wnikających do światła narządu. W każdym razie komórki dendrytyczne jako pierwsze wchodzą w interakcję z HIV. Przenoszą wirusa do regionalnego węzła chłonnego, gdzie infekują limfocyty T CD4+ podczas interakcji komórek dendrytycznych z limfocytami T podczas prezentacji antygenu.
Przyjmowanie wirusa HIV jest spowodowane wzajemnym rozpoznawaniem trimeru białka gp120 wirusa i błonowej glikoproteiny CD4 komórki gospodarza. Na obu cząsteczkach zlokalizowane są miejsca odpowiedzialne za ich interakcję. Na cząsteczce gp120 region ten znajduje się w jej części C-końcowej (reszty 420-469), dodatkowo istnieją 3 inne regiony ważne dla tworzenia miejsca interakcji z CD4 oraz region (254-274) odpowiedzialny za wnikanie wirusa do komórki po związaniu się z błoną CD4. W cząsteczce CD4 miejsce wiązania gp120 znajduje się w N-końcowej domenie V (D1) i obejmuje sekwencje reszt 31-57 i 81-94.
Ponieważ receptorem dla HIV jest cząsteczka CD4, spektrum komórek docelowych tego wirusa określa jego ekspresja (Tabela 4.20). Naturalnie głównym celem są limfocyty T CD4+, a także niedojrzałe tymocyty wyrażające oba koreceptory (CD4 i CD8). Komórki dendrytyczne i makrofagi, które słabo wyrażają CD4 na błonie, są również skutecznie zakażone wirusem i służą jako jego aktywni producenci (replikacja wirusa HIV w komórkach dendrytycznych jest nawet wyższa niż w limfocytach T). Inne komórki zawierające co najmniej niewielkie ilości CD4 na powierzchni są również celem HIV - eozynofile, megakariocyty, komórki śródbłonka, niektóre nabłonki (nabłonek grasicy, komórki M jelit) i komórki nerwowe(neurony, komórki mikrogleju, astrocyty, oligodendrocyty), plemniki, komórki kosmówki, mięśnie prążkowane.
680 Rozdział 4
Tabela 4.20. Stan parametrów immunologicznych w zespole nabytego niedoboru odporności
Indeks | Przedkliniczne | Etap kliniczny |
manifestacje |
||
Liczba limfocytów | ||
normalny lub obniżony | Mniej niż 200 komórek na |
|
1 µl krwi |
||
normalne lub podwyższone | normalny lub obniżony |
|
(procent może być |
||
Stosunek CD4+/CD8+ | ||
Stosunek Th1/Th2 | normalny lub obniżony | |
Aktywność cytotoksyczna | Zwiększony | |
Komórki T iCal | ||
Odpowiedź komórek T | normalny lub obniżony | ostro przygnębiony |
dla mitogenów | ||
normalny lub obniżony | ||
Antygenemia | Pojawia się | Zaginiony |
2-8 tydzień | ||
Przeciwciała w obiegu | Zwykle pojawiają się po | Teraźniejszość |
Czynniki rozpuszczalne w | Rozpuszczalne formy łańcucha α IL-2R, CD8, TNFR, |
|
krążenie | β2 -mikroglobulina, neopteryna |
|
Zmniejszona funkcja |
||
Tkanki limfoidalne, aso- | Wczesny spadek zawartości | Silne tłumienie |
cytowany śluzem | represja limfocytów T CD4+ | limfocyty T, zwłaszcza sub- |
muszle | populacje CD4+ |
|
odporność wrodzona | normalne lub stłumione | zduszony |
Dodatkowymi cząsteczkami niezbędnymi do wniknięcia HIV do komórek, jego koreceptorami są 2 receptory chemokin: CXCR4 (receptor dla chemokin CXCL12) i CCR5 (receptor dla chemokin CCL4 i CCL5). W mniejszym stopniu rola koreceptora jest nieodłączna nawet w kilkunastu receptorach chemokin. CXCR4 służy jako koreceptor dla szczepów HIV-1 hodowanych na linie komórek T, oraz CCR5 - dla szczepów hodowanych na liniach makrofagów (jest obecny na makrofagach, komórkach dendrytycznych, a także na limfocytach T CD4+). Oba te receptory są klasyfikowane jako rodopsynopodobne, przekazujące sygnał do komórki przez powiązane z nimi białko G (patrz rozdział 4.1.1.2). Oba chemoreceptory wchodzą w interakcję
Z białko gp120; miejsce wiązania tych receptorów otwiera się w cząsteczce gp120 po interakcji z CD4 (ryc. 4.48). Różne izolaty wirusa HIV różnią się pod względem selektywności wobec niektórych współreceptorów. Wspierająca rola w recepcji HIV-2 odgrywają cząsteczki adhezyjne, w szczególności LFA-1. Po zakażeniu komórek dendrytycznych w interakcji
Z HIV bierze udział w receptorze lektyn ZNAK DC.
4.7. Niedobory odporności | |
Hiperzmienne regiony gp120
Ryż. 4.48. Schemat interakcji między wirusem a komórką docelową podczas jej infekcji. Zilustrowano jedną z opcji interakcji cząsteczek receptora komórek T i cząsteczek HIV-1, która zapewnia przenikanie wirusa do komórki.
Koreceptory odgrywają ważną rolę w fuzji otoczki wirusa z błoną komórkową. Od strony wirusa główną rolę w fuzji odgrywa białko gp41. Po fazach fuzji (fuzji) i „rozbierania” wirusa powstaje kompleks reversetazy, który zapewnia odwrotną transkrypcję z utworzeniem dwuniciowego prowirusowego DNA.
Za pomocą wirusowej integrazy enzymatycznej cDNA jest integrowany z DNA komórki, tworząc prowirusa. Cechą integracji genów HIV z genomem komórkowym jest to, że do jego wdrożenia nie jest wymagany podział komórki. W wyniku integracji powstaje utajona infekcja, która zwykle obejmuje komórki pamięci T, „uśpione” makrofagi, które służą jako rezerwa infekcji.
Replikacja HIV zachodzi głównie lub wyłącznie w aktywowanych komórkach. Aktywacja limfocytów T CD4+ indukuje czynnik transkrypcyjny NF-kB, który wiąże się z promotorami zarówno komórkowego, jak i wirusowego DNA. Komórkowa polimeraza RNA dokonuje transkrypcji wirusowego RNA. Wcześniej niż inne transkrybowane są geny tat i rev, których produkty biorą udział w replikacji wirusa.Tat jest białkiem, które oddziałuje z długimi sekwencjami końcowymi (LTR), co dramatycznie zwiększa szybkość transkrypcji wirusa. Rev to białko, które ułatwia wyjście z jądra wirusowych transkryptów mRNA, zarówno splicingowych, jak i niesplicowanych. Uwolnione z jądra wirusowego mRNA służy jako matryca do syntezy białek strukturalnych i regulatorowych. Białka strukturalne gag, env, pol tworzą cząsteczkę wirusa, która pączkuje z komórki.
Stymulacja limfocytów przez mitogeny wzmaga replikację wirusa HIV i jego działanie cytopatogenne. Sprzyjać temu mogą endogenne czynniki towarzyszące aktywacji komórek, indukowane w aktywowanych limfocytach i makrofagach (wspomniano już o NF-κB). Takimi czynnikami mogą być również cytokiny, zwłaszcza TNFα i IL-6. Pierwszy aktywuje transkrypcję genów HIV, drugi stymuluje ekspresję HIV w komórkach gospodarza. Podobny efekt mają czynniki stymulujące tworzenie kolonii GM-CSF i G-CSF. IL-1, IL-2, IL-3 i IFNγ mogą działać jako kofaktory aktywacji HIV. Hormony glukokortykoidowe nadnerczy przyczyniają się do realizacji programu genetycznego HIV. IL-4, IL-7 i IFNα mają przeciwne efekty.
Odpowiedź immunologiczna na antygeny HIV
Ostra infekcja wirusowa charakteryzuje się stosunkowo szybkim tworzeniem się komórek T CD4+ i CD8+ specyficznych wobec antygenu, które syntetyzują IFNγ. Prowadzi to do szybkiego spadku zawartości wirusa we krwi, ale nie do jego zaniku. Odpowiedź komórkowa na zakażenie wirusem HIV polega na tworzeniu swoistych dla antygenu komórek pomocniczych T CD4+ i T-killerów CD8+. Cytotoksyczne limfocyty T CD8+ są wykrywane w przebiegu AIDS z wyjątkiem późnych stadiów, podczas gdy swoiste wobec wirusa limfocyty T CD4+ są wykrywane tylko we wczesnych stadiach choroby. T-zabójcze CD8+ zabijają zakażone komórki, zanim wirus opuści komórkę, przerywając w ten sposób replikację wirusa. Istnieje wyraźna odwrotna zależność między mianem wirusa w osoczu krwi a liczbą specyficznych T-killerów CD8+. Wzrost aktywności proliferacyjnej limfocytów T CD4+ i CD8+ specyficznych wobec antygenu koreluje ze spowolnieniem postępu choroby. U pacjentów z dużą liczbą T-killerów CD8+ charakterystyczny jest powolny postęp choroby. Limfocyty T CD4+ odgrywają również ważną rolę w eliminacji wirusa: istnieje związek między odpowiedzią proliferacyjną limfocytów T CD4+ na antygeny HIV a poziomem wirusa w osoczu. Należy zauważyć, że ciężkość wiremii jest ściślej odwrotnie skorelowana z produkcją IL-2 niż IFNγ. W przewlekłej infekcji wirusowej efektorowe komórki T są zatrzymywane ilościowo, ale zmieniają się funkcjonalnie. Zmniejszona zdolność komórek T CD4+ do syntezy IL-2; osłabienie tworzenia cząsteczek cytotoksycznych przez komórki T CD8+. Uważa się, że zmniejszona aktywność proliferacyjna limfocytów T CD8+ wynika ze zmniejszonego wytwarzania IL-2 przez komórki pomocnicze CD4+. Osłabienie ochrony przeciwwirusowej jest ułatwione przez różnicowanie limfocytów T CD4+ do komórek pomocniczych typu Th2. Nawet spektrum cytokin syntetyzowanych przez cytotoksyczne limfocyty T CD8+ charakteryzuje się przewagą cytokin Th2.
Naturalne byłoby oczekiwanie, że procesy odpornościowe, które, choć w osłabionej formie, rozwijają się w odpowiedzi na inwazyjnego wirusa, będą w stanie przynajmniej mały stopień chronić organizm przed infekcją. W rzeczywistości, jeśli tak się stanie, to tylko dalej okres początkowy choroby. Następnie, pomimo obecności limfocytów T CD4+ i CD8+ specyficznych dla antygenu, dochodzi do intensywnej replikacji wirusa. Jest to konsekwencją selekcji wirusów ze zmianami w epitopach rozpoznawanych przez
Stany spowodowane upośledzoną odpornością komórkową (defekt komórek T) są ciężkimi złożonymi zespołami niedoboru odporności. U niektórych pacjentów te formy niedoboru odporności mogą powodować rozwój skrajnie groźnych chorób (nawet zagrażających życiu), u innych – jedynie drobne problemy zdrowotne. Przyjrzyjmy się bardziej szczegółowo chorobom, które rozwijają się z naruszeniem odporności komórkowej.
Przewlekła kandydoza skóry i błon śluzowych
Kandydoza (pleśniawka) rozwija się, gdy infekcja grzybicza dotyczy skóry i błon śluzowych. W rzadkich przypadkach infekcja może rozprzestrzenić się na narządy wewnętrzne.Istnieje predyspozycja do rozwoju kandydozy z wybiórczym niedoborem limfocytów T. Leczenie kandydozy wymaga użycia specjalnego leki przeciwgrzybicze(Niektórzy pacjenci wymagają dożywotniej terapii podtrzymującej.)
Chondrodysplazja przynasadowa
Ta choroba jest autosomalnym recesywnym niedoborem odporności. Powszechne w małżeństwach spokrewnionych. Pacjenci cierpiący na chondrodysplazję przynasadową mają cienkie, łamliwe włosy i są bardzo podatni na infekcje wirusowe. W niektórych przypadkach chorobę można wyleczyć przeszczepem szpiku kostnego.Zespół limfoproliferacyjny sprzężony z chromosomem X
Zespół limfoproliferacyjny sprzężony z chromosomem X charakteryzuje się zwiększoną podatnością na wirusa Epsteina-Barra. Wirus Epsteina-Barra może powodować rozwój niebezpiecznych chorób (mononukleoza zakaźna, niedokrwistość aplastyczna, rak węzłów chłonnych, ospa wietrzna, zapalenie naczyń, opryszczka).Należy zauważyć, że choroba ta jest dziedziczona tylko przez mężczyzn.
