Симптоми на комбиниран Т и В-клетъчен имунодефицит

При хората, тежкият комбиниран имунодефицит е описан за първи път през 1950 г. в Швейцария при няколко кърмачета с лимфопения, починали от инфекции през първата година от живота. Ето защо изразът „швейцарски тип SCID“ се среща в литературата в продължение на много години. В следващите години е разкрито, че тежкият комбиниран имунодефицит включва много синдроми с различен генетичен произход и различни видове унаследяване (X-свързан в 46% от случаите и автозомно-рецесивен в 54%). Общата честота на SCID е 1:50 000 новородени. В момента е известен генетичният произход на приблизително 15 форми на SCID, които въз основа на разликите в имунологичния фенотип могат да бъдат разделени на 5 групи: T-B+ NK+, TB- NK+, T-B+ NK-, T+B+NK- и TB-NK-.

Основните клинични прояви на тежък комбиниран имунодефицит са практически независими от генетичния дефект. Пациентите със SCID се характеризират с ранно, през първите седмици и месеци от живота, начало на клиничните прояви на заболяването под формата на хипоплазия на лимфоидната тъкан, персистираща диария, малабсорбция, инфекции на кожата и лигавиците, прогресивно увреждане на дихателните пътища. Причинителите на инфекциите са бактерии, вируси, гъбички, опортюнистични микроорганизми (предимно Pneumocyctis carini). Цитомегаловирусната инфекция протича под формата на интерстициална пневмония, хепатит, ентеровируси и аденовирус причиняват менингоенцефалит. Кандидоза на лигавиците и кожата, онихомикоза са много чести. Развитието на регионална и/или генерализирана BCG инфекция след ваксинация е типично. На фона на тежки инфекции се наблюдава изоставане във физическото и двигателното развитие. Трябва да се помни, че дори при наличие на тежък комбиниран имунодефицит, кърмачетата не развиват веднага всички горепосочени симптоми и в продължение на 2-3 месеца могат да растат и да се развиват почти нормално, особено ако не е направена BCG ваксинация. Трансплацентарният трансфер на майчини лимфоцити може да причини симптоми на реакция на присадка срещу гостоприемник (GVHD), в този случай наречена майчино-фетална GVHD. Тя се проявява главно под формата на кожен еритематозен или папулозен обрив и увреждане на черния дроб.

Лабораторните изследвания в повечето случаи разкриват тежка лимфопения, хипогамаглобулинемия и намалена пролиферативна активност на лимфоцитите. Почти нормален брой лимфоцити може да е резултат от трансплацентарен трансфер на лимфоцити от майката. Както бе отбелязано по-горе, Т-лимфоцитите са значително намалени при всички форми на тежък комбиниран имунен дефицит, но броят и функциите на В-лимфоцитите и NK клетките зависят от генетичния дефект, лежащ в основата на SCID. В редки случаи се наблюдават нормални концентрации на имуноглобулини, но тяхната недостатъчна специфичност води до пълна неефективност на хуморалната връзка. По-долу ще разгледаме някои особености на патогенезата на различни форми на тежък комбиниран имунен дефицит.

Молекулярно-генетични особености на различни форми на тежък комбиниран имунен дефицит

Т- Б- НК- ТКИН

• Ретикуларна дисгенеза

Ретикуларната дисгенеза е рядка форма на тежък комбиниран имунен дефицит, характеризиращ се с нарушено съзряване на лимфоидни и миелоидни прекурсори в ранните етапи на развитие в костния мозък. Предполага се автозомно-рецесивен тип наследяване, но поради рядкостта на заболяването, той не е доказан. Молекулярно-генетичната основа на заболяването е неизвестна. Заболяването се характеризира с тежка лимфопения, гранулоцитопения, тромбоцитопения, тежки инфекции, водещи до ранна смърт на пациентите.

Т- Б+ НК- ТКИН

• Х-свързан тежък комбиниран имунодефицит

Х-свързаният SCID, или дефицит на g-верига, е най-често срещаната форма (повече от 50% от всички форми на тежък комбиниран имунодефицит). Развива се в резултат на мутация в гена на общата g-верига (CD132) на рецепторите на интерлевкини 2, 4, 7, 9, 15. Мутацията във веригата води до блокиране на рецепторите, в резултат на което целевите клетки не са в състояние да реагират на действието на съответните интерлевкини. Имунологичните нарушения, развиващи се при тези пациенти, се характеризират с липса на Т-клетки и NK-клетки и увеличаване на броя на В-клетките. В резултат на липсата на Т-клетъчна регулация, производството на имуноглобулини от В-клетките е рязко намалено.

• Дефицит на Jak3

Тирозин киназата Jak3 от семейство Janus е необходима за предаване на активиращия сигнал от общата верига на IL2, 4, 7, 9, 15 към клетъчното ядро. Дефицитът на jak3 причинява същото дълбоко увреждане на диференциацията на Т- и NK-клетките, както дефицитът на общата верига. Имунологичните аномалии и клиничните прояви при пациенти с дефицит на Jak3 са подобни на тези при Х-свързан SCID.

• Дефицит на CD45

Трансмембранната протеин тирозин киназа CD45, специфична за хематопоетичните клетки, е необходима за предаването на сигнала от антигенния рецептор на Т и В клетките. Мутациите в гена CD45 водят до развитие на SCID, характеризиращо се с рязко намаляване на броя на Т клетките, нормалните В клетки и прогресивно намаляване на серумните концентрации на имуноглобулини. Броят на NK лимфоцитите е намален, но не напълно.

Т- Б- НК+ ТКИН

• Пълен дефицит на RAG1/RAG2

Протеиновите продукти на гените, активиращи рекомбинацията (RAG1 и RAG2), инициират образуването на имуноглобулини и Т-клетъчни рецептори, необходими за диференциацията на В и Т клетките. По този начин, мутациите в RAG гените водят до образуването на тежък комбиниран имунодефицит. При тази форма на имунодефицит Т и В клетките липсват, докато броят на NK клетките е нормален. Количеството на серумните имуноглобулини е рязко намалено.

• Радиочувствителен SCID (дефицит на Artemis)

През 1998 г. бяха идентифицирани пациенти с тежък комбиниран имунодефицит TB-NK+ без мутации в гените RAG1/RAG, силно чувствителни към йонизиращо лъчение и нарушено възстановяване на двойноверижни разкъсвания на ДНК. Т- и В-лимфоцитите разпознават антигени, използвайки молекули на Т-клетъчни рецептори (TCR) и имуноглобулиноза. Антиген-специфичните региони на тези рецептори се състоят от три сегмента: V (променлив), D (разнообразие) и J (унификация). Полиморфизмът на антиген-специфичните региони на TCR и имуноглобулините се осигурява от процеса на соматично пренареждане и V(D)J рекомбинация. По време на рекомбинацията на имуноглобулинови гени и TCR, RAG протеините индуцират двойноверижни разкъсвания на ДНК. Поправянето на индуцираните от радиация и спонтанни разкъсвания на ДНК изисква редица протеин кинази и наскоро идентифициран фактор, наречен Artemis. Artemis е необходим за спиране на клетъчния цикъл в случай на увреждане на ДНК.

Мутациите в гена Artemis водят до развитие на автозомно-рецесивен тежък комбиниран имунодефицит с повишена радиочувствителност, характеризиращ се с липса на Т- и В-лимфоцити и хромозомна нестабилност. Отличителна черта на клиничните прояви, освен характерните за scex SCID, е наличието на номоподобни лезии на устната лигавица и други локализации.

Т- Б+ НК+ ТКИХ

• Дефицит на IL-7R

Т- и В-клетъчните прекурсори експресират функционален IL7R, състоящ се от α-верига и обща y-верига. Експресията на този рецептор е критична за съзряването на Т-лимфоцитите, но не и за развитието на В-лимфоцитите. Мутациите в гена за алфа-веригата на IL-7R водят до SCID, с TB-NK+ фенотип и значително намалени серумни концентрации на имуноглобулини.

Т+ Б+ НК-ТКИН

През 2001 г. Gilmour KC и др. за първи път описват пациент с нисък абсолютен брой на Т-лимфоцитите, нормален брой на В-клетките и пълна липса на NK клетки. Въпреки че не са открити мутации в гените за общата Y верига или JAK3, функционалните изследвания показват нарушено фосфорилиране на JAK3 чрез IL2R комплекса. Последващият флоуцитометричен анализ показва значително намаляване на експресията на бета веригата на IL15 рецептора (IL15Rbeta). Не са открити обаче мутации в гена IL15Rbeta, което предполага наличието на транскрипционни дефекти, които са отговорни за липсата на експресия на IL15Rbeta веригата.

• Дефицит на ензими за метаболизъм на пурин

Дефицитът на два ензима, катализиращи пуриновия метаболизъм - аденозин деаминаза (ADA) и пурин нуклеозид фосфорилаза (PNP) - е свързан с развитието на комбиниран имунен дефицит. Поради липсата на тези ензими се натрупват токсични за клетките продукти - дезоксиаденозин и дезоксигуанозин, които се фосфорилират частично в лимфоидните клетки, превръщайки се в съответните дезоксинуклеозидни трифосфати. Токсичността на тези продукти е особено важна в бързо делящите се клетки и се състои в инхибиране на синтеза на ДНК, индуциране на апоптоза, нарушаване на метилирането и др. И двете състояния са хетерогенни по клинични прояви в зависимост от локализацията на мутацията по протежение на гените и степента, до която в резултат на това страда функцията на съответния ензим.

• Дефицит на аденозин деаминаза (ADA)

Дефицитът на аденозин деаминаза е една от първите идентифицирани форми на SCID (Тиничен комбиниран имунодефицит). Генът за аденозин деаминаза е локализиран на 20ql3.ll. Известни са повече от 50 мутации на гена ADA. Съществува връзка между генетично обусловената остатъчна активност на аденозин деаминазата и метаболитния и клиничен фенотип. ADA се експресира в различни тъкани, като експресията ѝ е особено висока в незрелите тимоцити и В-лимфоцити, като експресията на ADA намалява с узряването на клетките. При дефицит на аденозин деаминаза, дезоксиаденозин трифосфат и S-аденозилхомоцистеин се натрупват в клетките. Тези метаболити инхибират пролиферацията на ТТ и В-лимфоцити.

Повечето пациенти с аденозиндеаминазен дефицит проявяват всички характеристики на SCID в ранна възраст. Това обикновено са пациентите с най-нисък брой лимфоцити и най-ранните и най-тежки прояви. Тези пациенти не показват присаждане на майчини лимфоцити. В допълнение към имунологичните, нарушенията на пуриновия метаболизъм могат да причинят скелетни нарушения. Така, рентгеновото изследване разкрива уголемени костохондрални стави (както при рахит), разширени краища на ребрата, тазова дисплазия. Следните неврологични промени също са описани при пациенти: нистагъм, сензорна глухота, спастични нарушения, нарушено психомоторно развитие (независимо от инфекции). Чест признак на аденозиндеаминазен дефицит е повишаването на трансаминазите, вероятно показващо наличие на токсичен хепатит.

През последните години са описани варианти на ADA дефицит с „късно начало“ и дори са идентифицирани здрави индивиди с частичен ензимен дефицит.

Лечението на пациенти с тежки прояви на ADA дефицит практически не се различава от терапията на други SCID. Експериментален метод обаче е прилагането на заместителна терапия с ензима PEG-ADA интрамускулно в доза 15-30 mg/kg/седмица. Корекцията на дефектите изисква дългосрочно и непрекъснато лечение. Броят и функцията на Т-лимфоцитите обикновено се подобряват до 6-12 седмици терапия, но дори след продължително лечение (10 години), лимфопенията и нарушеният митогенен отговор персистират при повечето пациенти.

• Дефицит на пурин нуклеотид фосфорилаза (PNP)

Генът PNP е разположен на 14ql3. За разлика от ADA, активността на пурин нуклеозо фосфорилазата се увеличава с узряването на Т-лимфоцитите. При дефицит на PNP, дезоксигуанозин трифосфатът се натрупва в клетките, инхибирайки пролиферацията на Т-лимфоцитите.

Както при дефицит на аденозин деаминаза, повечето пациенти с дефицит на пурин нуклеозо фосфорилаза развиват клинични прояви на SCID в ранна детска възраст, въпреки че в някои случаи е описано по-късно начало. Свързаните синдроми с дефицит на PNP са урикемия и урикурия. Пациентите с дефицит на пурин нуклеозо фосфорилаза често имат автоимунни (хемолитична анемия, тромбоцитопения, неутроления, системен лупус еритематозус) и неврологични (плегия, пареза, атаксия, тремор, умствена изостаналост) прояви. Пациентите имат повишена склонност към рак. Лабораторните изследвания показват рязко намаляване на Т-лимфоцитите и, като правило, нормален брой В-лимфоцити. Проявите на дисрегулация на В-лимфоцитите включват повишени нива на имуноглобулини, гамопатия и наличие на автоантитела.

• Дефицит на MHC II

Синдромът на голите лимфоцити е вроден имунодефицит, който се развива поради липсата на експресия на молекули от клас II на главния комплекс за хистосъвместимост (MHC II) върху клетъчната повърхност. При това заболяване, поради дефекти в гените, контролиращи MHC II, няма експресия на неговите молекули, необходими за диференциация и активиране на CD4+ клетките, Т-клетъчната селекция в тимуса е нарушена и се развива тежък имунодефицит. Увредените гени кодират четири високоспецифични транскрипционни фактора (RFXANK, RFX5, RFXAP и CITA), които регулират експресията на MHC II. Първите три са субединици на RFX (Регулаторен фактор X), тримерен ДНК-свързващ комплекс, който регулира всички MHC II промотори. CIITA (Транс активатор от клас II) е коактиватор, който не се свързва с ДНК и контролира експресията на MHC II.

Заболяването се характеризира с типични клинични признаци на SCID, които обаче са по-леки. Така, в група от 9 нетрансплантирани пациенти с това заболяване, средната продължителност на живота е била 7 години.

Лабораторните изследвания показват значително намаляване на CD4+ лимфоцитите, с общо взето нормален брой CD8+ лимфоцити. Някои пациенти показват липса на експресия не само на MHC II молекули, но и на MHC I. Като цяло има изразен дефицит на Т-клетъчния отговор, а производството на имуноглобулини също е рязко намалено.

• Дефицит на TAP

TAP (Транспортер-асоцииран протеин) е необходим за транспортирането на антигенни пептиди в ендоплазмения ретикулум и тяхното прикрепване към MHC молекули от клас I. Идентифицирани са дефекти на TAP субединици 1 и 2 (TAP1 и TAP2). Характерни лабораторни прояви при пациенти с TAP дефицит са: липса на MHC експресия от клас I, почти нормални нива на имуноглобулини (селективен IgM дефицит е наблюдаван при някои пациенти) и липса на антителен отговор към полизахаридни антигени. Различни пациенти са имали нормален или прогресивно намаляващ брой CD8 T лимфоцити, докато други лимфоцитни субпопулации обикновено са били нормални. Тази форма на CIN е свързана с висока чувствителност към бактериални инфекции на лигавицата на дихателните пътища, като са характерни грануломатозни кожни лезии. Вирусните инфекции и инфекциите, причинени от вътреклетъчни патогени, са редки. При някои пациенти са описани асимптоматично протичане и късно начало на клиничните прояви на имунодефицит.

• Дефицит на CD25

Мутациите в гена за алфа веригата на IL-2 рецептора (IL2Rct) {CD25) водят до развитие на CIN с намаляване на броя и нарушена пролиферация на периферните Т-клетки и нормално развитие на В-клетките. Диференциацията на тимоцитите не е нарушена, но въпреки нормалната експресия на CD2, CD3, CD4 и CD8, CD25, кортикалните тимоцити не експресират CD1. Пациентите имат повишена чувствителност към вирусни инфекции (CMV и др.) и от ранна възраст страдат от повтарящи се бактериални и гъбични инфекции, хронична диария. Пациентите имат и лимфопролиферация, подобна на тази при ALPS. Предполага се, че тя се основава на нарушена регулация на апоптозата в тимуса, водеща до разширяване на автореактивни клонове в различни тъкани.

• Дефицит на SVZ и CD3e

Антиген-разпознаващият рецепторен комплекс на Т-клетките се състои от самия Т-клетъчен рецептор (TCR) и молекулата CD3. Съществуват два вида TCR, всеки от които се състои от две пептидни вериги - ab и yv. Основната функция на TCR е да се свърже с антигенен пептид, свързан с продуктите на главния комплекс за хистосъвместимост, а CD3 е да предаде антигенен сигнал към клетката. CD3 включва молекули от 4-5 вида. Всички вериги на CD3 комплекса (y, v, e, £, t) са трансмембранни протеини. Мутациите в гените на y, v или £ веригите водят до намаляване на броя на зрелите Т-клетки с ниска експресия на TCR. Мутациите в гена на e-веригата водят до нарушаване на тимоцитната диференциация на ниво CD4-CD8-. При хората дефицитът на CD3 води до намаляване на CD8+ Т-лимфоцитите и CD4+CD45RA+, съдържанието на CD4+CD45R0+, B и NK клетки и серумните концентрации на имуноглобулини са нормални. Клиничният фенотип при CD3y и CD3e дефицит варира дори сред членовете на едно и също семейство - от прояви до сравнително лек ход на заболяването.

• Дефицит на ZAP70

Протеин тирозин киназите от семейството ZAP70/Syk играят важна роля в сигналната трансдукция от антиген-разпознаващия рецептор и са необходими за нормалното развитие на Т-лимфоцитите. ZAP70 е необходим за диференциацията на ab Т-лимфоцитите. Дефицитът на ZAP70 води до селективен дефицит на CD8+ клетки. Броят на циркулиращите CD4+ клетки е нормален, но те имат значителни функционални нарушения под формата на липса на производство на IL-2 и пролиферативна активност. Серумните концентрации на имуноглобулини са намалени.