Simptomi kombinirane imunodeficijencije T i B stanica

Kod ljudi je teška kombinirana imunodeficijencija prvi put opisana 1950. godine u Švicarskoj kod nekoliko dojenčadi s limfopenijom koja su umrla od infekcija tijekom prve godine života. Zato se izraz "švicarski tip SCID-a" susreo u literaturi dugi niz godina. U sljedećim godinama otkriveno je da teška kombinirana imunodeficijencija uključuje mnoge sindrome s različitim genetskim podrijetlom i različitim tipovima nasljeđivanja (X-vezano u 46% slučajeva i autosomno recesivno u 54%). Ukupna incidencija SCID-a je 1:50 000 novorođenčadi. Trenutno je poznato genetsko podrijetlo približno 15 oblika SCID-a, koji se, na temelju razlika u imunološkom fenotipu, mogu podijeliti u 5 skupina: T-B+ NK+, TB- NK+, T-B+ NK-, T+B+NK- i TB-NK-.

Glavne kliničke manifestacije teške kombinirane imunodeficijencije praktički su neovisne o genetskom defektu. Pacijente sa SCID-om karakterizira rana, u prvim tjednima i mjesecima života, pojava kliničkih manifestacija bolesti u obliku hipoplazije limfoidnog tkiva, upornog proljeva, malapsorpcije, infekcija kože i sluznice, progresivnog oštećenja dišnih putova. Uzročnici infekcija su bakterije, virusi, gljivice, oportunistički mikroorganizmi (prvenstveno Pneumocyctis carini). Citomegalovirusna infekcija javlja se u obliku intersticijske pneumonije, hepatitis, enterovirusi i adenovirus uzrokuju meningoencefalitis. Kandidijaza sluznice i kože, onihomikoza su vrlo česte. Razvoj regionalne i/ili generalizirane BCG infekcije nakon cijepljenja je tipičan. Na pozadini teških infekcija opaža se zaostajanje u fizičkom i motoričkom razvoju. Treba imati na umu da čak i uz prisutnost teške kombinirane imunodeficijencije, dojenčad ne razvija odmah sve gore navedene simptome, te 2-3 mjeseca može rasti i razvijati se gotovo normalno, posebno ako nije provedeno BCG cijepljenje. Transplacentarni prijenos majčinih limfocita može uzrokovati simptome bolesti presatka protiv domaćina (GVHD), u ovom slučaju nazvane majčinsko-fetalni GVHD. Manifestira se uglavnom u obliku kožnog eritematoznog ili papularnog osipa i oštećenja jetre.

Laboratorijski pregled u većini slučajeva otkriva tešku limfopeniju, hipogamaglobulinemiju i smanjenu proliferativnu aktivnost limfocita. Gotovo normalan broj limfocita može biti rezultat transplacentarnog prijenosa limfocita od majke. Kao što je gore navedeno, T-limfociti su značajno smanjeni u svim oblicima teške kombinirane imunodeficijencije, ali broj i funkcije B limfocita i NK stanica ovise o genetskom defektu koji je u osnovi SCID-a. U rijetkim slučajevima opažaju se normalne koncentracije imunoglobulina, ali njihova neadekvatna specifičnost dovodi do potpune neučinkovitosti humoralne veze. U nastavku ćemo razmotriti neke značajke patogeneze različitih oblika teške kombinirane imunodeficijencije.

Molekularno genetske značajke različitih oblika teške kombinirane imunodeficijencije

T- B- NK- TKIN

• Retikularna disgeneza

Retikularna disgeneza je rijedak oblik teške kombinirane imunodeficijencije karakterizirane poremećenim sazrijevanjem limfoidnih i mijeloidnih prekursora u ranim fazama razvoja u koštanoj srži. Pretpostavlja se autosomno recesivno nasljeđivanje, ali zbog rijetkosti bolesti nije dokazano. Molekularno genetska osnova bolesti nije poznata. Bolest karakterizira teška limfopenija, granulocitopenija, trombocitopenija, teške infekcije koje dovode do rane smrti pacijenata.

T- B+ NK- TKIN

• X-vezana teška kombinirana imunodeficijencija

X-vezani SCID, ili nedostatak g lanca, najčešći je oblik (više od 50% svih oblika teške kombinirane imunodeficijencije). Razvija se kao posljedica mutacije u genu zajedničkog g lanca (CD132) receptora interleukina 2, 4, 7, 9, 15. Mutacija u lancu dovodi do blokade receptora, zbog čega ciljne stanice ne mogu reagirati na djelovanje odgovarajućih interleukina. Imunološki poremećaji koji se razvijaju kod ovih pacijenata karakterizirani su odsutnošću T-stanica i NK-stanica te povećanjem broja B-stanica. Kao rezultat nedostatka regulacije T-stanica, proizvodnja imunoglobulina od strane B-stanica je oštro smanjena.

• Nedostatak Jak3

Tirozin kinaza Jak3 iz obitelji Janus potrebna je za prijenos aktivacijskog signala iz zajedničkog lanca IL2, 4, 7, 9, 15 u staničnu jezgru. Nedostatak jak3 uzrokuje isto duboko oštećenje diferencijacije T- i NK-stanica kao i nedostatak zajedničkog lanca. Imunološke abnormalnosti i kliničke manifestacije u bolesnika s nedostatkom Jak3 slične su onima kod X-vezanog SCID-a.

• Nedostatak CD45

Transmembranska proteinska tirozin kinaza CD45, specifična za hematopoetske stanice, neophodna je za prijenos signala s antigenskog receptora T i B stanica. Mutacije u genu CD45 dovode do razvoja SCID-a, karakteriziranog naglim smanjenjem broja T stanica, normalnih B stanica i progresivnim smanjenjem koncentracije imunoglobulina u serumu. Broj NK limfocita je smanjen, ali ne u potpunosti.

T- B- NK+ TKIN

• Potpuni nedostatak RAG1/RAG2

Proteinski produkti gena koji aktiviraju rekombinaciju (RAG1 i RAG2) iniciraju stvaranje imunoglobulina i T-staničnih receptora potrebnih za diferencijaciju B i T stanica. Dakle, mutacije RAG gena dovode do stvaranja teške kombinirane imunodeficijencije. U ovom obliku imunodeficijencije, T i B stanice su odsutne, dok je broj NK stanica normalan. Količina serumskih imunoglobulina je oštro smanjena.

• Radiosenzitivni SCID (nedostatak Artemisa)

Godine 1998. identificirani su pacijenti s TB-NK+ teškom kombiniranom imunodeficijencijom bez mutacija gena RAG1/RAG, visoko osjetljivi na ionizirajuće zračenje i s poremećenim popravkom dvostrukog lanca DNA. T- i B-limfociti prepoznaju antigene pomoću molekula T-staničnog receptora (TCR) i imunoglobulina. Antigen-specifična područja ovih receptora sastoje se od tri segmenta: V (varijabilni), D (raznolikost) i J (ujedinjenje). Polimorfizam antigen-specifičnih područja TCR i imunoglobulina osiguran je procesom somatskog preuređenja i V(D)J rekombinacije. Tijekom rekombinacije gena imunoglobulina i TCR, RAG proteini induciraju dvostruke prekide DNA. Popravak zračenjem izazvanih i spontanih prekida DNA zahtijeva niz protein kinaza i nedavno identificiran faktor nazvan Artemis. Artemis je potreban za zaustavljanje staničnog ciklusa u slučaju oštećenja DNA.

Mutacije u genu Artemis rezultiraju razvojem autosomno recesivne teške kombinirane imunodeficijencije s povećanom radiosenzitivnošću, koju karakterizira odsutnost T- i B-limfocita i kromosomska nestabilnost. Karakteristična značajka kliničkih manifestacija, uz one karakteristične za scex SCID, jest prisutnost nomo-sličnih lezija oralne sluznice i drugih lokalizacija.

T- B+ NK+ TKИH

• Nedostatak IL-7R

Prekursori T- i B-stanica eksprimiraju funkcionalni IL7R koji se sastoji od α lanca i zajedničkog y lanca. Ekspresija ovog receptora je ključna za sazrijevanje T-limfocita, ali ne i za razvoj B-limfocita. Mutacije u genu za alfa lanac IL-7R rezultiraju SCID-om, s TB-NK+ fenotipom i značajno smanjenim koncentracijama imunoglobulina u serumu.

T+ B+ NK-TKIN

Godine 2001., Gilmour KC i suradnici prvi su opisali pacijenta s niskim apsolutnim brojem T-limfocita, normalnim brojem B-stanica i potpunom odsutnošću NK stanica. Iako nisu pronađene mutacije u genima zajedničkog Y lanca ili JAK3, funkcionalne studije pokazale su oštećenu fosforilaciju JAK3 putem IL2R kompleksa. Naknadna protočna citometrijska analiza pokazala je značajno smanjenje ekspresije beta lanca IL15 receptora (IL15Rbeta). Međutim, nisu otkrivene mutacije u genu IL15Rbeta, što sugerira prisutnost transkripcijskih defekata koji su bili odgovorni za nedostatak ekspresije lanca IL15Rbeta.

• Nedostatak enzima metabolizma purina

Nedostatak dvaju enzima koji kataliziraju metabolizam purina - adenozin deaminaze (ADA) i purinske nukleozidne fosforilaze (PNP) - povezan je s razvojem kombinirane imunodeficijencije. Zbog nedostatka ovih enzima nakupljaju se toksični produkti za stanice - deoksiadenozin i deoksigvanozin, koji se djelomično fosforiliraju u limfoidnim stanicama, pretvarajući se u odgovarajuće deoksinukleozidne trifosfate. Toksičnost ovih produkata posebno je važna u brzo dijelećim stanicama i sastoji se od inhibicije sinteze DNA, indukcije apoptoze, poremećaja metilacije itd. Oba ova stanja su heterogena u kliničkim manifestacijama ovisno o lokalizaciji mutacije duž gena i stupnju u kojem zbog toga pati funkcija odgovarajućeg enzima.

• Nedostatak adenozin deaminaze (ADA)

Nedostatak adenozin deaminaze jedan je od prvih identificiranih oblika SCID-a. Gen adenozin deaminaze nalazi se na 20ql3.ll. Poznato je više od 50 mutacija gena ADA. Postoji veza između genetski određene rezidualne aktivnosti adenozin deaminaze te metaboličkog i kliničkog fenotipa. ADA se eksprimira u raznim tkivima, a njegova ekspresija je posebno visoka u nezrelim timocitima i B limfocitima, s time da se ekspresija ADA smanjuje kako stanice sazrijevaju. Kod nedostatka adenozin deaminaze, deoksiadenozin trifosfat i S-adenozilhomocistein nakupljaju se u stanicama. Ovi metaboliti inhibiraju proliferaciju TT i B limfocita.

Većina pacijenata s nedostatkom adenozin deaminaze pokazuje sve značajke SCID-a u ranoj dobi. To su obično pacijenti s najnižim brojem limfocita i najranijim i najtežim manifestacijama. Kod ovih pacijenata ne dolazi do usađivanja majčinih limfocita. Osim imunoloških, poremećaji metabolizma purina mogu uzrokovati skeletne poremećaje. Dakle, rendgenski pregled otkriva povećane kostohondralne zglobove (kao kod rahitisa), proširene krajeve rebara, zdjeličnu displaziju. Kod pacijenata su opisane i sljedeće neurološke promjene: nistagmus, senzorna gluhoća, spastični poremećaji, poremećen psihomotorni razvoj (neovisno o infekcijama). Uobičajeni znak nedostatka adenozin deaminaze je porast transaminaza, što vjerojatno ukazuje na prisutnost toksičnog hepatitisa.

Posljednjih godina opisane su varijante nedostatka ADA s "kasnim početkom", a identificirane su čak i zdrave osobe s djelomičnim nedostatkom enzima.

Liječenje pacijenata s teškim manifestacijama nedostatka ADA praktički se ne razlikuje od terapije drugih SCID-a. Međutim, eksperimentalna metoda je primjena supstitucijske terapije enzimom PEG-ADA intramuskularno u dozi od 15-30 mg/kg/tjedno. Korekcija nedostataka zahtijeva dugotrajno i kontinuirano liječenje. Broj i funkcija T limfocita obično se poboljšavaju nakon 6-12 tjedana terapije, ali čak i nakon dugotrajnog liječenja (10 godina), limfopenija i oštećeni mitogeni odgovor perzistiraju kod većine pacijenata.

• Nedostatak purinski nukleotid fosforilaze (PNP)

Gen PNP nalazi se na 14ql3. Za razliku od ADA, aktivnost purinske nukleoze fosforilaze raste kako T limfociti sazrijevaju. Kod nedostatka PNP-a, deoksigvanozin trifosfat se nakuplja u stanicama, inhibirajući proliferaciju T limfocita.

Kao i kod nedostatka adenozin deaminaze, većina pacijenata s nedostatkom purin nukleoza fosforilaze razvija kliničke manifestacije SCID-a u dojenačkoj dobi, iako je u nekim slučajevima opisan i kasniji početak. Sindromi povezani s nedostatkom PNP-a su urikemija i urikurija. Pacijenti s nedostatkom purin nukleoza fosforilaze često imaju autoimune (hemolitička anemija, trombocitopenija, neutrolenija, sistemski eritemski lupus) i neurološke (plegija, pareza, ataksija, tremor, mentalna retardacija) manifestacije. Pacijenti imaju povećanu sklonost raku. Laboratorijski testovi pokazuju naglo smanjenje T limfocita i, u pravilu, normalan broj B limfocita. Manifestacije disregulacije B limfocita uključuju povišene razine imunoglobulina, gamopatiju i prisutnost autoantitijela.

• Nedostatak MHC II

Sindrom golih limfocita je kongenitalna imunodeficijencija koja se razvija zbog odsutnosti ekspresije molekula klase II glavnog kompleksa histokompatibilnosti (MHC II) na površini stanice. Kod ove bolesti, zbog defekata u genima koji kontroliraju MHC II, ne dolazi do ekspresije njegovih molekula potrebnih za diferencijaciju i aktivaciju CD4+ stanica, selekcija T-stanica u timusu je oštećena i razvija se teška imunodeficijencija. Oštećeni geni kodiraju četiri visoko specifična transkripcijska faktora (RFXANK, RFX5, RFXAP i CITA) koji reguliraju ekspresiju MHC II. Prve tri su podjedinice RFX-a (regulatornog faktora X), trimernog kompleksa koji veže DNA i regulira sve MHC II promotore. CIITA (trans aktivator klase II) je koaktivator koji se ne veže za DNA i kontrolira ekspresiju MHC II.

Bolest karakteriziraju tipični klinički znakovi SCID-a, koji su, međutim, blaži. Tako je u skupini od 9 netransplantiranih pacijenata s ovom bolešću prosječno očekivano trajanje života bilo 7 godina.

Laboratorijskim pregledom otkriva se značajno smanjenje CD4+ limfocita, uz općenito normalan broj CD8+ limfocita. Neki pacijenti pokazuju nedostatak ekspresije ne samo molekula MHC II, već i MHC I. Općenito, postoji izražen nedostatak odgovora T-stanica, a proizvodnja imunoglobulina je također oštro smanjena.

• Nedostatak TAP-a

TAP (protein povezan s transporterom) potreban je za transport antigenskih peptida u endoplazmatski retikulum i njihovo vezanje na molekule MHC klase I. Identificirani su defekti TAP podjedinica 1 i 2 (TAP1 i TAP2). Karakteristične laboratorijske manifestacije kod pacijenata s nedostatkom TAP-a su: nedostatak ekspresije MHC klase I, gotovo normalne razine imunoglobulina (selektivni nedostatak IgM uočen je kod nekih pacijenata) i nedostatak odgovora antitijela na polisaharidne antigene. Različiti pacijenti imali su normalan ili progresivno opadajući broj CD8 T limfocita, dok su druge subpopulacije limfocita obično bile normalne. Ovaj oblik CIN-a povezan je s visokom osjetljivošću na bakterijske infekcije sluznice dišnih putova, a karakteristične su granulomatozne lezije kože. Virusne infekcije i infekcije uzrokovane unutarstaničnim patogenima su rijetke. Kod nekih pacijenata opisani su asimptomatski tijek i kasni početak kliničkih manifestacija imunodeficijencije.

• Nedostatak CD25

Mutacije u genu alfa lanca IL-2 receptora (IL2Rct) {CD25) rezultiraju razvojem CIN-a sa smanjenjem broja i oštećenom proliferacijom perifernih T stanica i normalnim razvojem B stanica. Diferencijacija timocita nije oštećena, ali unatoč normalnoj ekspresiji CD2, CD3, CD4 i CD8, CD25, kortikalni timociti ne eksprimiraju CD1. Pacijenti imaju povećanu osjetljivost na virusne infekcije (CMV, itd.), te od rane dobi pate od ponovljenih bakterijskih i gljivičnih infekcija, kroničnog proljeva. Pacijenti također imaju limfoproliferaciju sličnu onoj kod ALPS-a. Pretpostavlja se da se temelji na oštećenoj regulaciji apoptoze u timusu, što dovodi do širenja autoreaktivnih klonova u raznim tkivima.

• Nedostatak SVZ i CD3e

Kompleks receptora koji prepoznaje antigen T stanica sastoji se od samog receptora T stanica (TCR) i molekule CD3. Postoje dvije vrste TCR-a, a svaka se sastoji od dva peptidna lanca - ab i yv. Glavna funkcija TCR-a je vezanje antigenskog peptida povezanog s produktima glavnog kompleksa histokompatibilnosti, a CD3 je prijenos antigenskog signala stanici. CD3 uključuje molekule 4-5 vrsta. Svi lanci CD3 kompleksa (y, v, e, £, t) su transmembranski proteini. Mutacije u genima y, v ili £ lanaca dovode do smanjenja broja zrelih T stanica s niskom ekspresijom TCR-a. Mutacije u genu e lanca dovode do kršenja diferencijacije timocita na razini CD4-CD8-. Kod ljudi, nedostatak CD3 rezultira smanjenjem CD8+ T limfocita i CD4+CD45RA+, sadržaj CD4+CD45R0+, B i NK stanica te koncentracije imunoglobulina u serumu su normalne. Klinički fenotip nedostatka CD3y i CD3e varira čak i među članovima iste obitelji, od manifestacija do prilično blagog tijeka bolesti.

• Nedostatak ZAP70

Proteinske tirozin kinaze iz ZAP70/Syk porodice igraju važnu ulogu u transdukciji signala s receptora koji prepoznaje antigen i neophodne su za normalan razvoj T-limfocita. ZAP70 je neophodan za diferencijaciju ab T-limfocita. Nedostatak ZAP70 rezultira selektivnim nedostatkom CD8+ stanica. Broj CD4+ stanica u cirkulaciji je normalan, ali imaju značajna funkcionalna oštećenja u obliku nedostatka proizvodnje IL-2 i proliferativne aktivnosti. Koncentracije imunoglobulina u serumu su smanjene.