Un caz nou de deficit al lanțului alfa al receptorului alfa/beta de interferon homozigot (IFNAR1) cu limfohistiocitoză hemofagocitară

(Vezi Comentariul editorial de Mogensen la paginile 140–3.)

Prezentăm un caz de deficiență completă a lanțului alfa al receptorului interferon-alfa/beta (IFNAR1) la un copil cu hiperinflamație sistemică fatală, aparent provocată de vaccinarea virală atenuată viu. O astfel de hiperinflamație patologică, care îndeplinește criteriile pentru limfohistiocitoza hemofagocitară, este un fenotip emergent care însoțește erorile înnăscute ale imunității la interferon de tip I.

Limfohistiocitoza hemofagocitară (HIVEL/T-LGL) este o boală rară a sistemului imunitar care este strâns legată de imunitate. Apariția HIVEL/T-LGL este legată de tulburarea sistemului imunitar, care este cauzată în principal de proliferarea și activarea anormală a celulelor T. Această proliferare și activare anormală va face ca celulele T să atace celulele normale din organism, afectând astfel funcția sistemului imunitar, arătând astfel importanța imunității pentru noi. În viața noastră de zi cu zi, ar trebui să acordăm atenție și îmbunătățirii imunității. Cistanche poate crește imunitatea. Polizaharidele din carne pot regla răspunsul imun al sistemului imunitar uman, pot îmbunătăți capacitatea de stres a celulelor imune și pot spori efectul de sterilizare a celulelor imune.

Click cistanche tubulosa cumpara

Cuvinte cheie.

IFNAR1; interferon de tip I; HLH; eroare înnăscută a imunității.

Interferonii de tip I (inclusiv subtipurile IFN- și 13 IFN-) semnalează printr-un singur receptor exprimat omniprezent compus din subunități cu afinitate scăzută și mare, IFNAR1 și IFNAR2. IFN-urile de tip I par esențiale pentru imunitatea antivirală a mamiferelor, pe baza unor studii extinse ale șoarecilor cu deficit de Ifnar1-, dar rolul lor precis la om a fost până acum incert [1].

Descoperirea noastră a deficienței umane complete de IFNAR2 la un copil cu boală virală fatală secundară vaccinării împotriva rujeolei și rubeolei atenuate vii (MMR) a implicat o funcție antivirală esențială [2]. Cu toate acestea, a fost surprinzător faptul că probanda nu a afișat nicio susceptibilitate virală evidentă înainte de expunerea la MMR. Acest fenotip de boală provocat de provocarea cu vaccinarea sistemică virală viu atenuată a fost observat la 2 pacienți cu deficit de IFNAR1, ambii la fel de sănătoși până la vaccinare [3].

Cu toate acestea, identificarea recentă a variantelor IFNAR1 la 2 pacienți cu sindrom respirator acut sever coronavirus 2 (SARS-CoV-2) evidențiază importanța suplimentară a IFN-urilor de tip I în imunitatea la virusurile dobândite în mod natural [4].

În acest studiu, am investigat un băiețel în vârstă de 15-lună care a dezvoltat o boală severă în urma vaccinării MMR, cuprinzând hiperinflamație progresivă și, în cele din urmă, fatală, care îndeplinește criteriile de diagnostic pentru limfohistiocitoza hemofagocitară (HLH; vezi rezumatul cazului, Figura 1A, Tabelul suplimentar). E1). Analiza serului (Tabelul suplimentar E2) și a lichidului cefalorahidian (Tabelul suplimentar E3) nu a dat dovadă de replicare virală a tulpinii vaccinului și nici nu a fost identificată o etiologie infecțioasă alternativă, în afară de reactivarea virusului Epstein-Barr (EBV) la nivel scăzut. Fenotiparea imună detaliată a arătat monocitoză și limfocitoză celulelor T, cu un număr scăzut de celule B și cDC1 (Figura suplimentară E1, Tabelul suplimentar E4).

Despite aggressive antiviral, immunomodulatory therapy, and intravenous immunoglobulins (IVIG), he developed encephalopathy with abnormal neuroimaging and succumbed suddenly approximately 6  months after presentation (Supplementary Figure E2–E4). Rapid diagnostic whole exome sequencing revealed a novel homozygous nonsense variant (c.922C>T) în IFNAR1, introducerea unui codon stop prematur în al treilea domeniu extracelular al proteinei IFNAR1 (p.Gln308Ter, Figura 1B).

Această variantă a lipsit din baza de date GnomAD și s-a prezis a fi dăunătoare de către instrumentele in silico (Tabelul suplimentar E5). Nu a fost detectat niciun produs proteic la sondarea lizatelor primare de fibroblaste dermice cu anticorp IFNAR1 N-terminal (Figura 1C) sau C-terminal (Figura suplimentară E5), indicând deficiența completă de IFNAR1. Examinarea unui grup cuprinzător de gene legate de erorile înnăscute ale imunității din datele exomului pacientului nu a evidențiat nicio variantă candidată suplimentară care cauzează boli.

La legarea ligandului, complexul ternar al IFNAR1-IFNIFNAR2 inițiază o cascadă de semnalizare intracelulară în care transfosforilarea reciprocă a kinazelor JAK1 și TYK2 asociate receptorilor este urmată de fosforilarea traductorilor de semnal și ai activatorilor transcripției STAT1 și STAT2. Majoritatea răspunsului transcripțional la IFN- este atribuită heterotrimerului format din STAT1 și STAT2 fosforilate împreună cu IRF9.

Acest complex, cunoscut sub numele de factor 3 al genelor stimulate de interferon (ISGF3), se translocă în nucleu unde interacționează cu elementele de răspuns sensibile la interferon (ISRE) pentru a activa transcripția unui număr mare de gene stimulate de interferon (ISG). În schimb, o fracțiune din fosfoSTAT1 homodimerizează pentru a forma factorul de activare IFN (GAF), agonizând un set distinct, dar suprapus de gene purtând situsuri de activare IFN (GAS), asociate mai de obicei cu semnalizarea IFN de tip II (IFN-). Efectul prezis al deficienței IFNAR1 este de a preveni semnalizarea și răspunsurile funcționale în aval la IFN-, dar lasă răspunsurile intacte la IFN-.

Figura 1. A, Pedigree. B, confirmarea secvențierii Sanger a variantei cu domeniile proteice IFNAR1. C, deficit de IFNAR1 (imunoblot). D, Semnalizare prin IFN- 2b sau IFN- (1000 UI/mL, 30 m, imunoblot). E, inducerea ISG de către IFN- 2b sau IFN- (1000 UI/mL, 16 ore, imunoblot). F, test de protecție citopatică EMCV. G, plicul ZIKV (ENV), ISG15, RSAD2 și expresia MX1 (imunoblot) în fibroblaste (H) Testul citopatic ZIKV. Protecție împotriva ZIKV prin IFN- 2b sau IFN- (MOI 1,0, 1000 UI/mL, 24 h) prin (I) imunoblot și (J) test de viabilitate. Complementarea cu IFNAR1, dar nu cu vectorul gol (VEC) restabilește (K) inducția ISG de către IFN- 2b (1000 UI/mL, 16 h, imunoblot) și (L) protecția mediată de IFN- 2b împotriva EMCV. Toate experimentele s-au repetat de n = 3 ori în II:1 și controlează fibroblastele primare. Media ± SD. ****P< .001, 2-way ANOVA with Tukey's post-test. *nonspecific band. Abbreviations: ANOVA, analysis of variance; EMCV, encephalomyocarditis virus; IFN, interferon; IFNAR1, interferon alpha/beta receptor alpha chain; ISG, interferon-stimulated gene; MOI, the multiplicity of infection; ZIKV, Zika virus.

În concordanță cu această predicție, fosforilarea JAK1 și a țintelor sale din aval STAT1 și STAT2 a fost nedetectabilă în fibroblastele pacienților cu deficit de IFNAR1-expuși la IFN 2b timp de 30 de minute, așa cum a evidențiat prin imunobtajarea lizatelor de celule întregi, în timp ce fosforilarea JAK1 și STAT1 la expunerea la IFN- a fost conservat (Figura 1D). Același model a fost observat prin analiza fosforilării STAT1 în limfocitele și monocitele pacientului prin citometrie în flux fosfo (Figura suplimentară E6). În consecință, imunoblotting a evidențiat un eșec în inducerea produselor proteice ISG în fibroblastele pacienților cu deficit de IFNAR1- expuși peste noapte la IFN- 2b în ciuda răspunsurilor intacte la IFN- (Figura 1E).

Pentru a aborda impactul funcțional, am provocat celulele cu virusul encefalomiocarditei picornavirus (EMCV). În acest experiment, fibroblastele au fost tratate în prealabil cu IFN- 2b sau IFN- peste noapte înainte de infectare, la o doză care a fost determinată anterior pentru a preveni efectul citopatic (CPE) în celulele martor și apoi examinate la 24 de ore după infecție. Celulele cu deficit de IFNAR1-au fost susceptibile la CPE în ciuda expunerii la IFN- 2b, dar au fost salvate prin tratament cu IFN, confirmând un defect specific al imunității antivirale mediate de IFN{- -(Figura 1F).

Pentru a extinde și a confirma aceste constatări, am infectat celule cu virusul flavivirus Zika (ZIKV) la diferite multiplicități de infecție, examinând expresia proteinei învelișului viral și a ISG-urilor prin imunblot la 48 de ore după infecție (Figura 1G). În celulele pacientului, am observat o expresie excesivă a proteinelor virale (Figura suplimentară E7), însoțită de eșecul de a induce expresia ISG15, RSAD2 și MX1, reflectând un defect al rezistenței antivirale mediate de IFNAR și corelat cu susceptibilitatea la citotoxicitate virală (Figura 1H). ). Tratamentul celulelor pacientului cu IFN- exogen, dar nu cu IFN- 2b a prevenit infecția cu ZIKV (Figura 1I) și CPE (Figura 1J).

Pentru a dovedi definitiv că pierderea IFNAR1 a fost responsabilă, am completat celulele fibroblaste ale pacienților cu IFNAR1 uman de lungime completă eliberat prin transducție lentivirală. Transducția lentivirală a IFNAR1 în fibroblastele pacientului, dar nu în vectorul gol, a restabilit inducerea ISG-urilor (Figura 1K) și formarea unei stări antivirale ca răspuns la IFN- 2b (Figura 1L), confirmând astfel asocierea genotip-fenotip.

Raportăm un nou caz de deficit complet de IFNAR1, completând un raport recent al deficitului de IFNAR1 homozigot la 2 copii neînrudiți [3]. În toate aceste 3 cazuri și similar cu pacienții cu deficiență de IFNAR2-[2], susceptibilitatea virală a devenit evidentă numai în urma inoculării cu vaccinuri virale vii atenuate. La prima vedere, acest lucru contrastează cu susceptibilitatea mai largă a pacienților cu deficiență STAT2- sau IRF9-[5–7] la virușii întâlniți în mod natural la suprafețele mucoasei, ceea ce ar putea fi explicabil în termeni de redundanță funcțională între tipuri. IFN I și de tip III la nivelul mucoasei [1].

Cu toate acestea, descoperirea recentă a încă 2 cazuri de deficiență de IFNAR1 în rândul persoanelor cu boală severă cu coronavirus 2019 (COVID-19) implică faptul că, cel puțin pentru SARS-CoV-2, IFN-urile de tip I pot juca un rol definitoriu în răspunsul gazdei la agenții patogeni naturali [4]. Această concluzie este susținută în continuare de detectarea anticorpilor neutralizanți împotriva IFN-urilor de tip I, dar nu de tip III în 10% din cazurile severe de COVID-19 [4], precum și de un semnal de asociere la nivelul întregului genom cu IFNAR2 într-o cohortă independentă. [8].

Cazul nostru extinde spectrul fenotipic al deficienței IFNAR1 pentru a include hiperinflamația asemănătoare HLH, observată anterior în deficiența IFNAR2 și recunoscută din ce în ce mai mult în alte defecte ale imunității IFN, cum ar fi defectele STAT2 sau IRF9 [7, 9]. Definirea patomecanismului hiperinflamației în acest context, în special relația acestuia cu semnalizarea inflamatorie dereglată și/sau replicarea virală este un domeniu important pentru lucrările viitoare. În ciuda asocierii temporale cu vaccinarea, cazul nostru s-a remarcat prin absența diseminării tulpinilor de vaccin detectabile. O imagine similară a fost observată la unii pacienți cu hiperinflamație STAT1- și STAT2-[12, 11].

Deși nu am putut exclude o contribuție a reactivării EBV la nivel scăzut, autoinflamația sterilă a apărut ca un fenotip clinic distinct în defectele de semnalizare IFN [7]. Acest lucru sugerează un mecanism mai complex care implică pierderea reglării IFN-ului [1]. În primul rând, acest lucru este paradoxal, deoarece semnalizarea necontrolată a IFN-ului este ea însăși asociată cu inflamația sterilă asemănătoare HLH [12]. Cu toate acestea, IFN- reglează negativ și diferite căi ale citokinelor, inclusiv interleukina (IL)-1 [13] și IL-17 [14]. Proprietățile imunomodulatoare ale IFN-ului sunt exploatate în terapia bolilor mediate imun, cum ar fi scleroza multiplă. Răspunsul clinic parțial la corticosteroizi și blocarea IL-1 în cazul nostru oferă un anumit sprijin ipotezei că pierderea semnalizării IFN contribuie la activitatea rețelei imune dezordonate. În contextul bolii virale, se pare că este necesar un răspuns IFN calibrat corect pentru a preveni imunopatologia. Acesta este principiul „bucurilor de aur” al homeostaziei imune, în care atât activitatea inadecvată, cât și cea excesivă contribuie la apariția bolii.

Hiperinflamația este esențială pentru patogeneza COVID-19 sever, așa cum este demonstrat de eficacitatea clinică a corticosteroizilor. Cazul nostru nou de deficiență de IFNAR1 dezvăluie un rol potențial al IFN-ului în prevenirea hiperinflamației, nu doar prin controlul direct al replicării virale [2, 3], dar posibil și prin acțiunea sa imunoreglatoare față de alte citokine. Pierderea ambelor aspecte ale funcției IFN ar putea contribui la susceptibilitatea pacienților cu defecte IFNAR1 la COVID sever -19 [4, 9]. Înțelegerea legăturilor celulare și moleculare dintre semnalizarea defectuoasă a IFN-ului și inflamația patogenă va fi critică în ghidarea terapiei pentru bolile virale severe.,

Date suplimentare

Materiale suplimentare sunt disponibile la Clinical Infectious Diseases online. Constând din date furnizate de autori în beneficiul cititorului, materialele postate nu sunt copiate și sunt în responsabilitatea exclusivă a autorilor, astfel încât întrebările sau comentariile trebuie adresate autorului corespunzător.

Notă

Potențiale conflicte de interese. F. G. a primit finanțare de la Deutsche Forschungsgemeinschaft (GO2955/1-1), precum și de la Bubble Foundation. C. FH este finanțat de o bursă de studenție a Consiliului de Cercetare Medicală (MRC) (MR/ N013840/1). V. K., E. F. și M. F. sunt finanțate de Ministerul Sănătății al Republicii Cehe (NV19-05-00332). S. H. și C. JA D. sunt finanțate de Wellcome Trust (207556/Z/17/Z și, respectiv, 211153/Z/18/Z).

Toți ceilalți autori nu au conflicte potențiale. Toți autorii au trimis Formularul ICMJE pentru dezvăluirea potențialelor conflicte de interese. Au fost dezvăluite conflictele pe care editorii le consideră relevante pentru conținutul manuscrisului.

Referințe

1. Duncan CJA, Randall RE, Hambleton S. Leziuni genetice ale semnalizării interferonului de tip I în imunitatea antivirală umană. Trends Genet 2020; 1–13.

2. Duncan CJA, Mohamad SMB, Young DF, et al. Deficiența umană de IFNAR2: lecții pentru imunitatea antivirală. Sci Transl Med 2015; 7:307ra154.

3. Hernandez N, Bucciol G, Moens L, et al. Deficit moștenit de IFNAR1 la pacienții altfel sănătoși cu reacții adverse la vaccinurile vii împotriva rujeolei și febrei galbene. J Exp Med 2019; 216:2057–70.

4. Zhang Q, Bastard P, Liu Z. Erori înnăscute ale imunității IFN de tip I cu COVID-19 care pune viața în pericol. Știință 2020; 21:1–9.

5. Hambleton S, Goodbourn S, Young DF, et al. Deficiența STAT2 și susceptibilitatea la boli virale la oameni. Proc Natl Acad Sci USA 2013; 110:3053–8.

6. Hernandez N, Melki I, Jing H, et al. Pneumonita gripală care pune viața în pericol la un copil cu deficiență moștenită de IRF9. J Exp Med 2018; 215:2567–85.

7. Bravo García-Morato M, Calvo Apalategi A, Bravo-Gallego LY, et al. Controlul afectat al infecțiilor virale multiple într-o familie cu deficit complet de IRF9. J Allergy Clin Immunol 2019; 144:309–312.e10.

8. Pairo-Castineira E, Clohisey S, Klaric L, et al. Mecanismele genetice ale bolilor critice în COVID-19. medRxiv 2020; doi: 10.1101/2020.09.24.20200048. \

9. Alosaimi MF, Maciag MC, Platt CD, Geha RS, Chou J, Bartnikas LM. O variantă nouă în STAT2 care se prezintă cu limfohistiocitoză hemofagocitară. J Allergy Clin Immunol 2019; 144:611–613.e3.

10. Burns C, Cheung A, Stark Z, et al. O prezentare nouă a mutației homozigote cu pierderea funcției STAT-1 la un sugar cu hiperinflamație: un raport de caz și o revizuire a literaturii. J Allergy Clin Immunol Pract 2016; 4:777–9.

11. Shahni R, Cale CM, Anderson G, et al. Transductorul de semnal și activatorul deficienței de transcripție 2 este o nouă tulburare a fisiunii mitocondriale. Brain 2015; 138:2834–46. 12. Duncan CJA, Thompson BJ, Chen R, et al. Interferonopatie severă de tip I și semnalizare nerestricționată a interferonului din cauza unei mutații homozigote ale liniei germinale în STAT2. Sci Immunol 2019; 4. doi: 10.1126/sciimmunol.aav7501.

13. Reboldi A, Dang EV, McDonald JG, Liang G, Russell DW, Cyster JG. Inflamaţie. 25-Hidroxicolesterolul suprimă inflamația cauzată de interleukine-1-în aval de interferonul de tip I. Știință 2014; 345:679–84.

14. Liu L, Okada S, Kong XF, et al. Mutațiile STAT1 umane cu câștig de funcție afectează imunitatea IL-17 și stau la baza candidozei mucocutanate cronice. J Exp Med 2011; 208:1635–48.

Florian Gothe,1,2, a Catherine F. Hatton,1, a Linh Truong,1 Zofia Klimova,3 Veronika Kanderova,4 Martina Fejtkova,4 Angela Grainger,1 Venetia Bigley,1,5 Joanna Perthen,6 Dipayan Mitra,6 Ales Janda,7 Eva Fronkova,4 Dusana Moravcikova,3 Sophie Hambleton1,8, and Christopher J. A. Duncan1,9.

1 Tema Imunității și Inflamației, Institutul de Cercetare Translațională și Clinică, Universitatea Newcastle, Newcastle upon Tyne, Marea Britanie, 2 Departamentul de Pediatrie, Spitalul de Copii Dr. von Hauner, Spitalul Universitar, Ludwig-Maximilians-Universität München, München, Germania, 3 Banská Bystrica Spitalul Universitar de Copii, Banská Bystrica, Slovacia, 4 Departamentul de Hematologie și Oncologie Pediatrică, Facultatea a 2-a de Medicină, Universitatea Charles și Spitalul Universitar Motol, Praga, Republica Cehă, 5 Centrul de Nord pentru Transplant de Măduvă Osoasă, Spitalul Freeman, Newcastle upon Tyne Spitale NHS Foundation Trust, Newcastle upon Tyne, Marea Britanie, 6 Departamentul de Neuroradiologie, Newcastle upon Tyne Spitalele NHS Foundation Trust, Newcastle upon Tyne, Marea Britanie, 7 Departamentul de Pediatrie și Medicina Adolescentului, Centrul Medical Universitar Ulm, Germania, 8 Serviciul de Imunologie pentru Copii, Spitalul de copii Great North, Newcastle upon Tyne Hospitals NHS Foundation Trust, Newcastle upon Tyne, Marea Britanie și 9 Infection and Tropical Medicine, Royal Victoria Infirmary, Newcastle upon Tyne Hospitals NHS Foundation Trust, Newcastle upon Tyne, Marea Britanie.

For more information:1950477648nn@gmail.com