Новый случай гомозиготного дефицита альфа-/бета-цепи рецептора интерферона (IFNAR1) с гемофагоцитарным лимфогистиоцитозом

(См. Редакционный комментарий Могенсена на стр. 140–143.)

Мы представляем случай полного дефицита альфа-цепи рецептора интерферона-альфа/бета (IFNAR1) у ребенка с фатальным системным гипервоспалением, по-видимому, спровоцированным вакцинацией живым аттенуированным вирусом. Такое патологическое гипервоспаление, отвечающее критериям гемофагоцитарного лимфогистиоцитоза, является формирующимся фенотипом, сопровождающим врожденные нарушения иммунитета к интерферону I типа.

Гемофагоцитарный лимфогистиоцитоз (HIVEL/T-LGL) — редкое заболевание иммунной системы, тесно связанное с иммунитетом. Возникновение HIVEL/T-LGL связано с нарушением иммунной системы, которое в основном вызвано аномальной пролиферацией и активацией Т-клеток. Эта аномальная пролиферация и активация заставят Т-клетки атаковать нормальные клетки в организме, тем самым нарушая функцию иммунной системы, тем самым показывая важность иммунитета для нас. В нашей повседневной жизни мы также должны уделять внимание повышению иммунитета. Цистанхе может повысить иммунитет. Полисахариды в мясе могут регулировать иммунный ответ иммунной системы человека, улучшать стрессоустойчивость иммунных клеток и усиливать эффект стерилизации иммунных клеток.

Click Цистанхе трубчатая купить

Ключевые слова.

ИФНАР1; интерферон I типа; ГВЧ; врожденная ошибка иммунитета.

Интерфероны типа I (включая IFN- и 13 подтипов IFN-) передают сигналы через одиночный повсеместно экспрессируемый рецептор, состоящий из субъединиц с низким и высоким сродством, IFNAR1 и IFNAR2. IFN типа I, по-видимому, имеют решающее значение для противовирусного иммунитета млекопитающих, о чем свидетельствуют обширные исследования мышей с дефицитом Ifnar1-, но их точная роль у людей до сих пор оставалась неопределенной [1].

Наше обнаружение полного дефицита человеческого IFNAR2 у ребенка со смертельным вирусным заболеванием, вторичным по отношению к вакцине против кори, эпидемического паротита и краснухи (MMR), предполагает существенную противовирусную функцию [2]. Тем не менее поразительно, что пробанд не проявлял явной восприимчивости к вирусу до воздействия MMR. Этот фенотип заболевания, спровоцированный провокацией системной вакцинацией живым аттенуированным вирусом, наблюдался у 2 пациентов с дефицитом IFNAR1, оба были практически здоровы до вакцинации [3].

Однако недавняя идентификация вариантов IFNAR1 у 2 пациентов с тяжелым острым респираторным синдромом коронавирус 2 (SARS-CoV-2) подчеркивает дополнительную важность IFN типа I в иммунитете к естественным вирусам [4].

В этом исследовании мы исследовали ранее здорового 15-месячного мальчика, у которого после вакцинации MMR развилось тяжелое заболевание, включающее прогрессирующее и в конечном итоге фатальное гипервоспаление, соответствующее диагностическим критериям гемофагоцитарного лимфогистиоцитоза (HLH; см. краткое описание случая, рисунок 1A, дополнительная таблица). Е1). Анализ сыворотки (дополнительная таблица E2) и спинномозговой жидкости (дополнительная таблица E3) не дал доказательств репликации вируса вакцинного штамма, а также не было выявлено альтернативной инфекционной этиологии, кроме реактивации вируса Эпштейна-Барр (EBV) низкого уровня. Подробное иммунное фенотипирование показало моноцитоз и Т-клеточный лимфоцитоз с низким количеством В-клеток и cDC1 (дополнительный рисунок E1, дополнительная таблица 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) в IFNAR1, вводя кодон преждевременной остановки в третий внеклеточный домен белка IFNAR1 (p.Gln308Ter, рисунок 1B).

Этот вариант отсутствовал в базе данных GnomAD, и инструменты in silico прогнозировали его вредность (дополнительная таблица E5). При исследовании лизатов первичных дермальных фибробластов с помощью N-концевого (рис. 1C) или С-концевого антитела IFNAR1 (дополнительный рисунок E5) белковый продукт не был обнаружен, что свидетельствует о полном дефиците IFNAR1. Тщательное изучение обширной панели генов, связанных с врожденными ошибками иммунитета в данных экзома пациента, не выявило дополнительных вариантов-кандидатов, вызывающих заболевание.

При связывании лиганда тройной комплекс IFNAR1-IFNIFNAR2 инициирует внутриклеточный сигнальный каскад, в котором за реципрокным трансфосфорилированием рецептор-ассоциированных киназ JAK1 и TYK2 следует фосфорилирование преобразователей сигнала и активаторов транскрипции STAT1 и STAT2. Большая часть транскрипционного ответа на IFN- относится к гетеротримеру, образованному фосфорилированными STAT1 и STAT2 вместе с IRF9.

Этот комплекс, известный как интерферон-стимулируемый генный фактор 3 (ISGF3), перемещается в ядро, где взаимодействует с интерферон-чувствительными ответными элементами (ISRE), чтобы активировать транскрипцию большого количества интерферон-стимулируемых генов (ISG). Фракция фосфостата1 вместо этого гомодимеризуется с образованием фактора активации IFN (GAF), вызывая агонию отдельного, но перекрывающегося набора генов, несущих сайты активации IFN (GAS), чаще связанных с передачей сигналов IFN II типа (IFN-). Предсказанный эффект дефицита IFNAR1 заключается в предотвращении передачи сигналов и нижестоящих функциональных ответов на IFN-, но оставляет интактными ответы на IFN-.

Рисунок 1. А, Родословная. B, подтверждение секвенирования по Сэнгеру варианта с белковыми доменами IFNAR1. C, дефицит IFNAR1 (иммуноблот). D, передача сигналов с помощью IFN- 2b или IFN- (1000 МЕ/мл, 30 мкм, иммуноблот). E, индукция ISG с помощью IFN- 2b или IFN- (1000 МЕ/мл, 16 ч, иммуноблот). F, анализ цитопатической защиты EMCV. G, оболочка ZIKV (ENV), экспрессия ISG15, RSAD2 и MX1 (иммуноблот) в фибробластах (H) цитопатический анализ ZIKV. Защита от ZIKV с помощью IFN- 2b или IFN- (MOI 1,0, 1000 МЕ/мл, 24 ч) с помощью (I) иммуноблота и (J) анализа жизнеспособности. Комплементация IFNAR1, но не пустым вектором (VEC), восстанавливает (K) индукцию ISG с помощью IFN- 2b (1000 МЕ/мл, 16 ч, иммуноблоттинг) и (L) IFN- 2b-опосредованную защиту от ЭМСВ. Все эксперименты повторяли n = 3 раз в II:1 и контрольных первичных фибробластах. Среднее ± стандартное отклонение. ****П< .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.

В соответствии с этим прогнозом, фосфорилирование JAK1 и его нижестоящих мишеней STAT1 и STAT2 не обнаруживалось в фибробластах пациентов с дефицитом IFNAR1-, подвергшихся воздействию IFN 2b в течение 30 минут, что было выявлено с помощью иммуноблоттинга лизатов цельных клеток, тогда как фосфорилирование JAK1 и STAT1 при воздействии IFN- был сохранен (рис. 1D). Та же картина наблюдалась при анализе фосфорилирования STAT1 в лимфоцитах и ​​моноцитах пациентов с помощью проточной фосфоцитометрии (дополнительная фигура E6). Соответственно, иммуноблоттинг выявил неспособность индуцировать белковые продукты ISG в фибробластах пациентов с дефицитом IFNAR1-, подвергшихся воздействию IFN- 2b в течение ночи, несмотря на интактный ответ на IFN- (рис. 1E).

Чтобы устранить функциональное воздействие, мы заразили клетки вирусом пикорнавирусного энцефаломиокардита (EMCV). В этом эксперименте фибробласты предварительно обрабатывали IFN- 2b или IFN- в течение ночи перед заражением в дозе, которая была предварительно определена для предотвращения цитопатического эффекта (CPE) в контрольных клетках, а затем исследовали через 24 часа после заражения. IFNAR1-дефицитные клетки были восприимчивы к CPE, несмотря на воздействие IFN- 2b, но были восстановлены при лечении IFN-, что подтверждает специфический дефект IFN- -опосредованного противовирусного иммунитета (рис. 1F).

Чтобы расширить и подтвердить эти результаты, мы заразили клетки флавивирусом вируса Зика (ZIKV) при различной множественности заражения, изучив экспрессию белка вирусной оболочки и ISG с помощью иммуноблота через 48 часов после заражения (рис. 1G). В клетках пациентов мы наблюдали чрезмерную экспрессию вирусного белка (дополнительная фигура E7), сопровождающуюся неспособностью индуцировать экспрессию ISG15, RSAD2 и MX1, что отражает дефект опосредованной IFNAR противовирусной устойчивости и коррелирует с восприимчивостью к вирусной цитотоксичности (рисунок 1H). ). Обработка клеток пациента экзогенным IFN-, но не IFN- 2b, предотвращала инфицирование ZIKV (рис. 1I) и ЦПЭ (рис. 1J).

Чтобы окончательно доказать, что причиной является потеря IFNAR1, мы дополнили клетки фибробластов пациента полноразмерным IFNAR1 человека, доставленным с помощью лентивирусной трансдукции. Лентивирусная трансдукция IFNAR1 в фибробластах пациента, но не пустого вектора, восстанавливала индукцию ISG (рис. 1K) и формирование противовирусного состояния в ответ на IFN- 2b (рис. 1L), тем самым подтверждая связь генотип-фенотип.

Мы сообщаем о новом случае полного дефицита IFNAR1, дополняющем недавнее сообщение о гомозиготном дефиците IFNAR1 у 2 неродственных детей [3]. Во всех 3 из этих случаев, как и у пациентов с 2-дефицитом IFNAR [2], вирусная чувствительность становилась очевидной только после инокуляции живыми аттенуированными вирусными вакцинами. На первый взгляд, это контрастирует с более широкой чувствительностью пациентов с дефицитом STAT2- или IRF9-[5–7] к вирусам, естественным образом встречающимся на поверхности слизистых оболочек, что может быть объяснено функциональной избыточностью между типами ИФН I и III типа на слизистой оболочке [1].

Однако недавнее обнаружение еще двух случаев дефицита IFNAR1 среди лиц с тяжелой коронавирусной болезнью 2019 г. (COVID-19) означает, что, по крайней мере, для SARS-CoV-2 IFN типа I могут играть определяющую роль. в ответе хозяина на естественные патогены [4]. Этот вывод дополнительно подтверждается обнаружением нейтрализующих антител против IFN типа I, но не типа III в 10 процентах тяжелых случаев COVID-19 [4], а также сигналом полногеномной ассоциации с IFNAR2 в независимой когорте. [8].

Наш случай расширяет фенотипический спектр дефицита IFNAR1, включая HLH-подобное гипервоспаление, ранее отмеченное при дефиците IFNAR2 и все чаще обнаруживаемое при других дефектах иммунитета к IFN, таких как дефекты STAT2 или IRF9 [7, 9]. Определение патомеханизма гипервоспаления в этом контексте, особенно его связи с нарушением регуляции воспалительной передачи сигналов и/или репликации вируса, является важной областью для будущей работы. Несмотря на временную связь с вакцинацией, наш случай отличался отсутствием обнаруживаемой диссеминации вакцинного штамма. Аналогичная картина наблюдалась у некоторых STAT1- и STAT2-дефицитных пациентов с гипервоспалением [12, 11].

Хотя мы не могли исключить вклад реактивации EBV низкого уровня, стерильное аутовоспаление стало отчетливым клиническим фенотипом при дефектах передачи сигналов IFN [7]. Это предполагает более сложный механизм, связанный с потерей IFN-регуляции [1]. На первый взгляд, это парадоксально, поскольку неконтролируемая передача сигналов IFN сама по себе связана с ГЛГ-подобным стерильным воспалением [12]. Тем не менее, IFN- также негативно регулирует различные цитокиновые пути, включая интерлейкин (IL) -1 [13] и IL -17 [14]. Иммуномодулирующие свойства IFN-α используются в терапии иммуноопосредованных заболеваний, таких как рассеянный склероз. Частичный клинический ответ на кортикостероиды и блокаду IL-1 в нашем случае подтверждает гипотезу о том, что потеря передачи сигналов IFN- способствует нарушению активности иммунной сети. В контексте вирусных заболеваний оказывается, что для предотвращения иммунопатологии необходим правильно откалиброванный IFN-ответ. Это принцип «Златовласки» иммунного гомеостаза, когда как неадекватная, так и чрезмерная активность способствует заболеванию.

Гипервоспаление занимает центральное место в патогенезе тяжелой формы COVID-19, о чем свидетельствует клиническая эффективность кортикостероидов. Наш новый случай дефицита IFNAR1 показывает потенциальную роль IFN- в предотвращении гипервоспаления не только за счет прямого контроля репликации вируса [2, 3], но, возможно, также за счет его иммунорегуляторного действия в отношении других цитокинов. Потеря обоих аспектов IFN-функции может способствовать восприимчивости пациентов с дефектами IFNAR1 к тяжелому COVID-19 [4, 9]. Понимание клеточных и молекулярных связей между дефектной передачей сигналов IFN- и патогенным воспалением будет иметь решающее значение для выбора терапии тяжелых вирусных заболеваний.

Дополнительные данные

Дополнительные материалы доступны на веб-сайте Clinical Infectious Diseases. Состоящие из данных, предоставленных авторами в интересах читателя, размещенные материалы не редактируются и являются исключительной ответственностью авторов, поэтому вопросы или комментарии должны быть адресованы соответствующему автору.

Примечание

Возможные конфликты интересов. FG получил финансирование от Deutsche Forschungsgemeinschaft (GO2955/1-1), а также от Bubble Foundation. C. FH финансируется студенческим советом по медицинским исследованиям (MRC) (MR/N013840/1). V.K., E.F. и M.F. финансируются Министерством здравоохранения Чешской Республики (NV19-05-00332). S. H. и C. JA D. финансируются Wellcome Trust (207556/Z/17/Z и 211153/Z/18/Z соответственно).

Все остальные авторы не имеют потенциальных конфликтов. Все авторы представили форму ICMJE для раскрытия потенциальных конфликтов интересов. Выявлены конфликты, которые редакция считает относящимися к содержанию рукописи.

Рекомендации

1. Duncan CJA, Randall RE, Hambleton S. Генетические нарушения передачи сигналов интерферона I типа в противовирусном иммунитете человека. Тренды Жене 2020; 1–13.

2. Duncan CJA, Mohamad SMB, Young DF и соавт. Дефицит человеческого IFNAR2: уроки противовирусного иммунитета. Sci Transl Med 2015; 7:307ra154.

3. Эрнандес Н., Буччиол Г., Моэнс Л. и соавт. Унаследованный дефицит IFNAR1 у здоровых в остальном пациентов с побочными реакциями на живые вакцины против кори и желтой лихорадки. J Эксперт Мед 2019; 216: 2057–70.

4. Zhang Q, Bastard P, Liu Z. Врожденные ошибки иммунитета к IFN I типа с опасным для жизни COVID-19. Наука 2020; 21:1–9.

5. Хэмблтон С., Гудборн С., Янг Д.Ф. и др. Дефицит STAT2 и восприимчивость к вирусным заболеваниям у людей. Proc Natl Acad Sci USA 2013; 110:3053–8.

6. Эрнандес Н., Мелки И., Цзин Х. и др. Угрожающий жизни гриппозный пневмонит у ребенка с наследственным дефицитом IRF9. J Exp Med 2018; 215:2567–85.

7. Браво Гарсия-Морато М., Кальво Апалатеги А., Браво-Галлего Л.И. и др. Нарушение контроля множественных вирусных инфекций в семье с полным дефицитом IRF9. J Allergy Clin Immunol 2019; 144:309–312.e10.

8. Пайро-Кастинейра Э., Клохизи С., Кларик Л. и др. Генетические механизмы критического состояния при COVID-19. medRxiv 2020; дои: 10.1101/2020.09.24.20200048. \

9. Alosaimi MF, Maciag MC, Platt CD, Geha RS, Chou J, Bartnikas LM. Новый вариант STAT2, проявляющийся гемофагоцитарным лимфогистиоцитозом. J Allergy Clin Immunol 2019; 144:611–613.e3.

10. Бернс С., Ченг А., Старк З. и соавт. Новое проявление гомозиготной мутации STAT-1 с потерей функции у младенца с гипервоспалением: отчет о клиническом случае и обзор литературы. J Allergy Clin Immunol Pract 2016; 4: 777–9.

11. Шахни Р., Кейл С.М., Андерсон Г. и др. Дефицит преобразователя сигнала и активатора транскрипции 2 является новым нарушением деления митохондрий. Мозг 2015; 138: 2834–46. 12. Duncan CJA, Thompson BJ, Chen R, et al. Тяжелая интерферонопатия I типа и неограниченная передача сигналов интерферона из-за гомозиготной зародышевой мутации в STAT2. Научный Иммунол 2019; 4. doi: 10.1126/sciimmunol.aav7501.

13. Ребольди А., Данг Э.В., Макдональд Дж.Г., Лян Г., Рассел Д.В., Цистер Дж.Г. Воспаление. 25-Гидроксихолестерин подавляет -1-вызванное интерлейкином воспаление после интерферона I типа. Наука 2014; 345: 679–84.

14. Лю Л., Окада С., Конг X.Ф. и др. Мутации STAT1 человека с приобретением функции нарушают иммунитет к IL-17 и лежат в основе хронического кожно-слизистого кандидоза. J Exp Med 2011; 208: 1635–48.

Флориан Готе,1,2, Кэтрин Ф. Хаттон,1, Лин Труонг,1 Зофия Климова,3 Вероника Кандерова,4 Мартина Фейткова,4 Анджела Грейнджер,1 Венеция Бигли,1,5 Джоанна Пертен,6 Дипаян Митра,6 Алес Янда7, Ева Фронкова4, Душана Моравчикова3, Софи Хэмблтон1,8 и Кристофер Дж. А. Дункан1,9.

1 Тема иммунитета и воспаления, Институт трансляционных и клинических исследований, Университет Ньюкасла, Ньюкасл-апон-Тайн, Великобритания, 2 Отделение педиатрии, Детская больница доктора фон Хаунера, Университетская клиника, Университет Людвига-Максимилиана, Мюнхен, Мюнхен, Германия, 3 Банска-Бистрица Детская университетская больница, Банска-Бистрица, Словакия, 4 Отделение детской гематологии и онкологии, 2-й медицинский факультет, Карлов университет и университетская клиника Мотол, Прага, Чехия, 5 Северный центр трансплантации костного мозга, больница Фриман, Ньюкасл-апон-Тайн Больницы NHS Foundation Trust, Ньюкасл-апон-Тайн, Великобритания, 6 Отделение нейрорадиологии, Ньюкасл-апон-Тайн Больницы NHS Foundation Trust, Ньюкасл-апон-Тайн, Великобритания, 7 Отделение педиатрии и подростковой медицины, Университетский медицинский центр Ульма, Германия, 8 Служба детской иммунологии, Детская больница Грейт-Норт, Доверительный фонд NHS больниц Ньюкасл-апон-Тайн, Ньюкасл-апон-Тайн, Великобритания, и 9 отделений инфекционной и тропической медицины, Королевский лазарет Виктории, Доверительный фонд NHS больниц Ньюкасл-апон-Тайн, Ньюкасл-апон-Тайн, Великобритания.

For more information:1950477648nn@gmail.com