第 14 章 CTLA-4 单倍体功能不全与 LRBA 缺陷

This entry is part 14 of 14 in the series IDF 原发性免疫缺陷疾病患者及家属手册

Chapter 14: CTLA-4 Haploinsufficiency and LBRA Deficiency

免疫缺陷基金会

患者与家属手册

 

原发性免疫缺陷病

(美国南卡罗来纳州查尔斯顿市南卡罗来纳医科大学,医学博士、公共卫生硕士凯莉・威廉姆斯;美国马里兰州贝塞斯达市国立卫生研究院,医学博士古尔布・乌泽尔 著)
编码细胞毒性 T 淋巴细胞抗原 4(CTLA-4)和脂多糖反应性米色样锚蛋白(LRBA)的基因发生突变,可能导致免疫调节异常。这意味着免疫系统中负责调控炎症、自身免疫反应及癌症的组件丧失正常功能,进而引发一系列自身免疫性疾病和感染。

概述

CTLA-4 单倍体功能不全是一种遗传性疾病,患者体内该基因的一个拷贝缺失,仅剩下一个功能正常的拷贝。然而,仅靠这一个正常基因拷贝,无法使 CTLA-4 基因发挥正常功能。LRBA 缺陷则会导致免疫功能受损,其原因是部分免疫细胞激活失控且调控不足。这两种情况都会造成免疫缺陷和免疫调节异常,而免疫调节异常会进一步引发多种自身免疫性疾病。
因此,患有这两种疾病中任意一种的患者,可能在幼年时期就出现反复呼吸道感染,还可能发生严重的器官免疫炎症,并伴有多种自身免疫性疾病。自身免疫性疾病的发病机制是免疫系统产生抗体,攻击自身组织和细胞。此外,淋巴细胞还可能侵入组织,导致目标器官受损或功能异常。肺、脑、肠、肝和肾是最常受影响的器官。免疫细胞失控聚集可能导致脾脏或淋巴结肿大。另外,由于免疫功能异常,这些疾病还会增加患者患某些癌症(如淋巴瘤)的风险。

免疫生物学机制

CTLA-4 蛋白存在于 T 细胞表面,对免疫系统至关重要,尤其在调控免疫细胞、维持其正常活性方面发挥核心作用。LRBA 蛋白则负责 CTLA-4 蛋白在细胞内的调控与转运,确保其能够正常到达细胞表面。无论是 CTLA-4 基因还是 LRBA 基因发生突变,都可能导致 CTLA-4 蛋白的数量大幅减少或完全缺失,使其无法正常发挥功能,最终引发失控性炎症和自身免疫反应。

临床表现

由于 CTLA-4 基因和 LRBA 基因发生突变,都会导致 CTLA-4 蛋白数量减少及功能异常,因此这两种疾病的临床表现存在诸多相似之处。两者的典型特征均为免疫激活失控、炎症反应,且常伴有免疫缺陷(见表 14:1A)。
这类疾病引发的免疫缺陷与普通变异型免疫缺陷病(CVID)相似,患者均会出现低丙种球蛋白血症,且抗体反应受损。事实上,部分患者最初可能被误诊为普通变异型免疫缺陷病。与普通变异型免疫缺陷病患者一样,这类患者也容易反复发生鼻窦感染和肺部感染。感染通常在儿童时期开始出现,且随着年龄增长,病情可能会加重。
LRBA 缺陷患者通常在学龄前发病,而 CTLA-4 单倍体功能不全患者可能直到青年时期才出现症状。两种疾病患者都更容易感染 Epstein-Barr 病毒(EB 病毒,即单核细胞增多症病毒)和巨细胞病毒(CMV)。这些感染可能频繁复发,并可能诱发某些类型的淋巴瘤。
CTLA-4 单倍体功能不全和 LRBA 缺陷患者的免疫调节异常程度(如自身免疫反应和炎症反应)在临床上差异较大(见图 14:1B)。两种疾病都可能表现为慢性腹泻,其病因是肠道炎症(也称为肠病)。患者可能因慢性胃肠道功能异常导致营养流失,进而出现发育迟缓、体重下降或营养缺乏等症状。
几乎所有患者在一生中的某个阶段,都会因免疫调节异常而患上一种自身免疫性疾病,部分患者甚至会出现多种自身免疫性疾病。自身免疫性疾病的发病原因是机体产生攻击自身组织和细胞的抗体。其中,自身免疫性血细胞减少症(白细胞、红细胞或血小板数量减少)最为常见。患者还可能产生攻击自身器官(如甲状腺、胰腺、关节)的抗体,导致这些器官或组织受损、功能异常,具体可能表现为甲状腺疾病、糖尿病、关节炎、银屑病(牛皮癣)、白癜风或脱发症。
此外,部分患者体内可能出现免疫细胞或淋巴细胞聚集,在重要器官内形成局部炎症区域,导致器官功能异常。在 CTLA-4 单倍体功能不全和 LRBA 缺陷患者中,肺部、脑部和肠道是最常出现炎症的部位,肾脏出现炎症的情况相对较少。
临床检查中,CTLA-4 单倍体功能不全或 LRBA 缺陷患者可能出现脾脏肿大、肝脏肿大,有时还会出现淋巴结肿大。同时,这类患者患癌症和淋巴瘤的风险较高,因此需要对其健康状况进行密切监测。

诊断

对于任何出现早发性反复性鼻窦肺部感染和自身免疫性疾病的患者,都应考虑是否患有 CTLA-4 单倍体功能不全或 LRBA 缺陷。相关症状可能包括慢性腹泻、体重下降或体重增长迟缓、脾脏肿大和 / 或淋巴结肿大。白细胞侵入身体特定部位(如肺、脑、肾、肠或骨髓)也是这两种疾病的显著特征之一。
若怀疑患者的疾病由 CTLA-4 或 LRBA 基因突变引起,初步免疫评估应包括以下项目:
  1. 全血细胞计数(CBC)及分类计数:用于检测是否存在血细胞数量减少的情况。
  2. 血清免疫球蛋白检测:患者的免疫球蛋白 G(IgG)和免疫球蛋白 A(IgA)水平通常较低,免疫球蛋白 M(IgM)水平可能正常或偏低。
  3. 流式细胞术检测:用于计数不同类型淋巴细胞的数量。
即使患者接种过疫苗,其体内针对相应疾病的抗体水平也可能未达到保护水平。自身免疫性疾病通常通过检测自身抗体(即攻击自身组织和细胞的抗体)来诊断。若临床怀疑存在淋巴细胞侵入器官的情况,可能需要进行影像学检查(通常为计算机断层扫描 CT 或磁共振成像 MRI),甚至对相关组织进行活检。
最终,通过基因检测发现特定基因突变,即可确诊 CTLA-4 单倍体功能不全或 LRBA 缺陷。

遗传方式

CTLA-4 单倍体功能不全和 LRBA 缺陷均为罕见的免疫性疾病,既可以遗传给家庭成员,也可能为散发病例(自发突变导致)。
  • CTLA-4 单倍体功能不全:由 CTLA-4 基因的一个拷贝发生突变引起,该突变会导致 CTLA-4 蛋白数量减少、功能下降。其遗传方式为常染色体显性遗传,即若儿童遗传了该突变基因,就可能患病。若父母一方携带该突变基因,其子女遗传该突变基因的概率为 50%。部分 CTLA-4 单倍体功能不全患者可能表现为无症状,即携带突变基因但无临床症状。这是因为 CTLA-4 单倍体功能不全具有 “不完全外显率”—— 一个家庭中可能有多名成员携带该突变基因,但仅有部分成员会发病,部分成员则完全无病。尽管如此,所有被确诊携带该突变基因的家庭成员都需了解相关风险,因为疾病症状可能在晚年出现。
  • LRBA 缺陷:通常由 LRBA 基因的两个拷贝均发生突变引起,突变会导致 LRBA 蛋白数量减少。其遗传方式为常染色体隐性遗传,即只有当编码该蛋白的两个基因拷贝均发生突变时,才会发病。若父母双方均为突变基因携带者(各携带一个突变拷贝),其子女患病的概率为 25%。与 CTLA-4 单倍体功能不全不同,LRBA 缺陷的外显率几乎为 100%,即携带两个突变基因拷贝(每个基因拷贝各一个突变)的人几乎都会出现临床症状。

治疗

对于因抗体缺乏而反复感染的 CTLA-4 单倍体功能不全或 LRBA 缺陷患者,需接受免疫球蛋白(Ig)替代治疗。医生可能会给患者使用预防性抗生素,以预防疾病或感染的发生。这些治疗的目标是防止因频繁感染造成器官损伤。
对于存在明显免疫调节异常且已导致器官功能下降的患者,应采用免疫抑制治疗。这类治疗可抑制失控的免疫系统。目前已有一种经美国食品药品监督管理局(FDA)批准的注射类药物 —— 阿巴西普(abatacept),该药物原本用于治疗类风湿关节炎和特定类型的银屑病,但其可发挥 CTLA-4 替代物的作用,在改善 CTLA-4 单倍体功能不全和 LRBA 缺陷患者的免疫调节异常方面,已显示出良好前景。
常用于治疗这两种疾病的其他免疫抑制剂包括:
  • 全身性糖皮质激素(如泼尼松、甲泼尼龙);
  • 西罗莫司(一种免疫抑制剂,可抑制 T 细胞和 B 细胞的激活,常用于预防肾移植排斥反应);
  • 利妥昔单抗(一种针对 B 细胞的单克隆抗体,用于治疗多种自身免疫性疾病和特定类型癌症)。
与许多原发性免疫缺陷病一样,造血干细胞移植(HSCT)也是治疗 CTLA-4 单倍体功能不全和 LRBA 缺陷的一种选择,但该治疗方法存在显著风险。

预后与随访

部分携带 CTLA-4 突变基因的人可能无疾病症状,或症状轻微(例如仅患有甲状腺疾病或白癜风)。但他们仍需接受医生的密切随访,因为晚年仍有出现更多疾病症状的风险。
一旦接受了恰当的治疗(以减少感染、炎症和自身免疫反应为目标),许多 CTLA-4 单倍体功能不全或 LRBA 缺陷患者都能过上相对正常的生活,无需隔离,日常活动也无需受限。
由于 CTLA-4 单倍体功能不全和 LRBA 缺陷患者的免疫调节异常类型及严重程度差异较大,患者通常需要接受多个专科医生的随访,并进行密切的健康监测。

参考文献

  1. Gamez-Diaz et al. Journal of Allergy and Clinical Immunology 2016; 137: 223-230.(《变态反应与临床免疫学杂志》,2016 年,第 137 卷,第 223-230 页)
  2. Kuehn et al. Science 2014; 345: 1623-1627.(《科学》,2014 年,第 345 卷,第 1623-1627 页)
  3. Lo et al. Science 2015; 349: 436-440.(《科学》,2015 年,第 349 卷,第 436-440 页)
  4. Lo et al. Blood 2016; 128: 1037-1042.(《血液》,2016 年,第 128 卷,第 1037-1042 页)
  5. Lopez-Herrera et al. The American Journal Human Genetics 2012; 90: 986-1001.(《美国人类遗传学杂志》,2012 年,第 90 卷,第 986-1001 页)
  6. Schubert et al. Nature Medicine 2014; 20: 1410-1416.(《自然・医学》,2014 年,第 20 卷,第 1410-1416 页)
  7. Schwab et al. Journal of Allergy and Clinical Immunology 2018; Article in press, available online.(《变态反应与临床免疫学杂志》,2018 年,已录用待发表文章,可在线获取)
  8. Zeissig et al. Gut 2014; 0:1-9.(《胃肠病学》,2014 年,第 0 卷,第 1-9 页)

表 14:1A CTLA-4 单倍体功能不全与 LRBA 缺陷的常见临床及实验室检查结果

类别具体表现
感染易感性复发性中耳炎;复发性病毒性上呼吸道感染;复发性支气管炎、鼻窦炎和 / 或肺炎;血液中检测到 EB 病毒或巨细胞病毒
自身免疫性疾病甲状腺炎;1 型糖尿病;肝炎;银屑病、白癜风及其他皮肤病;葡萄膜炎(眼部炎症)
淋巴细胞增殖、白细胞器官浸润与炎症慢性淋巴结肿大;脾肿大;炎症性肠病、肠病;肺部浸润;脑部浸润;肝脏疾病
免疫相关实验室检查异常低丙种球蛋白血症(最常见为 IgG 降低和 IgA 降低);疫苗应答不佳;循环淋巴细胞数量减少(多表现为 T 细胞和 B 细胞减少);自然杀伤细胞(NK 细胞)减少;调节性 T 细胞(Treg 细胞)减少

图 14:1B CTLA-4 单倍体功能不全与 LRBA 缺陷中的广泛免疫功能异常

(注:图中列出的免疫功能异常表现包括):脑部浸润、葡萄膜炎、自身免疫性血小板减少症、自身免疫性贫血、低丙种球蛋白血症、自身免疫性甲状腺炎、银屑病、白癜风及其他皮肤病、淋巴结肿大、中性粒细胞减少症、肺部浸润、呼吸道感染、肝炎、脾肿大、1 型糖尿病、肠道浸润、自身免疫性关节炎
(本出版物的编写得到了夏尔公司(现隶属于武田制药)的支持)
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