Imunodeficience Aleš Janda Ústav imunologie UK 2. LF a FNM duben 2007 ales.janda@lfmotol.cuni.cz http://imunologie.lfmotol.cuni.cz

Otázky před startem Co to vůbec jsou imunodeficity? Jaké skupiny imunodeficitů existují? Co je pro jednotlivé typy defektů typické? Dají se léčit? Jak? Jak to vypadá s pacienty? Pár příběhů ze života... … a malý test na závěr aneb co možná nezapomente

Přednášky ke stažení http://imunologie.lf2.cuni.cz

Imunitní systém a jeho funkce rozlišuje užitečné a škodlivé zajišťuje obranu organismu zajišťuje imunitní dohled navozuje mechanismy tolerance snížená rezistence k infekcím patologická reakce na vnější antigeny patologická reakce na vnitřní antigeny snížený imunitní dohled imunodeficience alergie autoimunita nádory

Obecné obranné mechanismy povrch kůže a sliznic pohyb řasinek, tvorba hlenu kyselina solná odtok moči tvorba slz bariéry MECHANICKÉ – CHEMICKÉ - MIKROBIÁLNÍ

Složky imunity VROZENÁ humorální komplement buněčná fagocyty, NK buňky Ochrana proti… VROZENÁ humorální komplement buněčná fagocyty, NK buňky ZÍSKANÁ (adaptivní)í protilátky T lymfocyty bakteriím a některým virům bakteriím a plísním extracelulárním bakteriím některým virům (neutralizace) intracelulárním bakteriím plísním a virům

Důležitost buněk imunitního systému v boji proti infekcím nic není černobílé

Imunodeficience primární vrozené poruchy, způsobené mutacemi genů pro jednotlivé složky imunitního systému sekundární poruchy imunity nasedající na základní onemocnění

Dělení vrozených imunodeficitů Humorální agamaglobulinémie hypogamaglobulinémie deficit specifických protilátek deficit izotypového přesmyku Buněčné, kombinované těžké kombinované (SCID) cytokinová signalizace signalizace T receptoru rekombinace receptorových genů purinový metabolizmus exprese molekul HLA systému kombinované signalizace mezi jednotlivými buňkami motilita buněk intracelulární signalizace signalizace chemokiny transkripční faktory IFN gama/IL-12 dráha Fagocytární počet fagocytů adhezivita funkce (intracelulární zabíjení) Komplementové jednotlivé komponenty regulační faktory Poruchy regulace cytotoxicita negativní zpětná vazba apoptóza Syndromy se zvýšenou lomivostí chromozómů

Výskyt vrozených imunodeficitů

Příklady incidence PID deficit IgA 1 : 500 těžký kombinovaný imunodeficit 1 : 100.000 CD19 deficit jedinci v ČR registrováno cca 700 pacientů

Diferenciální diagnostika vrozených imunodeficitů HUMORÁLNÍ BUNĚČNÉ KOMBINOVANÉ FAGOCYTÁRNÍ KOMPLEMENT. výskyt 70% 20% 9% 1% věk >6 m 0 ... < 2 r kdykoli příznaky - infekce HCD DCD - záněty středouší těžké respirační infekce - neprospívání - dermatitidy - průjmy - infekce oportunními patogeny - omfalitidy - adenitidy - pyodermie - autoimunita (SLE) - pyogenní infekce - edémy původci nemoci extracelulární opouzdřené mikroby - echoviry - viry - houby - mykobakterie - enterobakterie neisseria spp.

Diferenciální diagnostika PID HUMORÁLNÍ BUNĚČNÉ KOMBINOVANÉ FAGOCYTÁRNÍ KOMPLEMENT. komplikace - nádory - autoimunita různé reakce na očkování enterovirové vakcíny všechny živé vakcíny BCG vakcína úmrtí v dospělosti v ranném dětství příčina úmrtí - infekce (echovirové) - sekundární org. poškození infekce autoimunita - infekce choroby sIgAD XLA CVID SCID CGD LAD HAE

Vrozené imunodeficity Humorální agamaglobulinémie hypogamaglobulinémie deficit specifických protilátek deficit izotypového přesmyku Buněčné, kombinované těžké kombinované (SCID) cytokinová signalizace signalizace T receptoru rekombinace receptorových genů purinový metabolizmus exprese molekul HLA systému kombinované signalizace mezi jednotlivými buňkami motilita buněk intracelulární signalizace signalizace chemokiny transkripční faktory IFN gama/IL-12 dráha Fagocytární počet fagocytů adhezivita funkce (intracelulární zabíjení) Komplementové jednotlivé komponenty regulační faktory Poruchy regulace cytotoxicita negativní zpětná vazba apoptóza Syndromy se zvýšenou lomivostí chromozómů

Vývoj hladiny protilátek u dítěte vývoj imunokompetentních buněk je spojen s hematopoezou, jež začíná v 1.měsíci embryogeneze protilátky plodu jsou aktivně přeneseny od matky úloha FcRn IgM IgG IgA narození 6 měsíců

Vývoj B lymfocytů HSC Kostní dřeň HIGM CLP V preB T L5 NK m Pre B Paměťové B buňky HSC Pre B Pro B Zralé B IgG IgA IgE MLP IgD Plazmatické buňky Kostní dřeň Převzato a upraveno z: Fischer, Nature Immunology 2004

Agamaglobulinémie - AR T V preB L5 NK CLP IgM m Paměťové B buňky HSC Pre B Pro B Zralé B IgG IgA IgE MLP IgD AR agamaglobulinémie m, Igalfa, Lamda5, BLNK, LRRC8 Plazmatické buňky Kostní dřeň Převzato a upraveno z: Fischer, Nature Immunology 2004

Agamaglobulinémie - XL T V preB L5 NK CLP IgM m Paměťové B buňky HSC Pre B Pro B Zralé B IgG IgA IgE MLP IgD XLA BTK Plazmatické buňky Kostní dřeň Převzato a upraveno z: Fischer, Nature Immunology 2004

Brutonova agamaglobulinémie popsáno v r. 1952 (Dr.Bruton) zástava zrání B buněk v pre-B stadiu monogenní, X-vázané nález defektního genu v r. 1993 (tyrozinkináza)

Hypogamaglobulinémie s pozdním nástupem V preB L5 NK CLP IgM m Paměťové B buňky HSC Pre B Pro B Zralé B IgG IgA IgE MLP IgD Plazmatické buňky CVID ICOS TACI BAFF-R CD19 Kostní dřeň Převzato a upraveno z: Fischer, Nature Immunology 2004

Běžný variabilní imunodeficit (CVID) heterogenní onemocnění manifestace v pozdějším věku incidence 1:25-50 tisíc infekce, autoimunity, granulomy nízké IgG a většinou i IgA ICOS (na T lymfocytech) TACI, BAFF-R, CD19 (na B lymfocytech)

Porucha izotypového přesmyku V preB HIGM L5 NK CLP IgM m Paměťové B buňky HSC Pre B CD40L CD40 AID UNG Pro B Zralé B IgG IgA IgE MLP IgD Plazmatické buňky Kostní dřeň Převzato a upraveno z: Fischer, Nature Immunology 2004

Hyper IgM syndrom (HIGM) bakteriální a atypické infekce (PCP, kryptosporidie) dříve se předpokládal defekt především B lymfocytů – porucha komunikace převažuje postižení chlapců

X Defekty u HIGM X X X X X Notarangelo, J Allergy Clin Immunol 2006, 117, 855-64

Vrozené imunodeficity Humorální agamaglobulinémie hypogamaglobulinémie deficit specifických protilátek deficit izotypového přesmyku Buněčné, kombinované těžké kombinované (SCID) cytokinová signalizace signalizace T receptoru rekombinace receptorových genů purinový metabolizmus exprese molekul HLA systému kombinované signalizace mezi jednotlivými buňkami motilita buněk intracelulární signalizace signalizace chemokiny transkripční faktory IFN gama/IL-12 dráha Fagocytární počet fagocytů adhezivita funkce (intracelulární zabíjení) Komplementové jednotlivé komponenty regulační faktory Poruchy regulace cytotoxicita negativní zpětná vazba apoptóza Syndromy se zvýšenou lomivostí chromozómů

Buněčné a kombinované defekty těžké kombinované (SCID) cytokinová signalizace signalizace T receptoru rekombinace receptorových genů purinový metabolizmus exprese molekul HLA systému kombinované signalizace mezi jednotlivými buňkami defektní vývoj orgánů lymf. systému cytoskelet, motilita buněk intracelulární signalizace signalizace chemokiny IFN gama/IL-12 dráha X-SCID, JAK3, IL7RA, IL2RA CD3d, CD3g, CD3e Omennův sy ADA MHCID, MHCIID Hyper IgM DiGeorgeův sy Wiskottův-Aldrichův sy IRAK-4 defict WHIM

Differenciace B a T buněk SCID

Těžké kombinované imunodeficience (SCID) klinické projevy v prvních měsících života protrahovaný průjem, neprospívání Na kůži - graft versus host disease komplikace očkování živými vakcínami neobvyklé infekce, těžký průběh rodinná anamnéza

Kožní GVH reakce mateřské T lymfocyty ~ těžký ekzém ~ atopická dermatitida mateřské T lymfocyty (maternal engraftment)

Laboratorní nálezy lymfopenie defekt v aktivaci T buněk T-B-NK- T+B-NK+ T-B+NK+ defekt v aktivaci T buněk In vitro PHA nízké sérové imunoglobuliny protilátky přeneseny od matky

Nejčastější formy SCID X-SCID: deficit společného řetězce gama AR –SCID: deficit Jak 3 kinázy

TAP komplex je kritický pro produkci HLA I. třídy

Syndrom holých lymfocytů ‘deficit HLA I. třídy’ 80% pacientů má defekt v TAP normální exprese HLA II. třídy absence CD8+ T bb normální počet CD4+ T bb normální počet B lymfocytů a produkce protilátek bakteriální infekce, vaskulitidy, granulomy překvapivě virové infekce nejsou problém!

DiGeorgeův syndrom - CATCH 22 1967 - Dr.Angelo di George publikoval první popis dětí se syndromem sdružujícím srdeční malformaci, hypoparathyreózu, aplasii thymu a další fenotypické projevy. Většina dětí má deleci lokalizovanou na 22 chromozomu v oblasti q11.2. Do stejné genové oblasti se lokalizuje genová podstata i dalších klinických jednotek, jež spolu se syndromem diGeorge tvoří skupinu nazývanou CATCH 22. cardiac defects, abnormal facies, thymic hypo/aplasia, cleft palate, hypocalcemia, deletion 22q11

Vrozené imunodeficity Humorální agamaglobulinémie hypogamaglobulinémie deficit specifických protilátek deficit izotypového přesmyku Buněčné, kombinované těžké kombinované (SCID) cytokinová signalizace signalizace T receptoru rekombinace receptorových genů purinový metabolizmus exprese molekul HLA systému kombinované signalizace mezi jednotlivými buňkami motilita buněk intracelulární signalizace signalizace chemokiny transkripční faktory IFN gama/IL-12 dráha Fagocytární počet fagocytů adhezivita funkce (intracelulární zabíjení) Komplementové jednotlivé komponenty regulační faktory Poruchy regulace cytotoxicita negativní zpětná vazba apoptóza Syndromy se zvýšenou lomivostí chromozómů

Poruchy fagocytů neutropenie počet fagocytů deficit adhezivních molekul chronická granulomatóza počet fagocytů adhezivita funkce

LAD I deficit beta podjednotky CD 11/18 podjednotka povrchového integrinu narušen rolling perzistující leukocytóza opožděné odlučování pupečníku peridontitida rekurentní kožní, respirační i střevní infekce nekrózy a ulcerace první transplantovaný pacient s imunodeficitem u nás (1994)

Chronická granulomatóza neschopnost fagocytů generovat reaktivní kyslíkové radikály genový defekt jedné či více podjednotek NADPH oxidázy na X chromozom vázaná forma defekt v genu pro gp91-phox - membránově vázaná část molekuly cytochromu b558 autozomálně recesivní forma defekt v genech membránových či cytoplasmatických podjednotek p47-phox, p67-phox, p22-phox

Pacient s chronickou granulomatózou

Dělení vrozených imunodeficitů Humorální agamaglobulinémie hypogamaglobulinémie deficit specifických protilátek deficit izotypového přesmyku Buněčné, kombinované těžké kombinované (SCID) cytokinová signalizace signalizace T receptoru rekombinace receptorových genů purinový metabolizmus exprese molekul HLA systému kombinované signalizace mezi jednotlivými buňkami motilita buněk intracelulární signalizace signalizace chemokiny transkripční faktory IFN gama/IL-12 dráha Fagocytární počet fagocytů adhezivita funkce (intracelulární zabíjení) Komplementové jednotlivé komponenty regulační faktory Poruchy regulace cytotoxicita negativní zpětná vazba apoptóza Syndromy se zvýšenou lomivostí chromozómů

Deficity komplementu řada jednotek deficity časných složek komplementové kaskády deficity pozdních složek komplementové kaskády angioneurotický edém (deficit C1 inhibitoru) poruchy v alternativní cestě aktivace komplementu                                                                                                   http://www.siamhealth.net/Health/Photo_teaching/urticaria.htm

Dělení vrozených imunodeficitů Humorální agamaglobulinémie hypogamaglobulinémie deficit specifických protilátek deficit izotypového přesmyku Buněčné, kombinované těžké kombinované (SCID) cytokinová signalizace signalizace T receptoru rekombinace receptorových genů purinový metabolizmus exprese molekul HLA systému kombinované signalizace mezi jednotlivými buňkami motilita buněk intracelulární signalizace signalizace chemokiny transkripční faktory IFN gama/IL-12 dráha Fagocytární počet fagocytů adhezivita funkce (intracelulární zabíjení) Komplementové jednotlivé komponenty regulační faktory Poruchy regulace cytotoxicita negativní zpětná vazba apoptóza Syndromy se zvýšenou lomivostí chromozómů

Familiární hemofagocytující lymfohistiocytóza manifestace u předtím zdravého dítěte po infekci (často EBV) nízká cytotoxicita vysoce aktivované CD8+ T bb aktivace makrofágů - pohlcování krevních elementů deficit perforinu (třetina) deficit UNC13-D - zrání a fůze granul (třetina) bez transplantace kostní dřeně většinou smrtelné

Terapie vrozených imunodeficitů IVIG, SCIG antibiotika, antimykotika CGD LAD transplantace kostní dřeně SCID Wiskott-Aldrich syndrom interferon gama G-CSF a GM-CSF neutropenie genová terapie ADA deficit X - vázaný SCID (LAD, CGD, XLA?)

Sekundární imunodeficience poruchy centrálních lymfatických orgánů (kostní dřeň, thymus) poruchy počtu a funkce periferních leukocytů sekundární protilátkové deficity metabolické choroby, malnutrice, hypovitaminózy deficity v souvislosti s léčbou deficity navozené infekcí deficity spojené s nádorovým onemocněním

Příběhy ze života

ONDŘEJ, 8 měsíců

rodinná anamnéza negativní očkován BCG ONDŘEJ Anamnéza rodinná anamnéza negativní očkován BCG ve 3 měsících zvětšení uzliny v levé axille kolikvace punkce zhojení ve 4 měsících kašel, po symptomatické léčbě ustoupil během týdne chronicky řidší žlutozelené stolice od 2 měsíců věku hůře prospíval

ONDŘEJ Záchyt onemocnění v 8 měsících soor v dutině ústní PLDD: afebrilní, dystrofizace ( 200 g oproti kontrole v 6 měsících), soor, tachypnoe, dýchání bez vedl. fenomenů hospitalizace: při přijetí sat. O2 80%, leukocytóza 37 x109/l, převaha lymfocytů, Hgb 10,4 g/dl, trombocytóza 837x109/l, nízká FW, nízké CRP

ONDŘEJ Imunologické vyšetření IgG 0,6 g/l [NR 3.6-7.7] IgA < 0.06 g/l [NR 0.1-0.6] IgE < 1 IU/ml [NR 0-30.0] IgM 1,98 g/l [NR 0.3-1.4] počty lymfocytů funční testy (blastická transformace) (fagocytóza, NBT) v normě

IgG, A, E + IgM a atypická infekce Hyper IgM syndrom?

ONDŘEJ Před transplantací CD3+CD4+CD154+

ONDŘEJ Molekulární genetika mutace v 5. exonu, Cys800Thy substituce aminokyseliny Tre254Met (dr. Genevieve de Saint Basil, Neckar, Pařiž) Xq26 matka – přenašečka Notarangelo, J Allergy Clin Immunol 2006, 117, 855-64

ONDŘEJ Po transplantaci CD3+CD4+CD154+

VAŠEK, téměř 3 letý chlapec

IVF, dvojče A, bratr zdráv osobní anamnéza bez pozoruhodností VAŠEK Anamnéza IVF, dvojče A, bratr zdráv osobní anamnéza bez pozoruhodností pneumonie cca měsíc před stanovením diagnózy (léčena ambulantně) očkován dle kalendáře, bez reakcí přijat pro laryngitidu, následně rozvoj septického stavu

VAŠEK Laboratorní vyšetření absence všech tříd imunoglobulinů absence B lymfocytů v periferii i v kostní dřeni

prokázána mutace v genu pro Brutonovu tyrosinkinátu (BTK) VAŠEK Diagnóza a léčba prokázána mutace v genu pro Brutonovu tyrosinkinátu (BTK) pravidelná IVIG substituce nyní bez obtíží prognóza relativně dobrá

MICHAL, 5ti měsíční chlapec

prospíval, ve 4 měsících vyrážka do nemocnice přijat pro zápal plic MICHAL Anamnéza v rodině matky v několika generacích postupně úmrtí chlapců (údajně na selhání imunity) očkován dle kalendáře prospíval, ve 4 měsících vyrážka do nemocnice přijat pro zápal plic

Prokázána mutace v gama řetězci MICHAL Vyšetření IgG 0 IgA 0 IgM 0.14 CD3+: 0.1% CD3-16+/56+: 4.0% CD19+: 96% T-B+NK- X-SCID Prokázána mutace v gama řetězci

MICHAL Kožní projevy

Informace o imunodeficitech učebnice Imunodeficience, v roce 2007 vyšlo 2. vydání (Grada) informace pro pacienty (Tigis) – elektonicky také na stánkách Ústavu imunologie, v tištěné podobě k dispozici na sekretariátu ústavu diskusní skupina – imunodeficience-l@lfmotol.cuni.cz každoroční květnový dvoudenní seminář o primárních imunodeficiencích (ESID), letos 14.-15. května (info: http://imunologie.lfmotol.cuni.cz)

Info o ID na webu European Federation of Immunological Societies (EFIS) www.efis.org/ European Academy of Allergology and Clinical Immunology (EAACI) www.eaaci.net/ European Society for Immunodeficiencies (ESID) www.esid.org/ Mezinárodní pacientská organizace pro primární imunodeficience (IPOPI) www.ipopi.org/ Česká imunologická společnost (CIS) www.biomed.cas.cz/cis/ Česká společnost alergologie a klinické imunologie (ČSAKI) www.csaki.cz Registr primárních imunodeficiencí ESID www.esid-registry.org/ Seznam odkazů na webové stránky o imunodeficitech bioinf.uta.fi/idr/ Seznam laboratoří provádějících diagnostiku primárních imunodeficitů bioinf.uta.fi/IDdiagnostics/ Databáze genových mutací způsobujících primární imunodeficity bioinf.uta.fi/base_root/ Primární imunodeficience. Příručka pro pacienty a jejich rodiny. Tigis, Praha 1999, 2. vydání 2004. Elektronická forma publikace imunologie.lf2.cuni.cz

Pár otázek na závěr... 2. Reakci na vakcinaci 1. Brutonova agamaglobulinémie postihuje: A) chlapce B) dívky C) oboje stejnou měrou 2. Reakci na vakcinaci BCG vakcínou mívají děti: A) s poruchou tvorby protilátek B) s komplementovými defekty C) fagocytárními defekty D) s kombinovanými defekty (SCID)

Otázky 3. Transplacentárně přechází: A) IgA B) IgE C) IgG D) IgM 4. Pro izotypový přesmyk z IgG na IgM je zapotřebí vazby: A) ICAM-1- LFA1 B) B7-CD28 C) CD40-CD40L D) CD2-LFA3

Otázky 5. Děti s kombinovanými defekty (SCID) trpí: A) záněty dásní B) ekzémy C) oportunními infekcemi D) průjmovými onemocněními 6. Hereditární angioedém je způsobem defektem: A) C3 složky B) C2 složky C) C4 složky D) C1 inhibitoru (komplementu)

Otázky 7. Transplantace kmenových buněk krvetvorby (HSCT): A) Je indikována pro vrozené těžké poruchy imunity B) Může být provázena GVH reakcí C) Může být provázena rejekcí D) Je finančně náročná

Výsledky testu 1 a 2 c d 3 c 4 c 5 b c d 6 d 7 a b c d