Imunodeficience. Aleš Janda Ústav imunologie UK 2. LF a FNM duben

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 o rozlišuje užitečné a škodlivé o zajišťuje obranu organismu o zajišťuje imunitní dohled o 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 bakteriím a některým virům bakteriím a plísním ZÍSKANÁ (adaptivní)í protilátky T lymfocyty extracelulárním bakteriím některým virům (neutralizace) intracelulárním bakteriím plísním a virům

Důležitost buněk imunitního systému v boji proti infekcím 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Fagocyty NK buňky B buňky CD4+ T buňky 0 Extracelulární bakterie Viry Houby Intracelulární bakterie CD8+ buňky

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 9% 1% 20% humorální celulární fagocytární komplement. 70%

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

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

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

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

Agamaglobulinémie - XL HSC MLP CLP T NK Pro B V preb m Pre B L5 IgM Zralé B IgD Paměťové B buňky IgG IgA IgE 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 HSC MLP CLP T NK Pro B V preb m Pre B L5 IgM Zralé B IgD Paměťové B buňky IgG IgA IgE Plazmatické buňky Kostní dřeň CVID ICOS TACI BAFF-R CD19 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 HSC MLP CLP T NK Pro B V preb m Pre B L5 IgM Zralé B CD40L CD40 IgD HIGM AID UNG Paměťové B buňky IgG IgA IgE 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

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

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

Laboratorní nálezy lymfopenie 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

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

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

Chronická granulomatóza o o o 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 o autozomálně recesivní forma defekt v genech membránových či cytoplasmatických podjednotek p47-phox, p67-phox, p22-phox

Pacient s chronickou granulomatózou

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

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

Terapie vrozených imunodeficitů IVIG, SCIG antibiotika, antimykotika CGD LAD transplantace kostní dřeně SCID LAD Wiskott-Aldrich syndrom interferon gama CGD 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

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. O 2 80%, leukocytóza 37 x10 9 /l, převaha lymfocytů, Hgb 10,4 g/dl, trombocytóza 837x10 9 /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 Xq26 ONDŘEJ mutace v 5. exonu, Cys800Thy substituce aminokyseliny Tre254Met (dr. Genevieve de Saint Basil, Neckar, Pařiž) matka přenašečka Notarangelo, J Allergy Clin Immunol 2006, 117, 855-64

ONDŘEJ Po transplantaci CD3+CD4+CD154+

VAŠEK, téměř 3 letý chlapec

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

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

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

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 o učebnice Imunodeficience, v roce 2007 vyšlo 2. vydání (Grada) o informace pro pacienty (Tigis) elektonicky také na stánkách Ústavu imunologie, v tištěné podobě k dispozici na sekretariátu ústavu o diskusní skupina imunodeficience-l@lfmotol.cuni.cz o 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) European Academy of Allergology and Clinical Immunology (EAACI) European Society for Immunodeficiencies (ESID) Mezinárodní pacientská organizace pro primární imunodeficience (IPOPI) Česká imunologická společnost (CIS) Česká společnost alergologie a klinické imunologie (ČSAKI) Registr primárních imunodeficiencí ESID Seznam odkazů na webové stránky o imunodeficitech Seznam laboratoří provádějících diagnostiku primárních imunodeficitů Databáze genových mutací způsobujících primární imunodeficity Primární imunodeficience. Příručka pro pacienty a jejich rodiny. Tigis, Praha 1999, 2. vydání 2004. Elektronická forma publikace www.efis.org/ www.eaaci.net/ www.esid.org/ www.ipopi.org/ www.biomed.cas.cz/cis/ www.csaki.cz www.esid-registry.org/ bioinf.uta.fi/idr/ bioinf.uta.fi/iddiagnosti cs/ bioinf.uta.fi/base_root/ imunologie.lf2.cuni.cz

Pár otázek na závěr... 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