혈구탐식 림프조직구증을 동반한 동형접합 인터페론 알파/베타 수용체 알파 사슬(IFNAR1) 결핍의 새로운 사례
Apr 17, 2023
(140–3페이지의 Mogensen의 편집 논평을 참조하십시오.)
저자들은 생약독화 바이러스 백신접종에 의해 명백하게 유발된 치명적인 전신 과염증이 있는 소아에서 인터페론-알파/베타 수용체 알파 사슬(IFNAR1)의 완전한 결핍 사례를 제시합니다. hemophagocytic lymphohistiocytosis에 대한 기준을 충족하는 이러한 병적 과염증은 유형 I 인터페론 면역의 선천적 오류를 동반하는 새로운 표현형입니다.
Hemophagocytic lymphohistiocytosis (HIVEL/T-LGL)는 면역과 밀접한 관련이 있는 드문 면역계 질환입니다. HIVEL/T-LGL의 발생은 주로 T 세포의 비정상적인 증식과 활성화에 의해 발생하는 면역계의 장애와 관련이 있다. 이러한 비정상적인 증식과 활성화는 T 세포가 체내의 정상 세포를 공격하게 하여 면역 체계의 기능을 손상시켜 우리에게 면역의 중요성을 보여줍니다. 일상생활에서도 면역력 향상에 신경을 써야 합니다. Cistanche는 면역력을 향상시킬 수 있습니다. 육류의 다당류는 인간 면역 체계의 면역 반응을 조절하고 면역 세포의 스트레스 능력을 향상시키며 면역 세포의 살균 효과를 높일 수 있습니다.
키워드.
IFNAR1; 유형 I 인터페론; HLH; 면역의 선천적 오류.
유형 I 인터페론(IFN- 및 13 IFN- 하위 유형 포함)은 저친화도 및 고친화도 서브유닛, IFNAR1 및 IFNAR2로 구성된 단일 유비쿼터스 발현 수용체를 통해 신호를 보냅니다. Type I IFN은 Ifnar1-결핍 마우스에 대한 광범위한 연구를 기반으로 포유류의 항바이러스 면역에 중요한 것으로 보이지만, 인간에서의 정확한 역할은 지금까지 불확실했습니다[1].
살아있는 약독화된 홍역 유행성 이하선염 및 풍진(MMR) 백신 접종에 이차적인 치명적인 바이러스성 질병을 앓고 있는 어린이에게서 완전한 인간 IFNAR2 결핍을 발견한 것은 필수적인 항바이러스 기능을 암시했습니다[2]. 그럼에도 불구하고 프로밴드가 MMR 노출 전에 명백한 바이러스 감수성을 나타내지 않았다는 것은 놀라운 일이었습니다. IFNAR1 결핍 환자 2명에게서 전신 생약독화 바이러스 백신 접종에 의해 유발된 이 표현형 질병이 백신 접종 전까지 유사하게 건강했습니다[3].
그러나 최근 중증급성호흡기증후군 코로나바이러스 2(SARS-CoV-2) 환자 2명에서 IFNAR1 변이가 확인된 것은 자연 획득 바이러스에 대한 면역에서 유형 I IFN의 추가적인 중요성을 강조합니다[4].
이 연구에서 우리는 MMR 백신 접종 후 중증 질환을 앓은 15-개월 된 소년을 조사했습니다. 이 질병에는 혈구탐식림프조직구증(HLH)의 진단 기준을 충족하는 진행성 및 궁극적으로 치명적인 과염증이 포함됩니다. 사례 요약, 그림 1A, 보충 표 참조 E1). 혈청(보충 표 E2) 및 뇌척수액(보충 표 E3)의 분석은 백신-변종 바이러스 복제의 증거를 산출하지 않았으며 낮은 수준의 Epstein-Barr 바이러스(EBV) 재활성화 이외의 다른 감염 원인도 확인되지 않았습니다. 자세한 면역 표현형 분석은 B 세포와 cDC1 수가 적은 단핵구증과 T 세포 림프구증가증을 보여주었습니다(보충 그림 E1, 보충 표 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) IFNAR1에서, IFNAR1 단백질의 세 번째 세포외 도메인에 조기 정지 코돈을 도입함(p.Gln308Ter, 도 1B).
이 변형은 GnomAD 데이터베이스에 없었으며 in silico 도구에 의해 유해한 것으로 예측되었습니다(보충 표 E5). 완전한 IFNAR1 결핍을 나타내는 N-말단(그림 1C) 또는 C-말단 IFNAR1 항체(보충 그림 E5)로 1차 진피 섬유아세포 용해물을 조사할 때 단백질 제품이 검출되지 않았습니다. 환자의 엑솜 데이터 내에서 선천성 면역 오류와 관련된 포괄적인 유전자 패널을 면밀히 조사한 결과 추가로 질병을 유발하는 변이 후보가 나타나지 않았습니다.
리간드 결합 시, IFNAR1-IFNIFNAR2의 3원 복합체는 수용체 관련 키나아제 JAK1 및 TYK2의 상호 트랜스포스포릴화에 이어 전사 STAT1 및 STAT2의 신호 변환기 및 활성제의 인산화가 이어지는 세포내 신호 캐스케이드를 시작합니다. IFN-에 대한 대부분의 전사 반응은 IRF9와 함께 인산화된 STAT1 및 STAT2로 형성된 헤테로삼량체에 기인한다.
ISGF3(interferon-stimulated gene factor 3)로 알려진 이 복합체는 핵으로 이동하여 인터페론 민감성 반응 요소(ISRE)와 상호 작용하여 많은 수의 인터페론 자극 유전자(ISG)의 전사를 활성화합니다. 대신 phosphoSTAT1의 일부는 동종이합체화되어 IFN-활성화 인자(GAF)를 형성하고, 더 일반적으로 유형 II IFN(IFN-) 신호와 관련된 IFN-활성화 부위(GAS)를 포함하는 별개이지만 겹치는 유전자 세트를 고뇌시킵니다. IFNAR1 결핍의 예측된 효과는 IFN-에 대한 신호 및 다운스트림 기능적 반응을 방지하지만 IFN-에 대한 온전한 반응을 남기는 것입니다.
그림 1. A, 혈통. B, IFNAR1 단백질 도메인을 사용한 변이체의 Sanger 시퀀싱 확인. C, IFNAR1 결핍(면역 블롯). D, IFN- 2b 또는 IFN-(1000 IU/mL, 30m, 면역블롯)에 의한 신호. E, IFN- 2b 또는 IFN-에 의한 ISG 유도(1000 IU/mL, 16시간, 면역블롯). F, EMCV 세포 변성 보호 분석. G, ZIKV 엔벨로프(ENV), ISG15, RSAD2 및 MX1 발현(면역 블롯) 섬유아세포(H) ZIKV 세포 변성 분석. IFN- 2b 또는 IFN-(MOI 1.0, 1000 IU/mL, 24시간)에 의한 ZIKV에 대한 보호, (I) 면역블롯 및 (J) 생존력 분석. 빈 벡터(VEC)가 아닌 IFNAR1로 보완하면 (K) IFN- 2b(1000 IU/mL, 16시간, 면역블롯)에 의한 ISG 유도 및 (L) IFN- 2b 매개 보호에 대한 EMCV. 모든 실험은 II:1에서 n = 3번 반복되었고 1차 섬유아세포를 제어했습니다. 평균 ± 표준 편차. ****피< .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.
이 예측과 일치하게, JAK1 및 그 다운스트림 표적 STAT1 및 STAT2의 인산화는 IFN 2b에 30분 동안 노출된 IFNAR1-결핍 환자 섬유아세포에서 감지할 수 없었습니다. IFN-에 노출되면 보존되었습니다(그림 1D). phospho-flow cytometry (보충 그림 E6)에 의한 환자 림프구 및 단핵구의 STAT1 인산화 분석에서 동일한 패턴이 관찰되었습니다. 따라서 면역블롯팅은 IFN-에 대한 온전한 반응에도 불구하고 IFN- 2b에 밤새 노출된 IFNAR1- 결핍 환자 섬유아세포에서 ISG 단백질 생성물을 유도하지 못하는 것으로 드러났습니다(그림 1E).
기능적 영향을 해결하기 위해 피코르나바이러스 뇌심근염 바이러스(EMCV)로 세포에 도전했습니다. 이 실험에서, 섬유아세포는 감염 전 밤새 IFN- 2b 또는 IFN-로 사전 처리되었으며, 대조군 세포에서 세포 변성 효과(CPE)를 예방하기 위해 이전에 결정된 용량으로, 감염 후 24시간에 검사되었습니다. IFNAR1- 결핍 세포는 IFN- 2b 노출에도 불구하고 CPE에 취약했지만 IFN- 처리에 의해 구조되어 IFN- - 매개 항바이러스 면역의 특정 결함을 확인했습니다(그림 1F).
이러한 결과를 확장하고 확인하기 위해 우리는 감염 후 48시간에 바이러스 외피 단백질 및 ISG의 발현을 면역 블롯으로 조사하여 다양한 감염 다중도에서 플라비바이러스 Zika 바이러스(ZIKV)로 세포를 감염시켰습니다(그림 1G). 환자 세포에서 우리는 ISG15, RSAD2 및 MX1의 발현 유도 실패와 함께 과도한 바이러스 단백질 발현(보충 그림 E7)을 보았습니다. ). IFN- 2b가 아닌 외인성 IFN으로 환자 세포를 처리하면 ZIKV 감염(그림 1I) 및 CPE(그림 1J)가 방지됩니다.
IFNAR1의 소실이 책임이 있음을 확실하게 증명하기 위해 환자 섬유아세포 세포를 렌티바이러스 형질도입에 의해 전달된 전장 인간 IFNAR1로 보완했습니다. 빈 벡터가 아닌 환자 섬유아세포에서 IFNAR1의 렌티바이러스 형질도입은 ISGs의 유도를 회복시켰고(그림 1K) IFN- 2b에 대한 반응으로 항바이러스 상태의 형성(그림 1L)을 통해 유전자형-표현형 연관성을 확인했습니다.
우리는 완전한 IFNAR1 결핍의 새로운 사례를 보고하며, 관련이 없는 2명의 어린이에서 동형접합 IFNAR1 결핍에 대한 최근 보고를 보완합니다[3]. 이 3가지 경우 모두 IFNAR2-결핍 환자와 유사하게[2], 바이러스 감수성은 약독화된 바이러스 생백신을 접종한 후에야 명백해졌습니다. 언뜻 보기에 이는 STAT2- 또는 IRF9-결핍 환자[5–7]가 점막 표면에서 자연적으로 발생하는 바이러스에 대한 더 넓은 감수성과 대조되며, 이는 유형 간의 기능적 중복 측면에서 설명될 수 있습니다. I형 및 III형 IFN은 점막에 존재합니다[1].
그러나 최근 2019년 중증 코로나바이러스 질환(COVID-19)을 앓고 있는 사람들 사이에서 IFNAR1 결핍 사례 2건이 추가로 발견된 것은 적어도 SARS-CoV-2의 경우 유형 I IFN이 결정적인 역할을 할 수 있음을 의미합니다. 자연 병원체에 대한 숙주 반응에서 [4]. 이 결론은 중증 COVID-19 사례의 10%에서 I형 IFN에 대한 중화 항체가 검출되었지만{8}} 독립적인 코호트에서 IFNAR2와의 게놈 전체 연관 신호에 의해 뒷받침됩니다. [8].
우리의 사례는 IFNAR1 결핍의 표현형 스펙트럼을 확장하여 이전에 IFNAR2 결핍에서 언급되고 STAT2 또는 IRF9 결함과 같은 IFN 면역의 다른 결함에서 점점 더 인식되는 HLH 유사 과염증을 포함합니다[7, 9]. 이러한 맥락에서 과염증의 병리학, 특히 조절되지 않는 염증 신호 및/또는 바이러스 복제와의 관계를 정의하는 것은 향후 연구를 위한 중요한 영역입니다. 예방 접종과의 시간적 연관성에도 불구하고 우리의 경우는 검출 가능한 백신 균주 전파가 없다는 점에서 주목할 만합니다. 과염증이 있는 일부 STAT1- 및 STAT2- 결핍 환자에서 유사한 그림이 관찰되었습니다[12, 11].
낮은 수준의 EBV 재활성화의 기여를 배제할 수는 없지만, 무균 자가염증은 IFN 신호 전달 결함에서 뚜렷한 임상적 표현형으로 나타났습니다[7]. 이는 IFN-조절 상실과 관련된 보다 복잡한 메커니즘을 시사합니다[1]. 표면적으로는 제어되지 않는 IFN- 신호 자체가 HLH 유사 무균 염증과 연관되기 때문에 이것은 역설적입니다[12]. 그러나 IFN-은 또한 인터루킨(IL)-1[13] 및 IL-17[14]을 비롯한 다양한 사이토카인 경로를 부정적으로 조절합니다. IFN-의 면역 조절 특성은 다발성 경화증과 같은 면역 매개 질환 치료에 이용됩니다. 우리의 경우 코르티코스테로이드 및 IL-1 차단에 대한 부분적인 임상 반응은 IFN- 신호 손실이 무질서한 면역 네트워크 활동에 기여한다는 가설을 어느 정도 뒷받침합니다. 바이러스성 질병의 맥락에서 면역 병리학을 예방하려면 올바르게 보정된 IFN-반응이 필요한 것으로 보입니다. 이것은 부적절하고 과도한 활동이 모두 질병에 기여하는 면역 항상성의 "골디락스(Goldilocks)" 원리입니다.
코르티코스테로이드의 임상적 효과에 의해 입증된 바와 같이 과염증은 중증 코로나-19 발병의 핵심입니다. 우리의 새로운 IFNAR1 결핍 사례는 단순히 바이러스 복제 [2, 3]의 직접적인 제어를 통해서가 아니라 다른 사이토카인에 대한 면역 조절 작용을 통해서도 과염증을 예방하는 IFN-의 잠재적인 역할을 보여줍니다. IFN- 기능의 두 측면 모두의 상실은 IFNAR1 결함이 있는 환자가 중증 COVID-19 [4, 9]에 대한 민감성에 기여할 수 있습니다. 결함이 있는 IFN 신호와 병원성 염증 사이의 세포 및 분자 연결을 이해하는 것은 심각한 바이러스성 질병에 대한 치료를 안내하는 데 중요합니다.,
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참조
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Florian Gothe,1,2, Catherine F. Hatton,1, 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 및 Christopher J. A. Duncan1,9.
1 Immunity and Inflammation Theme, Translational and Clinical Research Institute, Newcastle University, Newcastle upon Tyne, UK, 2 Department of Pediatrics, Dr. von Hauner Children's Hospital, University Hospital, Ludwig-Maximilians-Universität Munich, Munich, Germany, 3 Banská Bystrica 어린이 대학병원, Banská Bystrica, 슬로바키아, 4 소아 혈액종양학과, 제2 의학부, Charles University 및 University Hospital Motol, 프라하, 체코 공화국, 5 Northern Center for Bone Marrow Transplant, Freeman Hospital, Newcastle upon Tyne Hospitals NHS Foundation Trust, Newcastle upon Tyne, UK, 6 Department of Neuroradiology, Newcastle upon Tyne Hospitals NHS Foundation Trust, Newcastle upon Tyne, UK, 7 Department of Pediatrics and Adolescent Medicine, University Medical Center Ulm, Germany, 8 Children's Immunology Service, 그레이트 노스 어린이 병원, 뉴캐슬 어폰 타인 병원 NHS 재단 신탁, 뉴캐슬 어폰 타인, 영국 및 9 감염 및 열대 의학, 로얄 빅토리아 의무실, 뉴캐슬 어폰 타인 병원 NHS 재단 신탁, 뉴캐슬 어폰 타인, 영국.
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