白介素-12受體β1缺陷病研究現(xiàn)況

梁煊

(沈陽(yáng)市胸科醫(yī)院 沈陽(yáng) 110044)

白介素-12受體β1缺陷病研究現(xiàn)況

梁煊

(沈陽(yáng)市胸科醫(yī)院 沈陽(yáng) 110044)

近年來(lái)白介素(IL)-12/IL-23-γ干擾素(IFN-γ)軸對(duì)于分枝桿菌的免疫作用日益受到關(guān)注,對(duì)于該軸系的研究也在不斷地深入。累及IFN-γ受體1(IFN-γ R1)、IFN-γ受體 2(IFN-γ R2)、IL-12 受體β1(IL-12Rβ1)、IL-12 p40 亞基 (IL-12P40)、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子(STAT-1)以及核因子-KB基本調(diào)節(jié)因子(NEMO)等基因突變所致的疾病稱為孟德爾易感分枝桿菌疾病(mendelian susceptibility to mycobacterial diseases,MSMD)。MSMD為原發(fā)性免疫缺陷病,具有遺傳異質(zhì)性的特點(diǎn)。其中IFNγ R1缺陷為常染色體顯性遺傳或常染色體隱性遺傳;IFNγ R2,IL-12P40和IL-12RB1缺陷為常染色體隱性遺傳;STAT1缺陷為常染色體顯性遺傳;NEMO為X連鎖基因,NEMO基因突變?yōu)閄連鎖隱性遺傳[1]。

孟德爾易感分枝桿菌疾病中以IL-12Rβ1缺陷引起者最為常見[2],本文就近年IL-12Rβ1缺陷病的研究概況作簡(jiǎn)要綜述。

1 IL-12及IL-12R

IL-12主要由抗原提呈細(xì)胞如單核巨噬細(xì)胞產(chǎn)生,由2個(gè)二硫鍵鏈接的多肽鏈P35和P40組成的異二聚體,P35和P40是2個(gè)不同基因的產(chǎn)物,IL-12P35與其他細(xì)胞因子如IL-6存在類似性,P40與IL-6受體相似。因此IL-12可被看作合成的配體受體復(fù)合物。因?yàn)榕潴w已經(jīng)包括了α亞單位,所以IL-12受體的2條鏈稱為IL-12Rβ1和β2。高親和性的IL-12受體的表達(dá)非常嚴(yán)格,主要在 T細(xì)胞和NK細(xì)胞中存在,其調(diào)節(jié)取決于細(xì)胞的活化狀態(tài)。IL-12Rβ1和β2經(jīng) T細(xì)胞活化作用而高度合成,NK細(xì)胞組成性表達(dá) IL-12Rβ1和 IL-12Rβ2[3]。IL-12Rβ1基因位于19p13.1。IL-12不僅誘導(dǎo) T細(xì)胞向Th1細(xì)胞分化,且能誘導(dǎo)NK細(xì)胞等產(chǎn)生IFN-γ。

IFN-γ是由NK細(xì)胞和T細(xì)胞產(chǎn)生的重要的細(xì)胞因子,是巨噬細(xì)胞的主要激動(dòng)子,可增強(qiáng)其溶細(xì)胞作用,提高其殺傷微生物的能力,該效應(yīng)機(jī)制是促使細(xì)胞產(chǎn)物如再反應(yīng)氧介質(zhì)、過(guò)氧化物NO和吲哚胺增加。IFN-γ受體是異二聚體,包含 IFN-γ Ra和IFN-γ Rβ亞單位,當(dāng)一個(gè) IFN-γ同二聚體結(jié)合,即形成2個(gè)α和 2個(gè)β受體復(fù)合物。IFN-γ Rα鏈基因IFN-γ R1定位于6q23～24,包含 7個(gè)外顯子：外顯子1-5編碼IFN-γ R1的細(xì)胞外區(qū),外顯子 6為轉(zhuǎn)膜區(qū),外顯子7為細(xì)胞內(nèi)區(qū)。IFN-γ R1在傳遞IFN-γ信息中激活細(xì)胞內(nèi)酪氨酸激酶JAK1具有重要作用。該鏈缺失,使IFN-γ誘導(dǎo)的殺傷結(jié)核桿菌和非典型分枝桿菌的能力消失。IFN-γ Rβ鏈基因IFN-γ R2定位于 21q22.1～22.2,其功能為傳遞IFN-γ基因信息,以激活酪氨酸激酶JAK2,該鏈發(fā)生突變或缺失,導(dǎo)致 IFN-γ R2分子表達(dá)障礙,使細(xì)胞內(nèi)信息傳遞被阻止于STATS磷酸化水平,可發(fā)生與IFN-γ R1突變或缺失相似的臨床表現(xiàn)[4]。

當(dāng)分枝桿菌等病原體感染巨噬細(xì)胞時(shí),巨噬細(xì)胞和樹突細(xì)胞通過(guò)Toll樣受體識(shí)別病原體相關(guān)分子模式而活化并釋放IL-12,后者促進(jìn)表達(dá)IL-12R的T細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞合成和分泌IFN-γ,然后IFN-γ與巨噬細(xì)胞膜上的IFN-γ受體結(jié)合,增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)病原體的直接殺傷、呈遞抗原和激活特異性免疫應(yīng)答的能力,而此反饋環(huán)路可能是實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞內(nèi)病原體清除的重要環(huán)節(jié)[5]。

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在IFN-γ或IFN-γ受體敲除小鼠中IL-12的一些功能被阻滯;在IL-12R突變的人類及IL-12及其受體缺陷的小鼠的免疫反應(yīng)均明顯遲鈍,并對(duì)胞內(nèi)抗原高度易感而發(fā)生感染[6]。

2 白介素-12受體β1缺陷病

2.1 沙門菌感染 IL-12R缺陷,明顯阻礙IFN-γ介導(dǎo)的巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞免疫功能,而IFN-γ是抗分枝桿菌最關(guān)鍵的因素,故其臨床表現(xiàn)與IFN-γ受體缺陷病相似,以嚴(yán)重的分枝桿菌、沙門菌感染以及卡介苗接種引起播散性感染為特征[7]。IL-12Rβ1缺陷的病人易感沙門菌,其次是分枝桿菌[8];與其他免疫缺陷病不同,患者很少發(fā)生其他細(xì)菌、病毒、真菌或寄生蟲的嚴(yán)重感染。國(guó)外學(xué)者發(fā)現(xiàn),IL-12Rβ1缺陷患者對(duì)于第1次感染的分枝桿菌易感,但對(duì)于第二次弱毒力分枝桿菌菌株的感染可產(chǎn)生一定的保護(hù)性免疫反應(yīng);而沙門菌則相反,患者可同時(shí)或先后發(fā)生多種沙門菌菌株感染且經(jīng)常復(fù)發(fā),建議 IL-12Rβ1缺陷的患者需充分進(jìn)行沙門菌感染的臨床評(píng)估,為預(yù)防復(fù)發(fā)給予針對(duì)沙門菌的抗菌藥物。Ozden等[9]報(bào)道3例患兒均在5歲或小于5歲發(fā)病,表現(xiàn)為頸部、下頜下或腋下、耳前耳后、腸系膜等處淋巴結(jié)增大,伴/不伴菌血癥的非傷寒沙門菌感染的IL-12Rβ1缺陷患兒,經(jīng)應(yīng)用環(huán)丙沙星治療(其中1例聯(lián)合應(yīng)用IFN-γ)效果良好,之后應(yīng)用磺胺甲氧嘧啶預(yù)防性抗沙門菌治療能明顯減少?gòu)?fù)發(fā)。Gonul Tanir等[10]報(bào)道1例土耳其19個(gè)月患兒(2個(gè)月時(shí)接種卡介苗后未發(fā)生異常反應(yīng))共發(fā)生5次沙門菌感染,其中2次為腦膜炎,予美羅培南及IFN-γ治療,行側(cè)腦室引流術(shù)、腦室腹腔分流術(shù)治療腦積液,經(jīng)進(jìn)一步檢查確診為IL-12Rβ1缺陷。嚴(yán)重的沙門菌感染也曾發(fā)生于其他的免疫缺陷病患者如T細(xì)胞缺陷和慢性肉芽腫病[11-12]。以上病例提示：當(dāng)患者出現(xiàn)或者合并慢性、復(fù)發(fā)的沙門菌感染時(shí)需考慮有患MSMD的可能,尤其是IL-12/23 Rβ1缺陷。

2.2 播散性卡介苗病 1953年丹麥Mryer首次報(bào)道了播散性卡介苗病,卡介苗為牛型結(jié)核分枝桿菌,全世界85%的兒童均接種卡介苗[13],由于卡介苗通常是患者最先接觸的病原,故播散性卡介苗病是MSMD的典型臨床表現(xiàn)。我國(guó)近些年也有10余例報(bào)道。播散性卡介苗病一般于接種卡介苗后數(shù)月至數(shù)年發(fā)病,1個(gè)月之內(nèi)接種卡介苗者,一般3個(gè)月時(shí)可發(fā)生播散性卡介苗病;起病多于周圍淋巴結(jié)開始,如有的先從接種側(cè)腋下、耳前或頸部淋巴結(jié)發(fā)生腫大,范圍逐漸增大或成為潰瘍,最后可累及整個(gè)淋巴系統(tǒng),從尸檢所見,所有淋巴結(jié)均可發(fā)生膿腫或肉芽腫,或淋巴結(jié)皮質(zhì)區(qū)被破壞殆盡;從淋巴系統(tǒng)又可逐步累積到內(nèi)臟器官,以肝、脾、肺臟多見[14]。

IL-12Rβ1缺陷病全世界報(bào)道約為80例;有卡介苗接種史者50例,其中患卡介苗病36例(72%),播散性卡介苗病病死率為19.4%(7/35)。我國(guó)患IL-12Rβ1缺陷病共有3例,均為香港大學(xué)李嘉誠(chéng)醫(yī)學(xué)院兒童及青少年科學(xué)系為上海、重慶及沈陽(yáng)患者基因診斷確診并報(bào)道。

3例中國(guó)患兒父母均非近親結(jié)婚。重慶與沈陽(yáng)患兒的癥狀相似,均于生后接種卡介苗,重慶患兒生后1個(gè)月時(shí)發(fā)現(xiàn)左腋下包塊,時(shí)有低熱及盜汗,經(jīng)抗感染治療無(wú)效,確診為左頸部及腋下淋巴結(jié)結(jié)核。13個(gè)月發(fā)現(xiàn)雙腹股溝、雙頸部、雙耳后淋巴結(jié)腫大,左腋下淋巴結(jié)呈巨大包塊,局部紅腫、皮膚糜爛,有大量膿性滲出物,左頸部包塊亦破潰溢膿,給予抗結(jié)核治療7個(gè)月效果差,淺表淋巴結(jié)仍腫大,反復(fù)破潰,難以愈合,并伴有肝脾腫大,腹腔淋巴結(jié)病變,少量腹腔積液,于23個(gè)月死亡;重慶患兒哥哥未接種卡介苗,6歲發(fā)現(xiàn)頸部淋巴結(jié)結(jié)核伴腋下、腹股溝淋巴結(jié)腫大,并發(fā)結(jié)核性胸膜炎、腹腔結(jié)核,于10歲時(shí)死亡,推測(cè)也患有該病[15]。沈陽(yáng)患兒于生后1個(gè)月時(shí)發(fā)現(xiàn)左腋下、左頸部及鎖骨上包塊,并逐漸增大,且右頸部出現(xiàn)相似病灶,腫物表面發(fā)紅且破潰,有血性及膿性滲出物,抗結(jié)核治療3年,輔助IFN-γ治療,最后因合并食管瘺、膀胱直腸瘺及多臟器功能衰竭于3歲2個(gè)月時(shí)死亡。2患兒淋巴結(jié)破潰處抗酸桿菌涂片均為陽(yáng)性,病理符合結(jié)核改變,但結(jié)核菌培養(yǎng)均為陰性[16]。上?；純河幸恍钟?歲時(shí)因播散性卡介苗病死亡,未行基因診斷,因此該患兒于2個(gè)月時(shí)檢測(cè)其淋巴細(xì)胞分類及免疫球蛋白均正常后才接種卡介苗,3個(gè)月后發(fā)現(xiàn)左腋下淋巴結(jié)腫大并破潰溢膿,經(jīng)抗結(jié)核治療后病情得以控制[17]。

Timo Urichs等[18]報(bào)道了斯洛伐克地區(qū)2例IL-12Rβ1缺陷患兒,因接種卡介苗發(fā)生播散性卡介苗病,1例5個(gè)月時(shí)予外科切除腫大、潰破的淋巴結(jié),并應(yīng)用異煙肼、利福平、乙胺丁醇和鏈霉素抗結(jié)核,28個(gè)月時(shí)因淋巴結(jié)破潰處持續(xù)流膿,根據(jù)藥物敏感試驗(yàn)結(jié)果更改為利福平、乙胺丁醇、克拉霉素和丙硫異煙胺 ,并應(yīng)用 IFN-γ(25 μ g/m2)免疫支持治療。42個(gè)月時(shí)病情緩解。另1例5個(gè)月時(shí)診為卡介苗病,先后予異煙肼、鏈霉素、利福平、環(huán)丙沙星和乙硫異煙胺抗結(jié)核,于 21個(gè)月時(shí)加用 IFN-γ(25 μ g/m2～ 150 μ g/m2)免疫支持治療 ,病情仍加重,30個(gè)月時(shí)死亡。

2.3 診斷及治療 IL-12Rβ1僅表達(dá)在活化細(xì)胞表面,需先培養(yǎng)細(xì)胞再做流式細(xì)胞儀檢測(cè),陽(yáng)性也不能排除完全性功能缺失的可能性。也可用IL-12刺激細(xì)胞,通過(guò)測(cè)胞內(nèi)STAT4磷酸化水平來(lái)反映 IL-12Rβ1的功能。進(jìn)一步確診IL-12Rβ1缺陷病需基因序列分析。Claire等[19]研究發(fā)現(xiàn)IL-12Rβ1缺陷病患兒由于發(fā)生了無(wú)義突變、移碼突變或錯(cuò)義突變使淋巴細(xì)胞表面缺乏IL-12Rβ1蛋白表達(dá)。重慶患兒第9外顯子853位核苷酸(C＞T),發(fā)生無(wú)義突變,使第285位谷氨酸突變?yōu)榻K止密碼,為單核苷酸替換突變純合子,其父母均為該異?；虻臄y帶者。沈陽(yáng)患兒在外顯子7的632位點(diǎn)G＞C(R211P),在外顯子10的 1106位點(diǎn) T〉C(I369T)突變類型：雜合錯(cuò)義突變[16]。上?；純簽榧艚游稽c(diǎn)突變,1791+2T＞G[17]。

IL-12Rβ1缺陷病人應(yīng)避免接觸結(jié)核患者,禁用卡介苗,但可接種其他疫苗。一旦發(fā)生結(jié)核病,長(zhǎng)期抗結(jié)核治療非常關(guān)鍵,治療原則為至少4種敏感的抗分枝桿菌藥物同時(shí)使用。較為嚴(yán)重的感染,可行抽膿,手術(shù)切除反復(fù)感染的部位。IFN-γ治療的效果不肯定,。國(guó)內(nèi)外均有報(bào)道經(jīng)抗結(jié)核及IFN-γ治療臨床獲得緩解的病例[9,18]。理想的治療是干細(xì)胞移植,最好在發(fā)病之前或癥狀被控制后進(jìn)行,盡可能選擇H LA相合的同胞供體,無(wú)同胞供體時(shí),應(yīng)根據(jù)具體情況選擇半相合相關(guān)供體、全相合無(wú)關(guān)供體或臍血。國(guó)內(nèi)尚無(wú)移植治療病例。有IL-12Rβ1缺陷病家族史者,產(chǎn)前基因診斷和新生兒普查將有助于出生后盡早診斷并及早進(jìn)行移植。IL-12Rβ1缺陷病理論上可以行基因治療,但仍需更多的研究和實(shí)踐[20]。本病預(yù)后差,但好于IFN-γ受體缺陷病[9](IFN-γ R1缺陷病大多數(shù)病兒于10月至 11歲死亡)。由于分子生物學(xué)診斷技術(shù)有限,在患有嚴(yán)重結(jié)核病的患者中,可能有患IL-12/IFN-γ軸免疫缺陷者而未能診斷[21]。所以,我們?cè)谂R床工作中應(yīng)提高對(duì)該病的認(rèn)識(shí)。

總之,由于原發(fā)性免疫缺陷病越來(lái)越受到重視,隨著對(duì)IL-12Rβ1缺陷病研究的不斷深入,分子生物學(xué)診斷技術(shù)水平的提高,該病在分子水平的診斷和治療將會(huì)取得更大的進(jìn)展。

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2009-10-06)

(本文編輯：范永德)