CARD11 基因變異所致原發(fā)性免疫缺陷病研究進展

胡文慧 黃 瑛

復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院消化科（上海 201102）

半胱天冬酶募集結(jié)構(gòu)域11（caspase activation and recruitment domain 11，CARD 11）基因的胚系變異可引起3 種不同的原發(fā)性免疫缺陷病，分別為常染色體隱性遺傳的CARD 11功能缺失性（loss-offunction，LOF）變異，主要與重癥聯(lián)合免疫缺陷有關(guān)；常染色體顯性遺傳的具有顯性負抑制效應(yīng)（dominant negative，DN）的LOF變異，主要與嚴重特應(yīng)性皮炎，以及免疫缺陷有關(guān)；功能獲得性（gain-of-function，GOF）變異可引起NF-κB 相關(guān)B 細胞增殖和T 細胞失能性疾病（B cell expansion with NF-κB and T cell anergy，BENTA）。CARD 11不同的變異類型會導(dǎo)致不同的臨床免疫學(xué)表型，現(xiàn)對CARD 11基因變異所致原發(fā)性免疫缺陷病的發(fā)病機制、臨床表現(xiàn)、免疫表型、治療等研究進展進行總結(jié)，以期進一步了解CARD11變異相關(guān)疾病表型，有助于早期診斷和合理治療。

1 CARD11蛋白結(jié)構(gòu)和功能介紹

CARD 11 是由1 154 個氨基酸組成的一種支架蛋白，屬于膜結(jié)合鳥苷酸激酶（membrane associated guanylate kinase，MAGUK）超家族成員[1]，在T細胞受體和B 細胞受體介導(dǎo)的細胞外信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中起重要的細胞內(nèi)信號傳遞作用[2]。CARD 11 蛋白由N 端的CARD 結(jié)構(gòu)域、LATCH 區(qū)、卷曲螺旋區(qū)（coiled-coil，CC）和C端的MAGUK結(jié)構(gòu)域組成，其中MAGUK區(qū)由PDZ、SH3和GUK這3個亞結(jié)構(gòu)域組成[3]。

淋巴細胞未激活時，CARD 11 在胞質(zhì)中通過自抑制結(jié)構(gòu)域的相互作用保持為非活化的閉合形式。CARD 11 通過CC 結(jié)構(gòu)域的相互作用形成寡聚體，當淋巴細胞受體激活后，該寡聚體發(fā)生構(gòu)象變化而活化[3]。處于開放構(gòu)象的CARD 11 可與B 細胞淋巴瘤10（B-cell lymphoma 10，BCL 10）、相關(guān)淋巴組織淋巴瘤轉(zhuǎn)位蛋白1（mucosa-associated lymphoid tissue lymphoma translocation protein 1，MALT1）、腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6（TNF receptor-associated factor 6，TRAF6）等結(jié)合，觸發(fā)下游通路[4-5]。其中，CARD11通過CARD 結(jié)構(gòu)域結(jié)合BCL 10，再通過BCL 10 間接結(jié)合MALT1，形成CARD11-BCL10-MALT1（CBM）復(fù)合物，該復(fù)合物是淋巴細胞激活、增殖、生長和代謝的重要調(diào)節(jié)因子，在傳導(dǎo)淋巴細胞抗原受體信號和激活下游多條信號通路中起重要轉(zhuǎn)導(dǎo)作用，如核轉(zhuǎn)錄因子（nuclear factor κB，NF-κB）、c-Jun氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK）和哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）信號通路[6-8]。通過對CARD11基因缺陷小鼠的T細胞和B細胞功能的研究進一步提示，CARD11參與固有免疫和適應(yīng)性免疫，對T 細胞和B細胞的活化與功能起重要調(diào)節(jié)作用[9]。

2 CARD 11 雙等位基因LOF 變異：重癥聯(lián)合免疫缺陷病

2013 年，CARD 11純合LOF變異被首次發(fā)現(xiàn)可導(dǎo)致人類重癥聯(lián)合免疫缺陷（Q 945*和F 902-E946del）[10-11]，該類患者均在嬰幼兒期起病，表現(xiàn)為重癥耶氏肺孢子蟲肺炎和低丙種球蛋白血癥。2015年報道1例患者在攜帶CARD11純合胚系變異（C150*）的同時還伴有體細胞第二位點回復(fù)變異（C 150 L），后者表達于CARD 11缺陷的T 細胞中，可部分恢復(fù)CARD 11的功能；患者除巨細胞病毒、耶氏肺孢子蟲感染、復(fù)發(fā)性膿毒癥以外，還患有Omenn 綜合征，即重癥聯(lián)合免疫缺陷，伴脫屑性紅皮病、進展性濕疹、肝脾淋巴結(jié)腫大和ⅠgE升高[12]。此外，有1例CARD11缺陷患者，不僅有重癥聯(lián)合免疫缺陷表現(xiàn)，還伴有嚴重的消化道炎癥反應(yīng)[13]。

該類患者盡管T 細胞和B 細胞總數(shù)正常，但是缺乏調(diào)節(jié)性T細胞，體外CD3/CD28抗體刺激患者T細胞表現(xiàn)出嚴重增殖缺陷，Th1和Th17細胞因子產(chǎn)生減少。外周B 細胞分化嚴重受阻，無法產(chǎn)生記憶性B 細胞，大量幼稚B細胞表現(xiàn)為過渡性CD10+CD38high表型，患者體液免疫嚴重受損，疫苗接種后保護功能缺失[10-11]。進一步研究發(fā)現(xiàn)，該類CARD11缺陷患者的T 細胞和B 細胞中抗原受體誘導(dǎo)的NF-κB 信號通路無法被激活，淋巴細胞分泌ⅠL-2 減少，導(dǎo)致T 細胞和B細胞協(xié)同缺陷，表現(xiàn)為重癥聯(lián)合免疫缺陷[10]。該類患者需要盡早進行異基因造血干細胞移植以重建免疫功能。等待移植過程中，可給予免疫球蛋白替代治療，以及預(yù)防耶氏肺孢子菌感染[10-11]。

3 CARD11基因GOF變異：NF-κB相關(guān)B細胞增殖和T細胞失能性疾病

CARD11基因體細胞GOF變異與彌漫性大B細胞淋巴瘤，以及皮膚T細胞淋巴瘤和鱗癌發(fā)生有關(guān)[14-16]，但是CARD11胚系GOF變異卻能導(dǎo)致BENTA疾病的發(fā)生。2012年首次在患有遺傳性多克隆B細胞增多癥的4例患者中發(fā)現(xiàn)常染色體顯性遺傳的CARD11胚系GOF雜合錯義變異（E127G和G116S）[17]。2015年報道1例CARD11胚系GOF變異（G123D），并首次將該類疾病命名為BENTA病[18]。該類患者主要表現(xiàn)為生后一年內(nèi)出現(xiàn)B 淋巴細胞增多癥、脾腫大、淋巴結(jié)病變、反復(fù)肺部感染和病毒感染（如EB病毒、BK病毒、傳染性軟疣病毒），部分患者由于脾隔離癥產(chǎn)生輕度貧血和血小板減少。

免疫學(xué)檢查提示，該類患者的外周單個核細胞中CD 19+CD 20+CD 5intB 細胞比例顯著增高，CD10+CD24highCD38high過渡性B細胞數(shù)過多，外周循環(huán)CD 27+記憶性B 細胞和類別轉(zhuǎn)換的記憶性B 細胞數(shù)降低，免疫球蛋白分泌減少和體外漿母細胞分化不良，對肺炎球菌感染或腦膜炎球菌疫苗不能產(chǎn)生有效的抗體反應(yīng)，提示B細胞分化障礙[18-20]。盡管BENTA患者外周T 細胞絕對計數(shù)基本正常，但是其CD 4+和CD 8+T 細胞在體外有絲分裂原刺激下表現(xiàn)出增殖能力低下，ⅠL-2分泌減少，提示T細胞失能[17-18,20]。

目前報道的BENTA 相關(guān)GOF 變異主要位于CARD（C 49Y）、LATCH（G116S、G123S、G123D、E 127 G）和CC（E 134 G）結(jié)構(gòu)域[17-18,20-21]。這類CARD 11胚系GOF 變異能夠?qū)е缕渚幋a蛋白自發(fā)聚集，CBM復(fù)合體自發(fā)形成活性信號簇，并驅(qū)動淋巴細胞中NF-κB 信號通路結(jié)構(gòu)性激活，最終引起B(yǎng) 細胞多克隆增殖和T細胞失能[18]。

BENTA 病患者可能對B 細胞惡性腫瘤的易感性增加，需要密切監(jiān)測寡克隆性或單克隆B 細胞增殖跡象。曾有2 例BENTA 患者行脾切除術(shù)后外周血B細胞計數(shù)明顯升高，提示脾切除術(shù)需謹慎[22]。對于BENTA 合并急性EBV 感染，曾有報道經(jīng)靜脈注射丙種球蛋白、利妥昔單抗、皮質(zhì)激素和阿昔洛韋治療有效[23]。曾給予2例BENTA患者西羅莫司治療，獲得部分療效[20]。此外，CARD11體細胞變異所致彌漫性大B 細胞淋巴瘤的治療藥物，包括來那度胺和MALT 1蛋白酶抑制劑能否通過靶向調(diào)節(jié)CBM信號通路活性用于治療BENTA仍需進一步研究[22,24-25]。

4 CARD11基因DN變異：嚴重特應(yīng)性皮炎伴有免疫缺陷

2012年，一項全基因組關(guān)聯(lián)研究發(fā)現(xiàn)CARD11基因上存在人類特應(yīng)性皮炎的易感位點[26]。直到2017年首次報道8 例患者攜帶CARD 11雜合LOF 變異（L194P、R975W、E57D、dup183_196），臨床表現(xiàn)為嚴重的特應(yīng)性皮炎，伴有反復(fù)感染[27]。隨后發(fā)現(xiàn)一個家系中攜帶R30W雜合變異的4例患者均于嬰兒期起病，表現(xiàn)為特應(yīng)性皮炎、聯(lián)合免疫缺陷、早發(fā)哮喘、濕疹和食物過敏等[28]。一項研究分析攜帶28種CARD11罕見變異的60 例患者的臨床表型，發(fā)現(xiàn)CARD 11雜合DN 變異所致臨床表現(xiàn)十分豐富，主要包括嚴重特應(yīng)性皮炎（73%）、哮喘（55%）、食物過敏（32%）、皮膚病毒感染（68%）、呼吸道感染（68%），少部分患者還有嗜酸性食管炎、自身免疫性疾病、中性粒細胞減少、口腔潰瘍、低丙種球蛋白血癥、淋巴瘤、腸病等表現(xiàn)[29]。

免疫功能實驗提示，患者T細胞活化增殖能力受到不同程度影響，總體呈現(xiàn)低反應(yīng)性且偏向Th2表型分化[27]。T細胞受體激活后產(chǎn)生的ⅠL-2和ⅠFN-γ分泌顯著減少，對有絲分裂原和抗原的增殖反應(yīng)下降，抗原特異性記憶T細胞缺失或顯著減少。大部分患者體內(nèi)ⅠgE水平和EOS計數(shù)均有升高。盡管功能性T細胞受損，但是循環(huán)T細胞數(shù)，以及初始T細胞、記憶T細胞和調(diào)節(jié)性T細胞的比例均正常[28]。

進一步體外實驗發(fā)現(xiàn)，該類患者所攜帶的CARD 11雜合變異具有DN 效應(yīng)，導(dǎo)致CARD 11蛋白 的功能缺失，影響CBM復(fù)合物結(jié)合，使得T細胞抗原受體誘導(dǎo)的NF-κB 和mTORC 1信號通路激活受損[27-28]。值得注意的是，具有DN 效應(yīng)的CARD 11致病變異主要位于該基因的CARD或CC結(jié)構(gòu)域[29]。

攜帶CARD11DN變異的患者所產(chǎn)生的特應(yīng)性皮炎、感染、免疫失調(diào)等癥狀，雖不致命，但仍需要給予抗感染等對癥治療。靶向治療過敏性免疫失調(diào)的生物制劑，如Dupilumab和美泊利單抗對治療嚴重特應(yīng)性疾病可能有效[13]。此外，有研究指出部分患者的疾病嚴重程度隨著年齡增大會逐漸改善，并且給予患者補充谷氨酰胺后，mTORC 1 激活細胞增殖和ⅠFN-γ 產(chǎn)生的情況均有改善[27]。

5 結(jié)語

人類CARD11胚系變異導(dǎo)致的臨床表現(xiàn)和免疫表型十分豐富。值得注意的是，即使擁有相同變異的無血緣關(guān)系或者有血緣關(guān)系的患者，其疾病癥狀類型和嚴重性也不盡相同，甚至同一個CARD11變異位點可以同時具有GOF和DN效應(yīng)[30]。如今基因?qū)W檢測方法，例如全外顯子測序，有助于臨床發(fā)現(xiàn)CARD11罕見變異，即使檢測出的變異位點與既往報道中表型不符，仍然有可能是致病的。即使基礎(chǔ)免疫表型分析沒有發(fā)現(xiàn)CARD11變異患者的T細胞數(shù)量異?；蛱禺愋钥贵w缺陷，依然需要進一步體外功能實驗和細胞實驗，尤其是對淋巴細胞的NF-κB、JNK、mTOR 通路分析，以確定變異位點致病性。