Klinický obraz a diagnostika

Těžká kombinovaná imunodeficience vázaná na chromozom X (SCIDX-1) je nejčastější formou SCID, která představuje přibližně 45 % hlášených případů (McWilliams et al., 2015). Po nedávné revizi odhadů výskytu SCID na základě výsledků novorozeneckého screeningu (Kwan et al., 2014) lze očekávat výskyt SCIDX-1 u ∼1:60 000 narozených mužů.

Typicky se pacienti s SCIDX-1 objevují v prvních měsících života s výše popsaným fenotypem náchylnosti k závažným infekcím a neprospívání. Laboratorní vyšetření obvykle odhalí hlubokou lymfopenii T-buněk a NK (přirozených zabíječů) se zachováním B-buněk, ačkoli produkce imunoglobulinů je výrazně snížena, ne-li chybí. Zralé T-lymfocyty chybí nejen v periferní krvi, ale prakticky se nevyskytují ani v periferních lymfatických tkáních. V thymu chybí kortikomedulární diferenciace, lymfoidních prekurzorů je málo a Hassallova tělíska nejsou přítomna. Tyto nálezy ukazují na časný blok diferenciace T-buněk.

Ačkoli je SCIDX-1 snadno rozpoznatelný v přítomnosti typických klinických příznaků, bylo popsáno také několik případů s atypickým klinickým a/nebo laboratorním obrazem, které zahrnují buď mírnější příznaky a/nebo opožděný klinický nástup s postupnou ztrátou počtu a funkce T-buněk (Brooks et al., 1990; de Saint-Basile et al., 1992; Schmalstieg et al., 1995; Thrasher et al., 2005; Hsu et al., 2015) a/nebo přítomnost neobvyklého počtu T a/nebo NK buněk (Mella et al., 2000; Ginn et al., 2004; Estevez et al., 2014). Kromě toho byly popsány i klinické projevy SCIDX-1 napodobující Omennův syndrom (Shibata et al., 2007; Wada et al., 2008; Gruber et al., 2009). A konečně, přihojení T-buněk matky může vést k vysokému počtu T-buněk, což může zmást a oddálit diagnózu SCIDX-1.

Jak naznačuje její označení, tato forma SCID je dědičným znakem vázaným na chromozom X.

. Gen, který je základem SCIDX-1, byl původně mapován na dlouhém raménku chromozomu X (Xq13) v polovině 80. let (de Saint Basile et al., 1987; Puck et al., 1993a). Po klonování a lokalizaci genu kódujícího společný gama řetězec cytokinových receptorů (IL2RG (interleukin-2 receptor gamma)) do stejného lokusu bylo zjištěno, že pacienti s SCIDX-1 nesou mutace, které ovlivňují expresi produktu genu IL2RG, společného řetězce gama (γc, známého také jako CD132), který je kritickou součástí cytokinových receptorů pro interleukin (IL)-2, IL-4, IL-7, IL-9, IL-15 a IL-21 (Kovanen a Leonard, 2004). IL2RG byl proto identifikován jako gen, který při mutaci způsobuje SCIDX-1 (Takeshita et al., 1992; Noguchi et al., 1993; Puck et al., 1993b). Gen IL2RG se rozkládá na 4,5 kb genomové DNA a je uspořádán do osmi exonů, které kódují cDNA (komplementární deoxyribonukleovou kyselinu) o 1124 nukleotidech. Protein γc patří do rodiny cytokinových receptorů a je exprimován na povrchu lymfoidních, myeloidních a hematopoetických progenitorových buněk (Leonard, 1994; Orlic et al., 1995). Extracelulární část molekuly je kódována exony 1-5 a nese v rodině genů konzervované cysteiny a motiv opakovaného tryptofanu, serinu (WSXWS). Většina exonu 6 kóduje transmembránovou část a exony 7-8 kódují intracelulární doménu, která asociuje s členem rodiny Janusovy kinázy 3 (JAK3) (Russell et al., 1994; Miyazaki et al., 1994). Mutace izolované od postižených pacientů se vyskytují v celé sekvenci IL2RG, se zvláštní koncentrací v exonech 3-5. Nejčastějšími patogenními změnami nalezenými u postižených pacientů jsou missense mutace, následované nonsense variantami a insercemi/delecemi (Puck et al., 1996). Mutace rušící expresi a funkci γc pravděpodobně vedou k typickému fenotypu SCID u postižených pacientů. Na druhé straně byly popsány atypické klinické projevy SCIDX-1 u pacientů nesoucích splice-site nebo missense mutace IL2RG, které vedou k expresi nižšího množství γc proteinu se zachovanou vazebnou afinitou k IL-2, nebo mutace γc genu, které snižují interakci s JAK3, a tím zhoršují aktivaci T buněk (DiSanto et al., 1994; Russell et al., 1994; Schmalstieg et al., 1995). A konečně některé missense mutace IL2RG mohou vést k expresi normálního množství proteinu γc se sníženou vazbou na IL-2 (nebo IL-7) (Sharfe et al., 1997; Kumaki et al., 1999).

Patofyziologie onemocnění je definována kritickou úlohou γc v několika důležitých cytokinových signálních drahách (obr. 1). Spolu s podjednotkami IL-2Rα a IL-2Rβ tvoří γc buněčný receptor pro IL-2 a je nezbytný pro přenos jeho signálu prostřednictvím aktivace JAK3 (Leonard et al., 1994). Kromě toho je γc také členem receptorů a zprostředkovává přenos signálu pro IL-4, IL-7, IL-9, IL-15 a IL-21 (Kovanen a Leonard, 2004). Fenotyp SCIDX-1 je tedy výsledkem kombinovaných defektů všech šesti těchto cytokinových/receptorových systémů. Nedostatek signalizace IL-7 je považován za hlavní příčinu defektní diferenciace T buněk. Studie na myších ukázaly, že signalizace IL-7 je rozhodující pro vývoj lymfocytů (Peschon et al., 1994; von Freeden-Jeffry et al., 1995; Puel et al., 1998), a předpokládá se, že absence její funkce u pacientů s SCIDX-1 má za následek vadnou proliferaci a přežívání progenitorů časných T buněk v thymu, což vede k lymfopenii T buněk. Defektní funkci B buněk u SCIDX-1 lze připsat abnormální signalizaci prostřednictvím receptorů IL-4 a IL-21, které mají primární úlohu v regulaci diferenciace B lymfocytů a produkce imunoglobulinů (Nelms et al., 1999; Ozaki et al., 2002; Recher et al., 2011). Na druhou stranu defektní signalizace IL-15 je pravděpodobně příčinou nedostatku NK buněk pozorovaného u SCIDX-1, vzhledem k úloze IL-15 (v kombinaci s faktorem kmenových buněk) při indukci generace CD56+ NK buněk z CD34+ hematopoetických progenitorů (Mrozek et al., 1996).

Obrázek 1. Vliv IL-15 na tvorbu NK buněk. Schematické znázornění biochemických drah ovlivněných u T-B+ s oddělenou kombinovanou imunodeficiencí (SCID). Je naznačena úloha γc a člena rodiny Janusovy kinázy 3 (JAK3) v přenosu signálu receptorů pro interleukin (IL)-2, IL4, IL-7, IL-9, IL-15 a IL-21. Zastoupena je rovněž úloha řetězce IL-7Rα v transdukci signálu IL-7 prostřednictvím receptoru IL-7. Přidání zbytku „P“ na molekulách přenašeče signálu a aktivátoru transkripce (STAT) naznačuje jejich fosforylaci po vazbě interleukinu a aktivaci receptoru.

Klinická anamnéza infekce a lymfopenie u kojence mužského pohlaví by měla vyvolat podezření na SCIDX-1. Absence thymického stínu a pozitivní rodinná anamnéza na SCID mohou poskytnout další a zřejmá diagnostická vodítka (McWilliams et al., 2015). Analýza povrchové exprese γc buněk průtokovou cytometrií je jednoduchý a rychlý postup, který může indikovat diagnózu SCIDX-1. Detekce molekuly γc na povrchu lymfocytů průtokovou cytometrií však může být náročná z důvodu lymfopenie nebo možné matoucí přítomnosti mateřských T-buněk. Kromě toho jsou některé genetické mutace, které neovlivňují epitop γc rozpoznávaný protilátkou průtokové cytometrie, slučitelné s normální expresí γc (Puck et al., 1997b). A konečně, ve vzácných případech byla prokázána přítomnost reverzních událostí, které vedou k normální sekvenci a expresi γc v lymfocytech periferní krve (Stephan et al., 1996; Kawai et al., 2012). Definitivní diagnóza je tedy jak u klasických, tak zejména u atypických klinických projevů SCIDX-1 založena na genetické analýze lokusu IL2RG a identifikaci patologických genových mutací. Stejně jako u jiných genetických onemocnění otevírá určení specifického molekulárního defektu postihujícího pacienty s SCIDX-1 cestu ke zjištění statusu přenašečky u příbuzných žen a možnosti prenatální diagnostiky u rizikových plodů mužského pohlaví (Puck et al., 1997a).

Podobný klinický a laboratorní obraz ostatních forem SCID řadí SCIDX-1 do diferenciální diagnostiky s deficitem JAK3 a IL-7Rα, ačkoli ten se obvykle projevuje detekovatelnými NK buňkami v periferní krvi (viz níže). Lymfopenie T-buněk s přítomností cirkulujících B-lymfocytů je rovněž rysem kompletního DiGeorgeova syndromu, který by však měl být podezřelý na základě charakteristických přidružených klinických a laboratorních znaků včetně přítomnosti NK-buněk. A konečně, protože přibližně u 2-5 % pacientů s SCIDX-1 se vyskytuje nízký počet B buněk (Buckley et al., 1997), mělo by se rovněž uvažovat o autozomálně recesivním SCID v důsledku deficitu genu aktivujícího rekombinázu (RAG)-1 nebo RAG-2 nebo defektu genu Artemis.

Pokud není SCIDX-1 léčen, je jeho prognóza špatná a většina chlapců s typickým klinickým obrazem podlehne během prvních 1-2 let věku infekčním komplikacím, a to i přes agresivní léčbu bakteriálních, virových a plísňových infekcí a další povinná opatření, která zahrnují ozařování krevních produktů, aby se zabránilo onemocnění štěpu proti hostiteli (GvHD), a nepodávání živých vakcín, jako je BCG. Náhradní imunoglobulinová terapie a další profylaktická opatření nepředstavují realistické dlouhodobé přístupy a je třeba urychleně zavést opatření k obnovení funkčního imunitního systému

.