Clinical Presentation and Diagnosis

X-linked severe combined immunodeficiency (SCIDX-1) jest najczęstszą postacią SCID stanowiącą około 45% zgłoszonych przypadków (McWilliams et al., 2015). Po ostatniej rewizji szacunków dotyczących częstości występowania SCID, opartych na wynikach badań przesiewowych noworodków (Kwan i in., 2014), można oczekiwać, że SCIDX-1 występuje u ∼1:60 000 urodzeń płci męskiej.

Typowo pacjenci z SCIDX-1 pojawiają się w pierwszych miesiącach życia z opisanym powyżej fenotypem podatności na ciężkie infekcje i niepowodzeniem w rozwoju. Badania laboratoryjne zwykle ujawniają głęboką limfopenię komórek T i NK (natural killer) z zachowaniem komórek B, chociaż produkcja immunoglobulin jest poważnie zmniejszona, jeśli nie nieobecna. Dojrzałe komórki T są nie tylko brakujące we krwi obwodowej, ale również praktycznie nieobecne w obwodowych tkankach limfoidalnych. W grasicy brak jest różnicowania korowo-czaszkowego, prekursory limfoidalne są nieliczne, a ciałka Hassalla nie są obecne. Wyniki te wskazują na wczesny blok w różnicowaniu komórek T.

Choć SCIDX-1 jest łatwo rozpoznawalny w obecności typowych cech klinicznych, opisano również kilka przypadków z nietypowym obrazem klinicznym i/lub laboratoryjnym, które obejmują albo łagodniejsze cechy i/lub opóźniony początek kliniczny z postępującą utratą liczby i funkcji komórek T (Brooks et al., 1990; de Saint-Basile i wsp., 1992; Schmalstieg i wsp., 1995; Thrasher i wsp., 2005; Hsu i wsp., 2015), i/lub obecność nietypowej liczby komórek T i/lub NK (Mella i wsp., 2000; Ginn i wsp., 2004; Estevez i wsp., 2014). Ponadto opisywano również prezentacje kliniczne SCIDX-1 naśladujące zespół Omenna (Shibata i wsp., 2007; Wada i wsp., 2008; Gruber i wsp., 2009). Wreszcie, macierzyńskie przeszczepienie komórek T może skutkować wysoką liczbą komórek T, co może zmylić i opóźnić rozpoznanie SCIDX-1.

Jak wskazuje nazwa, ta forma SCID jest cechą dziedziczoną w sposób sprzężony z chromosomem X. Gen leżący u podstaw SCIDX-1 został wstępnie zlokalizowany na długim ramieniu chromosomu X (Xq13) w połowie lat 80-tych (de Saint Basile i in., 1987; Puck i in., 1993a). Po sklonowaniu i zlokalizowaniu genu kodującego wspólny łańcuch gamma receptorów cytokinowych (IL2RG – interleukin-2 receptor gamma) w tym samym miejscu, uznano, że pacjenci SCIDX-1 są nosicielami mutacji, które wpływają na ekspresję produktu genu IL2RG, wspólnego łańcucha gamma (γc, znanego również jako CD132), krytycznego składnika receptorów cytokinowych dla interleukiny (IL)-2, IL-4, IL-7, IL-9, IL-15 i IL-21 (Kovanen i Leonard, 2004). IL2RG został zatem zidentyfikowany jako gen, który zmutowany powoduje SCIDX-1 (Takeshita i in., 1992; Noguchi i in., 1993; Puck i in., 1993b). Gen IL2RG zajmuje 4,5 kb genomowego DNA i jest zorganizowany w osiem eksonów, które kodują cDNA (komplementarny kwas dezoksyrybonukleinowy) o długości 1124 nukleotydów. Białko γc należy do rodziny receptorów cytokinowych i ulega ekspresji na powierzchni komórek limfoidalnych, mieloidalnych i komórek progenitorowych układu krwiotwórczego (Leonard, 1994; Orlic i in., 1995). Część zewnątrzkomórkowa cząsteczki jest kodowana przez eksony 1-5 i zawiera konserwowane przez rodzinę genów cysteiny oraz powtarzający się motyw tryptofan, seryna (WSXWS). Większa część eksonu 6 koduje część transmembranową, a eksony 7-8 kodują domenę wewnątrzkomórkową, która łączy się z członkiem rodziny kinazy Janusa 3 (JAK3) (Russell i in., 1994; Miyazaki i in., 1994). Mutacje wyizolowane od pacjentów dotkniętych chorobą występują w całej sekwencji IL2RG, ze szczególną koncentracją w eksonach 3-5. Mutacje typu missense są najczęstszymi zmianami patogenetycznymi stwierdzanymi u pacjentów dotkniętych chorobą, następnie warianty nonsensowne oraz insercje/delecje (Puck i in., 1996). Mutacje upośledzające ekspresję i funkcję γc prawdopodobnie powodują typowy fenotyp SCID u dotkniętych pacjentów. Z drugiej strony, nietypowy obraz kliniczny SCIDX-1 został opisany u pacjentów z mutacjami typu splice-site lub missense IL2RG, powodującymi ekspresję mniejszej ilości białka γc o konserwatywnym powinowactwie do IL-2, lub mutacjami genu γc zmniejszającymi interakcję z JAK3, a tym samym upośledzającymi aktywację komórek T (DiSanto i in., 1994; Russell i in., 1994; Schmalstieg i in., 1995). Wreszcie, niektóre mutacje missense IL2RG mogą powodować ekspresję normalnych ilości białka γc ze zmniejszonym wiązaniem IL-2 (lub IL-7) (Sharfe i in., 1997; Kumaki i in., 1999).

Patofizjologia choroby jest określona przez krytyczną rolę γc w kilku ważnych szlakach sygnalizacji cytokin (Figura 1). Wraz z podjednostkami IL-2Rα i IL-2Rβ, γc tworzy komórkowy receptor dla IL-2 i jest niezbędny do jej transdukcji sygnału poprzez aktywację JAK3 (Leonard i wsp., 1994). Ponadto, γc jest również członkiem receptorów i pośredniczy w transdukcji sygnału dla IL-4, IL-7, IL-9, IL-15 i IL-21 (Kovanen i Leonard, 2004). Fenotyp SCIDX-1 jest zatem wynikiem złożonych defektów we wszystkich sześciu z tych układów cytokina/receptor. Brak sygnalizacji IL-7 jest akceptowany jako główny powód leżący u podstaw defektu różnicowania komórek T. Badania na myszach wykazały, że sygnalizacja IL-7 jest krytyczna dla rozwoju limfocytów (Peschon et al., 1994; von Freeden-Jeffry et al., 1995; Puel et al., 1998) i uważa się, że brak jej funkcji u pacjentów SCIDX-1 skutkuje wadliwą proliferacją i przeżyciem wczesnych progenitorów komórek T w grasicy, prowadząc do limfopenii komórek T. Wadliwą funkcję komórek B w SCIDX-1 można przypisać nieprawidłowej sygnalizacji przez receptory IL-4 i IL-21, które pełnią podstawową rolę w regulacji różnicowania limfocytów B i produkcji immunoglobulin (Nelms i in., 1999; Ozaki i in., 2002; Recher i in., 2011). Z drugiej strony, wadliwa sygnalizacja IL-15 jest prawdopodobnie przyczyną niedoboru komórek NK obserwowanego w SCIDX-1, biorąc pod uwagę rolę IL-15 (w połączeniu z czynnikiem komórek macierzystych) w indukcji generacji komórek NK CD56+ z progenitorów hematopoetycznych CD34+ (Mrozek i in., 1996).

Rysunek 1. Schematyczne przedstawienie szlaków biochemicznych, na które wpływ ma ciężki połączony niedobór odporności (SCID) T-B+. Wskazano rolę γc i członka rodziny kinazy Janusa 3 (JAK3) w transdukcji sygnału receptorów dla interleukiny (IL)-2, IL4, IL-7, IL-9, IL-15 i IL-21. Przedstawiono również rolę łańcucha IL-7Rα w transdukcji sygnału IL-7 przez receptor IL-7. Dodanie reszty „P” na cząsteczkach transduktora sygnału i aktywatora transkrypcji (STAT) wskazuje na ich fosforylację po związaniu interleukiny i aktywacji receptora.

Historia kliniczna infekcji i limfopenii u niemowlęcia płci męskiej powinna wzbudzić podejrzenie SCIDX-1. Nieobecność cienia grasicy i dodatni wywiad rodzinny w kierunku SCID mogą stanowić dodatkowe i oczywiste wskazówki diagnostyczne (McWilliams i wsp., 2015). Analiza cytometrii przepływowej ekspresji powierzchniowej komórek γc jest prostą i szybką procedurą, która może wskazywać na rozpoznanie SCIDX-1. Jednak wykrywanie za pomocą cytometrii przepływowej cząsteczki γc na powierzchni limfocytów może stanowić wyzwanie ze względu na limfopenię lub możliwą mylącą obecność matczynych limfocytów T. Ponadto, niektóre mutacje genetyczne, które nie wpływają na epitop γc rozpoznawany przez przeciwciało w cytometrii przepływowej, są zgodne z normalną ekspresją γc (Puck i in., 1997b). Wreszcie, w rzadkich przypadkach wykazano, że obecność zdarzeń odwracających powoduje prawidłową sekwencję i ekspresję γc w limfocytach krwi obwodowej (Stephan i wsp., 1996; Kawai i wsp., 2012). Ostateczna diagnoza, zarówno w klasycznych, jak i, zwłaszcza, atypowych prezentacjach klinicznych SCIDX-1 opiera się zatem na analizie genetycznej locus IL2RG i identyfikacji patologicznych mutacji genu. Podobnie jak w przypadku innych chorób genetycznych, określenie specyficznego defektu molekularnego występującego u pacjentów z SCIDX-1 otwiera drogę do wykrycia statusu nosicielstwa u krewnych płci żeńskiej oraz możliwości diagnostyki prenatalnej u płodów płci męskiej objętych ryzykiem (Puck i wsp., 1997a).

Podobny obraz kliniczny i laboratoryjny innych postaci SCID, stawia SCIDX-1 w diagnostyce różnicowej z niedoborem JAK3 i IL-7Rα, chociaż ten ostatni na ogół przebiega z wykrywalnymi komórkami NK we krwi obwodowej (patrz niżej). Limfopenia komórek T z obecnością krążących limfocytów B jest również cechą charakterystyczną kompletnego zespołu DiGeorge’a, którą jednak należy podejrzewać na podstawie charakterystycznych towarzyszących cech klinicznych i laboratoryjnych, w tym obecności komórek NK. Wreszcie, ponieważ około 2-5% pacjentów z SCIDX-1 prezentuje niską liczbę komórek B (Buckley i in., 1997), należy również rozważyć autosomalny recesywny SCID spowodowany niedoborem genu aktywującego rekombinazę (RAG)-1 lub RAG-2 albo defektem genu Artemis.

Jeśli SCIDX-1 nie jest leczony, rokowanie jest złe i większość chłopców z typowym obrazem klinicznym ulega w ciągu pierwszych 1-2 lat życia powikłaniom infekcyjnym pomimo agresywnego leczenia zakażeń bakteryjnych, wirusowych i grzybiczych oraz innych obowiązkowych działań obejmujących napromieniowanie preparatów krwiopochodnych w celu uniknięcia choroby przeszczep przeciwko gospodarzowi (GvHD) i wstrzymanie podawania żywych szczepionek, takich jak BCG. Terapie zastępujące immunoglobuliny i inne środki profilaktyczne nie stanowią realistycznego podejścia długoterminowego, a środki mające na celu przywrócenie sprawnego układu odpornościowego muszą być wdrożone w trybie pilnym.

.