白介素-12受體β1缺陷病研究現況

梁煊

(沈陽市胸科醫院 沈陽 110044)

白介素-12受體β1缺陷病研究現況

梁煊

(沈陽市胸科醫院 沈陽 110044)

近年來白介素(IL)-12/IL-23-γ干擾素(IFN-γ)軸對于分枝桿菌的免疫作用日益受到關注,對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)、信號轉導和轉錄激活因子(STAT-1)以及核因子-KB基本調節因子(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為原發性免疫缺陷病,具有遺傳異質性的特點。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基因突變為X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要綜述。

1 IL-12及IL-12R

IL-12主要由抗原提呈細胞如單核巨噬細胞產生,由2個二硫鍵鏈接的多肽鏈P35和P40組成的異二聚體,P35和P40是2個不同基因的產物,IL-12P35與其他細胞因子如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合物。因為配體已經包括了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受體的表達非常嚴格,主要在 T細胞和NK細胞中存在,其調節取決于細胞的活化狀態。IL-12Rβ1和β2經 T細胞活化作用而高度合成,NK細胞組成性表達 IL-12Rβ1和 IL-12Rβ2[3]。IL-12Rβ1基因位于19p13.1。IL-12不僅誘導 T細胞向Th1細胞分化,且能誘導NK細胞等產生IFN-γ。

IFN-γ是由NK細胞和T細胞產生的重要的細胞因子,是巨噬細胞的主要激動子,可增強其溶細胞作用,提高其殺傷微生物的能力,該效應機制是促使細胞產物如再反應氧介質、過氧化物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,當一個 IFN-γ同二聚體結合,即形成2個α和 2個β受體復合物。IFN-γ Rα鏈基因IFN-γ R1定位于6q23～24,包含 7個外顯子：外顯子1-5編碼IFN-γ R1的細胞外區,外顯子 6為轉膜區,外顯子7為細胞內區。IFN-γ R1在傳遞IFN-γ信息中激活細胞內酪氨酸激酶JAK1具有重要作用。該鏈缺失,使IFN-γ誘導的殺傷結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,該鏈發生突變或缺失,導致 IFN-γ R2分子表達障礙,使細胞內信息傳遞被阻止于STATS磷酸化水平,可發生與IFN-γ R1突變或缺失相似的臨床表現[4]。

當分枝桿菌等病原體感染巨噬細胞時,巨噬細胞和樹突細胞通過Toll樣受體識別病原體相關分子模式而活化并釋放IL-12,后者促進表達IL-12R的T細胞和自然殺傷細胞合成和分泌IFN-γ,然后IFN-γ與巨噬細胞膜上的IFN-γ受體結合,增強細胞對病原體的直接殺傷、呈遞抗原和激活特異性免疫應答的能力,而此反饋環路可能是實現對細胞內病原體清除的重要環節[5]。

動物實驗發現在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均明顯遲鈍,并對胞內抗原高度易感而發生感染[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介導的巨噬細胞和T細胞免疫功能,而IFN-γ是抗分枝桿菌最關鍵的因素,故其臨床表現與IFN-γ受體缺陷病相似,以嚴重的分枝桿菌、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,患者很少發生其他細菌、病毒、真菌或寄生蟲的嚴重感染。國外學者發現,IL-12Rβ1缺陷患者對于第1次感染的分枝桿菌易感,但對于第二次弱毒力分枝桿菌菌株的感染可產生一定的保護性免疫反應;而沙門菌則相反,患者可同時或先后發生多種沙門菌菌株感染且經常復發,建議 IL-12Rβ1缺陷的患者需充分進行沙門菌感染的臨床評估,為預防復發給予針對沙門菌的抗菌藥物。Ozden等[9]報道3例患兒均在5歲或小于5歲發病,表現為頸部、下頜下或腋下、耳前耳后、腸系膜等處淋巴結增大,伴/不伴菌血癥的非傷寒沙門菌感染的IL-12Rβ1缺陷患兒,經應用環丙沙星治療(其中1例聯合應用IFN-γ)效果良好,之后應用磺胺甲氧嘧啶預防性抗沙門菌治療能明顯減少復發。Gonul Tanir等[10]報道1例土耳其19個月患兒(2個月時接種卡介苗后未發生異常反應)共發生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,行側腦室引流術、腦室腹腔分流術治療腦積液,經進一步檢查確診為IL-12Rβ1缺陷。嚴重的沙門菌感染也曾發生于其他的免疫缺陷病患者如T細胞缺陷和慢性肉芽腫病[11-12]。以上病例提示：當患者出現或者合并慢性、復發的沙門菌感染時需考慮有患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首次報道了播散性卡介苗病,卡介苗為牛型結核分枝桿菌,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。我國近些年也有10余例報道。播散性卡介苗病一般于接種卡介苗后數月至數年發病,1個月之內接種卡介苗者,一般3個月時可發生播散性卡介苗病;起病多于周圍淋巴結開始,如有的先從接種側腋下、耳前或頸部淋巴結發生腫大,范圍逐漸增大或成為潰瘍,最后可累及整個淋巴系統,從尸檢所見,所有淋巴結均可發生膿腫或肉芽腫,或淋巴結皮質區被破壞殆盡;從淋巴系統又可逐步累積到內臟器官,以肝、脾、肺臟多見[14]。

IL-12Rβ1缺陷病全世界報道約為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)。我國患IL-12Rβ1缺陷病共有3例,均為香港大學李嘉誠醫學院兒童及青少年科學系為上海、重慶及沈陽患者基因診斷確診并報道。

3例中國患兒父母均非近親結婚。重慶與沈陽患兒的癥狀相似,均于生后接種卡介苗,重慶患兒生后1個月時發現左腋下包塊,時有低熱及盜汗,經抗感染治療無效,確診為左頸部及腋下淋巴結結核。13個月發現雙腹股溝、雙頸部、雙耳后淋巴結腫大,左腋下淋巴結呈巨大包塊,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,給予抗結核治療7個月效果差,淺表淋巴結仍腫大,反復破潰,難以愈合,并伴有肝脾腫大,腹腔淋巴結病變,少量腹腔積液,于23個月死亡;重慶患兒哥哥未接種卡介苗,6歲發現頸部淋巴結結核伴腋下、腹股溝淋巴結腫大,并發結核性胸膜炎、腹腔結核,于10歲時死亡,推測也患有該病[15]。沈陽患兒于生后1個月時發現左腋下、左頸部及鎖骨上包塊,并逐漸增大,且右頸部出現相似病灶,腫物表面發紅且破潰,有血性及膿性滲出物,抗結核治療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個月時死亡。2患兒淋巴結破潰處抗酸桿菌涂片均為陽性,病理符合結核改變,但結核菌培養均為陰性[16]。上海患兒有一兄于1歲時因播散性卡介苗病死亡,未行基因診斷,因此該患兒于2個月時檢測其淋巴細胞分類及免疫球蛋白均正常后才接種卡介苗,3個月后發現左腋下淋巴結腫大并破潰溢膿,經抗結核治療后病情得以控制[17]。

Timo Urichs等[18]報道了斯洛伐克地區2例IL-12Rβ1缺陷患兒,因接種卡介苗發生播散性卡介苗病,1例5個月時予外科切除腫大、潰破的淋巴結,并應用異煙肼、利福平、乙胺丁醇和鏈霉素抗結核,28個月時因淋巴結破潰處持續流膿,根據藥物敏感試驗結果更改為利福平、乙胺丁醇、克拉霉素和丙硫異煙胺 ,并應用 IFN-γ(25 μ g/m2)免疫支持治療。42個月時病情緩解。另1例5個月時診為卡介苗病,先后予異煙肼、鏈霉素、利福平、環丙沙星和乙硫異煙胺抗結核,于 21個月時加用 IFN-γ(25 μ g/m2～ 150 μ g/m2)免疫支持治療 ,病情仍加重,30個月時死亡。

2.3 診斷及治療 IL-12Rβ1僅表達在活化細胞表面,需先培養細胞再做流式細胞儀檢測,陽性也不能排除完全性功能缺失的可能性。也可用IL-12刺激細胞,通過測胞內STAT4磷酸化水平來反映 IL-12Rβ1的功能。進一步確診IL-12Rβ1缺陷病需基因序列分析。Claire等[19]研究發現IL-12Rβ1缺陷病患兒由于發生了無義突變、移碼突變或錯義突變使淋巴細胞表面缺乏IL-12Rβ1蛋白表達。重慶患兒第9外顯子853位核苷酸(C＞T),發生無義突變,使第285位谷氨酸突變為終止密碼,為單核苷酸替換突變純合子,其父母均為該異常基因的攜帶者。沈陽患兒在外顯子7的632位點G＞C(R211P),在外顯子10的 1106位點 T〉C(I369T)突變類型：雜合錯義突變[16]。上海患兒為剪接位點突變,1791+2T＞G[17]。

IL-12Rβ1缺陷病人應避免接觸結核患者,禁用卡介苗,但可接種其他疫苗。一旦發生結核病,長期抗結核治療非常關鍵,治療原則為至少4種敏感的抗分枝桿菌藥物同時使用。較為嚴重的感染,可行抽膿,手術切除反復感染的部位。IFN-γ治療的效果不肯定,。國內外均有報道經抗結核及IFN-γ治療臨床獲得緩解的病例[9,18]。理想的治療是干細胞移植,最好在發病之前或癥狀被控制后進行,盡可能選擇H LA相合的同胞供體,無同胞供體時,應根據具體情況選擇半相合相關供體、全相合無關供體或臍血。國內尚無移植治療病例。有IL-12Rβ1缺陷病家族史者,產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踐[20]。本病預后差,但好于IFN-γ受體缺陷病[9](IFN-γ R1缺陷病大多數病兒于10月至 11歲死亡)。由于分子生物學診斷技術有限,在患有嚴重結核病的患者中,可能有患IL-12/IFN-γ軸免疫缺陷者而未能診斷[21]。所以,我們在臨床工作中應提高對該病的認識。

總之,由于原發性免疫缺陷病越來越受到重視,隨著對IL-12Rβ1缺陷病研究的不斷深入,分子生物學診斷技術水平的提高,該病在分子水平的診斷和治療將會取得更大的進展。

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2009-10-06)

(本文編輯：范永德)