PI3Kδ過度活化綜合征診療進展*

楊夏影，馬銀娟，潘耀柱

（中國人民解放軍聯勤保障部隊第九四〇醫院 血液科，甘肅 蘭州730050）

PI3Kδ 過度活化綜合征（activated PI3 kinase delta syndrome, APDS）是由基因突變導致的p110δ 過度活化，從而導致T 細胞和B 細胞發育和功能改變為特征的聯合免疫缺陷綜合征。該病于2013年由ANGULO等[1]首次報道。現已發現PIK3CD（編碼PI3K 催化亞基P110δ）及PIK3R1基因（編碼PI3K1A 類調節亞基P85α）功能獲得性突變可致APDS，分別稱為APDS1和APDS2[2-3]。該病臨床表現多樣，常見有反復呼吸道感染、支氣管擴張、自身免疫性血小板減少、非腫瘤性淋巴組織增生、淋巴瘤、巨細胞病毒（CMV）和/或EB 病毒血癥等，好發于嬰幼兒（0.58～3.00 歲），男性多于女性（男/女≈1.4），病死率約為12.1%[4]。

1 APDS的流行病學特征

JAMEE 等[4]將2013～2018年發表的243 例APDS患者（男性123 例，女性87 例，性別未知33 例）進行系統綜述，中位確診年齡為12.0（6.5～21.5）歲，中位確診延遲為7.0（3.4～14.0）年；88 例（38.6%）患者有免疫缺陷家族史。在可追蹤到的患者中，大部分尚存活，少數已病故，惡性腫瘤（如淋巴瘤和急性髓系白血病）、心臟驟停、腸穿孔引起的嚴重感染性休克及多器官功能衰竭為病死的主要原因。

2 APDS主要分子發病機制

2.1 PI3K信號通路與APDS

磷脂酰肌醇3-激酶（PI3Kδ）蛋白家族參與細胞存活、生長、代謝和能量穩態等多種細胞功能的調控。IA 類PI3K 分子是由p110 催化亞基（p110α、p110β 或p110δ）和調節亞基（p85α、p55α、p50α、p85β 或p55γ）組成，后者影響催化亞基的定位和激活。在哺乳動物中，p110α 和p110β 普遍表達，而p110δ 是免疫細胞中最主要和最豐富的亞型，其活化和功能缺失將對免疫系統發揮重要作用[5]。

PI3Kδ參與PI3K-AKT-mTOR信號通路（見圖1）[6]，PI3Kδ 促使磷脂酰肌醇-3，4-二磷酸（PIP2）轉化成磷脂酰肌醇-3，4，5-三磷酸（PIP3），隨之使Akt 磷酸化。在淋巴細胞中，活化的Akt 使眾多底物磷酸化：①FOXO（叉頭盒）轉錄因子如FOXO1，對淋巴細胞發育、活化和遷移的重要基因表達具有調控作用。②mTOR 是一種保守的絲氨酸/蘇氨酸激酶，包含兩種復合體：mTORC1 和mTORC2。mTORC1 通過影響下游分子磷酸化，如翻譯延伸因子4E-BP 和核糖體S6 激酶，調節淋巴細胞生長、代謝、遺傳、增殖、存活、蛋白質翻譯和轉錄[7]；mTORC2 則促進淋巴細胞中Akt 的完全磷酸化和激活[8]。③糖原合成酶激酶3β（GSK3β）[8]、轉錄因子BACH2[9]做為重要的Akt 下游分子在淋巴細胞發育中也發揮重要作用。此外，PTEN 和SHIP-1/2 是PI3K 信號通路中關鍵的PIP3 磷酸酶，與PI3K 的功能恰恰相反，其可通過去磷酸化將PIP3 轉變為PIP2，進而減少Akt 的活化，阻止由Akt 調控的下游信號傳導，對維持PI3K 信號平衡具有重要作用。PIK3CD和PIK3R1基因突變導致PI3K 信號通路過度活化，均可促使p110δ 對質膜的親和力增加，從而導致PIP2 轉化成PIP3 增多，導致下游通路Akt 和mTOR 過度活化，過度活化的AKT 將抑制下游眾多信號分子的正常表達。在長期高活性PI3Kδ 下，導致PI3K 信號傳導與細胞功能平衡紊亂，T 細胞過度活化、耗竭、衰老及B 細胞發育有缺陷、抗體產生減少等，表現為以感染、B 細胞淋巴瘤等易感性增加為特點的細胞免疫、體液免疫功能缺陷。總之，PI3K 信號通路對調節淋巴細胞發育和免疫反應有廣泛的多效性影響。

2.2 APDS中B細胞改變

在B 細胞中有多種受體可招募PI3K，如共同受體CD19 的B 細胞抗原受體和磷脂酰肌醇3-激酶的B 細胞適配器。此外，PI3K 也可被Toll 樣受體、趨化因子CXCR5 和細胞因子（IL-4、IL-21、B 細胞激活因子）等激活[10]。PI3K 在B 細胞信號傳導過程中的重要性不言而喻。當PI3Kδ 功能獲得性突變時可導致在BM 中B 細胞發育異常，未成熟B 細胞比例增加，成熟循環B 細胞減少。雖然APDS 患者的血液循環B 細胞比例正常，但過渡期B 細胞百分比增加，幼稚和記憶B 細胞減少[1]。此外，觀察到非類別轉換（IgD+） 和類別轉換記憶B 細胞（IgG+和IgA+）群體減少[11]，表明記憶形成和同型轉換都存在缺陷。長期抗體反應的產生在很大程度上是通過生發中心（GC）的發育介導的，GC 是B 細胞對來自T 細胞和抗原的信號作出反應而發生體細胞超突變并產生高親和力抗體、記憶B 細胞和長壽漿細胞的部位[12]。有趣的是，在與人類數據相一致的Pik3cdE1020K/+小鼠中[13]，有學者觀察到盡管分離的淋巴組織中的GC B 細胞增多，而血液中濾泡輔助性T 細胞（Tfh）的比例更高，但其對肺炎球菌多糖疫苗和接種B 型流感嗜血桿菌疫苗的反應卻較差。此外，有文獻報道稱，FOXO1 對調節BM 和外周B 細胞分化多個步驟的基因表達至關重要，例如IL-7 受體、重組激活基因（RAG1、RAG2）、IKAROS、活化誘導的胞苷脫氨酶、CD62L 和BLNK，可能有助于改變B 細胞的發育[14]。在APDS 患者中易觀察到非腫瘤性淋巴組織增生，如淋巴結病、脾腫大、肝腫大以及EB 病毒相關性淋巴瘤的發生。在10～14 個月的Pik3cdE1020K/+小鼠中觀察到約20%小鼠出現自發的癌前病變和/或腫瘤。APDS 患者腫瘤的增加可能由于淋巴細胞的增殖能力增強、代謝改變和/或細胞死亡減少，導致癌基因和/或腫瘤抑癌基因突變的積累。此外，T 細胞對腫瘤的無效監測也有助于癌細胞的生長[6]。

圖1 PI3K信號通路與淋巴細胞

2.3 APDS中T細胞改變

活化的PI3Kδ 如何促進效應細胞分化？首先，幾個由PI3Kδ 活性控制的轉錄調節因子對調控效應T 細胞與記憶T 細胞之間的平衡至關重要。失活的FOXO1 抑制記憶細胞并促進效應CD8+T 細胞形成；BACH2 抑制Prdm1 和Bcl-6，促進多種效應細胞譜系的產生并減少調節性T 細胞的形成[15]；其次，活化的PI3Kδ 可能影響調節途徑T 細胞代謝。激活的T 細胞轉換為具有特定特征的有氧糖酵解，增加葡萄糖攝取和糖酵解酶的表達。正常情況下，活化的CD4+T 細胞在離開次級淋巴組織后，進入到外周血中，從而形成記憶T 細胞。此時在部分T 細胞上仍有CXCR5 的表達，這種經過抗原刺激后發育的T細胞稱為效應T 細胞，該細胞歸巢至B 細胞濾泡，在IL-21、誘導T 細胞共刺激分子及CD40L 等相關的細胞分子參與下，完成其輔助B 細胞的使命。如上文所述，長期抗體的產生在很大程度上依賴于GC的發育，而Tfh 是近年來發現的CD4+T 細胞新亞群，其關鍵驅動并維持GC 的形成[16]。在Pik3cdE1020K/+小鼠中，盡管Tfh 細胞和GC 有所增加，但研究發現循環濾泡輔助性T 細胞細胞的主要成分是CXCR3+，這一亞群的Tfh 細胞提供幼稚B 細胞的幫助不足[17]。PI3K/Akt 途徑驅動多種趨化因子和歸巢受體的表達[18]，在APDS 患者中，Tfh 細胞可能無法歸位或無法正常運行，這可能會導致高度混亂的GC，尤其是在慢性刺激的情況下。而且GC 的結構雜亂無章，亮區（LZ）與暗區的比率失衡。此外，Tfh 細胞不再局限于LZ，而分布于整個GC[13]。Tfh 細胞數量的增加，本身也損害GC B 細胞選擇和親和力成熟[19]。除此之外，目前已經證實在記憶性B 細胞與漿細胞的形成過程中，Tfh 起到非常關鍵的作用，但具體作用機制尚不清楚。另外，從免疫表型上講，APDS 患者中雖然CD8+效應T 細胞增加，但其效應功能是有缺陷的，導致無法控制慢性病毒感染，包括CMV 和EBV 感染[2]；T 細胞效應功能受損可能是由于T 細胞衰老和T 細胞耗竭，CD8+T 細胞失去再生能力和IL-2 分泌，隨后減弱效應細胞因子如腫瘤壞死因子（TNF-α）和干擾素（IFN-γ）的分泌，最終其對凋亡變得敏感，導致這些細胞損失[20]。同時，這些細胞上調了幾種抑制性受體的表達，包括程序性死亡受體1（PD-1）、CD160 和CD244[21]。因此，活化的PI3Kδ可引起多種輔助、效應T細胞的功能障礙。

3 APDS的臨床表現

APDS 嚴重、復雜的細胞免疫和體液免疫缺陷，在機制上解釋了其多樣性與異質性的臨床表現，如反復呼吸道感染、支氣管擴張、非腫瘤性淋巴組織增生、自身免疫性疾病、淋巴瘤、CMV 和/或EB 病毒血癥、神經發育和生長發育延遲等。輕者在成人期尚無相關癥狀，重者在兒童期可表現出致死性嚴重的免疫缺陷，且并發惡性腫瘤的風險高[22]。

3.1 感染

在已報道的APDS患者中，普遍有反復呼吸道感染史，其可能為該病的唯一表現，或表現為反復而嚴重的感染癥狀。COULTER 等[23]報道了53 例APDS1患者，有51 例（98%）表現為反復呼吸道感染，其中影像學檢查確診的肺炎85%，反復中耳炎49%（造成永久性聽力喪失占8%），慢性鼻竇炎（45%），扁桃體炎（28%）。相比之下，在36 例APDS2 患者中，ELKAIM 等[2]描述了上呼吸道感染（既有中耳炎又有鼻竇炎100%），下呼吸道感染（既有支氣管炎又有肺炎70%）。由于免疫功能缺陷，APDS 患者易感染各種病原體，病毒感染最為常見，如EB 病毒、CMV、水痘-帶狀皰疹病毒、人乳頭瘤病毒；細菌感染常見于肺炎鏈球菌、流感嗜血桿菌、金黃色葡萄球菌以及真菌感染（白色念珠菌）等也較多見[4]。

3.2 非腫瘤性淋巴組織增生

JAMEE 等[4]分析文獻報道的243 例APDS 患者（見表1），其中APDS1有179例，APDS2有64例。淋巴結腫大是常見的淋巴組織增生性疾病，其次為脾腫大和肝腫大。淋巴結腫大的APDS 患者有149 例，其中APDS1 有100 例（55.9%），APDS2 有49 例（76.6%）。可見淋巴結腫大好發于APDS2。然而，胃腸道和呼吸道的良性淋巴組織增生常見于APDS1，部分APDS2可見扁桃體腫大。

表1 APDS臨床表現譜 例

3.3 淋巴瘤

JAMEE等[4]報道的31例（12.8%）發展為惡性腫瘤性疾病，多見于青少年。其中彌漫性大B 細胞淋巴瘤14例，9例為經典型霍奇金淋巴瘤，邊緣區B細胞淋巴瘤5 例，多發性淋巴瘤8 例。有慢性病毒感染或既往有病毒感染史與無病毒感染史患者相比，前者惡性腫瘤性疾病的患病率更高。既往有EB 病毒感染史的67例患者，其中12例發展為淋巴瘤。在27例淋巴瘤患者中，12 例有EB 病毒感染史。可見有EB 病毒感染史者其患淋巴瘤的風險顯著升高[4]。有文獻報道1 例既往有EB 病毒感染史且以霍奇金淋巴瘤（HL）及嗜血細胞性淋巴組織增生綜合征（HLH）為臨床表現的APDS 患兒，在最初的6年里，由于病情相對無害而未能被確診。故在診斷HL 和/或HLH 時應高度警惕APDS[24]。

3.4 自身免疫性疾病

大約25%APDS 患者有自身免疫性或炎癥性疾病的臨床表現。由于多臟器均可受累，故其臨床表現多樣。如與免疫相關的溶血性貧血、血小板減少性紫癜、甲狀腺疾病、類風濕性關節炎、系統性紅斑狼瘡（SLE）、皮肌炎、炎癥性腸病和腎小球腎炎等。其中自身免疫性溶血性貧血、原發免疫性血小板減少癥最為常見。部分患者可見炎癥性腸病，少數患者有多器官自身免疫性病變以及SLE[4]。

3.5 其他表現

支氣管擴張是28%～29%患者最為常見的結構性并發癥，其中約半數有反復肺炎病史。盡管肺炎好發于APDS2 患者，但APDS1 患者的支氣管擴張更為常見。大約21% 患者有發育不良表現，APDS2 的發病率更為顯著，可能與PIK3R1基因雜合突變導致的SHORT 綜合征[身材矮小、關節和/或（腹股溝）疝過度松弛、視覺障礙、Rieger 異常和出牙延遲]相關[25]。部分患者有中耳炎和扁桃體炎。精神或學習障礙在APDS 患者中也時有報道（14%），其在APDS2 患者中較為多見[4]。

4 實驗室特征及影像學表現

4.1 免疫學特點

APDS 的免疫學特征主要為CD4+T 淋巴細胞減少，效應/效應記憶CD8+T 淋巴細胞增加，過渡B 淋巴細胞增加；而免疫球蛋白水平是多變的，有部分患兒存在IgG 降低，低IgA 和高IgM 也較常見[23]。成熟B 細胞降低、類別轉換的記憶B 細胞減少以及衰老T 細胞增加也有報道[3]。此外，有文獻報道稱過度活化、耗竭和衰老的T 細胞可共存于APDS 患者中，在患者體內T 細胞的活化指標HLA-DR、CD38，T 細胞耗竭或免疫抑制指標PD-1、NKG2D，T 細胞衰老指標CD57 的表達均升高[26]。

4.2 PIK3CD與PIK3R1基因分析

自首次發表以來，在PIK3CD與PIK3R1基因中通過全外顯子測序技術已至少發現13 個突變位點（11個激活PIK3CD基因的錯義突變，1個剪接位點和1個PIK3R1基因的錯義突變）可致APDS（見表2）[4]。數據顯示，c.3061 G＞A （p. E1021K）位點突變在APDS1 為85%，在APDS2 中，c.1425+1 G＞（A，C，T）（p.434-475del）位點占79%，以前者突變最為普遍。在世界各地不同國家、部分民族中均發現了APDS 的散在病例，但現有文獻均未提及基因突變與種族背景的相關性，具體情況有待研究。由于APDS 是一種罕見的高外顯率單基因疾病，在大量健康受試者中似乎不太可能發現這些突變體。因此，排除在健康人群中檢測到的突變形式，如在gnomAD 數據庫中報告的信息，將有助于初步篩查潛在的相關突變[27]。在一些家系中發現APDS 的兒童基因突變表現為新發，而在他們的父母中并不存在，并且在E1021K 突變的家庭中進行長期單倍體基因型分析顯示沒有創始人效應[28]。PI3Kδ 的激活可能在配子形成過程中為細胞提供選擇性優勢以及是否存在基因開關等假說有待進一步探索。

表2 APDS基因突變譜

目前早期行免疫相關基因篩查，Sanger 驗證可縮短確診時間。有研究報道在部分患兒的PI3K 信號通路中一個抑制分子（PTEN）的失功能突變可導致與APDS 臨床、免疫表型類似的免疫缺陷[29]。故在診斷與APDS 相似特征的未確診患兒，應積極篩查與PI3K 通路過度活化相關的其他致病基因。

5 APDS的診斷

具有反復呼吸道感染、非腫瘤性淋巴組織增生、淋巴瘤、CMV 和/或EB 病毒血癥、高IgM 血癥等免疫缺陷相關臨床表現的初發患者，如嬰幼兒、青少年及少數成年患者；病程遷延不愈或無癥狀病程的青少年、部分成年患者以及有免疫缺陷病家族史者均應考慮本病，同時應早期行基因二代測序技術篩查確診，并與其它原發性免疫缺陷病，如高IgM 綜合征、X 連鎖淋巴組織增生癥、普通變異型免疫缺陷等[22]相鑒別。

6 APDS的治療

傳統治療，如預防性抗菌藥物、免疫球蛋白替代（IRT），但其療效欠佳，病死率較高，對傳統治療無效或療效欠佳且具有嚴重和復雜臨床表現的APDS 患者可考慮行造血干細胞移植（HSCT）。隨著對該病的PI3K 信號通路的深入研究，近年來發現了新的靶向藥物。目前有2 種藥物，一種是抑制PI3K信號通路下游：雷帕霉素；另一種是p110δ 小分子抑制劑：leniolisib（CDZ173）、Nemiralisib（GSK2269557）。目前臨床研究發現，阻斷PD-1 與PD-L1 的相互作用在治療反復或持續性病毒感染方面可能是一個新的靶點[21]。

6.1 抗菌藥物預防

對APDS 的隊列研究進行分析，有一半以上的APDS 患者進行了預防性抗生素應用。抗菌藥物的預防性應用不但可滿足部分患者需求，與IRT 的聯合應用在預防患有支氣管擴張癥患者的呼吸道感染方面尤為重要。相比之下，預防性抗病毒和抗真菌藥物的應用則較為少見。此外，在接種過牛分枝桿菌卡介苗（BCG）疫苗的APDS 患者中，報告持續的卡介苗局部皮膚反應[2，23]。CHIRIACO 等[30]報道，APDS 患者單核細胞來源的巨噬細胞在體外未能消除BCG 感染，這就提出APDS 患者是否應該接受抗BCG 治療的問題。然而播散性卡介苗和其他分枝桿菌感染尚未在APDS 中報道。因此，雖然個別患者已接受局部卡介苗感染治療，但APDS 患者并未常規接受抗分枝桿菌預防。

6.2 免疫球蛋白替代

多數APDS 患者存在抗體缺乏的反復呼吸道感染，曾被誤診為變異型免疫缺陷病和高IgM 綜合征等，并曾應用IRT 治療。在接受長期IRT 治療的APDS 患者中，筆者觀察到約一半以上患者的細菌感染情況得到緩解[2,23]。IRT 通常在無支氣管擴張的抗體缺乏患者中以0.4 g/（kg·月）的劑量開始，而在支氣管擴張患者中，IRT 以高劑量0.6 g/（kg·月）應用[31]。盡管IRT 在治療部分APDS 患者時能夠有效減少呼吸道感染癥狀，但IRT 似乎不能阻止皰疹病毒感染、淋巴組織增生、自身免疫性或炎癥性并發癥以及淋巴瘤的進展[32]。此外，在個別APDS患者中，盡管應用IRT 治療療效佳，但支氣管擴張仍呈進行性發展。

6.3 免疫抑制劑

自身免疫性血細胞減少對皮質類固醇、利妥昔單抗和脾切除均可有效。利妥昔單抗因治療復雜的、持續的B 淋巴細胞減少而被人所知[23]。非腫瘤性淋巴組織增生好發于APDS，包括淋巴結病、肝脾腫大、呼吸道和消化道局灶性淋巴組織增生。其中有部分非腫瘤性淋巴組織增生的APDS1 患者在應用利妥昔單抗治療后均得到較好的療效[23]。此外，ELGIZOULI 等[33]描述在APDS1 患者中炎癥性腸病對強的松和維持劑量的美沙拉嗪具有很好的臨床反應。少數患者有發育不良或身材矮小表現，然而有文獻報道稱，不建議應用生長激素治療，可能與生長激素使生長激素受體激活，進而激活PI3K 信號通路有關[34]。

6.4 雷帕霉素

雷帕霉素是mTORC 抑制劑，能夠使激活的PI3K 信號通路活化水平降低，進而使下游S6K 和4E-BP 產生減少[35]。在ESID-APDS 登記隊列中[36]，評估26 例患者（1 例患者不包括在內，因為治療是在診斷APDS 之前開始和終止的，且對治療的反應沒有很好的記錄），其中包括APDS1 17 例，APDS2 9 例。治療的主要適應癥是淋巴組織增生、結腸炎和/或細胞減少。在平均隨訪的1.6年后評估每種癥狀的藥物反應，其中淋巴組織增生對藥物的反應性好，而腸道炎癥和細胞減少的反應性較差。在應用雷帕霉素治療的同時服用類固醇激素的8 例患者中，7 例能夠停止類固醇激素治療，1 例能夠減少藥物劑量。個別患者出現藥物的嚴重毒副作用、淋巴瘤以及少數患者表現為治療無效，部分患者因不同原因而終止治療。有趣的是，在治療3～6 個月后對所有被監測者進行評估均未出現相關的疾病變化，但在較長時間的治療觀察（約為2年）后，多數患者病情得到改善，然而，個別患者出現不同程度的病情惡化。迄今為止的研究雖然支持雷帕霉素治療APDS 相關的非腫瘤性淋巴增生，但長期應用雷帕霉素的益處和風險仍有待確定。

6.5 PI3Kδ抑制劑

Leniolisib（CDZ173）是一種有效抑制PI3Kδ 催化亞基P110δ 活性的口服制劑，能降低T 細胞內PIP3 磷酸化水平，以及降低AKT 和S6 的磷酸化。目前通過Novartis（NCT02435173）正在研究其對APDS 的治療。RAO 等[37]描述為期12 周，采用非盲法、多點的臨床試驗，其中包括6 例APDS 患者，在CT/MRI 上均表現為淋巴結腫大和脾腫大。最初的篩選期為50 余天，包括免疫抑制或免疫調節治療的清除階段。隨后每例患者均應用Leniolisib，隨著時間延長不斷增加劑量（10 mg、30 mg 和70 mg，2 次/d，4 周/劑量），在進行為期12 周的Leniolisib 治療后，每例患者的淋巴結和脾臟體積均顯著減小，分別為13%～65%（平均40%），26%～57%（平均39%）。

GSK2269557（Nemiralisib）由Glaxo Smith Kline（NCT02593539）進行的試驗[38]應用于APDS 患者，雖然口服抑制劑可能對淋巴組織增生更加有效，但實驗表明有呼吸道感染以及支氣管擴張的患者應用吸入性抑制劑可能更加有益。目前GSK2269557臨床試驗結果還未正式報道。

6.6 HSCT

HSCT 是目前臨床實施的能夠根治疾病、重建免疫功能的最重要甚至是唯一手段。NADEMI 等[32]報道了11 例患者在7 個兒科中心接受HSCT 治療，移植年齡5～23 歲。其中5 例患者接受了全相合的非血緣供體干細胞，4 例為全相合的同胞供體，2 例為半相合的非血緣供體。術后除3 例患者外其余均停止免疫抑制劑和免疫球蛋白替代治療。術后隨訪8 個月至16年，有9 例患者（81%）存活。盡管部分患者在移植后可顯著改善臨床癥狀，但其嚴重的并發癥及較高的病死率不容忽視。

7 總結和展望

近年來，隨著靶向藥物的出現及造血干細胞移植治療提高了患者的生存率，改善生存質量，但從整體而言，其較高的病死率及嚴重的并發癥仍居高不下。因此，本質研究APDS 顯得尤為重要。研究發現關于攜帶PIK3CD基因突變的父母可以完全不發病，而子代卻發病，是什么原因抵消該基因突變的后果，目前仍不完全明了。作為根治性手段的基因療法尚處于實驗研究階段，相信隨著更深層次的研究，將闡明基因突變與疾病發生的因果關聯，為基因治療帶來必要的理論依據，從而提高療效并改善預后。