梁煊

(沈陽市胸科醫(yī)院 沈陽 110044)

白介素-12受體β1缺陷病研究現(xiàn)況

梁煊

(沈陽市胸科醫(yī)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(guān)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(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子(STAT-1)以及核因子-KB基本調(diào)節(jié)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(fā)性免疫缺陷病,具有遺傳異質(zhì)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?yōu)閄連鎖隱性遺傳[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(xì)胞如單核巨噬細(xì)胞產(chǎn)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(chǎn)物,IL-12P35與其他細(xì)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(fù)合物。因為配體已經(jīng)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(yán)格,主要在 T細(xì)胞和NK細(xì)胞中存在,其調(diào)節(jié)取決于細(xì)胞的活化狀態(tài)。IL-12Rβ1和β2經(jīng) T細(xì)胞活化作用而高度合成,NK細(xì)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(dǎo) T細(xì)胞向Th1細(xì)胞分化,且能誘導(dǎo)NK細(xì)胞等產(chǎn)生IFN-γ。

IFN-γ是由NK細(xì)胞和T細(xì)胞產(chǎn)生的重要的細(xì)胞因子,是巨噬細(xì)胞的主要激動子,可增強其溶細(xì)胞作用,提高其殺傷微生物的能力,該效應(yīng)機制是促使細(xì)胞產(chǎn)物如再反應(yīng)氧介質(zhì)、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(dāng)一個 IFN-γ同二聚體結(jié)合,即形成2個α和 2個β受體復(fù)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(xì)胞外區(qū),外顯子 6為轉(zhuǎn)膜區(qū),外顯子7為細(xì)胞內(nèi)區(qū)。IFN-γ R1在傳遞IFN-γ信息中激活細(xì)胞內(nèi)酪氨酸激酶JAK1具有重要作用。該鏈缺失,使IFN-γ誘導(dǎo)的殺傷結(jié)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(fā)生突變或缺失,導(dǎo)致 IFN-γ R2分子表達障礙,使細(xì)胞內(nèi)信息傳遞被阻止于STATS磷酸化水平,可發(fā)生與IFN-γ R1突變或缺失相似的臨床表現(xiàn)[4]。

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

動物實驗發(fā)現(xiàn)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(yīng)均明顯遲鈍,并對胞內(nèi)抗原高度易感而發(fā)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(dǎo)的巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞免疫功能,而IFN-γ是抗分枝桿菌最關(guān)鍵的因素,故其臨床表現(xiàn)與IFN-γ受體缺陷病相似,以嚴(yán)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(fā)生其他細(xì)菌、病毒、真菌或寄生蟲的嚴(yán)重感染。國外學(xué)者發(fā)現(xiàn),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(chǎn)生一定的保護性免疫反應(yīng);而沙門菌則相反,患者可同時或先后發(fā)生多種沙門菌菌株感染且經(jīng)常復(fù)發(fā),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(yù)防復(fù)發(fā)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(fā)病,表現(xiàn)為頸部、下頜下或腋下、耳前耳后、腸系膜等處淋巴結(jié)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(jīng)應(yīng)用環(huán)丙沙星治療(其中1例聯(lián)合應(yīng)用IFN-γ)效果良好,之后應(yīng)用磺胺甲氧嘧啶預(yù)防性抗沙門菌治療能明顯減少復(fù)發(fā)。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(fā)生異常反應(yīng))共發(fā)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(cè)腦室引流術(shù)、腦室腹腔分流術(shù)治療腦積液,經(jīng)進一步檢查確診為IL-12Rβ1缺陷。嚴(yán)重的沙門菌感染也曾發(fā)生于其他的免疫缺陷病患者如T細(xì)胞缺陷和慢性肉芽腫病[11-12]。以上病例提示：當(dāng)患者出現(xiàn)或者合并慢性、復(fù)發(fā)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(jié)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(xiàn)。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(shù)月至數(shù)年發(fā)病,1個月之內(nèi)接種卡介苗者,一般3個月時可發(fā)生播散性卡介苗病;起病多于周圍淋巴結(jié)開始,如有的先從接種側(cè)腋下、耳前或頸部淋巴結(jié)發(fā)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(tǒng),從尸檢所見,所有淋巴結(jié)均可發(fā)生膿腫或肉芽腫,或淋巴結(jié)皮質(zhì)區(qū)被破壞殆盡;從淋巴系統(tǒng)又可逐步累積到內(nèi)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(xué)李嘉誠醫(yī)學(xué)院兒童及青少年科學(xué)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(jié)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(fā)現(xiàn)左腋下包塊,時有低熱及盜汗,經(jīng)抗感染治療無效,確診為左頸部及腋下淋巴結(jié)結(jié)核。13個月發(fā)現(xiàn)雙腹股溝、雙頸部、雙耳后淋巴結(jié)腫大,左腋下淋巴結(jié)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(jié)核治療7個月效果差,淺表淋巴結(jié)仍腫大,反復(fù)破潰,難以愈合,并伴有肝脾腫大,腹腔淋巴結(jié)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(fā)現(xiàn)頸部淋巴結(jié)結(jié)核伴腋下、腹股溝淋巴結(jié)腫大,并發(fā)結(jié)核性胸膜炎、腹腔結(jié)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(fā)現(xiàn)左腋下、左頸部及鎖骨上包塊,并逐漸增大,且右頸部出現(xiàn)相似病灶,腫物表面發(fā)紅且破潰,有血性及膿性滲出物,抗結(jié)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(jié)破潰處抗酸桿菌涂片均為陽性,病理符合結(jié)核改變,但結(jié)核菌培養(yǎng)均為陰性[16]。上?；純河幸恍钟?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(xì)胞分類及免疫球蛋白均正常后才接種卡介苗,3個月后發(fā)現(xiàn)左腋下淋巴結(jié)腫大并破潰溢膿,經(jīng)抗結(jié)核治療后病情得以控制[17]。

Timo Urichs等[18]報道了斯洛伐克地區(qū)2例IL-12Rβ1缺陷患兒,因接種卡介苗發(fā)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(jié),并應(yīng)用異煙肼、利福平、乙胺丁醇和鏈霉素抗結(jié)核,28個月時因淋巴結(jié)破潰處持續(xù)流膿,根據(jù)藥物敏感試驗結(jié)果更改為利福平、乙胺丁醇、克拉霉素和丙硫異煙胺 ,并應(yīng)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(huán)丙沙星和乙硫異煙胺抗結(jié)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(xì)胞表面,需先培養(yǎng)細(xì)胞再做流式細(xì)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(xì)胞,通過測胞內(nèi)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(fā)現(xiàn)IL-12Rβ1缺陷病患兒由于發(fā)生了無義突變、移碼突變或錯義突變使淋巴細(xì)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(fā)生無義突變,使第285位谷氨酸突變?yōu)榻K止密碼,為單核苷酸替換突變純合子,其父母均為該異?；虻臄y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?；純簽榧艚游稽c突變,1791+2T＞G[17]。

IL-12Rβ1缺陷病人應(yīng)避免接觸結(jié)核患者,禁用卡介苗,但可接種其他疫苗。一旦發(fā)生結(jié)核病,長期抗結(jié)核治療非常關(guān)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(yán)重的感染,可行抽膿,手術(shù)切除反復(fù)感染的部位。IFN-γ治療的效果不肯定,。國內(nèi)外均有報道經(jīng)抗結(jié)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(xì)胞移植,最好在發(fā)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(yīng)根據(jù)具體情況選擇半相合相關(guān)供體、全相合無關(guān)供體或臍血。國內(nèi)尚無移植治療病例。有IL-12Rβ1缺陷病家族史者,產(chǎn)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(yù)后差,但好于IFN-γ受體缺陷病[9](IFN-γ R1缺陷病大多數(shù)病兒于10月至 11歲死亡)。由于分子生物學(xué)診斷技術(shù)有限,在患有嚴(yán)重結(jié)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(yīng)提高對該病的認(rèn)識。

總之,由于原發(fā)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(xué)診斷技術(shù)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。

[1]Al-Muhsen S,Casanova JL.The genetic heterogeneity of mendelian susceptibility to Mycobacterial diseases[J].Allergy Clin Immunol,2008,122(6)：1043-51.

[2]Yancoski J,Rocco C,Bernasconi A,Oleastro M,Bezrodnik L,Vrátnica C,Haerynck F,Rosenzweig SD.A 475 years-old founder effect involving IL-12Rβ1：a highly prevalent mutation confereing Mendelian Susceptibility to Mycobacterial Diseases in European descendants[J].Infect Genet Evol,2009,9(4)：574-80.

[3]李大金.臨床免疫學(xué)[M].上海：復(fù)旦大學(xué)出版社,2005：41-42.

[4]譚錦泉,黃士昂,張秋萍 治療免疫學(xué)[M].北京：科學(xué)技術(shù)出版社,2007：116.

[5]曹睿明,陳同辛.IL-12/IL-23-IFN-γ軸異常所致的免疫缺陷研究進展[J].國際兒科學(xué)雜志,2006,33：396-399.

[6]O.Sanal,G.Morgan,A.Gocmen,V.N ovelli,N.Klein,I.Tezcan,F.Ersoy,A.I.Berkel,L.Yel.Isolated cutaneous response to g ranulocyte-monocyte colony stimulating factor in fatal idiopathic disseminated Bacillus-Calmette-Guerin infection[J].Eur J Pediatr,2000,159：149-152.

[7]Davood Mansouri,Parisa Adimi,Mehdi Mirsaeidi,Nahal Mansouri,Soheila Khalilzadeh,Mohammad R,Masjedi Parvaneh Adimi,Payam T abarsi,Mohammad Naderi.Inherited disorders of the IL-12-IFN-γaxis in patients with disseminated BCG infection[J].Eur J Pediatr,2005,164：753-757.

[8]Steven M.Holland.Interferon gamma,IL-12,IL-12R and ST AT-1 immunodeficiency diseases：disorders of the interface of innate and adaptive immunity[J].Immunol Res,2007,38：342-346.

[9]Ozden Sanal,Tuba Turul,Tijtske De Boer,Van de vosse E,Yalcin I,Tezcan I,Sun C,M emis L,Otten hoff TH,Ersoy F.Presentation of Interleukin-12/23 receptorβ1 deficiency with various clinical symptoms of salmonella infections[J].J Clin Immunol,2006,26(1)：1-6.

[10]Gonul T anir,Figen Dogu,Niden Tuygun,Aydan Ikinciogullari,Caner Aytekin,Cumhur Aydemir.Complete deficiency of the IL-12 recepto r β1 chain：three unrelated T urkish children with unusual clinical features[J].Eur J Pediatr,2006,165：415-417.

[11]Winkelstein JA,M arino MC,Johnston RB Jr,Boyle J,Curnutte J,Gallin JIMalech HL,Holland SM,Ochs H,Quie P,Buckley RH,Foster CB,Chanock SJ,Dickler H.Chronic granulomatous disease：Report on a national registry of 368 patients[J].Medicine,2000,79(3)155-169.

[12]Lun A,Roesler J,Renz H.Unusual late onset of X-Linked chronic granulomatous disease in an adult woman after unsuspicious childhood[J].Clin Chem,2002,48(5)：780-781.

[13]Notarangelo L,Casanova JL,Fischer A,Puck J,Roifman C,Seger R,Geha RS.International Union of Immunological Societies Primary Immunodeficiency Diseases Classification Committee.Primary immunodeficiency diseases：an update[J].J Allergy Clin Immunol,2004,114：677-687.

[14]謝廣中,刁連東,王樹巧.免疫接種的反應(yīng)與處理[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社,2001：304-306.

[15]謝娜,蔣利萍,孔曉飛 原發(fā)性免疫缺陷病合并卡介苗感染新型白介素12受體β1基因突變一例[J].中華兒科雜志,2008,46(8)：601-604.

[16]于秀麗,張陽,邢勇,張凡,楊虹,王曉虹白介素12受體β1缺陷嬰兒接種卡介苗后多發(fā)淋巴結(jié)腫大1例[J].中華結(jié)核和呼吸雜志,2008：7(31)547-549.

[17]Lee PPW,Jiang LP,Wang XC,Chan KW,Tu WW,Lau YL.Severe mycobacterial infections in two pairs of Chinese sibling with interleukin-12 receptor β1 deficiency[J].Eur J Pediatr,2008,167：231-232.

[18]Timo Ulrichs,Claire Fieschi,Eva Nevicka,Helmut Hahn,Martin Brezina,Stefan H.E.Kaufmann,Jean-Laurent Casanova,Klara Frecerova.Variable outcome of ex perimental interferonγtherapy of disseminated Bacillus Calmette-Guerin infection in two unrelated interleukin-12Rβ1-deficient Slovakian children[J].Eur J Pediatr,2005,164：166-172.

[19]Claire F,Marita B,Ludovic de B,Boisson-Dupuis S,Feinberg J,Santos OF,Bustamante J,Levy J,Candotti F,Casannova JL.A novel form of complete IL-12/IL-23 receptorβ1 deficiency with cell surface-ex pressed nonfunctional receptors[J].Blood,2004,104：2095-2101.

[20]戴家樂,陳靜造血干細(xì)胞移植治療原發(fā)性免疫缺陷病研究進展[J]國際兒科學(xué)雜志,2009：5(36)268-271.

[21]Serour F,Mizrahi A,Somekh E,Feinberg J,Picard C,Casanova JL,Dalal I.Analysis of the interleukin-12/interferon-γpathway in children with non-tuberculous my cobacterial cervical lymphadenitis.[J]Eur J Pediatr,2007,166：835-841.

2009-10-06)

(本文編輯：范永德)