白介素-12受体β1缺陷病研究现况

梁煊

(沈阳市胸科医院 沈阳 110044)

白介素-12受体β1缺陷病研究现况

梁煊

(沈阳市胸科医院 沈阳 110044)

近年来白介素(IL)-12/IL-23-γ干扰素(IFN-γ)轴对于分枝杆菌的免疫作用日益受到关注,对于该轴系的研究也在不断地深入。累及IFN-γ受体1(IFN-γ R1)、IFN-γ受体 2(IFN-γ R2)、IL-12 受体β1(IL-12Rβ1)、IL-12 p40 亚基 (IL-12P40)、信号转导和转录激活因子(STAT-1)以及核因子-KB基本调节因子(NEMO)等基因突变所致的疾病称为孟德尔易感分枝杆菌疾病(mendelian susceptibility to mycobacterial diseases,MSMD)。MSMD为原发性免疫缺陷病,具有遗传异质性的特点。其中IFNγ R1缺陷为常染色体显性遗传或常染色体隐性遗传;IFNγ R2,IL-12P40和IL-12RB1缺陷为常染色体隐性遗传;STAT1缺陷为常染色体显性遗传;NEMO为X连锁基因,NEMO基因突变为X连锁隐性遗传[1]。

孟德尔易感分枝杆菌疾病中以IL-12Rβ1缺陷引起者最为常见[2],本文就近年IL-12Rβ1缺陷病的研究概况作简要综述。

1 IL-12及IL-12R

IL-12主要由抗原提呈细胞如单核巨噬细胞产生,由2个二硫键链接的多肽链P35和P40组成的异二聚体,P35和P40是2个不同基因的产物,IL-12P35与其他细胞因子如IL-6存在类似性,P40与IL-6受体相似。因此IL-12可被看作合成的配体受体复合物。因为配体已经包括了α亚单位,所以IL-12受体的2条链称为IL-12Rβ1和β2。高亲和性的IL-12受体的表达非常严格,主要在 T细胞和NK细胞中存在,其调节取决于细胞的活化状态。IL-12Rβ1和β2经 T细胞活化作用而高度合成,NK细胞组成性表达 IL-12Rβ1和 IL-12Rβ2[3]。IL-12Rβ1基因位于19p13.1。IL-12不仅诱导 T细胞向Th1细胞分化,且能诱导NK细胞等产生IFN-γ。

IFN-γ是由NK细胞和T细胞产生的重要的细胞因子,是巨噬细胞的主要激动子,可增强其溶细胞作用,提高其杀伤微生物的能力,该效应机制是促使细胞产物如再反应氧介质、过氧化物NO和吲哚胺增加。IFN-γ受体是异二聚体,包含 IFN-γ Ra和IFN-γ Rβ亚单位,当一个 IFN-γ同二聚体结合,即形成2个α和 2个β受体复合物。IFN-γ Rα链基因IFN-γ R1定位于6q23～24,包含 7个外显子：外显子1-5编码IFN-γ R1的细胞外区,外显子 6为转膜区,外显子7为细胞内区。IFN-γ R1在传递IFN-γ信息中激活细胞内酪氨酸激酶JAK1具有重要作用。该链缺失,使IFN-γ诱导的杀伤结核杆菌和非典型分枝杆菌的能力消失。IFN-γ Rβ链基因IFN-γ R2定位于 21q22.1～22.2,其功能为传递IFN-γ基因信息,以激活酪氨酸激酶JAK2,该链发生突变或缺失,导致 IFN-γ R2分子表达障碍,使细胞内信息传递被阻止于STATS磷酸化水平,可发生与IFN-γ R1突变或缺失相似的临床表现[4]。

当分枝杆菌等病原体感染巨噬细胞时,巨噬细胞和树突细胞通过Toll样受体识别病原体相关分子模式而活化并释放IL-12,后者促进表达IL-12R的T细胞和自然杀伤细胞合成和分泌IFN-γ,然后IFN-γ与巨噬细胞膜上的IFN-γ受体结合,增强细胞对病原体的直接杀伤、呈递抗原和激活特异性免疫应答的能力,而此反馈环路可能是实现对细胞内病原体清除的重要环节[5]。

动物实验发现在IFN-γ或IFN-γ受体敲除小鼠中IL-12的一些功能被阻滞;在IL-12R突变的人类及IL-12及其受体缺陷的小鼠的免疫反应均明显迟钝,并对胞内抗原高度易感而发生感染[6]。

2 白介素-12受体β1缺陷病

2.1 沙门菌感染 IL-12R缺陷,明显阻碍IFN-γ介导的巨噬细胞和T细胞免疫功能,而IFN-γ是抗分枝杆菌最关键的因素,故其临床表现与IFN-γ受体缺陷病相似,以严重的分枝杆菌、沙门菌感染以及卡介苗接种引起播散性感染为特征[7]。IL-12Rβ1缺陷的病人易感沙门菌,其次是分枝杆菌[8];与其他免疫缺陷病不同,患者很少发生其他细菌、病毒、真菌或寄生虫的严重感染。国外学者发现,IL-12Rβ1缺陷患者对于第1次感染的分枝杆菌易感,但对于第二次弱毒力分枝杆菌菌株的感染可产生一定的保护性免疫反应;而沙门菌则相反,患者可同时或先后发生多种沙门菌菌株感染且经常复发,建议 IL-12Rβ1缺陷的患者需充分进行沙门菌感染的临床评估,为预防复发给予针对沙门菌的抗菌药物。Ozden等[9]报道3例患儿均在5岁或小于5岁发病,表现为颈部、下颌下或腋下、耳前耳后、肠系膜等处淋巴结增大,伴/不伴菌血症的非伤寒沙门菌感染的IL-12Rβ1缺陷患儿,经应用环丙沙星治疗(其中1例联合应用IFN-γ)效果良好,之后应用磺胺甲氧嘧啶预防性抗沙门菌治疗能明显减少复发。Gonul Tanir等[10]报道1例土耳其19个月患儿(2个月时接种卡介苗后未发生异常反应)共发生5次沙门菌感染,其中2次为脑膜炎,予美罗培南及IFN-γ治疗,行侧脑室引流术、脑室腹腔分流术治疗脑积液,经进一步检查确诊为IL-12Rβ1缺陷。严重的沙门菌感染也曾发生于其他的免疫缺陷病患者如T细胞缺陷和慢性肉芽肿病[11-12]。以上病例提示：当患者出现或者合并慢性、复发的沙门菌感染时需考虑有患MSMD的可能,尤其是IL-12/23 Rβ1缺陷。

2.2 播散性卡介苗病 1953年丹麦Mryer首次报道了播散性卡介苗病,卡介苗为牛型结核分枝杆菌,全世界85%的儿童均接种卡介苗[13],由于卡介苗通常是患者最先接触的病原,故播散性卡介苗病是MSMD的典型临床表现。我国近些年也有10余例报道。播散性卡介苗病一般于接种卡介苗后数月至数年发病,1个月之内接种卡介苗者,一般3个月时可发生播散性卡介苗病;起病多于周围淋巴结开始,如有的先从接种侧腋下、耳前或颈部淋巴结发生肿大,范围逐渐增大或成为溃疡,最后可累及整个淋巴系统,从尸检所见,所有淋巴结均可发生脓肿或肉芽肿,或淋巴结皮质区被破坏殆尽;从淋巴系统又可逐步累积到内脏器官,以肝、脾、肺脏多见[14]。

IL-12Rβ1缺陷病全世界报道约为80例;有卡介苗接种史者50例,其中患卡介苗病36例(72%),播散性卡介苗病病死率为19.4%(7/35)。我国患IL-12Rβ1缺陷病共有3例,均为香港大学李嘉诚医学院儿童及青少年科学系为上海、重庆及沈阳患者基因诊断确诊并报道。

3例中国患儿父母均非近亲结婚。重庆与沈阳患儿的症状相似,均于生后接种卡介苗,重庆患儿生后1个月时发现左腋下包块,时有低热及盗汗,经抗感染治疗无效,确诊为左颈部及腋下淋巴结结核。13个月发现双腹股沟、双颈部、双耳后淋巴结肿大,左腋下淋巴结呈巨大包块,局部红肿、皮肤糜烂,有大量脓性渗出物,左颈部包块亦破溃溢脓,给予抗结核治疗7个月效果差,浅表淋巴结仍肿大,反复破溃,难以愈合,并伴有肝脾肿大,腹腔淋巴结病变,少量腹腔积液,于23个月死亡;重庆患儿哥哥未接种卡介苗,6岁发现颈部淋巴结结核伴腋下、腹股沟淋巴结肿大,并发结核性胸膜炎、腹腔结核,于10岁时死亡,推测也患有该病[15]。沈阳患儿于生后1个月时发现左腋下、左颈部及锁骨上包块,并逐渐增大,且右颈部出现相似病灶,肿物表面发红且破溃,有血性及脓性渗出物,抗结核治疗3年,辅助IFN-γ治疗,最后因合并食管瘘、膀胱直肠瘘及多脏器功能衰竭于3岁2个月时死亡。2患儿淋巴结破溃处抗酸杆菌涂片均为阳性,病理符合结核改变,但结核菌培养均为阴性[16]。上海患儿有一兄于1岁时因播散性卡介苗病死亡,未行基因诊断,因此该患儿于2个月时检测其淋巴细胞分类及免疫球蛋白均正常后才接种卡介苗,3个月后发现左腋下淋巴结肿大并破溃溢脓,经抗结核治疗后病情得以控制[17]。

Timo Urichs等[18]报道了斯洛伐克地区2例IL-12Rβ1缺陷患儿,因接种卡介苗发生播散性卡介苗病,1例5个月时予外科切除肿大、溃破的淋巴结,并应用异烟肼、利福平、乙胺丁醇和链霉素抗结核,28个月时因淋巴结破溃处持续流脓,根据药物敏感试验结果更改为利福平、乙胺丁醇、克拉霉素和丙硫异烟胺 ,并应用 IFN-γ(25 μ g/m2)免疫支持治疗。42个月时病情缓解。另1例5个月时诊为卡介苗病,先后予异烟肼、链霉素、利福平、环丙沙星和乙硫异烟胺抗结核,于 21个月时加用 IFN-γ(25 μ g/m2～ 150 μ g/m2)免疫支持治疗 ,病情仍加重,30个月时死亡。

2.3 诊断及治疗 IL-12Rβ1仅表达在活化细胞表面,需先培养细胞再做流式细胞仪检测,阳性也不能排除完全性功能缺失的可能性。也可用IL-12刺激细胞,通过测胞内STAT4磷酸化水平来反映 IL-12Rβ1的功能。进一步确诊IL-12Rβ1缺陷病需基因序列分析。Claire等[19]研究发现IL-12Rβ1缺陷病患儿由于发生了无义突变、移码突变或错义突变使淋巴细胞表面缺乏IL-12Rβ1蛋白表达。重庆患儿第9外显子853位核苷酸(C＞T),发生无义突变,使第285位谷氨酸突变为终止密码,为单核苷酸替换突变纯合子,其父母均为该异常基因的携带者。沈阳患儿在外显子7的632位点G＞C(R211P),在外显子10的 1106位点 T〉C(I369T)突变类型：杂合错义突变[16]。上海患儿为剪接位点突变,1791+2T＞G[17]。

IL-12Rβ1缺陷病人应避免接触结核患者,禁用卡介苗,但可接种其他疫苗。一旦发生结核病,长期抗结核治疗非常关键,治疗原则为至少4种敏感的抗分枝杆菌药物同时使用。较为严重的感染,可行抽脓,手术切除反复感染的部位。IFN-γ治疗的效果不肯定,。国内外均有报道经抗结核及IFN-γ治疗临床获得缓解的病例[9,18]。理想的治疗是干细胞移植,最好在发病之前或症状被控制后进行,尽可能选择H LA相合的同胞供体,无同胞供体时,应根据具体情况选择半相合相关供体、全相合无关供体或脐血。国内尚无移植治疗病例。有IL-12Rβ1缺陷病家族史者,产前基因诊断和新生儿普查将有助于出生后尽早诊断并及早进行移植。IL-12Rβ1缺陷病理论上可以行基因治疗,但仍需更多的研究和实践[20]。本病预后差,但好于IFN-γ受体缺陷病[9](IFN-γ R1缺陷病大多数病儿于10月至 11岁死亡)。由于分子生物学诊断技术有限,在患有严重结核病的患者中,可能有患IL-12/IFN-γ轴免疫缺陷者而未能诊断[21]。所以,我们在临床工作中应提高对该病的认识。

总之,由于原发性免疫缺陷病越来越受到重视,随着对IL-12Rβ1缺陷病研究的不断深入,分子生物学诊断技术水平的提高,该病在分子水平的诊断和治疗将会取得更大的进展。

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2009-10-06)

(本文编辑：范永德)