Pospolity niedobór odporności zmienny
Patofizjologia i mechanizm
Pospolity niedobór odporności zmienny (CVID) to heterogenne zaburzenie immunologiczne charakteryzujące się hipogammaglobulinemią, defektem produkcji przeciwciał oraz zwiększoną podatnością na nawracające infekcje bakteryjne. Patogeneza CVID jest wieloczynnikowa i obejmuje defekty w różnicowaniu i funkcji limfocytów B, w tym zmniejszenie liczby limfocytów B pamięci po przełączeniu izotypowym (cSMB), upośledzenie tworzenia plazmocytów oraz defekty w szlakach aktywacji receptorów B i Toll-podobnych (TLR7, TLR9). U około 10-20% pacjentów zidentyfikowano mutacje genetyczne w genach takich jak ICOS, TACI (TNFRSF13B), CD19, BAFF-R (TNFRSF13C) oraz innych, a loci związane z CVID zlokalizowano m.in. w regionie HLA na chromosomie 6, chromosomie 4q i 16q. Zaburzenia funkcji limfocytów T, w tym zmniejszona proliferacja, obniżona liczba limfocytów T regulatorowych oraz zwiększona apoptoza limfocytów CD4+, również odgrywają istotną rolę w patogenezie choroby. Komórki dendrytyczne wykazują defekty dojrzewania i produkcji IL-12, co ogranicza ich zdolność do efektywnej interakcji z limfocytami T.
- Patogeneza pospolitego niedoboru odporności zmiennego
- Defekty genetyczne w CVID
- Nieprawidłowości limfocytów B w CVID
- Nieprawidłowości limfocytów T i innych komórek immunologicznych
- Interakcje między limfocytami T i B
- Rola receptorów Toll-podobnych
- Rola mikrobiomu jelitowego
- Mechanizmy autoimmunizacji
- Mechanizmy zwiększonego ryzyka nowotworów
- Współczesne rozumienie złożoności CVID
Patogeneza pospolitego niedoboru odporności zmiennego
Pospolity niedobór odporności zmienny (Common Variable Immunodeficiency, CVID) jest heterogennym zaburzeniem immunologicznym charakteryzującym się hipogammaglobulinemią, defektem produkcji przeciwciał oraz zwiększoną podatnością na nawracające infekcje bakteryjne.12 Pomimo ponad czterech dekad badań, główna przyczyna CVID pozostaje w większości przypadków nieznana, a patogeneza jest złożona i wieloczynnikowa.34 Liczne badania immunologiczne wykazały nieprawidłowości fenotypowe i funkcjonalne limfocytów T, limfocytów B oraz komórek prezentujących antygen, prowadzące ostatecznie do wspólnego szlaku hipogammaglobulinemii.56
Defekty genetyczne w CVID
Chociaż w około 90% przypadków tło genetyczne CVID pozostaje niezidentyfikowane, u około 10-20% pacjentów zidentyfikowano mutacje genetyczne.78 CVID nie jest rezultatem pojedynczej mutacji genetycznej, ale różnorodnych zmian, które przyczyniają się do nieprawidłowej produkcji przeciwciał.9 Zidentyfikowano kilka genów kandydujących związanych z CVID:
- ICOS (indukowalny kostymulator na aktywowanych limfocytach T) – ekspresja na aktywowanych limfocytach T, kluczowy dla prawidłowej współpracy limfocytów T i B podczas odpowiedzi immunologicznej1011
- TACI (TNFRSF13B) – bierze udział w przełączaniu klas immunoglobulin w limfocytach B i negatywnie reguluje homeostazę limfocytów B1213
- CD19 – tworzy kompleks receptorowy z CD21, CD81 i CD225, wzmacniający sygnały receptora limfocytów B po związaniu antygenu1415
- BAFF-R (TNFRSF13C) – związany z przeżyciem i różnicowaniem limfocytów B1617
- Inne geny, w których zidentyfikowano mutacje u pacjentów z CVID, obejmują: CD20, CD21, CD80, NFKB1, NFKB2, TNFSF12 (TWEAK) i IKZF1 (IKAROS)1819
Badania genetyczne wykazały, że potencjalne loci dla CVID zidentyfikowano w regionie HLA na chromosomie 6, chromosomie 4q i chromosomie 16q.2021 Heterozygotyczne mutacje w TNFRSF13B (kodującym TACI) są związane z CVID, podczas gdy pozostałe trzy geny (ICOS, TNFRSF13C i CD19) dziedziczą się recesywnie.22 Dziedziczenie autosomalne dominujące CVID powiązano z chromosomem 4q.23
Nieprawidłowości limfocytów B w CVID
Centralnym elementem patogenezy CVID jest zaburzenie różnicowania i dojrzewania limfocytów B, prowadzące do upośledzenia produkcji przeciwciał.2425 Wśród najważniejszych defektów obserwowanych u pacjentów z CVID można wymienić:
- Upośledzone tworzenie limfocytów B pamięci, prowadzące do zmniejszenia liczby długo żyjących komórek plazmatycznych i spadku poziomu immunoglobulin w surowicy2627
- Zmniejszony odsetek limfocytów B pamięci po przełączeniu izotypowym (cSMB, class-switched memory B cells), zdolnych do produkcji izotypów immunoglobulin kluczowych dla odpowiedzi przypominającej przeciwciała2829
- Defekt w szlaku różnicowania limfocytów B, co prowadzi do upośledzenia tworzenia plazmocytów3031
- Obniżona hipermutacja somatyczna w regionach zmiennych genów immunoglobulinowych, co koreluje ze zwiększonym ryzykiem uszkodzenia płuc3233
- Defekty w szlakach aktywacji receptora limfocytów B oraz receptorów Toll-podobnych (TLR7 i TLR9)3435
- Zwiększona spontaniczna apoptoza limfocytów B, upośledzenie naprawy DNA i obecność mutacji somatycznych wpływających na regulację limfocytów B36
Liczba limfocytów B jest prawidłowa u większości pacjentów z CVID, co sugeruje, że zaburzona produkcja przeciwciał wynika głównie z defektu w procesie różnicowania limfocytów B w komórki pamięci i plazmocyty.3738 Określenie liczby limfocytów B pamięci po przełączeniu izotypowym ma istotne znaczenie diagnostyczne, ponieważ dostarcza informacji o niedojrzałości limfocytów B, koreluje z liczbą komórek plazmatycznych w szpiku kostnym i dostarcza informacji o możliwych wynikach klinicznych.39
Nieprawidłowości limfocytów T i innych komórek immunologicznych
Chociaż pierwotny defekt w CVID dotyczy limfocytów B, nieprawidłowości w funkcjonowaniu limfocytów T również odgrywają istotną rolę w patogenezie choroby:4041
- Zmniejszona proliferacja limfocytów T w odpowiedzi na mitogeny i antygeny42
- Zmniejszona liczba regulatorowych limfocytów T4344
- Fragmenty wycięcia receptora limfocytów T (TREC) sugerujące dysregulację grasicy45
- Uszkodzenie przekazywania sygnału przez receptor limfocytów T4647
- Zaburzenia w ekspresji receptorów dla IL-2, IL-4, IL-5 i interferonu gamma48
- Zwiększona apoptoza limfocytów T CD4+49
- U 25-30% pacjentów z CVID obserwuje się zwiększoną liczbę limfocytów T CD8+ i obniżony stosunek CD4/CD850
Komórki dendrytyczne (DC) pacjentów z CVID wykazują zaburzenia dojrzewania, co prowadzi do zmniejszonej produkcji interleukiny-12 i upośledzenia regulacji cząsteczek kostymulujących.5152 Ogranicza to zdolność komórek dendrytycznych do kontaktu i skutecznej interakcji z limfocytami T.53
Obserwuje się również spadek liczby komórek plazmatycznych w przewodzie pokarmowym i szpiku kostnym.54 Zaburzenia te mogą przyczyniać się do zwiększonej podatności na infekcje oraz rozwoju autoimmunizacji u pacjentów z CVID.
Interakcje między limfocytami T i B
Ważnym elementem patogenezy CVID są zaburzenia interakcji między limfocytami T i B. U 40% pacjentów z CVID ligand CD40 jest słabo wyrażany na aktywowanych limfocytach T.55 Ligand CD40 jest jednym z najsilniejszych stymulatorów wydzielania immunoglobulin przez limfocyty B.56 U tych pacjentów występuje również zmniejszona produkcja IL-2 po stymulacji receptora limfocytów T.57
Inne czynniki i kofaktory stymulujące wydzielanie immunoglobulin z limfocytów B, które mogą być zaburzone u pacjentów z CVID, obejmują mitogeny limfocytów B, rozpuszczalne czynniki limfocytów T, specyficzne czynniki różnicowania limfocytów B, wirusa Epsteina-Barr, interleukinę 2 (IL-2), interleukinę 4 (IL-4) i interleukinę 10 (IL-10).5859
Holm i wsp. (2003) wykazali, że limfocyty T pacjentów z CVID aktywowane przez anty-CD3 i anty-CD28 wydzielały mniej IL-10 niż u zdrowych osób, niezależnie od proporcji subpopulacji limfocytów T, co może stanowić powiązanie między deficytem limfocytów T a upośledzoną funkcją limfocytów B w CVID.60
Rola receptorów Toll-podobnych
Badania wykazały, że pacjenci z CVID mają znaczące defekty w funkcjonowaniu receptorów Toll-podobnych (TLR), zwłaszcza TLR7 i TLR9.6162 Oligonukleotydy CpG nie aktywują limfocytów B u pacjentów z CVID, nawet przy kostymulacji receptora limfocytów B, i nie stymulują ekspresji powierzchniowej lub wewnątrzcytoplazmatycznej TLR9 ani produkcji IL-6 lub IL-10.63
Plazmacytoidalne komórki dendrytyczne pacjentów z CVID, mimo normalnej ilości wewnątrzcytoplazmatycznego TLR9, produkują jedynie niewielkie ilości interferonu alfa.64 Nie wykryto mutacji ani polimorfizmów TLR9, co sugeruje, że defekty te są wtórne do innych zaburzeń immunologicznych.65
Niedawno opisany związek między TACI a szlakiem sygnałowym TLR9 wzmacnia przypuszczenie, że zaburzenia systemu TLR u pacjentów z CVID mają istotne znaczenie patofizjologiczne, mimo że jak dotąd nie ustalono mutacji genetycznych w szlaku TLR.66
Rola mikrobiomu jelitowego
Coraz więcej dowodów wskazuje na powiązanie między mikrobiomem jelitowym a patogenezą CVID.67 U pacjentów z CVID zarówno ekosystem jelitowy, jak i mikrobiota jelitowa są głęboko zaburzone.68 Dysbioza mikrobiologiczna może pogorszyć uszkodzenie bariery jelitowej i prowadzić do translokacji bakterii lub ich fragmentów i metabolitów, promując ogólnoustrojowy stan zapalny i uszkodzenie wątroby.69
Niedawne badania wykazały, że pacjenci z CVID z enteropatią mają bardziej wyraźną odpowiedź transkrypcyjną na wirusy jelitowe.70 Przywrócenie mikrobiomu jelitowego do stanu eubiotycznego może odgrywać kluczową rolę w zarządzaniu objawami żołądkowo-jelitowymi w CVID.71
Mechanizmy autoimmunizacji
Autoimmunizacja jest drugą najczęstszą manifestacją zarówno w CVID, jak i w selektywnym niedoborze IgA, z częstością występowania 30% w CVID.72 Mechanizm patogenetyczny autoimmunizacji w CVID jest paradoksalny.73 Sugeruje się, że podstawową przyczyną autoimmunizacji jest niezdolność tych pacjentów do eliminacji antygenów mikrobiologicznych, co prowadzi do alternatywnych szlaków immunologicznych i nadmiernej, przewlekłej odpowiedzi zapalnej, uszkadzającej nie tylko zakażone komórki, ale także otaczające tkanki.74
Zwiększone ryzyko manifestacji autoimmunologicznych u pacjentów z CVID ma kilka możliwych wyjaśnień, w tym:
- Defekty limfocytów B i T75
- Niski odsetek limfocytów B/T pamięci po przełączeniu izotypowym76
- Zmniejszenie liczby limfocytów T regulatorowych77
- Oś mikrobiota-układ odpornościowy78
- Mimikra molekularna7980
Cytopenie autoimmunologiczne stanowią większość manifestacji autoimmunologicznych CVID i w 60% przypadków cytopenia poprzedza hipogammaglobulinemię w diagnozie CVID.81 Autoimmunologiczna plamica małopłytkowa jest chorobą autoimmunologiczną najczęściej związaną z CVID.82
Mechanizmy zwiększonego ryzyka nowotworów
Pacjenci z CVID mają zwiększone ryzyko rozwoju nowotworów, szczególnie chłoniaków i nowotworów żołądka.8384 Dokładne mechanizmy patologiczne rozwoju nowotworów w CVID nie są w pełni określone, jednak zaproponowano kilka mechanizmów:
- Wrodzona niestabilność genetyczna i predyspozycja genetyczna8586
- Trwała aktywacja i proliferacja komórek limfoidalnych w przebiegu infekcji87
- Upośledzone usuwanie onkogennych wirusów i infekcji bakteryjnych8889
- Przewlekła stymulacja antygenowa, przewlekła odpowiedź zapalna oraz przeżycie i proliferacja komórek przednowotworowych i nowotworowych90
- Zaburzenia naprawy DNA – defektywna naprawa mutacji indukowanych przez AID, zwiększona wrażliwość na promieniowanie chromosomowe oraz związane z tym zaburzenia limfoproliferacyjne u pacjentów z CVID, sugerują, że zmieniona naprawa uszkodzeń DNA może być przyczyną nowotworów w CVID91
Istnieją liczne powiązania między szerokim spektrum chorób autoimmunologicznych, przewlekłych chorób zapalnych a rozwojem nowotworów.92 Infekcje pewnymi typami wirusów i bakterii zostały uznane za czynniki ryzyka dla kilku typów nowotworów na różne sposoby – niektóre wirusy bezpośrednio wpływają na geny wewnątrz komórek i powodują ich niekontrolowany wzrost, inne organizmy zakaźne mogą powodować długotrwały stan zapalny, który prowadzi do zmian w zakażonych komórkach i w pobliskich komórkach odpornościowych, i ostatecznie prowadzić do raka.93
Współczesne rozumienie złożoności CVID
CVID jest złożonym zespołem, który prawdopodobnie obejmuje wiele różnych chorób o odmiennych mechanizmach patogenetycznych, prowadzących do hipogammaglobulinemii IgG i co najmniej jednej innej klasy przeciwciał.9495 Obecne zrozumienie patofizjologii CVID pozostaje nadal niepełne, pomimo postępów w biologii molekularnej, immunofenotypowaniu i genetyce.96
Ostatnie odkrycia sugerują, że epigenetyczne czynniki (w tym metylacja DNA, modyfikacja chromatyny i histonów, a także niekodujące RNA) mogą odgrywać potencjalną rolę w patogenezie CVID.97 Eksperci uważają, że zmiany epigenetyczne (zmiany w sposobie interpretacji DNA przez organizm, spowodowane czynnikami środowiskowymi lub stylem życia) mogą przyczyniać się do rozwoju CVID, jednak potrzebne są dalsze badania, aby lepiej zrozumieć tę teorię.98
W ostatnich latach opracowano nowe narzędzia prognostyczne, takie jak VISUAL (Variable Immunodeficiency Score by Upfront Analytical Link), które łączy kilka biomarkerów immunologicznych przy diagnozie CVID i może przewidywać ciężkość manifestacji klinicznych lub wyników u pacjentów z CVID.99100 VISUAL wykazał wyższą czułość i dokładność w przewidywaniu ciężkości niż marker zastępczy rutynowo stosowany w praktyce klinicznej, czyli sam fenotyp smB (limfocytów B pamięci z przełączaniem klas).101
Opóźniona diagnoza CVID pozostaje poważnym problemem i może warunkować rozwój powikłań wynikających zarówno z ewolucji choroby, jak i nawracających infekcji.102103 Badania sugerują, że ukierunkowane badania przesiewowe w kierunku niedoboru przeciwciał u pacjentów z określonymi schorzeniami związanymi z CVID mogą prowadzić do wcześniejszej diagnozy CVID i leczenia, a tym samym potencjalnie zmniejszonej zachorowalności i śmiertelności.104105
Zaburzenia funkcji limfocytów B i T oraz odporności wrodzonej, prowadzące do hipogammaglobulinemii i przewlekłych infekcji, są centralnym elementem patogenezy CVID. Złożoność tej choroby podkreśla potrzebę dalszych badań nad jej molekularnymi i komórkowymi podstawami, co może przyczynić się do opracowania nowych celów terapeutycznych i poprawy leczenia pacjentów z CVID.
Kolejne rozdziały
Zapraszamy do dalszego czytania naszego leksykonu.
Wybierz kolejny rozdział z menu poniżej, aby otworzyć nową podstronę kompedium wiedzy i uzyskać szczegółowe informację o leku, substancji lub chorobie.