Um novo caso de deficiência homozigótica da cadeia alfa do receptor alfa/beta do interferon (IFNAR1) com linfo-histiocitose hemofagocítica
Apr 17, 2023
(Veja o Comentário Editorial de Mogensen nas páginas 140–3.)
Apresentamos um caso de deficiência completa da cadeia alfa do interferon-alfa/receptor beta (IFNAR1) em uma criança com hiperinflamação sistêmica fatal, aparentemente provocada por vacinação viral viva atenuada. Essa hiperinflamação patológica, preenchendo os critérios para linfo-histiocitose hemofagocítica, é um fenótipo emergente que acompanha os erros inatos da imunidade do interferon tipo I.
A linfo-histiocitose hemofagocítica (HIVEL/T-LGL) é uma doença rara do sistema imunológico que está intimamente relacionada à imunidade. A ocorrência de HIVEL/T-LGL está relacionada ao distúrbio do sistema imunológico, causado principalmente pela proliferação e ativação anormal de células T. Essa proliferação e ativação anormais farão com que as células T ataquem as células normais do corpo, prejudicando assim a função do sistema imunológico, mostrando assim a importância da imunidade para nós. Em nossa vida diária, também devemos estar atentos para melhorar a imunidade. Cistanche pode aumentar a imunidade. Os polissacarídeos na carne podem regular a resposta imune do sistema imunológico humano, melhorar a capacidade de estresse das células imunes e aumentar a esterilização do efeito das células imunes.
Clique cistanche tubulosa comprar
Palavras-chave.
IFNAR1; interferão tipo I; HLH; erro inato da imunidade.
Os interferons tipo I (incluindo os subtipos IFN e 13 IFN) sinalizam por meio de um único receptor expresso de forma ubíqua composto por subunidades de baixa e alta afinidade, IFNAR1 e IFNAR2. Os IFNs do tipo I parecem críticos para a imunidade antiviral de mamíferos, com base em estudos extensivos de camundongos com deficiência de Ifnar1-, mas seu papel preciso em humanos era até então incerto [1].
Nossa descoberta da deficiência completa de IFNAR2 humano em uma criança com doença viral fatal secundária à vacinação atenuada contra o sarampo, caxumba e rubéola (MMR) implicou uma função antiviral essencial [2]. No entanto, foi surpreendente que o probando não exibisse suscetibilidade viral evidente antes da exposição ao MMR. Este fenótipo da doença provocado pelo desafio com vacinação viral viva atenuada sistêmica foi observado em 2 pacientes com deficiência de IFNAR1, ambos igualmente saudáveis até a vacinação [3].
No entanto, a recente identificação de variantes do IFNAR1 em 2 pacientes com síndrome respiratória aguda grave coronavírus 2 (SARS-CoV-2) destaca a importância adicional dos IFNs tipo I na imunidade a vírus adquiridos naturalmente [4].
Neste estudo, investigamos um menino previamente saudável de 15-meses de idade que desenvolveu doença grave após a vacinação com MMR, incluindo hiperinflamação progressiva e, em última instância, fatal, atendendo aos critérios diagnósticos para linfo-histiocitose hemofagocítica (HLH; ver resumo do caso, Figura 1A, tabela suplementar E1). A análise do soro (tabela suplementar E2) e líquido cefalorraquidiano (tabela suplementar E3) não forneceu evidências de replicação viral da cepa da vacina, nem foi identificada uma etiologia infecciosa alternativa, além da reativação do vírus Epstein-Barr (EBV) de baixo nível. A fenotipagem imune detalhada mostrou monocitose e linfocitose de células T, com baixo número de células B e cDC1 (Figura complementar E1, Tabela complementar E4).
Despite aggressive antiviral, immunomodulatory therapy, and intravenous immunoglobulins (IVIG), he developed encephalopathy with abnormal neuroimaging and succumbed suddenly approximately 6 months after presentation (Supplementary Figure E2–E4). Rapid diagnostic whole exome sequencing revealed a novel homozygous nonsense variant (c.922C>T) no IFNAR1, introduzindo um stop códon prematuro no terceiro domínio extracelular da proteína IFNAR1 (p.Gln308Ter, Figura 1B).
Esta variante estava ausente do banco de dados GnomAD e previa ser deletéria por ferramentas in silico (Tabela Suplementar E5). Nenhum produto proteico foi detectado ao sondar lisados de fibroblastos dérmicos primários com anticorpo IFNAR1 N-terminal (Figura 1C) ou C-terminal (Figura Complementar E5), indicativo de deficiência completa de IFNAR1. O exame minucioso de um painel abrangente de genes ligados a erros inatos de imunidade nos dados do exoma do paciente não revelou variantes causadoras de doenças candidatas adicionais.
Após a ligação do ligante, o complexo ternário de IFNAR1-IFNIFNAR2 inicia uma cascata de sinalização intracelular na qual a transfosforilação recíproca das quinases associadas ao receptor JAK1 e TYK2 é seguida pela fosforilação dos transdutores de sinal e ativadores da transcrição STAT1 e STAT2. A maior parte da resposta transcricional ao IFN- é atribuível ao heterotrímero formado por STAT1 e STAT2 fosforilados juntamente com IRF9.
Este complexo, conhecido como fator 3 do gene estimulado por interferon (ISGF3), transloca-se para o núcleo onde interage com elementos de resposta sensíveis ao interferon (ISREs) para ativar a transcrição de um grande número de genes estimulados por interferon (ISGs). Em vez disso, uma fração do fosfoSTAT1 homodimeriza para formar o fator de ativação de IFN (GAF), agonizando um conjunto distinto, mas sobreposto, de genes com locais de ativação de IFN (GAS), mais tipicamente associados à sinalização de IFN tipo II (IFN-). O efeito previsto da deficiência de IFNAR1 é impedir a sinalização e as respostas funcionais a jusante ao IFN-, mas deixar as respostas intactas ao IFN-.
Figura 1. A, Árvore genealógica. B, confirmação de sequenciamento de Sanger de variante com domínios de proteína IFNAR1. C, deficiência de IFNAR1 (imunoblot). D, Sinalização por IFN- 2b ou IFN- (1000 UI/mL, 30 m, immunoblot). E, indução de ISG por IFN- 2b ou IFN- (1000 UI/mL, 16 h, imunoblot). F, Ensaio de proteção citopática EMCV. G, envelope do ZIKV (ENV), expressão de ISG15, RSAD2 e MX1 (imunoblot) em fibroblastos (H) Ensaio citopático do ZIKV. Proteção contra ZIKV por IFN- 2b ou IFN- (MOI 1.0, 1000 UI/mL, 24 h) por (I) immunoblot e (J) ensaio de viabilidade. A complementação com IFNAR1, mas não com vetor vazio (VEC), restaura a indução de ISG (K) por IFN- 2b (1000 UI/mL, 16 h, imunotransferência) e (L) proteção mediada por IFN- 2b contra EMCV. Todos os experimentos repetidos n = 3 vezes em II:1 e controlam fibroblastos primários. Média ± DP. ****P< .001, 2-way ANOVA with Tukey's post-test. *nonspecific band. Abbreviations: ANOVA, analysis of variance; EMCV, encephalomyocarditis virus; IFN, interferon; IFNAR1, interferon alpha/beta receptor alpha chain; ISG, interferon-stimulated gene; MOI, the multiplicity of infection; ZIKV, Zika virus.
Consistente com esta previsão, a fosforilação de JAK1 e seus alvos a jusante STAT1 e STAT2 foi indetectável em fibroblastos de pacientes com deficiência de IFNAR1-expostos a IFN 2b por 30 minutos, conforme revelado por imunotransferência de lisados de células inteiras, enquanto a fosforilação de JAK1 e STAT1 após exposição ao IFN- foi preservado (Figura 1D). O mesmo padrão foi observado pela análise da fosforilação de STAT1 em linfócitos e monócitos de pacientes por citometria de fluxo de fosfo (Figura complementar E6). Consequentemente, o immunoblotting revelou uma falha na indução de produtos de proteína ISG em fibroblastos de pacientes deficientes em IFNAR1- expostos durante a noite a IFN- 2b, apesar das respostas intactas a IFN- (Figura 1E).
Para abordar o impacto funcional, desafiamos as células com o vírus da encefalomiocardite por picornavírus (EMCV). Neste experimento, os fibroblastos foram pré-tratados com IFN- 2b ou IFN- durante a noite antes da infecção, em uma dose que foi previamente determinada para prevenir o efeito citopático (CPE) nas células de controle e, em seguida, examinados 24 horas após a infecção. Células deficientes em IFNA1-eram suscetíveis a CPE apesar da exposição a IFN- 2b, mas foram resgatadas pelo tratamento com IFN, confirmando um defeito específico da imunidade antiviral mediada por IFN- -(Figura 1F).
Para ampliar e confirmar esses achados, infectamos células com o flavivírus Zika vírus (ZIKV) em diferentes multiplicidades de infecção, examinando a expressão da proteína do envelope viral e ISGs por imunoblot 48 horas após a infecção (Figura 1G). Nas células dos pacientes, vimos expressão excessiva de proteína viral (Figura complementar E7), acompanhada pela falha em induzir a expressão de ISG15, RSAD2 e MX1, refletindo um defeito da resistência antiviral mediada por IFNAR e correlacionada com a suscetibilidade à citotoxicidade viral (Figura 1H ). O tratamento das células do paciente com IFN- exógeno, mas não com IFN- 2b, preveniu a infecção por ZIKV (Figura 1I) e CPE (Figura 1J).
Para provar definitivamente que a perda de IFNAR1 foi responsável, complementamos células de fibroblastos de pacientes com IFNAR1 humano de comprimento total entregue por transdução lentiviral. A transdução lentiviral de IFNAR1 em fibroblastos de pacientes, mas não em vetor vazio, restaurou a indução de ISGs (Figura 1K) e a formação de um estado antiviral em resposta ao IFN- 2b (Figura 1L), confirmando assim a associação genótipo-fenótipo.
Relatamos um novo caso de deficiência completa de IFNAR1, complementando um relato recente de deficiência homozigótica de IFNAR1 em 2 crianças não aparentadas [3]. Em todos os 3 desses casos e semelhante aos pacientes com deficiência de IFNAR2-[2], a suscetibilidade viral tornou-se aparente apenas após a inoculação com vacinas virais vivas atenuadas. À primeira vista, isso contrasta com a suscetibilidade mais ampla de pacientes com deficiência de STAT2- ou IRF9-[5–7] a vírus encontrados naturalmente em superfícies mucosas, o que pode ser explicado em termos de redundância funcional entre o tipo IFNs tipo III e IFN na mucosa [1].
No entanto, a recente descoberta de mais 2 casos de deficiência de IFNAR1 entre pessoas com doença grave de coronavírus 2019 (COVID-19) implica que, pelo menos para SARS-CoV-2, os IFNs tipo I podem desempenhar um papel decisivo na resposta do hospedeiro a patógenos naturais [4]. Esta conclusão é ainda apoiada pela detecção de anticorpos neutralizantes contra IFNs do tipo I, mas não do tipo III, em 10% dos casos graves de COVID-19 [4], bem como um sinal de associação em todo o genoma com IFNAR2 em uma coorte independente [8].
Nosso caso expande o espectro fenotípico da deficiência de IFNAR1 para incluir hiperinflamação do tipo HLH, previamente observada na deficiência de IFNAR2 e cada vez mais reconhecida em outros defeitos de imunidade a IFN, como defeitos de STAT2 ou IRF9 [7, 9]. Definir o patomecanismo da hiperinflamação neste contexto, particularmente sua relação com a sinalização inflamatória desregulada e/ou replicação viral é uma área importante para trabalhos futuros. Apesar da associação temporal com a vacinação, nosso caso foi notável pela ausência de disseminação detectável da cepa vacinal. Um quadro semelhante foi observado em alguns pacientes com deficiência de STAT1- e STAT2-com hiperinflamação [12, 11].
Embora não pudéssemos excluir uma contribuição de baixo nível de reativação de EBV, a autoinflamação estéril emergiu como um fenótipo clínico distinto em defeitos de sinalização de IFN [7]. Isso sugere um mecanismo mais complexo envolvendo a perda da regulação do IFN [1]. Em face disso, isso é paradoxal porque a sinalização descontrolada do IFN está associada à inflamação estéril do tipo HLH [12]. No entanto, o IFN- também regula negativamente várias vias de citocinas, incluindo interleucina (IL)-1 [13] e IL-17 [14]. As propriedades imunomoduladoras do IFN- são exploradas na terapia para doenças mediadas pelo sistema imunológico, como a esclerose múltipla. A resposta clínica parcial aos corticosteroides e ao bloqueio de IL-1 em nosso caso dá algum suporte à hipótese de que a perda da sinalização do IFN contribui para a atividade desordenada da rede imune. No contexto da doença viral, parece que uma resposta de IFN corretamente calibrada é necessária para prevenir a imunopatologia. Este é o princípio "Goldilocks" da homeostase imunológica, em que tanto a atividade inadequada quanto a excessiva contribuem para a doença.
A hiperinflamação é fundamental para a patogênese da COVID grave-19, conforme demonstrado pela eficácia clínica dos corticosteroides. Nosso novo caso de deficiência de IFNAR1 revela um papel potencial do IFN- na prevenção da hiperinflamação, não apenas por meio do controle direto da replicação viral [2, 3], mas possivelmente também por meio de sua ação imunorreguladora em relação a outras citocinas. A perda de ambos os aspectos da função do IFN pode contribuir para a suscetibilidade de pacientes com defeitos do IFNAR1 a COVID grave-19 [4, 9]. Compreender as ligações celulares e moleculares entre a sinalização defeituosa do IFN e a inflamação patogênica será fundamental para orientar a terapia para doenças virais graves.,
Dados suplementares
Materiais suplementares estão disponíveis em Clinical Infectious Diseases online. Constituídos por dados fornecidos pelos autores para benefício do leitor, os materiais postados não são copiados e são de responsabilidade exclusiva dos autores, portanto dúvidas ou comentários devem ser endereçados ao autor correspondente.
Observação
Potenciais conflitos de interesse. F. G. recebeu financiamento da Deutsche Forschungsgemeinschaft (GO2955/1-1), bem como da Bubble Foundation. C. FH é financiado por uma bolsa de estudos do Medical Research Council (MRC) (MR/N013840/1). V. K., E. F. e M. F. são financiados pelo Ministério da Saúde da República Tcheca (NV19-05-00332). S. H. e C. JA D. são financiados pelo Wellcome Trust (207556/Z/17/Z e 211153/Z/18/Z, respectivamente).
Todos os outros autores não têm conflitos potenciais. Todos os autores enviaram o Formulário ICMJE para Divulgação de Potenciais Conflitos de Interesse. Os conflitos que os editores consideram relevantes para o conteúdo do manuscrito foram divulgados.
Referências
1. Duncan CJA, Randall RE, Hambleton S. Lesões genéticas da sinalização do interferon tipo I na imunidade antiviral humana. Tendências Genet 2020; 1–13.
2. Duncan CJA, Mohamad SMB, Young DF, et al. Deficiência humana de IFNAR2: lições para imunidade antiviral. Sci Transl Med 2015; 7:307ra154.
3. Hernandez N, Bucciol G, Moens L, et al. Deficiência hereditária de IFNAR1 em pacientes saudáveis com reações adversas a vacinas vivas contra sarampo e febre amarela. J Exp Med 2019; 216:2057–70.
4. Zhang Q, Bastard P, Liu Z. Erros inatos da imunidade IFN tipo I com COVID com risco de vida-19. Ciência 2020; 21:1–9.
5. Hambleton S, Goodbourn S, Young DF, et al. Deficiência de STAT2 e suscetibilidade a doenças virais em humanos. Proc Natl Acad Sci EUA 2013; 110:3053–8.
6. Hernandez N, Melki I, Jing H, et al. Pneumonite influenza com risco de vida em uma criança com deficiência hereditária de IRF9. J Exp Med 2018; 215:2567–85.
7. Bravo García-Morato M, Calvo Apalategi A, Bravo-Gallego LY, et al. Controle prejudicado de múltiplas infecções virais em uma família com deficiência completa de IRF9. J Allergy Clin Immunol 2019; 144:309–312.e10.
8. Pairo-Castineira E, Clohisey S, Klaric L, et al. Mecanismos genéticos de doenças críticas em COVID-19. medRxiv 2020; doi: 10.1101/2020.09.24.20200048. \
9. Alosaimi MF, Maciag MC, Platt CD, Geha RS, Chou J, Bartnikas LM. Uma nova variante em STAT2 apresentando linfo-histiocitose hemofagocítica. J Allergy Clin Immunol 2019; 144:611–613.e3.
10. Burns C, Cheung A, Stark Z, et al. Uma nova apresentação da mutação STAT-1 de perda de função homozigótica em uma criança com hiperinflamação: relato de caso e revisão da literatura. J Allergy Clin Immunol Pract 2016; 4:777–9.
11. Shahni R, Cale CM, Anderson G, et al. Transdutor de sinal e ativador da deficiência de transcrição 2 é um novo distúrbio da fissão mitocondrial. Cérebro 2015; 138:2834–46. 12. Duncan CJA, Thompson BJ, Chen R, et al. Interferonopatia tipo I grave e sinalização irrestrita de interferon devido a uma mutação germinativa homozigótica em STAT2. Sci Immunol 2019; 4. doi: 10.1126/sciimmunol.aav7501.
13. Reboldi A, Dang EV, McDonald JG, Liang G, Russell DW, Cyster JG. Inflamação. 25-Hidroxicolesterol suprime a inflamação causada por interleucina-1-a jusante do interferon tipo I. Ciência 2014; 345:679–84.
14. Liu L, Okada S, Kong XF, et al. As mutações STAT1 humanas com ganho de função prejudicam a imunidade IL-17 e são a base da candidíase mucocutânea crônica. J Exp Med 2011; 208:1635–48.
Florian Gothe,1,2, Catherine F. Hatton,1, Linh Truong,1 Zofia Klimova,3 Veronika Kanderova,4 Martina Fejtkova,4 Angela Grainger,1 Venetia Bigley,1,5 Joanna Perthen,6 Dipayan Mitra,6 Ales Janda,7 Eva Fronkova,4 Dusana Moravcikova,3 Sophie Hambleton1,8 e Christopher J. A. Duncan1,9.
1 Immunity and Inflammation Theme, Translational and Clinical Research Institute, Newcastle University, Newcastle upon Tyne, Reino Unido, 2 Department of Pediatrics, Dr. von Hauner Children's Hospital, University Hospital, Ludwig-Maximilians-Universität Munich, Munich, Germany, 3 Banská Bystrica Children`s University Hospital, Banská Bystrica, Eslováquia, 4 Departamento de Hematologia Pediátrica e Oncologia, 2ª Faculdade de Medicina, Charles University e University Hospital Motol, Praga, República Tcheca, 5 Northern Centre for Bone Marrow Transplant, Freeman Hospital, Newcastle upon Tyne Hospitais NHS Foundation Trust, Newcastle upon Tyne, Reino Unido, 6 Departamento de Neurorradiologia, Newcastle upon Tyne Hospitais NHS Foundation Trust, Newcastle upon Tyne, Reino Unido, 7 Departamento de Pediatria e Medicina do Adolescente, University Medical Center Ulm, Alemanha, 8 Serviço de Imunologia Infantil, Great North Children's Hospital, Newcastle upon Tyne Hospitals NHS Foundation Trust, Newcastle upon Tyne, Reino Unido, e 9 Infecções e Medicina Tropical, Royal Victoria Infirmary, Newcastle upon Tyne Hospitals NHS Foundation Trust, Newcastle upon Tyne, Reino Unido.
For more information:1950477648nn@gmail.com
