血球貪食性リンパ組織球症を伴うホモ接合型インターフェロンα/β受容体α鎖（IFNAR1）欠損症の新規症例
Apr 17, 2023
(140 ～ 3 ページのモーエンセンによる編集解説を参照してください。)
我々は、弱毒化生ウイルスワクチン接種によって引き起こされたと思われる致死的な全身性過炎症を患った小児におけるインターフェロンα/β受容体α鎖（IFNAR1）の完全欠損の症例を提示する。 このような病的過剰炎症は、血球貪食性リンパ組織球症の基準を満たすが、I型インターフェロン免疫の先天異常を伴う新たな表現型である。
血球貪食性リンパ組織球症 (HIVEL/T-LGL) は、免疫と密接に関係する稀な免疫系疾患です。 HIVEL/T-LGL の発生は免疫系の障害に関連しており、主に T 細胞の異常な増殖と活性化によって引き起こされます。 この異常な増殖と活性化により、T 細胞が体内の正常な細胞を攻撃し、それによって免疫系の機能が損なわれることは、私たちにとって免疫の重要性を示しています。 日常生活でも免疫力の向上に気を配りたいものです。 カンクサは免疫力を高める効果があります。 肉中の多糖類は人間の免疫系の免疫反応を調節し、免疫細胞のストレス能力を改善し、免疫細胞の殺菌効果を高めることができます。
キーワード。
IFNAR1; I型インターフェロン。 HLH; 先天的な免疫異常。
I 型インターフェロン (IFN- および 13 の IFN- サブタイプを含む) は、低親和性および高親和性のサブユニット、IFNAR1 および IFNAR2 で構成される単一の遍在的に発現される受容体を介してシグナルを伝達します。 イフナール欠損マウスに関する広範な研究に基づくと、I 型 IFN は哺乳類の抗ウイルス免疫に重要であるようですが、ヒトにおけるその正確な役割はこれまで不明でした [1]。
生弱毒化麻疹おたふく風邪および風疹（MMR）ワクチン接種に続発する致命的なウイルス疾患を患う小児におけるヒトIFNAR2の完全欠損の我々の発見は、必須の抗ウイルス機能を示唆した[2]。 それにもかかわらず、MMR曝露前に発端者が明らかなウイルス感受性を示さなかったことは驚くべきことである。 弱毒生ウイルスの全身ワクチン接種による攻撃によって引き起こされるこの疾患の表現型は、IFNAR1 欠損症患者 2 名に見られ、ワクチン接種までは 2 人とも同様に健康でした [3]。
しかし、最近、重症急性呼吸器症候群コロナウイルス 2 (SARS-CoV-2) の 2 人の患者で IFNAR1 変異体が特定されたことは、自然に獲得したウイルスに対する免疫における I 型 IFN のさらなる重要性を浮き彫りにしています [4]。
この研究では、MMR ワクチン接種後に重症化し、血球貪食性リンパ組織球症（HLH）の診断基準を満たす進行性かつ最終的に致死的な過剰炎症を伴う重篤な疾患を発症した生後 1 か月の男児を調査しました。症例概要、図 1A、補足表を参照E1)。 血清 (補足表 E2) および脳脊髄液 (補足表 E3) の分析では、ワクチン株ウイルス複製の証拠は得られず、低レベルのエプスタイン・バーウイルス (EBV) 再活性化以外の代替感染病因も特定されませんでした。 詳細な免疫表現型検査では、単球増加症と T 細胞リンパ球増加症が示され、B 細胞と cDC1 の数が少ないことが示されました (補足図 E1、補足表 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) IFNAR1 では、IFNAR1 タンパク質の 3 番目の細胞外ドメインに中途終止コドンを導入します (p.Gln308Ter、図 1B)。
この亜種は GnomAD データベースには存在せず、in silico ツールによって有害であると予測されました (補足表 E5)。 N末端(図1C)またはC末端IFNAR1抗体(補足図E5)を用いて一次皮膚線維芽細胞溶解物をプローブしてもタンパク質産物は検出されず、完全なIFNAR1欠損を示しています。 患者のエクソームデータ内の先天性免疫異常に関連する遺伝子の包括的なパネルを精査したところ、疾患を引き起こす変異の候補が他に存在しないことが明らかになった。
リガンドが結合すると、IFNAR1-IFNIFNAR2 の三元複合体は細胞内シグナル伝達カスケードを開始します。このカスケードでは、受容体関連キナーゼ JAK1 と TYK2 の相互リン酸化に続いて、転写 STAT1 と STAT2 のシグナル伝達物質と活性化因子のリン酸化が続きます。 IFN-αに対する転写応答の大部分は、リン酸化されたSTAT1およびSTAT2とIRF9から形成されるヘテロ三量体に起因します。
インターフェロン刺激遺伝子因子 3 (ISGF3) として知られるこの複合体は核に移行し、そこでインターフェロン感受性応答エレメント (ISRE) と相互作用して、多数のインターフェロン刺激遺伝子 (ISG) の転写を活性化します。 代わりに、ホスホSTAT1の一部がホモ二量体化してIFN活性化因子（GAF）を形成し、より典型的にはII型IFN（IFN-α）シグナル伝達に関連する、IFN活性化部位（GAS）を有する別個ではあるが重複する遺伝子セットを刺激する。 IFNAR1欠損の予測される影響は、IFN-αに対するシグナル伝達および下流の機能的応答を妨げるが、IFN-βに対する応答は無傷のままにすることである。
図 1. A、家系図。 B、IFNAR1タンパク質ドメインを有する変異体のサンガー配列決定による確認。 C、IFNAR1欠損症（免疫ブロット）。 D、IFN- 2bまたはIFN-によるシグナル伝達（1000 IU/mL、30分、イムノブロット）。 E、IFN- 2bまたはIFN-によるISG誘導（1000 IU/mL、16時間、イムノブロット）。 F、EMCV細胞変性保護アッセイ。 G、線維芽細胞における ZIKV エンベロープ (ENV)、ISG15、RSAD2、および MX1 の発現 (免疫ブロット) (H) ZIKV 細胞変性アッセイ。 (I)免疫ブロットおよび(J)生存率アッセイによる、IFN- 2bまたはIFN-によるZIKVに対する防御(MOI 1.0、1000 IU/mL、24時間)。 IFNAR1による補完は空ベクター(VEC)ではなく、(K) IFN- 2bによるISG誘導(1000 IU/mL、16時間、イムノブロット)と(L) IFN- 2b媒介による防御を回復します。 EMCV。 すべての実験は II:1 およびコントロールの初代線維芽細胞で n = 3 回繰り返されました。 平均±SD。 ****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.
この予測と一致して、JAK1 とその下流ターゲット STAT1 および STAT2 のリン酸化は、IFN 2b に 30 分間曝露された IFNAR1- 欠損患者の線維芽細胞では検出できなかったのに対し、JAK1 と STAT1 のリン酸化は検出されませんでした。 IFN に曝露しても、α-β は保存されました (図 1D)。 ホスホフローサイトメトリーによる患者のリンパ球および単球におけるSTAT1リン酸化の分析でも、同じパターンが観察されました（補足図E6）。 したがって、イムノブロッティングにより、IFN-に対する完全な応答にもかかわらず、IFN- 2bに一晩曝露されたIFNAR1-欠損患者の線維芽細胞ではISGタンパク質産物が誘導されないことが明らかになった（図1E）。
機能的影響に対処するために、我々は細胞にピコルナウイルス脳心筋炎ウイルス（EMCV）を感染させました。 この実験では、対照細胞における細胞変性効果（CPE）を防ぐために事前に決定された用量で、感染前に線維芽細胞を IFN{0}b または IFN-- で一晩前処理し、感染後 24 時間で検査しました。 IFNAR1-欠損細胞は、IFN- 2b曝露にも関わらずCPEに対して感受性があったが、IFN-治療により回復し、IFN- -媒介抗ウイルス免疫の特異的な欠陥が確認された（図1F）。
これらの発見を拡張および確認するために、さまざまな感染多重度でフラビウイルス ジカ ウイルス (ZIKV) を細胞に感染させ、感染後 48 時間でウイルスエンベロープタンパク質と ISG の発現をイムノブロットで調べました (図 1G)。 患者の細胞では、ISG15、RSAD2、およびMX1の発現誘導の失敗を伴う、過剰なウイルスタンパク質の発現（補足図E7）が見られました。これは、IFNAR媒介抗ウイルス耐性の欠陥を反映しており、ウイルスの細胞毒性に対する感受性と相関しています（図1H） ）。 外因性 IFN-β による患者細胞の処理は、ZIKV 感染 (図 1I) および CPE (図 1J) を予防しましたが、IFN{9}} b は予防しませんでした。
IFNAR1の欠失が原因であることを決定的に証明するために、我々は、レンチウイルス形質導入によって送達された全長ヒトIFNAR1を患者の線維芽細胞に補った。 患者の線維芽細胞におけるIFNAR1のレンチウイルス形質導入は、空ベクターではなく、ISGの誘導を回復させ(図1K)、IFN- 2bに応答した抗ウイルス状態の形成を回復させた(図1L)。これにより、遺伝子型と表現型の関連が確認された。
我々は完全な IFNAR1 欠損症の新たな症例を報告し、血縁関係のない 2 人の小児におけるホモ接合型 IFNAR1 欠損症に関する最近の報告を補完するものである [3]。 これら 3 例すべておよび IFNAR2- 欠損患者 [2] と同様に、ウイルス感受性は弱毒化生ウイルスワクチンの接種後にのみ明らかになりました。 一見すると、これは、粘膜表面で自然に遭遇するウイルスに対するSTAT2-またはIRF9-欠損患者のより広範な感受性[5-7]とは対照的であり、これはタイプ間の機能的重複の観点から説明できる可能性がある粘膜における I 型および III 型 IFN [1]。
しかし、最近、2019年重症コロナウイルス感染症（COVID-19）患者の間でさらに2例のIFNAR1欠損症が発見されたことは、少なくともSARS-CoV-2に関しては、I型IFNが決定的な役割を果たす可能性があることを示唆している自然の病原体に対する宿主の反応における影響 [4]。 この結論は、重症の新型コロナウイルス感染症-19症例の10パーセントでI型IFNに対する中和抗体が検出されたがIII型IFNに対する中和抗体は検出されなかったこと[4]、および独立したコホートにおけるIFNAR2とのゲノム規模の関連シグナルによってさらに裏付けられている。 [8]。
私たちの症例は、IFNAR1欠損の表現型の範囲を拡大し、IFNAR2欠損で以前に指摘され、STAT2またはIRF9欠損などのIFN免疫の他の欠損でもますます認識されているHLH様の過剰炎症を含むようにしています[7、9]。 これに関連して過剰炎症の病態メカニズム、特に調節不全の炎症性シグナル伝達および/またはウイルス複製との関係を定義することは、今後の研究にとって重要な分野である。 ワクチン接種との一時的な関連にもかかわらず、私たちの症例は、検出可能なワクチン株の蔓延が存在しないことで注目に値しました。 同様の状況が、過剰炎症を伴う一部の STAT1- および STAT2- 欠損患者でも観察されています [12、11]。
低レベルのEBV再活性化の寄与を除外することはできませんでしたが、無菌自己炎症はIFNシグナル伝達の欠陥における明確な臨床表現型として現れています[7]。 これは、IFN 制御の喪失に関わるより複雑なメカニズムを示唆しています [1]。 制御されていない IFN シグナル伝達自体が HLH 様の無菌性炎症と関連しているため、これは一見逆説的です [12]。 しかし、IFN-は、インターロイキン (IL)-1 [13] や IL-17 [14] などのさまざまなサイトカイン経路も負に制御します。 IFN-αの免疫調節特性は、多発性硬化症などの免疫介在性疾患の治療に利用されています。 私たちの場合、コルチコステロイドとIL-1遮断に対する部分的な臨床反応は、IFNシグナル伝達の喪失が免疫ネットワーク活性の障害に寄与しているという仮説をある程度支持します。 ウイルス疾患の状況では、免疫病理を防ぐためには正しく調整された IFN 応答が必要であると思われます。 これは免疫恒常性の「ゴルディロックス」原理であり、不十分な活性と過剰な活性の両方が病気の原因となります。
コルチコステロイドの臨床効果によって実証されているように、過剰炎症は重篤な新型コロナウイルスの病因の中心です-19。 IFNAR1 欠損症という我々の新規症例は、単にウイルス複製の直接制御 [2, 3] だけでなく、おそらく他のサイトカインに対する免疫調節作用を介して、過剰炎症の予防における IFN-α の潜在的な役割を明らかにしました。 IFN-機能の両方の側面の喪失は、IFNAR1欠損を持つ患者の重篤な新型コロナウイルスに対する感受性の一因となる可能性がある-19 [4, 9]。 IFNシグナル伝達の欠陥と病原性炎症の間の細胞的および分子的関連を理解することは、重篤なウイルス性疾患の治療を導く上で重要となるでしょう。
補足データ
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フロリアン・ゴーテ、1,2、キャサリン・F・ハットン、1、リン・チュオン、1 ゾフィア・クリモバ、3 ベロニカ・カンデロワ、4 マルチナ・フェットコワ、4 アンジェラ・グレインジャー、1 ベネチア・ビグリー、1、5 ジョアンナ・パーセン、6 ディパヤン・ミトラ、6アレス・ジャンダ、7 エヴァ・フロンコバ、4 ドゥサナ・モラフチコワ、3 ソフィー・ハンブルトン 1、8、およびクリストファー・J・A・ダンカン 1、9。
1 免疫と炎症のテーマ、ニューカッスル大学トランスレーショナルおよび臨床研究所、ニューカッスル・アポン・タイン、英国、2 ルートヴィヒ・マクシミリアン大学ミュンヘン大学病院小児科、フォン・ハウナー博士小児病院、ドイツ、ミュンヘン、3 バンスカー・ビストリツァ小児大学病院、バンスカー・ビストリツァ、スロバキア、 4 カレル大学第 2 医学部およびモトル大学病院、小児血液腫瘍科、プラハ、チェコ共和国、 5 北部骨髄移植センター、フリーマン病院、ニューカッスル・アポン・タイン病院 NHS 財団トラスト、ニューカッスル・アポン・タイン、英国、6 神経放射線科、ニューカッスル・アポン・タイン 病院 NHS 財団トラスト、ニューカッスル・アポン・タイン、英国、7 小児科および青年医学科、ウルム大学医療センター、ドイツ、8 小児免疫学サービス、グレートノース小児病院、ニューカッスル・アポン・タイン病院NHS財団トラスト、英国ニューカッスル・アポン・タイン、および9感染症および熱帯医学、ロイヤル・ビクトリア診療所、ニューカッスル・アポン・タイン病院NHS財団トラスト、英国ニューカッスル・アポン・タイン。
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