【佳學基因檢測】原發(fā)性聯(lián)合免疫缺陷基因解碼、基因檢測

 

一、總述

原發(fā)性免疫缺陷病基因檢測是對英文疾病名稱為primary immunodeficiency disease的疾病進行的各類位點和技術(shù)體系互不相同的基因檢測的總稱。原發(fā)性聯(lián)合免疫缺陷簡稱為PID，系免疫細胞或其組成成分量或質(zhì)的變化，導致機體對多種病原體易感性顯著增高的一組疾病[1]。PID最新分類包含150余種疾病，其中超過120多種疾病的基因突變已經(jīng)被佳學基因解碼。另外，每年都有2．3種新的PID和致病基因被發(fā)現(xiàn)，是目前兒科臨床及免疫學界的熱點領(lǐng)域。具有明顯癥狀的PID總體發(fā)病率約為1/5000活產(chǎn)嬰，因未大多數(shù)人并不 了解基因解碼技術(shù)，超過99％的PID病例并未得到及時診斷和治療。

PID大體上可分為T細胞缺陷、B細胞缺陷、聯(lián)合免疫缺陷、吞噬細胞數(shù)量和／或功能缺陷及補體缺陷。PID臨床表型差異很大。其中原發(fā)性聯(lián)合免疫缺陷((primary combined immuno deficiency，PCID)是最嚴重的臨床表型，患兒多在生后早期起病、感染重，抗感染治療效果差，如果不進行造血干細胞移植(hematopoietic stem cell transplantation，HSTC)絕大多數(shù)在l歲內(nèi)死亡。其中原發(fā)性聯(lián)合免疫缺陷主要包括Omenn綜合征、X連鎖無丙種球蛋白血癥等。

Omenn綜合征是一種特殊類型的原發(fā)性聯(lián)合免疫缺陷，1965年由Omenn首先發(fā)現(xiàn)并報道[2]。其典型的臨床特征包括生后早期嚴重感染、紅皮病、肝脾腫大、淋巴結(jié)腫大、嗜酸性粒細胞和IgE升高。與常見的PCID不同的是Omenn綜合征患兒外周血存在數(shù)量不等的活化的寡克隆T淋巴細胞，并可浸潤皮膚、胃腸道、肝臟和脾臟等器官，導致移植物抗宿主樣反應(yīng)。如果不進行造血干細胞移植，絕大多數(shù)患幾在l歲內(nèi)死亡。Omenn綜合征主要是由重組活化基因RAGI(recombinant active gene1,RAGl)和/或RAG2(recombinant active gene 2，RAG2)基因突變所致[3]。

X連鎖無丙種球蛋白血癥(X 1inked agammagIobulinemia，XLA)是1952年Bruton新穎描述的原發(fā)性免疫缺陷病，也是最常見的體液免疫缺陷病之一，其主要臨床特征包括生后早期反復(fù)的細菌感染，B細胞和各種免疫球蛋白顯著低下。1993年XLA的致病基因定位于X染色體的BTK基因(Xq21．3-q22)。目前，國內(nèi)外已報道超過l 100種不同的BTK基因突變。

 

二、什么樣的人應(yīng)當做原發(fā)性免疫缺陷病基因檢測

原發(fā)性聯(lián)合免疫缺陷早期臨床表現(xiàn)不典型，早期診斷困難，多表現(xiàn)為患兒出生后立即發(fā)生嚴重的機遇性感染，典型表現(xiàn)包括死亡、慢性腹瀉、 持續(xù)性真菌性口炎、嚴重尿布疹或其他皮疹、 肺炎或膿毒血癥。嚴重聯(lián)合免疫缺陷病發(fā)病年齡小、感染重、死亡率高、死亡年齡大多在2歲以內(nèi)。

其中，XLA該病臨床特征包括生后早期發(fā)生反復(fù)的細菌感染，外周血成熟B細胞和各種免疫球蛋白均明顯降低。1993年XLA的致病基因定位于X染色體的BTK基因(Xq21.3-q22)[4,5]。BTK基因包含19個外顯子和5個功能區(qū)，即血小板-白細胞C激酶底物同源區(qū)(Pleckstrin homology，PH)，酪氨酸激酶同源區(qū)(Tec homology，TH)，Src同源區(qū)3(Src homology 3，SH3)， Src同源區(qū)2(Src homology 2，SH2)和酪氨酸激酶區(qū)(The kinase domain，TK)[6]。Omenn綜合征典型的臨床特征包括生后早期嚴重感染、紅皮病、肝脾腫大、淋巴結(jié)腫大、嗜酸性粒細胞和IgE升高。

 

如表1所示。

表1  患者臨床癥狀量化統(tǒng)計

癥狀或表征	頻率
慢性腹瀉	較高
持續(xù)性真菌性口炎	較高
嚴重尿布疹	較高
皮疹	較高
肺炎	較高
膿毒血癥	較高

三、佳學基因原發(fā)性免疫缺陷病基因檢測的大數(shù)據(jù)分析

根據(jù)文獻統(tǒng)計，具有明顯癥狀的PID總體發(fā)病率約為1/5000活產(chǎn)嬰，因而仍是兒科少見的免疫遺傳性疾病。其中，原發(fā)性聯(lián)合免疫缺陷（PCID）發(fā)病率約為1/80000活產(chǎn)嬰兒。目前香港和中國大陸地區(qū)已有一些關(guān)于XLA的報道，明確基因診斷的大約100例[7,8]。對于原發(fā)性聯(lián)合免疫缺陷（PCID），其中XLA的發(fā)生率為1/200 000活產(chǎn)兒，目前中國存活的XLA病例可能達3000例，由此可見，大量的XLA病例也沒有得到及時診斷和治療。

 

四、原發(fā)性免疫缺陷病基因解碼如何指導和規(guī)范基因檢測

原發(fā)性聯(lián)合免疫缺陷（PCID）可由多種基因缺陷所致，其中最為常見的是IL-2RG基因突變所導致的X連鎖無丙種球蛋白血癥（XLA）[9]，RAGl和RAG2是Omenn綜合征主要的致病基因。其它突變基因包括Jak3，RAGl/RAG2和CD45等[10-12]。PCID通常具有T細胞發(fā)育和/或功能缺陷的共同特征，同時根據(jù)外周血中B細胞和NK細胞數(shù)量和功能可將PCID分為不同類型，其中一種外周血T淋巴細胞缺如，而B淋巴細胞和NK細胞數(shù)目基本正常，即T-B+NK+PCID，主要由IL-7Rα基因突變所致[13]。

過去認為“經(jīng)典”的單基因突變引起單一蛋白質(zhì)異常，導致單一臨床表型?，F(xiàn)在認識到單一基因突變所對應(yīng)的免疫學和臨床表型并非固定不變。多種因素，包括基因突變位置、類型、蛋白質(zhì)分子糖基化異常、生后的環(huán)境因素及治療情況等均可導致不同蛋白質(zhì)功能和臨床表型。而且，一種臨床綜合征亦可由功能相關(guān)甚或看似無關(guān)的多個基因突變所致。譬如，從對病原體易感性角度看，同為慢性肉芽腫病(chronic granulomatous disease，CGD)，香港和中國內(nèi)地報道的病例對分支桿菌的易感性明顯增高，其它地區(qū)的病例卻并無此特點。因而，這一領(lǐng)域正變得越來越復(fù)雜，對其臨床表型和遺傳學基礎(chǔ)的研究將是一項長期而艱巨的任務(wù)。如參與VDJ重組過程的Artemis、Cernunnos蛋白基因突變可以導致原發(fā)性免疫缺陷病。

 

五、原發(fā)性免疫缺陷病的基因解碼

在骨髓多能干細胞發(fā)育成為各種功能齊全的免疫細胞的各個階段，均接受數(shù)量巨大的基因群調(diào)控，其中某個或某些基因的突變或缺失可導致這一分化過程受阻，從而影響某些細胞的數(shù)量和/或功能，從而導致疾病的發(fā)生。

 

六、原發(fā)性免疫缺陷病基因檢測的基因診斷和臨床診斷

淋巴細胞先進計數(shù)是最有用的嚴重聯(lián)合免疫缺陷病篩查診斷方法，因為幾乎嚴重聯(lián)合免疫缺陷病患兒生后均會出現(xiàn)淋巴細胞減少或缺如。嚴重聯(lián)合免疫缺陷病的診斷要點為嬰兒早期出現(xiàn)致死性嚴重感染、免疫球蛋白降低、淋巴細胞尤其 T 細胞缺如。

為了早期識別該疾病，Jefftey Model 基金會根據(jù)臨床研究提出了兒童原發(fā)性免疫缺陷病 10 大臨床預(yù)警癥狀［14］： ①1 年內(nèi)中耳感染次數(shù) ＞ 4 次。②1 年內(nèi)嚴重鼻竇感染 ＞ 2 次。③抗生素治療 2 個月療效不佳。④1 年內(nèi)患肺炎 ＞ 2 次。⑤嬰幼兒體重不增或生長發(fā)育極度遲緩。⑥反復(fù)深部皮膚或器官膿腫。⑦持續(xù)鵝口瘡或皮膚真菌感染。⑧需要靜脈應(yīng)用抗生素以清除感染灶。⑨≥2 處的頑固性感染( 包括敗血癥) 。⑩有PID 家族史。如果患兒臨床具備≥2 條提示臨床醫(yī)生應(yīng)警惕 PID 的發(fā)生。

 

七、原發(fā)性免疫缺陷病基因檢測確診后治療及預(yù)后

造血干細胞移植以重建機體免疫功能仍是約半數(shù)以細胞免疫缺陷為主的PID患兒先進治好手段，迄今國外已完成近3000例PID患兒HSCT。多中心臨床資料表明對PCID、WAS等PID移植成功率可高達約90％，挽救了大量PID患兒生命[15]。國內(nèi)近來也進行了HSCT治療WAS、PCID、高IgM綜合征等PID的嘗試。采用同胞兄妹有效配型骨髓或臍帶血干細胞移植成功治療了WAS[16]。能否獲得造血和免疫重建成功取決于多種因素，包括對疾病的正確診斷能力、是否具有配型滿意的相關(guān)供者和高分辨配型的無關(guān)供者、真菌和病毒的預(yù)防和控制措施、移植物抗宿主病防治等。HSCT無疑為一種高風險治療手段，不同PID的HSCT成功率差異較大，因此PID的正確診斷無疑是進行HSCT的重要前提。

 

八、原發(fā)性免疫缺陷病基因檢測疾病篩查

PCID 患兒預(yù)后差， 有些發(fā)達國家已將 PCID 基因檢測列為新生兒出生后常規(guī)篩查項目，早診斷、 早治療是 PCID 治療的關(guān)鍵。PCID 的治好辦法是造血干細胞移植，主要包括骨髓、外周血及臍血干細胞，在嚴重感染發(fā)生之前進行造血干細胞移植成功率較高， 多數(shù)患兒能夠獲得長期穩(wěn)定的免疫重建［16］。

 

原發(fā)性免疫缺陷病基因檢測的科學依據(jù)

[1]Fischer A. Human primary immunodeficiency diseases.[J]. Immunity, 2007, 27(6):835-845.

[2]Omenn G S. FAMILIAL RETICULOENDOTHELIOSIS WITH EOSINOPHILIA.[J]. New England Journal of Medicine, 1965, 273(8):427.

[3]Villa A, Santagata S, Bozzi F, et al. Partial V(D)J recombination activity leads to Omenn syndrome.[J]. Cell, 1998, 93(5):885.

[4]Tsukada S, Saffran DC, Rawlings DJ, et al. Deficient expression of a B cell cytoplasmic tyrosine kinase in human X-linked agammaglobulinemia.[J]. Cell, 1993, 72(2):279-290.

[5]David Vetrie, Igor Vo&rcaronechovský, Paschalis Sideras, et al. The gene involved in X-linked agammaglobulinaemia is a member of the src family of protein-tyrosine kinases[J]. Nature, 1993, 364(6435):226-233.

[6]Alessandro Plebani, Annarosa Soresina, Roberto Rondelli, et al. Clinical, immunological, and molecular analysis in a large cohort of patients with X-linked agammaglobulinemia: an Italian multicenter study.[J]. Clinical Immunology, 2002, 104(3):221-230.

[7]Lee P P, Chen T X, Jiang L P, et al. Clinical characteristics and genotype-phenotype correlation in 62 patients with X-linked agammaglobulinemia.[J]. Journal of Clinical Immunology, 2010, 30(1):121-131.

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[13]Puel A, Leonard WJ. Mutations in the gene for the IL-7 receptor result in T(-)B(+)NK(+) severe combined immunodeficiency disease.[J]. Current Opinion in Immunology, 2000, 12(4):468-473.

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[16]于潔, 管賢敏, 戴碧濤,等. 造血干細胞移植治療Wiskott-Aldrich綜合征一例報告及文獻復(fù)習[J]. 中華兒科雜志, 2009, 47(3):183-188.

[17]Long-term outcome after hematopoietic stem cell transplantation of a single-center cohort of 90 patients with severe combined immunodeficiency.

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