Post on 24-Aug-2019
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CHILDREN'SRESEARCH CENTER (CRC)
Immunologie – ein Update
Jana Pachlopnik Schmid Leitende Ärztin Immunologie Kinderspital Zürich
Alterszentrum Hottingen Zürich, 11.1.2018
Primäre Immundefekte sind selten und vielfältig!
• Prävalenz 1:1000 bis 1:10’000• Diagnostische Latenz: ~ 4-5 Jahre• > 300 verschiedene Krankheiten
Primäre Immundefekte
Viren Bakterien Pilze
Normale Funktion: Ineffizienz oder Dysregulation:
Körpereigene Zellen - infizierte Zellen - maligne Zellen
Infektanfälligkeit
Immundysregulation
Anfälligkeit gegenüber Malignomen
Verteilung der primären Immundefekte
( )
Primäre Immundefekte mit Infektanfälligkeit
1. ≥ 2 schwere Sinusitiden / 1 Jahr 2. ≥ 2 Pneumonien / 1 Jahr 3. ≥ 8 eitrige Mittelohrentzündungen / 1 Jahr 4. ≥ 2 systemische bakterielle Infektionen
www.immundefekte.ch
Infektanfälligkeit = ?
1. ≥ 2 schwere Sinusitiden / 1 Jahr 2. ≥ 2 Pneumonien / 1 Jahr 3. ≥ 8 eitrige Mittelohrentzündungen / 1 Jahr 4. ≥ 2 systemische bakterielle Infektionen 5. Komplikationen durch Lebendimpfungen 6. Unklare chronische Hautrötung beim Säugling 7. Opportunistische Infektion (Pneumozystis) 8. Pilzbefall der Munschleimhaut oder anderer Hautpartien > 1 LJ
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Infektanfälligkeit = ?
1. ≥ 2 schwere Sinusitiden / 1 Jahr 2. ≥ 2 Pneumonien / 1 Jahr 3. ≥ 8 eitrige Mittelohrentzündungen / 1 Jahr 4. ≥ 2 systemische bakterielle Infektionen 5. Komplikationen durch Lebendimpfungen 6. Unklare chronische Hautrötung beim Säugling 7. Opportunistische Infektion (Pneumozystis) 8. Pilzbefall der Munschleimhaut oder anderer Hautpartien > 1 LJ 9. Gedeihstörung 10. Einnahme von Antibiotika ≥ 2 Monate ohne Besserung 11. Wiederholt tiefe Abszesse 12. Primärer Immundefekt bei Familienangehörigen
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Infektanfälligkeit = ?
B Zell Defekte
T Zell Defekte
Phagozyten-Defekte
Primäre Immundefekte
Viren Bakterien Pilze
Normale Funktion: Ineffizienz oder Dysregulation:
Körpereigene Zellen - infizierte Zellen - maligne Zellen
Infektanfälligkeit
Immundysregulation
Anfälligkeit gegenüber Malignomen
Verteilung der primären Immundefekte
( )
Primäre Immundefekte mit Immundysregulation
Immundysregulation bei primären Immundefekten - Retrospektive Analyse von 2183 Patienten mit PID - Eine oder mehrere autoimmune oder inflammatorische
Komplikationen bei 26%
Fischer et al. JACI 2017
Leitsymptome Immundysregulation
Granulome septische Granulomatose, CVID,...
Autoimmunität Autoimmunzytopenien, Endokrinopathien, z.B. bei ALPS, zellulären und humoralen Immundefekten
Rezidivierendes Fieber Periodische Fiebersyndrome, zyklische Neutropenie, hämophagoztische Lymphohistiozytose
Ekzematöse Hauterkrankungen Ekzeme bis Erythrodermie
Lymphoproliferation (Chronische) Darmentzündung
Immundysregulation bei primären Immundefekten
Fischer et al. JACI 2017
Immundysregulation bei primären Immundefekten - T-Zelldefekte
- CID - HLH - ALPS / ALPS-like
- der angeborenen Immunität - Komplementdefekte - Phagozytendefekte - Autoinflammations-Syndrome
T-Zelldefekt Auswirkungen Schwere Kombinierte Immundefekte mit Entwicklungs-Stopp der T-Zellen
Fehlen der T-Zellen
Omenn Syndrom Vielfalt der T-Zellen↓
Kombinierte Immundefekte mit Funktionsstörung
T-Zellzahl normal oder vermindert
ev. + Autoimmunerkrankungen
Schwerer Kombinierter Immundefekt (SCID)
Kombinierter Immundefekt (CID)
Infekte Immundysregulation
SCID: <<300 autologe T-Zellen/ul <10 % der normalen Proliferation auf Mitogenstimulation fehlende naïve T-Zellen
Puck JM et al. JACI 2012
normal range
Schwerer kombinierter Immundefekt Severe combined immunodeficiency (SCID): - Hohe Infektanfälligkeit: Bakterien, Viren, Pilze - Gedeihstörung - ev. maternales T-Zell Engraftment
SCID vs CID
Pachlopnik Schmid J, Güngör T, Seger R, PIA 2014
age (in months)
Definition CID ESID, April 2017
Definition CVID „working definition for patients without genetic diagnosis“, ESID, April 2017
Kombinierter Immundefekt (CID) a) Hypomorphe Form eines SCID
HSC Lymphozyten Vorläufer
CD4
B Zelle
NK Zelle
ILC
Thymus
TCRγδ CD8
NKT
SCID
CID
T-Zelle
TCR
Ag
MHC b) Funktioneller T-Zell Defekt
Flowzytometrie
CD4
CD3 CD45
CD8
CD3 CD45
Myeloid (-) Reticular dysgenesis
B (-) NK (-) ADA deficiency
NK (+) Rag 1,2 deficiency
T (-) V(D)J recombination deficiency
NK (-) γc deficiency
B(+) JAK 3 deficiency
NK (+) Schweres DiGeorge Syndrom
Retikuläre Dysgenesie
ADA/PNP Defekt
RAG1/2 Defekt
ARTEMIS Defekt
γc Defekt
JAK III Defekt
Komplettes DiGeorge
SCID Formen
IL7Rα
6 LM: Hospitalisiert bei Fieber, AZê, Tachykardie, Systolikum
Case Report: Alessia
Panzytopenie: Hämolytische Anämie, Coombs + Neutropenie (autoimmun) Thrombopenie (autoimmun) VSD
Myeloid (-) Reticular dysgenesis
B (-) NK (-) ADA deficiency
NK (+) Rag 1,2 deficiency
T (-) V(D)J recombination deficiency
NK (-) γc deficiency
B(+) JAK 3 deficiency
NK (+) Schweres DiGeorge Syndrom
Retikuläre Dysgenesie
ADA/PNP Defekt
RAG1/2 Defekt
ARTEMIS Defekt
γc Defekt
JAK III Defekt
Komplettes DiGeorge
SCID Formen
IL7Rα
DiGeorge-Syndrom Abnorme Entwicklung Kiemenbogen, Schlundtaschen und Kiemenbogengefässe
Breiter Phänotyp! Herzfehler (conotruncale Defekte), Gesichtsdysmorphien, ORL-Anomalien, Hypoparathyreoidismus, Entwicklungsverzögerungen/psychiatrische Auffälligkeiten, Hypoplastischer/aplastischer Thymus mit Immundefekt,
AIRE
AIRE
Thymus
Anti- microbe
beim Di George Syndrom: - Anzahl naiver T-Zellen ↓
T-Zellreifung im Thymus + Polyklonale Expansion
- Oligoklonale Expansion der T-Zellen
Periphere Toleranz
CD
4 TCR
Ag MHC
Antigen präsentierende Zelle
CD4+ T Lymphozyt
Suppression durch regulatorische T Zellen: - IL-10 - direkter Zell-Zellkontakt
Regulatorische T Zelle
Verminderte Anzahl regulatorischer T-Zellen bei Patienten mit DiGeorge Syndrom
weiteres Fallbeispiel T-Zell Immundysregulation..
Im Alter von 2½ Monaten: - Krampfereignis- Liquor, EEG und MRI: normale Befunde
9 Tage später: - Fieber- Hepato- und Splenomegalie - Panzytopenie - Ferritin ↑, Fibrinogen ↓
1.5 x109/l Neutrophile
3.4 x109/l Lymphozyten
13 x109/l Tc 7.9 g/dl Hb
5.2 x109/l Lc
Blutbild
Patient: Emilio
Diagnose:Hämophagozytose-Syndrom
1. Fieber
2. Splenomegalie
3. Zytopenien (2/3): Hämoglobin <9.0 g/dl, Neutrophile <1000 Z/ul, Thrombozyten <100 x 109/l4. Ferritin ≥500 ug/l
5. Fibrinogen ≤1.5 g/l
HLH 2004 (Henter et al., Pediatr. Blood Cancer, 2007)
= 5/8 Kriterien
6.
7.
8.
Diagnose:Hämophagozytose-Syndrom
1. Fieber
2. Splenomegalie
3. Zytopenien (2/3): Hämoglobin <9.0 g/dl, Neutrophile <1000 Z/ul, Thrombozyten <100 x 109/l4. Ferritin ≥500 ug/l
5. Fibrinogen ≤1.5 g/l oder Triglyceride ≥3.0 mmol/l
6. Löslicher IL-2 Rezeptor ≥2400 U/ml
7. Zell Zytotoxizität ↓
HLH 2004 (Henter et al., Pediatr. Blood Cancer, 2007)
= 5/8 Kriterien
8. Hämophagozytose
6.
7.
8.
Hämophagozytose
Hämo = BlutPhago = verzehrenCytos = Zelle
§ Aktivierung von Makrophagen (Fresszellen)
§ Krankheit mit vermehrter Entzündung§ Aktivierung von Makrophagen§ Vermehrung und Aktivierung von zytotoxischen Zellen
Hämophagozytose-Syndrom
Hämophagozytose-Syndrom: betroffene Organe
ZNS: Meningitis / EnzephalitisLeber: Hepatomegalie, Dysfunktion: Ikterus, GerinnungsstörungKnochenmark: Bizytopenie oder Panzytopenie
Milz: Splenomegalie
J. Pachlopnik Schmid et al. Blood 2009
Patient T.C. Patient N.S.Schädel-MRI
Primäre Sekundäre /Erworbene
Hämophagozytose-assoziierte Krankheiten
- Familiäre Hämophagozytäre Lymphohistiozytose
- Griscelli Syndrom 2
- Chediak-Higashi Syndrom
- Purtilo /XLP1 XLP2
- Metabolische Krankheiten
RheumatischeAuto-immuneAuto-inflammatorische
KrankheitenMedikamente
LymphomLangerhanszell- Histiozytose
Infektion
Zytotoxischer Lymphozyt
Zytotox.Granula
Zytotoxizität
Zielzelle
Zytotoxische Maschinerie
Pachlopnik Schmid & de Saint Basile, Klin Paed, 2010
Perforin:
Aktiv.Signal
Degranulationstestung
NKT-Zellzahl, SAP und XIAP Expression SH2D1A und XIAP Seq.
Degranulation NK (und T)
Perforin-Expression
Haare mit Silberglanz oder Riesengranula der Leukozyten im Blutbild
Patient EBV+
Metabolische Erkrankung / sekundäre HLH?
- +
Patient
-
+ -
-
+ -
-
-
+
+
FHL2
+
FHL3 FHL4
Griscelli Syndrom
Chediak- Higashi
FHL5
normal
Verdacht auf hereditäres Hämophagozytose Syndrom: Abklärungsschema
Purtilo Syndrom
(XLP1, XLP2)
Haarschaftanalyse Pigmentaggregate
Pathophysiologie der HLH
Pachlopnik Schmid et al. Klin Paed, 2010
Aktivierung von Makrophagen, Hämophagozytose, Vermehrung der zytotoxischen T Zellen und Infiltration von Geweben
Therapie der Hämophagozytose
Behandlung / Beseitigung des Triggers
Bei erworbenen Formen:Kortikosteroide + Cyclosporin oft ausreichend
Bei angeborenen Formen:1. Ziel: Remission
- Kortikosteroide + Cyclosporin + Etoposid- Kortikosteroide + Cyclosporin + Anti-Thymozyten Globulin - Kortikosteroide + Cyclosporin + anti-CD52 Antikörper
2. Hämatopoietische Stammzell-Transplantation
Klinische Studien:- anti-Interferon gamma Antikörper- Ruxolitinib
Emilio
4 Tage nach Fieberbeginn:Start mit Therapieprotokoll
- Kortikosteroide + Cyclosporin + Etoposid
Knochenmarktransplantation (KMT) im Alter von 5 Monaten- keine Entzündungsaktivität zum Zeitpunkt der Transplantation- 12/12 HLA-identer nicht verwandter Spender
1½ Jahre nach KMT:- neurologisch unauffällig- Spenderanteil: 100%- keine Medikamente
ABER: - 20% Mortalität vor KMT- 5-Jahres Überlebensrate: 60%
Primäre Immundefekte
Viren Bakterien Pilze
Normale Funktion: Ineffizienz oder Dysregulation:
Körpereigene Zellen - infizierte Zellen - maligne Zellen
Infektanfälligkeit
Immundysregulation
Anfälligkeit gegenüber Malignomen
Fallbeispiel: Malignom
19 j. - Lymphom (13 j.)
34 j. - Hämophagozytose Syndrom (3 j.) - Hypogammaglobulinämie (26 j.) - Lymphom (34 j.)
10 j. - Hypogammaglobulinämie (4 j.)
Purtilo Syndrom Typ 1: SAP Mutation Klinik: HLH, Hypogammaglobulinämie, Lymphome
Typ1 Typ2
Hämophagozytose Syndrom bei Pfeiffer’schem Drüsenfieber: 92 % 83 %Fatales Hämophagozytose-Syndrom: 61 % 23 %
Pachlopnik Schmid et al. Blood 2011
Purtilo SyndromTyp 1Typ 2
Übe
rlebe
nsra
te
Alter (Jahre)
Immundysregulation bei primären Immundefekten - T-Zelldefekte
- CID - HLH - ALPS / ALPS-like
- der angeborenen Immunität - Komplementdefekte - Phagozytendefekte - Autoinflammations-Syndrome
Fallbeispiel: Klara mit chronischer Splenomegalie
2 Jahre: Splenomegalie 8 Jahre: Erysipel linke Tibia mit Panniculitis Thrombozytopenie (min. 77 G/l) Leukopenie (min. 1.1 G/l) Splenomegalie
Differentialdiagnose Lymphadenopathie
Breite DD
– Infektionen (CMV, EBV, HIV, Tuberkulose, ...)
– Malignome (M. Hodgkin, Non-Hodgkin-Lymphoma, ALL)
– Seltene Urachen (Vaskulitis, rheumatologische Erkrankungen, metabolische Erkrankungen ...)
Lymphadenopathien bei Immundefekten
• CVID (common variable immune deficiency) • Hyper IgM Syndrom (AID-Defekt)
• Omenn Syndrom („leaky SCID“) • Hämophagozytose-Syndrom (Purtilo) • ALPS
• Mendelian Susceptibility to Mycobacteria • Mevalonatkinasemangel („Hyper-IgD Syndrom“)
Familienanamnese: Vater mit • submandibulärer/zervikaler
Lymphadenopathie im Kindesalter
CD8 CD4
Durchflusszytometrie der Lymphozyten: – Doppelt negative T Zellen: 7% (CD3+/TCRαβ+/CD4-CD8- T Zellen; Ref. < 2.5% of CD3+ T Zellen)
Immunologische Zusatzuntersuchung
CD3 TCRαβ CD3 TCRγδ
= doppelt negative T Zellen
Activation induced cell death
Fas / FasL / Casp.8/10
ALPS: Defekt der Apoptose
CD
4 TCR
Ag MHC
Antigen präsentierende Zelle
CD4+ T Lymphozyt
ALPS Autoimmune Lymphoproliferative Syndrome
Mechanismus der Autoimmunität: Load an sterbenden Zellen ist erhöht ->ungenügende Clearance + vermehrte Cross-präsentation
NRAS KRAS
Cytokine withdrawal
ALPS Kriterien Obligat
– Nicht-maligne, chronische Lymphoproliferation (> 6 Monate; Lymphadenopathie und/oder Splenomegalie)
– Erhöhte doppelt negative T Zellen
Oliveria et al., Blood, 2010
Zusatzkriterien - primär
– Defiziente Lymphozyten Apoptose (2 separate Assays)
– Mutation (FAS, FASL, CASP10, (KRAS, NRAS) ) - sekundär
– Erhöhte Spiegel von sFASL, IL-10, VitB12 ooder IL-18 – Typische Histologie – Autoimmune Zytopenie und erhöhtes IgG (polyklonale
Hypergammaglobulinämie) – Positive FA
ALPS: Erhöhtes Malignomrisiko
– Lymphome – Leukämien – Solide Tumoren (Thyroidea, Leber CA, Mamma CA)
ALPS: Therapie / Management
– Steroide bei Autoimmun-Zytopenie – Sirolimus
– Surveillance?
Immundysregulation bei primären Immundefekten - T-Zelldefekte
- CID - HLH - ALPS / ALPS-like
- der angeborenen Immunität - Komplementdefekte - Phagozytendefekte - Autoinflammations-Syndrome
Complement defects
C1
SLE/Glomerulonephritis
Infections by encapsulated bacteria
C4
C2
C3
C5 – C9
Labordiagnostik primärer Immundefekte: meist mehrere Etappen 1. - Anamnese und Status
- Blutbild mit Leukozytendifferenzierung - Immunglobulin-Spiegel, Albumin
2. - Flowzytometrische Analyse der Lymphozyten, ev. Proliferationstests
- ev. Phagozyten Funktionstests - ev. Komplementanalyse
3. Je nach Klinik:
- im Blutbild: Frage nach Riesengranula? Tc-Grösse? - erweiterte Flowzytometrie (Oberflächenantigene / intrazelluläre Antigene) - Enzyme, Zytokine - Impfung mit Neoantigen, um Ak-Produktion zu testen
4. Gensequenzierung, Genepanels
Exome sequencing
Filtering• synonymous/non-synonymousmutation
• blacklist:commonSNPs(frequentpopulationvariants)
• whitelist:knowndiseasecausinggenes
• Geneontologytherm• predictedimpactonproteinstructure/function
• zygocity
Take home message
Immundefekte auch ohne / wenig Infektanfälligkeit als Initialsymptom häufig kombiniertes Auftreten Dran denken bei: Granulomen
Autoimmunität
Rezidivierendem Fieber
Ekzematösen Hauterkrankungen
Lymphoproliferation (Chronischer) Darmentzündung
Pathomechanismus Immundysregulation Zytotoxizitätsdefekte à HLH mit Lymphoproliferation, Organomegalien und Zytopenien Apoptosedefekte à ALPS Defekte des Inflammasoms à periodische Fiebersyndrome Defekte der zentralen Toleranzentwicklung im Thymus à Autoimmunität Defekte der peripheren Toleranzentwicklung à chronisch entzündliche Darmerkrankungen, Granulome, Ekzeme