HOIP新型复合杂合突变导致自身炎症与免疫缺陷的机制研究与临床意义

本期推荐一项关于原发性免疫缺陷病的重要研究。为解决HOIP基因突变导致自身炎症和免疫缺陷的机制问题，研究人员开展了一项针对中国患儿的临床与基础研究，发现新型复合杂合突变(c.1654 C>T, p.Gln552Ter; c.3038 A>C, p.His1013Pro)通过破坏LUBAC复合体稳定性，导致NF-κB信号通路激活受损和I型干扰素通路异常活化，揭示了HOIP突变引起多系统免疫异常的新机制，为临床诊治提供了重要依据。

　　

在免疫学领域，核因子κB（NF-κB）信号通路犹如一把双刃剑，既调控着正常的免疫应答和炎症反应，其功能失调又可能导致严重的自身炎症性疾病和免疫缺陷。线性泛素化链组装复合体（Linear ubiquitination chain assembly complex, LUBAC）作为唯一能够催化形成线性（Met1-linked）泛素链的E3泛素连接酶复合体，由HOIL-1、HOIP和SHARPIN三个亚基组成，其中HOIP（又名RNF31）是发挥催化功能的关键组分。LUBAC通过线性泛素化修饰NF-κB通路中的关键分子（如IKBKG和RIPK1），精确调控着NF-κB通路的激活，从而在炎症、免疫和细胞存活中扮演着核心角色。

当HOIP基因发生突变时，LUBAC复合体的稳定性及其功能会受到严重影响，进而导致NF-κB信号通路激活受损。迄今为止，全球英文文献中仅报道过3例HOIP基因突变患者，这些患者均表现出多系统自身炎症、反复感染、免疫缺陷等复杂临床表现，部分还伴有淀粉样变性和淋巴管扩张。然而，HOIP突变引起的临床谱系、免疫表型特征及分子机制仍有待深入探索。尤其对于早发、重症病例，其临床管理和治疗面临巨大挑战。

在此背景下，研究人员对一名来自中国的男童展开了深入研究。该患儿在出生后8天即出现发热，整个病程中反复发生多部位严重感染（包括化脓性脑膜炎、肺炎、尿路感染、心包积液等）和慢性腹泻，炎症标志物持续显著升高，虽经积极抗感染和支持治疗，病情仍不断恶化，最终不幸夭折。由于其早期发病、复杂严重的临床表现，研究团队怀疑其患有某种原发性免疫缺陷病。

为了明确病因，研究人员采用了全外显子组测序（WES）技术，并在HOIP基因中发现了两个新型的复合杂合突变：一个来自父本的位于第9号外显子的无义突变c.1654 C>T（p.Gln552Ter），以及一个来自母本的位于第20号外显子的错义突变c.3038 A>C（p.His1013Pro）。Sanger测序证实了这两个突变，并且它们均未被收录于正常人群数据库（如ExAC、gnomAD等），生物信息学分析和物种保守性分析均提示其具有致病潜力。

为了探究这两个突变对HOIP蛋白结构的影响，研究团队运用了Swiss-PdbViewer和DynaMut等工具进行结构预测。分析表明，p.Gln552Ter无义突变会导致蛋白质翻译提前终止，产生截短蛋白；而p.His1013Pro错义突变则可能通过引入空间位阻，改变局部疏水性，从而破坏蛋白的正常结构和功能。

研究人员综合运用了多种关键技术方法来揭示突变的功能后果和免疫学表型。这些方法包括：1) 使用全外显子组测序（WES）和Sanger测序对先证者及其家系成员进行基因突变鉴定与验证；2) 采用蛋白质免疫印迹（Western blot）技术检测患者与健康对照外周血单个核细胞（PBMCs）中LUBAC各组分（HOIP、HOIL-1、SHARPIN）的蛋白表达水平以及TNF-α刺激后IkBα的降解动力学；3) 利用流式细胞术（Flow cytometry）全面分析患者外周血淋巴细胞亚群（包括T细胞、B细胞、NK细胞及其记忆亚群、CD4⁺T细胞辅助亚群如Tfh、Th17、Treg等）的分布和比例；4) 通过流式细胞术检测经LPS或抗人IgG/IgM刺激后，T细胞和B细胞内NF-κB的磷酸化水平；5) 运用定量逆转录PCR（RT-qPCR）技术检测6个干扰素刺激基因（ISGs: IFI27, ISG15, SIGLEC1, IFI44L, IFIT1, RSAD2）的表达水平，以评估I型干扰素特征。

临床表型与遗传学发现

先证者为一名1岁6月男童，自新生儿期起病，表现为反复高热、多部位严重感染、慢性腹泻、生长迟缓。实验室检查提示持续高炎症状态（白细胞、C反应蛋白、血小板显著升高）。基因测序发现其携带HOIP基因新型复合杂合突变（c.1654 C>T, p.Gln552Ter; c.3038 A>C, p.His1013Pro），其父母分别为携带者。该患者是全球报道的第四例，也是发病最早、病情最重的病例。

HOIP蛋白表达下降与LUBAC复合体不稳定

Western blot分析显示，患者PBMCs中HOIP、HOIL-1和SHARPIN的蛋白表达水平均显著低于健康对照。这表明HOIP的突变导致了整个LUBAC复合体的不稳定和降解。

NF-κB信号通路激活受损

在TNF-α刺激下，患者PBMCs中IkBα的降解明显迟于健康对照，提示NF-κB通路激活受阻。进一步通过流式细胞术发现，经LPS或BCR（B细胞受体）交联（抗人IgG和IgM）刺激后，患者T细胞和B细胞中NF-κB的磷酸化水平显著降低。这从功能层面证实了HOIP突变损害了NF-κB信号的正常转导。

I型干扰素通路异常活化

RT-qPCR检测结果显示，患者外周血中6个ISGs的表达水平均显著高于年龄和性别匹配的健康对照，表明其存在强烈的I型干扰素信号特征。这提示HOIP突变在抑制NF-κB通路的同时，可能反常地激活了I型干扰素通路。

淋巴细胞亚群异常

流式细胞免疫分型揭示了患者存在多重免疫异常：CD8⁺T细胞总数减少，其中中枢记忆（CM）和效应记忆（EM）亚群显著减少，而初始T细胞比例增加；CD4⁺T细胞中，滤泡辅助性T细胞（cTfh）减少而产生IL-17的辅助性T细胞（Th17）增多；B细胞中，初始B细胞比例升高而记忆B细胞和过渡期B细胞减少。这些异常与患者抗体应答缺陷和黏膜炎症的临床表现相符。

治疗与预后

患者曾接受静脉注射免疫球蛋白（IVIG）和预防性抗生素治疗，后期尝试了肿瘤坏死因子抑制剂阿达木单抗（Adalimumab）皮下注射，治疗后曾出现短暂病情缓解和炎症指标下降，证实靶向炎症因子在一定程度上有效。但最终因严重感染诱发全身过度炎症反应，病情急剧恶化死亡。

本研究通过详尽的临床、遗传和功能实验，首次报道了由HOIP基因新型复合杂合突变（p.Gln552Ter和p.His1013Pro）导致的一种极其严重的早发性自身炎症合并免疫缺陷症。研究结论强调，HOIP突变通过破坏LUBAC复合体的稳定性，导致其核心功能——线性泛素化——受损，进而引起两条关键的免疫信号通路发生失衡：一方面，NF-κB通路激活受损，削弱了机体对病原体的天然免疫应答和淋巴细胞功能，导致免疫缺陷和反复感染；另一方面，I型干扰素通路被异常激活，可能驱动了全身性自身炎症的发生。这种独特的免疫失调机制在患者身上表现为复杂的临床表型和特异的免疫细胞亚群改变（如Tfh减少、Th17增多、记忆B细胞缺乏等）。

该研究的重要意义在于：它不仅扩大了HOIP突变相关的临床疾病谱，揭示了其可导致极为严重的早发病例甚至死亡，而且从分子机制上深化了我们对LUBAC功能复杂性的理解，阐明了其在协调NF-κB和I型干扰素通路平衡中的关键作用。这些发现为未来针对此类疾病的精准诊断（如基因筛查和功能性免疫表型分析）和靶向治疗（如针对特定细胞因子或信号通路）提供了重要的理论依据和实验基础。论文发表于《Journal of Clinical Immunology》，为全球免疫学家和临床医生认识和处理这类罕见病提供了宝贵的资料。