综述:一种新的CIDP病因:CASP8基因纯合热点突变c.793 C>T

【字体: 时间:2025年10月01日 来源:Journal of Clinical Immunology 5.7

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  本综述报道了全球首例由CASP8基因c.793 C>T纯合突变导致的婴儿期起病的慢性炎性脱髓鞘性多发性神经根神经病(CIDP)。研究深入探讨了Caspase-8酶缺乏症(CED)的病理机制,揭示了其通过影响外源性凋亡、非凋亡功能及mTOR通路异常活化,导致复杂的自身免疫淋巴增殖综合征(ALPS)表型,为CIDP的遗传病因和靶向治疗提供了全新视角。

  
背景
在儿童中,绝大多数(约85%)的多发性神经病是遗传性的。慢性炎性脱髓鞘性多发性神经根神经病(CIDP)是一种自身免疫性疾病,由T细胞介导和体液免疫对施万细胞髓鞘抗原和/或轴索神经丝的攻击所致,约占儿童多发性神经病的9%。其与吉兰-巴雷综合征(GBS)临床表现相似,均表现为对称性肌无力加重、感觉功能障碍和深腱反射减弱或消失,但CIDP的病程更为隐匿,通常超过8周,且自身免疫反应持续存在,导致复发-缓解或缓慢进展的病程。
两者均存在免疫自我耐受和稳态的失败。在GBS中,循环记忆B细胞百分比在恢复期逐渐减少,激活的T细胞通过凋亡被清除,这对于消除识别自身抗原的淋巴细胞、防止持续性自身免疫至关重要。而在CIDP中,即使疾病处于缓解和稳定状态,记忆B细胞的比例仍然升高,激活的T细胞凋亡缺陷是导致其慢性病程的机制之一。
病例介绍
本文报告了一名6岁男性患儿的病例。他于孕37周经阴道分娩出生,出生体重3487克,母乳喂养至2岁。2月龄时,他出现反复发作的瘙痒性皮疹,被诊断为特应性皮炎。睡眠差,有不明原因的间歇性发热和上呼吸道症状。3月龄起出现反复耳部感染,需多次鼓膜切开术。神经发育在6月龄前正常,但10月龄时仍不会爬行,体重增长不良。13月龄时出现发育停滞和倒退,肌无力进行性加重。至15月龄时,他已严重消瘦,无法独坐。
19月龄时,他因呼吸窘迫就诊于我院,当时体重仅7800克(低于第2百分位数),卧床不起。查体发现粗大呼吸音伴轻度三凹征,分泌物清除能力受损。伴有严重的肌肉萎缩、全身性肌无力、肌张力减退和反射消失。颅神经检查正常。意识清楚,能按指令活动四肢。可见会阴区皮疹和传染性软疣。以及巨大的颈、腋窝和腹股沟淋巴结病。
检查显示肌酸激酶正常,脑部MRI正常。脊髓MRI钆增强显示神经根和马尾弥漫性强化。脑脊液(CSF)检查显示7个白细胞(87%淋巴细胞,12%单核细胞),无红细胞,葡萄糖63 mg/dL,蛋白质140 mg/dL(正常值15-45),白蛋白(79 mg/dL; 正常值<26)和IgG(12 mg/dL; 正常值<6)升高。IgG合成率升高(16.1 mg/天)。免疫固定未见寡克隆带。血沉正常(15 mm/小时)。血清抗核抗体弱阳性(1.9 U;正常值<1.0 U),而血清环瓜氨酸肽抗体正常(16.7 U;正常值<29 U)。血浆IgA(35 mg/dL; 正常值: 9-107)、IgG(925 mg/dL; 正常值: 700-1600)和IgM正常(48 mg/dL; 正常值: 35-239)。患者被诊断为急性慢性呼吸衰竭,接受抗生素和氧疗。
18月龄时的神经传导研究显示,远端运动潜伏期(DML)延长(左正中神经:12.8 ms;左尺神经:13.6 ms),F波(FW)电位消失,神经传导速度(NCV)减慢至脱髓鞘范围,并伴有复合肌肉动作电位(CMAP)波幅降低和时间离散(左正中神经:0.4 mV;左尺神经:1.0 mV)。左正中神经和尺神经感觉神经无反应。双侧腓总神经(左:10 ms;右:18.8 ms)和胫后神经(左:9.6 ms;右:13.6 ms)DML延长至脱髓鞘范围,无FW电位,NCV减慢至脱髓鞘范围,并伴有时间离散和CMAP波幅递减。双侧腓肠神经感觉无反应。双侧腓总神经感觉未评估。
肌肉活检显示神经源性萎缩,腓肠神经活检显示炎症特征,有神经内膜单核细胞、脱髓鞘和洋葱球形成,与慢性炎性脱髓鞘性多发性神经病一致。免疫组化研究显示,CD-45(白细胞共同抗原)染色可见神经内膜内大量散在的单个细胞、多个神经内膜血管周围和偶见的神经外膜血管周围细胞聚集。细胞对巨噬细胞(CD-68)制备物有反应。可见一个小的神经内膜血管周围炎症细胞聚集,CD-3、CD-4、CD-8和CD-20均为泛阳性。另一个小的神经内膜血管周围聚集主要为CD-3阳性,CD-8亦为阳性,但CD-4或CD-20基本无染色。散在于整个神经内膜的单个细胞的免疫组化染色显示CD-3强阳性,CD-8阳性较弱,CD-4或CD-20基本阴性。
患者血液样本送检了综合性遗传性神经病panel,采用新一代测序技术进行全基因测序和缺失/重复分析。未发现与遗传性神经病相关基因的突变,包括但不限于腓骨肌萎缩症(CMT)、遗传性运动神经病(HMN)和遗传性感觉和自主神经病(HSAN)。
神经功能状态每两周接受IVIG和每周类固醇治疗后缓慢改善。3岁时,在未改变IVIG和类固醇方案的情况下加用了利妥昔单抗375 mg/m2,随后出现缓慢的逐步改善。他最终在5岁时能够行走。他有严重的脊柱后侧凸,需要在10岁时进行脊柱融合和内固定术。足部畸形严重影响了行走。他在18岁时以优异成绩高中毕业。全外显子组测序(WES)分析显示,患者为常染色体隐性遗传的已知致病性CASP8变异(NM_001228.4: c.793 C>T, p.R265W)的纯合子。父母均为该突变的携带者,虽无近亲结婚,但为远亲关系(上溯四代,双方曾祖父为兄弟)。患者全血流式细胞术显示正常的双阴性T细胞受体(CD3+TCRαβ+CD4-CD8- T细胞),α/β-TCR DNT比例为1.8%(正常值<2%)。淋巴细胞亚群定量显示CD4 T细胞正常(41%;正常值31-52),CD8 T细胞升高(44%;正常值18-35),B细胞偏低(5%;正常值: 6-23),CD16+CD56+ NK细胞正常(8%;正常值:3-22)。CD4/CD8比率降低(0.92;正常值>1)。血浆B12水平未升高(398;正常值: 180-914 ng/L)。血浆细胞因子panel显示肿瘤坏死因子-α(TNF-α)升高(16.1;正常值<10 pg/mL),IL-18(816;正常值<468 pg/mL)和IL-10(7.7;正常值<7 pg/mL)轻微升高。
21岁时复查了运动和感觉神经传导研究(仅评估了上肢)。左右正中神经运动显示DML延长(左16.4, 右33.3 ms),肘部无反应,CMAP降低(左0.4, 右0.4 mV)。左右尺神经运动显示DML延长(左8.4, 右7.0 ms),波幅降低(左0.7, 右0.4 mV),传导速度减慢(肘下-腕(BE-W):左11, 右14 m/s)(肘上-肘下(AE-BE):左15, 右23 m/s)。双侧正中神经感觉、右桡神经感觉和双侧尺神经感觉(腕部)无反应。左桡神经感觉传导在正常范围内。F波研究显示左正中神经F波无反应,右正中神经F波潜伏期延长(41.08 ms),左尺神经F波无反应。
结果与讨论
WES分析揭示患者是染色体2(chr2:g.202,141,631 C>T)CASP8基因第8外显子一个先前描述过的常染色体隐性错义致病性变异的纯合子。发现的转录本是c.793 C>T, p.R265W(NM_001228.4)。父母均为CASP8基因p.R265W变异的杂合子。由于各测序实验室选择不同的参考转录本,该突变存在基于其他转录本的不同命名(NM_033355 c.742 C>T, p.R248W; NM_001080125 c.919 C>T, p.R307W; NM_001080124 c.697 C>T, p.R233W)。引起Caspase-8酶缺乏症(CED)的致病性错义突变的遗传模式为常染色体隐性。CASP8的致病性纯合突变导致功能丧失,主要见于蛋白质的埋藏区域,导致蛋白质结构不稳定。该错义变异将第265位的精氨酸残基替换为色氨酸。精氨酸是高度亲水性的碱性氨基酸,而色氨酸是高度疏水性的中性非极性芳香族氨基酸。该变异通过使蛋白质折叠远离新引入的疏水区域,破坏了蛋白质的二级和三级结构。此变化位于Caspase-8 p18结构域的一个保守氨基酸,影响了蛋白质的催化结构域。计算机分析支持该错义变异对蛋白质结构和功能具有有害效应。在大型人群队列中,该特定等位基因变异可见于0.0014%的个体(282930个等位基因中的4个),且未见纯合子个体的报道。已发表的功能研究证明了该突变的损害效应。
CASP8基因的纯合错义c.793 C>T突变是一个热点突变,既往文献中已在6名患者中有报道。患者1和2是近亲结婚父母的同胞。他们的神经发育正常,但患有淋巴增殖性联合免疫缺陷,均有淋巴结病、轻度脾肿大、早发性鼻窦肺细菌感染和严重的皮肤粘膜疱疹感染。两名儿童均有皮疹和生长发育失败。患者2还患有慢性腹泻。患者3和4是同胞,其父母与患者1和2的父母有远亲关系。两人的症状 onset 均在成年后,三十多岁。患者3表现为呼吸短促,肺活检显示多发性坏死性和非坏死性肉芽肿。另有结节性淋巴细胞性肝脾肿大。患者4表现为神经系统疾病,导致多颅神经麻痹,发现左侧梅克尔腔坏死性肉芽肿。患者5在出生后第一年因极早发性炎症性肠病和难治性直肠结肠炎出现生长发育失败和慢性腹泻。对细菌和病毒感染的易感性增加。患者6在5月龄时因皮疹和发热首次就诊。他患有反复发热、生长发育失败、鼻窦肺感染、慢性腹泻、1岁时首次发现的持续性全身性淋巴结病和肝脾肿大。据我们所知,我们是首个报道在CED患者中出现婴儿期发病CIDP的病例。我们的患者在出生后第一年表现为不明原因的反复发热、反复中耳炎、生长发育失败和湿疹/特应性皮炎。持续性全身性淋巴结病在第二年首次被发现。他在6月龄后出现进行性运动发育迟缓。我们的患者从未出现腹泻,但在19月龄首次因反射减弱怀疑CIDP诊断时仍在母乳喂养。
CED是一种先天性免疫错误,其特征是ALPS、外源性凋亡缺陷和mTOR通路过度激活。ALPS通常由肿瘤坏死因子受体超家族6(TNFRSF6)基因突变引起,该基因编码一种具有细胞内死亡结构域(DD)的跨膜蛋白(Fas),调节外源性凋亡。ALPS-FAS表型也见于Fas配体(FasL)基因突变。Fas/FasL系统的主要功能是诱导不再需要的激活的T、B淋巴细胞、NK细胞和巨噬细胞发生外源性凋亡,从而防止过度的免疫反应并维持免疫耐受。这消除了潜在有害或自身反应性的免疫细胞,维持了免疫系统的稳态。当Fas被其配体激活时,其细胞内死亡结构域会招募一种称为FADD(Fas相关死亡结构域蛋白)的衔接蛋白,后者随后结合并招募procaspase-8。
被Fas的细胞内死亡结构域招募的胞质Caspase-8是外源性凋亡的主要起始蛋白酶。胞质Caspase-8的非凋亡功能(在非凋亡细胞中)包括切割细胞骨架蛋白如粘着斑成分,影响细胞动力学和行为。少量Caspase-8也存在于非凋亡细胞的细胞核中。核Caspase-8最重要的非凋亡功能是切割并灭活特定的去泛素化酶,阻止它们去泛素化和稳定靶蛋白,从而影响蛋白质稳定性和下游信号通路。在非凋亡细胞中,Caspase-8阻止去泛素化酶——泛素特异性肽酶7(USP7)——去泛素化PTEN( phosphatase and tensin homolog )。单泛素化的PTEN保留在细胞核中,通过直接与着丝粒蛋白相互作用以及与组蛋白和其他染色质蛋白结合来保护染色体,从而维持适当的染色质结构和稳定性。
当Fas被激活时,Caspase-8从细胞核转移到质膜,释放USP7使其脱离Caspase-8的灭活状态。在凋亡过程中,USP7从非凋亡的Caspase-8抑制中释放出来,去泛素化PTEN。去泛素化的PTEN转位出细胞核,并在细胞膜水平作为脂质磷酸酶发挥作用,通过去磷酸化磷脂酰肌醇三磷酸(PIP3)来抑制PI3K/AKT/mTOR信号通路。
临床上,ALPS-CED与ALPS-FAS相似。ALPS-FAS是一种慢性(>6个月)非感染性、非恶性淋巴增殖性疾病,其特征是至少两处淋巴结病和/或通常巨大的脾肿大。肝肿大较少见。淋巴增殖的临床表现通常在儿童期(5岁前)出现。先前报道的5名具有相同纯合突变的ALPS-CED患者及本例患者均有淋巴结病。在我们的患者中,淋巴结病在儿童早期更为突出。4名ALPS-CED患者有脾肿大,但程度较轻。高丙种球蛋白血症是ALPS-FAS的常见特征,但矛盾的是,表达Fas的生发中心B细胞分化的常规记忆细胞较少,而脾外B细胞增强。伴有mTOR通路过度激活的ALPS-FAS的特征是双阴性T细胞(DNTs)的积累,这类T细胞缺乏CD4和CD8标记,通常超过总T细胞群体的2.5%。ALPS-FAS中DNT细胞的抑制是独特的,因为它们产生高水平的IL-10并显示CD27和CD28等表面标记,具有长寿命记忆T细胞的特征和强大的增殖能力。ALPS-FAS的临床表现还与高水平的维生素B12、白细胞介素IL-10、IL-18和可溶性FasL以及Fas介导的凋亡受损有关。大多数与我们患者具有相同突变的ALPS-CED患者从未进行过ALPS生物标志物的研究。与ALPS-FAS患者相比,ALPS-CED与高丙种球蛋白血症无关。部分患者报告有低丙种球蛋白血症。在Chun报道的ALPS-CED同胞中,DNTs正常或处于临界高水平。我们的指标患者DNT细胞和B12未升高。IL-10和IL-18水平较高。高水平的IL-10表明异常的免疫反应,由于凋亡受损,身体无法正确清除受损或不必要的细胞,导致潜在的自身免疫并发症;本质上,升高的IL-10作为一种免疫抑制信号,阻碍了免疫系统清除异常细胞的能力。
自身免疫是ALPS-FAS和ALPS-CED的一个特征。许多ALPS-FAS患者具有自身免疫性血细胞减少(如自身免疫性溶血性贫血、中性粒细胞减少症和血小板减少症)的可变组合(2种或以上)。一项研究表明,抗中性粒细胞、红细胞和血小板的自身抗体是ALPS的重要标志物,常在自身免疫性疾病临床表现出现前就被检测到。血细胞减少不是ALPS-CED的显著特征。Chun报道的同胞 exhibited 直接库姆斯试验阳性抗体伴代偿性轻度溶血性贫血。血细胞减少从未是我们患者的特征。ALPS-FAS的非血液学自身免疫特征不常见但可能发生,包括自身免疫性肝炎、肺纤维化、GBS或横贯性脊髓炎。平滑肌抗体、抗心磷脂自身抗体、抗核自身抗体和类风湿因子可见于部分ALPS-FAS患者,即使无症状。ALPS-CED的非血液学自身免疫特征更为严重。一名患者肺部受累,导致成人期发病的自身免疫介导的肺纤维化。另一名患者周围神经系统受累,表现为成人期发病的多颅神经病变。我们的患者可见婴儿期发病的CIDP。Chun报道的CED同胞中有抗甲状腺抗体但无甲状腺疾病。一名CED患者有狼疮抗凝物伴PTT延长,但无血栓性疾病史。我们的患者抗核抗体弱阳性。
原发性免疫缺陷是ALPS-FAS的一个罕见特征。一名FasL纯合突变婴儿在婴儿期有反复中耳炎。ALPS-FAS并不会显著增加频繁或严重感染的风险。然而,伴有自身免疫性中性粒细胞减少症或治疗后脾切除的ALPS-FAS患者感染易感性增加。感染易感性增加是ALPS-CED的一个特征。所有与我们的患者具有相同纯合突变的ALPS-CED个体均对病毒和细菌感染的易感性增加。由CED引起的免疫缺陷的特征是反复鼻窦肺感染、单纯疱疹病毒感染和对疫苗接种反应差。我们的患者有早发和频繁的中耳炎,尽管有延长母乳喂养的保护作用,仍需要鼓膜置管。B细胞免疫缺陷不是ALPS-FAS或ALPS-CED的特征。我们患者的B细胞偏低,很可能是由于长期使用IVIG所致。CD4/CD8比率倒置不见于ALPS-FAS,但却是ALPS-CED的一个特征。当T、B或NK细胞上的Toll样受体(TLRs)被病原体相关分子模式激活时,它可以触发信号级联反应,导致核Caspase-8的激活,最终通过促进细胞因子产生和细胞增殖来促进T细胞反应。Caspase-8的这种功能是非凋亡性的。CD4辅助性T细胞主导对抗感染,当它们被激活时,通过释放细胞因子来协调免疫反应,信号通知其他免疫细胞行动。CD8细胞毒性T细胞识别并产生直接杀死受感染宿主细胞的分子。CD4细胞缺乏导致更频繁的感染。CD4:CD8比率低于1表明免疫系统受损。
炎症在ALPS-FAS中罕见。一名Fas纯合突变儿童有ALPS-FAS和皮肤皮疹的报道。一名ALPS-FAS纯合突变患者出生后不久也有过一过性皮疹的报道。慢性腹泻可能是ALPS-FAS的一个特征。也在一名FasL纯合突变婴儿中有报道。特应性皮炎是ALPS-CED的常见特征。包括我们的患者在内,4名具有相同CASP8突变的患者有特应性皮炎。在小鼠中,CED促进特应性皮炎的发病机制。极早发性炎症性肠病(VEOIBD)是ALPS-CED的一个特征。它存在于3名具有相同突变的患者中,但我们的患者没有。Caspase-8响应于组织损伤或感染等刺激,切割胞质受体相互作用蛋白激酶1和3(RIPK1-RIPK3),阻止形成 otherwise 会触发坏死性凋亡(一种高度炎症性的细胞死亡形式)的复合物。在ALPS-CED中,Caspase-8的这种非凋亡功能存在缺陷。特应性皮炎和VEOIBD中观察到的炎症并非主要由凋亡缺乏引起,而是由于胞质RIPK1-RIPK3信号失调,该信号通路不受控制地进行,导致坏死性凋亡。
除了上述ALPS-CED的系统性特征外,我们的指标患者还表现为罕见的婴儿期发病的CIDP,这是一种周围神经和神经根髓鞘受损的自身免疫性疾病。CIDP是一种基于临床、电生理和病理标准的综合征。我们的患者符合临床标准,症状在超过8周的时间内逐渐发展。症状包括远端和近端无力、感觉丧失以及四肢深腱反射减弱或消失。电生理研究显示弥漫性运动和感觉神经传导结果符合脱髓鞘和轴索损伤。病理上,腓肠神经活检显示洋葱球形成,这是反复脱髓鞘和再髓鞘化的标志。存在慢性散在性和血管周围神经内膜炎症,总T细胞数量增加。
CIDP的致病机制仍不明确,因为遗传和环境因素在不同患者群体中的作用可能不同。我们的患者中观察到CD8 T细胞比CD4 T细胞扩张更明显。CD8 T细胞(通常称为细胞毒性T淋巴细胞)在其表面表达Fas和procaspase 8。在GBS中,Fas介导的T细胞凋亡是CD8 T细胞在免疫反应结束时的收缩期自相残杀、相互清除的机制。CIDP中存在Fas介导的T细胞凋亡缺陷,这表明无法杀死CD8 T细胞在CIDP的慢性病程中起作用。当Fas介导的凋亡存在缺陷时,如我们的CED患者,炎症是由胞质RIPK1-RIPK3信号失调引起的,该信号通路不受控制地进行,导致坏死性凋亡。需要更多研究来充分理解RIPK1、RIPK3以及促炎和抗炎细胞因子在CIDP中的相互作用。
结论
据我们所知,由CASP8基因c.793 C>T纯合热点突变引起的早发性CIDP此前未见报道。ALPS-FAS和ALPS-CED均以哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)通路失调为特征。与ALPS-FAS相比,ALPS-CED的表型更为复杂,这是由于非凋亡通路的功能障碍更为弥漫所致。
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