Modern view on LRBA deficiency

Full Text

Общая информация

Первичные иммунодефициты (ПИД) – это гетерогенная группа генетических заболеваний, характеризующихся врожденными нарушениями в работе различных компонентов иммунной системы [1]. Эти нарушения приводят к повышенной восприимчивости организма к инфекциям, аутовоспалительным реакциям, патологической лимфопролиферации с высоким риском малигнизации [2,  3]. Быстрое развитие диагностических методов, в том числе молекулярно-генетического обследования, и их активное использование в практике привело к накоплению информации в базах данных о мутациях различных генов и возможности их сопоставления с клинической картиной, что в свою очередь позволяет выявлять большее количество пациентов с ПИД [1,  4]. В настоящее время известно и описано более 430 уникальных иммунодефицитных состояний [5].

Дефицит LRBA

Дефицит LRBA (lipopolysaccharide responsive beige-like anchor protein) – это ПИД, вызванный мутациями в гене LRBA, приводящими к нарушению нормальной регуляции иммунной системы и характеризующийся лимфопролиферацией, аутоагрессией, гипогаммаглобулинемией и рецидивирующими инфекциями. При избытке лимфоцитов может происходить инфильтрация с накоплением большого количества этих клеток в органах-мишенях. Чаще всего это мозг, легкие, кишечник. Дефицит LRBA иногда называют болезнью LATAIE (дефицит LRBA с аутоантителами, с дефектами Т-регуляторных клеток, аутоиммунной инфильтрацией и энтеропатией) [6].

В современной классификации первичных иммунодефицитов, предложенной Международным союзом иммунологических обществ (International Union of Immunological Societies, IUIS), дефицит LRBA относится к ПИД с иммунной дисрегуляцией и характеризуется дефектом Т-регуляторных клеток [7,  8]. Ген LRBA зарегистрирован в международной базе OMIM под номером *606453, расположенный на 4q31.3 с аутосомно-рецессивным типом наследования [9].

Ключевые характеристики гена и белка LRBA

Белок LRBA экспрессируется во многих тканях, является цитозольным и состоит из 2863 аминокислотных остатков [10,  11]. Белок LRBA в большей части экспрессируется на иммунных клетках (включая Т- и В-клетки), чем на клетках других тканей [9]. При изучении белка LBRA в 2001 г. выяснилось, что человеческий белок LRBA на 85% идентичен белку мыши и имеет гомологичную структуру с якорным белком мухи-дрозофилы [12]. В настоящее время описаны и подтверждены две изоформы белка LRBA и десять возможных изоформ [13].

Белок LRBA ассоциирован с протеинкиназой А [13]. При активации В-клеток через протеинкиназу А, стимулированную липополисахаридом, белок LRBA транслоцируется на мембрану везикул (аппарата Гольджи, лизосом, эндоплазматического ретикулума, эндоплазматическую мембрану). Также он участвует в эндоцитозе лиганд-активированных рецепторов, имеющих значение как для активации, так и для ингибирования лимфоцитов [11].

В ходе дальнейшего исследования установлено, что ген LRBA является частью семейства WDL-BEACH-WD (WBW), которое участвует в регуляции размера и движения органелл, связанных с лизосомами [9,  13].

Важно также отметить аналог LRBA – ген NBEA (OMIM *604889), который характеризуется высоким уровнем экспрессии в мозге и эндокринных тканях и низким уровнем (или отсутствием) экспрессии в других тканях [9,  14]. Ген расположен на 13q13.3 и является частью семейства BEACH-WD [9,  14]. Возможно, NBEA выполняет некоторые функции LRBA в неиммунных клетках у LRBA-дефицитных лиц [12,  14]. Перекрытие части функций LRBA действием NBEA приводит к тому, что дефектная аутофагия, происходящая в большинстве типов клеток у LRBA-дефицитных пациентов, фенотипически ограничивается поражением иммунной системы [9,  12,  14].

Мутации гена LRBA и дефекты в Т- и В-лимфоцитах

Впервые мутации гена LRBA были выявлены у пациентов с дефектами Т- и В-лимфоцитов, нарушением аутофагии и апоптоза, гипогаммаглобулинемией и аутоиммунными проявлениями с началом заболевания в детском возрасте [8].

Дефицит LRBA приводит к глубокому дефициту Т-регуляторных лимфоцитов (Т-reg) с нарушением их функций [13]. LRBA является регулятором экспрессии CTLA4 (cytotoxic T-lymphocyte antigen-4) на T-reg и активированных Т-лимфоцитах, замедляя его деградацию в лизосомах. Таким образом, мутация непосредственно в гене-регуляторе CTLA4 LRBA приводит к снижению экспрессии CTLA4 и/или нарушению функции этого белка. Молекула CTLA4 экспрессируется на активированных Т-лимфоцитах и T-reg клетках и играет ключевую роль в поддержании иммунного гомеостаза, ограничивая иммунный ответ путем связывания с лигандами CD80/86 на антигенпрезентирующих клетках (АПК), а также путем клеточно-опосредованной супрессии с участием T-reg [10].

Дефицит LRBA не влияет на дифференцировку клеток T-reg in vitro и на процент недавно вышедших предшественников Т-лимфоцитов из тимуса среди периферических клеток, при этом отмечается повышенный апоптоз T-reg клеток с непропорционально ограниченной вариацией популяции Т-reg. Все это в условиях лимфопении с резким ограничением репертуара Т-клеточных рецепторов Т-reg играет роль пускового механизма для развития аутоиммунных проявлений. Кроме того, ситуация усугубляется снижением продукции ингибирующих цитокинов (CD25, CTLA-4) и дисрегуляцией в работе Т-хелперов [15].

Опытным путем было доказано, что LRBA-дефицитные В-клетки, культивированные в благоприятных условиях для развития плазмобластов и рекомбинации классов иммуноглобулинов, не способны пролиферировать, индуцировать экспрессию маркеров, дифференцироваться в плазмоциты и клетки памяти. Следовательно, дефицит LRBA приводит к дефектам в дифференцировке B-клеток [9].

При гомозиготной мутации LRBA отмечается нарушение развития и активации В-клеток. В исследованиях in vitro отмечалось недостижение конечной стадии дифференцировки – плазмобластов, сниженная секреция иммуноглобулина, а также низкие пролиферативные ответы на стимуляцию. Таким образом, было показано, что мутации в LRBA вызывают дефекты активации и аутофагии В-клеток. Это приводит к нарушению и усилению апоптоза [9].

Аутофагия является основным процессом цитопротекции, посредством которого лизосомы разрушают клеточный материал [9,  16]. В своих работах Lopez-Herrera и соавт. показали, что B-клетки с дефицитом LRBA значительно снижали способность вызывать аутофагию в ответ на голодание [9]. Отмечено, что содержание лизосом и LC3-позитивных аутофагосом было увеличено, а маркеров – снижено. Следовательно, аутофагический процесс нарушен и не может быть завершен. Было высказано предположение, что причиной несовершенной аутофагии является нарушение слияния аутофагосом и лизосом либо нефункционирующие лизосомы. Следовательно, клетки накапливают аутофагосомы и LC3-содержащие везикулы, которые могут способствовать гибели клеток [9,  16].

О снижении аутофагии при дефиците LRBA свидетельствует аномальное накопление органелл в В-клетках, что подтверждается низкой экспрессией LC3-лизосом [9]. Эти данные свидетельствуют о том, что LRBA играет значительную роль в аутофагии, и повышенная восприимчивость к апоптозу может быть следствием дефектной аутофагии [9,  16].

Известно, что дефекты аутофагии и апоптоза имеются при аутоиммунных состояниях, таких как системная красная волчанка, следовательно, возможно предположить, что аутоиммунные нарушения, наблюдаемые у лиц с дефицитом LRBA, также связаны с дефектной аутофагией и повышенным апоптозом [9,  16].

Несмотря на то что LRBA находится в эндосомальном компартменте, он не транслоцируется на фагосомную мембрану во время поглощения фагоцитов и не опсонирует с фагоцитированными частицами, следовательно, не принимает непосредственного участия в самом процессе фагоцитоза. Однако он играет активную роль в формировании и созревании ранних эндосом (в частности, аутофагосом) [17].

Дефицит LRBA и CTLA4

В 2015 г. было установлено, что LRBA регулирует экспрессию CTLA4. Уровень мРНК CTLA4 был нормальным у LRBA-дефицитных пациентов, что говорит о посттрансляционном уровне регулирования белка CTLA4. Конкретнее, LRBA регулирует лизосомальную деградацию CTLA4, а также участвует в регуляции рециркуляции эндосом. Существует предположение о дозозависимости CTLA4 от уровня LRBA. Другие эндосомные белки (CD154 и CD107) часто имеют нормальный уровень, что не приводит к глобальным дефектам транспортировки везикул у Т-клеток с дефицитом LRBA [18].

LRBA локализуется с CTLA4 в эндосомальных везикулах, а дефицит LRBA приводит к снижению уровня белка CTLA4 в FoxP3+ в Т-клетках. В LRBA-дефицитных клетках ингибирование деградации лизосом хлорохином предотвращает потерю CTLA4. Эти результаты объясняют механизм оборота CTLA4 и, контролируя иммунные реакции, предлагают способы лечения заболеваний, включающих путь CTLA4 [18].

CTLA4 ингибирует иммунный ответ за счет конкуренции с костимулирующей молекулой CD28 за лиганды CD80 и CD86 или путем удаления этих лигандов из антигенпрезентирующих клеток посредством трансэндоцитоза. Таким образом, CTLA4 активно участвует в подавлении аутоиммунитета и поддержании иммунного гомеостаза [18,  19].

CTLA4 находится в эндосомах, которые высвобождаются на поверхность клетки после стимуляции T-клеточным рецептором (TCR) [18].

Клиническая картина и диагностика

Дефицит LRBA устанавливается на основании клинической картины, лабораторных данных и генетического исследования [5]. Как и для других форм иммунодефицитов, для дефицита LRBA характерна вариабельность симптомов [1,  6]. Дебют заболевания может начинаться как с аутоиммунных проявлений, так и с инфекционных [20]. Чаще всего дефицит LRBA можно заподозрить у пациентов, имеющих сниженные уровни по крайней мере двух классов иммуноглобулинов (IgM, IgG или IgA), страдающих от рецидивирующих инфекций, аутоиммунных нарушений и хронических заболеваний легких и желудочно-кишечного тракта [6].

Пациенты с дефицитом LRBA развивают ОВИН-подобные проявления с аутоиммунными нарушениями (CVID-8) [11]. Заболевание характеризуется ранним началом рецидивирующих респираторных инфекций, патологической лимфопролиферацией различной локализации, вариабельной комбинацией иммунных и аутоиммунных нарушений [8,  11].

Наиболее распространена лимфоцитарная инфильтрация кишечника, вызывающая различные формы энтеропатии, включая развитие целиакии и болезни Крона [6,  11]. Следовательно, одним из ведущих симптомов является диарейный синдром [11]. Часто симптомы энтеропатии сопровождаются явлениями лимфаденопатии и гепатоспленомегалии [6].

Аутоиммунные нарушения могут затрагивать различные органы и ткани [10–13]. Со стороны кроветворной системы чаще всего это гемолитическая анемия и тромбоцитопеническая пурпура [10–13]. Реже развиваются аутоиммунный тиреоидит, диабет I типа, аутоиммунные артриты [6,  9]. У некоторых пациентов могут развиваться аутоиммунные воспаления сосудистой оболочки глаза и кожи (псориаз, реже витилиго) [6,  9].

При лабораторном исследовании может быть обнаружена низкая экспрессия белка LRBA в Т-reg, активация эффекторных Т-клеток, низкий уровень переключенных В-клеток памяти (CD19+CD27+IgD–) и прогрессирующее снижение циркулирующих В-клеток [6,  9].

Таким образом, дефицит LRBA следует исключать у пациентов с ОВИН-подобным фенотипом при наличии патологической лимфопролиферации, аутоиммунных проявлений (в первую очередь цитопений), а также снижении переключенных В-лимфоцитов и прогрессирующем снижении циркулирующих В-лимфоцитов. При подозрении на дефицит LRBA оценивается экспрессия белка CTLA4 на T-reg, ответ В-клеток на стимуляцию к пролиферации. Окончательный диагноз позволяет установить только молекулярно-генетическое обследование [9,  11,  15].

Лечение

Так как дефицит LRBA относится к ПИД с нарушением синтеза антител (группа ОВИН), основная тактика лечения – заместительная терапия иммуноглобулинами. Однако также необходимо учитывать важность коррекции проявлений иммунной дисрегуляции, таких как патологическая лимфопролиферация и аутоиммунные нарушения. Для этих целей ранее длительное время широко использовалась иммуносупрессивная терапия цитостатиками, системными глюкокортикостероидами [5,  6,  18].

В настоящее время, после открытия связи дефицита LRBA и экспрессии CTLA4, для патогенетического лечения с учетом профиля эффективность-безопасность разработано три препарата, имитирующих действие CTLA4: абатацепт, получивший широкое применение для лечения ревматоидного артрита, белатасепт, используемый для профилактики отторжения после трансплантации почки, и ипилимумаб – для иммунотерапии меланомы [6,  18].

Абатацепт представляет собой растворимый белок, состоящий из внеклеточного домена CTLA-4, связанного с модифицированным Fc-фрагментом IgG1 человека [19]. Он селективно модулирует ключевой ко-стимулирующий сигнал, необходимый для полной активации Т-лимфоцитов, экспрессирующих кластер дифференцировки 28 (CD 28), таким образом, он может использоваться для коррекции нарушений, возникающих при дефиците LRBA, селективно воздействуя на активацию Т-клеток [19].

Как и заместительная терапия, лечение абатацептом назначается пожизненно с коррекцией дозы и интервалом введения в зависимости от ответа на терапию.

У пациентов с дефицитом LRBA наблюдалось значительное и устойчивое улучшение в ответ на абатацепт [18]. Обоснование терапии иммунных осложнений абатацептом у больных с дефектами LRBA позволило на практике сдержать развитие и прогрессирование осложнений [8].

Редко в крайне тяжелых случаях при торпидном течении используется трансплантация костного мозга [6].

Заключение

Клиническое наблюдение за пациентами с дефицитом LRBA показало, что лечение абатацептом довольно быстро улучшает общий клинический статус, оказывает положительный эффект на явления интерстициальных изменений в легких, по данным компьютерной томографии (КТ), и легочной функции. Немаловажным является контроль иммунных цитопений тяжелого течения и других аутоиммунных проявлений. Положительный эффект достигается и в коррекции симптомов энтеропатии, лимфаденопатии и гепатоспленомегалии. При этом улучшения носят стойкий характер при продолжении приема абатацепта в течение 5–8 лет [18,  19].

Несмотря на то что абатацепт является средством патогенетической терапии, не у всех пациентов он позволяет контролировать аутоиммунные нарушения. При торпидном тяжелом течении единственным методом курации может рассматриваться трансплантация гемопоэтических стволовых клеток [6,  18].

About the authors

Tatyana V. Latysheva

NRCI Institute of Immunology FMBA of Russia

Email: tv.latysheva@nrcii.ru
ORCID iD: 0000-0003-1508-0640

head of the Immunopathology and Intensive Care Department, NRC Institute of Immunology FMBA of Russia, MD, PhD, professor

Russian Federation, Moscow

Elena A. Latysheva

NRCI Institute of Immunology FMBA of Russia

Email: ea.latysheva@nrcii.ru
ORCID iD: 0000-0002-1606-205X

chief researcher of the Immunopathology and Intensive Care Department, NRC Institute of Immunology FMBA of Russia, MD, PhD

Russian Federation, Moscow

Nailya Kh. Setdikova

NRCI Institute of Immunology FMBA of Russia

Email: nh.setdikova@nrcii.ru
ORCID iD: 0000-0003-2587-7928

senior researcher of the Immunopathology and Intensive Care Department, NRC Institute of Immunology FMBA of Russia, MD, PhD

Russian Federation, Moscow

Daria R. Esaulova

NRCI Institute of Immunology FMBA of Russia

Author for correspondence.
Email: esaulova.d.r@gmail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0283-5637

medical resident of the Immunopathology and Intensive Care Department, NRC Institute of Immunology FMBA of Russia

Russian Federation, Moscow

References

Supplementary files