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临床、基础科学家协作发现一种原发性免疫缺陷病 350余种免疫缺陷病基因图谱新添一员
2019年12月12日 18:17   来源:中新网上海  

 

中新网上海新闻12月12日电 (罗燕倩  陈静) 尽管检测手段和方法不断进步,不明原因发热的诊断至今仍是常见而且重要的临床难题之一。12日,国际权威学术期刊《自然》杂志发表了由中国科学家发现的一种全新原发性免疫缺陷病,该病可引起患者发热和炎症反应。

 

 

  据悉,这是复旦大学附属儿科医院临床医生和浙江大学及哈佛大学基础研究科学家通力协作取得的研究成果,阐明了受体相互作用丝氨酸/苏氨酸激酶1(RIPK1)基因突变导致RIPK1无法被切割引起的炎症和周期性发热,并对这一基因突变在炎症产生、细胞死亡等机制进行了详尽的研究,这也是人类首次发现这种类型的变异。本文通讯作者之一、复旦大学附属儿科医院免疫科主任王晓川教授坦言,此项研究对于因免疫相关性疾病导致的不明原因发热患儿来说将带来全新的诊治思路和有效诊治方法。

儿科力量为免疫缺陷病基因图谱新添一员

  引起不明原因发热的原因主要包括感染、肿瘤及免疫相关性疾病。随着疾病谱的改变,免疫相关性疾病逐渐成为不明原因发热的重要因素之一,王晓川教授团队表示,“已经明确一些免疫相关性发热与基因突变有关,也就是有着宿主出生免疫缺陷的基础。”

  随着人类基因组学和免疫学知识的不断完善,以及二代测序等技术手段的支撑,免疫相关性疾病在过去20多年中飞速发展。科学家们能够鉴定出导致不同,免疫相关性疾病的遗传变异,为患者的临床治疗和罕见病的基因检测提供宝贵的数据基础。

  2岁的童童(化名)是家里的第一个孩子,出生后2月龄起出现反复发热,在当地多次住院治疗仍不能明确原因。2017年10月来到复旦大学附属儿科医院临床免疫科住院治疗,进行了全面临床评估,排除了感染、风湿以及肿瘤性疾病所致发热。患儿除了发热以外,还有淋巴增殖的表现,多种促炎症细胞因子增高,这些信息提示他的免疫系统可能存在固有的缺陷。

  初步的全外显子高通量基因测序和免疫分析排除了各种已知的免疫缺陷病,患儿的反复发热情况并未改善,作为本文第一作者、上海市援青干部、复旦大学附属儿科医院免疫科孙金峤教授坦言,在临床发现问题后,复旦儿科团队联合浙江大学周青教授团队和哈佛大学袁钧瑛教授团队,进一步分析患儿的基因测序数据并开展了一系列的基础研究。最终发现患儿RIPK1的p.D324V位点存在新发变异。 “这也是人类首次发现这种类型的变异。” 孙金峤教授表示,RIPK1(Receptor-Interactingserine/threonine-Protein Kinase-1)是受体相互作用蛋白(RIP)激酶家族的一员,参与了决定细胞“生死存亡”的多种重要信号通路,其激酶活性在RIPK1依赖的细胞凋亡和细胞程序性坏死进程中发挥重要的调节作用。以往的研究发现,小鼠RIPK1对应位点(Asp325)突变会引起胚胎致死,主要是由于增多的细胞凋亡和程序性坏死,同时敲除Ripk3和Fadd,或者Mlkl和Fadd可以逆转这一致死表型。然而,人类RIPK1该切割位点变异对这些重要信号通路及人类健康的影响未有报道。

  一系列问题摆在临床医生及基础研究科学家们面前:需要证实这个变异是否是这类患者的致病原因?以及遗传方式;为什么相同的突变类型人与小鼠却有着不同后果?小鼠可引起死胎,人类仅仅发热!另一个问题,同是RIPK1这个基因,已经明确了的其在激酶区的复合杂合突变会导致重症联合免疫缺陷病。而p.D324V位点的杂合突变仅仅导致反复发热?这些问题都等待作者们进一步证实和阐明。

  孙金峤教授分析道,首先这个患儿没有联合免疫缺陷病的临床表现和免疫表型。只是表现为自身炎症的临床和实验室表现,同时也有一定程度的淋巴增殖性表现。患儿的生长发育正常。无家族史和其他严重疾病史。一系列深入的免疫评估指向了自身炎症性发热的可能。因此不同于已经报道的RIPK1激酶区复合杂合突变的联合免疫缺陷病例。

  功能实验研究显示RIPK1的p.D324V位点变异促进了TNF所致的外周血淋巴细胞死亡和炎症反应。尤其是以IL-6为代表的促炎症细胞因子产生明显增加。至少在这种病例其炎症的发生,除了RIPK1的变异造成促炎症细胞因子增加外,细胞死亡又使得炎症加强,二者之间存在相互促进的作用,可以很好的解释其周期性发热等自身炎症的表现。这也为临床可能的治疗手段提供了依据。此外,在RIPK1基因敲除的小鼠胚胎成纤维细胞(MEFs)也看到了类似的变化。这些研究基本解决了患儿RIPK1 p.D324V变异致病的问题。但还无法解释小鼠这一位点突变所引起的死胎而人类仅仅表现为自身炎症的现象。

  进一步的研究发现,取患儿成纤维细胞培养所获得的结果与其外周血单个核细胞及MEFs结果相反,患儿在TNF的刺激下成纤维细胞的死亡和促炎症因子IL-6的产生均较正常对照减少。并且成纤维细胞RIPK1和TNFR1的表达也被下调。这一结果表明人与小鼠的结果并不完全相同,也解释了RIPK1 p.D324V变异在人与小鼠致病的差异,同时表明RIPK1参与细胞和机体炎症调控的组织差异和复杂性。

 中国临床、基础科学家协作研究

  2019年12月12日,浙江大学生命科学研究院周青课题组、哈佛大学医学院袁钧瑛教授团队和复旦大学附属儿科医院王晓川课题组联合在Nature杂志上发表研究论文“A dominant autoinflammatory disease caused by non-cleavable variants of RIPK1”,本研究首次发现人类RIPK1非切割变异导致自身炎症性疾病并解析其发病分子机制。结果表明不能切割的RIPK1可以促进其激酶活性,导致细胞凋亡、细胞程序性坏死增加、炎症因子上调,为临床提供更加合理、科学的治疗建议,从而极大缓解病人的临床症状;同时还发现病人不同种类细胞响应外来刺激的异质性,丰富了RIPK1在调节不同种类细胞死亡中的作用。据王晓川教授介绍,结合这些研究的结果,儿科医院免疫科在2019年3月起给患儿采取了托珠单抗治疗,他的发热频率和持续时间均较前好转。

  如何从众多的患者中把因免疫异常致病的患者诊断出来,需要的技术手段不是常规技术手段所能胜任的。将最新的免疫和分子诊断技术引入临床免疫诊断是王晓川教授近年来一直在探索的问题,从2002年开始,在国内首先对先天性免疫缺陷进行基因诊断,使许多原本停留在书本和文献中的疾病在中国得到明确诊断。如今,几十种原发性免疫缺陷病都已经得到快速明确的诊断,使许多患者的疾病都得到了有效的控制和治疗。

  根据国际免疫学会联合会专家组2017年版分类,可分为9大类,共354种疾病,明确致病基因344个。近年来随着高通量基因测序技术的进步,每年都有数十种新的致病基因被发现,而此项研究是由中国临床医生和基础科学家通力协作主导发现的全新原发性免疫缺陷病,“希望通过临床发现问题,再由基础科学家介入,最终找到有效的治疗手段和办法帮助到更多患儿。”王晓川教授表示。

  据悉,作为国内唯一独立的临床免疫科,儿科医院临床免疫科1981年开展临床免疫专科门诊,2011年创建临床免疫/过敏科,2014年成立了全国首家儿童免疫缺陷病专科病房。诊治范围包括:免疫低下/免疫缺陷、预防接种相关问题、过敏性疾病、不明原因发热等。我们是国内最早开展原发性免疫缺陷病诊治单位之一,在多年的工作中,建立了原发性免疫缺陷病的临床和实验室评估和治疗体系。

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编辑:陈静  

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