ALPS——细胞凋亡遗传疾病国际研讨会的十大教训

摘要

自身免疫性淋巴增生综合征（ALPS）是最早也是人们最了解的涉及细胞凋亡和自身免疫缺陷的遗传疾病之一(Rieux-Laucat等人，1995年;Fisher等人，1995年). 2009年9月21日至22日，一个国际研究小组在美国国立卫生研究院（NIH）召开会议，讨论过去15年对数百个ALPS家族进行的广泛研究所得出的见解。Jennifer Puck（美国旧金山加利福尼亚大学）回顾了疾病定义，包括慢性淋巴结病和/或脾肿大、淋巴细胞凋亡缺陷和CD4显著升高⁻CD8（CD8）⁻（双负极），B220⁺T细胞受体（TCR）αβ⁺T细胞（DNT细胞）。通常，成人DNT细胞<1%，而ALPS患者的DNT细胞从2%扩张到40%，这与疾病严重程度相关。虽然还没有完全解决，但DNT细胞显然来自CD8⁺T细胞通过未知的外周过程而不是胸腺发育过程。ALPS患者有自身抗体介导的血液学缺陷或“细胞减少症”，如Coombs阳性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。Fas（也称为CD95，APO-1）凋亡和相关通路的缺陷构成了该病的遗传基础。在两天的会谈和讨论中，出现了十个可以应用于遗传和免疫学疾病的明确的“现场”课程。

第1课

Michael Lenardo（美国国立卫生研究院）回顾了最初的实验，这些实验证明ALPS患者存在凋亡缺陷，以及ALPS等位基因在转染分析中的主要干扰作用。大多数ALPS患者的Fas基因存在杂合子突变，该基因编码有缺陷的显性Fas蛋白（Ia型）(图1). Fas受体与TNF受体（TNFR）超家族中的其他受体类似，作为同三聚体复合体发挥作用，即使是单个缺陷亚单位也能对其造成功能性“中毒”。保留N末端前配体组装域（PLAD），以便缺陷和正常受体链可以结合(图1). 在非出血性人类中，这种主要的干扰机制解释了杂合缺陷如何导致ALPS，并可能解释涉及凋亡途径和TNFR超家族受体的其他疾病。事实上，显性突变会导致常见可变免疫缺陷患者TNF-R家族成员TACI亚单位的组装缺陷(Garibyan等人，2007年). 教训#1：在远交系人群中，显性相互作用而非功能丧失的基因突变可能在需要蛋白质复合物的途径中占主导地位。

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图1

ALPS基因突变的分子基础和临床分类

规范Fas信号传导所涉及的分子如上图所示，正常信号传导途径如左图所示。膜结合Fas配体结合前相关三聚体Fas，并通过招募适配器FADD（Fas-associated death domain）蛋白、caspase-8（Casp8）和/或caspase-10（Casp10）触发死亡诱导信号复合物（DISC）的形成。右侧，ALPS和ALPS样患者中已确定的基因突变与其临床分类有关。括号中显示了每种类型的发病率百分比。碱性磷酸酶突变：Ⅰa型：Fas；Ib型：Fas配体；I型：Fas的体细胞突变；II型：Casp-10；III型：未知遗传缺陷；IV型：N-Ras（神经母细胞瘤Ras，一种参与细胞因子撤退凋亡调节的分子）；CEDS（Caspase-8缺乏状态）：Casp8纯合基因缺陷。Bim代表BCL-2相互作用的细胞死亡介质。

第2课

Frederic Rieux-Laucat（法国INSERM内克尔医院）描述了他的发现，即ALPS患者可以在DNT细胞和其他小淋巴细胞亚群（ALPS 1m型）中选择性地表现出体细胞Fas突变(Holzelova等人，2004年). 这些患者是具有种系突变的ALPS患者的症状学表现，表明DNT细胞可能是该病的主要致病催化剂。在没有种系突变的患者中，1百万型占30%。第二课：在涉及意外细胞群出现的免疫疾病中，可能会发现仅限于具有选择性生存优势的细胞子集的体细胞基因突变。

第3课

Tom Fleisher（美国国立卫生院）讨论了碱性磷酸酶如何涉及到不止一个孟德尔性状。导致ALPS的基因突变被指定为I至IV亚型(图1). 大多数突变影响Fas信号装置，称为“死亡诱导信号复合体”（DISC）。Ia型代表Fas的突变(TNFRSF6公司)染色体10q24上的基因。在ALPS Ia型患者中，大多数Fas突变（超过70%）改变了胞质内死亡域并导致典型临床表型。Ib型涉及Fas配体的突变(TNFSF6型，M5）基因（图位1 H2.1|1 85.0 cM）。这些也会产生主要的干扰蛋白，因为配体也作为三聚体复合物发挥作用。II型ALPS是由于caspase-10的显性干扰突变所致(胱天蛋白酶10; 第2染色体，地图位置626.70）。一种与碱性磷酸酶相关的疾病，称为半胱氨酸蛋白酶-8缺乏状态（CEDS），是由半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-8的功能丧失突变引起的(CASP8公司; 染色体2，图位626.70），一个与caspase-10占据相同基因组位点的紧密副log。CEDS与ALPS观察到的淋巴增殖和凋亡缺陷相同，但表现为免疫缺陷而非自身免疫(Chun等人，2002年). Caspase-8在淋巴细胞活化过程中NF-κB转录因子的诱导以及Fas DISC介导的细胞凋亡中发挥双重作用(Su等人，2005年). III型指的是未知分子病因学的ALPS，这可能是新发现的令人兴奋的来源。Umberto Dianzani（意大利东皮埃蒙特大学）讨论了具有严重自身免疫、淋巴增殖和Fas凋亡缺陷但DNT正常的ALPS变体。骨桥蛋白和穿孔素的基因缺陷可能是这些变异综合征的基础(克莱门蒂等人，2006年). 最后，ALPS IV型患者存在致癌Ras基因的激活突变（例如，N-Ras中的G13D突变），这也会产生造血恶性肿瘤倾向(Oliveira等人，2007年). Joao Bosco Oliveira（美国国立卫生研究院）描述了活化的Ras如何显著降低Bim蛋白的表达，导致淋巴因子退出受损和TCR诱导的细胞凋亡。有趣的是，患有类似青少年粒单细胞白血病（通常在婴儿期致命）的患者亚群的病情明显较轻，具有ALPS IV型的特征。第3课：随着疾病发病机制中发现更多基因，疾病的临床异质性扩大，以反映相关基因的生理效应。

第4课

Elaine Jaffe（美国国立卫生院）描述了ALPS的特征性组织病理学，ALPS影响包括淋巴细胞、巨噬细胞（组织细胞）和树突状细胞（DC）在内的多个免疫细胞隔室(Lim等人，1998年). 淋巴结中DNT细胞增多会导致滤泡增生和副皮质显著扩张，这可能被误认为是T细胞淋巴瘤。事实上，在诊断ALPS中的T细胞淋巴瘤时应谨慎，因为DNT的扩张通常是多克隆和非恶性的。DNT细胞是CD57⁺可能提示细胞衰老，尽管ALPS存在凋亡缺陷，但通常表达大量Fas和Fas配体。S-100型⁺DNT细胞中的组织细胞也会增加。S100+组织细胞显示皇帝病的迹象（组织细胞内淋巴细胞和浆细胞的渗透）。这些特征是Rosai-Dorfman综合征的特征，这是一种罕见的儿童疾病，以颈部淋巴结病和自身免疫为特征。这种情况，也称为窦组织细胞增生症伴大量淋巴结病，可能表现为forme水果ALPS。ALPS中的组织细胞和树突状细胞明显与淋巴细胞具有相同的凋亡缺陷，并且曾遇到过一例组织细胞肉瘤。第四课：虽然一般认为自身免疫是由淋巴细胞紊乱引起的，但树突状细胞或巨噬细胞的稳态和/或功能异常也可能起重要作用。

第5课

Stefania Pittaluga（美国国家卫生研究院）回顾了ALPS中霍奇金淋巴瘤和非霍奇金恶性淋巴瘤的发病率分别增加了50倍和14倍。T细胞监测缺陷、EBV感染和B细胞凋亡缺陷都可能导致淋巴瘤。此外，由于外周T细胞向Th2细胞表型倾斜或由于BCRF1号机组EBV中的基因（病毒IL-10）可能也有类似的作用。散发性淋巴瘤的研究也发现了Fas突变(Takahashi等人，2006年). Louis Staudt（美国国立卫生研究院）描述了mRNA表达微阵列如何描述具有不同治疗敏感性和预后的淋巴瘤分子亚型。然而，除了ALPS中凋亡失败可导致B细胞扩增的一般概念外，对淋巴瘤倾向的理解有限。第5讲：Fas通路在预防B细胞淋巴瘤中发挥着普遍作用。

第6课

讨论了该病的定义特征以及ALPS个体和亚型之间的变异性。重要的是，同一血统中拥有相同基因的个体Fas公司基因突变可以表现出广泛的疾病症状。这种可变外显率尚未得到分子解释，但可能源于迄今为止尚未明确的“背景”遗传差异或环境因素。值得注意的是液化石油气或全球导航系统不同近交系小鼠的突变也会产生不同的疾病表型。与小鼠或其他近交实验生物不同，基因多样性个体中单基因缺陷的多效性正在成为人类疾病中的一个反复出现的主题。人类显著的表型变异引发了关于什么临床发现应该定义ALPS的问题。诊断ALPS所需的经典三联征包括慢性淋巴结病和脾肿大、淋巴细胞凋亡功能缺陷和DNT细胞升高。值得注意的是，尽管Fas凋亡在许多细胞类型和组织中进行了研究，但ALPS患者的临床异常主要局限于免疫系统。Koneti Rao（美国NIH）总结了NIH临床中心过去15年在250多名患者中观察到的ALPS临床谱。他表示，CT扫描可以很容易地显示弥散性淋巴增生。当血液学家看到年轻患者出现细胞减少、淋巴结肿大和脾肿大时，他们必须谨慎地提出可能的癌症问题，直到ALPS或相关的非恶性原因被排除。ALPS患者通常表现为高丙种球蛋白血症、单核细胞增多症、嗜酸性粒细胞增多症，骨髓活检通常显示特征性组织病理学以及病理性DNT细胞。教训6：Fas通路缺陷主要导致免疫异常，与近交系小鼠不同，人类表现出与基因缺陷相关的大量多效性和可变外显率，可能是由于背景基因或环境差异，即使在同一家族中，个体之间也存在差异

第7课

ALPS诊断的最大问题是外周血淋巴细胞的功能性凋亡检测。与会者讨论了两个挑战。首先，定义凋亡缺陷应该是什么？迄今为止，ALPS患者的植物血凝素A（PHA）和IL-2活化T细胞的凋亡异常已在直接Fas触发的死亡（Ia和II型）、TCR诱导的死亡（称为再刺激诱导的细胞死亡（RICD）（Ia、Ib和II类）和淋巴因子撤退性死亡（IV型）中确定。因此，ALPS的相关凋亡“缺陷”实际上根据精确的分子缺陷而不同。因此，Fas凋亡缺陷太窄，无法定义所有ALPS病例。第二，如何在目前程序和结果差异很大的医疗中心实现化验标准化和效率。这种变异性在典型的Ia型患者中较少，在III型患者中可能最大，这表明它也与所涉及的基因缺陷的性质有关。Richard Siegel（美国国立卫生院）提请注意PHA+IL-2刺激的T细胞制剂因培养培养时间（可能是几天到几周）而产生的变化。人们一致认为需要对新鲜细胞进行快速检测。Siegel与特定CD4相关⁺正常人T细胞亚群对Fas杀伤有选择性敏感性。因此，针对特定亚群的量身定制的方法可能会产生更有效的测定。某些医疗中心已经建立了控制良好的化验，这使人们乐观地认为，共识化验可以作为该领域的标准。第7课：针对罕见疾病的人体临床测试可能会导致医疗中心之间的巨大差异，只有通过严格的测试协议和标准交叉比较才能克服这种差异。

第8课

与许多遗传疾病一样，未经功能评估的基因组DNA测序正越来越多地用于诊断。商业检测服务可以检测到碱性磷酸酶中的大多数单核苷酸变化。这在局部中心是有用的，尤其是当突变之前已被证实具有功能性有害时。然而，证明功能性细胞凋亡异常对于ALPS的严格诊断是重要的。现在，可以通过Lisa Forman（美国国家医学图书馆）描述的Leiden在线变异数据库（LOVD），以一种可广泛访问的格式，列出世界各地已知的ALPS相关突变。这是一个新的开源网站，能够整理任何基因疾病的突变。NIH国家生物技术信息中心将建立一个ALPS网站，链接编码Fas、FasL、Casp-10等基因的LOVD网页，该网站将由Joao Bosco Oliveira和Julie Niemela（美国NIH）管理。疾病门户网站链接的特定于位置的互联网数据库可能会成为遗传病研究和临床管理的基础。第八课：通过开放访问、基于网络的工具，如莱顿在线变异数据库，将与罕见疾病相关的变异编目变得更加有效。

第9课

美国辛辛那提大学（University of Cincinnati，USA）的杰克·布莱辛（Jack Bleesing）介绍了辛辛那蒂儿童医院医疗中心使用的流式细胞仪面板作为ALPS的诊断屏幕。它定义了一个定量免疫表型，包括DNT细胞的数量、CD25的比率⁺CD3（CD3）⁺至HLA⁻博士⁺CD3（CD3）⁺电池，增加B220⁺T细胞和CD27减少⁺记忆B细胞。此面板有助于ALPS患者分类。然而，在特定患者的各种ALPS标记物中也观察到了多效性，标记物的正常范围随患者的年龄而变化。据讨论，随着患者年龄超过青春期和胸腺退化，异常淋巴细胞数量以及疾病严重程度会下降。ALPS中显著增加的其他生物标记物包括可溶性Fas配体、循环IL-10，以及令人惊讶的维生素B-12，其生物来源未知。这些标记物的组合可以代替Fas测序对ALPS进行高度诊断，Joao Bosco Oliveira和Tom Fleisher一直在研究利用流式细胞术和血清学标记物的ALPS诊断算法。新的共识ALPS分类和修订的诊断标准将加快不同中心之间的合作和标准化。

ALPS的诊断对患有这种疾病的家庭是有益的。虽然不能直接纠正遗传损伤和生化途径，但不应低估了解ALPS分子病因的医学重要性。在许多情况下，了解基因缺陷可以防止误诊，尤其是与淋巴恶性肿瘤混淆，以及进行不必要的和潜在的毒性治疗。该病的自然病史是可变的，尽管临床上有异常，但许多患者可以不接受治疗而生存。大多数患者接受免疫调节剂，如皮质类固醇、利妥昔单抗、霉酚酸酯（MMF，Cellcept）、静脉注射免疫球蛋白，最近还接受雷帕霉素（西罗莫司）。皮质类固醇尽管有大量的代谢和免疫副作用，但仍然是ALPS的初始治疗方法，也许是最可靠的治疗方法，这是对免疫治疗现状的一个深刻见解。临床管理的其他方面包括CT扫描（每2年一次）、脾脏保护器的应用（因为儿童容易外伤性破裂其扩大的脾脏）以及脾切除术后预防抗生素的使用，以避免肺炎球菌败血症。通过使用霉酚酸酯和雷帕霉素治疗，避免脾切除术越来越成功，而这仍是目前治疗这些患者的基石。David Teachey（美国宾夕法尼亚大学）讨论了雷帕霉素和其他靶向治疗对急性胰腺炎的疗效。他的研究小组首次表明，雷帕霉素（一种mTOR激酶抑制剂）对液化石油气^cg公司Fas突变导致的疾病表现类似于ALPS的小鼠。临床研究表明，雷帕霉素在某些情况下可以通过DNT的重组和淋巴结病、脾肿大和自身免疫的解决来显著解决ALPS的疾病表现(Teachey等人，2006年). 这种药物可能通过其有效消除DNT细胞的能力来解决疾病症状，这是其他药物所没有的发现。然而，终止治疗导致了疾病表现的复发。人们还对雷帕霉素的副作用，特别是对儿童的副作用表示严重关切。一些患者对雷帕霉素没有反应，这些可能通过药物组合来控制，例如mTOR抑制剂、霉酚酸酯和甲氨蝶呤。Teachey和他的同事还通过使用γ-分泌酶抑制剂，在ALPS中靶向notch信号。这些药物在临床前研究中对疾病表现有很好的效果(Teachey等人，2008年)然而，它们目前还不能用于临床测试。因此，ALPS治疗的未来可能预示着药物比现有药物更具疾病特异性，毒性更低。第9课：对于由异常淋巴细胞稳态引起的自身免疫并发症，皮质类固醇仍然是首选的初始药物，尽管新的类固醇切割剂正在开发和测试中。

第10课

最后的会谈提供了对ALPS研究前景的进一步见解。从临床方面来看，Nichola Cooper（联合王国儿童健康研究所）报告称，在一些免疫性特发性血小板减少性紫癜（ITP）患者中发现DNT细胞增多，表明该综合征与Fas功能和ALPS重叠。Stefan Muljo（美国国立卫生研究院）描述了microRNA研究，指出ALPS等遗传病需要进一步分析microRNA作为潜在致病因子、生物标记物、风险因素，甚至是疾病外显率的决定因素。Lorraine O'Reilly（Walter and Eliza Hall Institute，Australia）描述了Andreas Strasser实验室对小鼠进行的基因工程研究，以选择性表达膜结合或可溶性形式的Fas配体(O'Reilly等人，2009年). 她已经确定，T细胞受体诱导的死亡需要膜结合Fas配体，这种Fas配子的缺乏会导致淋巴增殖、自身免疫、肾小球肾炎、皮炎和组织细胞肉瘤的发病率增加。Hao Wu（美国康奈尔大学）描述了Fas的一种新结构：Fas相关死亡结构域（FADD）蛋白死亡结构域（DD）关联，该关联具有有趣的连锁DD对称性，揭示了ALPS中Fas-DD突变实际上是如何映射到界面并破坏功能的。Fas和FADD-DD复合物的低聚物性质可能促进信号传递中的协同作用。该结构为参与者提供了一种直观的表示，说明特定突变如何产生构成ALPS遗传基础的主导干扰。第10课：对信号蛋白复合体进行更新的结构和生物化学检查可以阐明基因突变是如何导致疾病的。

总之，会议引发了围绕这些教训的讨论，这些教训与ALPS和其他人类遗传疾病密切相关。ALPS和常见可变免疫缺陷（CVID）、家族性噬血细胞性淋巴组织细胞增多症（FHLH）和X连锁淋巴增生性疾病（XLP）的特征有重要重叠，特别是因为XLP涉及缺陷性细胞凋亡(斯诺等人，2009年). 也许参与者的最后一课是，对ALPS等罕见遗传病的深入分子、细胞、临床和治疗研究为正常免疫系统功能提供了丰富的见解。

致谢

脚注

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