激活PI3K-δ综合征(activated PI3K-δ syndrome, APDS)是2013年由Angulo等[1]首次发现的一种罕见常染色体显性遗传免疫缺陷病,由PIK3CD基因发生功能获得性(gain of function,GOF)突变导致编码的p110δ活性增强,PI3K-AKT-mTOR信号通路过度激活,引起反复的呼吸道感染、肝脾淋巴结肿大及巨细胞病毒(cytomegalovirus, CMV)和(或)EB病毒(epstein-barr virus, EBV)血症的临床综合征。免疫学检查显示CD4+T细胞和类别转换记忆B细胞数量均减少,IgM水平升高伴或不伴IgA及IgG降低。现全球共报道48例患者,来自24个家庭,其中29例为c.3061 G>A(E1021K)点突变[1,2,3,4,5,6,7]。国内尚未见该病的报道,现报道北京儿童医院呼吸二科经过基因检查确诊的2例APDS患儿,以提高临床对该疾病的认识。
例1 女,2岁4月龄,主因"反复肺炎、肝脾淋巴结肿大2年"于2015年11月入住我科。患儿于生后22 d首次出现肺炎,1.5月龄出现顽固性腹泻,同期出现肝脾淋巴结肿大,免疫性血小板减少症。至本次入院反复肺炎共8次,其中1次为肺炎克雷伯杆菌感染,1次为流感嗜血杆菌感染。肝脾淋巴结肿大逐渐进展。1岁出现肝功能损害、CMV感染、中性粒细胞减少症。2岁1月龄临床诊断为高IgM综合征(hyper-immunoglobulin M syndromes,HIGM),予以每隔4周静脉输注丙种球蛋白500 mg/kg治疗,但仍有反复严重的呼吸道感染。患儿系第6胎第2产,孕期35+3周时因胎膜早破早产,顺产。患儿有一哥哥,现10岁,体健。父母体健,为非近亲婚配,无家族史。
体格检查:身高75 cm,体重10 kg,神志清楚,营养不良貌,全身浅表淋巴结未触及肿大。无卡疤,呼吸平稳,两肺呼吸音粗,可闻及散在湿啰音及喘鸣音。肝肋下4 cm,质地中等,边缘锐利,脾肋下5 cm,质地硬。无杵状指(趾)。余系统查体阴性。
辅助检查:血生化正常。自身抗体阴性。血常规: 白细胞5.36×109/L,红细胞3.5×1012/L,血红蛋白90 g/L,血小板80×109/L。CMV-IgM阳性;CMV-DNA:1.56×104拷贝/ml。Ig系列:IgA 0.157 g/L(正常0.3~1.2 g/L),IgG 2.58 g/L(正常5.0~13.0 g/L),IgM 5.61 g/L(正常0.4~1.8 g/L),IgE 0.97 U/ml(正常≤49 U/ml)。淋巴细胞亚群:T细胞计数(×109/L): 1.42 (正常0.92~5.3),CD3+细胞计数(×109/L):1.21 (正常0.6~4.0),CD4+细胞计数(×109/L):0.22 (正常0.2~1.9),CD8+细胞计数(×109/L):1.04 (正常0.2~1.7),CD4/CD8: 0.21(正常1.1~2.0),CD4+幼稚性T细胞(%):28.3(正常40~70),CD4+记忆性T细胞(%) :62.4(正常13~30),B细胞计数(×109/L):0.14 (正常0.1~0.5)。痰培养:流感嗜血杆菌(+++)。腹部B超:肝脾肿大,腹部可见多发淋巴结肿大。胸部CT:双肺肺野见片状高密度影,内可见支气管充气征(图1A)。
基因检测:经家长书面知情同意后,采集患儿及其父母的外周血各2 ml,Miller盐析法提取外周血白细胞基因组DNA。首先对先证者进行全外显子组测序,结果显示先证者PIK3CD基因存在c.3061G>A(E1021K)点突变。进行一代测序验证,证实存在c.3061G>A(E1021K)点突变,纯合突变。家庭其他成员均未发现突变(图2)。使用genescan STR基因座进行血亲缘鉴定,证实患儿与父母的亲缘关系,提示为新生突变。
箭头所示为突变位点
诊疗:诊断为APDS,予以静脉点滴更昔洛韦、美罗培南3 d后改为头孢曲松,并输注丙种球蛋白治疗,呼吸道感染好转,予以雷帕霉素1 mg/(m2·d)口服。每间隔4周输注丙种球蛋白500 mg/kg。
随访:出院后继续口服雷帕霉素2周,之后家长因购药困难停药,服药期间未见呼吸道感染,肝脾未见明显缩小。随访2个月,发生肺炎2次。
例2 女,5岁,主因"反复肺炎、肝脾淋巴结肿大3年"于2015年12月入住我科。患儿于2岁时出现发热、肝脾淋巴结肿大,诊断为EBV感染。3岁8月龄首次肺炎,至本次入院反复肺炎共6次,其中2次为肺炎链球菌感染。4岁时出现反复喘息,诊断为支气管哮喘,丙酸氟替卡松吸入气雾剂吸入并孟鲁斯特口服,喘息仍有反复。4岁5月龄再次肺炎,经抗病毒及抗菌治疗3个月肺部感染未见好转,4岁9月龄出现咯血,痰中带鲜血,量少,诊断为支气管扩张。4岁11月龄临床诊断EBV相关淋巴细胞增殖病,予以泼尼松1 mg/(kg·d)口服1个月,肝脾肿大好转,渐减至0.3 mg/(kg·d)维持治疗。患儿系第3胎第1产,足月顺产。父母体健,为非近亲婚配,无家族史。
体格检查:身高102 cm,体重16 kg,神志清楚,营养发育差,颈部、双侧腋窝及腹股沟可触及多枚肿大淋巴结,边界清,活动度好,无压痛。有卡疤,呼吸平稳,左肺呼吸音粗,右下肺呼吸音略低,未闻及干湿啰音。肝肋下3 cm,质韧,边缘锐,脾肋下2 cm,质地中等。可见杵状指(趾)。余系统查体阴性。
辅助检查:血常规、血生化正常。自身抗体阴性。EBV-抗体:EBV-壳抗原(CA)-IgG阳性,EBV-CA-IgM阳性,EBV-早期抗原(EA)-IgA阴性,EBV-核抗原(NA)-IgG阳性。EBV-DNA:1 200拷贝/ml。Ig系列:IgA 1.76 g/L,IgG 10.5 g/L,IgM 2.44 g/L,IgE 198.01 U/ml。淋巴细胞亚群:T细胞计数(×109/L):1.22,CD3+细胞计数(×109/L):1.11,CD4+细胞计数(×109/L):0.18,CD8+细胞计数(×109/L):0.96,CD4/CD8:0.19,CD4+幼稚性T细胞(%):26.7,CD4+记忆性T细胞(%):67.3, B细胞计数(×109/L):0.13。痰培养:肺炎链球菌(++++)。腹部B超:肝脾肿大,腹腔多枚肿大淋巴结。胸部CT:右肺中叶、下叶背段、后背段及左肺上叶舌段见大片致密灶,右肺下叶内可见支气管扩张,左肺下段见棉絮状致密灶(图1B)。电子支气管镜结果:气管支气管内膜广泛黏膜滤泡样增生(图3A、图3B)。支气管镜下气道黏膜病理:支气管黏膜慢性炎症伴大量淋巴细胞增生。
基因检测:经家长书面知情同意后,采集患儿及其父母的外周血2 ml,方法同例1。先证者的全外显子组测序结果显示,PIK3CD基因存在c.3061G>A(E1021K)点突变。进行一代测序验证,证实存在c.3061G>A(E1021K)点突变,杂合突变。家庭其他成员均未发现突变,行STR亲缘鉴定(方法同例1),证实患儿与父母的亲缘关系,提示为新生突变(图4)。
箭头所示为突变位点
诊疗:诊断为APDS,予以静脉点滴更昔洛韦、头孢曲松,静脉输注丙种球蛋白及泼尼松口服,肺部感染明显好转。家长拒绝使用雷帕霉素治疗。每间隔4周输注丙种球蛋白500 mg/kg。
随访:2个月后,复查腹部超声示肝脾淋巴结较前回缩,肺部病变较前吸收,但支气管镜下黏膜滤泡样增生未见好转(图3C、图3D)。
APDS是由PIK3CD基因突变导致的原发性联合免疫缺陷病,临床以反复呼吸道感染、CMV和(或)EBV血症和淋巴组织增生为主要特点[2,3]。反复呼吸道感染多发生婴幼儿期,常见病原为荚膜细菌,如肺炎链球菌、流感嗜血杆菌等,反复感染最终可导致支气管扩张。淋巴结肿大常在1岁内发生,典型的淋巴组织病理活检为生发中心增多,滤泡高度增生,其中呼吸道或消化道黏膜表面结节性淋巴细胞(CD3+CD20+)增生为APDS特异性表现之一。可出现自身免疫性血细胞减少及淋巴瘤。免疫表型为CD8+T细胞及CD4+T细胞数量减少,以幼稚性CD4+T细胞减少为主;记忆性B细胞数量减少,以类别转换记忆性B细胞(IgG+和IgA+)减少为主。IgM增高,伴或不伴IgG及IgA降低。因全球报道病例数少,目前尚无统一的临床诊断标准,确诊依靠基因测定。本文报道的2例患儿均具有典型的临床表现,基因检测证实PIK3CD基因c.3061 G> A(E1021K)突变,符合APDS的诊断。
PIK3CD编码的P110δ作为催化亚基和调节亚基p85α共同形成的二聚体结构脂质激酶PI3K-δ,参与PI3K-AKT-mTOR信号通路功能[1]。PI3K-AKT-mTOR是体内最常见的细胞增殖信号通路,在淋巴细胞的生存和增殖中发挥重要作用。PIK3CD基因突变具有GOF突变特点,c.3061 G> A(E1021K)点突变是PIK3CD热点突变,也是GOF突变的典型代表。研究发现,E1021K p110δ较野生型p110δ而言,具有更高的细胞膜的亲和力及与调节亚基p85α的结合力,导致PI3K-AKT-mTOR信号通路过度激活,出现肝脾淋巴结肿大等表现[1,8]。
APDS是由于PIK3CD基因突变引起的常染色体显性遗传性疾病。本2例患儿在确定父母与先证者的亲缘关系的基础上证实为新生突变。国外已报道的病例 [3] 中有2个家系存在新生突变,其中一个家系的两姐妹均为新生突变,提示新生突变可能为PIK3CD基因的一种重要突变形式。此前尚未看到国内外纯合突变的报道,而例1通过全基因外显子测序及一代测序方法证实为c.3061 G> A(E1021K)纯合突变,原因可能如下:(1)APDS存在常染色体显性遗传和常染色体隐性遗传两种遗传方式。目前报道的APDS病例数少,其他的常染色体隐性遗传病例尚未被发现,但需要更多的病例进一步证实。(2)这种新生的纯合突变是由众多机制导致的,如体细胞重组、有丝分裂期突变的染色体不分离产生的单亲同二体、基因转换、基因缺失或父本染色体出现额外的新生突变等[9]。2篇文献分别报道2例不同的常染色体显性遗传病患者[10,11],基因突变为纯合突变且为新生突变,与例1突变方式相同。Pop等[11]利用单核苷酸多态性及克隆等位基因方法证实其中1例患者是由于有丝分裂期来自母方的新生突变与父方的野生型等位基因之间发生440~2 208个核苷酸的基因转换所致。本文的例1为首次报道的纯合突变APDS患儿,其突变方式的发生机制尚待进一步研究来明确。
临床上,APDS易和其他原发性免疫缺陷病,如HIGM、EB病毒相关淋巴细胞增殖病及自身免疫性淋巴细胞增生症(autoimmune lymphoproliferative syndrome,ALPS)等相混淆。本文的例1在诊断APDS之前被临床诊断为HIGM。APDS与HIGM虽具有相同的免疫表型,但具有各自独特的病原谱及致病基因。HIGM常常发生机会性感染,如卡氏肺囊虫、小隐孢子虫及弓形虫等,常见的基因缺陷包括CD40L、CD40、活化诱导的胞苷脱氨酶及尿嘧啶脱氧核糖核酸转葡糖基酶缺陷[12]等,根据这些可鉴别两者。APDS与EB病毒相关的淋巴细胞增殖病及ALPS相鉴别需要依赖基因检测。
APDS治疗药物的研究主要集中在PI3K-AKT-mTOR通路上重要分子的生物抑制剂上。雷帕霉素通过抑制其靶向蛋白mTOR能显著改善APDS临床症状,是目前已应用于临床的特异性治疗方法之一[2],但因该药的肺毒性及增加癌症的风险,其临床使用受到限制。在我国,因雷帕霉素在儿童使用不广泛且购药困难,临床选用该药受到更大的限制。其他抑制剂,如PI3Kδ及P110δ抑制剂,尚处于研究阶段。本文例2使用糖皮质激素口服后,有一定疗效,但具体作用机制及长期治疗方案均不明确。造血干细胞移植已成功地应用于国外报道的1例患者[1],目前仅随访1年,远期疗效还需要长期的随访数据以明确。定期输注丙种球蛋白对减少呼吸道感染有一定帮助。
总之,APDS为罕见的原发性免疫缺陷病,以反复呼吸道感染,肝脾淋巴结肿大及EBV和CMV病毒血症为其主要特点。PIK3CD基因E1021K点突变为热点突变,且新生突变为APDS重要的突变类型。造血干细胞移植及药物治疗如雷帕霉素、糖皮质激素等的长期疗效尚在探索当中。
探讨PIK3CD基因突变所致激活PI3K-δ综合征(APDS)的临床及基因突变特点。
回顾性分析2015年首都医科大学附属北京儿童医院呼吸二科临床诊断的2例APDS患儿的临床特征,采用全外显子基因测序对先证者进行基因筛查,发现可疑致病基因,利用一代测序进行验证,并对患儿父母进行验证,进而分析获得的基因结果。
2例患儿均为女性,就诊年龄分别为2岁4月龄和5岁,均以反复严重的呼吸道感染、肝脾淋巴结肿大、巨细胞病毒或EB病毒感染为主要表现。体内幼稚性CD4+T细胞数量减少及CD4+/CD8+比例倒置, IgM增高。例1同时出现IgA、IgG降低。例2出现广泛气道黏膜滤泡样增生。2例均携带PIK3CD基因c.3061G>A(E1021K)点突变,且均为新生突变。例1为纯合突变,例2为杂合突变。2例患儿均予以每隔4周静脉输注丙种球蛋白500 mg/kg治疗。例1予以雷帕霉素1 mg/(m2·d)口服,2周后家长自行停药。例2予以口服小剂量泼尼松维持治疗。随访2个月,2例患儿呼吸道感染次数较前减少,例2肝脾肿大较前好转,而气道黏膜增生未见改善。
APDS临床表现包括反复呼吸道感染、肝脾淋巴结肿大、巨细胞病毒或EB病毒血症。免疫表型为幼稚性CD4+T细胞数量减少、CD4+/CD8+比例倒置、IgM增高,部分患者伴有IgA及IgG降低。PIK3CD基因c.3061G>A(E1021K)为常见的新生突变类型。