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Chapter 8 Classic Severe Combined Immunodeficiency
免疫缺陷基金会
原发性免疫缺陷病患者及家属手册
丽贝卡・巴克利医学博士(美国北卡罗来纳州达勒姆市杜克大学医学院)
詹妮弗・海马尔医学博士(美国宾夕法尼亚州费城儿童医院)
概述
重症联合免疫缺陷病(Severe Combined Immunodeficiency,SCID,发音为 “skid”)是一种严重的原发性免疫缺陷病(PI)。患有该疾病的患者,其 T 淋巴细胞和 B 淋巴细胞功能同时缺失。若不接受干细胞移植或矫正性基因治疗,SCID 会致命。目前已知至少有 13 种不同的基因缺陷可导致 SCID,这些缺陷会使患者极易受到严重感染。通常认为,SCID 是最严重的原发性免疫缺陷病类型之一。幸运的是,目前已有有效的治疗方法(如造血干细胞移植,即骨髓移植)可用于治疗该疾病,且未来基因治疗有望用于治疗部分类型的 SCID。
定义
SCID 是一种罕见且致命的综合征,病因涉及多种基因缺陷。患者表现为 T 淋巴细胞和 B 淋巴细胞功能同时缺失,多数情况下自然杀伤(NK)淋巴细胞功能也会缺失。这些缺陷导致患者极易发生严重感染。目前已知,至少有 13 种基因发生突变(改变)后可引发 SCID。尽管不同基因类型导致的免疫缺陷,在实验室检查结果和遗传模式上存在差异,但所有患病婴儿均存在 T 细胞缺失,且 T 细胞和 B 细胞功能均严重受损。
近期,医学上发现了渗漏型或非典型(低表达型)SCID。这类患者的 T 细胞数量较少,功能虽有所下降但并未完全丧失。尽管通过新生儿 SCID 筛查,部分患者可在婴儿期确诊,但仍有许多患者在晚年才被诊断出来。
T 细胞受体共同 γ 链缺陷
约 30% 的 SCID 病例由 X 染色体上某一基因的突变引起,这是 SCID 最常见的类型。该基因负责 ID 最常见的类型。该基因负责编码一种名为 IL2RG 的成分(或链),这种成分是 T 细胞生长因子受体及其他生长因子受体的共有组成部分,被称为共同 γ 链(γc)。
该基因发生突变后,患者的 T 淋巴细胞和 NK 淋巴细胞数量会显著减少,但 B 淋巴细胞数量正常或增多(即 T 细胞缺失、B 细胞正常 / 增多、NK 细胞缺失表型,T⁻B⁺NK⁻)。尽管患者体内存在 B 淋巴细胞,但由于 B 细胞表面的生长因子受体异常,B 淋巴细胞无法正常发挥功能(详见《免疫系统与原发性免疫缺陷病》章节)。
这种缺陷遵循 X 连锁隐性遗传模式(详见《遗传》章节)。因此,只有男性会患此类 SCID,但女性可能携带该缺陷基因。携带该基因的女性,其儿子遗传该疾病的概率为 1/2(50%),女儿遗传该致病基因携带状态的概率也为 1/2(50%)。
重组激活基因 1 和基因 2 缺陷
随着新生儿筛查的开展、基因检测可及性的提高,以及渗漏型 SCID 作为一种临床疾病被认知,由重组激活基因 1 和基因 2(RAG1 和 RAG2)常染色体隐性突变引起的 SCID 确诊病例逐渐增多。
RAG1 和 RAG2 是 T 细胞和 B 细胞发育不可或缺的酶,但对 NK 细胞发育无影响。因此,患有此类 SCID 的婴儿,其 T 细胞和 B 细胞数量较少或缺失,但 NK 细胞数量通常正常或增多。
在渗漏型 SCID 患者中,约 40% 存在 RAG1 和 RAG2 突变;在所有 SCID 患者中,该基因突变的发生率约为 19%。男性和女性均有可能患此类 SCID。
腺苷脱氨酶缺陷
另一常见类型的 SCID 由编码腺苷脱氨酶(ADA)的基因发生突变引起。腺苷脱氨酶对多种体细胞(尤其是 T 细胞)的代谢功能至关重要。该酶缺失会导致淋巴细胞内有毒代谢产物蓄积,进而导致淋巴细胞死亡。
腺苷脱氨酶缺陷是 SCID 的第二大常见病因,约占所有 SCID 病例的 15%。患有此类 SCID 的婴儿,其总淋巴细胞计数通常是所有 SCID 类型中最低的,因为其 T 细胞、B 细胞和 NK 细胞数量均显著减少。
这种类型的 SCID 遵循常染色体隐性遗传模式(详见《遗传》章节),男性和女性均有可能患病。
白细胞介素 – 7 受体 α 链缺陷
另有一类 SCID 由 5 号染色体上编码白细胞介素 – 7 受体(IL-7R)α 链的基因发生突变引起。患有此类 SCID 的婴儿体内存在 B 细胞和 NK 细胞,但无 T 细胞。由于缺乏 T 细胞,B 细胞无法正常发挥功能。不过,B 细胞和 NK 细胞本身的功能正常,因此通过移植重建 T 细胞后,所有细胞谱系的功能均可恢复正常。
白细胞介素 – 7 受体 α 链缺陷所致的 SCID 病例占比不足 10%,遵循常染色体隐性遗传模式(详见《遗传》章节),男性和女性均有可能患病。
Janus 激酶 3 缺陷
还有一类 SCID 由 19 号染色体上编码 Janus 激酶 3(Jak3)的基因发生突变引起。Janus 激酶 3 是淋巴细胞内的一种酶,对上述共同 γ 链(γc)的功能发挥至关重要。
患有此类 SCID 的婴儿,其细胞表型与 X 连锁型 SCID 相似,均为 T⁻B⁺NK⁻。但该类型 SCID 遵循常染色体隐性遗传模式(详见《遗传》章节),因此男性和女性均有可能患病。Janus 激酶 3 缺陷所致的 SCID 病例占比不足 10%。
CD3 链缺陷
另有三类 SCID 由编码 T 细胞受体复合物另一组成部分 ——CD3 的三种不同蛋白质链的基因发生突变引起,分别导致 CD3δ 链、CD3ε 链或 CD3ζ 链缺陷。
这些类型的 SCID 均遵循常染色体隐性遗传模式,在 SCID 患者中的总占比不足 5%,男性和女性均有可能患病。
Artemis 缺陷及其他辐射敏感型 SCID
另有一组 SCID 遵循常染色体隐性遗传模式,患者表现为 T 细胞和 B 细胞缺失,但 NK 细胞存在,且对电离辐射敏感。这类 SCID 由与 DNA 修复相关的基因发生突变引起,涉及的基因包括 DCLRE1C(编码 ARTEMIS 蛋白)、PRKDC、NHEJ1 和 LIG4。
除辐射敏感和 T 细胞、B 细胞缺失外,携带 PRKDC、NHEJ1 和 LIG4 基因突变的患者通常还会出现小头畸形(大脑发育异常,导致头部小于正常尺寸)。
辐射敏感型 SCID 在所有 SCID 病例中的占比不足 5%,但在选择预处理药物时需特别谨慎,以降低远期不良反应的风险。
其他病因所致的 SCID
还有多种基因缺陷可通过常染色体隐性遗传导致 SCID,涉及的基因包括编码 CD45、Coronin 1A 和 LAT 的基因。
近期一项研究显示,约 6%-10% 的 SCID 患者,其临床特征和实验室检查结果无法通过已知的基因缺陷来解释。
临床表现
在美国,由于全国范围内已开展基于 T 细胞受体 excision 环(TREC)检测的新生儿 SCID 筛查,可在婴儿出现感染症状前识别高危患儿,因此 SCID 的临床表现正在发生快速变化。这一筛查手段有助于实现早期干预,从而提高患者的生存率。
SCID 患儿在外观上与正常新生儿无明显差异,通常在出现感染症状前,临床状态良好。对于未通过新生儿筛查发现的患儿,反复感染是典型 SCID 婴儿最常见的就诊症状。
SCID 患儿的感染与正常儿童常见的感染(如频繁感冒)不同,通常更为严重,甚至可能危及生命,包括肺炎、严重病毒性呼吸道感染、脑膜炎和 / 或血流感染等。
由于即使是轻微感染也会使用抗生素,这一情况改变了 SCID 的临床表现模式,因此接诊医生需高度警惕,才能及时发现该疾病。
SCID 患儿不仅易患健康婴儿常见的感染,还更易受到对正常免疫功能儿童无害的病原体或活疫苗引发的感染。其中,最危险的病原体之一是耶氏肺孢子菌(Pneumocystis jiroveci),若未及时诊断和治疗,该病原体可导致快速致命性肺炎(PJP)。
水痘病毒(水痘 – 带状疱疹病毒)是另一种极具危险性的病原体。对于健康儿童,水痘虽会造成不适,但通常仅累及皮肤和黏膜,数日内即可痊愈;而对于 SCID 患儿,水痘可能致命,因为感染无法自行缓解,还可能扩散至肺、肝和脑。
巨细胞病毒(CMV)在人群中感染率极高,多数人唾液腺中均携带该病毒,但它可能导致 SCID 患儿发生致命性肺炎。对 SCID 患儿有危险的其他病毒包括:唇疱疹病毒(单纯疱疹病毒)、腺病毒、呼吸道合胞病毒、鼻病毒、副流感病毒 3 型、 Epstein-Barr 病毒(EBV,即传染性单核细胞增多症病毒)、脊髓灰质炎病毒、麻疹病毒(风疹病毒)和轮状病毒。
由于婴儿接种的水痘疫苗、麻疹疫苗和轮状病毒疫苗均为活病毒疫苗,SCID 患儿接种这些疫苗后可能会感染相应病毒。因此,若新生儿 SCID 筛查结果异常,或家族中有 SCID 既往病史或现症患者,在排除新生儿 SCID 诊断前,不应为其接种上述疫苗。
轮状病毒疫苗的问题尤为突出,该疫苗通常在婴儿 6-8 周龄时常规接种,而此时 SCID 患儿可能尚未出现任何感染症状,若未进行新生儿筛查,根本无法确诊。
真菌(酵母)感染也可能难以治疗。例如,口腔念珠菌感染(鹅口疮)在多数婴儿中较为常见,通常可自行消退或经口服药物治愈;但对于 SCID 患儿,口腔鹅口疮可能在治疗后有所改善,却无法彻底痊愈,或在停药后立即复发。念珠菌感染还可能累及尿布区域,少数情况下,SCID 患儿可能出现念珠菌肺炎、脓肿、食管感染甚至脑膜炎。
持续性腹泻导致的生长发育迟缓是 SCID 患儿的常见问题,可能引发严重的体重下降和营养不良。腹泻的病因可能与正常儿童腹泻的病因相同(如细菌、病毒或寄生虫感染),但一旦 SCID 患儿发生感染,病原体很难被清除。
SCID 患儿的皮肤也可能受到影响。皮肤可能长期受到引发口腔鹅口疮的念珠菌感染;部分 SCID 患儿可能出现类似湿疹的皮疹,但实际上这是由母亲的 T 细胞(出生前进入患儿血液循环)攻击患儿组织引起的,这种反应被称为母源性植入物抗宿主病(GVHD)。
对于渗漏型 SCID 患者,若未通过异常新生儿筛查确诊,其临床表现可能在晚年才显现。随着年龄增长,患者的症状差异较大,可表现为联合免疫缺陷的各种症状和体征,其中自身免疫性疾病和侵袭性肉芽肿病变较为常见。
诊断
当前及未来,SCID 的诊断很可能在新生儿筛查结果异常且患儿临床状态良好时做出。若无法进行新生儿筛查,医生通常会根据上述临床特征首先怀疑 SCID。在某些情况下,若家族中有 SCID 既往病史,凭借这一阳性家族史,甚至可在患儿出现症状前确诊。
诊断 SCID 最简单的方法之一是计数患儿(或脐带血)中的外周血淋巴细胞,通过两项检查实现:全血细胞计数和手工分类计数(或计数血液中各类白细胞的百分比),医生可据此计算出淋巴细胞绝对计数(即血液中淋巴细胞的总数)。
正常婴儿在出生后最初几个月内,血液中淋巴细胞计数通常超过 4000 个 / 立方毫米,其中 70% 为 T 细胞。由于 SCID 患儿无 T 细胞,其淋巴细胞计数通常远低于这一数值,所有类型 SCID 患儿的淋巴细胞计数平均值约为 1500 个 / 立方毫米。
若发现淋巴细胞计数偏低,需再次检测以确认结果。若复查后计数仍偏低,应立即进行 T 细胞计数和 T 细胞功能检测,以确认或排除 SCID 诊断。
可通过一种名为流式细胞术的技术,利用特殊染色剂识别并计数不同类型的淋巴细胞,从而确定总 T 淋巴细胞(包括带有胸腺来源标记的新生 T 细胞)、辅助性 T 淋巴细胞、杀伤性 T 淋巴细胞、B 淋巴细胞和 NK 淋巴细胞的数量。
由于其他疾病也可能导致各类淋巴细胞数量低于正常水平,因此最重要的诊断依据是检测婴儿胸腺新生成的 T 细胞,以及进行 T 细胞功能检测。
评估淋巴细胞功能最权威的方法是:将血液淋巴细胞置于培养管中,用多种刺激剂处理后培养数日。正常 T 淋巴细胞在刺激剂作用下会发生细胞分裂;而 SCID 患者的淋巴细胞对这些刺激剂无反应。
由于母体免疫球蛋白 G(IgG)可通过胎盘进入婴儿血液,因此新生儿和低龄婴儿血液中的 IgG 水平接近正常,IgG 缺乏可能在数月后(母体传递的 IgG 被代谢后)才显现。但 SCID 患儿的其他免疫球蛋白(IgA 和 IgM)水平通常极低,部分渗漏型 SCID 患儿的 IgE 水平可能升高。
若家族中有 SCID 既往病史,且已明确致病分子缺陷,可在胎儿出生前(宫内)诊断 SCID。若已对既往患病婴儿完成基因分析,可通过对绒毛膜绒毛取样(CVS)或羊膜穿刺术获取的细胞进行分子检测,诊断胎儿(包括胚胎或胎儿及其周围组织)是否患有 SCID(羊膜穿刺术是从子宫腔内抽取少量含胎儿细胞的液体)。
即使尚未完全明确家族中的致病分子异常,也可通过相关检测排除某些特定缺陷。例如,通过对上述绒毛膜绒毛或羊膜细胞进行酶学分析,可判断是否存在腺苷脱氨酶缺陷。若已明确家族中 SCID 的遗传模式为 X 连锁隐性遗传,且胎儿为女性,则该胎儿不会患病。
在婴儿发生感染前确诊 SCID 具有极其重要的意义,因为在出生后 3 个半月内进行骨髓移植,且移植前未发生感染的患儿,其移植成功率高达 96%。如前所述,通过基于 TREC 的新生儿筛查,可在所有新生儿出生后不久检测出 SCID。截至 2018 年,美国所有新生儿均需接受 SCID 筛查。
遗传方式
所有类型的 SCID 均由基因缺陷引起,这些缺陷既可能遗传自父母,也可能是患病婴儿自身发生的新发突变。
如前所述,基因缺陷的遗传方式分为两种:一种是 X 连锁(伴性)遗传,缺陷基因来自母亲;另一种是常染色体隐性遗传(详见前文 SCID 病因部分),即父母双方均携带缺陷基因(详见《遗传》章节,以深入了解常染色体隐性遗传和伴性隐性遗传疾病的遗传方式、生育患病子女的风险,以及这些遗传模式对其他家庭成员的影响)。
SCID 患儿的父母应寻求遗传咨询,以了解未来生育子女的患病风险。
需强调的是,对于是否再生育,不存在 “正确” 或 “错误” 的选择。这一决策需综合考虑家庭结构的特殊因素、父母的基本理念、宗教信仰和背景、对疾病对自身及所有家庭成员生活影响的认知等。每个家庭的情况都存在差异,影响决策的因素也数不胜数。
一般治疗
患有这种危及生命疾病的婴儿需要父母给予全部的支持与关爱。患儿可能需要反复住院,期间还可能接受痛苦的医疗操作。父母需充分调动自身的内在力量,学会应对这一灾难性疾病带来的焦虑与压力,同时需掌握明确且有效的应对方法,并寻求支持团体的帮助。
照顾 SCID 患儿会耗费父母大量的时间和精力,可能让人感到力不从心。若家庭中有其他子女,父母需记住,也要向他们倾注关爱与照料;同时,父母还需努力维护彼此之间的关系。即使患儿的治疗取得成功,也可能需要进行家庭咨询,以维持家庭成员间的良好关系。
SCID 患儿需进行隔离,尤其要避免与低龄儿童接触。若家中其他子女就读于日托机构、教会学校、幼儿园或小学,他们可能将感染(尤其是病毒性感染)带回家中,这对 SCID 患儿构成极大威胁。
巨细胞病毒(CMV)是目前 SCID 新生儿中最常见的病毒性感染病原体,可能导致慢性肺部疾病、神经功能损害(尤其是失明)等严重远期并发症。因此,许多(但并非所有)免疫学和移植中心会在允许患儿接受母乳喂养前,检测母亲的巨细胞病毒血清学阳性情况。
不应将 SCID 患儿带至日托机构、商店、医生诊室等公共场所,因为在这些地方,患儿很可能接触到携带病原体的低龄儿童。同时,也应限制患儿与亲属的接触,尤其是家中有低龄儿童的亲属。
在家中无需采取复杂的隔离措施,父母也无需佩戴口罩或防护服,但必须勤洗手。
尽管特殊饮食对 SCID 治疗无帮助,但营养支持至关重要。部分 SCID 患儿可能存在食物吸收障碍,进而导致营养不良,此时可能需要通过持续静脉营养支持来维持正常营养状态。患病儿童通常食欲不佳,因此可能无法通过常规方式保证充足营养(详见《一般护理》章节)。
耶氏肺孢子菌在正常人群中极少引起感染,但可导致 SCID 患者发生肺炎。过去,耶氏肺孢子菌感染是 SCID 患者的常见死因;如今,随着早期诊断的实现和复方磺胺甲噁唑预防性治疗的应用,此类感染已较为少见。所有 SCID 患儿均需接受这种预防性治疗,直至其 T 细胞缺陷得到纠正。
活病毒疫苗和非辐照血液或血小板输注具有危险性
若您或医护人员怀疑您的孩子患有严重免疫缺陷,在评估其免疫状态前,不应为孩子接种轮状病毒疫苗、水痘疫苗、腮腺炎疫苗、麻疹疫苗、口服脊髓灰质炎活疫苗或卡介苗(BCG)。如前所述,患儿的兄弟姐妹也不应接种轮状病毒疫苗。
若患儿的兄弟姐妹接种了其他活病毒疫苗,疫苗病毒通常不会从兄弟姐妹体内排出或传播给 SCID 患儿,但有一种例外情况:若接种水痘疫苗的兄弟姐妹在疫苗接种部位周围出现水疱样皮疹,则存在病毒传播的可能。
若 SCID 患儿需要输注血液或血小板,必须输注经辐照处理的巨细胞病毒阴性、去白细胞血液或血小板。采取这一预防措施是为了防止血液制品中的 T 细胞引发致命性移植物抗宿主病(GVHD),同时避免患儿感染巨细胞病毒。
特异性治疗
确诊 SCID 后,患儿需接受免疫球蛋白(Ig)替代治疗(静脉输注或皮下注射),并持续治疗至接受移植且 B 细胞功能恢复。即使完成移植,若 SCID 患者的 B 细胞功能未恢复,仍需终身接受免疫球蛋白替代治疗。
尽管免疫球蛋白替代治疗无法恢复缺陷 T 细胞的功能,但可补充因 B 细胞缺陷而缺失的抗体,因此具有治疗作用。
对于腺苷脱氨酶缺陷所致的 SCID 患者,酶替代治疗(伊来佩戈酶,elapegademase-lvlr)已取得一定疗效,尤其可作为移植或基因治疗前的过渡性或临时性治疗手段。然而,酶替代治疗实现的免疫重建效果不如移植或基因治疗,且无法彻底治愈疾病,患儿需终身定期注射药物。
目前,SCID 最成功的治疗方法是通过造血干细胞移植(HSCT)实现免疫重建。造血干细胞移植应在具有 SCID 治疗经验、且有儿科免疫学家监督移植过程的医疗中心进行。
造血干细胞移植的原理是:将健康供体的骨髓细胞、外周血干细胞或脐带血干细胞输注给 SCID 患者,以健康供体的正常淋巴细胞替代患者自身有缺陷的淋巴细胞,从而纠正免疫功能障碍。这与癌症患者的移植治疗目标不同 —— 癌症患者移植的目的是清除癌细胞,因此在移植过程中需大剂量使用免疫抑制药物。
SCID 患儿的理想供体是人类白细胞抗原(HLA)完全匹配的健康兄弟姐妹。若没有此类供体,过去 40 年间发展的技术已实现了使用无关供体或半相合亲属供体(如父母)进行移植,并取得了较好的效果。
过去 30 年间,已为数百名 SCID 婴儿实施了骨髓移植,造血干细胞移植后 10 年的总生存率达 70%。若供体为匹配的兄弟姐妹,移植成功率可达 94% 以上;若在婴儿出生后不久或 3 个半月内进行移植,治疗效果更佳。
目前,移植前是否采用化疗预处理在学术界仍存在争议,研究表明预处理对患者生存率无显著影响。但在某些基因类型的 SCID 患者中,预处理似乎有助于改善免疫功能,尤其是促进 B 细胞功能恢复。
关于供体来源和预处理方案的选择,应与治疗中心的免疫学家和移植团队充分沟通,为患者制定最佳治疗方案。
目前尚无证据表明,宫内骨髓干细胞移植比出生后立即进行移植更具优势。
最后,基因治疗是过去 30 年间探索的另一种 SCID 治疗方法。已有研究证实,基因治疗可成功纠正 X 连锁型和腺苷脱氨酶缺陷型 SCID 患者的免疫缺陷。
但遗憾的是,在一项针对 X 连锁型 SCID 的临床试验中,接受治疗的患者后续发生血液系统肿瘤的概率较高。这一情况促使研究人员开发更安全的基因治疗给药方式。
自 2016 年起,用于治疗腺苷脱氨酶缺陷型 SCID 的基因治疗产品 Strimvelis 已在欧洲上市,其疗效与非亲属供体造血干细胞移植相当。目前,针对 X 连锁型(IL2RG 基因突变所致)和 Artemis 缺陷型 SCID 的新型基因治疗临床试验正在开展中。
但需注意的是,只有明确致病基因后,才能开展基因治疗,因此明确 SCID 的具体分子诊断具有重要意义。
预后
SCID 通常被认为是最严重的原发性免疫缺陷病类型之一。若未成功接受造血干细胞移植、酶替代治疗和 / 或基因治疗,SCID 患者将持续面临严重感染甚至死亡的风险。
若造血干细胞移植成功,患者自身有缺陷的免疫系统将被正常免疫系统替代,T 淋巴细胞功能也将恢复正常。1968 年,人类完成了首例 SCID 患者的骨髓移植,该患者至今仍健康存活!
本文改编自《原发性免疫缺陷病患者及家属手册(第 5 版)》(2013 年)第 9 章 “重症联合免疫缺陷病与联合免疫缺陷病”。
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