Závažné primární imunodeficience a možnosti jejich časné diagnostiky, uvedení testu TREC/KREC

Early diagnosis of severe primary immunodeficiencies, TREC/KREC assay

Severe combined immunodeficiency (SCID) represents the most serious form of primary immunodeficiencies. SCID is associated with a profound impairment of immune functions caused by T cell or combined T and B cell defects.

In this short summary article, we present the possibility to use a relatively simple and straightforward test for the presence of naive T and/or B lymphocytes, which can be performed from a dry blood spots. Variants of this test, called TREC (T cell receptor excision circles) for T lymphocytes and KREC (kappa-deleting recombination excision circles) for B lymphocytes, are used worldwide for screening programs for early detection and subsequent early treatment of severe immune disorders indicated for stem cell transplants or gene therapy. SCID neonatal screening is being progressively implemented in the US and in some European countries such as Norway and Switzerland. Pilot studies are underway in other countries such as the Netherlands and Sweden, France, Italy, Spain and the UK. Screening was recently fully implemented in Israel. In the Czech Republic, the test is currently available at two academic reference sites for Bohemian and Moravian regions for selective investigation in the indicated patients. Application for a pilot study is considered in a near future.

In this short article, we provide practical information on the current implementation and availability of these tests in the Czech Republic. The information targets mainly pediatricians, but the test is available also to GPs for children and adolescents, possibly to other physicians, and to parents of children, mainly in families with a positive family history of suspected primary immunodeficiency.

Keywords:

mass screening – SCID (severe combined immunodeficiency) – early diagnosis – test TREC (T cell receptor excision circles) for T lymphocytes – test KREC (kappa-deleting recombination excision circles) for B lymphocytes

Autoři: A. Šedivá ¹; R. Zachová ¹; A. Klocperk ¹; M. Bloomfield ^1,2; E. Froňková ³; M. Svaton ³; T. Freiberger ⁴; J. Litzman ⁵; F. Votava ⁶; V. Kožich ⁷
Působiště autorů: Ústav imunologie 2. LF UK a FN Motol, Praha ¹; Pediatrická klinika 1. LF UK a Thomayerovy nemocnice, Praha ²; Klinika dětské hematologie a onkologie 2. LF UK a FN Motol, Praha ³; Centrum kardiovaskulární a transplantační chirurgie, Brno ⁴; Ústav klinické imunologie a alergologie FN u sv. Anny a LF MU, Brno ⁵; Klinika dětí a dorostu 3. LF UK a FNKV, Praha ⁶; Klinika dětského a dorostového lékařství 1. LF UK a VFN, Praha ⁷
Vyšlo v časopise: Čes-slov Pediat 2019; 74 (3): 182-187.
Kategorie: Přehledový článek

Souhrn

Těžký kombinovaný imunodeficit (SCID, severe combined immunodeficiency) představuje nejzávažnější formu primárních imunodeficiencí. Onemocnění je spojeno s hlubokou poruchou imunitních funkcí spojených s deficity T lymfocytární funkce, v některých formách se závažnými poruchami B funkce.

V tomto krátkém přehledném článku předkládáme možnost vyšetření pomocí relativně jednoduchého a přímočarého testu na přítomnost naivních T, eventuálně B lymfocytů, který je možné provést ze suché kapky krve. Varianty tohoto testu, který se nazývá TREC (T cell receptor excision circles) pro T lymfocyty a KREC (kappa-deleting recombination excision circles) pro B lymfocyty, jsou ve světě užívány ke screeningovým programům k zachycení těžkých poruch imunity indikovaných k léčbě transplantací kmenových buněk krvetvorby či genovou terapií. Celoplošný novorozenecký screening SCID byl postupně zaváděn v jednotlivých státech v USA, kde v roce 2019 probíhá již ve všech státech. V Evropě screening probíhá v Norsku, v dalších zemích je ve stadiu příprav a pilotních projektů, s plánovaným startem v letech 2019 či 2020. Plně zaveden je screening v Izraeli a ve Švýcarsku. V České republice je v současné době test dostupný na dvou referenčních místech v akademických institucích pro Čechy a Moravu formou selektivního screeningu v indikovaných rizikových skupinách probandů. Test začínají nyní poskytovat i soukromé laboratorní firmy. Uvažuje se o pilotním projektu pro ověření schůdnosti novorozeneckého screeningu SCID v ČR.

V tomto krátkém článku podáváme praktické informace o provádění a dostupnosti zmíněných testů v České republice. Informace je určena hlavně pediatrům, avšak nabízíme tento test k dispozici praktickým lékařům pro děti a dorost, eventuálně dalším lékařům, a zprostředkovaně rodičům dětí hlavně v rodinách, které mají pozitivní rodinnou anamnézu s podezřením na možný výskyt primární imunodeficience.

Klíčová slova:

SCID (severe combined immunodeficiency) – těžká kombinovaná imunodeficience – včasná diagnostika – test TREC (T cell receptor excision circles) pro T lymfocyty – test KREC (kappa-deleting recombination excision circles) pro B lymfocyty – screening

ZÁVAŽNÉ PORUCHY T A B LYMFOCYTŮ

Tyto nejzávažnější poruchy imunity zasahují do vývojových řad T a B lymfocytů (obr. 1).

**Obr. 1. Závažné primární imunodeficience. Poruchy vývoje T a B lymfocytů.**

Jedná se o nejtěžší poruchy imunity, u kterých je většinou indikována transplantace kmenových buněk kostní dřeně nebo genová terapie. Bez této terapie je jejich prognóza infaustní. Včasné provedení transplantace v kojeneckém věku má výrazně lepší prognózu než výkon prováděný na terénu, kde se již rozvinuly infekce či jiné komplikace primární imunodeficience.

**Příloha 1. Přehled varovných příznaků primární imunodeficience.**

SCID A CID

Jednotky zařazované do těchto kategorií spadají pod společný název SCID (severe combined immunodeficiency) – těžká kombinovaná imunodeficience, nebo CID (combined immunodeficiency) – kombinovaná deficience, které jsou v řadě případů také indikací k transplantaci kmenových buněk kostní dřeně a tím ke kauzálnímu vyléčení.

Molekulární podstata všech SCID spočívá v mutacích genů, které ovlivňují vývoj T, eventuálně B lymfocytů. Nejdůležitější geny jsou vyznačeny na obrázku 1 a jsou taktéž uvedeny v přehledu z roku 2013. SCID je většinou způsoben kompletní blokádou vývoje T lymfocytů, zatímco CID jsou často podmíněny hypomorfními mutacemi stejných genů jako SCID s parciálními defekty vývoje T lymfocytární řady.

KLINICKÉ PROJEVY

Klinickými projevy jsou především závažné a komplikované infekce často atypicky probíhající a špatně odpovídající na léčbu, objevující se časně v prvních měsících života; u CID se mohou projevit i v pozdějším období. Infekce mohou být opakované a perzistující, nejčastěji s postižením respiračního a gastrointestinálního traktu. Etiologicky se mohou kromě spektra běžných patogenů uplatňovat viry, zvláště cytomegalovirus, infekce Pneumocystis carinii, Candida sp. a další plísně.

VYŠETŘENÍ

Vyšetření se provádí na základě klinického obrazu. Vzhledem k tomu, že se jedná o velmi závažná život ohrožující onemocnění, kdy na vyšetření v době klinických příznaků již může být pozdě, byly postupně vyvinuty varovné znaky, které přikládáme v příloze 1. Jedním z rozhodujících znaků se ukazuje být rodinná anamnéza, které by měla vést k vyšetření ještě před začátkem klinických obtíží.

Základním vyšetřením je diferenciální krevní obraz a dostupné základní imunologické vyšetření. Přesně sem časově i racionálně spadá nově nabízené vyšetření TREC/KREC. Onemocnění SCID i CID bývají provázena lymfopenií, většinou spolu s abnormalitami při vyšetření subpopulací T lymfocytů. Nicméně toto nemusí platit u všech případů SCID vzhledem k takzvanému „mateřskému engraftmentu“, jevu, který provází hlavně SCID. Jedná se o přítomnost cirkulujících mateřských T lymfocytů, nerozpoznaných imunodeficitním systémem dítěte a tudíž přetrvávajícím v jeho oběhu. V tomto případě může být zamaskována lymfopenie, mohou být i detekovány T lymfocyty, nicméně provedený test TREC zachytí nepřítomnost naivních, thymem prošlých buněk a poskytne tak důležitou diagnostickou informaci.

KOMBINOVANÝ TREC/KREC TEST

Během vývoje T i B lymfocytů dochází k přeskupování DNA jednotlivých úseků v genech, což vede k vytvoření variabilní části TCR (receptor T lymfocytu), nebo BCR (receptor B lymfocytu, povrchový imunoglobulin). Při těchto složitých procesech se vyštěpují nepotřebné úseky DNA, které se posléze formují do cirkulární DNA, což je to, co detekujeme testem TREC nebo KREC. Se zráním a dělením buněk se tyto cirkulární úseky již dále netvoří a postupně z populace lymfocytů mizí. Přítomnost TREC při vyšetření tedy značí, že pacient tvoří nové, naivní T lymfocyty, které prošly thymem.

Pro screeningové programy se v USA používá test TREC, v řadě zemí Evropy i v ČR je k dispozici kombinovaný test TREC/KREC, který zachytí i poruchu vývoje B lymfocytů.

Onemocnění, která jsou zachycena TREC/KREC vyšetřením

Jak je již uvedeno výše, TREK/KREC test odhalí většinu závažných poruch ve vývoji T a B lymfocytů. V praktické rovině se jedná o onemocnění SCID (zachycen v programech v USA byl SCID s mutacemi v IL-2R, JAK3, IL-7R, CD45, RAG1, RAG2, Artemis, ADA, CD3, CD8 a další vzácnější mutace) a dále syndromy se závažnou poruchou T lymfocytů, jako je kompletní diGeorgeův syndrom, Omennův syndrom a ataxia teleangiectasia.

Onemocnění, která nejsou zachycena TREC/KREC vyšetřením

TREC/KREC nezachytí ta onemocnění, kdy porucha funkce T lymfocytu vznikne ve vývoji T buněk až po přeskupení DNA v procesu VDJ rekombinace. Vyšetření tedy mohou uniknout imunodeficience ze skupiny hyperIgM syndromu, výjimečně atypické formy SCID. Princip testu také neumožňuje zachytit poruchu fagocytární nebo sekundární SCID u deficitu adenosindeaminázy.

Přes výborné výsledky, osvědčené v programech běžících v USA, kde zatím podle dostupných informací neuniklo screeningovým programům žádné dítě se SCID, není negativita testu jednoznačným vyloučením závažné imunodeficience.

Falešně pozitivní/negativní výsledky vyšetření TREC/KREC

V průběhu studií screeningu SCID bylo zjištěno, že hodnoty TREC jsou ovlivněny gestačním věkem a jsou nižší u nedonošených dětí, narozených před 37. gestačním týdnem. Další okolností, která může vést ke zkreslení výsledků, může být imunosupresivní terapie matky dítěte. Na druhou stranu v žádné z nyní již rozsáhlých studií nebyla zachycena falešná negativita vyšetření, všechny screeningové programy zachytily spolehlivě všechny pacienty se SCID.

SOUČASNÝ STAV VE SVĚTĚ

Projekty screeningu SCID založené na testu TREC začaly v pilotních studiích již počátkem tisíciletí ve Spojených státech a vedly v roce 2010 k oficiálním programům postupně spouštěným v jednotlivých státech. V roce 2019 probíhá screening již na celém území USA. Recentní přehledný článek podává shrnutí o velmi úspěšném programu, který vede k účinnému zachycení novorozenců se SCID. Skutečná incidence onemocnění se dle screeningu zpřesnila na 1:60 000 novorozenců (Thakar, Frontiers 2017) [5]. Ve stejném časopise se v konci roku 2017 objevila i práce popisující první pozitivní zkušenosti z ročního programu v Izraeli (Rechavi, Frontiers 2017) [6]. V Evropě celoplošný novorozenecký screening probíhá v Norsku a Švýcarsku, další země jsou v pokročilé fázi přípravy. Problematika je velmi diskutována na národních úrovních i na úrovni EU. (Průběžné informace lze nalézt na stránkách mezinárodní organizace pacientů s primárními imunodeficiencemi IPOPI, www.ipopi.org).

Stav poznání v oboru však probíhá velmi rychle a zohledňuje moderní trendy, mezi které patří i možnosti celogenomového sekvenování metodami NGS (sekvenování nové generace), které již vstoupilo do diskutované oblasti a dá se očekávat jeho praktické uplatnění v blízké budoucnosti (Cifaldi, Frontiers 2019) [8].

PŘEDPOKLÁDANÁ ORGANIZACE VYŠETŘENÍ V ČR

Možnosti rozšíření screeningového programu o screening závažných imunodeficiencí je v posledních letech předmětem diskuse s MZ ČR a s Koordinačním centrem pro novorozenecký screening se sídlem ve VFN v Praze. Zatím nebylo zavedení plošného novorozeneckého screeningu SCID v České republice reálně zvažováno hlavně pro vzácnost onemocnění SCID a očekávaný záchyt 1–2 pacientů za rok podle dosavadní historie, i když je předpoklad, že screeningem by došlo k vyššímu záchytu. Problémem je stále ještě vysoká finanční náročnost, která se ale postupně snižuje. V neposlední řadě je též nutné vyřešit logistiku vyšetřování, neboť uvedený TREC/KREC test vyžaduje použití jiných metodik než naprostá většina nyní prováděných screeningových metod. Zavedení uvedeného screeningu je však v souladu se světovými trendy a jeho zařazení by mělo být podpořeno plánovaným pilotním projektem, který by ověřil účinnost vyšetření v našich podmínkách.

Přesto, že celoplošný novorozenecký screening není v současné době zaveden, uvedené testy TREC i KREC jsou v České republice k dispozici na 2 místech v akademických institucích (viz závěr článku a příloha 2, kde jsou uvedena Laboratorní pracoviště v Praze a v Brně) a je možné v těchto centrech provádět selektivní screening. Selektivní screening vyžaduje aktivní vyhledávání rizikové skupiny probandů – potencionálních pacientů – praktickým lékařem pro děti a dorost a dalšími pediatry, kteří by zprostředkovali zaslání krve nebo krevní suché kapky do příslušného centra. Týkalo by se to nejen pacientů s klinickými projevy imunodeficience, ale hlavně dětí s pozitivní rodinnou anamnézou. Výsledek by byl zpětně komunikován mezi centrem a odesílajícím praktickým lékařem.

**Příloha 2. Vyšetření T a B lymfocytů. TREC/KREC test.**

Při případné pozitivitě testu by bylo dítě posláno k detailnímu imunologickému vyšetření dle místa bydliště. Specialistou v oboru Alergologie a klinická imunologie, členem Skupiny pro primární imunodeficience při České společnosti alergologie a klinické imunologie, by byl navržen, prováděn a kontrolován další postup, který by se řídil výsledky TREC/KREC testu. Při patologickém KREC testu by byl další diagnostický proces zaměřen na možné poruchy B lymfocytární řady. Při snížení TREC testu pod referenční rozmezí by byla bezodkladně provedena vyšetření ověřující závažnou diagnózu SCID. Při potvrzení diagnózy by byla ihned zahájena terapie, v indikovaných případech zahrnující i transplantaci kmenových buněk kostní dřeně, případně další odpovídající postupy ve spolupráci se zahraničím, jako jsou výjimečné indikace transplantace thymu u kompletního syndromu diGeorgeova nebo extrémně vzácně využití možností genové terapie.

SEZNAM PRACOVIŠŤ PRO VYŠETŘENÍ A KONZULTACE

Laboratorní pracoviště

Klinika dětské hematologie a onkologie 2. LF UK a FN Motol, Praha
Genetická laboratoř, Centrum kardiovaskulární a transplantační chirurgie, Brno

(na brněnském pracovišti je možné provést vyšetření i pro rodiče-samoplátce. Vyšetření pro samoplátce je prováděno ve spolupráci s ošetřujícím pediatrem, instrukce pro zaslání vzorku pro lékaře jsou zde: http://www.cktch.cz/vysetreni-k-zachytu-tezkych-vrozenych-poruch-imunity/t2235)

Klinická pracoviště

Ústav imunologie 2. LF UK a FN Motol, Praha
Ústav klinické imunologie a alergologie FN u sv. Anny, Brno

Pracovní skupina primárních imunodeficiencí při ČSAKI

http://www.imunodeficience.cz/

Došlo: 28. 2. 2018

Přijato: 11. 9. 2018

Prof. MUDr. Anna Šedivá, DSc.

Ústav imunologie 2. LF UK

FN Motol

V Úvalu 84

150 06 Praha 5

e-mail: anna.sediva@fnmotol.cz

Zdroje

1. Shearer WT, Dunn E, Notarangelo LD, et al. Establishing diagnostic criteria for severe combined immunodeficiency disease (SCID), leaky SCID, and Omenn syndrome: The Primary Immune Deficiency Treatment Consortium experience. J Allergy Clin Immunol 2013 Nov 27.

2. Pachlopnik Schmid J, Güngör T, Seger R. Modern management of primary T-cell immunodeficiencies.Pediatr Allergy Immunol 2014 Jan 3.

3. Borte S, von Döbeln U, Fasth A, et al. Neonatal screening for severe primary immunodeficiency diseases using high-throughput triplex real-time PCR. Blood 2012 Mar 15; 119 (11): 2552–2555.

4. Šedivá A. Primární imunodeficience v pediatrii – popis, diagnostika a léčba. VOX Pediatriae 2013; 13 (9): 15–20.

5. Thakar MS, Hintermeyer MK, Gries MG, et al. A practical approach to newborn screening for severe combined immunodeficiency using the T cell receptor excision circle assay. Front Immunol 2017 Nov 8; 8: 1470.

6. Rechavi E, Lev A, Simon AJ, et al. First year of Israeli newborn screening for severe combined immunodeficiency – clinical achievements and insights. Front Immunol 2017 Nov 6; 8: 14.

7. King JR, Hammarström L. Newborn screening for primary immunodeficiency diseases: History, current and future practice. J Clin Immunol 2018 Jan; 38 (1): 56–66.

8. Cifaldi C, Brigida I, Barzaghi F, et al. Targeted NGS platforms for genetic screening and gene discovery in primary immunodeficiencies. Front Immunol 2019 Apr 11; 10: 316.