Первичный иммунодефицит с активацией PI3K дельта: клиника и перспективы терапии

Полный текст

Первичные иммунодефициты (ПИД), или врожденные ошибки иммунитета, — группа клинически и генетически гетерогенных заболеваний, приводящих к нарушению функции различных звеньев иммунной системы, в подлежащей основе которых в настоящее время согласно обновленной классификации экспертного совета Международного союза иммунологических обществ (IUIS) от 2022 г. насчитывается 485 различных генов [1].

Большая часть изученных на сегодняшний день первичных иммунодефицитов — моногенные заболевания, одним из которых является синдром активированной PI3-киназы дельта (PI3Kδ), или APDS (activated phosphoinositide 3-kinase δ), известный также как PASLI (p110d-activating mutation causing senescent T cells, lymphadenopathy and immunodeficiency) [2, 3].

Гетерозиготные мутации с усилением функции в гене PIK3CD или гетерозиготные мутации с потерей функции в генах PIK3R1 и PTEN приводят к повышенной активации PI3-киназы дельта, запуская каскад реакций, ведущих к развитию комбинированного иммунодефицита.

Таким образом, дефекты PI3Kδ подразделяются на три типа:

1) APDS1, связанный с мутацией в гене PIK3CD, кодирующем каталитическую субъединицу р110δ;

2) APDS2, генетической основой которого являются мутации в гене PIK3R1, кодирующем регуляторную субъединицу p85;

3) APDS-подобное заболевание, вызванное вариантами мутаций с потерей функции в гене PTEN, кодирующем одноименную фосфатазу [4–6].

Как правило, заболевание манифестирует в раннем детском возрасте. Его клинические проявления довольно разнообразны, но наиболее часто встречаются рецидивирующие бактериальные инфекции дыхательных путей, нередко приводящие к развитию бронхоэктазов, незлокачественная лимфопролиферация, персистирующие герпесвирусные инфекции, повышенный риск развития лимфом и различные аутоиммунные нарушения. Иммунологические проявления также разнообразны и включают аномалии как Т-клеточного звена, так и В-лимфоцитов [2, 7, 8].

В настоящее время не существует единого протокола лечения пациентов с APDS, большинству пациентов назначается профилактическая противомикробная терапия, а также заместительная терапия препаратом внутривенного и/или подкожного иммуноглобулина. Существует российский и международный опыт успешного проведения в некоторых случаях трансплантации гемопоэтических стволовых клеток. Для контроля лимфопролиферативного синдрома и аутоиммунных нарушений применяется иммуносупрессивная терапия такими препаратами, как глюкокортикостероиды, рапамицин и ритуксимаб, азатиоприн, микофенолата мофетил и т.д. [2, 3]. Особый интерес APDS представляет в связи с тем, что в 2023 г. FDA (Food and Drug Administration) был одобрен к применению препарат лениолисиб — специфический селективный ингибитор PI3-киназы дельта, созданный для лечения пациентов с данным первичным иммунодефицитом. До настоящего времени препараты, используемые для таргетной терапии проявлений ПИД, были заимствованы из других отраслей медицины и применялись off label. Создание и внедрение препарата с показанием «первичный иммунодефицит» свидетельствуют о возросшей оценке значимости этой группы заболеваний детей и взрослых в патологии человека.

Общие сведения

Впервые о синдроме активированной PI3-киназы дельта, или APDS, было сообщено в 2013 г. двумя независимыми группами исследователей I. Angulo et al. в Кэмбридже (Великобритания) и C.L. Lucas et al. в Бетесде (США), которые путем полного секвенирования экзома пациентов с неуточненными ПИД со схожей клинической картиной выявили гетерозиготные мутации с усилением функции в гене PIK3CD, который кодирует каталитическую субъединицу р110δ и приводит к повышенной активации PI3Kδ [4, 9].

Немногим позже, в 2014 г., были описаны гетерозиготные мутации сайта сплайсинга в гене PIK3R1, которые кодируют регуляторные субъединицы PI3-киназного комплекса, также ассоциированные с повышенной активностью PI3Kδ и приводящие к иммунодефициту, фенотипически схожему с мутациями в гене PIK3CD [5, 10].

В 2016 г. группа японских ученых Y. Tsujita et al. с помощью полноэкзомного секвенирования выявила гетерозиготные мутации с потерей функции (LOF) в гене гомолога фосфатазы и тензина (PTEN). Поскольку PTEN катализирует реакцию дефосфорилирования фосфатидилинозитол-(3,4,5)-трифосфата (PIP3) и подав-ляет путь AKT/mTOR, LOF-мутации в гене PTEN вызывают избыточную экспрессию PIP3, что приводит к клиническому состоянию, сходному с APDS [6, 11].

Таким образом, в структуре синдрома активированной PI3-киназа дельта выделяют три типа — APDS1 и APDS2, связанные с аутосомно-доминантными мутациями в генах PIK3CD и PIK3R1 соответственно, и APDS-подобное состояние, ассоциированное с гетерозиготными мутациями с потерей функции в гене PTEN. Поскольку наиболее изучены APDS1 и APDS2, дальнейший обзор литературы будет посвящен этим двум типам. В настоящее время описано порядка 250 пациентов с данным диагнозом, из которых 27 включены в российский регистр пациентов с первичными иммунодефицитными состояниями [2, 12].

Молекулярные особенности и патогенез

PI3K — важный медиатор передачи сигналов от рецепторов клеточной мембраны, принимающий участие во многих клеточных процессах, включая созревание, дифференцировку, пролиферацию и гомеостаз лимфоцитов [13].

Фосфоинозитид-3-киназа-дельта относится к PI3-киназам класса IA и в клетках млекопитающих образует гетеродимерную липидкиназу, состоящую из одной из трех каталитических субъединиц p110 — p110α, p110β и p110δ, кодируемых генами PIK3CA, PIK3CB и PIK3CD соответственно, и одной из пяти регуляторных субъединиц p85 — p85α, p85β, p55α, кодируемых разными транскриптами гена PIK3R1, — p50α, кодирующаяся геном PIK3R2, или p55γ, кодирующаяся геном PIK3R3 [14].

Известно, что каталитические субъединицы p110α и p110β и регуляторные субъединицы p85 экспрессируются повсеместно, тогда как субъединицы p110δ и p110γ преимущественно представлены в клетках лимфоидного и миелоидного ряда [7, 8].

Любая из регуляторных субъединиц может связываться с одной из каталитических без явной селективности, однако в большинстве случаев PI3Kδ представлена сочетанием p85α с p110δ. Для образования стабильного гетеродимера PI3Kδ каталитическая субъединица р110δ взаимодействует с регуляторной субъединицей p85α с помощью адаптор-связывающего домена (ABD) через спиральный домен interSH2 (iSH2), связывающий N- и C-концевой домены гомологии SH2 [14].

Регуляторная субъединица стабилизирует каталитическую, предотвращая ее протеосомную деградацию, ингибирует ее функцию и рекрутирует ее на плазматическую мембрану [13, 14].

PI3K класса IА участвуют в клеточном ответе на внеклеточные сигналы и превращают фосфатидилинозитол-(4,5)-бисфосфат (PIP2) в фосфатидилинозитол-(3,4,5)-трифосфат (PIP3) — важный внутриклеточный «вторичный мессенджер», активирующий множество различных внутриклеточных ферментов, включая Akt, также известную как протеинкиназа B, и фосфоинозитид-зависимую киназу 1 (PDK1), тем самым вызывая полную активацию Akt посредством фосфорилирования, что, в свою очередь, приводит к активации комплекса mTOR1 (mTORC1) и ингибированию транскрипционных факторов семейства FOXO1 [15]. Основным антагонистом избыточной активности пути Akt/mTOR является гомолог фосфатазы и тензина (PTEN), дефосфорилирующий PIP3 до PIP2 [11, 16, 17].

Один из белков, чья экспрессия увеличивается за счет активности mTORC1, — ключевой регулятор гликолиза HIF-1α, имеющий решающее значение для дифференцировки CD8⁺ Т-лимфоцитов. Так, под действием HIF-1α происходит метаболический сдвиг от окислительного фосфорилирования жирных кислот в сторону гликолиза. Известно, что наивные CD8⁺ Т-клетки для поддержания энергетической активности используют окисление жирных кислот и митохондриальное дыхание, тогда как после их активации для выполнения эффекторной функции необходим источник быстрой энергии, в связи с чем происходит переключение метаболической активности на синтез липидов и гликолиз. Чтобы стать клетками памяти, активированные Т-эффекторы должны вернуться к катаболическим процессам, аналогичным для наивных Т-клеток [13, 18].

Таким образом, при повышенной активации пути Akt/mTOR происходит сдвиг дифференцировки CD8⁺ Т-лимфоцитов в сторону стареющих эффекторных клеток и нарушение формирования Т-клеток памяти [18].

При активирующем влиянии пути Akt/mTOR на В-лимфоциты происходит подавление функции транскрипционного фактора FOXO1. В норме FOXO1 активирует гены, кодирующие белки RAG, участвующие в рекомбинации V(D)J, IKAROS, который участвует в раннем развитим В-клеток, CD62L, необходимый для хоуминга лимфоцитов, и AID, необходимый для CSR (рекомбинации переключения классов иммуноглобулинов) и SHM (соматической гипермутации рецептора В-лимфоцитов) [7].

Также FOXO1 требуется для формирования регуляторных Т-клеток (T-reg), принимающих участие в регуляции аутоиммунных реакций [13].

Генетические характеристики

С момента первых публикаций до настоящего времени сообщалось об 11 гетерозиготных мутациях с усилением функции в гене PIK3CD, 11 мутациях, затрагивающих сайт сплайсинга экзона 11, и одной миссенс-мутации в гене PIK3R1. Данные мутации увеличивают активность PI3Kδ за счет различных механизмов: усиления ассоциации с мембраной (E1021K, E1025G и R929C), конформационных изменений самой киназы (E81K и G124D), нарушения ингибирующего взаимодействия между спиральным доменом p110δ и доменом nSH2 p85α (E525K, E525A и Y524N), а также между доменом iSH2 p85α и доменом C2 p110δ (N334K, R405C и C416R). Две описанные мутации в домене iSH2 p85α (делеция 434–475 аминокислотных остатков и N564K) приводят к нарушению ингибирующей функции этого белка [2].

При APDS1 наиболее распространена мутация E1021K в гене PIK3CD, при которой лизин заменяет глутаминовую кислоту в остатке 1021 в белке p110δ каталитической субъединицы [18].

При APDS2 часто сообщаемыми были мутации сайта сплайсинга, приводящие к пропуску экзона 11 и делеции 42 аминокислотных остатков в положениях 434–475 в iSH2 домене p85α (рис. 1) [2, 8].

 

Рис.1. Схематическое изображение мутаций в генах, кодирующих каталитическую p110δ и регуляторную p85α субъединицы PI3-киназы, приводящих к развитию APDS (красным выделены наиболее часто встречающиеся варианты) [2]

 

Клиническая картина

Клиническая картина, описанная для всех типов APDS, очень разнообразна: от легкого или бессимптомного течения до выраженного комбинированного иммунодефицита.

На основе опубликованных данных можно сделать вывод, что распределение по полу примерно одинаковое. Многие пациенты не один год идут к постановке своего диагноза, причем средний возраст появления первых симптомов заболевания составляет 1,6 (0,58–3,0) года. Наиболее часто первоначально диагностируют гипер-IgM-синдром, подозрение на В-клеточную лимфому, общий вариабельный иммунодефицит, комбинированный иммунодефицит и т.д. (рис. 2). Медиана возраста постановки диагноза составляет 12,0 (6,5–21,5) года со средней задержкой диагностики 7,0 (3,4–14,0) года, что, вероятно, связано с гетерогенностью клинических проявлений даже внутри одной семьи [2].

 

Рис.2. Распределение первичных диагнозов у пациентов с APDS [2], %. Примечание. ОВИН — общая вариабельная иммунная недостаточность; АЛПС — аутоиммунный лимфопролиферативный синдром; Х-АГ — Х-сцепленная агаммаглобулинемия; КИН — комбинированная иммунная недостаточность.

 

Наиболее частыми клиническими проявлениями у пациентов с APDS всех типов являются:

• рецидивирующие синопульмональные инфекции и отиты, преимущественно вызванные такими бактериями, как Haemophilus influenzae и Streptococcus pneumoniae, нередко приводящие к развитию бронхоэктазов и нарушению слуха;
• тяжелые рецидивирующие или длительно персистирующие герпесвирусные инфекции (вирус Эбштейна–Барр, цитомегаловирус, вирусы простого герпеса, вирус ветряной оспы);
• доброкачественная лимфопролиферация (периферическая лимфаденопатия, гепатоспленомегалия, лимфофолликулярная гиперплазия слизистых оболочек);
• повышенный риск развития В-клеточных лимфом (диффузная В-крупноклеточная лимфома, классическая лимфома Ходжкина, В-клеточная лимфома маргинальной зоны), частота развития злокачественных новообразований выше при наличии в анамнезе хронических герпесвирусных инфекций;
• аутоиммунные состояния, включая гематологические, ревматологические, желудочно-кишечные, эндокринологические и дерматологические заболевания. Наиболее частыми аутоиммунными осложнениями (у 76,2% из 243 пациентов), согласно данным самого крупного систематического обзора пациентов с APDS, являются иммунные цитопении, а именно аутоиммунная гемолитическая анемия (АИГА) и иммунная тромбоцитопеническая пурпура (ИТП) [2], также примерно у трети пациентов отмечаются течение энтеропатии и затяжные диареи;
• легкая задержка нервно-психического развития, чаще встречающаяся при APDS2, которая проявляется легкими когнитивными нарушениями и расстройствами аутистического спектра [2, 7, 8, 11, 17, 19, 20].

Иммунологические особенности

Среди обследованных пациентов с APDS у 34,6% (из 243 пациентов) была выявлена лимфопения. Наиболее распространено низкое количество В-клеток (74,8%), у трети пациентов выявляются низкие уровни Т-клеток (28,4%) и у части — NK-клеток (18,1%) [2].

Если рассматривать детальнее, то пациентам с синдромом активации PIK3CD характерны следующие иммунологические нарушения:

• со стороны Т-клеточного звена отмечается повышение CD8⁺ Т-эффекторных лимфоцитов памяти, снижение наивных CD4⁺ Т-клеток, Т-регуляторных клеток [2, 11, 13];
• со стороны В-клеточного звена помимо общего снижения В-клеток (CD19⁺) также происходит снижение количества В-клеток памяти с переключением классов (switched B memory cells) и увеличение числа переходных В-клеток (transitional B cells) [2, 19, 22];
• в отношении уровней иммуноглобулинов наиболее распространенным является гипер-IgM-подобный синдром (повышенный уровень IgM — у 60,5%, сниженный уровень IgG — у 57,6% пациентов и IgA — у 57,3%), который чаще встречается при APDS2, чем при APDS1 [2]. Данное явление связано с нарушением переключения классов иммуноглобулинов В-клетками под активирующим влиянием пути Akt/ mTOR, что в дальнейшем приводит к нарушению специфического антителообразования. Однако часть пациентов не имеет отклонений уровней иммуноглобулинов от возрастных норм [7, 11];
• снижение количества NK-клеток, нарушение их терминального созревания, а также снижение их цитотоксичности, вероятно, за счет нарушения формирования иммунного синапса, однако в настоящее время до конца не изучен точный механизм данных нарушений. Учитывая особую восприимчивость пациентов с APDS к герпесвирусным инфекциям, вполне вероятно, что дисфункция NK-клеток способствует этому клиническому фенотипу [21];
• снижение поствакцинального ответа [8].

Терапия APDS

В настоящее время не существует единого протокола ведения и лечения пациентов с APDS, в связи с чем схема лечения подбирается индивидуально и зависит от тяжести клинических проявлений. Однако, учитывая, что в основе APDS лежит иммунодефицит с нарушением как Т-клеточного, так и В-клеточного звеньев иммунной системы, нередко выявляемую гипогаммаглобулинемию в сочетании с нарушением специфического антителообразования, в схему лечения входит назначение профилактической противомикробной терапии (азитромицин + ко-тримоксазол) и заместительной терапии препаратом внутривенного или подкожного иммуноглобулина. В тех случаях, когда имеется длительно персистирующая вирусная инфекция (например, цитомегаловирус, герпес 1–2 типов), в терапию включаются противовирусные препараты (ацикловир или валганцикловир) [2, 3, 22].

С целью купирования иммунных осложнений и лимфопролиферативного синдрома у ряда пациентов применялась иммуносупрессивная терапия (глюкокортикостероиды, mTOR-ингибитор рапамицин, анти-CD20 моноклональное антитело ритуксимаб, микофенолата мофетил, азатиоприн, циклоспорин, такролимус) [2, 23]. Несмотря на то что рапамицин (сиролимус) эффективно снижает доброкачественную лимфопролиферацию, восстанавливает пул Т-клеток, приводит к восполнению NK-клеток и восстановлению их функциональной активности, данная терапия показывает плохой эффект в отношении заболеваний кишечника и цитопений, которые могут заметно ухудшать качество жизни пациентов [20, 21, 23]. Терапия ритуксимабом, успешно применяемая для терапии аутоиммунных цитопений и неопухолевой лимфопролиферации, имеет такой побочный эффект, как стойкая В-клеточная лимфопения [22, 23].

Части пациентов с тяжелым течением заболевания проводилась трансплантация гемопоэтических стволовых клеток (ТГСК) с кондиционированием пониженной интенсивности, приводящая к полному излечению, однако осложнения, возникающие в ходе ТГСК, в настоящее время не позволяют применять ее всем пациентом с APDS [24, 25].

Таким образом, перечисленные стратегии терапии не нацелены на патогенетическую основу заболевания — гиперактивацию PI3-киназы дельта, в связи с чем активно проводился поиск более целенаправленного лечения этого расстройства с помощью прямого ингибирования активированной PI3Kδ.

Эффективность терапии лениолисибом

Лениолисиб (JOENJA) представляет собой пероральный низкомолекулярный селективный ингибитор PI3Kδ. 24 марта 2023 г. лениолисиб был одобрен в США для лечения синдрома активированной PI3Kδ у взрослых и детей в возрасте 12 лет и старше [23].

Лениолисиб избирательно ингибирует субъединицу p110δ посредством блокирования активного сайта связывания PI3Kδ, тем самым подавляя гиперактивацию пути PI3Kδ [26]. Рекомендуемая доза лениолисиба для взрослых и детей в возрасте ≥ 12 лет и массой тела ≥ 45 кг составляет 70 мг перорально 2 раза в день с интервалом ≈ 12 ч независимо от приема пищи. Учитывая, что ленио-лисиб в значительной степени метаболизируется в печени, применение его у пациентов с нарушением функции печени средней и тяжелой степени не рекомендуется [27].

Ни у одного из пациентов, включенных в клинические испытания, не наблюдалось выраженной нейтропении, гипертриглицеридемии, гипергликемии, желудочно-кишечных расстройств или гепатотоксичности [26]. На фоне терапии данным препаратом происходило значительное уменьшение лимфопролиферации, гепатоспленомегалии, причем у 26% был достигнут полный, а у 74% — частичный ответ [23].

Со стороны В-клеточного звена происходит увеличение процента наивных В-клеток, повышение уровня переключенных В-клеток и снижение плазмобластов. Также отмечено снижение повышенного сывороточного IgM до нормальных значений [28].

Со стороны Т-клеточного звена было заметное снижение CD8⁺ терминально дифференцированных эффекторных клеток памяти (TEMRA), повышение процентного содержания наивных CD8⁺ Т-клеток. Также есть данные о том, что лениолисиб увеличивает содержание наивных CD4⁺ Т-клеток [28].

Примечательно, что 86% пациентов, получавших лениолисиб, улучшились показатели цитопении по сравнению с 60% пациентов, получавших плацебо [28].

В настоящее время проводится открытое нерандомизированное расширенное исследование для оценки долгосрочной безопасности, переносимости, эффективности и фармакокинетических свойств лениолисиба у пациентов с APDS (NCT02859727) [23]. Также проводятся два открытых одногрупповых многоцентровых исследования фазы III для оценки безопасности, переносимости, фармакологических свойств и эффективности лениолисиба у детей в возрасте от 4 до 11 лет (NCT05438407) и от 1 года до 6 лет (NCT05693129) с APDS, в котором участвуют и пациенты из России. Лениолисиб также находится на рассмотрении регулирующих органов в Европейском союзе для лечения APDS [23].

Заключение

Аутосомно-доминантные мутации с приобретением функции в гене PIK3CD или гетерозиготные мутации с потерей функции в гене PIK3R1 вызывают синдром активированной PI3-киназы-δ. Следствием этих мутаций является гиперактивность пути PI3K/mTOR [2].

Клиническая картина, описанная для обоих типов пациентов с APDS, включает массивную незлокачественную лимфопролиферацию, рецидивирующие инфекции дыхательных органов с повышенным риском развития бронхоэктазов, повышенную восприимчивость герпесвирусным вирусным инфекциям и в меньшей степени — аутоиммунные проявления и риск возникновения рака, особенно В-клеточной лимфомы [9].

Открытие этиологии APDS и причинной роли мутаций, активирующих PI3Kδ, открыло возможность для нового специфического лечения с использованием селективного ингибитора PI3Kδ.

Лениолисиб может быть новым вариантом лечения пациентов с патологической активацией пути PI3Kδ, обеспечивая эффективную и долгосрочную таргетную терапию.

Дополнительная информация

Источник финансирования. Рукопись подготовлена и опубликована за счет финансирования по месту работы авторов.

Конфликт интересов. Е.Ю. Селина — конфликта интересов нет; А.Ю. Щербина являлась главным исследователем клинического исследования по применению лениолисиба при APDS.

Участие авторов. Е.Ю. Селина — написание текста статьи, работа с библиографией; А.Ю. Щербина — написание текста статьи, работа с библиографией. Все авторы внесли значимый вклад в проведение поисково-аналитической работы и подготовку рукописи, прочли и одобрили финальную версию текста перед публикацией.

Об авторах

Екатерина Юрьевна Селина

Национальный медицинский исследовательский центр детской гематологии, онкологии и иммунологии имени Дмитрия Рогачева

Автор, ответственный за переписку.
Email: selina-katya1998@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0003-6545-1435

врач

Россия, Москва

Анна Юрьевна Щербина

Национальный медицинский исследовательский центр детской гематологии, онкологии и иммунологии имени Дмитрия Рогачева

Email: shcher26@hotmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3113-4939
SPIN-код: 6759-0031

д.м.н., профессор РАН

Россия, Москва

Список литературы

Дополнительные файлы