Neues vom Variablen Immundefekt

Prof. Dr. Klaus Warnatz

Centrum für Chronische Immundefizienz CCIAbtlg. Rheumatologie and Klin. Immunologie,Medizin. Universitätsklinik Freiburgklaus.warnatz@uniklinik-freiburg.de

Fallbericht Fr. XX

1981: Splenomegalie

12/94: Leukopenie and Thrombopenie

Seit 09/98: Rez. respirat. Infektionen

Fallbericht Fr. XX

Variabler Immundefekt (CVID) mit Lymphozytärer interstitieller Pneumonitis (LIP)Lymphoproliferativem Syndrom (Splenomegalie, Lymphadenopathie)Bizytopenie

Ursachenforschung

Eine Frage der Weltanschauung

T ZelleB Zelle

Knochenmark

CD 34 + CD 22 + CD 10 +/- CD 19 -

Pro-BStammzelle

CD 34 +

IgH-Gene

IgL-Gene

DJ

Milz(Lymphknoten)

Unreife

CD 19 + CD 10 + CD 20 + CD 21 -

mIgM +VDJ VJ

Pre-B II (S)

CD 19 + CD 10 + CD 20 +

RAG VDJ VJ

Pre-B I

Pre-B II (L)

CD 19 + CD 10 + CD 20 -

VDJ

VpreB/5

RAG

VpreB/5DJ

CD 19 + CD 10 + CD 38 ++ CD 24 ++ CD 21 int

mIgM ++mIgD +

Transit 1-2

Trans

PBlPlasma Zelle

CD 19 - CD 20 - CD 21 - CD 27 ++ CD 38 +++CD138 +

CD 19 lo CD 21 lo CD 24 – CD 27 ++ CD 38 +++

PBl

PlasmablastBlut

GCmem BCD 19 + CD 21 + CD 24 ++ CD 27 + CD 38 +

mIgM -mIgD -mIgG or A+

mem B

B Zellentwicklung

CD 19 + CD 21 + CD 24 + CD 27 – CD 38 + mIgM int/+

mIgD +

follikuläreB Zelle

fo B

Trans

Transit 2-3Marginal zone B Zelle

CD 19 + CD 21 + CD 24 ++ CD 27 + CD 38 -mIgM ++mIgD +/int

MZ B

MZ B

fo B

CD 19 + ?????

mIgM ??

B1 B Zelle ?

B1

Knochenmark

CD 34 + CD 22 + CD 10 +/- CD 19 -

Pro-BStammzelle

CD 34 +

IgH-Gene

IgL-Gene

DJ

Milz(Lymphknoten)

Unreife

CD 19 + CD 10 + CD 20 + CD 21 -

mIgM +VDJ VJ

Pre-B II (S)

CD 19 + CD 10 + CD 20 +

RAG VDJ VJ

Pre-B I

Pre-B II (L)

CD 19 + CD 10 + CD 20 -

VDJ

VpreB/5

RAG

VpreB/5DJ

CD 19 + CD 10 + CD 38 ++ CD 24 ++ CD 21 int

mIgM ++mIgD +

Transit 1-2

Trans

Blut

GCmem BCD 19 + CD 21 + CD 24 ++ CD 27 + CD 38 +

mIgM -mIgD -mIgG or A+

mem B

B Zellentwicklung

CD 19 + CD 21 + CD 24 + CD 27 – CD 38 + mIgM int/+

mIgD +

follikuläreB Zelle

fo B

Trans

Transit 2-3Marginal zone B Zelle

CD 19 + CD 21 + CD 24 ++ CD 27 + CD 38 -mIgM ++mIgD +/int

MZ B

MZ B

fo B

CD 19 + ?????

mIgM ??

B1 B Zelle ?

B1

Wahrscheinlich >80% komplexe Genese

Genetische „Ursachen des CVID“

Genetikca. 20% der CVID Fälle treten familär aufAssoziation HLA Typen (wohl nicht korrekt)

Aktuell: 7 bekannte genetische Defekte

ICOS Defizienz: 11 Patienten aus 5 Familien (B Grimbacher et al Nat Immunol 2003)

CD19 Defizienz: 8 Patienten aus 6 Familien (M van Zelm et al NEJM 2006)

BAFF-R Defizienz: 1 Patient (K Warnatz et al PNAS 2009)

TACI Defizienz: >56 Patienten ca. 8% CVID (??) (U Salzer / Castigli et al Nat genet 2005)

CD81 Defizienz: 1 Patient (M van Zelm et al JCI 2010)

CD20 Defizienz: 1 Patient (T Kuijpers et al JCI 2010)

CD21 Defizienz: 1 Patient (J Thiel et al unpublished)

Familie A Familie B

P1 P2 P3 P4

K188M

intracellular domainCRD1 CRD2 TM

C104R

S144X

S194XR202H

Y79C

I87NH81N

InsA202

A181E

stalk intracellular domainCRD1 CRD2 TM

C104RR202H

Y79C

I87NH81N

InsA202 InsG571

A181E

stalk

S144X

S194X

K188MK188M

intracellular domainCRD1 CRD2 TM

C104R

S144X

S194XR202H

Y79C

I87NH81N

InsA202

A181E

stalk intracellular domainCRD1 CRD2 TM

C104RR202H

Y79C

I87NH81N

InsA202 InsG571

A181E

stalk

S144X

S194X

K188M

Aktivierung von B Zellen

Defekte des B Zellhilfsrezeptors

(Thiel, Salzer, Rump, Schlesier et al in Vorbereitung)

CD225

Patient Kontrolle

CD21 Defekt: 1 Patient

CD19/81 Defekt: 8+1 Patienten(M van Zelm et al NEJM 2006+JCI2010)

Blau = 0.05µg/ml anti IgMRot = C3d + 0.05µg/ml anti IgMOrange = mutC3d + 0.05µg/ml anti IgM

Gestörter Calcium Fluss

Calcium Signal in B Zellen von CVID Patienten

Cal

cium

TIme (sec)

HD non-Ia Ia

B ZellenCVID

39 Kontrollen53 CVID Patienten

Förster et al JI 2010

HD non Ia Ia Ia1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

naive B-Zellen 21low B-Zellen

***** ***

Ca2+

Max

./Nul

llinie

Cal

cium

time (sec)

HD, naïve B Zellennon-Ia, naïve B ZelenIa, naïve B ZellenIa, 21low B Zellen

anti-IgM Ionomycin

Ausblick Grundlagen CVID

T-B KooperationT ZellphänotypisierungT Zellfunktion

B Zellrezeptor SignalCalcium Signalweg AKT- Foxo SignalwegERK Signalweg

GenexpressionSOX5 Nukleotidrezeptoren…

aIgM HD naiv

aIgM CVID 21low

aIgMaFOXO1

aIgMaFOXO1

GFP SOX5

Knochenmark

CD 34 + CD 22 + CD 10 +/- CD 19 -

Pro-BStammzelle

CD 34 +

IgH-Gene

IgL-Gene

DJ

Milz(Lymphknoten)

Unreife

CD 19 + CD 10 + CD 20 + CD 21 -

mIgM +VDJ VJ

Pre-B II (S)

CD 19 + CD 10 + CD 20 +

RAG VDJ VJ

Pre-B I

Pre-B II (L)

CD 19 + CD 10 + CD 20 -

VDJ

VpreB/5

RAG

VpreB/5DJ

CD 19 + CD 10 + CD 38 ++ CD 24 ++ CD 21 int

mIgM ++mIgD +

Transit 1-2

Trans

Blut

GCmem BCD 19 + CD 21 + CD 24 ++ CD 27 + CD 38 +

mIgM -mIgD -mIgG or A+

Störung des Keimzentrums

CD 19 + CD 21 + CD 24 + CD 27 – CD 38 + mIgM int/+

mIgD +

follikuläreB Zelle

fo B

Trans

Transit 2-3Marginal zone B Zelle

CD 19 + CD 21 + CD 24 ++ CD 27 + CD 38 -mIgM ++mIgD +/int

MZ B

MZ B

fo B

CD 19 + ?????

mIgM ??

B1 B Zelle ?

B1

Der Lymphknoten

Mensch: ca. 300 Lymphknoten

Funktionen: - Immunologische Überwachung der Lymphe- Initiierung der adaptiven Immunantwort - Klonale Expansion antigenspezifischer

Lymphozyten- Affinitätsreifung von B-Zellen

http://lymphaticdisorders.files.wordpress.com/2008/11/lymphorgansa.png?w=295&h=502Published in: anatomy health lymphystem medicine science on November 17, 2008

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/Illu_lymph_node_structure_de.png

DC-Reifung

modifiziert nach Janeway, et al., Immunobiology

Vom Infektionsherd in den Lymphknoten

Mempel et al Nature, 2004

Präsentierzelle T Zellen

Immunhistochemie des Lymphknotens

Pathopic Basel

CD20MIB1

IgDBCL2

CD3

CD30CD20

IgD

CD21

Gestörte B Zellhomöostase bei CVID

Kontrolle CVIDspät CVIDfrüh CVIDinflam

CD27

IgD

Panel B1

Panel B2

CD21

CD

38

~10% ~35%~60%~25%

EUROClass Trial Wehr et al Blood 2008

Störungen des Keimzentrums

Follikuläre Hyperplasie

CD20

Dank an PD J. Böhm, Pathologie

Diffuse Lymphadenitis

CD20

CD23CD23

bcl6

Störungen des Keimzentrums

Dank an PD J. Böhm, Pathologie

Granulomatöse Lymphadenitis

CD20

CD23 CD45R0 CD57

CXCR5

HD

Milz

ICOS

Follikuläre T Helfer Zellen

Klinik

Quelle: ESID.org

Häufigkeit einzelner PID in Europa

Lungenbeteiligung bei CVID

Lungenentzündung ist nicht gleich Lungenentzündung

,

Entzündung ohne ErregerBakterielle Infektion

Interstitielle Lungenbeteiligung bei CVID

GLILD granulomatöse lymphozytär interstitielle Lungenerkrankung

,

Perc

enta

geof

B c

ells

(MEA

N)

CVID Ia Disease controlCVID non-Ia01

56789

432

Total CD19+ B cellsCD21low CD38low B cellspMW = 0.029

pMW < 0.001

pKW = 0.011

CT Thorax

Histologie (LIP, J Böhm)

B Zellphänotyp in BAL

CD38

Peripheral Blood BALPeripheral Blood

HD CVID Ia patient

CD21

Rakhmanov et al PNAS 2009

Ausblick Klinik CVID

LOCIDIdentifizierung einer Subgruppe mit kombinierten ID

InflammationInterstitielle Lungenbeteiligung bei CVIDKorrelation radiol., histolog. und immunolog. Parameter

Enteropathie bei CVIDKorrelation klin., histolog. und immunolog. Parameter

Immunsuppressive Therapie bei CVID

LymphoproliferationBiomarker für Lymphoproliferation bei CVIDSplenektomie bei CVID

Neu: Individuelle Spiegel: Ziel InfektfreiheitHöhere Spiegel bei DurchfallHöhere Spiegel bei Lungenerkrankung (Bronchiektasie)Unter 4 g/l IgG deutl. Anstieg der Infektneigung

Therapie: Immunglobulinsubstitution:iv (5/10%): 0,4g/kgKG alle 4 Wochen (ca. 25g/Monat)sc (16%):6-7g/Woche (ca. 4x10ml=6.4g) seit 12/2002 (D)Antibiotika:frühzeitig bei bakteriellem Infekt, ResistenztestungWirkspektrum: Streptokokken, Hämophilus inf.

Therapieziel: Reduktion der Infekte durch Anheben derSerum IgG Talspiegel auf 7 (mind. 5) g/lVermeidung von Folgeschäden

Therapie der Antikörpermangelsyndrome

Centre of Chronic Immunodeficiency (CCI)Div. of Rheumatology and Clinical ImmunologyUniversity Medical Centre Freiburg Germany

Prof. Dr. Hans Hartmut Peter, Prof. Dr. S. Ehl

AG WarnatzS. Gutenberger M. Rakhmanov S.HaxelmansL. Bossaller N. Völxen J. Müller-HepburnB. Keller C. Förster C. Wehr

AG Eibel AG JumaaH. Eibel B. Fischer H. JumaaM. Rizzi

AG Grimbacher Inst. für Pathologie UK FrB. Grimbacher J.BöhmU. Salzer P. Fisch

PID Ambulanz:S. Goldacker J.Thiel N.Venhoff M.Klima

Immunlabor:M. Schlesier R.Draeger F.Hässler

Internationale Kollaboration: EUROClassEUROPADnetJJ van Dongen Lab, S. FeskeC.Cunningham-Rundles

Sponsoren: DFG SFB620, EU FP7, BMBF

Und vor allem unseren Patienten!