Déficits Immunitaires: Origines génétique et acquise

Bertrand Arnulf Immuno hématologie Saint Louis Physiopathologie du système immunitaire et immunothérapies L3

Réponse immunitaire

Microbes

Bactéries, virus parasites, champignons

Immunité Innée Immunité adaptative Complément

CD4 CD8

Cellulaire

Lymphocytes T Macrophage

Tissus

Lymphocyte B Polynucléaire N Cellule Dendritique

Humorale Agression Plaie, effraction Inflammation

Monocyte NK

Périphérie Phagocytose

Plasmocyte

Migration Organes lymphoïdes Ganglion

CSH CSM CSL Progéniteur myéloïde Lymphocytes B T CD4 Monocyte T CD8 Cellules NK Polynucléaires (granulocytes)

neutrophile éosinophile basophile

Macrophage Cellule dendritique

Progéniteur Commun Ontogenèse des lymphocytes T et différenciation B Lymphocyte T immature

thymus

Lymphocyte T mature Deficit Immunitaire Héréditaire ou acquis Cellules souches Moelle osseuse Lymphocyte B naïf

Organes Ganglion lymphatique B mémoire plasmocyte

Déficits Immunitaires

Défaut héréditaire (primitif) ou acquis (secondaire),

Maturation/activation lymphocytaire B et/ou T (humorale/cellulaire) Mécanismes effecteurs immunité innée/adaptative

Susceptibilité aux infections

: Insolites: germe, sévérité, récurrence, chronicité, résistance Nature des microbes  type de déficit

Parfois, autres complications

Certains

cancers

(infection par virus oncogène: EBV)

Lympho proliférations

(hyperplasie, granulome)

Auto immunité

(déficit T régulateurs...),

auto-inflammation

Déficits immunitaires combinés sévères (DICS)

Défaut immunité cellulaire et humorale = rares mais sévère Révélation dans premières années de la vie Diagnostic urgent à faire

CSH CSM CSL Progéniteur myéloïde Lymphocytes B T CD4 Monocyte T CD8 Cellules NK Polynucléaires (granulocytes)

neutrophile éosinophile basophile

Macrophage Cellule dendritique

Mutation BTK Pré BCR précurseur B Pro B Pré B Déficit ADA Déficit RAG Mutation g c B immature B mature précurseur T Pré TCR Pro T Di George Agénésie thymique Pré T T double positif simple positif T naïf mature

Système Immunitaire: Les acteurs

Déficit Combiné Sévère (SCID) 45%

Hématopoïèse

Hématopoïèse Mutation g c Récepteur Il2, 4, 7, 9, 15 Déficit Combiné Sévère (SCID) 45%

Déficits immunitaires complexes/syndromiques

Association déficit immunitaire B et T et autres symptômes

Syndrome de Wiskott-Aldrich

(lié à l’X): WASP (cytosquelette) eczéma, thrombopénie (microplaquettes) infections bactériennes et/ou virales répétées Auto immunité et lymphomes lymphopénie CD8, hypogammaglobulinémie

Ataxie Télangiectasie

(AR)

:

ATM (réparation ADN) ataxie cerebelleuse, télangiectasies (conjonctives) déficit cellulaire avec lymphopénie progressive, baisse IgA, G Cancers et lymphomes

Déficits immunitaires Humoraux

Développement et différenciation des lymphocytes B Lymphocyte B mémoire mutations somatiques commutation isotypique (antigène, lymphocytes T) follicule lymphoïde plasmoblaste Plasmocyte à IgM 10 8 ly. B/ jour moelle osseuse réarrangement des gènes des Ig précurseur B lymphocyte B «naïf» plasmocyte

B mémoire

commutation isotypique

mutations somatiques follicule lymphoïde plasmoblaste Antigène, lymphocytes T Plasmocyte à IgM moelle osseuse Réarrangement gènes Ig précurseur B lymphocyte B «naïf» plasmocyte

Lymphopoïèse B Cellule souche IgM

l

5

m

Pro-B Pré-B Moelle osseuse B immature IgM IgD B mature Plasmocyte Périphérie

Transduction du signal par le BCR

Aggregats

Ig

a

(CD79a) Ig

b

(CD79b) ITAM Blk Fyn Lyn Ca++ Calmoduline Calcineurine Syk PLC-

g

BLNK BTK JNK Ras, Raf, MEKK1 ITAM NFAT AP-1 NF

k

B Activation B

Déficits immunitaires Humoraux

Agammaglobulinémie

(lié à l’ X ): mutation tyrosine kinase de

Bruton

Mutations chaîne lourde mu, lamba 5, Iga/Igb, BLINK (AR)

Syndrome hyper IgM

: CD40L (lié à l’ X ) déficit humoral et cellulaire CD40, AID, UNG (AR) déficit humoral

Syndrome lymphoprolifératif lié à l’ X

(XLP, syndrome de Purtilio) susceptibilité à la primo infection EBV, (défaut de SAP), XIAP

Déficit immunitaire commun variable Déficit en sous classe

(IgG2, IgG4, IgA): (fréquence déficit IgA 1/600)

Transduction du signal par le BCR

Aggregats

Ig

a

(CD79a) Ig

b

(CD79b) ITAM Blk Fyn Lyn Ca++ Calmoduline Calcineurine Syk PLC-

g

BLNK BTK JNK Ras, Raf, MEKK1 ITAM NFAT AP-1 NF

k

B Activation B

Lymphopoïèse B Cellule souche IgM

l

5

m

Pro-B Pré-B Moelle osseuse B immature IgM IgD B mature Plasmocyte Périphérie

Réponse immunitaire dans le centre germinatif: maturation d’affinité Cell B naive

B

Ag T Réseau de cellules Folliculaires dendritiques T Ag Ag centrocyte Ag T centroblaste Ag T plasmocyte Cellule B mémoire Proliferation cellulaire (6-8 h division) mutation somatiques Formation de B mémoire Sécretion d’Ig Commutation isotypique

(AID)

Apoptose massive des B de faible affinité Sélection des B de forte affinité

B mémoire plasmoblaste Commutation isotypique (switch) Mutations somatiques CD40

T Centrocyte CFD

AID

Séléction des B de haute affinité

AID

Apoptose des B de faible affinité Centroblaste

Prolifération Plasmocyte à IgM lymphocyte B «naïf»

Hyper-IgM syndrome HIGM

Déficit du « Switch »

X-linked AR AR AR AD 55-60% 10-20% <5% <5% ?

HIGM1 HIGM2 HIGM3 HIGM4 CD40L AID CD40 UNG ?

Déficit immunitaire commun variable

1cas/30,000, H=F Anomalie génétique identifiée chez peu de malades mais familiales 25% Révélation souvent après l’adolescence IgG<5g/l; déficit IgA (50%) Nombre de lymphocytes B normal mais défaut B mémoires Défaut fonctionnel T rare Infection ORL et pulmonaires, digestives (

Giardia, Salmonella, Campylobacter)

Syndrome lymphoprolifératif (40%) et auto-immunité (cytopénies) (20%)

Déficits primitifs de l’immunité innée

Réponse immunitaire

Microbes

Bactéries, virus parasites, champignons

Immunité Innée Immunité adaptative Complément

CD4 CD8

Cellulaire

Lymphocytes T Macrophage

Tissus

Lymphocyte B Polynucléaire N Cellule Dendritique

Humorale Agression Plaie, effraction Inflammation

Monocyte NK

Périphérie Phagocytose

Plasmocyte

Migration Organes lymphoïdes Ganglion

Déficits de l’immunité innée

Déficit en Complément

voie classique (C2, C3 ou C4): infections bactériennes à germe encapsulés (

Steptococcus Pneumoniae, Haemophilius Influenzae B, Neissseria Meningitidis

) association maladies auto-immunes (lupus, GNMP) voie alterne (facteur H, I): infections bactériennes à germe encapsulés, GNMP, SHU déficit en properdine infection à

Neissseria Meningitidis

Complexe d’attaque membranaire (C5 à C9) infections bactériennes à

Neissseria Meningitidis

Système du Complément

Voie classique

C1q, C1r, C1s C4, C2 MBL, MASPs

Voie des lectines

Opsonisation Anaphylatoxines Chimiotactisme C4b2a Properdine C3bBb C3 Facteur D C3b

Voie finale commune

Facteur B

Voie alterne

C5b C5, C6, C7, C8, C9 C6 C7 C8 Poly C9 Lyse osmotique

Déficits de l’immunité innée

Déficits phagocytaires ou neutropénies

infection à pyogenes (abcès cutanés, peri-orificielles, aspergillose)

quantitatifs:

Agranulocytose de Kostmann (HAX1), Schwachman-Diamond (SDBS), ELA2

qualitatifs:

Granulomatose septique chronique (NADPH oxydase Chédiak-Higashi (défaut lysosome: LYST ) )

Susceptibilité aux mycobactéries:

BCGite défaut IL12/IFN gamma (phagocytes, T, NK)

Déficit immunitaire primitif: Approches thérapeutiques

Contrôle des infections et correction déficit: Substitution en immunoglobulines polyvalente (déficit humoral) Greffe de moëlle allogénique Substitution enzymatique (déficit ADA) Thérapie génique (ADA, SCID gammaC)

Déficit immunitaire - Orientations et explorations -

• Infections ORL et broncho-pulmonaires (Streptocoque, pneumocoque, hémophilus) > Déficit humoral (immunoglobulines) • Méningites à méningocoque > Déficit en Complément (C5-C9) • Infections virales chroniques ou récidivante (HSV, VZV, HPV ...) • Infections à germes intra-cellulaires (Listeria, mycobactéries, salmonelles ...) > Déficit T, IFN g , IL12 • Infections fongiques et intra-cellulaires chroniques > Déficit des fonctions macrophagiques et polynucléaires

Les grandes orientations pratiques

Aspergillose

Polynucléaire

Mycobactérie Staphylocoque Phagocytose Pneumocystose

Lymphocyte T

Immunité cellulaire T CMV Immunité immédiate Immunité humorale

Complément IgM naturelles Lymphocyte B Immunoglobulines

Pneumocoque Haemophilus

Qu ’est-ce que l’Opportunisme ?

• Pneumocoque • Haemophilus • Tuberculose • M. atypique • Légionellose • Aspergillose • Pneumocystose

Infections Banales Infections Opportunistes

Exploration d’un déficit immunitaire primitif (DIP)

• • •

Comment s ’orienter

– Interrogatoire – Arbre généalogique – Examen clinique

Comment situer l ’anomalie

– Hémogramme – Dosage des Immunoglobulines et réponses anticorps – Dosage du Complément – Phénotypage lymphocytaire – Fonction des polynucléaires et fonctions lymphocytaires

Comment définir l’origine du DIP

– Dosages enzymatiques – Séquençage génétique

Interrogatoire et Examen Clinique

• • •

Enfance

– Maladies infantiles classiques – Vaccins (BCGite ?) – Verrues, zona – « toujours malade »

Infections

– Pathogène – Opportunisme – Sévérité, récurrence, chronicité, résistance …

Complications non (directement) infectieuses

– Hyperplasie lymphoïde, adénopathies, splénomégalie – Granulomatose – Tumeur: lymphome, HPV invasif, Kaposi … – Cytopénie auto-immune

Exploration d’un déficit immunitaire primitif Arbre généalogique

Orientation biologique: NFS

•

Hémogramme

– Polynucléaires neutrophiles – Lymphocytes – Monocytes – Corps de Jolly – Plaquettes (nombre et taille)

Orientation biologique: Immunoglobuline/Anticorps

•

Electrophorèse des protides

– hypogammaglobulinémie •

Dosage IgG, IgA, IgM

– (B60 … 16€) • Sous-classes IgG (si IgG normales) • Immunofixation

Explorations de l’Immunité adaptative

In Vitro

Cytométrie en Flux: Phénotypage lymphocytaire T et B - Marqueurs d’activation lymphocytaire - Marqueurs cellule naïve/cellule mémoire Défaut quantitatif ?

Tests fonctionnels: Prolifération - Production de cytokines production d’Acs (B) /Tests de cytotoxicité (T) Défaut qualitatif ?

In Vivo

Production d’Acs (B)

Tests d’Hypersensibilité retardé (T)

Fonctions cellulaires

Lymphocytes

• • • • Prolifération / mitogènes • PHA, ConA, PWM Prolifération / antigènes • • • Candidine Tuberculine Toxo , CMV … Switch in vitro • Système CD40/CD40L Production IFN g • Système IL12/IFN g

Polynucléaires

• • Phagocytose sur lame Réduction du NBT • • Production anions O 2 Production H 2 O 2

Etude des réponses vaccinales

• • •

Diphtérie-Tétanos-Polio (T-dep)

– HAV – HBV – Rage – …

Pneumocoque non conjugué (T-indep) Haemophilus (T-indep)

• •

Réponse immédiate S4-S6 Maintien de la réponse (mémoire) M12

•

Pas chez des patients substitués …

Exploration d’un déficit immunitaire primitif

(1)

•

Interrogatoire / Examen

•

Arbre familial

•

Hémogramme

•

Electrophorèse des protides

•

Dosage IgG, IgA, IgM

•

Réponses vaccinales

•

HIV, HTLV-I (2)

•

Dosage Sous-Classes IgG

•

Prolif. in vitro (Mg et Ag)

•

Corps de Jolly

•

Complément: CH50

•

Fonction PN, NBT

•

Dosage ADA, PNP

Exploration génétique ?

Exemple des hypogammaglobulinémies – XLA (Bruton) – XLP (Purtilo) – HIGM – DICV BTK SAP, XiAP CD40L, AID … Défaut de production d'anticorps hypo-IgG + [hypo-IgA et/ou hypo-IgM] Défaut de réponse vaccinale

Ag protéique T-dep (DTP) Ag polysaccharidique (Pneumo23)

• • • ≈ 1 / 30 000 M = F , 15 - 30 ans, Formes familiales: 20-25%

IgG < 5 g/l IgA < 0.70 g/l IgM < 0.40 g/l

Déficits Immunitaires acquis (secondaires)

Infection VIH, HTLV-I Déplétion T auxiliaire CD4+ normaux Malnutrition/enteropathies Syndrome néphrotique Inhibition maturation/fonction lymphocytaires fuite protéique (gammaglobulines) Irradiation/Chimiothérapie Envahissement médullaire Diminution production précurseurs médullaires Immunosuppresseurs Hémopathies lymphoïdes Transformation tumorale des lymphocytes Hypogammaglobulinémie, anergie Splénectomie Asplénie fonctionnelle Inhibition maturation/fonction lymphocytaires Diminution phagocytose des microbes

Déficit immunitaire acquis: Approches thérapeutiques

Contrôle des infections, traitement étiologique et correction déficit: Traitement anti rétroviral (VIH) Substitution en immunoglobulines polyvalente (déficit humoral) Antibio-prophylaxie Vaccinations: malade + proches

Déficits Immunitaires

Défaut héréditaire (primitif) ou acquis (secondaire),

Maturation/activation lymphocytaire B et/ou T (humorale/cellulaire) Mécanismes effecteurs immunité innée/adaptative

Susceptibilité aux infections

: Insolites: germe, sévérité, récurrence, chronicité, résistance Nature des microbes  type de déficit

Parfois, autres complications

Certains

cancers

(infection par virus oncogène: EBV)

Lympho proliférations

(hyperplasie, granulome)

Auto immunité

(déficit T régulateurs...),

auto-inflammation

Exploration immunité innée

Explorations de l’Immunité cellulaire

In Vitro

NFS= Nombre de lymphocytes circulants Cytométrie en Flux: Phénotypage lymphocytaire T: CD3- CD4- CD8 Marqueurs d’activation lymphocytaire (HLA-DR) Marqueur cellule naïve/cellule mémoire CD45RA+/CD62L+, CD45RA- ou RO+/CD62L+ central mémoire….

Tests fonctionnels: Prolifération - Production de cytokines (Quantiféron) Tests de cytotoxicité

In Vivo

Tests d’Hypersensibilité retardé (IDR)

Exploration de l’Immunité Humorale

In Vitro

: Sérum Gammaglobulines Dosage des classes d’Igs: IgG, IgA, IgM, IgE, IgD (+Sous classes IgG1 à IgG4) • Numération des Lymphos B Cel.mononuclées • Cytométrie: CD19-, CD20, -Ig de Mb, mémoire CD27 • Etude de la Production d’Anticorps in vitro après stimuation:

In Vivo :

Production d’Acs spécifiques en réponse à un rappel d’Ag vaccinal.