ภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่องปฐมภูมิ: ความผิดปกติของระบบคอมพลีเมนต์และเซลล์ฟาโกไซต์

หัวข้อนี้ครอบคลุมความผิดปกติแต่กำเนิดของภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด ซึ่งระบบคอมพลีเมนต์หรือเซลล์ฟาโกไซต์ทำงานบกพร่อง การขาดคอมพลีเมนต์ทำให้การทำงานของระบบในการทำออปโซไนเซชัน (opsonic), การสลายเซลล์ (lytic) และการกำจัดภูมิคุ้มกัน (immune-clearance) บกพร่อง ในขณะที่ความบกพร่องของฟาโกไซต์ เช่น โรคกรานูโลมาเรื้อรัง (chronic granulomatous disease) และภาวะเม็ดเลือดขาวยึดเกาะบกพร่อง (leukocyte adhesion deficiency) ทำให้การเรียกตัวและการทำลายเชื้อจุลชีพของนิวโทรฟิลและมาโครฟาจบกพร่อง

Definition

การขาดคอมพลีเมนต์เป็นความผิดปกติแต่กำเนิดที่ส่งผลต่อโปรตีนหนึ่งชนิดหรือมากกว่าในระบบคอมพลีเมนต์หรือสารควบคุม ทำให้การทำออปโซไนเซชัน, การโจมตีเยื่อหุ้มเซลล์ และการกำจัดสารเชิงซ้อนภูมิคุ้มกันบกพร่อง ความผิดปกติของเซลล์ฟาโกไซต์เป็นความผิดปกติแต่กำเนิดที่ทำให้จำนวน, การยึดเกาะ, การเคลื่อนที่ หรือกิจกรรมการทำลายเชื้อจุลชีพของนิวโทรฟิลและฟาโกไซต์ชนิดโมโนนิวเคลียร์บกพร่อง ตัวอย่างที่สำคัญคือโรคกรานูโลมาเรื้อรัง ซึ่งการระเบิดของออกซิเจน (respiratory burst) ที่ใช้ในการฆ่าเชื้อจุลชีพที่ถูกกินเข้าไปนั้นบกพร่อง

Scope

บทความนี้สำรวจประเภทของคอมพลีเมนต์และฟาโกไซต์ตามการจำแนกประเภทสากลของความผิดปกติแต่กำเนิดของภูมิคุ้มกัน: การขาดส่วนประกอบคอมพลีเมนต์ระยะต้น, ระยะสุดท้าย และส่วนประกอบควบคุม รวมถึงความบกพร่องของจำนวน, การยึดเกาะ และการทำลายเชื้อด้วยออกซิเดชันของฟาโกไซต์ บทความนี้จะอธิบายว่าความบกพร่องแต่ละชนิดสัมพันธ์กับรูปแบบความเสี่ยงที่จำเพาะอย่างไร โดยเป็นข้อมูลอ้างอิงมากกว่าจะเป็นแนวทางการวินิจฉัยหรือการรักษา

Core questions

• ภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดส่วนใดที่บกพร่อง: ระบบคอมพลีเมนต์หรือการทำงานของฟาโกไซต์?
• ระดับความบกพร่องของคอมพลีเมนต์ (ระยะต้น, ระยะสุดท้าย, หรือการควบคุม) สามารถทำนายความสัมพันธ์ทางคลินิกได้อย่างไร?
• เหตุใดความบกพร่องในการทำลายเชื้อของฟาโกไซต์จึงทำให้เกิดการติดเชื้อจากเชื้อจุลชีพที่สร้างเอนไซม์คะตะเลสและการก่อตัวของกรานูโลมา?

Key concepts

• ระบบคอมพลีเมนต์ (วิถีคลาสสิก, วิถีทางเลือก, วิถีเลคติน)
• การขาดคอมพลีเมนต์ส่วนประกอบระยะต้น
• การขาดคอมพลีเมนต์ส่วนประกอบระยะสุดท้าย (C5-C9) และความเสี่ยงต่อเชื้อ Neisseria
• ความบกพร่องของโปรตีนควบคุมคอมพลีเมนต์
• โรคกรานูโลมาเรื้อรัง (ความบกพร่องของ NADPH oxidase)
• การระเบิดของออกซิเจน (oxidative burst)
• ภาวะเม็ดเลือดขาวยึดเกาะบกพร่อง
• การก่อตัวของกรานูโลมา
• เชื้อจุลชีพที่สร้างเอนไซม์คะตะเลส

Mechanisms

คอมพลีเมนต์เป็นระบบเอนไซม์แบบลูกโซ่ที่ทำหน้าที่ออปโซไนซ์เชื้อจุลชีพ, ประกอบสารเชิงซ้อนโจมตีเยื่อหุ้มเซลล์ (membrane attack complex) และกำจัดสารเชิงซ้อนภูมิคุ้มกันและเศษเซลล์ที่ตายแล้ว การขาดส่วนประกอบระยะต้นทำให้การกำจัดบกพร่องและมีแนวโน้มที่จะติดเชื้อหนอง และโดยเฉพาะอย่างยิ่งโรคที่เกิดจากสารเชิงซ้อนภูมิคุ้มกัน เช่น กลุ่มอาการคล้ายโรคลูปัส ในขณะที่การขาดส่วนประกอบระยะสุดท้ายทำให้สารเชิงซ้อนโจมตีเยื่อหุ้มเซลล์บกพร่องและทำให้เสี่ยงต่อการติดเชื้อ Neisseria แบบแพร่กระจาย (Walport, 2001) ความบกพร่องของโปรตีนควบคุมทำให้เกิดการกระตุ้นคอมพลีเมนต์ที่ไม่สามารถควบคุมได้ ในความผิดปกติของฟาโกไซต์ ความบกพร่องอยู่ที่เซลล์ที่กินและฆ่าเชื้อจุลชีพ: ในโรคกรานูโลมาเรื้อรัง การกลายพันธุ์ในสารเชิงซ้อน NADPH oxidase ทำให้การระเบิดของออกซิเจนหายไป ดังนั้นฟาโกไซต์จึงสามารถกินเชื้อจุลชีพได้แต่ไม่สามารถฆ่าเชื้อจุลชีพที่สร้างเอนไซม์คะตะเลส (catalase-positive organisms) ได้ ซึ่งนำไปสู่การติดเชื้อซ้ำซ้อนและการก่อตัวของกรานูโลมา (Holland, 2013) ในทางกลับกัน ภาวะเม็ดเลือดขาวยึดเกาะบกพร่องทำให้การยึดเกาะที่อาศัยอินทีกริน (integrin-mediated adhesion) ซึ่งจำเป็นสำหรับฟาโกไซต์ในการออกจากกระแสเลือดและเข้าถึงบริเวณที่ติดเชื้อบกพร่อง (Notarangelo, 2010; Tangye, 2022)

Clinical relevance

ลักษณะเฉพาะของการติดเชื้อที่เกิดจากความบกพร่องเหล่านี้ เช่น การติดเชื้อ Neisseria ซ้ำซ้อนในภาวะขาดคอมพลีเมนต์ระยะสุดท้าย หรือการติดเชื้อจากเชื้อจุลชีพที่สร้างเอนไซม์คะตะเลสในโรคกรานูโลมาเรื้อรัง เป็นหัวใจสำคัญในการทำความเข้าใจภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่องโดยกำเนิด ในฐานะหัวข้ออ้างอิง บทความนี้จะอธิบายความสัมพันธ์เหล่านั้น โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อการศึกษาและไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยหรือการรักษาเฉพาะบุคคล

Epidemiology

ความบกพร่องของคอมพลีเมนต์และฟาโกไซต์รวมกันเป็นส่วนน้อยของความผิดปกติแต่กำเนิดของภูมิคุ้มกัน แต่ก่อให้เกิดรูปแบบการติดเชื้อที่จดจำได้ง่ายที่สุด โรคกรานูโลมาเรื้อรังเป็นความบกพร่องในการทำลายเชื้อของฟาโกไซต์ที่ได้รับการอธิบายอย่างดีที่สุด และการขาดคอมพลีเมนต์ระยะสุดท้ายเป็นสาเหตุที่รู้จักกันดีของการเกิดโรคเยื่อหุ้มสมองอักเสบจากเชื้อไข้กาฬหลังแอ่นซ้ำซ้อน ทั้งสองโรคนี้พบได้ยากเป็นรายบุคคล (Holland, 2013; Walport, 2001)

Evidence & guidelines

ประเภทของคอมพลีเมนต์และฟาโกไซต์ถูกกำหนดไว้ในการจำแนกประเภท IUIS ของความผิดปกติแต่กำเนิดของภูมิคุ้มกัน (Tangye, 2022) บทความทบทวนสองส่วนของ Walport ยังคงเป็นบทสรุปมาตรฐานของชีววิทยาและภาวะขาดคอมพลีเมนต์ (Walport, 2001) และบทความทบทวนเฉพาะทางได้สรุปโรคกรานูโลมาเรื้อรัง (Holland, 2013) และกรอบการทำงานของภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่องปฐมภูมิที่กว้างขึ้น (Notarangelo, 2010)

History

การขาดคอมพลีเมนต์เป็นหนึ่งในความบกพร่องของภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดที่ได้รับการยอมรับในช่วงแรกๆ โดยการขาดส่วนประกอบระยะสุดท้ายมีความเชื่อมโยงกับการเกิดโรคจากเชื้อ Neisseria ซ้ำซ้อน โรคกรานูโลมาเรื้อรัง ซึ่งได้รับการอธิบายครั้งแรกในทศวรรษ 1950 ว่าเป็นความผิดปกติของกรานูโลมาในวัยเด็กที่ถึงแก่ชีวิต ได้รับการแสดงให้เห็นในภายหลังว่าเกิดจากความล้มเหลวของการระเบิดของออกซิเจนของฟาโกไซต์ ซึ่งเป็นต้นแบบว่าความบกพร่องในการทำลายเชื้อโดยกำเนิดก่อให้เกิดลักษณะเฉพาะของการติดเชื้อได้อย่างไร (Walport, 2001; Holland, 2013)

Key figures

• Mark Walport
• Steven Holland
• Luigi Notarangelo
• Stuart Tangye

Seminal works

• tangye-2022
• walport-2001a
• holland-2013
• notarangelo-2010

Frequently asked questions

เหตุใดการขาดคอมพลีเมนต์ระยะสุดท้ายจึงทำให้เกิดการติดเชื้อ Neisseria ซ้ำซ้อน?

ส่วนประกอบคอมพลีเมนต์ระยะสุดท้าย (C5-C9) จะประกอบกันเป็นสารเชิงซ้อนโจมตีเยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการสลายเซลล์ของเชื้อ Neisseria โดยตรง หากไม่มีสิ่งนี้ ร่างกายจะสูญเสียการป้องกันที่สำคัญต่อเชื้อจุลชีพเหล่านี้และมีแนวโน้มที่จะติดเชื้อ Neisseria ซ้ำซ้อนหรือแพร่กระจาย

เกิดอะไรขึ้นในโรคกรานูโลมาเรื้อรัง?

การกลายพันธุ์ทำให้สารเชิงซ้อน NADPH oxidase ของฟาโกไซต์ไม่ทำงาน ดังนั้นนิวโทรฟิลและมาโครฟาจจึงสามารถกินเชื้อจุลชีพได้แต่ไม่สามารถสร้างสารออกซิเจนที่ทำปฏิกิริยาได้ ซึ่งจำเป็นต่อการฆ่าเชื้อจุลชีพที่สร้างเอนไซม์คะตะเลส ซึ่งนำไปสู่การติดเชื้อซ้ำซ้อนและกรานูโลมาอักเสบ