Déficits Immunitaires: Origines génétique et acquise

L3Physiopathologie du système immunitaire et immunothérapies

Bertrand ArnulfImmuno-hématologie

Saint Louis

Tissus

MicrobesBactéries, virus parasites, champignons

AgressionPlaie, effractionInflammation

Macrophage

Polynucléaire N

Lymphocytes T

NK

Immunité Innée Immunité adaptative

Périphérie Organes lymphoïdesGanglion

Monocyte

Lymphocyte B

Plasmocyte

CD4 CD8

Réponse immunitaire

Cellulaire

HumoraleCellule Dendritique

Phagocytose Migration

Complément

CSH

CSL

CSM

Progéniteur myéloïde

Polynucléaires (granulocytes)

neutrophile

éosinophile

basophile

Monocyte

Macrophage

Cellule dendritique

Lymphocytes

B

T CD4

Cellules NK

T CD8

Ontogenèse des lymphocytes T et différenciation B

Moelle osseuse

thymus Lymphocyte T

mature

Ganglion lymphatiqueOrganes

Lymphocyte Bnaïf

Cellulessouches

ProgéniteurCommun

Lymphocyte Timmature

plasmocyteB mémoire

Deficit ImmunitaireHéréditaire ou acquis

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

CSL

CSM

Progéniteur myéloïde

Polynucléaires (granulocytes)

neutrophile

éosinophile

basophile

Monocyte

Macrophage

Cellule dendritique

Lymphocytes

B

T CD4

Cellules NK

T CD8

Pré BCR

TPré TCR T

Pro B Pré B B immature

naïf mature

précurseur B B mature

simple positifdouble positifPro T Pré Tprécurseur T

Déficit ADADéficit RAG

Mutation c

Di GeorgeAgénésie thymique

Mutation BTK

Système Immunitaire: Les acteurs

Déficit CombinéSévère(SCID)

45%

Hématopoïèse

Hématopoïèse

Mutationc

RécepteurIl2, 4, 7, 9, 15

Déficit CombinéSévère(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 répétéesAuto-immunité et lymphomeslymphopénie CD8, hypogammaglobulinémie

Ataxie-Télangiectasie (AR): ATM (réparation ADN)ataxie cerebelleuse, télangiectasies (conjonctives)déficit cellulaire avec lymphopénie progressive, baisse IgA, GCancers et lymphomes

Déficits immunitaires Humoraux

plasmocyteprécurseur B lymphocyte B «naïf»

follicule lymphoïde

moelle osseuse

mutations somatiquescommutation isotypique

(antigène, lymphocytes T)

Lymphocyte B mémoire

réarrangementdes gènes des Ig

plasmoblaste

Plasmocyte à IgM

Développement et différenciation des lymphocytes B

108 ly. B/ jour

mutations somatiques

Antigène, lymphocytes T

plasmocyteprécurseur B lymphocyte B «naïf»

follicule lymphoïde

moelle osseuse

B mémoire plasmoblaste

commutation isotypique

Réarrangement gènes Ig

Plasmocyte à IgM

Lymphopoïèse B

PlasmocyteCellulesouche

Pro-B Pré-B B immature B mature

IgM IgM IgD

Moelle osseuse Périphérie

5

Lyn

Fyn

PLC-

Ras, Raf, MEKK1

Ca++Calmoduline Calcineurine

NFAT

JNK

AP-1 NFB Activation B

Blk

Transduction du signal par le BCR

Syk BTKBLNK

Ig(CD79a)Ig(CD79b)

ITAMITAM

Aggregats

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)

Lyn

Fyn

PLC-

Ras, Raf, MEKK1

Ca++Calmoduline Calcineurine

NFAT

JNK

AP-1 NFB Activation B

Blk

Transduction du signal par le BCR

Syk BTKBLNK

Ig(CD79a)Ig(CD79b)

ITAMITAM

Aggregats

Lymphopoïèse B

PlasmocyteCellulesouche

Pro-B Pré-B B immature B mature

IgM IgM IgD

Moelle osseuse Périphérie

5

B

T

Ag

Ag

mutation somatiques

Commutation isotypique(AID)

Proliferation cellulaire(6-8 h division)

Ag

Ag

Ag

Réponse immunitaire dans le centre germinatif:maturation d’affinité

Cell B naive

plasmocyte

Formation de B mémoireSécretion d’Ig

Cellule B mémoire

T

T

T

Réseau de cellules Folliculaires dendritiques

centrocyte

centroblaste

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

B mémoire plasmoblaste

lymphocyte B «naïf»

Plasmocyte à IgM

T

Prolifération

Mutations somatiques

Séléction des B de haute affinité

Apoptose des B de faible affinité

Commutation isotypique (switch)

CD40 AID

AID

Centroblaste

Centrocyte

CFD

Hyper-IgM syndromeHIGM

Déficit du « Switch »

??AD

UNGHIGM4<5%AR

CD40HIGM3<5%AR

AIDHIGM210-20%AR

CD40LHIGM155-60%X-linked

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

Tissus

MicrobesBactéries, virus parasites, champignons

AgressionPlaie, effractionInflammation

Macrophage

Polynucléaire N

Lymphocytes T

NK

Immunité Innée Immunité adaptative

Périphérie Organes lymphoïdesGanglion

Monocyte

Lymphocyte B

Plasmocyte

CD4 CD8

Réponse immunitaire

Cellulaire

HumoraleCellule Dendritique

Phagocytose Migration

Complément

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, SHUdéficit en properdine infection à Neissseria Meningitidis

Complexe d’attaque membranaire (C5 à C9)

infections bactériennes à Neissseria Meningitidis

Voie classiqueC1q, C1r, C1s

MBL, MASPsVoie des lectines

C4, C2 C4b2aC3

ProperdineC3bBb Voie alterne

Facteur D

Facteur BC3b

Voie finale commune

C5, C6, C7, C8, C9

C8

C7C6C5b

Poly C9

Lyse osmotique

AnaphylatoxinesChimiotactisme

Opsonisation

Système du Complément

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, IL12• Infections fongiques et intra-cellulaires chroniques

> Déficit des fonctions macrophagiques et polynucléaires

Les grandes orientations pratiques

Polynucléaire

Phagocytose

Lymphocyte T

Immunité cellulaire T

Immunité immédiate

Complément IgM naturelles

Immunité humorale

Lymphocyte B Immunoglobulines

Pneumocoque Haemophilus

Aspergillose

Staphylocoque

MycobactériePneumocystose

CMV

Qu’est-ce que l’Opportunisme ?

• Pneumocoque

• Haemophilus

• Tuberculose

• M. atypique

• Légionellose

• Aspergillose

• Pneumocystose

Infections Banales

InfectionsOpportunistes

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 primitifArbre généalogique

• Hémogramme– Polynucléaires neutrophiles– Lymphocytes– Monocytes

– Corps de Jolly

– Plaquettes (nombre et taille)

Orientation biologique: NFS

• Electrophorèse des protides– hypogammaglobulinémie

• Dosage IgG, IgA, IgM– (B60 … 16€)

• Sous-classes IgG (si IgG normales)

• Immunofixation

Orientation biologique: Immunoglobuline/Anticorps

Explorations de l’Immunité adaptative

In Vitro

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

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

In VivoProduction d’Acs (B)

Tests d’Hypersensibilité retardé (T)

Défautquantitatif ?

Défautqualitatif ?

Fonctions cellulaires

Lymphocytes

• Prolifération / mitogènes• PHA, ConA, PWM

• Prolifération / antigènes• Candidine• Tuberculine• Toxo, CMV …

• Switch in vitro• Système CD40/CD40L

• Production IFN• Système IL12/IFN

Polynucléaires

• Phagocytose sur lame• Réduction du NBT

• Production anions O2-

• Production H2O2

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

• Interrogatoire / Examen

• Arbre familial

• Hémogramme

• Electrophorèse des protides

• Dosage IgG, IgA, IgM

• Réponses vaccinales

• HIV, HTLV-I

• Dosage Sous-Classes IgG

• Prolif. in vitro (Mg et Ag)

• Corps de Jolly

• Complément: CH50

• Fonction PN, NBT

• Dosage ADA, PNP

(1) (2)

Exploration génétique ?

Exemple des hypogammaglobulinémies– XLA (Bruton) BTK– XLP (Purtilo) SAP, XiAP– HIGM CD40L, AID …– DICV 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/lIgA < 0.70 g/lIgM < 0.40 g/l

Déficits Immunitaires acquis (secondaires)

Infection VIH, HTLV-I Déplétion T auxiliaire CD4+ normaux

Malnutrition/enteropathies Inhibition maturation/fonction lymphocytairesSyndrome néphrotique fuite protéique (gammaglobulines)

Irradiation/ChimiothérapieEnvahissement médullaire Diminution production précurseurs médullaires

Immunosuppresseurs Inhibition maturation/fonction lymphocytaires

Hémopathies lymphoïdes Transformation tumorale des lymphocytesHypogammaglobulinémie, anergie

SplénectomieAsplénie fonctionnelle 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 : GammaglobulinesDosage des classes d’Igs: IgG, IgA, IgM, IgE, IgD

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

• Numération des Lymphos B • Cytométrie: CD19-, CD20, -Ig de Mb, mémoire CD27

• Etude de la Production d’Anticorps in vitro après stimuation:

(+Sous classes IgG1 à IgG4)Sérum

Cel.mononuclées