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 ADA

Déficit RAG

Mutation c

Di GeorgeAgénésie thymique

Mutation BTK

Système Immunitaire: Les acteurs

Déficit CombinéSévère(SCID)

45%

Hématopoïèse

Hématopoïèse

Mutation

c

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

SykBTK

BLNK

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

SykBTK

BLNK

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

C7

C6C5b

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'anticorpshypo-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