Déficits Immunitaires: Origines génétique et acquise

1. Déficits Immunitaires: Origines génétique et acquise Bertrand Arnulf Immuno-hématologie Saint Louis L3 Physiopathologie du système immunitaire et immunothérapies

2. 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 Monocyte Plasmocyte NK Phagocytose Migration Agression Plaie, effraction Inflammation Périphérie Organes lymphoïdes Ganglion

3. Polynucléaires (granulocytes) neutrophile Progéniteur myéloïde éosinophile CSM basophile Lymphocytes Cellule dendritique B CSH Monocyte T CD4 CSL T CD8 Macrophage Cellules NK

4. Ontogenèse des lymphocytes T et différenciation B Lymphocyte T immature thymus Lymphocyte T mature Progéniteur Commun Deficit Immunitaire Héréditaire ou acquis Cellules souches Organes Ganglion lymphatique Lymphocyte B naïf Moelle osseuse B mémoire plasmocyte

5. 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

6. Déficits immunitaires combinés sévères (DICS) Défaut immunité cellulaire et humorale = rares mais sévère Révélation dans premières années de la vie Diagnostic urgent à faire

7. Polynucléaires (granulocytes) neutrophile Progéniteur myéloïde éosinophile CSM basophile Lymphocytes Cellule dendritique B CSH Monocyte T CD4 CSL T CD8 Macrophage Cellules NK

8. MutationBTK Pré BCR précurseur B Pro B Pré B B immature B mature Déficit RAG Déficit ADA Mutationgc Pré TCR T T précurseur T Pro T Pré T double positif simple positif naïf mature Di George Agénésie thymique

9. Déficit Combiné Sévère (SCID) 45% Système Immunitaire: Les acteurs

10. Hématopoïèse

11. Hématopoïèse Mutation gc Récepteur Il2, 4, 7, 9, 15 Déficit Combiné Sévère (SCID) 45%

12. 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

13. Déficits immunitaires Humoraux

14. Développement et différenciation des lymphocytes B • plasmoblaste • Lymphocyte B mémoire mutations somatiques commutation isotypique (antigène, lymphocytes T) follicule lymphoïde Plasmocyte à IgM 108 ly. B/ jour moelle osseuse réarrangement des gènes des Ig plasmocyte précurseur B lymphocyte B «naïf»

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

16. Lymphopoïèse B IgM IgM IgD l5 m Pré-B B immature B mature Cellule souche Pro-B Plasmocyte Périphérie Moelle osseuse

17. Transduction du signal par le BCR Aggregats Iga (CD79a) Igb (CD79b) Fyn BLNK ITAM ITAM Syk Blk Lyn BTK PLC-g Ras, Raf, MEKK1 Ca++ Calmoduline Calcineurine JNK Activation B NFkB NFAT AP-1

18. 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)

19. Transduction du signal par le BCR Aggregats Iga (CD79a) Igb (CD79b) Fyn BLNK ITAM ITAM Syk Blk Lyn BTK PLC-g Ras, Raf, MEKK1 Ca++ Calmoduline Calcineurine JNK Activation B NFkB NFAT AP-1

20. Lymphopoïèse B IgM IgM IgD l5 m Pré-B B immature B mature Cellule souche Pro-B Plasmocyte Périphérie Moelle osseuse

21. Réponse immunitaire dans le centre germinatif: maturation d’affinité Réseau de cellules Folliculaires dendritiques T plasmocyte T Ag Ag T B Cell B naive Ag centrocyte Cellule B mémoire T Ag Ag centroblaste Formation de B mémoire Sécretion d’Ig mutation somatiques Commutation isotypique (AID) Proliferation cellulaire (6-8 h division) Apoptose massive des B de faible affinité Sélection des B de forte affinité

22. B mémoire • plasmoblaste AID CD40 T Commutation isotypique (switch) Centrocyte Séléction des B de haute affinité Apoptose des B de faible affinité AID CFD Mutations somatiques Centroblaste Prolifération Plasmocyte à IgM lymphocyte B «naïf»

23. X-linked 55-60% HIGM1 CD40L AR 10-20% HIGM2 AID AR <5% HIGM3 CD40 AR <5% HIGM4 UNG AD ? ? Hyper-IgM syndromeHIGMDéficit du « Switch »

24. 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%)

25. Déficits primitifs de l’immunité innée

26. 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 Monocyte Plasmocyte NK Phagocytose Migration Agression Plaie, effraction Inflammation Périphérie Organes lymphoïdes Ganglion

27. 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

28. C5b C6 C7 C8 Poly C9 Système du Complément Voie classique C1q, C1r, C1s Properdine C3bBb Voie alterne C4b2a C4, C2 C3 MBL, MASPs Facteur D Voie des lectines C3b Facteur B Voie finale commune Opsonisation C5, C6, C7, C8, C9 Anaphylatoxines Chimiotactisme Lyse osmotique

29. 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)

31. 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)

32. 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

33. Les grandes orientations pratiques Mycobactérie Aspergillose Pneumocystose Staphylocoque CMV Haemophilus Pneumocoque

34. Qu’est-ce que l’Opportunisme ? • Pneumocoque • Haemophilus • Tuberculose • M. atypique • Légionellose • Aspergillose • Pneumocystose Infections Banales Infections Opportunistes

35. 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

36. 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

37. Exploration d’un déficit immunitaire primitif Arbre généalogique

38. Orientation biologique: NFS • Hémogramme • Polynucléaires neutrophiles • Lymphocytes • Monocytes • Corps de Jolly • Plaquettes (nombre et taille)

39. Orientation biologique: Immunoglobuline/Anticorps • Electrophorèse des protides • hypogammaglobulinémie • Dosage IgG, IgA, IgM • (B60 … 16€) • Sous-classes IgG (si IgG normales) • Immunofixation

40. 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)

41. 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

42. 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 …

43. Exploration d’un déficit immunitaire primitif (1) (2) • 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

44. 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 Exploration génétique ? Exemple des hypogammaglobulinémies • XLA (Bruton) BTK • XLP (Purtilo) SAP, XiAP • HIGM CD40L, AID … • DICV

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

46. 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

47. 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

48. Exploration immunité innée

49. 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)

50. Exploration de l’Immunité Humorale In Vitro : Gammaglobulines Dosage des classes d’Igs: IgG, IgA, IgM, IgE, IgD Sérum (+Sous classes IgG1 à IgG4) • Numération des Lymphos B • Cytométrie: CD19-, CD20, -Ig de Mb, mémoire CD27 • Etude de la Production d’Anticorps in vitro après stimuation: Cel.mononuclées In Vivo : Production d’Acs spécifiques en réponse à un rappel d’Ag vaccinal.