Komplement-C4-Mangel und HLA-Homozygotie bei Patienten mit häufigen intraoralen Herpes-Simplex-Virus-Typ-1-Infektionen

Zusammenfassung

Bei drei aufeinanderfolgenden Patienten ohne offensichtliche Immunschwäche mit häufigen intraoralen Herpes-simplex-Typ-1-Rezidiven, einer seltenen Komplikation einer Herpes-simplex-Virus-Infektion, wurde ein totaler Mangel an entweder des A- oder B-Isotyps der Komplementkomponente C4 und homozygot für die untersuchten HLA-Antigene. Eine Kombination aus HLA-Homozygotie, die zu einer beeinträchtigten T-Zell-Erkennung viraler Peptide führen kann, und einem Mangel am klassischen Komplementweg, der die Virusneutralisation beeinträchtigen kann, kann zu schweren und häufigen Herpes-simplex-Virusinfektionen prädisponieren.

Die Morbidität einer Infektion mit dem Herpes-simplex-Virus Typ 1 (HSV-1) beruht hauptsächlich auf der Fähigkeit von HSV-1, sich periodisch zu reaktivieren. Rezidivierender Herpes labialis tritt bei 15% -40% der seropositiven Personen auf . Immunkompetente Personen haben selten intraorale Läsionen. Von denen, die dies tun, erleben 52% wiederkehrende Episoden, die häufig als aphthöse Stomatitis oder Erythema multiforme fehldiagnostiziert werden . Läsionen treten vorwiegend am harten Gaumen und der Gingiva auf und können effektiv mit einer antiviralen Langzeitprophylaxe behandelt werden.

Die Effizienz der frühen Immunantwort auf klares HSV-1 variiert stark . Es wird angenommen, dass Unterschiede in der IFN-γ- und spezifischen Antikörperproduktion sowie Anomalien in der Makrophagen- oder NK-Zellfunktion die Unterschiede in den Rezidivraten und der Invasivität erklären. HSV-1 hat ein Komplementausweichmolekül, das den alternativen Komplementweg und die terminale Komplexaktivierung lokal fast vollständig blockiert . Die Virusneutralisation durch den Wirt hängt wahrscheinlich von der antikörperinduzierten Aktivierung des klassischen Weges ab. Dennoch hat die Rolle von Komplementmängeln bei HSV-Infektionen wenig Beachtung gefunden .

Innerhalb von 1 Jahr wurden 3 nicht verwandte Patienten aus nicht blutenden Ehen wegen außergewöhnlich aktiven intraoralen Herpes ohne offensichtliche Immunschwäche an uns überwiesen. Wir untersuchten Komplementfunktionen und Komplementfaktor C4- und HLA-Gene in dieser kleinen kaukasischen Patientengruppe. Die Ergebnisse weisen auf immunologische Merkmale hin, die für eine aktive intraorale HSV-1-Infektion prädisponieren können.

Methoden. Diese 3 Patientinnen hatten eine intraorale HSV-1-Infektion mit > 10 Rezidiven pro Jahr, mit wiederkehrenden Herpesblasen vorwiegend im harten Gaumen und in der Gingiva. Die Rezidivrate war über die Zeit konstant geblieben oder angestiegen (Tabelle 1).

Blut wurde in Röhrchen entnommen, die Heparin, EDTA (10 mm) oder kein Antikoagulans enthielten. Die Proben wurden entnommen, während die Patienten asymptomatisch waren.

Serumantikörper gegen HSV-1 und HSV-2 wurden mittels kommerzieller EIAs (HSV-1 ELISA IgG und HSV-2 ELISA IgG; MRL-Diagnostik) gemessen. Die Proben für HSV-PCR, Antigennachweis und Isolierung wurden von den Basen neu punktierter intraoraler Vesikel entnommen. HSV-Isolierung und typspezifische PCR-Analysen wurden durchgeführt . Die Proben für den HSV-Antigen-Nachweis wurden aus den Tupfern durch Zytozentrifugation hergestellt. Objektträger wurden mit polyklonalem HSV-Anti-Kaninchen-IgG gefärbt, gefolgt von Fluorescein—Isothiocyanat-markiertem Anti-Kaninchen-IgG (Jackson ImmunoResearch Laboratories). In Paraffin eingebettete Gewebeproben wurden ähnlich gefärbt. Die Spiegel von IgG, IgA und IgM sowie die Konzentrationen von IgG-Subklassen wurden nephelometrisch mit polyklonalen Antikörpern der Firma Behringwerke quantifiziert.

DNA-Proben wurden für HLA-A, -B, -C und -DR mittels der kommerziellen Kits von Pel-Freez (PF-ABC-SSP), One Lambda (SSP ABDR) oder INNO-Lipa (LiPA HLA-DRB1) mit niedrigen bis mittleren Allelauflösungen genotypisiert. Komplement-C4-Allotypen wurden elektrophoretisch bestimmt. Das Fehlen eines Isotyps wurde durch isotypspezifische PCR-Amplifikation der C4A- und C4B-Gene bestätigt.

Die Serum-C3- und C4-Spiegel wurden nephelometrisch unter Verwendung von polyklonalen Antikörpern und Referenzproben der Behringwerke quantifiziert. Die klassischen und alternativen hämolytischen Komplementaktivitäten wurden durch standardisierte Hämolyse-in-Gel-Assays von der Bindungsstelle aus bestimmt.

Die Aktivitäten von mononukleären Zellen des peripheren Blutes (PBMC) wurden durch Einbau von Thymidin nach Stimulation von PBMC mit Phytohämagglutinin, Concanavalin A und Pokeweed-Mitogen gemessen und als normal befunden (Daten nicht gezeigt) .

Ergebnisse. Alle Patienten hatten > 10 jährliche HSV-1-Rezidive (Tabelle 1), die 5-10 Tage dauerten, aber mit oraler Langzeittherapie mit Valaciclovir vollständig unterdrückt wurden. Die symptomatische Linderung begann nach < 24 h. Die Patienten hatten mehrere kleine Vesikel (1-3 mm Durchmesser) an Stellen, die typisch für eine intraorale HSV-Infektion waren (Tabelle 1), aber atypisch für ein intraorales Erythema multiforme oder eine aphthöse Stomatitis. Patienten 1 und 3 zeigten häufig gleichzeitige typische Herpes labialis (Tabelle 1). HSV-1-Infektionen waren während der Schwangerschaft bei Patientin 1 und in der Pubertät bei Patientin 3 häufiger geworden. Beide hatten auch Anzeichen einer meningealen Reizung mit Nackensteifigkeit und Myalgie, Photophobie und handlungsunfähigen Kopfschmerzen zur gleichen Zeit wie Herpesläsionen. Es wurden keine erhöhten Proteinspiegel oder Pleozytose im Liquor nachgewiesen, und der PCR-Test auf HSV im LIQUOR war für Patient 1 negativ. Patienten 1 und 3 hatten häufige Infektionen der oberen Atemwege und Patient 1 hatte eine rezidivierende Sinusitis.

Die Patienten hatten keine Zytopenien oder Antikörper gegen HIV- oder Hepatitis-B- oder Hepatitis-C-Viren. Die Ergebnisse virologischer und immunologischer Untersuchungen sind in den Tabellen 1 und 2 dargestellt. Alle Patienten waren seropositiv für HSV-1. Die histologische Diagnose für Patient 2 basierte auf einer typischen HSV-Blasenmorphologie und wurde durch HSV-spezifische Immunfärbung bestätigt. Alle hatten anhaltende intraorale HSV-1-Infektionen (Tabelle 1) und reduzierte hämolytische Aktivitäten auf dem klassischen Komplementweg und Serum-C4-Spiegel (Tabelle 1). Die C4-Phänotypisierung zeigte ein vollständiges Fehlen des Proteins C4A (1 Patient) oder C4B (2 Patienten). Die Patienten waren für die HLA-Klasse-I- und -II-Allele homozygot (Tabelle 2). Patient 2, der für A1, B8, DR3 homozygot war, hatte einen niedrigen Serum-IgA-Spiegel (0,47 g / l).

Diskussion. In unserer ausgewählten Gruppe von 3 Patienten hatten alle außergewöhnlich aktive intraorale HSV-1-Infektionen, waren homozygot für ihre Haupthistokompatibilitätskomplex (MHC) Haplotypen und hatten einen völligen Mangel an entweder dem C4A oder C4B Protein des klassischen Komplementweges (Tabelle 2) . Die Patienten haben somit eine Kombination von subtilen Störungen in ihren MHC-Proteinen, die die Immunabwehr gegen Exazerbationen von HSV-1 im Oropharynx beeinträchtigen können.

Es wird angenommen, dass CD8 + —T-Zellen der Klasse I für das Clearing von HSV verantwortlich sind. Die variablen Raten des Ausscheidens und des Wiederauftretens sowie die Variation der Wirksamkeit der frühen Immunantwort sind das Nettoergebnis eines komplexen Zusammenspiels zwischen den Immunausweichmolekülen von HSV und der Immunantwort des Patienten . Es ist wahrscheinlich, dass neben T-Zellen auch schnell wirkende Arme der Immunantwort zu diesem frühen Stadium der Abwehr beitragen.

NK-, mononukleäre und CD4 + -T-Zellen, Immunglobuline, Komplementfaktoren und vorwiegend Zytokine vom Th1-Typ werden in frühen HSV-Läsionen gefunden. Die ersten Lymphozyten, die in HSV-Läsionen wandern, sind CD4 + T-Zellen und NK-Zellen, die für die lokal erhöhte Zytokinproduktion verantwortlich sind. Produkte der MHC Klasse I HLA-A und -B Loci präsentieren Peptide an zytotoxische T- und NK-T-Zellen und solche der Klasse II Loci an CD4+T-Zellen. HSV-1 kann die Antigenpräsentation durch MHC-Moleküle der Klassen I und II stören und die Erkennung von CD8 + – und CD4 + -T-Zellen beeinflussen . Wie bei anderen Virusinfektionen vorgeschlagen, kann die Expression viraler Peptide zu zytotoxischen CD8 + T-Zellen früh während eines Rezidivs durch HLA-Homozygotie behindert werden , möglicherweise durch verringerte Variabilität im HLA-Antigen-Repertoire der Patienten, beispielsweise auf Schleimhautepithelzellen. Schließlich werden die Effekte der Zytokinproduktion die Hemmung der HLA-Klasse-I-Expression durch HSV überwinden und es den CD8 + T-Zellen ermöglichen, die virusinfizierten Zellen zu entfernen . Die MHC-Homozygotie wurde mit einem beschleunigten Krankheitsverlauf bei Virusinfektionen in Verbindung gebracht . Dies ist unseres Wissens die erste Studie, die über einen Zusammenhang zwischen HLA-Homozygotie und symptomatischen HSV-Rezidiven berichtet.

Sowohl die B8-, DR3- als auch die B35-, Cw4-haltigen MHC-Haplotypen wurden mit der rekrudeszenten HSV-Erkrankung in Verbindung gebracht und es wird vermutet, dass sie zu einer aggressiven Erkrankung führen, die durch umhüllte Viren verursacht wird . Die Haplotypen, die die Antigene A3, B35, A1, B8 und B15 enthalten, treten in homozygoter Form in der finnischen Bevölkerung mit einer Häufigkeit von 0,8%, 0,3% bzw. 2% auf . Den Haplotypen der Patienten gemeinsam sind C4-Deletionen.

C4-Protein hat 2 Isotypen, C4A und C4B, deren Gene in der MHC-Klasse-III-Region codiert sind. Nach Unterbrechung ihrer internen Thiolesterbindungen binden die C4A- und C4B-Proteine kovalent an Amino- oder Hydroxylgruppen an Zielmolekülen und wirken als Untereinheiten im klassischen Weg C3-Konvertase, C4b2a. C4 hat einen komplexen strukturellen Polymorphismus mit > 40 erkannten Proteinallotypen. Ein C4-Mangel wird durch segmentale Deletionen, Duplikationen, Genumwandlungen oder Punktmutationen verursacht, die zu „null“ (Q0) -Allelen führen. Diese treten mit hoher Frequenz auf. Etwa 35% der Menschen aller Rassen fehlt 1 der 4 C4A- oder C4B-Allele . Totale C4A- und C4B-Mängel, dh 2 Nullallele in den jeweiligen C4A- oder C4B-Genorten, treten bei 3% bzw. 8% der finnischen Bevölkerung auf .

Die Prävalenz von intraoralem Herpes ist unbekannt. Wir schätzen es konservativ auf < 0,5%. In der finnischen Bevölkerung beträgt die Prävalenz der HLA-Homozygotie für die 9 häufigsten Haplotypen 3% und für den gesamten C4A- oder C4B-Mangel 11%. Die Prävalenz all dieser zusammen wäre somit 1.65 pro 100.000 Personen, aber HLA-Haplotypen und C4-Defizite sind nicht unabhängig, während sie miteinander verbunden sind. Die Wahrscheinlichkeit, dass 3 aufeinanderfolgende Patienten mit intraoralem Herpes diese Symptome haben, ist minimal. Als Beispiel wäre unter 10.000 aufeinanderfolgenden Krankenhauspatienten die Wahrscheinlichkeit, 3 konkordante Patienten gemäß der Poisson-Verteilung zu finden, 0,00064.

Spezifische Antikörper und Komplement wirken zusammen, um HSV direkt zu neutralisieren und zu opsonisieren und die antikörperabhängige zelluläre Zytotoxizität zu verstärken. Um diesen schnell wirkenden Immunitätsarmen auszuweichen, kodiert HSV-1 für spezifische Proteine. Erstens hemmen IgFc-bindende Proteine die IgG-Aktivität und ermöglichen es dem Virus und den infizierten Zellen, dem Antikörperangriff zu entkommen . Zweitens schützt das HSV-1-Transmembran-Glykoprotein gC-1 das Virion und die HSV-infizierten Zellen vor Komplementneutralisation, wodurch die lokale Ausbreitung erleichtert wird . Obwohl das Virus in der Lage zu sein scheint, mit dem alternativen Komplementweg fertig zu werden, scheint die Wirtsresistenz vom klassischen Weg abzuhängen. Mängel darin oder in Antikörpern, die es aktivieren, könnten einen tiefgreifenden Einfluss auf die lokale Ausbreitung und die Rezidivraten von HSV-1 haben.

Zusammenfassend legt unsere Studie nahe, dass ein Mangel an einem der 2 C4-Proteine für die Definition der Anfälligkeit für chronisch aktive HSV-1-Erkrankungen wichtig sein könnte. Darüber hinaus scheint die HLA-Homozygotie auch ein Anfälligkeitsfaktor zu sein. Die Anfälligkeit für eine außergewöhnlich schwere Virusinfektion kann daher durch eine Kombination subtiler Defekte in mehreren Armen des Immunsystems bestimmt werden.