Diagnostik af immundefekter

Vores viden om primær immundefekt (PID) er steget markant de seneste 10-15 år som følge af den teknologiske udvikling inden for genetiske og immunologiske analysemetoder. Det har muliggjort en mere præcis diagnostik med påvisning af, hvilke molekyler eller signaleringsveje i immunsystemet der udviser manglende eller ændret funktion. Præcis diagnostik er en forudsætning for at tilbyde målrettet behandling, f.eks. i form af biologiske lægemidler, genterapi og andre former for præcisionsterapi. PID som sygdomsgruppe er relativt hyppig (ca. 1:1.200 levendefødte), men består af mange forskellige sjældne tilstande, så diagnostik og behandling i dag oftest er en kompleks specialistopgave [1-4].

Hos patienter med PID er dele af immunsystemet svækket som følge af medfødte primære fejl i immunsystemet. Symptomerne kan vise sig tidligt i livet eller debutere senere. Det har gennem mange år været velkendt, at patienter med immundefekt ikke kun præsenterer sig med øget modtagelighed for infektioner, men også med en række noninfektiøse kliniske manifestationer, såkaldte immundysregulatoriske tilstande, der inkluderer autoimmunitet, inflammatorisk sygdom, allergi/svær atopi, knoglemarvsdysfunktion, benign såvel som malign lymfoproliferativ sygdom og en generel øget risiko for malignitet (Figur 1) [6]. Man har derfor valgt at samle den brede gruppe af patienter med PID og/eller immundysregulation under betegnelsen inborn errors of immunity (IEI) [1, 4], som omfatter alle immundefekter på genetisk baggrund, både monogene og polygenetiske tilstande. Det er ikke altid muligt at påvise en enkeltstående genetisk ætiologi hos patienter med PID, og man anvender da kliniske og parakliniske diagnostiske kriterier [7]. Hvor der ikke findes en (mono)genetisk årsag, er ætiologien antagelig multifaktoriel med et komplekst sammenspil mellem (poly)genetiske prædispositioner, miljøfaktorer og epigenetiske faktorer [8]. Der ses også fænokopier, hvor immundefektlignende sygdom opstår på baggrund af somatiske mutationer eller autoantistoffer rettet mod specifikke molekyler, der hæmmer normal immunfunktion [9]. Der er nu identificeret næsten 600 forskellige IEI-sygdomme [2, 4], og tallet stiger, i takt med at genetisk undersøgelse bliver bedre, billigere og mere tilgængelig. Denne udvikling stiller større krav til den immunologiske diagnostik, da de genetiske fund bør bekræftes med funktionelle immunologiske analyser, så man sikrer, at fundet har klinisk betydning.

Primær immundefekt og immundysregulation

Det er vigtigt at være opmærksom på, at en del patienter med PID ikke nødvendigvis har svære eller recidiverende infektioner med heraf følgende risiko for udvikling af kronisk organskade. Immundysregulatoriske manifestationer kan være debutsymptom eller udvikle sig med tiden. Det viser sig ofte ved påvirket immuntolerance i form af udtalt tendens til autoimmunitet, f.eks. cytopenier, artritis og enteropati [10, 11]. Det kliniske PID/IEI-billede overlapper med de mere almindelige systemiske autoimmune tilstande, om end det kliniske billede hos patienter med IEI ofte er mere komplekst med tendens til flere forskellige (og alvorlige) immundysregulatoriske manifestationer. Behandlingen af disse patienter er en balance mellem risikoen for infektion vs. behovet for immunmodulerende behandling ved f.eks. autoimmun sygdom. Målrettet behandling med biologiske lægemidler specifikt rettet mod en påvist genetisk defekt har derimod ofte en udtalt effekt på de immundysregulatioriske symptomer uden at forværre patientens reducerede immunfunktion. Dette understreger behovet for præcis diagnostik [6].

En anden vigtig immundysregulatorisk manifestation er (benign) lymfoproliferation, hvor differentialdiagnosen over for malignt lymfom kan være vanskelig. Generelt er cancerrisikoen øget hos børn som voksne med immundefekt [12], hvorfor løbende screening for malignitet anbefales hos flere PID-patientgrupper, og tidlig knoglemarvstransplantation anbefales ved visse typer immundefekt hos børn. Bl.a. har visse grupper af patienter med antistofmangel, f.eks. ved common variable immunodeficiency, en øget hyppighed af malignt lymfom og ventrikelcancer [13, 14].

Immundefektdiagnostik

Mistanke om PID bygger på relevante kliniske og parakliniske fund, hvor man skal være opmærksom på, at der hyppigt forekommer stor klinisk variabilitet. Bl.a. kan varierende klinisk penetrans ses inden for familier med samme sygdomsfremkaldende genetiske variant, hvor nogle familiemedlemmer kan være asymptomatiske, mens andre kan have svær sygdom. Debut af sygdom kan forekomme i tidlig barndom, men en del PIDs debuterer først i voksenlivet. Klinisk undersøgelse og grundig familieanamnese er derfor vigtig.

Der findes forskellige udgaver af »advarselstegn« [15] på PID/IEI. Hos børn peger især diagnosticeret PID i familien, behov for i.v. antibiotika i tidlig barnealder og dårlig trivsel på en mulig immundefekt. Hos voksne bør man overveje PID ved infektioner med usædvanligt forløb, invasive infektioner eller infektioner, der responderer dårligt på relevant behandling samt autoimmun, granulomatøs og lymfoproliferativ sygdom og recidiverende inflammatoriske episoder [16]. Specielt bør kompleks symptomatologi rejse mistanke om PID/IEI. Parakliniske abnorme fund ved leukocyt- og differentialtælling samt nedsatte koncentrationer af IgA, IgM og/eller IgG (inklusive isoleret nedsat IgG1/2/3) kan være tegn på PID. Efter individuel vurdering kan desuden inkluderes analyse for bl.a. hiv, cytomegalovirus-/Epstein-Barr-virus-serologi, M-komponent, lungefunktion, røntgen eller højopløsnings-CT af thorax, autoantistoffer og af knoglemarv. Normale fund udelukker dog ikke PID.

Neonatal screening for svær T-celledefekt (eng.: severe combined immunodeficiency) på hælprøve er indført i Danmark i februar 2020 ved bestemmelse af niveauet af T-cell receptor excision circles. I disse tilfælde er det vigtigt at sikre tidlig relevant behandling med f.eks. knoglemarvstransplantation, genterapi eller thymustransplantation [17].

Immunologisk screening – prægenetisk

Ved mistanke om PID henvises patienten fra immundefektkyndige klinikere, oftest pædiatere og infektionsmedicinere, til klinisk immunologisk afdeling, der foretager en immunologisk karakterisering (Figur 2). Hertil anvendes standardiserede og oftest akkrediterede analyser (ISO 15189) [18]. Især anvendes flowcytometriske analyser, der muliggør identifikation af en lang række markører på cellernes overflade og intracellulært og dermed muliggør karakterisering af leukocytters differentiering og aktivering. Som minimum laves der en koncentrationsberegning af T-celler, B-celler og NK-celler suppleret af en mere dybdegående analyse af lymfocytsubpopulationer inklusive redegørelse af lymfocytternes opmodningsmønster og aktiveringsniveau [19]. Immunologisk karakteristik af de myeloide cellers opmodningsmønster og aktiveringsniveau [20] er også relevant, idet dysfunktion af innate immunceller har vist sig at have væsentlig betydning for de kliniske manifestationer ved IEI [20]. Den flowcytometriske markørundersøgelse kan afdække mulig reduceret eller manglende udvikling/opmodning af B- og T- celler [21]. Ved mistanke om B-celledysfunktion giver analysen indsigt i B-cellernes (manglende) evne til skift fra produktion af IgM til IgG [22]. Analysen giver også indblik i det cellulære immunsystems aktiveringsniveau og udtrætning som følge af langvarig »overbelastning« af immunsystemet. Tegn på T-celleudtrætning på grund af kronisk immunaktivering (kronisk infektion/autoimmunitet) hos patienter med PID/IEI medfører yderligere reduktion af immunfunktionen [23].

Den initiale diagnostik kan suppleres med yderligere analyser tilpasset patientens alder og klinik. F.eks. undersøgelse af komplementsystemets funktion [24], af fagocytfunktion og de neutrofile granulocytters evne til at generere et oxidativt burst eller CD4-T-cellernes evne til at proliferere, når cellerne stimuleres. Klinisk immunologisk afdeling afgiver skriftligt svar på disse analyser inklusive fortolkning af data sammenholdt med den pædiatriske, infektionsmedicinske, hæmatologiske eller reumatologiske vurdering. Fundene diskuteres ad hoc med de ansvarlige klinikere. Desuden afholdes regelmæssigt regionale og nationale immundefekt-multidisciplinært team (MDT)-konferencer.

Genetisk diagnostik

Beslutning om videre immungenetisk udredning tages ofte på tværfaglige immunologiske MDT-konferencer med deltagelse af klinikere (pædiatere og/eller infektionsmedicinere), kliniske immunologer, genetikere samt eventuelt hæmatologer, reumatologer m.fl. Siden etableringen af Nationalt Genom Center i 2019 har den genetiske screening på nationalt plan været foretaget ved helgenomsekventering (WGS), hvor der i dag laves variantkald på op til 600 relevante PID-gener [25-27]. Variantfortolkningen foretages af speciallæger og molekylærbiologer med indsigt i IEI og genetisk dataanalyse, og vurderingen af de påviste genetiske varianter sammenholdes med klinik og immunologiske fund. Trio-WGS, dvs. med biologiske forældre, vil oftest foretrækkes ved udredning af børn for at vurdere arvegang og eventuelle de novo-varianter. Der er behov for udvikling af metoder inden for genetisk diagnostik, så de påviste varianters karakter kan afklares mere optimalt f.eks. i form af RNA-analyser [28] og/eller proteomundersøgelser.

Den konkrete betydning af – ikke tidligere beskrevne – påviste genetiske varianter for immunfunktionen kendes ofte ikke (eng.: variants of unknown significance). Det kræver oftest tværfaglig konference med overvejelser om penetrans, litteratursøgning og afdækning af muligheder for immunologisk funktionel analyse for at be- eller afkræfte betydningen af varianten (se »Immunologisk funktionel followup« nedenfor). Revurdering af WGS-fund, f.eks. fem år senere, har vist sig at have diagnostisk værdi [26].

Immunologisk funktionel followup

Funktionel undersøgelse af ikke tidligere beskrevne genetiske IEI-varianter er ofte en kompleks, dyr og ressourcetung opgave. Diagnostiske algoritmer og funktionelle immunologiske analyser udvikler sig dog løbende og er de senere år blevet mere standardiserede og robuste. Der anvendes en lang række metoder, herunder signaleringsanalyser, hvor der bruges celler fra patienten eller cellekulturer transfekteret med patientens genvariant. Cellerne stimuleres receptorspecifikt, og den afledte intracellulære signalering analyseres. Analysen er ofte baseret på flowcytometrisk måling af fosforylerede signaleringsproteiner eller reporter-assays, der måler signalvejenes end points, når bestemte gener aktiveres.

Endelig diagnostik

Principielt kan den endelige PID/IEI-diagnose først stilles, når ovenstående trin er gennemført og diskuteret af relevante klinikere, immunologer og genetikere [29]. Korrekt diagnostik er en forudsætning for korrekt prognosticering og korrekt klinisk intervention, herunder stillingtagen til behandling. Behandlingen kan være mere simpel med f.eks. forebyggende antibiotika eller immunglobulinsubstitution, men hurtig stillingtagen til knoglemarvstransplantation/genterapi eller biologisk targeteret behandling kan være indiceret ved alvorlig PID.

Diskussion og konklusion

Detaljeret genetisk og immunologisk diagnostik er i dag afgørende for at kunne tilbyde den rette ofte individualiserede behandling for at forbedre prognosen og livskvalitet. Det er vigtigt ikke kun at fokusere på behandlingen af patienternes eventuelle øgede infektionstilbøjelighed, men også at have blik for eventuelle immundysregulatoriske symptomer. Patienterne skal generelt vurderes løbende for at undgå udvikling af yderligere immundysfunktion og/eller malignitet. Hos patienter med især tidlig sygdomsdebut er monitorering af immun(rest)funktion særlig vigtig, da gradvis udtrætning af immunsystemet kan være medvirkende årsag til alvorlige infektioner.

Tidlig og præcis diagnostik muliggør dedikeret brug af målrettet behandling, som radikalt kan forbedre prognosen hos patienter med alvorlige IEI [30]. Genetisk rådgivning bør tilbydes og varetages af pædiatere eller genetikere med specialistfunktion inden for IEI.

Den immungenetiske diagnostik i Danmark har fået et enormt løft efter indførelse af WGS, og den bioinformatiske fortolkning af data udvikler sig løbende. En stor udfordring er nu at verificere den funktionelle betydning af nye genetiske varianter for korrekt valg af målrettet behandling. De immunfunktionelle analyser er ressourcetunge og stiller store krav til de immunologiske laboratorier. Samtlige kliniske immunologiske afdelinger i Danmark har et nært samarbejde om diagnostikken af patienter med kompleks IEI. Derudover bruges et internationale netværk, ESID – European Society for Immunodeficiencies, hvor klinikere og immunologer kan udveksle idéer, patientmateriale og analyser til gavn for denne patientgruppe.