Thiếu hụt hạt đặc hiệu của bạch cầu trung tính

Thiếu hạt đặc hiệu bạch cầu trung tính (SGD; trước đây gọi là thiếu hụt lactoferrin) là một rối loạn bẩm sinh hiếm gặp. Đặc điểm lâm sàng nổi bật là tăng tính nhạy cảm với nhiễm trùng hoại tử. Bệnh nhân thường có các nhiễm trùng da lớn, âm ỉ, kéo dài hàng tháng (hình 1). Họ cũng có thể bị áp xe phổi và viêm xương tai giữa. Các mầm bệnh chính bao gồm Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, các vi khuẩn gram âm đường ruột khác, và Candida albicans.

Trên phết máu ngoại vi, bạch cầu trung tính thiếu các hạt đặc hiệu và có nhân hai thùy, giống với dị dạng Pelger-Huet (hình 2). Hầu hết có số lượng eosinophil thấp hoặc vắng mặt vì chúng thiếu các hạt nhuộm đỏ điển hình. Chẩn đoán được xác nhận bằng xét nghiệm phân tử. Chẩn đoán sớm các bệnh nhiễm trùng, phòng ngừa kháng sinh, và quản lý tích cực các biến chứng nhiễm trùng là rất quan trọng. Ghép tế bào máu tủy dị loại (HCT) cũng là một lựa chọn điều trị.

Các khiếm khuyết bẩm sinh khác về chức năng thực bào được thảo luận riêng. (Xem “Rối loạn sơ cấp về số lượng và/hoặc chức năng thực bào: Tổng quan” và “Bệnh hạt mạn tính: Sinh bệnh học, biểu hiện lâm sàng và chẩn đoán” và “Bệnh hạt mạn tính: Điều trị và tiên lượng” và “Hội chứng Chediak-Higashi” và “Giảm bạch cầu trung tính bẩm sinh”.)

Việc ước tính chính xác tỷ lệ mắc hoặc tỷ lệ hiện mắc của neutrophil-ЅGD là khó khăn vì bệnh này rất hiếm. Chỉ có một vài trường hợp ở một số ít gia đình được báo cáo trên toàn thế giới kể từ năm 1980, khi rối loạn này được xác định lần đầu 1. Bốn báo cáo ca bệnh trong những năm 1970 về bệnh nhân bị nhiễm trùng pyogenic tái phát và các khiếm khuyết về sự trưởng thành của bạch cầu trung tính với sự vắng mặt của hạt thứ cấp và chức năng bạch cầu trung tính bị suy giảm cũng có thể là các trường hợp SGD 2-5. Trường hợp đầu tiên được báo cáo vào năm 1979 và trường hợp thứ hai vào năm 1980 1,2. Kể từ đó, nhiều trường hợp khác đã được xác định 3-7. Bệnh xảy ra ở cả nam và nữ 6.

SGD có tính di truyền lặn tự thể. SGD loại 1 (SGD1) là do khiếm khuyết của một yếu tố phiên mã đặc hiệu tủy, protein liên kết CCAAT/enhancer epsilon (CEBPE) 8. Một đột biến mất khung năm cặp base ở exon thứ hai của CEBPE được xác định ở một bệnh nhân đã dẫn đến một protein bị cắt ngắn không còn vùng liên kết axit deoxyribonucleic (DNA) hoặc hoạt tính phiên mã. Các đột biến đồng hợp trong CEBPE đã được xác định ở một số bệnh nhân SGD1 khác 9-13. Một bệnh nhân có đột biến mất đoạn mới trong miền leucine zipper của CEBPE với kiểu hình lâm sàng ít nghiêm trọng hơn 12. Một bệnh nhân khác có đột biến dị hợp trong CEBPE nhưng có mức CEBPE tăng cao 11. Yếu tố tăng trưởng độc lập 1 (Gfi-1) thấp ở bệnh nhân này, mặc dù không tìm thấy đột biến trong gen của yếu tố phiên mã này. Gfi-1 ức chế phiên mã CEBPE và có thể dẫn đến giảm mức protein hạt đặc hiệu.

SGD loại 2 (SGD2), có kiểu hình tương tự SGD1, là do đột biến đồng hợp ở một thành phần của phức hợp tái cấu trúc chromatin liên quan đến điều chỉnh các yếu tố phiên mã, SWI/SNF-related, matrix associated, actin-depend regulator of chromatin, subfamily D, member 2 (SMARCD2) 14,15. Việc xác định SMARCD2 là đối tác tương tác của CEBPE và các đột biến mất chức năng trong SMARCD2 cung cấp cơ sở phân tử cho sự tương đồng kiểu hình của hai phân nhóm SGD đã biết, SGD1 và SGD2. Vì chỉ có hai phân thực thể di truyền này (CEBPE-mutant và SMARCD2-mutant SGD) được xác định, chẩn đoán di truyền có thể được thực hiện bằng giải trình tự mao mạch của các gen đã đề cập hoặc thông qua các phương pháp dựa trên giải trình tự thế hệ mới bao gồm bảng mục tiêu, exome hoặc giải trình tự bộ gen.

Protein liên kết enhancer-binding protein epsilon (CEBPE) được biểu hiện độc quyền trong tế bào tủy và tế bào T. Khi CEBPE bị khiếm khuyết, nó dường như ngăn chặn sự chuyển đổi của bạch cầu trung tính từ giai đoạn tiền bạch cầu đến giai đoạn bạch cầu khi liên kết với DNA thông qua miền zipper leucine cơ bản của nó (hình 1) 16, dẫn đến việc giải phóng các tế bào ở trạng thái bất thường 8. Tương tự, một nghiên cứu khác đã chứng minh sự giảm thiểu quá trình tạo tủy trong bệnh nhân mắc ЅGD đột biến SMARCD2 bằng cách sử dụng nuôi cấy phân biệt trong ống nghiệm của tế bào gốc và tiền thân tạo máu CD34+ của tủy xương 17. Protein hạt nguyên phát hoặc á bào là các protein được sản xuất trong bạch cầu mầm và tiền bạch cầu, trong khi protein hạt thứ cấp hoặc đặc hiệu được tổng hợp trong bạch cầu và tiền bạch cầu trưởng thành, và protein hạt bậc ba hoặc gelatinase được tạo ra trong các tế bào hình thoi và bạch cầu đa nhân (PMNs) (bảng 1). Do đó, cả hạt đặc hiệu và hạt gelatinase đều vắng mặt ở bệnh nhân mắc ЅGD, và các bất thường cũng được thấy ở hạt á bào. Một nghiên cứu khác đã chỉ ra rằng nội dung hạt bất thường trong các hạt còn lại ở SGD đột biến CEBPE dường như là cơ sở cho hình dạng nhân bất thường đặc trưng ở bạch cầu trung tính SGD 18.

Bệnh nhân mắc neutrophil-SGD xuất hiện trong vài năm đầu đời. Đặc điểm lâm sàng nổi bật là tăng tính nhạy cảm với cả nhiễm trùng pyogenic da và sâu 1,2,19,29, mặc dù có một bệnh nhân được báo cáo với đột biến độc đáo chỉ bị nhiễm trùng da 12.

Bệnh nhân mắc SGD thường có các nhiễm trùng da mạn tính, nặng, thường kèm theo loét và áp xe (hình 1). Nhiễm trùng phổi mạn tính và tái phát, bao gồm viêm phổi và áp xe, cũng phổ biến. Nhiễm trùng phổi tái phát có thể dẫn đến bệnh phổi mạn tính. Bệnh nhân có thể ổn định lâm sàng nếu nhiễm trùng được kiểm soát và không có tổn thương vĩnh viễn nào đối với phổi hoặc cơ quan nội tạng khác. Bệnh nhân cũng có thể bị nhiễm huyết và viêm xương chũm, viêm tai giữa, và viêm hạch bạch huyết với các hạch bạch huyết dẫn lưu. Một trẻ sơ sinh có các triệu chứng nôn mửa, tiêu chảy nước khó chữa và suy dinh dưỡng 30.

Bệnh nhân mắc SGD loại 2 (SGD2) dường như có tỷ lệ mắc hội chứng loạn sản tủy cao hơn bệnh nhân SGD loại 1 (SGD1) 15, mặc dù số lượng bệnh nhân được xác định rất ít khiến việc ước tính chính xác hơn là không thể. Các đặc điểm bổ sung được ghi nhận ở bệnh nhân SGD2 bao gồm chậm phát triển, các đặc điểm dị dạng khuôn mặt và các bất thường xương xa, mặc dù, một lần nữa, toàn bộ phổ kiểu hình của bệnh và tỷ lệ mắc tương đối của các đặc điểm hội chứng bổ sung này là không thể đánh giá được do sự khan hiếm của bệnh.

Các phát hiện phòng thí nghiệm đặc trưng ở bạch cầu trung tính trên tiêu bản máu ngoại vi là sự thiếu hụt hoặc vắng mặt các hạt đặc hiệu và nhân chủ yếu hai thùy (dị dạng Pelger-Huet) (picture 2) 1. Bạch cầu ái toan có thể là đơn nhân và không dễ phân biệt với các “bạch cầu hạt” khác bằng kính hiển vi quang học, vì chúng cũng thiếu các hạt đặc trưng 25.

Bạch cầu trung tính có khả năng hóa hướng động bất thường (di chuyển), khả năng kết tập bình thường nhưng khả năng tách rời bị suy giảm, hoạt tính diệt khuẩn giảm và giải phóng superoxide bất thường 19. (Xem “Đánh giá phòng thí nghiệm các rối loạn bạch cầu trung tính”.)

Các mầm bệnh chính là S. aureus, P. aeruginosa, và các vi khuẩn gram âm đường ruột khác 31. Nhiễm nấm với C. albicans cũng có thể xảy ra. Các tổn thương thường cho thấy sự thiếu hụt đặc trưng của bạch cầu đa nhân (PMNs), điều này được giải thích bởi khiếm khuyết hóa hướng động của bạch cầu trung tính trong bệnh này.

Thời gian chảy máu có thể kéo dài 28. Giảm tiểu cầu có thể xảy ra trong quá trình nhiễm trùng 32.

Chẩn đoán này nên được nghi ngờ ở những bệnh nhân bị nhiễm trùng pyogenic tái phát ở da và sâu, cùng với các phát hiện đặc trưng trên phết máu ngoại vi (hình ảnh 2) 1,7,31. Nó được xác nhận bằng kính hiển vi điện tử và xét nghiệm phân tử.

Tất cả các “bạch cầu hạt” sẽ thiếu các hạt đặc hiệu, khiến việc phân biệt bạch cầu trung tính và bạch cầu ái toan trở nên khó khăn. Hầu hết các bạch cầu trung tính sẽ có nhân hai thùy. Phân tích hóa mô học các bạch cầu trung tính sẽ cho thấy sự thiếu hụt lactoferrin, protein gắn B-12 và defensin.

Hầu hết bệnh nhân có đột biến gen protein gắn CCAAT/enhancer epsilon (CEBPE) (SGD loại 1 [SGD1]). Tuy nhiên, bệnh nhân mắc ЅGD loại 2 (SGD2) có đột biến SMARCD2 và các đặc điểm lâm sàng bổ sung ảnh hưởng đến phương pháp quản lý. Do đó, việc đánh giá di truyền kịp thời, ngoài việc ghi nhận bằng kính hiển vi quang học và điện tử về các biến đổi hình thái đặc trưng của bạch cầu hạt, là cần thiết ở tất cả các bệnh nhân có các đặc điểm đặc trưng của ЅGD để xác định phương pháp quản lý thích hợp. (Xem ‘Di truyền’ ở trên.)

Nhiễm trùng thường nghiêm trọng hơn so với những gì khám lâm sàng gợi ý do các phản ứng viêm bị khiếm khuyết bởi khả năng hóa hướng giảm và giải phóng các chất trung gian. Chẩn đoán sớm nhiễm trùng, dự phòng kháng sinh, và quản lý tích cực các biến chứng nhiễm trùng là các thành phần quản lý quan trọng. Phương pháp tiếp cận tương tự như được sử dụng ở bệnh nhân mắc bệnh hạt mạn tính. (Xem “Bệnh hạt mạn tính: Điều trị và tiên lượng”, phần về ‘Nhiễm trùng cấp tính’.)

Điều trị chủ yếu bao gồm kháng sinh tĩnh mạch tích cực cho các nhiễm trùng đang hoạt động. Kháng sinh dự phòng, chẳng hạn như trimethoprim-sulfamethoxazole, được khuyến nghị để ngăn ngừa nhiễm trùng dựa trên dữ liệu từ các rối loạn thực bào nguyên phát khác. Dự phòng kháng nấm được khuyến nghị tương tự như các phác đồ được sử dụng cho bệnh hạt mạn tính, đặc biệt là bao phủ các nhiễm trùng Aspergillus spp bằng itraconazole. Các yếu tố tăng trưởng, chẳng hạn như yếu tố kích thích quần thể đại thực bào-granulocyte (GM-CSF), đôi khi được sử dụng, đặc biệt trong các đợt nhiễm trùng nặng. Cắt bỏ và làm sạch các ổ áp xe lớn ở da và mô mềm thường là cần thiết.

Một bệnh nhân mắc bệnh ЅGD loại 1 (SGD1) đã trải qua ghép tế bào máu đồng loài (HCT) ở tuổi 18 tháng 30. Bệnh nhân đã được điều trị bằng busulfan, cyclophosphamide, và alemtuzumab để điều kiện hóa trước HCT. Quá trình của cô ấy bị biến chứng bởi nhiễm Candida, bệnh ghép chống vật chủ (GVHD), và bệnh mạch máu tắc nghẽn nhẹ. Sau 1,5 năm kể từ NCT, cô ấy đã khỏe và có sự ghép tế bào hiến tặng đầy đủ. Các triệu chứng tiêu hóa (nôn mửa và tiêu chảy khó chữa) và nhiễm trùng tái phát của cô ấy đã biến mất. (Xem “Ghép tế bào máu cho lỗi bẩm sinh miễn dịch không phải SCID”.)

Do khả năng tăng cao các bệnh loạn sản tủy, một số bệnh nhân mắc bệnh SGD loại 2 (SGD2) đã trải qua HCT với kết quả tốt. Đánh giá rủi ro-lợi ích cho NCT cuối cùng có thể khác nhau ở cả hai loại bệnh nếu số lượng bệnh nhân lớn hơn củng cố nhận định về tỷ lệ mắc bệnh loạn sản tủy cao hơn ở SGD2 17,33,34.

Hiện chưa có dữ liệu về các phương pháp quản lý tốt nhất cho các dị dạng xương xa và chậm phát triển được thấy ở bệnh nhân mắc SGD2.

Tiên lượng rất khó dự đoán do bệnh hiếm gặp. Một số bệnh nhân mắc neutrophil-ЅGD đã sống đến tuổi trưởng thành. Chìa khóa để giảm tỷ lệ mắc bệnh và tử vong là sử dụng kháng sinh dự phòng và điều trị tích cực các nhiễm trùng đang hoạt động, vì nhiễm trùng có thể trở nên đe dọa tính mạng.

1. Breton-Gorius J, Mason DY, Buriot D, et al. Lactoferrin deficiency as a consequence of a lack of specific granules in neutrophils from a patient with recurrent infections. Detection by immunoperoxidase staining for lactoferrin and cytochemical electron microscopy. Am J Pathol 1980; 99:413.
2. Komiyama A, Morosawa H, Nakahata T, et al. Abnormal neutrophil maturation in a neutrophil defect with morphologic abnormality and impaired function. J Pediatr 1979; 94:19.
3. Spitznagel JK, Cooper MR, McCall AE, et al. Selective deficiency of granules associated with lysozyme and lactoferrin in human polymorphs with reduced microbicidal capacity. J Clin Invest 1972; 51:93a.
4. Strauss RG, Bove KE, Jones JF, et al. An anomaly of neutrophil morphology with impaired function. N Engl J Med 1974; 290:478.
5. Parmley RT, Ogawa M, Darby CP Jr, Spicer SS. Congenital neutropenia: neutrophil proliferation with abnormal maturation. Blood 1975; 46:723.
6. McIlwaine L, Parker A, Sandilands G, et al. Neutrophil-specific granule deficiency. Br J Haematol 2013; 160:735.
7. Lomax KJ, Gallin JI, Rotrosen D, et al. Selective defect in myeloid cell lactoferrin gene expression in neutrophil specific granule deficiency. J Clin Invest 1989; 83:514.
8. Lekstrom-Himes JA, Dorman SE, Kopar P, et al. Neutrophil-specific granule deficiency results from a novel mutation with loss of function of the transcription factor CCAAT/enhancer binding protein epsilon. J Exp Med 1999; 189:1847.
9. Gombart AF, Shiohara M, Kwok SH, et al. Neutrophil-specific granule deficiency: homozygous recessive inheritance of a frameshift mutation in the gene encoding transcription factor CCAAT/enhancer binding protein–epsilon. Blood 2001; 97:2561.
10. Khanna-Gupta A, Zibello T, Sun H, et al. C/EBP epsilon mediates myeloid differentiation and is regulated by the CCAAT displacement protein (CDP/cut). Proc Natl Acad Sci U S A 2001; 98:8000.
11. Khanna-Gupta A, Sun H, Zibello T, et al. Growth factor independence-1 (Gfi-1) plays a role in mediating specific granule deficiency (SGD) in a patient lacking a gene-inactivating mutation in the C/EBPepsilon gene. Blood 2007; 109:4181.
12. Wada T, Akagi T, Muraoka M, et al. A Novel In-Frame Deletion in the Leucine Zipper Domain of C/EBPε Leads to Neutrophil-Specific Granule Deficiency. J Immunol 2015; 195:80.
13. Banday AZ, Kaur A, Akagi T, et al. A Novel CEBPE Variant Causes Severe Infections and Profound Neutropenia. J Clin Immunol 2022; 42:1434.
14. Priam P, Krasteva V, Rousseau P, et al. SMARCD2 subunit of SWI/SNF chromatin-remodeling complexes mediates granulopoiesis through a CEBPɛ dependent mechanism. Nat Genet 2017; 49:753.
15. Witzel M, Petersheim D, Fan Y, et al. Chromatin-remodeling factor SMARCD2 regulates transcriptional networks controlling differentiation of neutrophil granulocytes. Nat Genet 2017; 49:742.
16. Wada T, Akagi T. Role of the Leucine Zipper Domain of CCAAT/ Enhancer Binding Protein-Epsilon (C/EBPε) in Neutrophil-Specific Granule Deficiency. Crit Rev Immunol 2016; 36:349.
17. Schim van der Loeff I, Sprenkeler EGG, Tool ATJ, et al. Defective neutrophil development and specific granule deficiency caused by a homozygous splice-site mutation in SMARCD2. J Allergy Clin Immunol 2021; 147:2381.
18. Serwas NK, Huemer J, Dieckmann R, et al. CEBPE-Mutant Specific Granule Deficiency Correlates With Aberrant Granule Organization and Substantial Proteome Alterations in Neutrophils. Front Immunol 2018; 9:588.
19. Gallin JI, Fletcher MP, Seligmann BE, et al. Human neutrophil-specific granule deficiency: a model to assess the role of neutrophil-specific granules in the evolution of the inflammatory response. Blood 1982; 59:1317.
20. Raphael GD, Davis JL, Fox PC, et al. Glandular secretion of lactoferrin in a patient with neutrophil lactoferrin deficiency. J Allergy Clin Immunol 1989; 84:914.
21. Gallin JI. Neutrophil specific granule deficiency. Annu Rev Med 1985; 36:263.
22. Johnston JJ, Boxer LA, Berliner N. Correlation of messenger RNA levels with protein defects in specific granule deficiency. Blood 1992; 80:2088.
23. Ganz T, Metcalf JA, Gallin JI, et al. Microbicidal/cytotoxic proteins of neutrophils are deficient in two disorders: Chediak-Higashi syndrome and "specific" granule deficiency. J Clin Invest 1988; 82:552.
24. Parmley RT, Gilbert CS, Boxer LA. Abnormal peroxidase-positive granules in "specific granule" deficiency. Blood 1989; 73:838.
25. Rosenberg HF, Gallin JI. Neutrophil-specific granule deficiency includes eosinophils. Blood 1993; 82:268.
26. Shiohara M, Gombart AF, Sekiguchi Y, et al. Phenotypic and functional alterations of peripheral blood monocytes in neutrophil-specific granule deficiency. J Leukoc Biol 2004; 75:190.
27. Gombart AF, Krug U, O'Kelly J, et al. Aberrant expression of neutrophil and macrophage-related genes in a murine model for human neutrophil-specific granule deficiency. J Leukoc Biol 2005; 78:1153.
28. Parker RI, McKeown LP, Gallin JI, Gralnick HR. Absence of the largest platelet-von Willebrand multimers in a patient with lactoferrin deficiency and a bleeding tendency. Thromb Haemost 1992; 67:320.
29. Ambruso DR, Sasada M, Nishiyama H, et al. Defective bactericidal activity and absence of specific granules in neutrophils from a patient with recurrent bacterial infections. J Clin Immunol 1984; 4:23.
30. Wynn RF, Sood M, Theilgaard-Mönch K, et al. Intractable diarrhoea of infancy caused by neutrophil specific granule deficiency and cured by stem cell transplantation. Gut 2006; 55:292.
31. Dinauer MC, Newburger PE. The phagocyte system and disorders of granulopoiesis and granulocyte function. In: Hematology of Infancy and Childhood, 7th ed, Orkin S, Nathan D, Ginsburg D, et al (Eds), Saunders, London 2008. p.1109.
32. Sakura T, Murakami H, Matsushima T, et al. Ultrastructure of neutrophilic phagosome of autologous platelet in vivo in specific granule deficiency. Am J Hematol 1993; 43:149.
33. Yucel E, Karakus IS, Krolo A, et al. Novel Frameshift Autosomal Recessive Loss-of-Function Mutation in SMARCD2 Encoding a Chromatin Remodeling Factor Mediates Granulopoiesis. J Clin Immunol 2021; 41:59.
34. Kihtir Z, Çelik K, Tayfun Küpesiz F, et al. Specific Granule Deficiency Due To Novel Homozygote SMARCD2 Variant. Pediatr Allergy Immunol Pulmonol 2022; 35:43.