GIỚI THIỆU
Tế bào tiêu diệt tự nhiên (NK) là các bạch cầu bẩm sinh, đóng vai trò quan trọng trong việc phòng thủ chống lại các tế bào bị nhiễm virus và trong giám sát khối u 1-4. Các tế bào này được coi là một phần của hệ miễn dịch bẩm sinh vì chúng không yêu cầu tiếp xúc trước với các kháng nguyên lạ, gây bệnh hoặc nguy hiểm để hoạt động. Tế bào NK là thành viên ban đầu của một nhóm lớn hơn là “tế bào lympho bẩm sinh” (ILCs), mỗi loại có các vai trò và chức năng đặc biệt 5,6. Tế bào NK là loại ILC được nghiên cứu lâu nhất và được thiết lập tốt nhất.
Tầm quan trọng của tế bào NK đối với sức khỏe và bệnh tật của con người được minh họa qua một số ít bệnh lý ở người mà tế bào NK bị vắng mặt hoặc bị khiếm khuyết. Những tình trạng này chủ yếu được đặc trưng bởi các nhiễm trùng nặng, tái phát hoặc không điển hình do virus herpes.
Sinh học của tế bào NK, các biểu hiện lâm sàng của hội chứng thiếu hụt tế bào NK cô lập, việc đánh giá bệnh nhân nghi ngờ mắc các rối loạn này và chẩn đoán phân biệt sẽ được thảo luận tại đây 7. Việc quản lý bệnh nhân mắc hội chứng thiếu hụt tế bào NK được trình bày riêng. (Xem “Hội chứng thiếu hụt tế bào NK: Điều trị”.)
SINH HỌC CỦA TẾ BÀO NK
Tế bào NK là các tế bào lympho có nguồn gốc từ tủy xương và chiếm 2 đến 18 phần trăm tổng số tế bào lympho trong máu ngoại vi 8-11. Mặc dù số lượng ít, chúng là các tế bào lympho chính của hệ thống miễn dịch bẩm sinh trong máu ngoại vi. Trong hầu hết các trường hợp, tế bào NK chỉ chiếm một thiểu số tế bào lympho trong các cơ quan, mặc dù có những ngoại lệ quan trọng. Trong biểu mô tá tràng và trong lớp nội mạc tử cung trong thai kỳ, tế bào NK lần lượt chiếm tới 45 và 70 phần trăm tế bào lympho 12,13.
Đặc điểm kiểu hình
Tế bào NK không hiển thị các dấu ấn bề mặt tế bào giống như các quần thể tế bào lympho khác. Cụ thể, chúng không có CD3, CD4, hoặc CD19. Thay vào đó, phần lớn các tế bào NK trưởng thành (mặc dù không phải tất cả) hiển thị các phân tử bề mặt sau 14,15:
CD16 – Thụ thể Fc-gamma-RIIIa cho immunoglobulin (Ig)G
CD56 – Một phân tử kết dính tế bào thần kinh
CD158 – Một thành viên của họ thụ thể giống immunoglobulin tế bào tiêu diệt (KIR), nhiều thành viên trong số đó đóng vai trò là thụ thể cho các phân tử phức hợp tương hợp mô chủ yếu (MHC) lớp I.
Trong các bảng đo tế bào dòng chảy lympho tiêu chuẩn, tế bào NK thường được đặc trưng là CD3-, CD16/56+. Một số phòng thí nghiệm sẽ báo cáo các tế bào NK CD56+ và CD16+ riêng biệt, mặc dù việc sử dụng phương pháp “hoặc/hoặc” cho CD16/CD56 vẫn rất phổ biến. Khoảng một nửa số tế bào NK biểu hiện CD8, mặc dù đây là các homodimer CD8 alpha/alpha, khác với các heterodimer CD8 alpha/beta được biểu hiện trên tế bào T độc.
Tế bào NK có thể được phân biệt với các tế bào lympho khác qua kính hiển vi điện tử bằng sự hiện diện của các hạt lớn trong tế bào chất chứa các enzyme và các phân tử khác được sử dụng trong độc tính tế bào (hình 1).
Các phân nhóm
Phần lớn các tế bào NK trong máu ngoại vi biểu hiện mức độ CD56 trung gian và được gọi là “CD56dim.” Một quần thể nhỏ hơn (khoảng 6 phần trăm, có xu hướng cao hơn ở trẻ rất nhỏ) có biểu hiện CD56 rất cao và được gọi là “CD56bright” 9,11. Tuy nhiên, có sự đa dạng lớn của các tế bào NK có mặt trong cơ thể người và một số phân nhóm tế bào NK bổ sung tương ứng với các giai đoạn phát triển hoặc phân bố mô cụ thể 11,16. Hai phân nhóm chính trong máu ngoại vi được phản ánh bằng biểu hiện CD56 có những khác biệt quan trọng về chức năng và phát triển:
Các tế bào NK CD56dim là tác nhân gây độc tế bào của tế bào NK và độc tế bào phụ thuộc kháng thể (ADCC). (Xem ‘Cơ chế tiêu diệt’ dưới đây.)
Các tế bào NK CD56bright hiệu quả trong việc sản xuất cytokine nhưng không biểu hiện bộ máy gây độc và chỉ điều hòa độc tế bào một cách yếu. Các tế bào NK CD56bright được coi là chưa trưởng thành về mặt phát triển và đã được chứng minh là tiền chất của các tế bào NK CD56dim trưởng thành. (Xem ‘Kích thích miễn dịch’ dưới đây.)
Chức năng
Một chức năng quan trọng của tế bào NK trong hệ thống miễn dịch bẩm sinh là tiêu diệt tế bào hoặc độc tính tế bào. Tế bào NK liên tục khảo sát các tế bào xung quanh để tìm các bất thường và tiêu diệt những tế bào không thể hiện các dấu hiệu sức khỏe khác nhau, đặc biệt là các tế bào bị nhiễm virus và tế bào ác tính. Nhiều họ thụ thể ức chế trên bề mặt tế bào NK, bao gồm cả KIRs, hoạt động để kiềm chế tiềm năng phá hủy của các tế bào này, chủ yếu bằng cách nhận biết và liên kết với MHC lớp I trên các tế bào khỏe mạnh. Các chức năng bổ sung của tế bào NK bao gồm sản xuất cytokine và chemokine và đồng kích thích các tế bào miễn dịch khác 17.
Cơ chế tiêu diệt
Hai cơ chế tiêu diệt chính do tế bào NK gây ra là độc tính tế bào NK và ADCC. Cả hai cơ chế này đều liên quan đến việc giải phóng các thành phần hạt ly giải, bao gồm phân tử tạo lỗ thủng perforin, cũng như các enzyme gây chết tế bào, chẳng hạn như granzyme serine esterases. Độc tính tế bào NK là hình thức tiêu diệt nhanh nhất và đại diện cho một thành phần phòng thủ quan trọng của hệ thống miễn dịch bẩm sinh. ADCC liên quan đến việc tế bào NK nhận diện một mục tiêu liên kết với immunoglobulin và do đó, giao diện với hệ thống miễn dịch thích ứng.
Một loại tiêu diệt khác biệt thứ ba được trung gian bởi các tương tác giữa các thụ thể chết, chẳng hạn như Fas trên tế bào đích và phối tử nhận biết được biểu hiện trên tế bào NK (ví dụ: FasL). Sự liên kết của Fas bởi FasL gây ra quá trình apoptosis trong tế bào đích 18. Động học của loại tiêu diệt tế bào NK này chậm hơn so với loại được trung gian bởi perforin.
Độc tính tế bào NK
Tính độc tế bào của tế bào NK là một quá trình nhanh chóng. Trong một đợt nhiễm virus cấp tính, sự tăng tính độc tế bào của tế bào NK được thể hiện trong vòng ba ngày 14,19. So với đó, tế bào T độc tế bào không có khả năng độc tế bào trước khi được kích hoạt bởi sự phơi nhiễm virus, và, một khi được kích hoạt, số lượng và chức năng của chúng bắt đầu đạt đỉnh khoảng một tuần sau đó (sau quá trình nhân bản của các tế bào T có thụ thể tế bào T đặc hiệu với một peptide virus).
Tế bào NK được coi là một phần của phản ứng miễn dịch bẩm sinh vì chúng hoạt động thông qua các thụ thể được mã hóa trong DNA dòng mầm và không trải qua tái tổ hợp gen để đạt được tính đặc hiệu. Điều này phân biệt chúng với các lympho bào của hệ miễn dịch thích ứng (ví dụ: tế bào T, B, và tế bào T gây chết tự nhiên [NKT]), vốn tái tổ hợp DNA sau khi tiếp xúc với kháng nguyên và tạo ra các thụ thể tế bào T và immunoglobulin đặc hiệu với kháng nguyên, tương ứng 20. Ngoài ra, tế bào NK có thể trung gian tiêu diệt các tế bào đích dựa hoàn toàn vào sự tương tác giữa các ligand được biểu hiện bởi tế bào đích và các thụ thể tương ứng có trên tế bào NK. Hoạt động này không yêu cầu tương tác với hệ miễn dịch thích ứng và còn được gọi là độc tính tế bào “tự nhiên” hoặc “spontaneous”.
Tế bào NK liên tục khảo sát các tế bào xung quanh để tìm các bất thường và dựa vào việc phát hiện nhiều dấu hiệu khỏe mạnh khác nhau để ức chế các chức năng có khả năng gây chết của chúng. Việc hạn chế hoạt động của các tế bào này là do nhiều họ thụ thể ức chế trên bề mặt tế bào, trong đó họ KIR được đặc trưng hóa tốt nhất. Các thụ thể KIR liên kết với các phân tử MHC lớp I được tìm thấy trên bề mặt của hầu hết các tế bào có nhân, những phân tử này xác định tế bào là “bản thân khỏe mạnh.” Việc tiêu diệt tế bào NK bị ức chế nếu các phân tử MHC lớp I có mặt với mật độ bình thường. Tuy nhiên, nếu MHC lớp I bị thiếu hụt hoặc vắng mặt, tín hiệu của thụ thể hoạt hóa sẽ vượt qua tín hiệu của thụ thể ức chế, và các chức năng của tế bào NK được kích hoạt. Do đó, các tế bào NK phát hiện và có thể được kích hoạt để phá hủy các tế bào bị “mất bản thân” 21.
Tế bào khối u và các tế bào bị nhiễm một số loại virus làm giảm mức độ các phân tử MHC lớp I bề mặt, do đó được các tế bào NK nhận diện là vật thể lạ và nhắm mục tiêu tiêu diệt. Tuy nhiên, nhiều loại virus đã tiến hóa để khai thác cơ chế này và thoát khỏi sự phòng thủ qua trung gian của tế bào NK 22,23. Ví dụ, một số virus mã hóa cho việc biểu hiện các phân tử mồi nhử MHC lớp I. Những loại khác gây giảm chọn lọc các phân tử MHC lớp I có khả năng tương tác nhất với tế bào T độc, đồng thời có tác động tối thiểu lên các phân tử MHC lớp I được phát hiện bởi các KIR ức chế trên tế bào NK, do đó cho phép trốn tránh phản ứng của tế bào T và ức chế độc tính của tế bào NK.
Các KIR truyền tín hiệu qua các motif ức chế dựa trên tyrosine của thụ thể miễn dịch trong tế bào chất (ITIMs). Khi thụ thể liên kết, các tyrosine trong các ITIM này bị phosphoryl hóa, cho phép tuyển mộ phosphatase tyrosine đồng dạng Src (SHP). Các SHP được tuyển mộ sẽ khử phosphoryl hóa một số mục tiêu tế bào để ngăn chặn sự hoạt hóa của tế bào NK nhắm vào tế bào đích. Nổi bật nhất là Vav-1, vốn là yêu cầu trực tiếp trong quá trình truyền tín hiệu dẫn đến hoạt hóa tế bào NK và độc tính tế bào 24.
Trái ngược với KIRs, vốn kiềm chế hoạt động tiêu diệt của tế bào NK, có nhiều thụ thể khác trên bề mặt tế bào NK có khả năng nhận diện phối tử tế bào đích và tạo ra các tín hiệu thúc đẩy độc tính tế bào NK. Tất cả chúng đều yêu cầu vượt qua ngưỡng tín hiệu được thiết lập bởi các tín hiệu âm tính phát sinh từ các thụ thể ức chế được liên kết thích hợp. Một số thụ thể hoạt hóa rất mạnh về chức năng, trong khi những thụ thể khác đòi hỏi sự nỗ lực hợp tác của nhiều thụ thể để đạt được ngưỡng tín hiệu thích hợp. Một vài thụ thể, như 2B4 (CD244), NKG2D và LFA-1 (CD11a/CD18), tham gia vào việc hoạt hóa tế bào NK cũng như các loại tế bào khác. Những thụ thể khác đặc hiệu cho tế bào NK, bao gồm họ thụ thể độc tính tự nhiên 25,26:
NKp44 (CD336) và NKp46 (CD335), liên kết với hemagglutinin virus 27
NKp30 (CD337), liên kết với kháng nguyên bạch cầu người (HLA)-bản ghi liên kết với -B 3 và H7-B6
Các thụ thể này truyền tín hiệu nội bào thông qua các motif hoạt hóa dựa trên tyrosine thụ thể miễn dịch, huy động canxi nội bào. Canxi nội bào sau đó cho phép sự hợp nhất và tiết các hạt lytic của tế bào NK với màng tế bào NK tại nơi nó tiếp xúc với tế bào đích. Sự tiếp xúc này dẫn đến việc tiết nội dung hạt lytic lên tế bào đích để thúc đẩy độc tính tế bào. Một hạt lytic NK đơn lẻ có khả năng gây ra một đòn chí mạng cho tế bào đích, mặc dù thông thường hơn, từ hai đến năm hạt sẽ dẫn đến cái chết không thể đảo ngược của tế bào đích 28. Cái chết tế bào do tế bào NK gây ra là sự kết hợp của apoptosis và hoại tử 29.
Giao diện giữa tế bào NK và mục tiêu, cũng như các sắp xếp phân tử xảy ra tại vị trí đó, được gọi chung là khớp thần kinh miễn dịch của tế bào NK 30. Sự tổ chức, trưởng thành và chức năng của khớp thần kinh miễn dịch của tế bào NK tiến triển theo từng bước và có thể bị ảnh hưởng đặc biệt bởi một số bệnh di truyền của hệ miễn dịch, đáng chú ý nhất là hội chứng Wiskott-Aldrich và các hội chứng máu bào hóa học bẩm sinh. (Xem “Rối loạn di truyền và các thiếu hụt miễn dịch khác” bên dưới.)
Độc tính tế bào phụ thuộc kháng thể
Một chức năng được mô tả rõ của tế bào NK là độc tính tế bào phụ thuộc kháng thể (ADCC), là một biến thể của độc tính tế bào NK phối hợp với hệ miễn dịch dịch thể để tạo điều kiện loại bỏ các mục tiêu được nhận diện bởi IgG đặc hiệu. CD16 (thụ thể Fc-gamma-RIIIa) trên bề mặt tế bào NK liên kết với phần Fc của IgG. Ngược lại, IgG gắn vào một tế bào hoặc cơ thể thông qua các vị trí nhận diện kháng nguyên trong phần Fab. Điều này có thể xảy ra khi tế bào NK nhận diện các mục tiêu được opsonin hóa bằng IgG hoặc thông qua việc nhiều phân tử CD16 của tế bào NK được nạp trước bằng IgG đặc hiệu cho một mục tiêu. Khi không bị cản trở, các tương tác này kích hoạt tế bào NK, dẫn đến ADCC của tế bào mục tiêu. Tuy nhiên, giống như các loại thụ thể độc tính tế bào khác, sự kích hoạt này bị đối kháng bởi sự hiện diện của các thụ thể ức chế giúp kiểm soát các chức năng độc tế bào của tế bào. ADCC quan trọng đối với cơ chế của một số liệu pháp sinh học, và một số kháng thể đơn dòng nhắm mục tiêu tế bào sử dụng ADCC của tế bào NK để loại bỏ tế bào mục tiêu. Một ví dụ là benralizumab, chất nhắm mục tiêu eosinophil thông qua thụ thể interleukin (IL-)5 và sử dụng ADCC của tế bào NK để phá hủy chúng 31,32.
Cảm ứng miễn dịch
Tế bào NK, đặc biệt là những tế bào CD56sáng, đóng vai trò quan trọng trong phản ứng miễn dịch và phòng thủ vật chủ thông qua khả năng sản xuất và tiết ra nhiều cytokine và chemokine khác nhau. Tế bào NK nổi tiếng với khả năng tiết interferon (IFN)-gamma sau khi được kích hoạt. Điều này cho phép chúng tham gia vào các phản ứng kháng vi-rút thông qua các đặc tính trực tiếp và cảm ứng miễn dịch của cytokine này. IFN-gamma do tế bào NK sản xuất cũng hữu ích trong việc kích hoạt đại thực bào và tạo điều kiện cho sự bùng nổ hô hấp của chúng.
Tế bào NK cũng sản xuất yếu tố hoại tử khối u và, trong một số trường hợp, IL-5 và IL-13 (cùng với các yếu tố khác). Hai cytokine cuối cùng này có thể thúc đẩy miễn dịch dịch thể, mặc dù chúng cũng gợi ý vai trò gây bệnh tiềm tàng của tế bào NK trong hen suyễn và các tình trạng dị ứng, vì IL-5 và IL-13 là các yếu tố thúc đẩy chính sự phát triển và biệt hóa của eosinophil.
Mối quan hệ với tế bào NKT
Tế bào NK khác với tế bào NKT. Tế bào NKT là một tập hợp con của tế bào lympho T. Chúng là CD3+, CD16/CD56+ và sắp xếp lại gen thụ thể tế bào T của chúng, giống như các tế bào T thông thường. Có một thực thể lâm sàng của tình trạng thiếu hụt tế bào NKT 33, và tế bào NKT cũng bị thiếu hụt trong nhiều tình trạng khác 34. Tế bào NKT sẽ không được thảo luận thêm trong bài đánh giá này.
Mối quan hệ với các tế bào lympho bẩm sinh
Tế bào NK là một tế bào lympho bẩm sinh (ILC) và có mối liên hệ gần nhất với ILC1, mặc dù tế bào NK có những đặc điểm riêng biệt. Nói chung, các ILC tham gia cụ thể vào các khía cạnh nhất định của điều hòa miễn dịch và phòng thủ chủ thể có mục tiêu. (Xem “Tổng quan về hệ miễn dịch bẩm sinh”, phần ‘Tế bào lympho bẩm sinh’.)
ĐẶC ĐIỂM LÂM SÀNG CỦA RỐI LOẠN NK
Nhìn chung, các rối loạn thiếu hụt tế bào NK thực sự là hiếm, với ít hơn 100 trường hợp được báo cáo trong tài liệu. Tuy nhiên, giống như tất cả các suy giảm miễn dịch nguyên phát, hiện được gọi là các lỗi bẩm sinh về miễn dịch (IEIs), các trường hợp nhẹ hơn đang được xác định khi khả năng chẩn đoán phân tử xác định được cải thiện.
Nhiễm trùng do vi-rút
Triệu chứng chính ở phần lớn các trường hợp được mô tả là nhiễm trùng nặng, tái phát hoặc không điển hình do vi-rút herpes và vi-rút papiloma gây mụn cóc da.
Các vi-rút herpes thường liên quan nhất ở bệnh nhân mắc các rối loạn này bao gồm:
Cytomegalovirus (CMV)
Vi-rút Varicella-zoster (VZV)
Vi-rút Herpes simplex (HSV) I và II
Vi-rút Epstein-Barr (EBV)
Bệnh nhân có thể mắc nhiễm trùng VZV, CMV hoặc EBV cấp tính ở thời thơ ấu hoặc tuổi vị thành niên, dẫn đến nhập viện kéo dài, bệnh nặng hoặc thậm chí tử vong. Các kịch bản lâm sàng khác bao gồm VZV tái phát biểu hiện dưới dạng nhiễm trùng nguyên phát lặp lại hoặc bệnh zona thần kinh herpes thường xuyên. Đối với bệnh nhân mắc HSV, nhiễm trùng có thể ảnh hưởng đến nhiều vùng da (dermatomes), tác động đến các cơ quan nội tạng, hoặc cần ức chế bằng thuốc để ngăn ngừa các đợt phát ban thường xuyên. Mụn cóc da do vi-rút papiloma ít phổ biến hơn so với vi-rút herpes.
Nguy cơ ác tính
Nhiều IEI làm tăng nguy cơ ác tính, và thiếu hụt tế bào NK cũng có thể có tác dụng này. Bệnh nhân bị thiếu hụt GATA2 phát triển các loại ung thư liên quan đến virus papilla người 35, nhưng dữ liệu ở bệnh nhân với các nguyên nhân khác gây thiếu hụt NK còn khan hiếm, mặc dù nó được cho là đại diện cho một nguy cơ 36.
Tiền sử tự nhiên
Hầu hết các cá nhân được mô tả đã qua đời khi còn nhỏ hoặc trong thời niên thiếu, trừ khi họ trải qua ghép tế bào máu, điều này cho thấy tầm quan trọng của tế bào NK trong việc phòng thủ chống lại các bệnh nhiễm virus cụ thể. Tuy nhiên, một số người đã sống sót mà không cần ghép tủy, cho thấy có thể có một giai đoạn trong đời sống của bệnh nhân mà chức năng tế bào NK là quan trọng nhất. Ngoài ra, ngay cả trong các gia đình có chung các biến thể, mức độ nghiêm trọng vẫn có thể thay đổi đáng kể 37. (Xem “Hội chứng thiếu tế bào NK: Điều trị”.)
PHÂN LOẠI
Thiếu hụt tế bào NK cô lập là các rối loạn mà số lượng hoặc chức năng của tế bào NK là khiếm khuyết duy nhất hoặc chủ yếu dẫn đến suy giảm miễn dịch lâm sàng. Sự phân biệt này là quan trọng vì danh sách các lỗi miễn dịch bẩm sinh (IEIs) được xác định đang mở rộng nhanh chóng, và một số rối loạn này bao gồm số lượng hoặc chức năng tế bào NK bị suy giảm. Trong các rối loạn khác này, sự thiếu hụt tế bào NK không giải thích được tình trạng lâm sàng của bệnh nhân hoặc sự thiếu hụt dường như là thứ phát so với các khiếm khuyết miễn dịch khác giải thích bức tranh lâm sàng một cách hoàn chỉnh hơn. Theo danh sách năm 2022 của ủy ban chuyên gia Liên minh Quốc tế các Hội Miễn dịch học, hơn 75 trong số hơn 400 IEIs được xác định đã ảnh hưởng đến tế bào NK 38.
Thiếu hụt tế bào NK cổ điển
Bệnh nhân bị thiếu hụt tế bào NK cổ điển (cNKD) thường mắc các bệnh nhiễm trùng herpes nặng, tái phát hoặc không điển hình và virus papilloma (bảng 1).
cNKD là do gián đoạn sự phát triển hoặc sống sót bình thường của tế bào NK. cNKD được đặc trưng bởi số lượng tế bào NK CD3-CD56+ vắng mặt hoặc giảm đáng kể (được định nghĩa là ≤1 phần trăm bạch cầu ngoại vi) hoặc một bất thường phát triển rõ ràng của tế bào NK 10. Các bất thường phát triển thường được phát hiện là sự dư thừa tế bào CD56bright, mặc dù có thể có sự sai lệch trong biểu hiện của các dấu ấn khác liên quan đến sự phát triển, chẳng hạn như CD117, CD94, CD16 và các thụ thể giống Ig của tế bào tiêu diệt. Bệnh nhân có số lượng tế bào NK thấp có thể được phân loại là bị cNKD nếu chức năng cũng vắng mặt, đặc biệt nếu các tế bào ít ỏi hiện diện đều là CD56bright (loại tế bào NK không tham gia vào độc tính tế bào).
Thiếu hụt tế bào NK chức năng
Thiếu hụt tế bào NK chức năng (fNKD) là một chẩn đoán đa dạng hơn, trong đó tế bào NK có mặt (tức là, >1 phần trăm bạch cầu lympho ngoại vi) nhưng bị thiếu hụt liên tục ít nhất một hoạt động chức năng của chúng. Bệnh nhân mắc fNKD có các bệnh nhiễm trùng herpes tái phát hoặc không điển hình và virus papilloma, tương tự như cNKD, mặc dù thường ít nghiêm trọng hơn (table 1
SỰ PHÁT SINH BỆNH
Thiếu hụt tế bào NK cổ điển
Một số ít biến thể đã được xác định ở bệnh nhân bị thiếu hụt tế bào NK cổ điển (cNKD). Không rõ tỷ lệ phần trăm các trường hợp cNKD là do biến thể nào.
Thiếu hụt GATA2 trội nhiễm sắc thể thường
Một biến thể trội nhiễm sắc thể thường trong gen GATA2, mã hóa một yếu tố phiên mã được biểu hiện rộng rãi cần thiết cho việc duy trì nguồn tế bào gốc, đã được xác định ở một số bệnh nhân mắc cNKD loại 1 (cNKD1). Thiếu hụt GATA2 là biến thể trội nhiễm sắc thể thường duy nhất được biết đến gây ra cNKD.
Trường hợp được trích dẫn nhiều nhất là một nữ thanh thiếu niên mắc nhiễm virus varicella-zoster (VZV) lan rộng và đe dọa tính mạng 40. Cô ấy có tiền sử viêm tai giữa tái phát và giảm bạch cầu không liên tục nhưng nhìn chung khỏe mạnh. Vào cuối tuổi vị thành niên, cô ấy bị nhiễm cytomegalovirus (CMV) toàn thân đe dọa tính mạng, tiếp theo là nhiễm virus herpes simplex lan rộng. Bệnh nhân có bằng chứng sản xuất kháng thể đặc hiệu và khả năng đáp ứng của tế bào lympho bình thường, vì cô ấy có IgG nồng độ cao chống lại VZV trong huyết thanh, và các tế bào lympho máu ngoại vi của cô ấy sản xuất interferon (IFN)-gamma sau khi kích thích và cho thấy sự tăng sinh khi có mặt VZV. Cô ấy hoàn toàn thiếu tế bào lympho CD56+ hoặc CD16+ và độc lực tế bào NK, ngay cả khi tế bào lympho của cô ấy được kích thích trong ống nghiệm bằng IFN loại I hoặc interleukin (IL-)2. Cô ấy qua đời trong quá trình ghép tế bào máu và sau khi chết được phát hiện là bị thiếu hụt GATA2 41.
Một nhóm 18 bệnh nhân đã được mô tả sau một thập kỷ với tình trạng dường như là cNKD trong bối cảnh số lượng đơn nhân thấp, đặc biệt là tế bào B 42. Nhiều bệnh nhân này về cơ bản không có tế bào NK CD56+ và số lượng đơn nhân rất thấp (những tế bào này cũng biểu hiện CD56, mặc dù ở mức thấp). Một số trường hợp này là di truyền. Nhiễm virus papillomavirus người (HPV) nặng, nhiễm vi khuẩn lao, và nhiễm nấm đã được báo cáo lần lượt ở 78, 78 và 28 phần trăm các trường hợp. Các biến thể trong gen GATA2 sau đó đã được xác định 41,43,44. Một số trường hợp có số lượng tế bào NK lớn hơn, nhưng chúng có đặc điểm bất thường là thiếu hụt phân nhóm tế bào NK CD56bright 41.
Tuy nhiên, thiếu hụt GATA2 là một rối loạn phức tạp có thể biểu hiện theo nhiều cách và ảnh hưởng đến nhiều cơ quan, cũng như tế bào B và tế bào tua gai. Tất cả các biểu hiện của thiếu hụt GATA2 được nhóm lại dưới phân loại OMIM#614172. Ở một số bệnh nhân, thiếu hụt GATA2 liên quan đến phù bạch huyết nguyên phát kèm loạn sản tủy, hội chứng loạn sản tủy, và bệnh bạch cầu tủy cấp, và các hội chứng này không được phân loại là cNKD 45-48. Bệnh nhân có các biểu hiện khác này có thể có số lượng tế bào NK thấp hoặc bình thường 10. Cơ chế liên kết yếu tố phiên mã GATA2 được cho là phổ biến với các kiểu hình khác nhau vẫn chưa rõ ràng 36. Trong một báo cáo về 57 bệnh nhân có biến thể GATA2, 82 phần trăm bị giảm bạch cầu tế bào NK, và 70 phần trăm bị nhiễm virus nặng ở độ tuổi sớm 35.
Tóm lại, cNKD là một trong những cách mà thiếu hụt GATA2 có thể biểu hiện về mặt lâm sàng và miễn dịch. Các biểu hiện khác của thiếu hụt GATA2 được thảo luận riêng. (Xem “Tính nhạy cảm Mendel đối với bệnh lao: Các khiếm khuyết cụ thể”, phần về ‘Thiếu hụt GATA2 (hội chứng MonoMAC)’ và “Rối loạn gia đình của bệnh bạch cầu cấp và hội chứng loạn sản tủy”, phần về ‘MDS gia đình/bệnh bạch cầu tủy cấp với GATA2 đột biến’.)
Thiếu hụt MCM4
Các biến thể trong thành phần 4 của phức hợp duy trì vi nhiễm sắc thể (MCM4), một helicase DNA tham gia vào quá trình tháo xoắn và trùng hợp DNA nhiễm sắc thể, đã được xác định ở một gia đình lớn có quan hệ hôn nhân cận huyết có nguồn gốc du mục Ireland. Helicase MCM bao gồm một bộ protein MCM cốt lõi (MCM2-7) và cần thiết cho quá trình nhân đôi DNA xảy ra tại các chạc sao chép, mặc dù cơ chế các biến thể trong phức hợp này dẫn đến các bất thường lâm sàng được quan sát vẫn chưa được biết 49. Bệnh nhân bị thiếu hụt MCM4 có tình trạng thấp bé, chậm phát triển và suy thượng thận. Một thành viên gia đình bị ảnh hưởng mắc bệnh lympho tăng sinh do virus Epstein-Barr (EBV), và hai người khác mắc các bệnh nhiễm virus tái phát 50. Phân tích liên kết được thực hiện bằng cách sử dụng nhiều thành viên trong gia đình đã xác định 8p11.23-8q11.21 là một locus nhạy cảm. Sau đó, biến thể di truyền ở những cá nhân này đã được xác định, và có tổng cộng ba nhóm đồng hợp 49,51,52. Những cá nhân này thiếu tế bào NK nhưng có một số lượng nhỏ tế bào CD56bright. Họ cũng có một kiểu hình soma sâu sắc là suy thượng thận và chậm tăng trưởng 49,51. Rối loạn này được liệt kê trong cơ sở dữ liệu Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM#609981) và được gọi là “cNKD loại 2” (cNKD2).
Thiếu hụt RTEL1
Một bé gái 23 tháng tuổi trước đây khỏe mạnh, người được đưa đến vì nhiễm trùng VZV lan rộng nghiêm trọng dẫn đến tử vong, được phát hiện bị thiếu hụt chất điều chỉnh helicase kéo dài telomere 1 (RTEL1) 53,54. Bé có tỷ lệ tế bào B và T bình thường, cũng như phản ứng tăng sinh với mitogen tế bào T và B và mức immunoglobulin bình thường. Tuy nhiên, độc tính tế bào NK giảm đáng kể và không thể phục hồi bằng cách ủ trước với IL-2. Thiếu hụt RTEL1 cũng là nguyên nhân được báo cáo gây hội chứng Hoyeraal-Hreidarsson, biểu hiện bằng bệnh dyskeratosis congenita, suy tủy xương và suy giảm miễn dịch 55. Tuy nhiên, các bệnh nhân mắc cNKD không có các rối loạn lâm sàng này. (Xem “Rối loạn sinh học telomere, bao gồm Dyskeratosis congenita”, phần về ‘hội chứng Hoyeraal-Hreidarsson’.)
Thiếu hụt IRF8
Các biến thể hai alen (tức là ảnh hưởng đến cả hai alen của gen nhưng không nhất thiết phải là các biến thể giống hệt nhau) trong gen yếu tố điều hòa interferon 8 (IRF8) đã được xác định ở một gia đình bị nhiễm EBV nặng, chức năng tế bào NK mất, và tăng tế bào NK CD56 37,56. IRF là các yếu tố phiên mã giúp định hình phản ứng viêm, đặc biệt là đối với nhiễm virus. Rối loạn lâm sàng này ban đầu được ghi nhận ở ba anh chị em bị nhiễm EBV nặng và kéo dài, cần nhập viện tích cực 56. Một nam giới đã tử vong trong thời gian bệnh cấp tính, một nữ giới sống sót nhưng qua đời nhiều năm sau đó do biến chứng phổi, và một nam giới thứ ba sống đến thập niên thứ năm nhưng vẫn bị nhiễm trùng hô hấp do virus liên tục. Cá nhân này có sự thiếu hụt tế bào NK CD56, với sự hiện diện tương đối tăng của tế bào NK CD56 37. Một người anh chị em thứ tư không bị ảnh hưởng và có quá trình lâm sàng bình thường sau nhiễm EBV. Thông qua giải trình tự toàn bộ exome (WES), các biến thể dị hợp phức hợp trong IRF8 đã được xác định với sự phân ly thích hợp trong gia đình, với người anh chị em không bị ảnh hưởng chỉ có một alen bất thường. Con cái của nam giới sống sót bị ảnh hưởng với các alen IRF8 bất thường đơn lẻ cũng có số lượng và chức năng tế bào NK bình thường. Thông qua các nghiên cứu sinh học, người ta xác định rằng IRF8 là cần thiết cho sự trưởng thành bình thường của tế bào NK và nó kích hoạt các chương trình phiên mã trung tâm đối với sự phát triển của tế bào NK. Các cá nhân có các biến thể gây hại đơn lẻ được chọn lọc trong IRF8 có thể có bất thường nhẹ ở phân nhóm tế bào dendritic, khiến họ dễ mắc các bệnh nhiễm mycobactery 57. Qua nghiên cứu đó, hai gia đình bổ sung khác có biến thể IRF8 hai alen đã được xác định (một gia đình bị nhiễm mycobactery và gia đình còn lại bị nhiễm trùng hô hấp tái phát), và cả hai đều có giảm tổng số tế bào NK cùng với tăng tế bào NK CD56 37. Ngược lại, cả hai biến thể IRF8 trong gia đình ban đầu đều nằm trong một miền cụ thể của protein (miền IRF) và không có bất thường rõ rệt nào ở tế bào dendritic, cho thấy rằng việc thiếu bất thường ở tế bào dendritic có thể là một đặc điểm của việc có các biến thể miền IRF.
Thiếu hụt GINS1
Một trong những gia đình ban đầu được báo cáo về mặt lâm sàng và kiểu hình là bị thiếu hụt tế bào NK được xác định là có các biến thể dị hợp tử phức hợp trong gen Go-Ichi-Ni-San-1 (GINS1) 58. GINS1 là một phần của phức hợp được gọi là CDC45-MCM10-GINS, cần thiết cho chức năng của helicase MCM. Mô tả lâm sàng ban đầu về những cá nhân bị thiếu hụt GINS1 là một gia đình Pháp không có quan hệ huyết thống, trong đó hai đứa trẻ bị ảnh hưởng và đứa lớn tử vong do nhiễm CMV nặng 59. Họ bị chậm phát triển nghiêm trọng và các bất thường về mặt, cho thấy một tình trạng suy giảm miễn dịch hội chứng. Họ cũng bị giảm bạch cầu trung tính và các bất thường trong khả năng sống sót của tế bào lympho, cũng như giảm số lượng tế bào T gây độc tự nhiên (NK), tế bào T bất biến liên quan đến niêm mạc, và tế bào lympho bẩm sinh (ILC2 và ILC3). Người chị sống sót trước đây đã được chứng minh là có khả năng sống sót kém của tế bào lympho khi phản ứng với IL-2 và IL-15 60.
Các nghiên cứu và đánh giá đang diễn ra thông qua WES đã xác định các biến thể GINS1 dị hợp tử phức hợp ở bệnh nhân và cũng xác định ba gia đình không liên quan có cùng biến thể này, cũng liên quan đến thiếu hụt tế bào NK. Tất cả đều có tính nhạy cảm với vi-rút, và hầu hết bị chậm phát triển và dị dạng khuôn mặt. Tất cả bệnh nhân đều có số lượng tế bào NK rất thấp, với sự suy giảm chọn lọc của tập hợp CD56dim. Mặc dù được cho là có liên quan về mặt cơ chế đến thiếu hụt MCM4, các nghiên cứu sinh học đã chứng minh rằng sự hiện diện của các biến thể GINS1 hai alen dẫn đến mất ổn định sao chép và các bất thường chu kỳ tế bào. Bệnh nhân mang các biến thể này có chức năng GINS1 chỉ bằng khoảng 1/10 so với cá nhân bình thường. Tuy nhiên, vai trò cụ thể của GINS1 trong tế bào NK vẫn chưa rõ ràng.
Thiếu hụt MCM10
Các biến thể dị hợp tử phức hợp trong thành viên phức hợp duy trì minichromosome 10 (MCM10) đã được mô tả ở một bệnh nhân duy nhất, một em bé 16 tháng tuổi bị CMV tiến triển và hầu như không có tế bào NK trong máu ngoại vi 61. Một biến thể là sự cắt cụt ngăn cản sự vận chuyển vào nhân, và biến thể thứ hai là biến thể sai nghĩa làm giảm chức năng protein. Cả hai phụ huynh đều không có bất thường, và các thông số miễn dịch khác của bệnh nhân đều bình thường hoặc gần bình thường. Điều thú vị là, một số ít tế bào NK được tìm thấy trong máu ngoại vi chủ yếu là loại chưa trưởng thành CD56bright, phản ánh các phát hiện trong thiếu hụt MCM4 và GINS1. Đứa trẻ này bị thiếu hụt MCM10 không bị suy thượng thận hoặc chậm tăng trưởng trong tử cung, điều này có khả năng phân biệt thiếu hụt MCM10 với thiếu hụt MCM4 và GINS1. Mặc dù nhiều can thiệp lâm sàng đã được thử trong trường hợp này, bao gồm cả ghép tế bào gốc tạo máu, nhưng đứa trẻ đã không sống sót. Vẫn chưa rõ tại sao các bất thường trong phức hợp MCM lại dẫn đến bất thường tế bào NK cụ thể, mặc dù nhiều nghiên cứu được thực hiện liên quan đến trường hợp này đã chứng minh rằng chức năng MCM10 nguyên vẹn là cần thiết cho sự trưởng thành cuối cùng và chức năng của tế bào NK 61. Riêng biệt, các biến thể của bệnh nhân được cho là ảnh hưởng đến duy trì telomere, điều này có thể đại diện cho một cơ chế chung giữa một số bệnh NK liên quan đến MCM này 62.
Thiếu hụt GINS4
Các anh chị em có biến thể dị hợp tử phức hợp ở thành viên GINS4 của phức hợp MCM đã được xác định sau khi bệnh nhân được đánh giá về CMV, VZV và HSV tái phát nặng. Bệnh nhân cũng có các bệnh nhiễm trùng tái phát và tiền sử hạn chế tăng trưởng trong tử cung. Chị gái của bệnh nhân có HSV khu trú tái phát. Cả hai anh chị em đều có số lượng tế bào NK thấp và một số giảm bạch cầu trung tính, nhưng số lượng và tập hợp tế bào T và B bình thường. Các biến thể GINS4 được tìm thấy ở những bệnh nhân này đều làm giảm biểu hiện protein và dẫn đến chức năng protein bất thường. Chức năng bình thường được tìm thấy bằng thực nghiệm là cần thiết cho sự tiến triển chu kỳ tế bào NK và sự biệt hóa tế bào NK. Tương tự như các bệnh nhân NKD khác có bất thường phức hợp MCM, có sự đại diện quá mức tương đối của các tế bào NK chưa trưởng thành CD56bright trong số các tế bào NK được tìm thấy trong máu ngoại vi.
Nguyên nhân chưa rõ
Trong một chương trình giới thiệu do tác giả duy trì, và trong các chương trình khác được chia sẻ với tác giả, hầu hết các trường hợp phù hợp với chẩn đoán cNKD không có một trong các biến thể đã được xác định ở trên. Khi có thể, các mẫu vật từ bệnh nhân được kiểm tra lại khi các biến thể mới được mô tả, và các phương pháp giải trình tự cấp độ nghiên cứu không thiên vị đã được áp dụng. Cũng có một số báo cáo ca bệnh trong tài liệu mà không xác định được một khiếm khuyết cụ thể nào 63-66.
Thiếu hụt tế bào NK chức năng
Khuyết tật FCGR3A
Ở một số bệnh nhân, một biến thể chức năng có hại trong gen mã hóa cho CD16 (Fc-gamma-RIIIa), FCGR3A, đã được xác định. Đây là biến thể gen đơn lẻ duy nhất được biết đến gây ra tình trạng thiếu hụt tế bào NK chức năng cô lập (fNKD). Điều này có ý nghĩa vì nó liên kết một hoạt động tế bào cụ thể với sự biểu hiện của một gen duy nhất chủ yếu liên quan đến tế bào NK. CD16 được biểu hiện trên phần lớn các tế bào NK, cũng như một số tế bào thực bào. Chức năng của CD16 trên bề mặt của tế bào thực bào được xem xét riêng. (Xem “Phản ứng miễn dịch dịch thể thích ứng”, phần ‘Opsonization’.)
Một số cá nhân được báo cáo là người đồng hợp tử cho sự thay thế T thành A tại vị trí 230 trong FCGR3A, dẫn đến sự thay thế histidine tại vị trí 66 trong phân tử CD16 (được gọi là “biến đổi L66H”) 67-69. Tất cả đều bị nhiễm virus herpes tái phát, tiến triển hoặc nặng.
Biến đổi L66H làm gián đoạn sự tương tác giữa miền ngoại bào xa của CD16 và các thụ thể tế bào NK khác (đặc biệt là CD2). Ở ba bệnh nhân từ các gia đình khác nhau đồng hợp tử với biến đổi L66H, độc tính tế bào NK bị suy giảm nhưng độc tính tế bào phụ thuộc kháng thể là bình thường, cho thấy CD16 đóng vai trò trong chức năng tế bào NK độc lập với IgG 67,68,70. Tần suất của alen CD16 L66H dường như hiếm trong các cơ sở dữ liệu bộ gen hiện đại 67, mặc dù nó có thể khá cao ở một số quần thể nhất định (ví dụ: bệnh nhân Scandinavia da trắng) 70.
Nguyên nhân chưa rõ
Các cá nhân khác dường như mắc fNKD mà không có nguyên nhân di truyền xác định, vì không tìm thấy khiếm khuyết cụ thể nào của tế bào NK. Những bệnh nhân này cũng bị nhiễm trùng virus tái phát và nhiễm trùng herpesvirus nặng hoặc xâm lấn 71-73. Tất cả đều có kiểu hình miễn dịch bình thường và chức năng tế bào T và tế bào B có thể chứng minh được bình thường. Không ai mắc các rối loạn miễn dịch khác có thể cản trở sự phát triển, khả năng sống sót hoặc hoạt động của tế bào NK. Trong tất cả các trường hợp, khiếm khuyết tế bào NK là dai dẳng trong các đánh giá liên tiếp, và tác giả nhận thức được những trường hợp khác phù hợp với mô tả này thông qua chương trình giới thiệu của tác giả.
GIỚI THIỆU
Bệnh nhân có bằng chứng rõ ràng về nhiễm trùng herpes nặng, tái phát hoặc không điển hình nên được giới thiệu đến chuyên gia về dị ứng/miễn dịch hoặc bệnh truyền nhiễm và có kinh nghiệm đánh giá hệ thống miễn dịch. Đánh giá ban đầu bao gồm các xét nghiệm tế bào dòng chảy để định lượng tế bào NK và các nhóm tế bào lympho khác, vốn có sẵn rộng rãi, nhưng các xét nghiệm nâng cao thường yêu cầu các phòng thí nghiệm chuyên về suy giảm miễn dịch. Việc giới thiệu đến trung tâm chuyên môn nên được thực hiện khi tình trạng của bệnh nhân được xác định là bất thường đủ đối với bác sĩ lâm sàng có kinh nghiệm về dị ứng/miễn dịch hoặc bệnh truyền nhiễm. Một số trung tâm có chuyên môn về tình trạng thiếu hụt tế bào NK 74.
ĐÁNH GIÁ VÀ CHẨN ĐOÁN
Khi nào nghi ngờ rối loạn tế bào NK
Việc đánh giá hội chứng thiếu hụt tế bào NK nên được xem xét ở những bệnh nhân bị nhiễm herpes nặng, tái phát hoặc không điển hình (Bảng 1). Trong hầu hết các trường hợp, khả năng khuyết tật tế bào NK chỉ được xác định sau một bệnh nhiễm trùng nặng, suy nhược, mạn tính hoặc có khả năng không hồi phục. (Xem ‘Nhiễm trùng do vi-rút’ ở trên.)
Đánh giá các nhiễm trùng hiện tại và trong quá khứ
Các mầm bệnh thuộc họ herpesvirus gây ra các nhiễm trùng hiện tại hoặc trong quá khứ đáng kể là những thứ cần được xem xét nhất. Các nhiễm trùng hiện tại thường được xác định bằng nuôi cấy, phản ứng chuỗi polymerase (PCR), hoặc các xét nghiệm kháng nguyên hoặc huyết thanh học. Các phương pháp đánh giá nhiễm trùng trong quá khứ bao gồm nồng độ kháng thể sau phơi nhiễm, tăng sinh tế bào lympho *in vitro* hoặc sản xuất cytokine để đáp ứng với việc phơi nhiễm kháng nguyên từ mầm bệnh hoặc kháng nguyên có nguồn gốc từ mầm bệnh, và độc tính tế bào lympho T qua trung gian chống lại các tế bào dị loại bị nhiễm tác nhân nghi ngờ. Các xét nghiệm này có thể có sẵn tại một số trung tâm tiên tiến. Đánh giá tiền sử phơi nhiễm trong quá khứ của bệnh nhân có khả năng thiếu tế bào NK cũng hữu ích trong việc lập kế hoạch quản lý trong tương lai. (Xem “Hội chứng thiếu tế bào NK: Điều trị”.)
Xét nghiệm ban đầu
Ban đầu nên thực hiện công thức máu toàn phần (CBC) có phân biệt, mặc dù điều này không cung cấp thông tin về các phân nhóm tế bào lympho. CBC thường bình thường ở bệnh nhân bị thiếu tế bào NK cổ điển (cNKD) hoặc thiếu tế bào NK chức năng (fNKD), mặc dù một số người có thể bị giảm lympho.
Số lượng tế bào NK (CD3-, CD56/16+), cũng như tế bào T và B, có thể được xác định bằng một bộ xét nghiệm tế bào dòng chảy tiêu chuẩn được thực hiện trên máu ngoại vi.
Các xét nghiệm khác thường được thực hiện trước các nghiên cứu tế bào NK nâng cao hơn bao gồm phản ứng của tế bào lympho với mitogen và kháng nguyên, mức độ immunoglobulin (IgG, IgA, IgM và IgE), và phản ứng với vắc-xin protein và polysaccharide. Bất kỳ bất thường nào trong các nghiên cứu này đều cần được kiểm tra nâng cao hơn. (Xem “Đánh giá phòng thí nghiệm hệ thống miễn dịch”.)
Xét nghiệm độc lực tế bào
Xét nghiệm độc lực tế bào của bạch cầu máu ngoại vi được sử dụng để đánh giá chức năng NK. Xét nghiệm giải phóng crom (sử dụng 51Cr) là phương pháp cổ điển và tiêu chuẩn, mặc dù nhiều loại xét nghiệm tử vong tế bào đích dựa trên tế bào dòng chảy (flow cytometry) có thể đạt được mục tiêu tương tự. Xét nghiệm này đánh giá khả năng tiêu diệt tổng thể bằng cách tiết hạt ly giải (tức là, cơ chế qua trung gian perforin và granzyme). Xét nghiệm này có sẵn tại nhiều phòng thí nghiệm thương mại cũng như một số trung tâm học thuật 75. Nếu xét nghiệm độc lực tế bào bất thường, nó nên được lặp lại ba lần riêng biệt, cách nhau ít nhất một tháng vì có nhiều biến số có thể làm sai lệch kết quả (ví dụ: hư hỏng trong quá trình vận chuyển mẫu, bệnh đang hoạt động, thuốc men, căng thẳng sinh lý). Các nguyên nhân bên ngoài gây suy giảm chức năng NK được xem xét dưới đây. (Xem ‘Chẩn đoán phân biệt’ bên dưới.)
Hầu hết các xét nghiệm chức năng dựa trên tế bào có sẵn lâm sàng sử dụng tế bào đích bệnh bạch cầu hồng cầu-bạch máu K562, ngoại trừ những xét nghiệm kiểm tra độc lực tế bào phụ thuộc kháng thể, vốn sử dụng dòng tế bào B RAJI vốn kháng với tế bào NK và được opson hóa bằng rituximab.
Xét nghiệm tăng biểu hiện CD107a có sẵn lâm sàng như một chỉ số thay thế hữu ích cho độc lực tế bào NK. Trong xét nghiệm này, bạch cầu máu ngoại vi được kích thích bằng tế bào đích K562 hoặc chất kích thích như PMA và ionomycin, sau đó được đánh giá mức độ tăng biểu hiện protein CD107a bằng tế bào dòng chảy. CD107a (còn được gọi là LAMP1) nằm bên trong các hạt ly giải của tế bào NK và được tăng biểu hiện trên bề mặt tế bào NK khi các hạt ly giải được giải phóng. Do đó, xét nghiệm CD107a là thước đo sự giải hạt của tế bào NK, trong hầu hết các trường hợp là chỉ số thay thế tuyệt vời cho độc lực tế bào 76. Tuy nhiên, có những trường hợp sự giải hạt (và tăng biểu hiện CD107a) có thể bình thường nhưng độc lực tế bào có thể bị thiếu hụt (ví dụ là thiếu perforin, gây bệnh lymphohistiocytosis thực bào máu), và do đó cần thận trọng để không diễn giải quá mức.
Đánh giá bằng thuật toán số lượng và chức năng tế bào NK
Một phương pháp tiếp cận bằng thuật toán để đánh giá bệnh nhân nghi ngờ rối loạn tế bào NK được cung cấp (thuật toán 1) và chi tiết khái niệm bổ sung được tìm thấy ở nơi khác 77. Điều quan trọng là phải xem xét các nguyên nhân khác gây giảm số lượng hoặc chức năng NK ở mỗi bước, vì thiếu hụt tế bào NK thực sự là hiếm, ngay cả trong nhóm IEIs. (Xem ‘Chẩn đoán phân biệt’ bên dưới.)
Số lượng tế bào NK (CD3-, CD56/16+) được xác định bằng phương pháp tế bào học dòng chảy (bảng 2). Các bộ xét nghiệm tiêu chuẩn bao gồm tế bào T dương tính với CD4 và CD8, tế bào B và tế bào NK. Để loại trừ tình trạng thiếu hụt tạm thời, ít nhất phải thực hiện hai lần đánh giá lặp lại, lý tưởng nhất là khi bệnh nhân không bị căng thẳng lớn và không bị nhiễm trùng, thuốc hoặc độc tố nào có thể ảnh hưởng đến tế bào NK. Lưu ý rằng nhiễm virus herpes hoạt động có thể làm giảm số lượng tế bào NK nhưng không đến mức rất thấp như thấy trong cNKD. (Xem ‘Chẩn đoán phân biệt’ bên dưới.)
Một số phòng thí nghiệm bệnh viện và thương mại cũng có thể cung cấp thông tin về các phân nhóm NK (tỷ lệ CD56bright so với CD56dim). Tỷ lệ bình thường từ bright so với dim là 1:10. Tỷ lệ cao hơn 1:5 (tức là hơn 20 phần trăm tế bào bright) nên được coi là bất thường.
Chức năng tế bào NK được đánh giá bằng xét nghiệm độc tính tế bào, ưu tiên sử dụng phương pháp giải phóng crom, hoặc xét nghiệm dựa trên sự chết của tế bào đích. Nếu xét nghiệm độc tính tế bào bất thường, nó nên được lặp lại vào ba dịp riêng biệt, cách nhau ít nhất một tháng.
Dựa trên kết quả của các xét nghiệm trên, các thiếu hụt sau có thể được chẩn đoán, điều này có thể dẫn đến phân tích thêm (thuật toán 1):
Nếu tìm thấy tế bào NK là ≤1 phần trăm bạch cầu lympho và độc tính NK bị suy giảm nghiêm trọng hoặc vắng mặt, bệnh nhân được chẩn đoán mắc cNKD. Phân tích biến thể của các gen GATA2, MCM4, RTEL1, IRF8, GINS1, MCM10, và GINS4 là phù hợp ở những bệnh nhân như vậy.
Nếu tế bào NK có mặt nhưng độc tính NK bị suy giảm nghiêm trọng hoặc vắng mặt, thì fNKD hiện diện. Sau đó nên thực hiện xét nghiệm CD16 bất thường. (Xem ‘Xét nghiệm CD16 bất thường là nguyên nhân gây fNKD’ bên dưới.)
Để đánh giá chức năng hơn, tế bào NK nên được kích thích bằng interleukin (IL-)2, IL-12, interferon (IFN) alfa (mỗi loại riêng lẻ), và sau đó được đánh giá lại hoạt tính độc tế bào. Điều này giúp xác định xem khiếm khuyết gây độc tế bào là đặc hiệu cho “độc tính tự nhiên” hay ảnh hưởng đến các chức năng gây độc tế bào cảm ứng hoạt hóa. Phân tích biến thể của gen FCGR3A cũng nên được theo đuổi.
Nếu tìm thấy tế bào NK thấp hoặc vắng mặt nhưng độc tính NK vẫn hiện diện, thì bệnh nhân có thể có một quần thể bất thường về kiểu hình nhưng vẫn có chức năng. Điều này đôi khi được thấy trong một số bệnh lympho tế bào NK, được coi là các tình trạng tiền ung thư. (Xem “Bệnh bạch cầu tế bào lympho hạt lớn tế bào tự nhiên”, phần về ‘Bệnh bạch cầu LGL tế bào NK’.)
Kiểm tra CD16 bất thường như một nguyên nhân gây fNKD
Nếu số lượng tế bào NK bình thường nhưng độc tính tế bào bị suy giảm, bệnh nhân có thể mắc fNKD. Trong trường hợp này, cần đánh giá sự hiện diện của CD16 bất thường. Bệnh nhân có đột biến L66H có protein CD16 bị thay đổi với cấu trúc bất thường có thể được phát hiện bằng một số kháng thể anti-CD16. Bác sĩ lâm sàng nên xác định trước các thuốc thử kháng thể đơn dòng nào đã được sử dụng để xác định tế bào NK. Hầu hết các phòng thí nghiệm thương mại ở Hoa Kỳ sử dụng sự kết hợp của kháng thể anti-CD16 3G8 và kháng thể anti-CD56. 3G8 sẽ nhuộm CD16 bất thường. Nếu 3G8 được sử dụng để phát hiện CD16, bác sĩ lâm sàng nên yêu cầu lặp lại bằng máy đo tế bào dòng chảy (flow cytometry) với hai kháng thể anti-CD16 khác nhau: B73.1 (sẽ không nhuộm CD16 bất thường) và 3G8 (hoặc các loại khác, nếu có), trong các kênh huỳnh quang riêng biệt (bảng 2). Nếu các tế bào nhuộm âm tính B73.1 và dương tính 3G8, biến thể bất thường của CD16 có khả năng hiện diện hơn và cần xác nhận bằng trình tự gen. Như đã thảo luận trước đó, hầu hết bệnh nhân mắc fNKD không có protein CD16 bất thường, và cơ chế bệnh sinh ở những bệnh nhân này chưa được biết. (Xem ‘Thiếu hụt tế bào NK chức năng’ ở trên.)
Đánh giá chức năng sau khi kích thích
Nếu tế bào NK của bệnh nhân có mặt nhưng bị suy giảm chức năng, chúng nên được kích thích bằng IL-2, IL-12, IFN alfa (từng loại riêng biệt), và sau đó được xét nghiệm hoạt tính độc tế bào, để xác định xem khiếm khuyết tế bào ly giải là đặc hiệu cho “độc tính tự nhiên” hay ảnh hưởng đến các chức năng ly giải cảm ứng (bảng 2). Trong chương trình của tác giả, IL-2 được sử dụng làm sàng lọc ban đầu vì chi phí thấp hơn và hiệu quả mạnh mẽ. Ở một số bệnh nhân, các tế bào NK bất thường có thể trung gian độc tính sau khi kích thích bằng các cytokine khác nhau, trong khi các tế bào của bệnh nhân khác hoàn toàn không phản ứng mặc dù đã được kích thích. Các tế bào có thể trung gian tiêu diệt sau kích thích cytokine có thể không kích hoạt bình thường hoặc hoàn thành các chức năng phụ thuộc cytokine khác. Ngoài việc cung cấp thông tin về mức độ khiếm khuyết cơ bản, xét nghiệm bằng IL-2 cũng giúp xác định liệu liệu pháp IL-2 có thể là một liệu pháp hữu ích tiềm năng cho bệnh nhân đó hay không. (Xem “Hội chứng thiếu hụt tế bào NK: Điều trị”, phần về ‘Interleukin 2’.)
Xác định cơ chế cơ bản của hội chứng thiếu hụt tế bào NK đòi hỏi các kỹ thuật tiên tiến có sẵn trong các phòng thí nghiệm chuyên biệt và nghiên cứu, chẳng hạn như biểu hiện CD107a cảm ứng hoạt hóa 78, giải phóng hạt, hình thành phức hợp, hoặc các phương pháp khác (bảng 2). Các xét nghiệm này có thể xác định tốt hơn các khiếm khuyết về chức năng ly giải và các phản ứng khác biệt với cytokine. Xét nghiệm CD107a là chủ đề được nghiên cứu sâu rộng 79 và là một chỉ số thay thế hữu ích cho độc tính tế bào, mặc dù nó đo sự giải hạt chứ không phải sự tiêu diệt. Giải hạt và tiêu diệt có thể tách rời, chẳng hạn như trong trường hợp thiếu hụt perforin, nơi sự tăng biểu hiện CD107a là bình thường sau khi hoạt hóa, nhưng việc tiêu diệt lại vắng mặt.
Các nghiên cứu sâu hơn, chủ yếu được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu, có thể bao gồm kiểu hình tế bào NK chi tiết để xác định sự hiện diện hoặc vắng mặt cụ thể của các thụ thể trên bề mặt tế bào NK có thể quan trọng đối với việc điều chỉnh chức năng tế bào NK và các chức năng được trung gian thông qua các thụ thể cụ thể trên tế bào NK (bảng 2).
Phân tích biến thể cho các khiếm khuyết di truyền đã biết
Nếu bệnh nhân có dấu hiệu cNKD, việc phân tích biến thể của các gen GATA2, MCM4, RTEL1, IRF8, GINS1, MCM10, và GINS4 là phù hợp. Các gen này có trong nhiều tấm giải trình tự thương mại có sẵn cho bệnh suy giảm miễn dịch và cũng có thể được thực hiện bằng giải trình tự toàn bộ exome (WES), loại này cũng có sẵn trên thị trường. Phân tích FCGR3A nên được thực hiện ở bệnh nhân mắc fNKD và tốt nhất nên tiếp cận bằng giải trình tự gen đơn trực tiếp nếu sàng lọc dựa trên lưu lượng tế bào (flow-cytometry) cho kết quả dương tính.
Các bộ xét nghiệm cho nhiều bệnh IEI khác nhau có sẵn trên thị trường 80,81.
CHẨN ĐOÁN PHÂN BIỆT
Việc chẩn đoán rối loạn tế bào NK rất khó khăn để đưa ra chắc chắn vì có nhiều bệnh và loại thuốc đã biết có thể ức chế số lượng hoặc hoạt động của tế bào NK. Những yếu tố này bao gồm căng thẳng cấp tính và bệnh nặng, thuốc và độc tố, các bệnh di truyền và IEI khác, và các bệnh tự miễn và ác tính. Những tình trạng này có thể làm suy giảm sự phát triển, khả năng sống sót hoặc chức năng cụ thể của tế bào NK.
Các lời giải thích thay thế phổ biến nhất cho tình trạng thiếu hụt tế bào NK rõ ràng là 82:
Sử dụng hoặc diễn giải sai các xét nghiệm trong phòng thí nghiệm. Việc phát hiện số lượng NK giảm nhẹ khó có thể là dấu hiệu của tình trạng thiếu hụt tế bào NK thực sự.
Sự ức chế chức năng tế bào NK do các loại thuốc kê đơn. (Xem ‘Thuốc và độc tố’ bên dưới.)
Sự ức chế tạm thời chức năng tế bào NK do căng thẳng cấp tính hoặc bệnh tật 82.
Thuốc và độc tố
Có một số loại thuốc và phơi nhiễm độc tố có khả năng ảnh hưởng đến tế bào NK 14.
Số lượng tế bào NK có thể giảm bởi các yếu tố sau:
Kháng thể đơn dòng anti-CD52 alemtuzumab (được sử dụng trong bệnh bạch cầu lympho mạn tính tế bào B, đa xơ cứng) về cơ bản loại bỏ tế bào NK vì chúng biểu hiện CD52, cũng như các tế bào lympho khác.
Glucocorticoid toàn thân có thể làm giảm số lượng NK, mặc dù không đến mức không phát hiện được 83.
Chức năng tế bào NK có thể bị ức chế bởi nhiều loại thuốc. Trong hầu hết các trường hợp, hoạt tính độc tế bào bị ức chế, mặc dù cơ chế xảy ra điều này có thể khác nhau trong mỗi trường hợp. Các ví dụ bao gồm:
Glucocorticoid 83
Ifosfamide và các thuốc ức chế miễn dịch khác 84
Rượu 85
Salicylate 86
Các loại thuốc làm tăng cyclic adenosine monophosphate (như theophylline) 87
Prostaglandin 88
Cannabinoid 89
Thuốc chống sốt rét 90
Các rối loạn di truyền và các suy giảm miễn dịch khác
Có một số lượng lớn đáng ngạc nhiên các bệnh di truyền và các IEI khác ảnh hưởng đến tế bào NK (bảng 3) 15,49,91-107. Những rối loạn này có thể ảnh hưởng đến sự phát triển, khả năng sống sót hoặc chức năng cụ thể của tế bào NK. Hầu hết các rối loạn này có các đặc điểm nhận biết được hoặc các khiếm khuyết miễn dịch của các loại tế bào khác.
Thiếu máu miễn dịch biến đổi phổ biến (CVID) là tình trạng IEI phổ biến nhất có thể ảnh hưởng đến chức năng tế bào NK. Mặc dù chỉ một số ít trường hợp CVID bị khiếm khuyết chức năng tế bào NK, CVID nên được xem xét ở bệnh nhân bị thiếu hụt tế bào NK cô lập do tần suất tương đối của nó trong dân số 108. CVID được phân biệt tốt nhất với tình trạng thiếu hụt tế bào NK bằng việc chứng minh tình trạng giảm globulin máu và suy giảm sản xuất kháng thể đặc hiệu. (Xem “Biểu hiện lâm sàng, dịch tễ học và chẩn đoán thiếu máu miễn dịch biến đổi phổ biến ở người lớn”.)
Trong một số bệnh này, người ta chấp nhận rằng sự thiếu hụt tế bào NK góp phần vào kiểu hình lâm sàng, chẳng hạn như trong bệnh lymphohistiocytosis thực bào hồng cầu gia đình (một phân loại của lymphohistiocytosis thực bào máu) 109. Trong những bệnh khác, chẳng hạn như các hội chứng nhạy cảm bức xạ như hội chứng Bloom, sự đóng góp của sự thiếu hụt tế bào NK vào diễn biến lâm sàng vẫn chưa được biết rõ.
Số lượng tế bào NK giảm hoặc vắng mặt trong các rối loạn ảnh hưởng đến sự phát triển hoặc sống sót của tế bào NK (bảng 3). Một ví dụ là suy giảm miễn dịch kết hợp nặng (SCID) do biến thể của chuỗi gamma chung (IL2RG) 110. Phân tử này cần thiết cho khả năng phản ứng với các cytokine cần thiết cho sự phát triển của tế bào NK, bao gồm IL-15. Một bệnh nhân SCID IL2RG được báo cáo là có sự hồi phục soma trong tế bào T của mình nhưng không có trong tế bào NK 111. Anh ấy có một bất thường tế bào NK cụ thể và có tính nhạy cảm với virus papilla người (HPV), tình trạng này đã được chữa khỏi sau khi ghép tế bào gốc tạo máu và tái lập hàng rào bảo vệ tế bào NK của anh ấy. Trường hợp hiếm gặp này của một IEI rộng hơn ảnh hưởng đến tế bào NK càng minh họa thêm cách một sự thiếu hụt cụ thể của tế bào NK có thể biểu hiện lâm sàng. Các rối loạn khác mà số lượng tế bào NK giảm hoặc vắng mặt bao gồm một số dạng SCID lặn tự thể (do biến thể trong JAK3 hoặc ADA), hội chứng Bloom và thiếu máu Fanconi. (Xem “Tính nhạy cảm Mendel đối với bệnh mycobactere: Các khiếm khuyết cụ thể” và “Suy giảm miễn dịch kết hợp nặng (SCID): Tổng quan”.)
Ngược lại, các bệnh mà biến thể gen ảnh hưởng đến chức năng tế bào NK được đặc trưng bởi quần thể tế bào NK tương đối bình thường. Danh mục này hữu ích về mặt sinh học, vì gen có thể được liên kết với các chức năng cụ thể trong tế bào NK. Một ví dụ là bệnh lymphohistiocytosis thực bào hồng cầu gia đình do biến thể perforin 109. Trong tình trạng này, tế bào NK không thể tiêu diệt các tế bào đích do phân tử perforin bị rối loạn chức năng. (Xem “Điều trị và tiên lượng của bệnh lymphohistiocytosis thực bào máu”.)
Các bệnh khác có thể thấy thiếu hụt tế bào NK bao gồm hội chứng Chediak-Higashi, hội chứng Griscelli, hội chứng lymphoproliferative liên kết X, hội chứng Wiskott-Aldrich, thiếu hụt thụ thể beta-1 IL-12, và loạn sản thượng bì kèm suy giảm miễn dịch 15,91. Nói chung, danh sách này sẽ bao gồm bất kỳ bệnh nào liên quan đến khả năng lymphohistiocytosis (tức là sự tích tụ không kiểm soát của tế bào T và đại thực bào hoạt hóa ở nhiều cơ quan) hoặc dẫn đến tăng tính nhạy cảm với nhiễm virus herpes hoặc những bệnh có tính nhạy cảm không cân xứng với virus herpes và có nhiều phương pháp điều trị đa dạng do bệnh sinh học nền và phạm vi suy giảm miễn dịch 112. (Xem “Điều trị và tiên lượng của lymphohistiocytosis thực bào” và “Rối loạn nguyên phát về số lượng và/hoặc chức năng thực bào: Tổng quan” và “Suy giảm miễn dịch hội chứng” và “Suy giảm miễn dịch kết hợp: Tổng quan” và “Tính nhạy cảm Mendel với bệnh mycobacterial: Các khiếm khuyết cụ thể” và “Hội chứng Wiskott-Aldrich”.)
TÓM TẮT VÀ KHUYẾN NGHỊ
Nhận dạng tế bào NK và sản xuất interferon – Tế bào tiêu diệt tự nhiên (NK) là các tế bào lympho thuộc hệ miễn dịch bẩm sinh. Chúng có các hạt lớn trong tế bào chất (hình 1) và là CD3-, CD16/56+ khi phân tích bằng tế bào học dòng chảy. Tế bào NK sản xuất interferon-gamma, chất này hoạt hóa đại thực bào và tạo điều kiện cho sự bùng nổ hô hấp của chúng. (Xem ở ‘Đặc điểm kiểu hình’ ở trên và ‘Kích thích miễn dịch’ ở trên.)
Chức năng bình thường của tế bào NK – Tế bào NK liên tục khảo sát các tế bào xung quanh để tìm các bất thường và tiêu diệt các tế bào không thể hiển thị các dấu hiệu sức khỏe khác nhau, đặc biệt là các tế bào bị nhiễm virus và tế bào ác tính. Nhiều họ thụ thể ức chế trên bề mặt tế bào NK, bao gồm các thụ thể giống immunoglobulin (Ig) của tế bào tiêu diệt, hoạt động để kiềm chế tiềm năng phá hủy của các tế bào này. Khả năng độc tế bào của NK nhanh hơn so với phản ứng của các tế bào lympho khác và đạt đỉnh khoảng ba ngày sau khi nhiễm virus. (Xem ở ‘Chức năng’ ở trên và ‘Cơ chế tiêu diệt’ ở trên.)
Đặc điểm lâm sàng của rối loạn tế bào NK – Rối loạn tế bào NK hiếm gặp và về mặt lâm sàng được đặc trưng bởi tính nhạy cảm với nhiễm trùng nặng và/hoặc tái phát do virus herpes (đặc biệt là virus varicella-zoster, virus herpes simplex I và II, virus Epstein-Barr và cytomegalovirus) và virus papilloma (bảng 1). Nhiều bệnh nhân được báo cáo đã qua đời khi còn nhỏ hoặc trong tuổi vị thành niên, mặc dù việc ghép tế bào máu đã thành công ở một số người. (Xem ở ‘Đặc điểm lâm sàng của rối loạn NK’ ở trên.)
Các loại thiếu hụt tế bào NK – Hội chứng thiếu hụt tế bào NK là các rối loạn trong đó số lượng, chức năng, hoặc cả hai của tế bào NK bị bất thường, không có bất kỳ bệnh suy giảm miễn dịch, thuốc men hoặc tình trạng nào khác đã biết ảnh hưởng đến tế bào NK. Các hội chứng này có thể được chia thành hai loại: thiếu hụt tế bào NK cổ điển (cNKD) và thiếu hụt tế bào NK chức năng (fNKD) (bảng 1). (Xem ở ‘Phân loại’ ở trên.)
Đánh giá và chẩn đoán – Cần xem xét đánh giá hội chứng thiếu hụt tế bào NK ở những bệnh nhân bị nhiễm trùng nặng, tái phát hoặc không điển hình do virus herpes.
Cần thực hiện tế bào học dòng chảy để định lượng tế bào NK (CD3-, CD56/16+). Nếu tế bào NK thấp hoặc vắng mặt (≤1 phần trăm tế bào lympho ngoại vi), cần lặp lại xét nghiệm ít nhất một lần khi bệnh nhân không bị nhiễm trùng hoặc căng thẳng lớn, để loại trừ tình trạng thiếu hụt tạm thời. (Xem ở ‘Đánh giá và chẩn đoán’ ở trên.)
Nếu tế bào NK thấp hoặc vắng mặt, thì cần xét nghiệm chức năng tế bào NK của bệnh nhân (bằng xét nghiệm giải phóng crom hoặc xét nghiệm độc tế bào bằng tế bào học dòng chảy), dự kiến sẽ thấp hoặc vắng mặt tương ứng, xác nhận chẩn đoán cNKD (thuật toán 1). Xét nghiệm chức năng thường yêu cầu phòng thí nghiệm chuyên khoa (bảng 2). Nếu có tế bào NK, thì cần thực hiện xét nghiệm độc tế bào để đánh giá chức năng của chúng. Chức năng vắng mặt hoặc giảm nghiêm trọng gợi ý fNKD. (Xem ở ‘Đánh giá bằng thuật toán số lượng và chức năng tế bào NK’ ở trên.)
Chẩn đoán phân biệt – Cũng cần xem xét chẩn đoán phân biệt rộng và đa dạng vì thiếu hụt tế bào NK là hiếm, và thuốc men, nhiễm trùng, và các bệnh di truyền khác là những nguyên nhân phổ biến hơn gây thay đổi số lượng hoặc chức năng tế bào NK. (Xem ở ‘Chẩn đoán phân biệt’ ở trên.)
TÀI LIỆU THAM KHẢO
- Orange JS, Ballas ZK. Natural killer cells in human health and disease. Clin Immunol 2006; 118:1.
- Crinier A, Narni-Mancinelli E, Ugolini S, Vivier E. SnapShot: Natural Killer Cells. Cell 2020; 180:1280.
- Kannan GS, Aquino-Lopez A, Lee DA. Natural killer cells in malignant hematology: A primer for the non-immunologist. Blood Rev 2017; 31:1.
- Björkström NK, Strunz B, Ljunggren HG. Natural killer cells in antiviral immunity. Nat Rev Immunol 2022; 22:112.
- Montaldo E, Vacca P, Vitale C, et al. Human innate lymphoid cells. Immunol Lett 2016; 179:2.
- Lim AI, Verrier T, Vosshenrich CA, Di Santo JP. Developmental options and functional plasticity of innate lymphoid cells. Curr Opin Immunol 2017; 44:61.
- Orange JS. How I Manage Natural Killer Cell Deficiency. J Clin Immunol 2020; 40:13.
- Trinchieri G. Biology of natural killer cells. Adv Immunol 1989; 47:187.
- Angelo LS, Banerjee PP, Monaco-Shawver L, et al. Practical NK cell phenotyping and variability in healthy adults. Immunol Res 2015; 62:341.
- Mace EM, Orange JS. Genetic Causes of Human NK Cell Deficiency and Their Effect on NK Cell Subsets. Front Immunol 2016; 7:545.
- Mahapatra S, Mace EM, Minard CG, et al. High-resolution phenotyping identifies NK cell subsets that distinguish healthy children from adults. PLoS One 2017; 12:e0181134.
- Eiras P, Roldán E, Camarero C, et al. Flow cytometry description of a novel CD3-/CD7+ intraepithelial lymphocyte subset in human duodenal biopsies: potential diagnostic value in coeliac disease. Cytometry 1998; 34:95.
- Moffett A, Loke C. Immunology of placentation in eutherian mammals. Nat Rev Immunol 2006; 6:584.
- Cederbrant K, Marcusson-Ståhl M, Condevaux F, Descotes J. NK-cell activity in immunotoxicity drug evaluation. Toxicology 2003; 185:241.
- Orange JS. Human natural killer cell deficiencies. Curr Opin Allergy Clin Immunol 2006; 6:399.
- Freud AG, Mundy-Bosse BL, Yu J, Caligiuri MA. The Broad Spectrum of Human Natural Killer Cell Diversity. Immunity 2017; 47:820.
- Strowig T, Brilot F, Münz C. Noncytotoxic functions of NK cells: direct pathogen restriction and assistance to adaptive immunity. J Immunol 2008; 180:7785.
- Hanna J, Bechtel P, Zhai Y, et al. Novel insights on human NK cells' immunological modalities revealed by gene expression profiling. J Immunol 2004; 173:6547.
- Biassoni R, Cantoni C, Pende D, et al. Human natural killer cell receptors and co-receptors. Immunol Rev 2001; 181:203.
- Taniguchi M, Harada M, Kojo S, et al. The regulatory role of Valpha14 NKT cells in innate and acquired immune response. Annu Rev Immunol 2003; 21:483.
- Ljunggren HG, Kärre K. In search of the 'missing self': MHC molecules and NK cell recognition. Immunol Today 1990; 11:237.
- Orange JS, Fassett MS, Koopman LA, et al. Viral evasion of natural killer cells. Nat Immunol 2002; 3:1006.
- Lanier LL. Evolutionary struggles between NK cells and viruses. Nat Rev Immunol 2008; 8:259.
- Stebbins CC, Watzl C, Billadeau DD, et al. Vav1 dephosphorylation by the tyrosine phosphatase SHP-1 as a mechanism for inhibition of cellular cytotoxicity. Mol Cell Biol 2003; 23:6291.
- Moretta A, Bottino C, Vitale M, et al. Activating receptors and coreceptors involved in human natural killer cell-mediated cytolysis. Annu Rev Immunol 2001; 19:197.
- Kumar V, McNerney ME. A new self: MHC-class-I-independent natural-killer-cell self-tolerance. Nat Rev Immunol 2005; 5:363.
- Mandelboim O, Lieberman N, Lev M, et al. Recognition of haemagglutinins on virus-infected cells by NKp46 activates lysis by human NK cells. Nature 2001; 409:1055.
- Gwalani LA, Orange JS. Single Degranulations in NK Cells Can Mediate Target Cell Killing. J Immunol 2018; 200:3231.
- Prager I, Liesche C, van Ooijen H, et al. NK cells switch from granzyme B to death receptor-mediated cytotoxicity during serial killing. J Exp Med 2019; 216:2113.
- Orange JS. Formation and function of the lytic NK-cell immunological synapse. Nat Rev Immunol 2008; 8:713.
- Dagher R, Kumar V, Copenhaver AM, et al. Novel mechanisms of action contributing to benralizumab's potent anti-eosinophilic activity. Eur Respir J 2022; 59.
- Poznanski SM, Portillo A, Mukherjee M, et al. Benralizumab's anti-eosinophil efficacy may be decreased by impaired NK cell activity. Eur Respir J 2022; 59.
- Levy O, Orange JS, Hibberd P, et al. Disseminated varicella infection due to the vaccine strain of varicella-zoster virus, in a patient with a novel deficiency in natural killer T cells. J Infect Dis 2003; 188:948.
- Lee SJ, Cho YN, Kim TJ, et al. Natural killer T cell deficiency in active adult-onset Still's Disease: correlation of deficiency of natural killer T cells with dysfunction of natural killer cells. Arthritis Rheum 2012; 64:2868.
- Spinner MA, Sanchez LA, Hsu AP, et al. GATA2 deficiency: a protean disorder of hematopoiesis, lymphatics, and immunity. Blood 2014; 123:809.
- Wang D, Uyemura B, Hashemi E, et al. Role of GATA2 in Human NK Cell Development. Crit Rev Immunol 2021; 41:21.
- Mace EM, Bigley V, Gunesch JT, et al. Biallelic mutations in IRF8 impair human NK cell maturation and function. J Clin Invest 2017; 127:306.
- Tangye SG, Al-Herz W, Bousfiha A, et al. Human Inborn Errors of Immunity: 2022 Update on the Classification from the International Union of Immunological Societies Expert Committee. J Clin Immunol 2022; 42:1473.
- Orange JS. Natural killer cell deficiency. J Allergy Clin Immunol 2013; 132:515.
- Biron CA, Byron KS, Sullivan JL. Severe herpesvirus infections in an adolescent without natural killer cells. N Engl J Med 1989; 320:1731.
- Mace EM, Hsu AP, Monaco-Shawver L, et al. Mutations in GATA2 cause human NK cell deficiency with specific loss of the CD56(bright) subset. Blood 2013; 121:2669.
- Vinh DC, Patel SY, Uzel G, et al. Autosomal dominant and sporadic monocytopenia with susceptibility to mycobacteria, fungi, papillomaviruses, and myelodysplasia. Blood 2010; 115:1519.
- Hsu AP, Sampaio EP, Khan J, et al. Mutations in GATA2 are associated with the autosomal dominant and sporadic monocytopenia and mycobacterial infection (MonoMAC) syndrome. Blood 2011; 118:2653.
- Dickinson RE, Griffin H, Bigley V, et al. Exome sequencing identifies GATA-2 mutation as the cause of dendritic cell, monocyte, B and NK lymphoid deficiency. Blood 2011; 118:2656.
- Ostergaard P, Simpson MA, Connell FC, et al. Mutations in GATA2 cause primary lymphedema associated with a predisposition to acute myeloid leukemia (Emberger syndrome). Nat Genet 2011; 43:929.
- Hahn CN, Chong CE, Carmichael CL, et al. Heritable GATA2 mutations associated with familial myelodysplastic syndrome and acute myeloid leukemia. Nat Genet 2011; 43:1012.
- Wieser R, Volz A, Vinatzer U, et al. Transcription factor GATA-2 gene is located near 3q21 breakpoints in myeloid leukemia. Biochem Biophys Res Commun 2000; 273:239.
- Wlodarski MW, Hirabayashi S, Pastor V, et al. Prevalence, clinical characteristics, and prognosis of GATA2-related myelodysplastic syndromes in children and adolescents. Blood 2016; 127:1387.
- Orange JS. Unraveling human natural killer cell deficiency. J Clin Invest 2012; 122:798.
- Eidenschenk C, Dunne J, Jouanguy E, et al. A novel primary immunodeficiency with specific natural-killer cell deficiency maps to the centromeric region of chromosome 8. Am J Hum Genet 2006; 78:721.
- Hughes CR, Guasti L, Meimaridou E, et al. MCM4 mutation causes adrenal failure, short stature, and natural killer cell deficiency in humans. J Clin Invest 2012; 122:814.
- Gineau L, Cognet C, Kara N, et al. Partial MCM4 deficiency in patients with growth retardation, adrenal insufficiency, and natural killer cell deficiency. J Clin Invest 2012; 122:821.
- Etzioni A, Eidenschenk C, Katz R, et al. Fatal varicella associated with selective natural killer cell deficiency. J Pediatr 2005; 146:423.
- Hanna S, Béziat V, Jouanguy E, et al. A homozygous mutation of RTEL1 in a child presenting with an apparently isolated natural killer cell deficiency. J Allergy Clin Immunol 2015; 136:1113.
- Fedick AM, Shi L, Jalas C, et al. Carrier screening of RTEL1 mutations in the Ashkenazi Jewish population. Clin Genet 2015; 88:177.
- Fleisher G, Starr S, Koven N, et al. A non-x-linked syndrome with susceptibility to severe Epstein-Barr virus infections. J Pediatr 1982; 100:727.
- Hambleton S, Salem S, Bustamante J, et al. IRF8 mutations and human dendritic-cell immunodeficiency. N Engl J Med 2011; 365:127.
- Cottineau J, Kottemann MC, Lach FP, et al. Inherited GINS1 deficiency underlies growth retardation along with neutropenia and NK cell deficiency. J Clin Invest 2017; 127:1991.
- Bernard F, Picard C, Cormier-Daire V, et al. A novel developmental and immunodeficiency syndrome associated with intrauterine growth retardation and a lack of natural killer cells. Pediatrics 2004; 113:136.
- Eidenschenk C, Jouanguy E, Alcaïs A, et al. Familial NK cell deficiency associated with impaired IL-2- and IL-15-dependent survival of lymphocytes. J Immunol 2006; 177:8835.
- Mace EM, Paust S, Conte MI, et al. Human NK cell deficiency as a result of biallelic mutations in MCM10. J Clin Invest 2020; 130:5272.
- Baxley RM, Leung W, Schmit MM, et al. Bi-allelic MCM10 variants associated with immune dysfunction and cardiomyopathy cause telomere shortening. Nat Commun 2021; 12:1626.
- Wendland T, Herren S, Yawalkar N, et al. Strong alpha beta and gamma delta TCR response in a patient with disseminated Mycobacterium avium infection and lack of NK cells and monocytopenia. Immunol Lett 2000; 72:75.
- Akiba H, Motoki Y, Satoh M, et al. Recalcitrant trichophytic granuloma associated with NK-cell deficiency in a SLE patient treated with corticosteroid. Eur J Dermatol 2001; 11:58.
- Ballas ZK, Turner JM, Turner DA, et al. A patient with simultaneous absence of "classical" natural killer cells (CD3-, CD16+, and NKH1+) and expansion of CD3+, CD4-, CD8-, NKH1+ subset. J Allergy Clin Immunol 1990; 85:453.
- Shaw RK, Issekutz AC, Fraser R, et al. Bilateral adrenal EBV-associated smooth muscle tumors in a child with a natural killer cell deficiency. Blood 2012; 119:4009.
- Grier JT, Forbes LR, Monaco-Shawver L, et al. Human immunodeficiency-causing mutation defines CD16 in spontaneous NK cell cytotoxicity. J Clin Invest 2012; 122:3769.
- Jawahar S, Moody C, Chan M, et al. Natural Killer (NK) cell deficiency associated with an epitope-deficient Fc receptor type IIIA (CD16-II). Clin Exp Immunol 1996; 103:408.
- de Vries E, Koene HR, Vossen JM, et al. Identification of an unusual Fc gamma receptor IIIa (CD16) on natural killer cells in a patient with recurrent infections. Blood 1996; 88:3022.
- de Haas M, Koene HR, Kleijer M, et al. A triallelic Fc gamma receptor type IIIA polymorphism influences the binding of human IgG by NK cell Fc gamma RIIIa. J Immunol 1996; 156:2948.
- Aoukaty A, Lee IF, Wu J, Tan R. Chronic active Epstein-Barr virus infection associated with low expression of leukocyte-associated immunoglobulin-like receptor-1 (LAIR-1) on natural killer cells. J Clin Immunol 2003; 23:141.
- Lopez C, Kirkpatrick D, Read SE, et al. Correlation between low natural killing of fibroblasts infected with herpes simplex virus type 1 and susceptibility to herpesvirus infections. J Infect Dis 1983; 147:1030.
- Komiyama A, Kawai H, Yabuhara A, et al. Natural killer cell immunodeficiency in siblings: defective killing in the absence of natural killer cytotoxic factor activity in natural killer and lymphokine-activated killer cytotoxicities. Pediatrics 1990; 85:323.
- Texas Children's Hospital, Houston, Texas (Drs. Lisa Forbes and Nicholas Rider); Cincinnati Children's Hospital Medical Center, Cincinatti, Ohio (Drs. Kim Risma and Rebecca Marsh); University of Iowa, Iowa City, Iowa (Dr. Zuhair Ballas); Columbia University Medical Center, New York, NY (Dr. Jordan Orange); Universita degli studi di Brescia, Italy (Dr. Raffaele Badolato); Paris Necker Hospital (Dr. Capucine Picard), Paris, France.
- Academic centers include the University of Iowa, Cincinnati Children's Hospital, and Children's Hospital of Philadelphia.
- Rubin TS, Zhang K, Gifford C, et al. Perforin and CD107a testing is superior to NK cell function testing for screening patients for genetic HLH. Blood 2017; 129:2993.
- Lam MT, Mace EM, Orange JS. A research-driven approach to the identification of novel natural killer cell deficiencies affecting cytotoxic function. Blood 2020; 135:629.
- One commercial laboratory that performs this test is the Cincinnati Children's Hospital Diagnostic Immunology Laboratory. Search on "CD107a" in the test menu. http://www.cincinnatichildrens.org/service/c/cancer-blood/hcp/diagnostic-lab/default/ (Accessed on June 18, 2013).
- Bryceson YT, Pende D, Maul-Pavicic A, et al. A prospective evaluation of degranulation assays in the rapid diagnosis of familial hemophagocytic syndromes. Blood 2012; 119:2754.
- Heimall JR, Hagin D, Hajjar J, et al. Use of Genetic Testing for Primary Immunodeficiency Patients. J Clin Immunol 2018; 38:320.
- Chinn IK, Chan AY, Chen K, et al. Diagnostic interpretation of genetic studies in patients with primary immunodeficiency diseases: A working group report of the Primary Immunodeficiency Diseases Committee of the American Academy of Allergy, Asthma & Immunology. J Allergy Clin Immunol 2020; 145:46.
- Zorrilla EP, Luborsky L, McKay JR, et al. The relationship of depression and stressors to immunological assays: a meta-analytic review. Brain Behav Immun 2001; 15:199.
- Nair MP, Schwartz SA. Immunomodulatory effects of corticosteroids on natural killer and antibody-dependent cellular cytotoxic activities of human lymphocytes. J Immunol 1984; 132:2876.
- Botzler C, Kis K, Issels R, Multhoff G. A comparison of the effects of ifosfamide vs. mafosfamide treatment on intracellular glutathione levels and immunological functions of immunocompetent lymphocyte subsets. Exp Hematol 1997; 25:338.
- Nair MP, Kronfol ZA, Schwartz SA. Effects of alcohol and nicotine on cytotoxic functions of human lymphocytes. Clin Immunol Immunopathol 1990; 54:395.
- Knight SC, Harding B, Burman S, Mertin J. Cell number requirements for lymphocyte stimulation in vitro: changes during the course of multiple sclerosis and the effects of immunosuppression. Clin Exp Immunol 1981; 46:61.
- Roder JC, Klein M. Target-effector interaction in the natural killer cell system. IV. Modulation by cyclic nucleotides. J Immunol 1979; 123:2785.
- Hall TJ, Chen SH, Brostoff J, Lydyard PM. Modulation of human natural killer cell activity by pharmacological mediators. Clin Exp Immunol 1983; 54:493.
- Specter S, Rivenbark M, Newton C, et al. Prevention and reversal of delta-9-tetrahydrocannabinol induced depression of natural killer cell activity by interleukin-2. Int J Immunopharmacol 1989; 11:63.
- Ausiello CM, Barbieri P, Spagnoli GC, et al. In vivo effects of chloroquine treatment on spontaneous and interferon-induced natural killer activities in rheumatoid arthritis patients. Clin Exp Rheumatol 1986; 4:255.
- Orange JS. Human natural killer cell deficiencies and susceptibility to infection. Microbes Infect 2002; 4:1545.
- Wood SM, Ljunggren HG, Bryceson YT. Insights into NK cell biology from human genetics and disease associations. Cell Mol Life Sci 2011; 68:3479.
- Ham H, Billadeau DD. Human immunodeficiency syndromes affecting human natural killer cell cytolytic activity. Front Immunol 2014; 5:2.
- Vargas-Hernández A, Forbes LR. The Impact of Immunodeficiency on NK Cell Maturation and Function. Curr Allergy Asthma Rep 2019; 19:2.
- Lam MT, Coppola S, Krumbach OHF, et al. A novel disorder involving dyshematopoiesis, inflammation, and HLH due to aberrant CDC42 function. J Exp Med 2019; 216:2778.
- Cook SA, Comrie WA, Poli MC, et al. HEM1 deficiency disrupts mTORC2 and F-actin control in inherited immunodysregulatory disease. Science 2020; 369:202.
- Aird A, Lagos M, Vargas-Hernández A, et al. Novel Heterozygous Mutation in NFKB2 Is Associated With Early Onset CVID and a Functional Defect in NK Cells Complicated by Disseminated CMV Infection and Severe Nephrotic Syndrome. Front Pediatr 2019; 7:303.
- Ruiz-García R, Vargas-Hernández A, Chinn IK, et al. Mutations in PI3K110δ cause impaired natural killer cell function partially rescued by rapamycin treatment. J Allergy Clin Immunol 2018; 142:605.
- Vargas-Hernández A, Mace EM, Zimmerman O, et al. Ruxolitinib partially reverses functional natural killer cell deficiency in patients with signal transducer and activator of transcription 1 (STAT1) gain-of-function mutations. J Allergy Clin Immunol 2018; 141:2142.
- Vargas-Hernández A, Witalisz-Siepracka A, Prchal-Murphy M, et al. Human signal transducer and activator of transcription 5b (STAT5b) mutation causes dysregulated human natural killer cell maturation and impaired lytic function. J Allergy Clin Immunol 2020; 145:345.
- Burk CM, Coffey KE, Mace EM, et al. Immunodeficiency, centromeric instability, and facial anomalies (ICF) syndrome with NK dysfunction and EBV-driven malignancy treated with stem cell transplantation. J Allergy Clin Immunol Pract 2020; 8:1103.
- Salzer E, Cagdas D, Hons M, et al. RASGRP1 deficiency causes immunodeficiency with impaired cytoskeletal dynamics. Nat Immunol 2016; 17:1352.
- Mace EM, Orange JS. Lytic immune synapse function requires filamentous actin deconstruction by Coronin 1A. Proc Natl Acad Sci U S A 2014; 111:6708.
- Chaigne-Delalande B, Li FY, O'Connor GM, et al. Mg2+ regulates cytotoxic functions of NK and CD8 T cells in chronic EBV infection through NKG2D. Science 2013; 341:186.
- Serwas NK, Hoeger B, Ardy RC, et al. Human DEF6 deficiency underlies an immunodeficiency syndrome with systemic autoimmunity and aberrant CTLA-4 homeostasis. Nat Commun 2019; 10:3106.
- Willmann KL, Klaver S, Doğu F, et al. Biallelic loss-of-function mutation in NIK causes a primary immunodeficiency with multifaceted aberrant lymphoid immunity. Nat Commun 2014; 5:5360.
- Volpi S, Cicalese MP, Tuijnenburg P, et al. A combined immunodeficiency with severe infections, inflammation, and allergy caused by ARPC1B deficiency. J Allergy Clin Immunol 2019; 143:2296.
- Koren HS, Amos DB, Buckley RH. Natural killing in immunodeficient patients. J Immunol 1978; 120:796.
- Stepp SE, Dufourcq-Lagelouse R, Le Deist F, et al. Perforin gene defects in familial hemophagocytic lymphohistiocytosis. Science 1999; 286:1957.
- Buckley RH, Schiff RI, Schiff SE, et al. Human severe combined immunodeficiency: genetic, phenotypic, and functional diversity in one hundred eight infants. J Pediatr 1997; 130:378.
- Lisco A, Hsu AP, Dimitrova D, et al. Treatment of Relapsing HPV Diseases by Restored Function of Natural Killer Cells. N Engl J Med 2021; 385:921.
- Eguizabal C, Herrera L, Inglés-Ferrándiz M, Izpisua Belmonte JC. Treating primary immunodeficiencies with defects in NK cells: from stem cell therapy to gene editing. Stem Cell Res Ther 2020; 11:453.