GIỚI THIỆU
Thụ thể giống Toll (TLRs) là các phân tử trên bề mặt và nội bào của tế bào nhân thực, có chức năng phát hiện và phản ứng với các kháng nguyên vi sinh vật. Tên của chúng bắt nguồn từ sự tương đồng với phân tử Toll của Drosophila, một thành phần quan trọng của việc định hình lưng-bụng và phòng thủ kháng nấm 1-3. TLRs là một phần của hệ thống miễn dịch bẩm sinh, một hệ thống cổ xưa về mặt phát sinh chủng loại, có mặt ở động vật không xương sống và được bảo tồn qua quá trình tiến hóa của động vật có xương sống. Các phản ứng miễn dịch bẩm sinh được kích hoạt nhanh chóng khi tiếp xúc với vi khuẩn và xảy ra trước khi phát triển các phản ứng miễn dịch thích ứng 4. Miễn dịch bẩm sinh được xem xét riêng. (Xem “Tổng quan về hệ thống miễn dịch bẩm sinh”.)
VAI TRÒ TRONG MIỄN DỊCH Bẩm SINH
TLRs là một loại thụ thể nhận dạng mẫu (PRR), là các thụ thể đặc hiệu cho các thành phần phân tử của vi sinh vật mà vật chủ không tạo ra. Các phối tử của TLR được gọi là các mẫu phân tử liên quan đến mầm bệnh (PAMPs), là các thành phần của vi khuẩn gây bệnh. Ở động vật có xương sống, TLRs khởi xướng các chức năng bảo vệ hoạt động độc lập với miễn dịch thích ứng. Chúng cũng đóng vai trò quan trọng trong các phản ứng miễn dịch thích ứng bằng cách định hướng sự biệt hóa của tế bào T ngây thơ thành tế bào T hiệu ứng và thúc đẩy sản xuất kháng thể đặc hiệu kháng nguyên của tế bào B. Các ví dụ khác về PRRs bao gồm các thụ thể giống miền oligomer hóa nucleotide (NOD)-like receptors (NLRs) và các thụ thể giống gen-I cảm ứng acid retinoic (RIG-I)-like receptors (RLRs). (Xem “Tổng quan về hệ thống miễn dịch bẩm sinh”, phần về ‘Các thụ thể nhận dạng mẫu’.)
CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA TLRs
Các loài khác nhau có số lượng TLRs riêng biệt khác nhau. Ít nhất 10 loại đã được phát hiện ở người 1,2,5. Ngoại trừ TԼR1, TԼR2 và TԼR6, các TLRs khởi động tín hiệu bằng cách tự dimer hóa (ví dụ: hai TLRs giống hệt nhau được đưa lại với nhau). TԼR2 tạo thành các heterodimer với TԼR1 (TԼR2/1) hoặc TLR6 (TLR2/6). TԼR4 và yếu tố biệt hóa tủy 2 (MD2) tạo thành một heterodimer nhận biết các phân tử lipopolysaccharide đa dạng 6. Cấu trúc/tổ chức thụ thể, phối tử và tín hiệu được tóm tắt trong bảng (bảng 1) và hình (hình 1).
Cấu trúc của tất cả các TLRs là tương tự nhau. Tất cả đều có một miền nhận biết và liên kết phối tử ngoại bào chứa các đoạn giàu leucine. Tất cả đều có một miền xuyên màng đơn. Miền tế bào chất (tín hiệu) tương đồng với thụ thể interleukin (IL) 1 và được gọi là miền thụ thể Toll/IL-1 hoặc miền TIR. Sự hoạt hóa của TLRs kích hoạt sự hình thành các trung tâm tổ chức siêu phân tử (SMOCs) hoạt động như giàn giáo trong tế bào chất, nơi các phân tử tín hiệu tương tác và được kích hoạt 7. Ví dụ về SMOCs bao gồm “myddosomes,” được lắp ráp hạ nguồn của tất cả các TLRs, dẫn đến sản xuất các cytokine tiền viêm. Tương tự, “triffosome” được cho là được lắp ráp hạ nguồn của TԼR4, trong đó phân tử thích ứng liên quan đến TRIF (TRAM) tương tác với interferon beta gây cảm ứng (IFN) chứa miền TIR (TRIF), dẫn đến lắp ráp triffosome và sản xuất IFN loại 1 sau đó.
Con đường chung cuối cùng cho tín hiệu TLR liên quan đến các yếu tố phiên mã, yếu tố nhân (NF) cho enhancer chuỗi nhẹ kappa (k) trong tế bào B (NFkB) và protein hoạt hóa 1 (AP-1). Các yếu tố phiên mã này điều chỉnh vô số gen, bao gồm cả những gen mã hóa các cytokine tiền viêm quan trọng, chẳng hạn như yếu tố hoại tử khối u (TNF) alpha, IL-1-beta, IL-6, IL-8 và IL-12. Một số TLRs cũng kích hoạt sản xuất IFN loại 1 (alpha và beta) bằng cách cảm ứng các yếu tố điều hòa interferon (IRFs) IRF3, IRF5 và IRF7.
Phân bố tế bào và mô
Các TLR được biểu hiện khác nhau trên nhiều quần thể bạch cầu 2,8. Monocyte và đại thực bào biểu hiện tất cả các TLR ngoại trừ TԼR3. Tế bào dendritic tủy (MDCs) biểu hiện TԼR2/1, TLR3, TLR4, TLR5 và TLR8, trong khi tế bào dendritic tương bào (PDCs) biểu hiện TԼR7 và TԼR9. TLR2/6, TLR4 và TLR8 được tìm thấy trên tế bào mast. Tế bào B biểu hiện TLR3, TLR7, TLR9 và TLR10, trong khi tế bào T biểu hiện TLR3 và TLR9. TԼR10 được biểu hiện trên tế bào T điều hòa, và sự biểu hiện của nó đã được chứng minh là được điều chỉnh bởi forkhead box P3 (FOXP3) 9. Nhiều loại mô khác nhau có thể biểu hiện một hoặc nhiều TLR. Ví dụ, bề mặt đáy bên của tế bào biểu mô ruột biểu hiện TԼR5, trong khi nguyên bào sợi và tế bào sừng biểu hiện TԼR3 trên bề mặt tế bào 10.
Vị trí tế bào của các TLR là khác nhau. TLR2/1, TԼR2/6, TLR4, TLR5 và TԼR10 được định vị ở bề mặt tế bào, trong khi TԼR3, TLR7, TLR8 và TԼR9 được định vị bên trong endosome. Sự biểu hiện TLR trên bề mặt tế bào, chẳng hạn như TLR4, nhận dạng lipopolysaccharide (LPS), được giả thuyết là cho phép nhận dạng các phân tử ngoại bào được giải phóng từ mầm bệnh. Sự biểu hiện endosome của TԼR3, TԼR7, TLR8 và TԼR9 cho phép nhận dạng các axit nucleic vi sinh vật sau khi chúng được hấp thụ và phân hủy trong phagolysosome. TLR3, TLR7, TԼR8 và TԼR9 tương tác với một protein màng lưới nội chất (ER) gọi là UNC93B (UNC93 homolog B), protein này rất cần thiết cho việc truyền tín hiệu thích hợp 11. Ngoài ra, sự biểu hiện endosome của TԼR3, TLR7, TLR8 và TԼR9 có thể ngăn chặn sự kích hoạt bởi các axit nucleic của vật chủ và sự phát triển của tự miễn dịch.
Truyền tín hiệu
Tất cả các TLR ngoại trừ TLR3 sử dụng protein phản ứng nguyên phát biệt hóa tủy nội bào MyD88 (MyD88), hoặc là bản thân nó (TLR5, TԼR7, TLR8, và TLR9) hoặc cùng với phân tử adapter chứa miền adapter thụ thể Toll/IL-1 (TIR) (TIRAP/MyD88 adapter-like [MAL], TLR2/1, TԼR2/6, và TԼR4) (hình 1) 1,2,12. Cũng có một con đường độc lập với MyD88 thông qua phân tử TRIF, được sử dụng bởi TԼR3 và TLR4. (TԼR4 cũng sử dụng chất trung gian TRAM.)
Adapter MyD88 kết nối thông qua các kinase liên quan đến thụ thể IL-1 (IRAK) 1 và 4, yếu tố liên quan đến thụ thể TNF (TRAF6), và kinase protein được hoạt hóa bởi yếu tố tăng trưởng chuyển đổi (TGF) beta (TAK1) đến các kinase protein được hoạt hóa bằng mitogen (MAPKs). Chuỗi kinase phức tạp này đạt đỉnh điểm là sự hoạt hóa của họ các yếu tố phiên mã dị thể được gọi là AP-1. Các yếu tố phiên mã này điều chỉnh một loạt các gen rộng lớn ảnh hưởng đến sự sống sót, hoạt hóa và tăng sinh của tế bào.
Adapter TAK1 cũng dẫn đến sự hoạt hóa của kinase ức chế NFkB (IKK) và sự hoạt hóa NFkB kết quả. Đây là một họ các yếu tố phiên mã dị thể khác điều chỉnh nhiều gen có vai trò quan trọng trong các phản ứng miễn dịch, cũng như trong sinh lý của nhiều loại tế bào khác. Chúng bao gồm cytokine, chemokine và yếu tố tăng trưởng, thụ thể tế bào lympho, phân tử kết dính, các chất phản ứng pha cấp tính, và các yếu tố phiên mã khác. Sự liên kết của TԼR3 dẫn đến hoạt hóa TRAF3 theo sau là kinase liên kết tank 1 (TBK1) và IKK, lần lượt hoạt hóa IRF3, dẫn đến sản xuất IFN loại 1. TԼR7, TLR8, và TLR9 truyền tín hiệu thông qua con đường phụ thuộc MyD88 sử dụng IRAK1/4, IKK-alpha, TRAF3/6, và osteopontin nội bào (iOPN), kích hoạt IRF7, dẫn đến sản xuất IFN-alpha 13. Ngoài ra, việc sản xuất IFN-alpha do TLR7 gây ra đã được chứng minh là phụ thuộc vào sự hoạt hóa của IRF5 14.
Điều hòa
Cả biểu hiện trên bề mặt tế bào của TLR và các hậu quả nội bào của việc liên kết TLR đều được điều chỉnh bởi nhiều yếu tố khác nhau. Chúng bao gồm tiếp xúc với các sản phẩm vi sinh vật, các phối tử TLR khác và cytokine. Các protein ức chế tín hiệu cytokine (SOCS) và sự thoái hóa protein tín hiệu qua trung gian ubiquitin tham gia vào việc điều hòa âm tính tín hiệu TLR 15,16. Trong đường tiêu hóa, các yếu tố duy trì khả năng dung nạp đối với hệ vi khuẩn cộng sinh của vật chủ đồng thời phát hiện/kiểm soát vi khuẩn gây bệnh bằng các phản ứng viêm thích hợp vẫn chưa được hiểu đầy đủ. Việc phát hiện các PAMP phổ biến trong vi khuẩn gây bệnh và không gây bệnh được dự đoán sẽ kích hoạt cùng một phản ứng viêm. Tuy nhiên, việc phát hiện vi khuẩn cộng sinh trong ruột có thể gây ra dung nạp. Tín hiệu TLR có thể đóng góp vào cân bằng nội môi ruột bằng cách điều chỉnh sự tăng sinh và tính toàn vẹn của tế bào biểu mô ruột 17. Sự biểu hiện và định vị của TLR trong biểu mô ruột có thể liên quan trực tiếp đến vai trò của chúng trong việc duy trì cân bằng nội môi so với việc gây viêm. Ví dụ, trong biểu mô ruột, việc kích hoạt TLR9 qua màng đỉnh gây ra dung nạp, trong khi việc kích hoạt TLR9 qua màng đáy bên gây ra phản ứng viêm thông qua con đường NFkB điển hình. Sự biểu hiện không gian khác biệt của các thụ thể nhận dạng mẫu (PRRs) trong biểu mô có thể tạo thành một cơ chế quan trọng để phân biệt vi khuẩn không gây bệnh với vi khuẩn gây bệnh. Việc điều hòa chức năng TLR rất phức tạp và vẫn chưa được hiểu đầy đủ, nằm ngoài phạm vi của bài đánh giá này 18-21.
Các TLR cụ thể
Các phối tử, biểu hiện tế bào, các phân tử truyền tín hiệu được sử dụng và các tác động tế bào kết quả của sự liên kết cho mỗi TLR được tóm tắt trong bảng (bảng 1). Thông tin bổ sung được trình bày bên dưới.
TԼR2/1 – Dị thể của TLR2 với TԼR1 liên kết với các thành phần thành tế bào của vi khuẩn và vi khuẩn lao. TԼR2/1 liên kết với triacyl lipopeptides/lipoproteins và một số diacyl lipopeptides 22-24. Nó cũng tương tác với porin của Neisseria 25. TԼR2/1 được biểu hiện trên các tế bào dendritic tủy (MDCs) và truyền tín hiệu thông qua con đường protein phản ứng nguyên phát biệt hóa tủy xương 88 (MyD88) điển hình với protein thích ứng chứa miền thụ thể Toll/interleukin (IL) 1 (TIR) (TIRAP). TԼR2/1 cũng tồn tại ở dạng hòa tan có thể ức chế tín hiệu thông qua thụ thể gắn màng 26.
TԼR2/6 – Dimer dị thể của TLR2 với TLR6 thể hiện sự ưu tiên nhận dạng các lipopeptide diacyl, mặc dù nó có thể nhận dạng một số lipopeptide triacyl 22-24. TԼR2/6 được biểu hiện trên các tế bào phù, và nó cũng truyền tín hiệu qua con đường MyD88 điển hình với TIRAP.
TLR3 – TLR3 liên kết với axit ribonucleic chuỗi kép (dsRNA), chất này được tạo ra trong quá trình nhân lên của nhiều loại virus 27. TLR3 cũng có thể liên kết với dsRNA tổng hợp, chẳng hạn như polyinosinic-polycytidylic acid (polyI:C) 28. TLR3 được tìm thấy trong endolysosome (khoang nội bào có màng được hình thành bằng sự hợp nhất của các túi chứa mảnh vụn virus nội bào và lysosome chứa enzyme phân hủy) của MDC, tế bào B, tế bào T và tế bào tiêu diệt tự nhiên (NK) 29. TLR3 truyền tín hiệu thông qua một con đường độc lập với MyD88 (interferon gây cảm ứng thích ứng chứa miền TIR [TRIF]) và kích thích sản xuất interferon loại 1 (IFN) beta ngoài các cytokine gây viêm.
TԼR4/MD2 – Ligand chính cho TLR4 là lipopolysaccharide (ԼPS) của vi khuẩn gram âm 30. Sự tương tác của ԼPS với TԼR4 xảy ra trong một phức hợp với protein liên kết LPS (LBP), CD14, và một phân tử gọi là yếu tố biệt hóa tủy 2 (MD2) (hình 1). Các ligand bổ sung bao gồm protein hợp nhất của virus hợp bào hô hấp (RSV); protein sốc nhiệt của các sinh vật, chẳng hạn như Chlamydia pneumoniae; và các thành phần của ma trận ngoại bào, chẳng hạn như fibronectin, hyaluronic acid, và heparan sulfate 31-33. TLR4 được biểu hiện trên MDC và tế bào mast và có thể truyền tín hiệu qua MyD88 với TIRAP. Nó cũng có thể gây ra IFN loại 1 thông qua con đường độc lập MyD88 qua phân tử thích ứng liên quan đến TRIF (TRAM).
TLR5 – TLR5 nhận diện flagellin vi khuẩn 34. Nó được biểu hiện trên MDCs và truyền tín hiệu qua MyD88.
TԼR7 và TԼR8 – TLR7 và TLR8 rất giống nhau về khả năng liên kết phối tử và truyền tín hiệu của chúng 35-37. Cả hai đều liên kết với RNA sợi đơn (ssRNA) từ vi-rút, chẳng hạn như cúm và vi-rút suy giảm miễn dịch người-I (HIV-I). Chúng cũng nhận biết các imidazoquinolines (các phân tử hữu cơ dị vòng tổng hợp), chẳng hạn như imiquimod, và các chất tương tự guanosine, chẳng hạn như loxoribine. TԼR7 được biểu hiện trên MDCs, tế bào dendritic dạng plasmacytoid (PDCs), và tế bào lympho B. TԼR8 được biểu hiện trên MDCs và tế bào mast. Cả hai đều truyền tín hiệu trực tiếp qua MyD88.
TԼR9 – TLR9 tương tác với các motif dinucleotide cytosine guanine (CpG) không methyl hóa trong axit deoxyribonucleic (DNA) của vi sinh vật 38. TԼR9 được biểu hiện trong endolysosome của PDCs, tế bào B và tế bào T và truyền tín hiệu trực tiếp qua MyD88. Hoạt hóa PDCs (còn được gọi là tế bào sản xuất IFN) thông qua TLR7 và TԼR9 dẫn đến sản xuất lượng lớn IFN-alpha, chất này đóng vai trò quan trọng trong miễn dịch bẩm sinh chống vi-rút. Ngoài ra, PDCs, nhờ việc sản xuất IFN-alpha và IL-12, là chất cảm ứng mạnh mẽ sự biệt hóa của tế bào T ngây thơ thành tế bào T hiệu ứng hỗ trợ loại 1 (Th1).
TԼR10 – TԼR10 là một thụ thể nhận dạng mẫu điều biến (PRR) với các chức năng chủ yếu ức chế 39,40. TLR10 được cho là thực hiện các chức năng ức chế thông qua việc cạnh tranh với sự gắn kết phối tử vào các thụ thể TLR. Hơn nữa, TԼR10 có thể cạnh tranh để hình thành heterodimer với TԼR2. Sự hoạt hóa TLR10 cũng dẫn đến tăng biểu hiện chất đối kháng thụ thể IL-1 (IL-1RA), giúp giảm viêm. TԼR10 được tìm thấy là thụ thể gắn kết cho HIV gp41, dẫn đến kích hoạt nhân tố phiên mã kappa B (NFkB) và sản xuất IL-8 trong đại thực bào, đơn nhân và tế bào biểu mô vú, cho thấy nó có thể là một cảm biến bẩm sinh của nhiễm HIV. Sự gắn kết của HIV gp41 vào TLR10 dẫn đến tăng điều hòa biểu hiện TԼR10. Tuy nhiên, việc tăng biểu hiện TԼR10 có thể dẫn đến nhiễm HIV tăng cường bằng cách cho phép xâm nhập vào các đơn nhân, đại thực bào và tế bào biểu mô 41.
PHẢN ỨNG TẾ BÀO ĐƯỢC CẢM ỨNG BỞI TLRs
Phản ứng với các tổ hợp TLR khác nhau phụ thuộc vào tế bào biểu hiện TLR đó, lượng và loại TLR hiện diện tương đối, cũng như các kích thích khác và chương trình phát triển của tế bào đích.
Sự liên kết TLR trên các tế bào đơn nhân có thể tăng cường hoạt tính diệt vi khuẩn của các tế bào thực bào. Ví dụ, sự liên kết TLR2/1 hoặc TLR2/6 bởi các thành phần thành tế bào của Mycobacterium tuberculosis gây ra sản xuất nitric oxide ở chuột và các cơ chế diệt khuẩn khác ở người 42. Tổ hợp phối tử/thụ thể tương tự cũng có thể dẫn đến apoptosis ở đại thực bào 43. Cơ chế này có khả năng hạn chế sự lây lan của vi khuẩn đang nhân lên bên trong tế bào.
Sự hoạt hóa TLR trên các tế bào biểu mô có thể kích thích sản xuất các peptide kháng khuẩn (defensins) giúp bảo vệ chống lại nhiều loại mầm bệnh. Hoạt hóa TLR trong các tế bào biểu mô ruột có thể góp phần vào cân bằng nội môi ruột bằng cách điều chỉnh sự tăng sinh của tế bào ruột và tính toàn vẹn của biểu mô. Tùy thuộc vào vị trí tế bào của TLR trong biểu mô ruột (tức là màng đỉnh), hoạt hóa TLR có thể gây ra dung nạp, trong khi hoạt hóa TLR trong màng đáy bên gây ra phản ứng viêm đối với vi khuẩn xâm lấn 44-46.
Hoạt hóa TLR trên các tế bào tua gai dẫn đến trình diện kháng nguyên, sản xuất interleukin (IL) 12, và tăng cường các phân tử đồng kích thích (CD80, CD86), điều này định hướng sự biệt hóa của tế bào T ngây thơ thành tế bào T hỗ trợ loại 1 (Th1) hiệu ứng đặc hiệu kháng nguyên 47. (Xem “Phản ứng miễn dịch tế bào thích ứng: Tế bào T và cytokine”.)
Hoạt hóa TLR (TLR3, TLR7, TLR8, TLR9) dẫn đến sản xuất interferon loại 1 (IFNs), đóng vai trò quan trọng trong miễn dịch bẩm sinh kháng virus. Các phối tử TLR khác nhau có thể dẫn đến các phản ứng cytokine hơi khác nhau hoặc có thể kích thích IFN loại 1 và dẫn đến hoạt hóa các loại phản ứng miễn dịch khác nhau về mặt chất lượng (ví dụ: biệt hóa tế bào T hỗ trợ loại 2 [Th2] so với Th1) 2. Phản ứng với các tổ hợp TLR khác nhau cũng phụ thuộc vào lượng và loại TLR tương đối trên bề mặt tế bào, cũng như các kích thích khác và chương trình phát triển của tế bào đích.
Bởi vì mầm bệnh đã cùng tiến hóa với vật chủ, chúng ta (vật chủ) đã có được các cơ chế tinh vi để chống lại nhiễm trùng, bao gồm cả TLRs. Ngược lại, mầm bệnh đã phát triển các chiến lược để vượt qua nhiều cơ chế này. Ví dụ, virus vaccinia mã hóa các phân tử có tính tương đồng với miền thụ thể Toll/IL-1 (TIR) và có thể ức chế tín hiệu qua TLR3 và TLR4 48,49.
KHUYẾT TẬT TRUYỀN TÍN HIỆU TLR TRONG CÁC RỐI LOẠN MIỄN DỊCH BẨM SINH
Các khiếm khuyết đã được xác định ở các phân tử truyền tín hiệu từ TLR và dẫn đến các rối loạn miễn dịch bẩm sinh (IEI; còn được gọi là suy giảm miễn dịch nguyên phát) (bảng 2).
Các rối loạn cụ thể
Mức độ suy giảm miễn dịch liên quan đến vị trí xảy ra khiếm khuyết trong con đường tín hiệu TLR (hình 2). Các khiếm khuyết xảy ra ở vị trí gần trong con đường TLR, chẳng hạn như thiếu hụt protein phản ứng nguyên phát biệt hóa tủy (MyD88) hoặc kinase liên quan thụ thể interleukin (IL) 1 (IRAK4), dẫn đến tính nhạy cảm với một số lượng mầm bệnh hạn chế (thường là vi khuẩn pyogenic) vì những khiếm khuyết này chỉ làm suy giảm chức năng của TLR và IL-1R.
Ngược lại, các khiếm khuyết xa liên quan đến các yếu tố phiên mã (ví dụ: phức hợp nhân tố kappa B [NFkB]) dẫn đến tính nhạy cảm nhiễm trùng rộng hơn (ví dụ: vi khuẩn, vi-rút, nấm và các sinh vật cơ hội), cũng như các bất thường phát triển (ví dụ: loạn sản thượng bì). Điều này là do các cơ chế miễn dịch và phát triển đa dạng truyền tín hiệu qua NFkB, bao gồm các con đường trong miễn dịch bẩm sinh (ví dụ: TLRs), miễn dịch thích ứng (ví dụ: thụ thể tế bào T, thụ thể tế bào B và CD40), và phát triển thượng bì (ví dụ: thụ thể ectodysplasin A).
Thiếu hụt MD2/MyD88/IRAK4/IRAK1
Tất cả các TLR, ngoại trừ TLR3, đều sử dụng chất trung gian tín hiệu tiền thân nội bào myeloid differentiation primary response protein 88 (MyD88), hoặc là tự nó hoặc cùng với phân tử adapter Toll/IL-1 receptor domain-containing adapter protein (TIRAP). Thiếu hụt MyD88 ban đầu được mô tả ở chín trẻ em bị nhiễm trùng vi khuẩn pyogenic tái phát và nặng 50. Những trẻ em này dễ bị nhiễm trùng xâm lấn với Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus, và Pseudomonas aeruginosa nhưng có khả năng kháng bệnh bình thường đối với các vi khuẩn, vi-rút, nấm và ký sinh trùng thông thường khác. Ba trẻ đã tử vong trước tuổi một, trong khi sáu trẻ khác còn sống ở độ tuổi từ 3 đến 16 tuổi tại thời điểm xuất bản. Khả năng nhiễm trùng đã cải thiện theo tuổi ở những bệnh nhân bị ảnh hưởng, mặc dù mức MyD88 không thay đổi, cho thấy sự trưởng thành của hệ thống miễn dịch thích ứng có thể bù đắp cho chức năng TLR bị khiếm khuyết. Khiếm khuyết này thể hiện tính di truyền lặn tự thể. Thiếu hụt MyD88 về mặt lâm sàng không thể phân biệt với thiếu hụt kinase liên quan đến thụ thể IL-1 (IRAK4) vì IRAK4 liên kết với MyD88 trong truyền tín hiệu 51.
Thiếu hụt IRAK4 (MIM 607676) làm suy giảm tín hiệu từ các TLR chỉ liên kết với adapter MyD88 (hình 3). Các TLR này bao gồm TLR2/1, TLR2/6, TLR5, TLR7, TLR8 và TLR9. TLR4 truyền tín hiệu qua MyD88 nhưng cũng có thể sử dụng con đường adapter liên quan đến interferon beta (IFN) beta (TRIF) chứa miền thụ thể Toll/IL-1 (TIR) và phân tử adapter liên quan (TRAM)/TRIF. TLR3 không bị ảnh hưởng. Tín hiệu qua thụ thể IL-1 và hoạt hóa thụ thể tế bào T cũng bị suy giảm 52. Các tế bào đơn nhân máu ngoại vi từ bệnh nhân thiếu hụt IRAK4 hoặc MyD88 không sản xuất các cytokine tiền viêm, chẳng hạn như tumor necrosis factor (TNF) alpha, IL-1 và IL-6 khi được kích thích qua thụ thể IL-1 hoặc IL-18 hoặc các TLR. Việc thiếu phản ứng với IL-1 dẫn đến phản ứng sốt suy giảm đối với nhiễm trùng vi khuẩn. Việc thiếu sốt đáng kể và mức protein C-reactive (CRP) thấp bất ngờ trong bối cảnh nhiễm trùng vi khuẩn nghiêm trọng có thể là manh mối về khả năng thiếu hụt IRAK4 hoặc MyD88.
Các đặc điểm lâm sàng và xét nghiệm của thiếu hụt IRAK4 không thể phân biệt với thiếu hụt MyD88 vì IRAK4 liên kết với MyD88 trong truyền tín hiệu (hình 3). Bệnh nhân thiếu hụt IRAK4 bị nhiễm trùng tái phát, nặng (viêm mô tế bào, viêm khớp, viêm màng não, viêm xương tủy, áp xe cơ quan và nhiễm trùng huyết), chủ yếu do S. aureus, S. pneumoniae, và P. aeruginosa 51,53,54. Một loạt nghiên cứu mô tả 48 bệnh nhân bị nhiễm trùng vi khuẩn tái phát, chủ yếu ở đường hô hấp trên và da 55. Không có trường hợp nào bị nhiễm trùng vi-rút, nấm hoặc ký sinh trùng nặng. Nhiễm trùng xâm lấn ban đầu xảy ra trước tuổi hai ở 88 phần trăm. Nhiễm trùng phế cầu xâm lấn gây ra tỷ lệ mắc bệnh và tử vong cao nhất và là nguyên nhân tử vong ở 33 phần trăm. Ở bệnh nhân thiếu hụt IRAK4 hoặc MyD88, khả năng nhiễm trùng dường như cải thiện theo tuổi, bất kể liệu pháp 51,56. Trong loạt nghiên cứu lớn nhất, không báo cáo tử vong do nhiễm trùng ở bệnh nhân trên 8 tuổi và không có nhiễm trùng xâm lấn sau 14 tuổi 51. Trái ngược với các báo cáo trước đây không cho thấy khả năng mắc các bệnh vi-rút nặng ở bệnh nhân thiếu hụt IRAK4/MyD88, người ta đã tìm thấy khả năng tăng mắc bệnh hợp chứng hô hấp cấp tính coronavirus 2 (SARS-CoV-2) nặng và nguy cơ mắc bệnh coronavirus 2019 (COVID-19) nặng ở 22 bệnh nhân thiếu hụt MyD88 hoặc IRAK-4 lặn tự thể, được cho là do tín hiệu TLR7 bị khiếm khuyết và sản xuất IFN loại 1 bị suy giảm 57. Những quan sát này cho thấy vai trò không dư thừa của MYD88 và IRAK4 trong phòng thủ vật chủ chống lại nhiễm trùng SARS-CoV-2.
Thiếu hụt nhân tố biệt hóa myeloid người (MD2), dẫn đến tín hiệu TLR4 bị khiếm khuyết khi phản ứng với vi khuẩn gram âm, đã được mô tả ở một gia đình trong đó một đứa trẻ bị bệnh viêm ruột khởi phát rất sớm (VEO-IBD) và anh chị em bị viêm phổi tái phát và viêm tai giữa 58. Mặc dù kinh nghiệm về thiếu hụt MD2 chỉ giới hạn ở hai cá nhân trong một gia đình, báo cáo này cho thấy một kiểu hình thay đổi, ngay cả trong cùng một gia đình.
Thiếu hụt TIRAP lặn tự thể đã được mô tả ở tám thành viên của một gia đình duy nhất. Chỉ bệnh nhân ban đầu bị bệnh tụ cầu nặng trong thời thơ ấu. Các phản ứng suy giảm đối với TLRs 1/2, 2/6 và 4 đã được chứng minh ở bạch cầu và nguyên bào sợi của bệnh nhân ban đầu. Các thành viên khác trong gia đình không cho thấy sự gia tăng khả năng mắc bệnh nhiễm trùng vi khuẩn, cho thấy rằng tính xuyên thấu lâm sàng của thiếu hụt TIRAP có thể được điều chỉnh bởi các phản ứng miễn dịch thích ứng 59.
Huyết thanh immunoglobulin bình thường, mức kháng thể đặc hiệu chống lại kháng nguyên polysaccharide có thể thấp hoặc bình thường, và các tập hợp và chức năng tế bào B trong ống nghiệm là bình thường. Phản ứng tế bào T với mitogen và kháng nguyên hồi tưởng cũng bình thường. Có thể quan sát thấy eosinophilia ngoại vi và tăng immunoglobulin E (IgE) huyết thanh.
Chẩn đoán có thể được thực hiện bằng cách đo sản xuất cytokine của bạch cầu đã được kích hoạt bởi các phối tử TLR khác nhau (xét nghiệm chức năng TLR, có sẵn ở ít nhất một phòng thí nghiệm thương mại) 60. Sự vắng mặt của MyD88 hoặc IRAK4 chức năng dẫn đến sự vắng mặt của sản xuất tiền viêm ở bệnh nhân bị ảnh hưởng. Sự vắng mặt của sản xuất cytokine do TLR gây ra ở những bệnh nhân này phải được theo dõi bằng giải trình tự gen để xác định khiếm khuyết di truyền chính xác. Các bảng gen mục tiêu có sẵn trên thị trường và có hiệu quả về chi phí.
Chăm sóc da tỉ mỉ để giảm thiểu sự bám của vi khuẩn trên da cũng là một yếu tố thiết yếu trong quản lý bệnh nhân vì những bệnh nhân này vẫn dễ bị nhiễm trùng da. Liệu pháp kháng sinh hoặc khác được quyết định bởi độ nhạy của mầm bệnh cụ thể và vị trí nhiễm trùng. Có thể xem xét dự phòng kháng sinh và/hoặc liệu pháp thay thế globulin miễn dịch. Hầu hết các bệnh nhân thiếu hụt MyD88- hoặc IRAK4- được duy trì bằng dự phòng kháng sinh với amoxicillin hoặc sulfamethoxazole-trimethoprim vô thời hạn.
Đối với khoảng 50 phần trăm bệnh nhân thiếu hụt MyD88- hoặc IRAK4- không có phản ứng kháng thể đầy đủ với vắc-xin phế cầu polysaccharide (tức là, Pneumovax), liệu pháp thay thế globulin miễn dịch là hữu ích, ít nhất cho đến tuổi vị thành niên, khi nguy cơ nhiễm trùng xâm lấn giảm 51. (Xem “Liệu pháp globulin miễn dịch trong các rối loạn bẩm sinh của miễn dịch”.)
Thiếu hụt IRAK1 ở nam giới do mất đoạn 112kb, loại bỏ cả methyl CpG binding protein 2 (MECP2) và IRAK1 trên nhiễm sắc thể X, đã được báo cáo 61. Thật không may, không có thông tin nào về hậu quả nhiễm trùng của việc mất IRAK1 vì bệnh nhân đã tử vong do suy hô hấp và thần kinh tiến triển, có lẽ là do thiếu MECP2. Phân tích nguyên bào sợi biến đổi từ bệnh nhân này đã cho thấy phản ứng vắng mặt với kích thích các phối tử TLR, trong khi tín hiệu hạ nguồn của IL-1R tương đối không bị suy giảm, cho thấy rằng IRAK1 đóng vai trò thiết yếu trong truyền tín hiệu hạ nguồn của TLR nhưng vai trò dư thừa hạ nguồn của IL-1R trong nguyên bào sợi. Ngược lại, tín hiệu TLR trong các tế bào đơn nhân máu ngoại vi của bệnh nhân là không bị suy giảm, cho thấy rằng IRAK1 đóng vai trò dư thừa có thể được bù đắp bởi IRAK2.
Thiếu hụt UNC93B1, đột biến TLR3, thiếu hụt TRIF, thiếu hụt TRAF3 và thiếu hụt TBK1
UNC93B1 (đồng loại UNC93 B1) là một protein lưới nội chất (ER) tham gia vào việc vận chuyển TԼR7 và TԼR9 cảm nhận nucleotide từ ER đến endolysosomes. Tín hiệu qua TԼR3, TԼR7, TԼR8 và TLR9 thường kích thích sản xuất IFN loại 1 sau khi liên kết với RNA virus (hình 3). IFN loại 1 rất quan trọng trong việc kiểm soát một số loại virus trong giai đoạn sớm nhất của nhiễm trùng.
Viêm não HSV-1
Thiếu hụt UNC93B1 hoặc TLR3 (MIM 610551 và MIM 613002) dẫn đến tính nhạy cảm với viêm não herpes simplex virus loại 1 (NSV-1) do giảm sản xuất IFN trong hệ thần kinh trung ương 62-65. Cả dạng trội tự thể và lặn tự thể của thiếu hụt interferon (TRIF) chứa miền thích ứng thụ thể Toll/IL-1 đã được chứng minh là gây ra tính nhạy cảm với viêm não HSV-1 66. Thiếu hụt trội tự thể của yếu tố liên kết thụ thể TNF 3 (TRAF3), dẫn đến chức năng TRAF3 giảm nhưng không mất, là một nguyên nhân khác gây tính nhạy cảm với viêm não HSV-1 67. Cuối cùng, các đột biến dị hợp tử trong kinase liên kết tank 1 (TBK1) cũng dẫn đến tính nhạy cảm với viêm não HSV-1 68. Nhóm bệnh nhân này với tín hiệu TLR3 bị lỗi cho thấy vai trò thiết yếu của TLR3 trong hệ thần kinh trung ương trong việc ngăn ngừa viêm não NSV-1. (Xem “Viêm não herpes simplex virus loại 1”, phần ‘Tính nhạy cảm của vật chủ’.)
Viêm cúm nặng
Thiếu hụt TԼR3, yếu tố điều hòa interferon (ΙRF) 7 và IRF9 đã được xác định ở trẻ em bị viêm phổi cúm đe dọa tính mạng 69-71. Ngoài ra, một đột biến sai nghĩa dị hợp tử trong TԼR3 (F303S) có liên quan đến bệnh não do cúm, có thể là do tình trạng thiếu hụt hàm lượng TԼR3 72.
COVID-19 Nặng
Sản xuất IFN loại 1 đóng vai trò thiết yếu trong khả năng phòng thủ của vật chủ chống lại coronavirus. SARS-CoV-2, tác nhân gây bệnh coronavirus 2019 (COVID-19), là một loại virus RNA có khả năng được phát hiện nội bào bởi TLR3, 7 và 8, cũng như gen cảm ứng axit retinoic-I (RIG-I) và protein liên quan đến biệt hóa u hắc tố 5 (MDA5). SARS-CoV-2 mã hóa nhiều gen có thể ức chế sản xuất IFN loại 1 bằng cách chặn cảm nhận bẩm sinh (nsp16, 14), sản xuất IFN (protein M, protein N, nsp3, ORF 3b,4a, 4b, 5, 6), và tín hiệu IFN (nsp1, ORF4b, 6), điều này đóng góp lớn vào độc lực của nó. Các khiếm khuyết trong gen liên quan đến sản xuất IFN loại 1, bao gồm TԼR3, IRF7, UNC93B1, phân tử thích ứng chứa miền TIR 1 (TICAM1), TBK1, và tiểu đơn vị thụ thể IFN alpha và beta 1 (IFNAR1) đã được tìm thấy ở 3,5 phần trăm bệnh nhân nhập viện với COVID-19 đe dọa tính mạng (hình 3) 73. Mười trên 23 bệnh nhân có mẫu máu từ giai đoạn đầu nhập viện cho thấy mức IFN-alpha rất thấp so với các bệnh nhân khác mắc bệnh COVID-19 nhẹ hơn. Trong một nghiên cứu song song của cùng nhóm, sự hiện diện của tự kháng thể chống lại các IFN loại 1 cụ thể, dẫn đến mức huyết thanh không phát hiện được, đã được tìm thấy ở 10,2 phần trăm bệnh nhân viêm phổi COVID-19 đe dọa tính mạng so với 0,33 phần trăm cá nhân khỏe mạnh 74. Do đó, các khiếm khuyết trong các con đường tạo ra IFN loại 1, ức chế sản xuất IFN loại 1 và tự kháng thể trung hòa IFN có nguy cơ gây ra COVID-19 nặng.
Khuyết tật NEMO
Bộ biến đổi thiết yếu NFkB (NEMO), còn được gọi là chất ức chế kinase NFkB (IKK) gamma, được mã hóa bởi một gen trên nhiễm sắc thể X (IKBKG). NEMO cần thiết cho chức năng thích hợp của IKK, chất này bất hoạt các protein ức chế NFkB (I-kappa [k]-B) (hình 3). Khi không có hoạt động IKK, IkB vẫn liên kết với NFkB, giữ nó trong tế bào chất ở dạng không hoạt động và ngăn chặn sự vận chuyển của nó vào nhân để thực hiện các hoạt động điều chỉnh phiên mã. Do đó, khi thiếu chức năng NEMO, tín hiệu NFkB bị chặn, làm ngừng nhiều con đường, bao gồm các chức năng miễn dịch bẩm sinh (ví dụ: các thụ thể TLR, các thụ thể giống miền oligomer hóa liên kết nucleotide [NOD] [NLRs], các thụ thể giống RIG-I [RLRs]), các chức năng miễn dịch thích ứng (thụ thể tế bào T, thụ thể tế bào B, CD40), và các con đường phát triển (ví dụ: thụ thể ectodysplasin A ở ngoại bì và thụ thể hoạt hóa NFkB [RANK] ở hủy cốt bào) (hình 2). Sự vắng mặt hoàn toàn chức năng NEMO là gây chết người ở phôi nam, và thiếu hụt một phần ở nữ giới dẫn đến tình trạng gọi là incontinentia pigmenti 75. (Xem “Incontinentia pigmenti”.)
Các đột biến cho phép chức năng một phần của NEMO (ví dụ: đột biến giảm chức năng) gây suy giảm miễn dịch với mức độ khác nhau ở nam giới, từ nhiễm trùng xoang phổi tái phát đến tính nhạy cảm cực độ với tất cả các loại mầm bệnh, bao gồm vi khuẩn lao và các sinh vật cơ hội. Bởi vì NFkB cũng truyền tín hiệu từ các hệ thống thụ thể quan trọng đối với sự phát triển của da và các phụ kiện da, phần lớn bệnh nhân có đột biến giảm chức năng cũng bị loạn sản ngoại bì, một rối loạn được gọi là loạn sản ngoại bì kèm suy giảm miễn dịch (ED-ID) (hình 2), mặc dù nó có thể hiện diện ở những cách rất tinh tế ở một số bệnh nhân. Loạn sản ngoại bì được đặc trưng bởi răng hình nón hoặc mất răng; tóc mịn, thưa; và hạ vị hãn do giảm tuyến mồ hôi. Các đột biến NEMO được thảo luận riêng. (Xem “Tính nhạy cảm Mendel với bệnh lao: Các khuyết tật cụ thể”, phần về ‘thiếu hụt NEMO’.)
Khuyết tật I-kappa-B
Nhiều bệnh nhân được tìm thấy có đột biến ở tiểu đơn vị alpha của phức hợp IkB, một dạng trội nhiễm sắc thể tự thể của ED-ID (Hình 3). Kiểu hình rất giống với thiếu hụt NEMO, dẫn đến tính nhạy cảm khác nhau với các tác nhân gây nhiễm trùng có (hoặc không có) loạn sản thượng bì. Xét nghiệm chức năng TLR ở bệnh nhân nghi ngờ suy giảm chức năng NFkB có thể cung cấp thông tin hữu ích. Mức độ suy giảm chức năng TԼR có thể dao động từ không đáng kể đến suy giảm nghiêm trọng, tùy thuộc vào đột biến trong IKBKG hoặc NFKBIA 75. (Xem “Suy giảm miễn dịch hội chứng”.)
Thiếu hụt DOCK8
Thiếu hụt Dedicator of cytokinesis 8 (DOCK8) là một hội chứng suy giảm miễn dịch kết hợp, đặc trưng bởi mức IgE tăng cao rõ rệt, tăng bạch eosin, rối loạn dị ứng, nhiễm trùng xoang-phổi tái phát, bệnh nấm da và nhiễm trùng da do virus 76. Những bệnh nhân này bị giảm bạch cầu T và suy giảm trí nhớ huyết thanh. DOCK8 là một yếu tố trao đổi nucleotide guanine và là một protein thích ứng quan trọng trong tín hiệu TLR9 và hoạt hóa protein hội chứng Wiskott-Aldrich (WASp) do thụ thể tế bào T điều khiển cũng như tái tổ chức bộ khung tế bào 77. Thiếu hụt DOCK8 dẫn đến sự tăng sinh tế bào B và sản xuất immunoglobulin bị suy giảm do TLR9, dẫn đến phản ứng kháng thể bảo vệ kém bền vững (hình 4). Bệnh nhân cũng có sự giảm đáng kể số lượng tế bào dendritic dạng plasmacytoid lưu thông (PDCs). PDCs của bệnh nhân thiếu DOCK8 dường như sản xuất ít IFN-alpha hơn khi phản ứng với hoạt hóa TLR9, có thể góp phần gây ra tính nhạy cảm của họ với nhiễm trùng do virus 78,79. (Xem “Suy giảm miễn dịch kết hợp: Các khiếm khuyết cụ thể”, phần về ‘Thiếu hụt DOCK8’.)
Thiếu hụt HOIL-1/HOIP
Ubiquitin ligase 1 IRP2 oxy hóa heme (HOIL-1) là một thành phần của phức hợp lắp ráp chuỗi ubiquitination tuyến tính (LUBAC), thiết yếu cho việc ổn định LUBAC và hoạt hóa NFkB hạ nguồn thụ thể IL-1. Thiếu hụt HOIL-1 là một rối loạn di truyền lặn tự thể gây suy giảm hoạt hóa NFkB bởi IL-1 trong nguyên bào sợi của bệnh nhân. Ngược lại, monocyte từ những bệnh nhân này quá phản ứng với IL-1 (figure 5). Tình trạng này dẫn đến sự kết hợp độc đáo của suy giảm miễn dịch, viêm tự miễn, sốt kỳ và amylopectinosis cơ. Đột biến đồng hợp tử trong protein tương tác HOIL-1 (HOIP), gen mã hóa thành phần xúc tác của LUBAC, dẫn đến các suy giảm tế bào tương tự và một tình trạng lâm sàng gần như giống với thiếu hụt HOIL-1 80,81. (Xem “Các bệnh viêm tự miễn được trung gian bởi NFkB và/hoặc hoạt động TNF bất thường”, phần về ‘thiếu hụt LUBAC’.)
Thiếu miễn dịch biến đổi phổ biến
Các khiếm khuyết trong chức năng của TԼR7 và TLR9, thường nổi bật trên tế bào B và tế bào dendritic, đã được xác định ở bệnh nhân thiếu miễn dịch biến đổi phổ biến (CVІD). Những phát hiện này có thể quan trọng trong việc hiểu rõ sự trưởng thành tế bào B bị suy giảm đặc trưng của rối loạn này. Sự hoạt hóa STAT3 (signal transducer and activator of transcription 3) do TԼR9 gây ra trong tế bào B đóng vai trò quan trọng trong sự trưởng thành của tế bào B thành tế bào B trí nhớ. Một báo cáo nghiên cứu bảy bệnh nhân CVΙD cho thấy sự hoạt hóa STAT3 do TԼR9 gây ra giảm, điều này có thể là nguyên nhân gây ra phản ứng kháng thể bị suy giảm ở một số bệnh nhân CVΙD 82-84. (Xem “Sinh lý bệnh của thiếu miễn dịch biến đổi phổ biến”.)
Các đột biến dị hợp tử trong NFkB1 (còn được gọi là p105/p50), dẫn đến tình trạng thiếu hụt một nửa chức năng NFkB1 và kích hoạt đường dẫn NFkB điển hình bị suy giảm, đã được chứng minh là gây ra CVІD và giảm globulin máu 85,86. Những bệnh nhân này bị nhiễm trùng xoang phổi tái phát, bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính (COPD), giãn phế quản, hạch to, nhiễm trùng da, giảm tế bào máu tự miễn, bệnh viêm ruột, ung thư biểu mô và ung thư biểu mô tuyến. Ngoài ra, các đột biến dị hợp tử trong NFkB2 (còn được gọi là p100/p52), gây ra tình trạng thiếu hụt một nửa chức năng NFkB2 và kích hoạt đường dẫn NFkB không điển hình bị suy giảm, dẫn đến giảm globulin máu, nhiễm trùng tái phát, tự miễn và suy thượng thận. Sự hoạt hóa TLR bị khiếm khuyết chưa được mô tả trong tình trạng thiếu hụt một nửa NFkB1 hoặc NFkB2 (hình 2).
Tăng chức năng của TLR8
Các biến thể gen bệnh lý soma của TԼR8 (được mã hóa trên nhiễm sắc thể X) dẫn đến tăng chức năng (GOF) đã được xác định ở sáu nam giới không liên quan, những người có các bệnh nhiễm trùng nặng, giảm bạch cầu trung tính, suy giảm miễn dịch dịch thể, tăng sinh bạch huyết và suy tủy xương 87. Các đột biến GOF này dẫn đến tình trạng phản ứng quá mức với các phối tử TԼR8 với việc tăng sản xuất các cytokine tiền viêm và IFN loại 1. Việc hiểu rõ cơ chế mà các đột biến TLR8 GOF này gây ra các kiểu hình nghiêm trọng như vậy vẫn cần được làm sáng tỏ. Hiện tượng khảm đã được chứng minh ở nhiều mô và không giới hạn ở hệ tạo máu ở một số bệnh nhân này, cho thấy rằng các biến thể gen này đã phát sinh tương đối sớm trong quá trình phôi thai. Điều thú vị là, một số lượng tế bào bị lỗi tương đối nhỏ dường như là đủ để gây ra kiểu hình lâm sàng. Kiểu hình lâm sàng này trùng lặp với IEI liên quan đến rối loạn điều hòa miễn dịch, biểu hiện bằng tăng sinh bạch huyết, giảm tế bào máu và/hoặc nhiễm trùng (ví dụ: hội chứng tăng sinh bạch huyết tự miễn [ALPS], thiếu hụt kháng nguyên tế bào T độc [CTLA-4], thiếu hụt protein neo giống beige-like phản ứng với lipopolysaccharide [LRBA], và thiếu hụt adenosine deaminase 2 [ADA2]). Các đặc điểm lâm sàng như tiến triển đến suy tủy xương và giảm bạch cầu trung tính kết hợp với các phát hiện tủy xương là tăng sản hạch và kiểu hình tế bào T lớn hạt tương tự như những cái liên quan đến bệnh bạch cầu tế bào lympho hạt lớn (T-LGL).
Khi nào cần nghi ngờ
Các bệnh suy giảm miễn dịch do khiếm khuyết đường dẫn TLR là cực kỳ hiếm. Các tình huống lâm sàng cần xem xét khiếm khuyết đường dẫn TLR bao gồm những điều sau:
Trẻ sơ sinh hoặc trẻ em bị nhiễm trùng hoại tử xâm lấn (viêm màng não, viêm hạch, áp xe) do S. pneumoniae, S. aureus, hoặc P. aeruginosa, đặc biệt nếu sốt tối thiểu hoặc không sốt hoặc tăng CRP bất ngờ nhỏ. Thiếu hụt IRAK4 hoặc MyD88 nên được xem xét trong tình huống này sau khi đã loại trừ các dạng suy giảm miễn dịch phổ biến hơn (hình 2). (Xem ‘Thiếu hụt MD2/MyD88/IRAK4/IRAK1’ ở trên.)
Bệnh nhân bị viêm não NЅV-1 có thể bị khiếm khuyết trong đường dẫn TԼR3, mặc dù đánh giá chức năng TLR không hữu ích, vì chức năng TLR thường bình thường ở các tế bào máu và cần đánh giá nguyên bào sợi. Thay vào đó, giải trình tự gen thông qua các bảng gen mục tiêu hoặc giải trình tự toàn bộ exome có thể là phương pháp hiệu quả nhất. (Xem ‘Thiếu hụt UNC93B1, đột biến TLR3, thiếu hụt TRIF, thiếu hụt TRAF3 và thiếu hụt TBK1’ ở trên.)
Bệnh nhân bị loạn dưỡng biểu bì và nhiễm trùng tái phát (vi khuẩn, vi-rút hoặc mycolic) rất có thể có đột biến trong NEMO hoặc IkB-alpha vì sự kết hợp các phát hiện này tương đối đặc hiệu đối với các bệnh suy giảm miễn dịch này. Tuy nhiên, không phải tất cả bệnh nhân có đột biến trong các protein này đều bị loạn dưỡng biểu bì. Việc sản xuất cytokine tiền viêm do TLR gây ra đã được chứng minh là giảm khác nhau ở nhiều nhưng không phải tất cả các cá nhân bị ảnh hưởng. Phát hiện gen đột biến NEMO có thể bị nhiễu bởi sự hiện diện của một pseudogene. Phân tích di truyền có thể được thực hiện thông qua các phòng thí nghiệm thương mại 88. (Xem ‘Khiếm khuyết NEMO’ ở trên và ‘Khiếm khuyết I-kappa-B’ ở trên.)
Đánh giá ban đầu
Việc đánh giá ban đầu tất cả bệnh nhân bị nhiễm trùng tái phát bắt đầu bằng việc xem xét kỹ lưỡng tiền sử nhiễm trùng, bao gồm tần suất và mức độ nghiêm trọng, các vị trí nhiễm trùng cụ thể, và xem xét bất kỳ dữ liệu nuôi cấy nào có sẵn để xác định các tác nhân gây bệnh. Vì nhiều bệnh suy giảm miễn dịch là các đặc điểm lặn, bác sĩ lâm sàng phải hỏi về huyết thống trong gia đình, mặc dù việc thiếu huyết thống không loại trừ khả năng đột biến dị hợp phức hợp. Tiền sử gia đình về nhiễm trùng tái phát chỉ ảnh hưởng đến nam giới sẽ tập trung đánh giá vào các rối loạn liên kết X.
Các phát hiện khám thực thể có thể cung cấp các manh mối quan trọng về các rối loạn miễn dịch có thể xảy ra (ví dụ: thiếu amidan trong bệnh agammaglobulinemia liên kết X hoặc loạn sản bì lông trong khi có khiếm khuyết NEMO/IkB-alpha).
Đánh giá phòng thí nghiệm nên bắt đầu bằng công thức máu toàn phần và phân tích tế bào để đánh giá số lượng bạch cầu trung tính và bạch cầu lympho. Nồng độ immunoglobulin nên được đo, cùng với việc đánh giá sản xuất kháng thể đặc hiệu (titre uốn ván và phế cầu). Cần thực hiện kiểu hình miễn dịch của bạch cầu lympho, bao gồm đánh giá quần thể tế bào T và B naïve và memory, cùng với sự tăng sinh tế bào T đáp ứng với mitogen và kháng nguyên 89. Các xét nghiệm miễn dịch được xem xét chi tiết hơn ở nơi khác. (Xem “Đánh giá phòng thí nghiệm hệ miễn dịch”.)
Nếu các đánh giá này không xác định được bệnh suy giảm miễn dịch tiềm năng, cần chỉ định các xét nghiệm chuyên sâu hơn.
Giới thiệu và xét nghiệm chức năng TLR
Việc xét nghiệm bổ sung tốt nhất nên được thực hiện bởi một nhà miễn dịch học có kinh nghiệm, người quen thuộc với nhóm bệnh suy giảm miễn dịch hiếm gặp này. Xét nghiệm chức năng TԼR có sẵn tại các phòng thí nghiệm tham chiếu thương mại 90,91. Nhiều phương pháp in vitro khác nhau có thể được áp dụng. Hầu hết các phương pháp đo sự sản xuất cytokine gây viêm (ví dụ: IL-6, IL-1, hoặc TNF) sau khi kích thích bằng một hoặc nhiều phối tử TLR (ví dụ: lipopolysaccharide vi khuẩn [LPS], một chất chủ vận của TԼR4) 92.
Các xét nghiệm chức năng TLR rất nhạy cảm với tình trạng của tế bào. Máu nên được gửi càng sớm càng tốt sau khi thu thập, đặc biệt nếu nó được vận chuyển quãng đường dài (vận chuyển ở nhiệt độ môi trường, bảo vệ khỏi nhiệt hoặc lạnh). Nếu có thể, bệnh nhân nên khỏe mạnh về mặt lâm sàng ít nhất vài tuần trước khi xét nghiệm và không đang hồi phục tích cực từ bất kỳ bệnh nặng nào. Một mẫu kiểm soát vận chuyển từ người hiến tặng khỏe mạnh không liên quan nên đi kèm với mẫu vật. Các xét nghiệm bất thường cần được xác nhận bằng việc xét nghiệm lại. Các xét nghiệm bất thường dai dẳng nên được theo dõi bằng các xét nghiệm di truyền cụ thể.
Tầm quan trọng của các đa hình TLR
Lĩnh vực nghiên cứu đang phát triển nhanh chóng là nghiên cứu dịch tễ học về nhiều đa hình nucleotide đơn (SNPs) đã được xác định trong nhiều gen TԼR khác nhau. Một số báo cáo ban đầu cho rằng các biến thể nhất định của TԼR2 và TԼR4 có liên quan đến việc truyền tín hiệu bị suy giảm sau khi liên kết với các phối tử tự nhiên của chúng 93,94. SNPs trong TԼR1 đã được liên kết với bệnh nhiễm nấm Candida (candidemia), và SNPs trong TԼR4 đã được liên kết với bệnh nấm mốc xâm lấn (invasive aspergillosis) ở những người nhận ghép tế bào máu 95,96. (Xem “Dịch tễ học và biểu hiện lâm sàng của bệnh nấm mốc xâm lấn”, phần ‘Yếu tố nguy cơ’.)
Tuy nhiên, các báo cáo sau này đã thách thức những phát hiện này và tuyên bố rằng một số đa hình này không có hậu quả chức năng 92,97,98. Không rõ điều nào là đúng. Có lẽ câu trả lời phụ thuộc vào kích thích cụ thể, phản ứng được đo lường, hoặc các biến số khác.
Các đa hình ở nhiều TLR đã được chứng minh là liên quan đến một số bệnh tự miễn (lupus ban đỏ hệ thống, viêm khớp dạng thấp, đái tháo đường loại 1, bệnh celiac). Việc liệu các đa hình này có vai trò trong sự phát triển hoặc tiến triển của bệnh hay không vẫn cần được nghiên cứu thêm 99,100.
MỐI LIÊN HỆ GIỮA TLRs VÀ CÁC BỆNH KHÁC
Xơ vữa động mạch
Một lượng lớn bằng chứng đã tích lũy cho thấy các tác nhân lây nhiễm khác nhau có mối liên hệ dịch tễ học với bệnh tim xơ vữa động mạch 101. Chúng bao gồm Chlamydia pneumoniae, Helicobacter pylori, cytomegalovirus (CMV), virus Epstein-Barr (EBV), virus herpes simplex loại 1 (NSV-1), và viêm gan B và C 102. Nhiễm trùng mạn tính và mức lipopolysaccharide huyết thanh (LPS) đã được xác định là các yếu tố nguy cơ trong nghiên cứu tiền cứu về sự phát triển của bệnh tim xơ vữa động mạch 103.
Mảng xơ vữa động mạch người chứa các tế bào nội mô và đại thực bào biểu hiện TLR1/2 và TLR4 104. Lipoprotein mật độ thấp biến đổi tối thiểu là một chất chủ vận của TLR4 105. Nó liên kết độc lập với CD14 và yếu tố biệt hóa tủy 2 (MD2) và có thể kích thích sản xuất các chemokine, chẳng hạn như interleukin (IL) 8. Dữ liệu động vật cho thấy vai trò mạnh mẽ của các TLR (đặc biệt là TLR4) trong việc nhận biết các phân tử lạ (vi sinh vật) và tự thân (ma trận ngoại bào, protein sốc nhiệt), hoạt hóa các tế bào nội mô, và tuyển mộ cũng như hoạt hóa các đơn nhân và đại thực bào để hình thành các ổ viêm có thể dẫn đến hình thành các mảng xơ vữa 102.
Dị ứng và hen suyễn
Hầu hết các nghiên cứu đã phát hiện ra rằng việc tiếp xúc với các sản phẩm vi khuẩn có liên quan đến việc bảo vệ khỏi sự phát triển của bệnh dị ứng, và TLRs có thể là yếu tố quan trọng trong các cơ chế liên quan. Tuy nhiên, các nghiên cứu sau này cho thấy mối quan hệ này có thể không đơn giản như vậy:
Nhiều nghiên cứu đã tìm thấy mối liên hệ giữa việc tiếp xúc với nội độc tố (endotoxin), chất tạo phức với TLR4, và sự bảo vệ khỏi tình trạng tăng nhạy cảm dị ứng. Ví dụ, một báo cáo về 61 trẻ sơ sinh thở khò khè đã ghi nhận mức nội độc tố thấp hơn đáng kể trong bụi nhà của những trẻ có mức độ nhạy cảm IgE cao nhất với các dị nguyên môi trường 106. Một nghiên cứu khác cho thấy axit lipoteichoic, một thành phần khác của thành tế bào vi khuẩn, tương tác với TLR2 để điều chỉnh giảm thụ thể IgE (Fc-epsilon-RI) trên các tế bào mast 107.
Ngược lại, một mô hình khác cho thấy việc kích hoạt TLR4 trên bề mặt tế bào biểu mô phổi dường như thúc đẩy sự phát triển của các phản ứng đường hô hấp dị ứng và hen suyễn 108. Trong mô hình chuột, các tổ hợp tự nhiên của dị nguyên mạt bụi và LPS được tìm thấy kích hoạt các tế bào biểu mô thông qua TLR4, dẫn đến việc tuyển mộ eosinophil và sản xuất các cytokine T helper loại 2 (Th2), IL-5 và IL-13 108. Việc hít đồng thời chất đối kháng TLR4 đã loại bỏ hoàn toàn tác dụng này. Tuy nhiên, liều lượng của chất chủ vận TLR cũng đóng vai trò. Trong một nghiên cứu khác, liều lượng thấp nội độc tố tác động lên TLR4 được quan sát thấy làm tăng viêm Th2 trong mô hình hen suyễn chuột, trong khi liều lượng cao gây ra phản ứng T helper loại 1 (Th1) 109.
Tầm quan trọng của việc tiếp xúc sớm với hệ vi sinh vật phong phú, đa dạng trong việc phòng ngừa bệnh dị ứng là một lĩnh vực nghiên cứu tích cực. Các thành phần vi sinh vật (nội độc tố) cung cấp sự kích hoạt mạnh mẽ các TLRs, định hình các phản ứng miễn dịch 110. Ngược lại, mất đa dạng hệ vi sinh vật có thể gây ra tiền sử phát triển bệnh dị ứng và hen suyễn. Đa dạng hệ vi sinh vật có thể bị ảnh hưởng bởi nhiễm trùng và việc sử dụng kháng sinh 111,112. Các mô hình chuột cho thấy việc kích hoạt TLR của các tế bào dendritic CD103+ trong ruột có thể đóng vai trò quan trọng trong việc cảm ứng sự phát triển của các tế bào T điều hòa, dẫn đến cảm ứng dung nạp 113. Hơn nữa, việc tăng biểu hiện TLR2 và TLR4 trên các tế bào T điều hòa có thể liên quan đến chức năng ức chế tăng cường 114.
Phân tích tổng hợp các đa hình của TLR2, TLR4 và TLR9 cho thấy tác động tương đối nhỏ đến nguy cơ hen suyễn, ngoại trừ khả năng là sự thay đổi TLR2 Arg753Gln, có thể có mối liên hệ đáng kể với nguy cơ hen suyễn 115.
Do đó, việc kích hoạt các phản ứng miễn dịch bẩm sinh thông qua TLRs dường như có tác động quan trọng đến giai đoạn sớm của bệnh dị ứng, mặc dù bản chất của ảnh hưởng này cần được nghiên cứu thêm.
LIỆU PHÁP DỰA TRÊN TLR
Hiện có nhiều liệu pháp mới đang được sử dụng hoặc đang được phát triển, tận dụng kiến thức mới về sinh học TԼR.
Chất chủ vận TLR7
Chất chủ vận TLR7 đã được tìm thấy có ích lâm sàng trong việc làm chậm sự phát triển của các khối u ác tính và ức chế sự nhân lên của vi-rút. Tuy nhiên, cơ chế tác động chính xác của các tác nhân này vẫn chưa được biết rõ.
Imiquimod
Imiquimod là một chất chủ vận tổng hợp của TLR7 đã được chứng minh là rất hiệu quả như liệu pháp đơn cho ung thư biểu mô tế bào đáy khi áp dụng tại chỗ. Nó cũng được sử dụng trong điều trị viêm da tiền ung thư và mụn thịt sinh dục. (Xem “Condylomata acuminata (mụn thịt hậu môn – sinh dục): Điều trị mụn thịt âm hộ và âm đạo”, phần về ‘Imiquimod’ và “Điều trị và tiên lượng ung thư biểu mô tế bào đáy nguy cơ tái phát thấp” và “Điều trị viêm da tiền ung thư”.)
Isatoribine
Isatoribine là một chất chủ vận TLR7 tổng hợp khác. Ở 12 người lớn bị nhiễm viêm gan C mạn tính mà không được điều trị bằng phương pháp khác, bảy mũi tiêm isatoribine hàng ngày đã làm giảm tải lượng virus trong máu được đo bằng phản ứng chuỗi polymerase 116. Liệu pháp này được dung nạp tốt, mặc dù tác dụng kháng vi-rút là khiêm tốn.
TLR9 và DNA CpG
Việc đồng dùng oligodeoxynucleotides (ODNs) chứa motif dinucleotide cytosine guanine (CpG) trong quá trình tiêm chủng giúp tăng cường phản ứng miễn dịch Th1 helper T ở mô hình động vật 117. Các ODNs này mô phỏng trình tự DNA vi khuẩn và tương tác với TԼR9. (Xem ‘Các TLR cụ thể’ ở trên.)
ODNs cũng đang được nghiên cứu trong các thử nghiệm trên người. Tiêm ODNs đơn thuần dưới da cho tình nguyện viên khỏe mạnh dẫn đến tăng mức cytokine Th1 trong huyết thanh có thể đo lường được (interleukin [IL] 12, interferon [IFN] alpha), cũng như các cytokine thường liên quan đến hoạt hóa Th2 helper T (IL-6) 118.
Tiêm chủng
Trong một nghiên cứu về ODN được thêm vào vắc-xin viêm gan B (Engerix-B), những người nhận vắc-xin có thêm ODN có phản ứng kháng thể bề mặt viêm gan B nhanh hơn và cao hơn đáng kể so với nhóm đối chứng chỉ nhận vắc-xin 119. Những người nhận vắc-xin có ODN cũng có tỷ lệ phản ứng phụ cao hơn đáng kể, mặc dù hầu hết chúng chỉ ở mức độ nhẹ đến trung bình. Chất chủ vận TԼR4 được sử dụng trong nhiều loại vắc-xin, bao gồm vắc-xin chống ung thư cổ tử cung, zona thần kinh và viêm gan B (với các tên thương mại lần lượt là Cervarix, Shingrix và Fendrix) 120. Trong đại dịch coronavirus 2 hội chứng hô hấp cấp tính nặng (SARS-CoV-2), các loại vắc-xin messenger RNA (mRNA) kích hoạt TLR có hiệu quả cao chống lại bệnh coronavirus 2019 (COVID-19) đã được phát triển, thể hiện tiềm năng của các thụ thể nhận dạng mẫu (pattern recognition receptors) như chất bổ trợ. (Xem “Tiêm chủng virus viêm gan B ở người lớn” và “Tiêm chủng virus viêm gan B ở trẻ sơ sinh, trẻ em và thanh thiếu niên”.)
Trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ dễ bị nhiễm trùng hơn, đặc biệt là do các mầm bệnh nội bào. Việc phát triển các loại vắc-xin sử dụng chất chủ vận TԼR trong các hạt o cho thấy triển vọng trong việc kích thích phản ứng miễn dịch giống người lớn ở trẻ sơ sinh, có thể tăng cường bảo vệ miễn dịch ở nhóm dân số dễ bị tổn thương này 121.
Liệu pháp ung thư
CpG ODN cũng đang được nghiên cứu như các tác nhân điều trị ung thư. Các chất này đã được dùng kết hợp với rituximab trong thử nghiệm giai đoạn I trên 20 bệnh nhân u lympho non-Hodgkin tái phát 122. Liệu pháp này được dung nạp tốt. Nồng độ mRNA tăng cao của các gen cảm ứng IFN đã được phát hiện trong các tế bào đơn nhân máu ngoại vi của bệnh nhân sau khi nhận ODN.
ODN cũng đã được nghiên cứu như một chất phụ gia cho vắc-xin ung thư. Bệnh nhân mắc ung thư đại tràng di căn mới được chẩn đoán và có mức kháng nguyên carcinoembryonic (CEA) huyết thanh tăng cao đã được điều trị bằng phác đồ kết hợp hóa trị với vắc-xin ung thư 123. Vắc-xin bao gồm một peptide có nguồn gốc từ CEA với một trong ba chất phụ gia: ODN, yếu tố kích thích khuẩn lạc bạch cầu hạt (G-CSF), hoặc tế bào dendritic tự thân. Các vắc-xin có khả năng miễn dịch tương đương rõ rệt. Tám trên 17 (47 phần trăm) bệnh nhân đã phát triển phản ứng tế bào T kháng CEA gây độc mặc dù đã nhận hóa trị ức chế miễn dịch đồng thời.
Việc tải chất chủ vận TԼR7 resiquimod lên các hạt o cho thấy tiềm năng trong việc tăng cường phản ứng miễn dịch chống lại các tế bào khối u. Tiêm dưới da các hạt o chứa resiquimod vào chuột mang khối u đã được chứng minh là tích tụ vào các hạch bạch huyết dẫn lưu khối u, nơi chúng có thể kích hoạt các tế bào dendritic, dẫn đến phản ứng tế bào T gây độc 124.
Miễn dịch hóa học dị nguyên
Việc liên kết một ODN với một dị nguyên đã được đánh giá là liệu pháp miễn dịch khả thi cho bệnh dị ứng 125-127. Chiến lược này sử dụng TԼR9 như một chất cảm ứng mạnh mẽ các phản ứng tế bào T Th1, từ đó giảm các phản ứng Th2 hoặc dị ứng:
Trong một thử nghiệm ngẫu nhiên, 19 người lớn dị ứng với cỏ dại đã được tiêm dưới da một dị nguyên phấn hoa cỏ dại chính (Amb a 1) liên kết với ODN 125. Các mũi tiêm được dung nạp tốt, và các nhà điều tra đã chứng minh trong ống nghiệm sự chuyển dịch hồ sơ tiết cytokine của tế bào T máu ngoại vi từ Th2 (“dị ứng”) sang Th1 (“không dị ứng”).
Trong hai thử nghiệm riêng biệt, mù đôi, có đối chứng bằng giả dược trên 57 người lớn 126 và 25 người lớn 127 bị dị ứng cỏ dại, các đối tượng được phân ngẫu nhiên điều trị bằng cách sử dụng các chế phẩm dị nguyên phấn hoa cỏ dại tương tự liên kết với ODN, được tiêm dưới da. Trong cả hai thử nghiệm, bệnh nhân báo cáo lợi ích lâm sàng cho tối đa hai mùa phấn hoa cỏ dại liên tiếp sau một liệu trình chỉ sáu mũi tiêm.
TÓM TẮT
Vai trò của thụ thể Toll-like – Thụ thể Toll-like (TLRs) thuộc nhóm phân tử được gọi là thụ thể nhận dạng mẫu (PRRs). Các phối tử cho các thụ thể này là các thành phần của vi sinh vật gây bệnh được gọi là các mẫu phân tử liên quan đến mầm bệnh (PAMPs). TLRs là một phần của hệ thống miễn dịch bẩm sinh, mặc dù chúng cũng điều chỉnh các cơ chế ảnh hưởng đến sự phát triển của phản ứng miễn dịch thích ứng. (Xem ‘Vai trò trong miễn dịch bẩm sinh’ ở trên.)
Phân bố tế bào – TLRs được biểu hiện trên bạch cầu và nhiều loại tế bào mô đặc khác nhau. Vị trí tế bào của TLRs là khác nhau. TԼR2/1, TLR2/6, TԼR4, TԼR5, TLR10, và TLR11 được định vị trên bề mặt tế bào, trong khi TԼR3, TLR7, TLR8, và TԼR9 được định vị bên trong endosome. (Xem ‘Phân bố tế bào và mô’ ở trên.)
Cấu trúc và chức năng – Cấu trúc của tất cả các TLRs là tương tự nhau. Cấu trúc thụ thể, tổ chức, phối tử và tín hiệu được tóm tắt trong bảng (bảng 1) và hình (hình 1). Con đường chung cuối cùng cho tín hiệu TLR liên quan đến các yếu tố phiên mã điều chỉnh vô số gen, bao gồm cả những gen mã hóa các cytokine tiền viêm và interferon loại 1 (IFNs) quan trọng. (Xem ‘Cấu trúc và chức năng của TLRs’ ở trên.)
Các khiếm khuyết dẫn đến rối loạn miễn dịch bẩm sinh (IEI):
Các khiếm khuyết ở các phân tử tín hiệu gần trong con đường tín hiệu TLR, bao gồm protein phản ứng biệt hóa tủy xương 88 (MyD88) và kinase liên quan thụ thể interleukin 1 (IL-1) 4 (IRAK4), đã được liên quan đến IEI đối với một phổ vi sinh vật hẹp, dẫn đến tính nhạy cảm với nhiễm trùng do vi khuẩn sinh mủ. (Xem ‘Thiếu hụt MD2/MyD88/IRAK4/IRAK1’ ở trên.)
Các đột biến UNC93B1 (UNC93 homolog B1), TԼR3, adapter-inducing IFN-beta chứa miền thụ thể Toll/IL-1 (TIR) (TRIF), yếu tố liên kết thụ thể hoại tử khối u (TNF) 3 (TRAF3), và kinase liên kết tank 1 (TBK1) đã được xác định ở bệnh nhân bị nhạy cảm chọn lọc với viêm não do virus herpes simplex loại 1 (HSV-1), viêm phổi và bệnh não cúm nặng, và bệnh coronavirus 2019 (COVID-19) nặng. (Xem ‘Thiếu hụt UNC93B1, đột biến TLR3, thiếu hụt TRIF, thiếu hụt TRAF3 và thiếu hụt TBK1’ ở trên.)
Các khiếm khuyết ở các thành phần xa hơn của con đường tín hiệu TLR (ví dụ: yếu tố điều biến thiết yếu nhân kappa-B [NFkB] [NEMO], I-kappa-B-alpha, ubiquitin ligase 1 IRP2 oxy hóa heme [HOIL-1], và protein tương tác HOIL-1 [HOIP]) có liên quan đến tính nhạy cảm nhiễm trùng rộng hơn (vi khuẩn, mycobactéri, vi-rút, nấm, các cơ thể cơ hội). Thiếu hụt Dedicator of cytokinesis 8 (DOCK8) làm suy giảm nhiều chức năng tế bào ở nhiều loại tế bào, dẫn đến suy giảm miễn dịch kết hợp. (Xem ‘Khiếm khuyết tín hiệu TLR trong rối loạn miễn dịch bẩm sinh’ ở trên.)
Liệu pháp dựa trên TԼR:
Các liệu pháp dựa trên TLR đang được phát triển hoặc đang được sử dụng bao gồm các chất chủ vận TԼR7 imiquimod và isatoribine. Ngoài ra, oligodeoxynucleotides (ODN) chứa motif dinucleotide cytosine guanine (CpG), được cho là thông qua liên kết với TԼR9, đã được tìm thấy có khả năng tăng cường phản ứng miễn dịch Th1 và đã được áp dụng trong tiêm chủng, liệu pháp ung thư và miễn dịch trị liệu cho bệnh dị ứng. (Xem ‘Liệu pháp dựa trên TLR’ ở trên.)
Việc sử dụng các chất chủ vận TԼR trong một số loại vắc-xin đang được sử dụng lâm sàng thể hiện tính hữu ích của chúng trong việc phát triển các loại vắc-xin hiệu quả cao để phòng ngừa các bệnh của con người. (Xem ‘Tiêm chủng’ ở trên.)
TÀI LIỆU THAM KHẢO
- Schnare M, Rollinghoff M, Qureshi S. Toll-like receptors: sentinels of host defence against bacterial infection. Int Arch Allergy Immunol 2006; 139:75.
- Kumar H, Kawai T, Akira S. Toll-like receptors and innate immunity. Biochem Biophys Res Commun 2009; 388:621.
- Fitzgerald KA, Kagan JC. Toll-like Receptors and the Control of Immunity. Cell 2020; 180:1044.
- Gazzinelli RT, Denkers EY. Protozoan encounters with Toll-like receptor signalling pathways: implications for host parasitism. Nat Rev Immunol 2006; 6:895.
- Kaisho T, Akira S. Toll-like receptor function and signaling. J Allergy Clin Immunol 2006; 117:979.
- Park BS, Song DH, Kim HM, et al. The structural basis of lipopolysaccharide recognition by the TLR4-MD-2 complex. Nature 2009; 458:1191.
- Fisch D, Zhang T, Sun H, et al. Molecular definition of the endogenous Toll-like receptor signalling pathways. Nature 2024; 631:635.
- Zarember KA, Godowski PJ. Tissue expression of human Toll-like receptors and differential regulation of Toll-like receptor mRNAs in leukocytes in response to microbes, their products, and cytokines. J Immunol 2002; 168:554.
- Bell MP, Svingen PA, Rahman MK, et al. FOXP3 regulates TLR10 expression in human T regulatory cells. J Immunol 2007; 179:1893.
- Gewirtz AT, Navas TA, Lyons S, et al. Cutting edge: bacterial flagellin activates basolaterally expressed TLR5 to induce epithelial proinflammatory gene expression. J Immunol 2001; 167:1882.
- Brinkmann MM, Spooner E, Hoebe K, et al. The interaction between the ER membrane protein UNC93B and TLR3, 7, and 9 is crucial for TLR signaling. J Cell Biol 2007; 177:265.
- Beutler BA. TLRs and innate immunity. Blood 2009; 113:1399.
- Shinohara ML, Lu L, Bu J, et al. Osteopontin expression is essential for interferon-alpha production by plasmacytoid dendritic cells. Nat Immunol 2006; 7:498.
- Schoenemeyer A, Barnes BJ, Mancl ME, et al. The interferon regulatory factor, IRF5, is a central mediator of toll-like receptor 7 signaling. J Biol Chem 2005; 280:17005.
- Yoshimura A, Ohishi HM, Aki D, Hanada T. Regulation of TLR signaling and inflammation by SOCS family proteins. J Leukoc Biol 2004; 75:422.
- Takeda K, Akira S. TLR signaling pathways. Semin Immunol 2004; 16:3.
- Ignacio A, Morales CI, Câmara NO, Almeida RR. Innate Sensing of the Gut Microbiota: Modulation of Inflammatory and Autoimmune Diseases. Front Immunol 2016; 7:54.
- Akira S, Takeda K. Toll-like receptor signalling. Nat Rev Immunol 2004; 4:499.
- Kawai T, Akira S. TLR signaling. Cell Death Differ 2006; 13:816.
- Liew FY, Xu D, Brint EK, O'Neill LA. Negative regulation of toll-like receptor-mediated immune responses. Nat Rev Immunol 2005; 5:446.
- Takeda K, Akira S. Toll-like receptors in innate immunity. Int Immunol 2005; 17:1.
- Ozinsky A, Underhill DM, Fontenot JD, et al. The repertoire for pattern recognition of pathogens by the innate immune system is defined by cooperation between toll-like receptors. Proc Natl Acad Sci U S A 2000; 97:13766.
- Buwitt-Beckmann U, Heine H, Wiesmüller KH, et al. TLR1- and TLR6-independent recognition of bacterial lipopeptides. J Biol Chem 2006; 281:9049.
- Omueti KO, Beyer JM, Johnson CM, et al. Domain exchange between human toll-like receptors 1 and 6 reveals a region required for lipopeptide discrimination. J Biol Chem 2005; 280:36616.
- Massari P, Henneke P, Ho Y, et al. Cutting edge: Immune stimulation by neisserial porins is toll-like receptor 2 and MyD88 dependent. J Immunol 2002; 168:1533.
- LeBouder E, Rey-Nores JE, Rushmere NK, et al. Soluble forms of Toll-like receptor (TLR)2 capable of modulating TLR2 signaling are present in human plasma and breast milk. J Immunol 2003; 171:6680.
- Schröder M, Bowie AG. TLR3 in antiviral immunity: key player or bystander? Trends Immunol 2005; 26:462.
- Tanabe M, Kurita-Taniguchi M, Takeuchi K, et al. Mechanism of up-regulation of human Toll-like receptor 3 secondary to infection of measles virus-attenuated strains. Biochem Biophys Res Commun 2003; 311:39.
- Pisegna S, Pirozzi G, Piccoli M, et al. p38 MAPK activation controls the TLR3-mediated up-regulation of cytotoxicity and cytokine production in human NK cells. Blood 2004; 104:4157.
- Muroi M, Tanamoto K. Structural regions of MD-2 that determine the agonist-antagonist activity of lipid IVa. J Biol Chem 2006; 281:5484.
- Kurt-Jones EA, Popova L, Kwinn L, et al. Pattern recognition receptors TLR4 and CD14 mediate response to respiratory syncytial virus. Nat Immunol 2000; 1:398.
- Sasu S, LaVerda D, Qureshi N, et al. Chlamydia pneumoniae and chlamydial heat shock protein 60 stimulate proliferation of human vascular smooth muscle cells via toll-like receptor 4 and p44/p42 mitogen-activated protein kinase activation. Circ Res 2001; 89:244.
- Johnson GB, Brunn GJ, Platt JL. Activation of mammalian Toll-like receptors by endogenous agonists. Crit Rev Immunol 2003; 23:15.
- Hayashi F, Smith KD, Ozinsky A, et al. The innate immune response to bacterial flagellin is mediated by Toll-like receptor 5. Nature 2001; 410:1099.
- Heil F, Ahmad-Nejad P, Hemmi H, et al. The Toll-like receptor 7 (TLR7)-specific stimulus loxoribine uncovers a strong relationship within the TLR7, 8 and 9 subfamily. Eur J Immunol 2003; 33:2987.
- Heil F, Hemmi H, Hochrein H, et al. Species-specific recognition of single-stranded RNA via toll-like receptor 7 and 8. Science 2004; 303:1526.
- Lund JM, Alexopoulou L, Sato A, et al. Recognition of single-stranded RNA viruses by Toll-like receptor 7. Proc Natl Acad Sci U S A 2004; 101:5598.
- Krug A, Towarowski A, Britsch S, et al. Toll-like receptor expression reveals CpG DNA as a unique microbial stimulus for plasmacytoid dendritic cells which synergizes with CD40 ligand to induce high amounts of IL-12. Eur J Immunol 2001; 31:3026.
- Hasan U, Chaffois C, Gaillard C, et al. Human TLR10 is a functional receptor, expressed by B cells and plasmacytoid dendritic cells, which activates gene transcription through MyD88. J Immunol 2005; 174:2942.
- Oosting M, Cheng SC, Bolscher JM, et al. Human TLR10 is an anti-inflammatory pattern-recognition receptor. Proc Natl Acad Sci U S A 2014; 111:E4478.
- Henrick BM, Yao XD, Zahoor MA, et al. TLR10 Senses HIV-1 Proteins and Significantly Enhances HIV-1 Infection. Front Immunol 2019; 10:482.
- Thoma-Uszynski S, Stenger S, Takeuchi O, et al. Induction of direct antimicrobial activity through mammalian toll-like receptors. Science 2001; 291:1544.
- Aliprantis AO, Yang RB, Weiss DS, et al. The apoptotic signaling pathway activated by Toll-like receptor-2. EMBO J 2000; 19:3325.
- Ayabe T, Ashida T, Kohgo Y, Kono T. The role of Paneth cells and their antimicrobial peptides in innate host defense. Trends Microbiol 2004; 12:394.
- Birchler T, Seibl R, Büchner K, et al. Human Toll-like receptor 2 mediates induction of the antimicrobial peptide human beta-defensin 2 in response to bacterial lipoprotein. Eur J Immunol 2001; 31:3131.
- Lehrer RI, Ganz T. Defensins of vertebrate animals. Curr Opin Immunol 2002; 14:96.
- Akira S, Takeda K, Kaisho T. Toll-like receptors: critical proteins linking innate and acquired immunity. Nat Immunol 2001; 2:675.
- Bowie A, Kiss-Toth E, Symons JA, et al. A46R and A52R from vaccinia virus are antagonists of host IL-1 and toll-like receptor signaling. Proc Natl Acad Sci U S A 2000; 97:10162.
- Harte MT, Haga IR, Maloney G, et al. The poxvirus protein A52R targets Toll-like receptor signaling complexes to suppress host defense. J Exp Med 2003; 197:343.
- von Bernuth H, Picard C, Jin Z, et al. Pyogenic bacterial infections in humans with MyD88 deficiency. Science 2008; 321:691.
- Picard C, von Bernuth H, Ghandil P, et al. Clinical features and outcome of patients with IRAK-4 and MyD88 deficiency. Medicine (Baltimore) 2010; 89:403.
- McDonald DR, Goldman F, Gomez-Duarte OD, et al. Impaired T-cell receptor activation in IL-1 receptor-associated kinase-4-deficient patients. J Allergy Clin Immunol 2010; 126:332.
- Ku CL, Yang K, Bustamante J, et al. Inherited disorders of human Toll-like receptor signaling: immunological implications. Immunol Rev 2005; 203:10.
- Picard C, Puel A, Bonnet M, et al. Pyogenic bacterial infections in humans with IRAK-4 deficiency. Science 2003; 299:2076.
- Ku CL, von Bernuth H, Picard C, et al. Selective predisposition to bacterial infections in IRAK-4-deficient children: IRAK-4-dependent TLRs are otherwise redundant in protective immunity. J Exp Med 2007; 204:2407.
- Bousfiha A, Picard C, Boisson-Dupuis S, et al. Primary immunodeficiencies of protective immunity to primary infections. Clin Immunol 2010; 135:204.
- García-García A, Pérez de Diego R, Flores C, et al. Humans with inherited MyD88 and IRAK-4 deficiencies are predisposed to hypoxemic COVID-19 pneumonia. J Exp Med 2023; 220.
- Li Y, Yu Z, Schenk M, et al. Human MD2 deficiency-an inborn error of immunity with pleiotropic features. J Allergy Clin Immunol 2023; 151:791.
- Israel L, Wang Y, Bulek K, et al. Human Adaptive Immunity Rescues an Inborn Error of Innate Immunity. Cell 2017; 168:789.
- The Toll-like receptor function assay (#0051589). www.aruplab.com (Accessed on March 31, 2017).
- Della Mina E, Borghesi A, Zhou H, et al. Inherited human IRAK-1 deficiency selectively impairs TLR signaling in fibroblasts. Proc Natl Acad Sci U S A 2017; 114:E514.
- Zhang SY, Jouanguy E, Ugolini S, et al. TLR3 deficiency in patients with herpes simplex encephalitis. Science 2007; 317:1522.
- Casrouge A, Zhang SY, Eidenschenk C, et al. Herpes simplex virus encephalitis in human UNC-93B deficiency. Science 2006; 314:308.
- Jouanguy E, Zhang SY, Chapgier A, et al. Human primary immunodeficiencies of type I interferons. Biochimie 2007; 89:878.
- Zhang SY, Jouanguy E, Sancho-Shimizu V, et al. Human Toll-like receptor-dependent induction of interferons in protective immunity to viruses. Immunol Rev 2007; 220:225.
- Sancho-Shimizu V, Pérez de Diego R, Lorenzo L, et al. Herpes simplex encephalitis in children with autosomal recessive and dominant TRIF deficiency. J Clin Invest 2011; 121:4889.
- Pérez de Diego R, Sancho-Shimizu V, Lorenzo L, et al. Human TRAF3 adaptor molecule deficiency leads to impaired Toll-like receptor 3 response and susceptibility to herpes simplex encephalitis. Immunity 2010; 33:400.
- Herman M, Ciancanelli M, Ou YH, et al. Heterozygous TBK1 mutations impair TLR3 immunity and underlie herpes simplex encephalitis of childhood. J Exp Med 2012; 209:1567.
- Lim HK, Huang SXL, Chen J, et al. Severe influenza pneumonitis in children with inherited TLR3 deficiency. J Exp Med 2019; 216:2038.
- Ciancanelli MJ, Huang SX, Luthra P, et al. Infectious disease. Life-threatening influenza and impaired interferon amplification in human IRF7 deficiency. Science 2015; 348:448.
- Hernandez N, Melki I, Jing H, et al. Life-threatening influenza pneumonitis in a child with inherited IRF9 deficiency. J Exp Med 2018; 215:2567.
- Hidaka F, Matsuo S, Muta T, et al. A missense mutation of the Toll-like receptor 3 gene in a patient with influenza-associated encephalopathy. Clin Immunol 2006; 119:188.
- Zhang Q, Bastard P, Liu Z, et al. Inborn errors of type I IFN immunity in patients with life-threatening COVID-19. Science 2020; 370.
- Bastard P, Rosen LB, Zhang Q, et al. Autoantibodies against type I IFNs in patients with life-threatening COVID-19. Science 2020; 370.
- Picard C, Casanova JL, Puel A. Infectious diseases in patients with IRAK-4, MyD88, NEMO, or IκBα deficiency. Clin Microbiol Rev 2011; 24:490.
- Zhang Q, Davis JC, Lamborn IT, et al. Combined immunodeficiency associated with DOCK8 mutations. N Engl J Med 2009; 361:2046.
- Janssen E, Tohme M, Hedayat M, et al. A DOCK8-WIP-WASp complex links T cell receptors to the actin cytoskeleton. J Clin Invest 2016; 126:3837.
- Jabara HH, McDonald DR, Janssen E, et al. DOCK8 functions as an adaptor that links TLR-MyD88 signaling to B cell activation. Nat Immunol 2012; 13:612.
- Keles S, Jabara HH, Reisli I, et al. Plasmacytoid dendritic cell depletion in DOCK8 deficiency: rescue of severe herpetic infections with IFN-α 2b therapy. J Allergy Clin Immunol 2014; 133:1753.
- Boisson B, Laplantine E, Prando C, et al. Immunodeficiency, autoinflammation and amylopectinosis in humans with inherited HOIL-1 and LUBAC deficiency. Nat Immunol 2012; 13:1178.
- Boisson B, Laplantine E, Dobbs K, et al. Human HOIP and LUBAC deficiency underlies autoinflammation, immunodeficiency, amylopectinosis, and lymphangiectasia. J Exp Med 2015; 212:939.
- Borzutzky A, Rauter I, Fried A, et al. Defective TLR9-driven STAT3 activation in B cells of patients with CVID. Clin Immunol 2018; 197:40.
- Yu JE, Knight AK, Radigan L, et al. Toll-like receptor 7 and 9 defects in common variable immunodeficiency. J Allergy Clin Immunol 2009; 124:349.
- Yu JE, Zhang L, Radigan L, et al. TLR-mediated B cell defects and IFN-α in common variable immunodeficiency. J Clin Immunol 2012; 32:50.
- Fliegauf M, Bryant VL, Frede N, et al. Haploinsufficiency of the NF-κB1 Subunit p50 in Common Variable Immunodeficiency. Am J Hum Genet 2015; 97:389.
- Chen K, Coonrod EM, Kumánovics A, et al. Germline mutations in NFKB2 implicate the noncanonical NF-κB pathway in the pathogenesis of common variable immunodeficiency. Am J Hum Genet 2013; 93:812.
- Aluri J, Bach A, Kaviany S, et al. Immunodeficiency and bone marrow failure with mosaic and germline TLR8 gain of function. Blood 2021; 137:2450.
- Several commercial genetics laboratories offer this test. An example in the United States is Gene Dx.
- Knight V, Heimall JR, Chong H, et al. A Toolkit and Framework for Optimal Laboratory Evaluation of Individuals with Suspected Primary Immunodeficiency. J Allergy Clin Immunol Pract 2021; 9:3293.
- Several commercial laboratories offer testing for TLR function. An example in the United States is ARUP.
- Deering RP, Orange JS. Development of a clinical assay to evaluate toll-like receptor function. Clin Vaccine Immunol 2006; 13:68.
- von Aulock S, Schröder NW, Gueinzius K, et al. Heterozygous toll-like receptor 4 polymorphism does not influence lipopolysaccharide-induced cytokine release in human whole blood. J Infect Dis 2003; 188:938.
- Bochud PY, Hawn TR, Aderem A. Cutting edge: a Toll-like receptor 2 polymorphism that is associated with lepromatous leprosy is unable to mediate mycobacterial signaling. J Immunol 2003; 170:3451.
- Schmitt C, Humeny A, Becker CM, et al. Polymorphisms of TLR4: rapid genotyping and reduced response to lipopolysaccharide of TLR4 mutant alleles. Clin Chem 2002; 48:1661.
- Plantinga TS, Johnson MD, Scott WK, et al. Toll-like receptor 1 polymorphisms increase susceptibility to candidemia. J Infect Dis 2012; 205:934.
- Bochud PY, Chien JW, Marr KA, et al. Toll-like receptor 4 polymorphisms and aspergillosis in stem-cell transplantation. N Engl J Med 2008; 359:1766.
- van der Graaf C, Kullberg BJ, Joosten L, et al. Functional consequences of the Asp299Gly Toll-like receptor-4 polymorphism. Cytokine 2005; 30:264.
- Imahara SD, Jelacic S, Junker CE, O'Keefe GE. The TLR4 +896 polymorphism is not associated with lipopolysaccharide hypo-responsiveness in leukocytes. Genes Immun 2005; 6:37.
- Zhang Y, Liu J, Wang C, et al. Toll-Like Receptors Gene Polymorphisms in Autoimmune Disease. Front Immunol 2021; 12:672346.
- Talipova D, Smagulova A, Poddighe D. Toll-like Receptors and Celiac Disease. Int J Mol Sci 2022; 24.
- Espinola-Klein C, Rupprecht HJ, Blankenberg S, et al. Impact of infectious burden on extent and long-term prognosis of atherosclerosis. Circulation 2002; 105:15.
- Michelsen KS, Doherty TM, Shah PK, Arditi M. TLR signaling: an emerging bridge from innate immunity to atherogenesis. J Immunol 2004; 173:5901.
- Kiechl S, Egger G, Mayr M, et al. Chronic infections and the risk of carotid atherosclerosis: prospective results from a large population study. Circulation 2001; 103:1064.
- Edfeldt K, Swedenborg J, Hansson GK, Yan ZQ. Expression of toll-like receptors in human atherosclerotic lesions: a possible pathway for plaque activation. Circulation 2002; 105:1158.
- Walton KA, Hsieh X, Gharavi N, et al. Receptors involved in the oxidized 1-palmitoyl-2-arachidonoyl-sn-glycero-3-phosphorylcholine-mediated synthesis of interleukin-8. A role for Toll-like receptor 4 and a glycosylphosphatidylinositol-anchored protein. J Biol Chem 2003; 278:29661.
- Gereda JE, Leung DY, Thatayatikom A, et al. Relation between house-dust endotoxin exposure, type 1 T-cell development, and allergen sensitisation in infants at high risk of asthma. Lancet 2000; 355:1680.
- Yoshioka M, Fukuishi N, Iriguchi S, et al. Lipoteichoic acid downregulates FcepsilonRI expression on human mast cells through Toll-like receptor 2. J Allergy Clin Immunol 2007; 120:452.
- Hammad H, Chieppa M, Perros F, et al. House dust mite allergen induces asthma via Toll-like receptor 4 triggering of airway structural cells. Nat Med 2009; 15:410.
- Dong L, Li H, Wang S, Li Y. Different doses of lipopolysaccharides regulate the lung inflammation of asthmatic mice via TLR4 pathway in alveolar macrophages. J Asthma 2009; 46:229.
- Riiser A. The human microbiome, asthma, and allergy. Allergy Asthma Clin Immunol 2015; 11:35.
- Rodríguez JM, Murphy K, Stanton C, et al. The composition of the gut microbiota throughout life, with an emphasis on early life. Microb Ecol Health Dis 2015; 26:26050.
- Levin AM, Sitarik AR, Havstad SL, et al. Joint effects of pregnancy, sociocultural, and environmental factors on early life gut microbiome structure and diversity. Sci Rep 2016; 6:31775.
- Farache J, Koren I, Milo I, et al. Luminal bacteria recruit CD103+ dendritic cells into the intestinal epithelium to sample bacterial antigens for presentation. Immunity 2013; 38:581.
- Schaub B, Liu J, Höppler S, et al. Impairment of T-regulatory cells in cord blood of atopic mothers. J Allergy Clin Immunol 2008; 121:1491.
- Tizaoui K, Kaabachi W, Hamzaoui K, Hamzaoui A. Association of Single Nucleotide Polymorphisms in Toll-like Receptor Genes With Asthma Risk: A Systematic Review and Meta-analysis. Allergy Asthma Immunol Res 2015; 7:130.
- Horsmans Y, Berg T, Desager JP, et al. Isatoribine, an agonist of TLR7, reduces plasma virus concentration in chronic hepatitis C infection. Hepatology 2005; 42:724.
- Maletto BA, Rópolo AS, Liscovsky MV, et al. CpG oligodeoxinucleotides functions as an effective adjuvant in aged BALB/c mice. Clin Immunol 2005; 117:251.
- Krieg AM, Efler SM, Wittpoth M, et al. Induction of systemic TH1-like innate immunity in normal volunteers following subcutaneous but not intravenous administration of CPG 7909, a synthetic B-class CpG oligodeoxynucleotide TLR9 agonist. J Immunother 2004; 27:460.
- Cooper CL, Davis HL, Morris ML, et al. CPG 7909, an immunostimulatory TLR9 agonist oligodeoxynucleotide, as adjuvant to Engerix-B HBV vaccine in healthy adults: a double-blind phase I/II study. J Clin Immunol 2004; 24:693.
- Luchner M, Reinke S, Milicic A. TLR Agonists as Vaccine Adjuvants Targeting Cancer and Infectious Diseases. Pharmaceutics 2021; 13.
- Dowling DJ, Scott EA, Scheid A, et al. Toll-like receptor 8 agonist nanoparticles mimic immunomodulating effects of the live BCG vaccine and enhance neonatal innate and adaptive immune responses. J Allergy Clin Immunol 2017; 140:1339.
- Friedberg JW, Kim H, McCauley M, et al. Combination immunotherapy with a CpG oligonucleotide (1018 ISS) and rituximab in patients with non-Hodgkin lymphoma: increased interferon-alpha/beta-inducible gene expression, without significant toxicity. Blood 2005; 105:489.
- Weihrauch MR, Ansén S, Jurkiewicz E, et al. Phase I/II combined chemoimmunotherapy with carcinoembryonic antigen-derived HLA-A2-restricted CAP-1 peptide and irinotecan, 5-fluorouracil, and leucovorin in patients with primary metastatic colorectal cancer. Clin Cancer Res 2005; 11:5993.
- Mottas I, Bekdemir A, Cereghetti A, et al. Amphiphilic nanoparticle delivery enhances the anticancer efficacy of a TLR7 ligand via local immune activation. Biomaterials 2019; 190-191:111.
- Simons FE, Shikishima Y, Van Nest G, et al. Selective immune redirection in humans with ragweed allergy by injecting Amb a 1 linked to immunostimulatory DNA. J Allergy Clin Immunol 2004; 113:1144.
- Tulic MK, Fiset PO, Christodoulopoulos P, et al. Amb a 1-immunostimulatory oligodeoxynucleotide conjugate immunotherapy decreases the nasal inflammatory response. J Allergy Clin Immunol 2004; 113:235.
- Creticos PS, Schroeder JT, Hamilton RG, et al. Immunotherapy with a ragweed-toll-like receptor 9 agonist vaccine for allergic rhinitis. N Engl J Med 2006; 355:1445.