Chronická lymfatická leukémie z B-buněk: význam CD5 antigenu a dalších superantigenů v etiologii a v patogeneze

Chronická lymfatická leukémie B typu (B-CLL) je nejčastěji se vyskytující leukémie dospělých lidí v Západní Evropě a Severní Americe (asi 30-40%). Její průběh je většinou vleklý, medián přežití se nyní pohybuje v závislosti na typu mezi 4-14 lety. B-CLL postihuje více muže než ženy. Vyskytuje se zejména u starších osob ve věku nad 50 let. U mladších osob je výskyt B-CLL spíše výjimečný. U B-CLL dochází k hromadění CD5+ B lymfocytů (prokazatelných pomocí průtokové cytometrie a značení dvojími MoAb). Většina z nich se nachází v G0 fázi buněčného cyklu. Zmnožení nádorové masy zde tedy není vyvoláno proliferací B-buněk, ale jejich akumulací a neschopností podlehnout apoptóze, která za fyziologického stavu udržuje stav homeostázy imunitního systému.

Etiologie CLL

V etiologii B-CLL se pravděpodobně uplatňují lymfotropní viry, které inhibují apoptózu v napadené B buňce. Diskutuje se také o úloze EBV a bovinního herpes viru BHV-4, které indukují v B buňkách produkci antiapoptotického proteinu Bcl-2, v úvahu připadají i adenoviry (E1B 55 kDa) a papilomaviry inhibující antiapoptotický gen p53. Vliv záření či chemických látek v etiopatogenezi B-CLL prokázán nebyl.
Funkce CD5 antigenu není známa, avšak nedávno byl tento antigen popsán jako nový ligand pro imunoglobulin (Ig). Nejnovější studie naznačují, že výskyt CD5 antigenu a imunoglobulinu na téže buňce může přispívat k přežívání a expanzi patologických B-buněk u CLL.

Vliv superantigenů B-buněk

B-buňky vážou konvenční antigeny prostřednictvím vazebného místa pro antigen, které je vytvářeno zejména hypervariabilními úseky (CDR1-3) VH oblastí (variabilních oblastí těžkých řetězců) imunoglobulinů. Na rozdíl od konvenčních antigenů CD5 interaguje podobně jako superantigeny s úseky VH oblastí s malou variabilitou aminokyselin, tzv. osnovou nebo lešením (FR -framework region 1-4). U lidí je přibližně 50 funkčních Ig VH genů, které jsou na základě relativní podobnosti jejich nukleotidových sekvencí ve FR úsecích VH oblastí imunoglobulinů klasifikovány do sedmi rodin (VH1-VH7). Superantigeny B-buněk se vážou na imunoglobulinové receptory dané VH genové rodiny, takže vazebná frekvence je o jeden až dva řády vyšší než je tomu v případě konvenčních antigenů. Vazba konvenčních antigenů na Ig je relativně nízká (>0.4%).
B-buněčný receptor (BCR) hraje klíčovou roli ve vývoji B-buněk a to především tím, že prostřednictvím Iga-Igb heterodimeru přenáší signál do nitra buňky. K přežití B-buňky a jejímu zrání musí tato buňka udržovat expresi BCR. Techniky genového targetingu ukázaly, že in vivo ablace povrchového imunoglobulinu u zralých B-buněk vede k snížené expresi nejen BCR, ale také MHC antigenů, ke zvýšené expresi CD95 antigenu (Fas) a k rychlé programované (vnitřně indukované) buněčné smrti, apoptóze. To znamená, že periferní B-buňka, která čeká na setkání s antigenem, potřebuje nepřetržitý signál k tomu, aby zabránila své smrti apoptózou.
Nízkoafinitní interakce autoantigenů a superantigenů s BCR mohou představovat způsob nepřetržitě působící pozitivní selekce na primární i sekundární B-buněčný repertoár a na patologické B-buňky. Jedním z nejlépe prostudovaných superantigenů B buněk je stafylokokový protein A (SpA). SpA se váže výhradně na produkty genů VH3 genové rodiny a studie in vivo ukázaly, že tento superantigen B-buněk může modulovat klonální distribuci v repertoáru B-buněk. Dalším superantigenem B-buněk je stafylokokový enterotoxin (SE), který podobně jako SpA ovlivňuje odpovědi B-buněk prostřednictvím interakce s FR úseky VH oblastí imunoglobulinů. SE superantigen zvyšuje přežívání B-buněk, které na svém povrchu nesou produkty genů VH4 rodiny.

Model selekce repertoáru B-buněk prostřednictvím CD5

CD5 glykoprotein představuje endogenní ligand pro FR úseky povrchového Ig (viz obr.1). Inhibiční studie svědčí pro vazbu CD5 zejména s produkty genů VH1 a VH4 rodiny. Některé poslední nálezy ukazují na vyšší výskyt případů CLL, u kterých dochází k expresi genů VH1 rodiny (zejména genů VH1-69) a VH4 rodiny (genů VH4-34, VH4-39), ale i například genu VH5-51. Výskyt těchto genů může zřejmě představovat rizikový faktor pro vývoj B-CLL. Např. výskyt VH1-69 genů je signifikantně nižší u japonské populace, u které je rovněž nižší výskyt CLL. Selekční tlak působící na expresi určitých VH genů, poskytující B-buňkám pozitivní signál k přežití, může mít vztah k CLL. B-buňky exprimující tyto a další geny mohou být pozitivně selektovány pomocí CD5 antigenu a dalších autoantigenů a superantigenů.
Některé lymfomy z B-buněk a většina CLL z B-buněk nese CD5 znak. K expresi CD5 antigenu dochází v relativně pozdních stadiích vývoje B-buněk, kdy se na povrchu buněk objevuje také Ig. U CD5-transgenních myší se exprese CD5 projevuje u B-buněk všech vývojových stadií. U takovýchto myší je potom zjišťován vysoký výskyt hyperplázie B-buněk. CD5+ B-buňky mají navíc tendenci vyvíjet se v buňky produkující autoprotilátky. B-CLL buňky představují klonální populaci CD5+ IgM+ nebo IgM+/IgD+ B-buněk a jejich protějšek mezi normálními B-buňkami lze najít v sekundárních lymfoidních folikulech. CLL B-buňky i B-buňky lokalizované v plášti (mantle zone) folikulů mají zvýšenou expresi Bcl-2 proteinu, který působí negativně na apoptózu, čímž zvyšuje jejich přežívání. Oba buněčné typy také na svém povrchu často nesou produkty genů VH169 a křížově reagující idiotyp (CRI), který je nacházen na autoprotilátkách.
Interakce mezi CD5 a VH oblastmi BCR může tedy přispívat k patologickým schopnostem B-buněk vytvářet lymfomy z B-buněk a také přispívat k celoživotní produkci leukemických buněk u CLL.

Nepřetržitá stimulace B-buněk prostřednictvím interakce CD5-VH

Tentýž B-buněčný receptor (BCR) je nutný k plnohodnotné aktivaci B-buněk cizím antigenem i slabšími signály pro přežití, zajišťovanými nízkoafinitními interakcemi s vlastními antigeny. Přenos signálu prostřednictvím BCR může ovšem vést i k deleci nebo anergii B-buněk (negativní selekce). Jak lze vysvětlit, že tentýž B-buněčný receptor může přenášet takto rozdílné signály? Rozdílné projevy – imunitní odpovídavost a vnímavost k toleranci – lze vysvětlit vnitřními odlišnostmi v přenosu signálu u nezralých a zralých B-buněk. Také množství a kvalitativní povaha signálu rozhoduje, zda výsledkem interakce bude negativní nebo pozitivní selekce. Interakce CD5-VH má např. nižší relativní aviditu než interakce konvenčního antigenu s protilátkou. Výsledek nepřetržité stimulace BCR endogenními a mikrobiálními antigeny – tedy negativní nebo pozitivní selekce – nemusí záviset pouze na maturačním stadiu B-buněk, ale také na povaze dalších signálů poskytovaných T-buňkami a místním prostředím.
Dřívější studie prokázaly, že Bcl-2 protein může zabránit apoptotické buněčné smrti a tím zvýšit přežití nezralých i zralých B-buněk. Exprese bcl-2 transgenu může oddálit eliminaci autoreaktivních B-buněk a B-buněk, kterým chybí BCR. Nekonvenční interakce endogenních a exogenních antigenů s VH FR strukturami mohou vést k indukci vysoké hladiny exprese antiapoptotických proteinů a zvýšit tak přežití B-buněk využívajících určité VH geny, které by jinak byly eliminovány apoptózou.

Diagnóza B-CLL a prognóza jejího dalšího vývoje

Diagnóza B-CLL se dle protokolu NCI WG (1995) stanoví při splnění těchto kriterií:

Lymfocytóza v obvodové krvi (absolutní počet lymfocytů 5000 /ml).

Jde o malé, zralé lymfocyty s imunofenotypem B1 (CD5 + B buňky). Charakter B buněk určuje pozitivita CD19 + a/nebo CD20 + či CD 23+. Monoklonalitu těchto buněk potvrzuje nález buď kappa či lambda řetězců Ig, přičemž exprese povrchových imunoglobulinů je u B-CLL buněk nižší.

Vyšetření myelogramu pro stanovení diagnózy B-CLL pak již není nutné.
Další vyšetření mají ovšem význam pro určení prognózy pacienta. Patří sem vyšetření kostní biopsie, kdy difúzní infiltrace dřeně B-buňkami značí horší prognózu, nodulární či intersticiální infiltrace pak prognózu lepší. Prognostický význam má také stanovení chromozomálních aberací, nyní metodou FISH (fluorescenční in situ hybridizací). Významné jsou např. delece 11q23, trisomie 12 a pod. S horší prognózou je také spojen nález mutace genu p53. Prognózu nemocných můžeme také odhadnout po zhodnocení jejich klinických nálezů. Nově je užívána opět klasifikace dle NCI-WG, jedná se vlastně o modifikaci dřívějších klasifikací dle Raie a Bineta:

B-CLL s nízkým rizikem: zde nalézáme pouze lymfocytózu (medián přežití je 14 let),

B-CLL se středním rizikem: zde nalézáme lymfocytózu a zvětšení uzlin či sleziny/jater (medián přežití je asi 8 let)

B-CLL s vysokým rizikem: zde nalézáme lymfocytózu spolu s anemií (Hgb <110g/l), nebo s trombocytopenií (tr <100 000/ml). Medián přežití je zde asi 4 roky.

Léčba B-CLL

Léčbu B-CLL zahajujeme při aktivaci procesu. Tu charakterizují: váhový úbytek 10% v posledních 6 měsících, nechutenství, teploty, noční poty, selhávání dřeňové krvetvorby (anemizace, trombocytopenie), AIHA či ITP rezistentní na léčbu glukokortikoidy, progrese splenomegalie nebo lymfadenopatie a zvýšení počtu lymfocytů během 2 měsíců o 50%. Výskyt hypogammaglobulinemie (asi u 60% nemocných) nebo nález paraproteinu za známku progrese onemocnění nepovažujeme.
Symptomy a komplikace B-CLL jsou většinou vyvolávány autokrinní produkcí TNF a kachexinu. CD5+ B buňky mají nižší schopnost diferenciace v plazmatické buňky, což může vést k hypogamaglobulinemii. Na druhé straně tyto CD5+ B buňky mohou podporovat vznik autoimunitní AIHA nebo ITP. Sklon k snížení imunity podporuje i zvýšená produkce TGF-beta, typická pro B-CLL.
Léčba B-CLL se zaměřuje na indukci apoptózy v B-CLL buňkách: účinné jsou zde zejména glukokortikoidy, dále cytostatika chlorambucil, nově fludarabin (CR 29%), cladribin (2-CdA), pentostatin a mitoxantron. Apoptózu B-CLL buněk navozuje také acetylosalicylová kyselina (indukce jaderných kaspáz) a flavopiridol. Zkouší se i léčba imunobiologická, transplantace kostní dřeně (pacienti <50 let), využívají se také některé monoklonální protilátky (zejména anti-CD20, anti-CD40). K podpůrné léčbě anemií u B-CLL patří mimo jiné – zejména u rezistentních stavů – i aplikace rekombinantního lidského erytropoietinu. Při infekčních komplikacích je samozřejmostí podávání ATB a koncentrátů imunoglobulinů.
Uvažuje se také o vývoji léčebné technologie, která by byla založena na poznatcích o interakci CD5-Ig a která by využívala nástrojů genetického inženýrství a cílené imunoterapie (např. rekombinantními molekulami CD5 nesoucími toxickou látku).

Závěr

Vlivem endogenních a exogenních superantigenů, které na rozdíl od konvenčních antigenů zprostředkovávají interakci s velkou částí B-buněk, může dojít k stimulaci a expanzi většiny klonů B-buněk, nesoucích na svém povrchu imunoglobuliny produkované určitými rodinami VH genů. Interakce povrchového Ig s CD5, dalšími endogenními antigeny nebo s exogenními (mikrobiálními) superantigeny může B-buňkám poskytovat nepřetržitou stimulaci a zabraňovat tak jejich fyziologické eliminaci. Superantigeny B-buněk se mohou navíc uplatňovat v patogenezi autoimunitních a některých maligních onemocnění. B-buněk. Podle těchto předpokladů jsou pre-B buňky pozitivně selektovány na základě výskytu povrchového VH s nízkou afinitou pro autoantigeny. Nezralé B-buňky, u kterých se začíná objevovat povrchový IgM, dále vyzrávají pouze za předpokladu, že vážou vlastní antigeny. Nezralé buňky přeskupují úspěšně lehké řetězce pro Ig, nesou na svém povrchu IgM, který váže některé vlastní antigeny nebo superantigeny s nízkou afinitou, která těmto buňkám umožňuje pokračování vývoje. Nepřetržitý signál nutný k přežití B-buněk může být zajišťován interakcí povrchového Ig s CD5 na téže buňce nebo na jiných Bale i T-buňkách, případně s endogenními antigeny nebo superantigeny. Jakmile dojde k interakci s cizími antigeny, B-buňky se diferencují v plazmatické buňky. Překřížení BCR vlastními nebo cizími antigeny může také u nezralých B-buněk navodit klonální deleci nebo anergii, není-li jejich specifičnost pozměněna „receptorovým editingem“.

Literární zdroje omezené na autory:

Kvasnička J., Kružík P., Cmunt E., Neuwirtová R: Zastoupení lymfocytárních subpopulací u chronické lymfatické leukémie typu B při vyšetření průtokovou cytometrií. Čas. Lék. Čes., 133, 1994, 506510.
Kvasnička J., Petrášek J.: Apoptóza programovaná smrt buňky. Čas. Lék. Čes. 134, 1995, 259-264.
Pospisil R., M. G. Fitts, and R. G. Mage: CD5 is a potential selecting ligand for B cell surface immunoglobulin framework region sequences. J. Exp. Med. 184, 1996, 1279-1284.
Pospisil R. and R. G. Mage: Rabbit appendix: A site of development and selection of the B cell repertoire. Curr. Top.Microbiol.Immunol. 229, 1998, 5970.
Pospisil R. and R. G. Mage: CD5 and other superantigens as ticklers of the B cell receptor. Immunology Today. 19, 1998, 106-108.
Pospisil R. and R. G. Mage: CD5 on normal and malignant human B lymphocytes is a potential selecting ligand for Bcell surface immunoglobulin. Blood, 1998, in press.