Prof. Dr. Klaus Warnatz - DSAI

Neues vom Variablen Immundefekt
Prof. Dr. Klaus Warnatz
Centrum für Chronische Immundefizienz CCI
Abtlg. Rheumatologie and Klin. Immunologie,
Medizin. Universitätsklinik Freiburg
klaus.warnatz@uniklinik-freiburg.de

1981: Splenomegalie
Fallbericht Fr. XX
12/94: Leukopenie and Thrombopenie
Seit 09/98: Rez. respirat. Infektionen

Variabler Immundefekt (CVID) mit
Fallbericht Fr. XX
Lymphozytärer interstitieller Pneumonitis (LIP)
Lymphoproliferativem Syndrom (Splenomegalie, Lymphadenopathie)
Bizytopenie

Ursachenforschung

Eine Frage der Weltanschauung
B Zelle
T Zelle

Knochenmark
IgH-Gene
IgL-Gene
Stammzelle
CD 34 +
Plasma
Zelle
Pro-B
DJ
Pre-B I
RAG
DJ
VpreB/�5
CD 34 +
CD 22 +
CD 10 +/-
CD 19 -
CD 19 -
CD 20 -
CD 21 -
CD 27 ++
CD 38 +++
CD138 +
Pre-B II (L)
�
VDJ
VpreB/�5
CD 19 +
CD 10 +
CD 20 -
B Zellentwicklung
Pre-B II (S)
RAG
VDJ
VJ
Unreife
CD 19 +
CD 10 +
CD 20 +
PBl
VDJ
VJ
mem B
mIgM
CD 19 +
CD 10 +
CD 20 +
CD 21 -
+
fo B
Blut
MZ B
CD 19 +
Transit 1-2 CD 10 +
CD 38 ++
CD 24 ++
Trans
CD 21 int
mIgM ++
mIgD +
Marginal
zone B Zelle
CD 19 +
CD 21 +
CD 24 ++
CD 27 +
CD 38 -
mIgM ++
mIgD +/int
Plasmablast
CD 19 lo
CD 21 lo
CD 24 –
CD 27 ++
CD 38 +++
MZ B
PBl
B1 B Zelle ?
Milz
(Lymphknoten)
Trans
follikuläre
B Zelle fo B
mem B
B1
Transit 2-3
mIgM int/+
mIgD +
GC
mIgM -
mIgD -
mIgM ??
mIgG or A+
CD 19
+ ?????
CD 19 +
CD 21 +
CD 24 +
CD 27 –
CD 38 +
CD 19 +
CD 21 +
CD 24 ++
CD 27 +
CD 38 +

Knochenmark
IgH-Gene
IgL-Gene
Stammzelle
CD 34 +
Pro-B
DJ
Pre-B I
RAG
DJ
VpreB/�5
CD 34 +
CD 22 +
CD 10 +/-
CD 19 -
Pre-B II (L)
�
VDJ
VpreB/�5
CD 19 +
CD 10 +
CD 20 -
B Zellentwicklung
Pre-B II (S)
RAG
VDJ
VJ
Unreife
CD 19 +
CD 10 +
CD 20 +
VDJ
VJ
mem B
mIgM
CD 19 +
CD 10 +
CD 20 +
CD 21 -
+
fo B
Blut
MZ B
CD 19 +
Transit 1-2 CD 10 +
CD 38 ++
CD 24 ++
Trans
CD 21 int
mIgM ++
mIgD +
Marginal
zone B Zelle
CD 19 +
CD 21 +
CD 24 ++
CD 27 +
CD 38 -
mIgM ++
mIgD +/int
MZ B
B1 B Zelle ?
Milz
(Lymphknoten)
Trans
follikuläre
B Zelle fo B
mem B
B1
Transit 2-3
mIgM int/+
mIgD +
GC
mIgM -
mIgD -
mIgM ??
mIgG or A+
CD 19
+ ?????
CD 19 +
CD 21 +
CD 24 +
CD 27 –
CD 38 +
CD 19 +
CD 21 +
CD 24 ++
CD 27 +
CD 38 +

Genetik
Genetische „Ursachen des CVID“
ca. 20% der CVID Fälle treten familär auf
Assoziation HLA Typen (wohl nicht korrekt)
Aktuell: 7 bekannte genetische Defekte
ICOS Defizienz: 11 Patienten aus 5 Familien (B Grimbacher et al Nat Immunol 2003)
CD19 Defizienz: 8 Patienten aus 6 Familien (M van Zelm et al NEJM 2006)
BAFF-R Defizienz: 1 Patient (K Warnatz et al PNAS 2009)
TACI Defizienz: >56 Patienten ca. 8% CVID (??) (U Salzer / Castigli et al Nat genet 2005)
CD81 Defizienz: 1 Patient (M van Zelm et al JCI 2010)
CD20 Defizienz: 1 Patient (T Kuijpers et al JCI 2010)
Y79C C104R
S194X
S194X
H81N
A181E
S144X
S144X
R202H
I87N
K188M
CD21 Defizienz: 1 Patient (J Thiel et al unpublished)
Wahrscheinlich >80% komplexe Genese
Familie A Familie B
P1 P2 P3 P4
CRD1 CRD2 stalk TM intracellular domain
InsA202
InsG571

Aktivierung von B Zellen

Defekte des B Zellhilfsrezeptors
CD225
CD19/81 Defekt: 8+1 Patienten
CD21 Defekt: 1 Patient
(Thiel, Salzer, Rump, Schlesier et al in Vorbereitung)
Gestörter Calcium Fluss
(M van Zelm et al NEJM 2006+JCI2010)
Patient Kontrolle
Blau = 0.05µg/ml anti IgM
Rot = C3d + 0.05µg/ml anti IgM
Orange = mutC3d + 0.05µg/ml anti IgM

Calcium Signal in B Zellen von CVID Patienten
Calcium
39 Kontrollen
53 CVID Patienten
Calcium
B Zellen
HD non-Ia Ia
TIme (sec)
HD, naïve B Zellen
non-Ia, naïve B Zelen
Ia, naïve B Zellen
Ia, 21low B Zellen
anti-IgM Ionomycin
time (sec)
CVID
Ca 2+
Max./Nulllinie
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
***
** ***
HD non Ia Ia Ia
naive B-Zellen 21low B-Zellen
Förster et al JI 2010

Ausblick Grundlagen CVID
T-B Kooperation
T Zellphänotypisierung
T Zellfunktion
B Zellrezeptor Signal
Calcium Signalweg
AKT- Foxo Signalweg
ERK Signalweg
Genexpression
SOX5
Nukleotidrezeptoren
…
aIgM CVID 21low
GFP SOX5
aIgM
aFOXO1
aIgM HD naiv
aIgM
aFOXO1

Knochenmark
IgH-Gene
IgL-Gene
Stammzelle
CD 34 +
Pro-B
DJ
Pre-B I
RAG
DJ
VpreB/�5
CD 34 +
CD 22 +
CD 10 +/-
CD 19 -
Störung des Keimzentrums
Pre-B II (L)
�
VDJ
VpreB/�5
CD 19 +
CD 10 +
CD 20 -
Pre-B II (S)
RAG
VDJ
VJ
Unreife
CD 19 +
CD 10 +
CD 20 +
VDJ
VJ
mIgM
CD 19 +
CD 10 +
CD 20 +
CD 21 -
+
fo B
Blut
MZ B
CD 19 +
Transit 1-2 CD 10 +
CD 38 ++
CD 24 ++
Trans
CD 21 int
mIgM ++
mIgD +
Marginal
zone B Zelle
CD 19 +
CD 21 +
CD 24 ++
CD 27 +
CD 38 -
mIgM ++
mIgD +/int
MZ B
B1 B Zelle ?
Milz
(Lymphknoten)
Trans
follikuläre
B Zelle fo B
mem B
B1
Transit 2-3
mIgM int/+
mIgD +
GC
mIgM -
mIgD -
mIgM ??
mIgG or A+
CD 19
+ ?????
CD 19 +
CD 21 +
CD 24 +
CD 27 –
CD 38 +
CD 19 +
CD 21 +
CD 24 ++
CD 27 +
CD 38 +

Der Lymphknoten
Mensch: ca. 300 Lymphknoten
Published in: anatomy health lymphystem medicine science on November 17, 2008
http://lymphaticdisorders.files.wordpress.com/2008/11/lymphorgansa.png?w=295&h=502
Funktionen:
- Immunologische Überwachung der Lymphe
- Initiierung der adaptiven Immunantwort
- Klonale Expansion antigenspezifischer
Lymphozyten
- Affinitätsreifung von B-Zellen
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/Illu_lymph_node_structure_de.png

Vom Infektionsherd in den Lymphknoten
DC-Reifung
Präsentierzelle T Zellen
Mempel et al Nature, 2004
modifiziert nach Janeway, et al., Immunobiology

Immunhistochemie des Lymphknotens
IgD
BCL2
CD20
MIB1
CD3
CD21
CD20
Pathopic Basel
IgD
CD30

Panel B1
Panel B2
IgD
CD38
Gestörte B Zellhomöostase bei CVID
Kontrolle CVID spät CVID früh CVID inflam
~25%
CD27
CD21
~60%
~10% ~35%
EUROClass Trial Wehr et al Blood 2008

Follikuläre Hyperplasie
CD20
Dank an PD J. Böhm, Pathologie
Störungen des Keimzentrums
CD23
bcl6
Diffuse Lymphadenitis
CD20
CD23

Granulomatöse Lymphadenitis
CD20
Dank an PD J. Böhm, Pathologie
Störungen des Keimzentrums
Follikuläre T Helfer Zellen
HD
Milz
ICOS
CXCR5
CD23 CD45R0 CD57

Klinik

Häufigkeit einzelner PID in Europa
Quelle: ESID.org

Lungenbeteiligung bei CVID
Lungenentzündung ist nicht gleich Lungenentzündung
Bakterielle Infektion
,
Entzündung ohne Erreger

Interstitielle Lungenbeteiligung bei CVID
GLILD granulomatöse lymphozytär interstitielle Lungenerkrankung
CT Thorax
Histologie (LIP, J Böhm)
,
B Zellphänotyp in BAL
CD38
Percentage of B cells (MEAN)
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
p KW = 0.011
HD CVID Ia patient
Peripheral Blood
p MW <
0.001
Peripheral Blood BAL
p MW = 0.029
Total CD19 + B cells
CD21 low CD38 low B cells
CD21
CVID Ia CVID non-IaDisease
control
Rakhmanov et al PNAS 2009

LOCID
Ausblick Klinik CVID
Identifizierung einer Subgruppe mit kombinierten ID
Inflammation
Interstitielle Lungenbeteiligung bei CVID
Korrelation radiol., histolog. und immunolog. Parameter
Enteropathie bei CVID
Korrelation klin., histolog. und immunolog. Parameter
Immunsuppressive Therapie bei CVID
Lymphoproliferation
Biomarker für Lymphoproliferation bei CVID
Splenektomie bei CVID

Therapie der Antikörpermangelsyndrome
Therapie: Immunglobulinsubstitution:
iv (5/10%): 0,4g/kgKG alle 4 Wochen (ca. 25g/Monat)
sc (16%):6-7g/Woche (ca. 4x10ml=6.4g) seit 12/2002 (D)
Antibiotika:
frühzeitig bei bakteriellem Infekt, Resistenztestung
Wirkspektrum: Streptokokken, Hämophilus inf.
Therapieziel: Reduktion der Infekte durch Anheben der
Serum IgG Talspiegel auf 7 (mind. 5) g/l
Vermeidung von Folgeschäden
Neu: Individuelle Spiegel: Ziel Infektfreiheit
Höhere Spiegel bei Durchfall
Höhere Spiegel bei Lungenerkrankung (Bronchiektasie)
Unter 4 g/l IgG deutl. Anstieg der Infektneigung

Centre of Chronic Immunodeficiency (CCI)
Div. of Rheumatology and Clinical Immunology
University Medical Centre Freiburg Germany
Prof. Dr. Hans Hartmut Peter, Prof. Dr. S. Ehl
AG Warnatz
S. Gutenberger M. Rakhmanov S.Haxelmans
L. Bossaller N. Völxen J. Müller-Hepburn
B. Keller C. Förster C. Wehr
AG Eibel AG Jumaa
H. Eibel B. Fischer H. Jumaa
M. Rizzi
AG Grimbacher Inst. für Pathologie UK Fr
B. Grimbacher J.Böhm
U. Salzer P. Fisch
PID Ambulanz:
S. Goldacker J.Thiel N.Venhoff M.Klima
Immunlabor:
M. Schlesier R.Draeger F.Hässler
Internationale Kollaboration:
EUROClass
EUROPADnet
JJ van Dongen Lab, S. Feske
C.Cunningham-Rundles
Sponsoren: DFG SFB620, EU FP7, BMBF
Und vor allem unseren Patienten!