Distrofia ectodermica da poliendocrinopatia autoimmune con candidiasi: Insights into Genotype-Phenotype Correlation

Abstract

La distrofia ectodermica da candidiasi poliendocrinopatia autoimmune (APECED) è una rara malattia autosomica recessiva, causata da mutazioni di un singolo gene chiamato gene regolatore autoimmune (AIRE) che risulta in un fallimento della tolleranza delle cellule T nel timo. La candidosi mucocutanea cronica, l’ipoparatiroidismo cronico e il morbo di Addison sono i segni distintivi della sindrome. L’APECED è anche caratterizzata da diverse manifestazioni autoimmuni endocrine e non endocrine, e il fenotipo è spesso complesso. Inoltre, anche se APECED è una malattia monogenica, il suo quadro clinico è generalmente dominato da un’ampia eterogeneità sia nella gravità che nel numero di componenti anche tra fratelli e sorelle con lo stesso genotipo AIRE. La variabilità della sua espressione clinica implica che la diagnosi può essere difficile, e un notevole ritardo si verifica spesso tra la comparsa dei sintomi e la diagnosi. Poiché una diagnosi tempestiva è essenziale per prevenire gravi complicazioni, i medici dovrebbero essere consapevoli di tutti i sintomi e segni di sospetto. Lo scopo di questo articolo è di fornire una panoramica sulla presentazione clinica e sui criteri diagnostici dell’APECED e di concentrarsi sulle attuali conoscenze sulla correlazione genotipo-fenotipo.

1. Introduzione

La distrofia ectodermica da poliendocrinopatia autoimmune (APECED) è una rara malattia autosomica recessiva (OMIM 240300) con un fenotipo clinico complesso scoperto da decenni. APECED è la prima malattia autoimmune multipla che ha dimostrato di essere causata da mutazioni di un singolo gene chiamato gene regolatore autoimmune (AIRE), che mappa a 21q22.3 e codifica una proteina 55-kDa che agisce come un regolatore di trascrizione espresso in organi immuni. Immunologicamente, il disordine è caratterizzato da un infiltrato linfocitario di organi bersaglio e la comparsa di autoanticorpi sierici contro diversi antigeni definiti tessuto-limitato, prevedendo o correlando con fallimento funzionale. La variabilità della sua espressione clinica implica che la diagnosi può essere spesso impegnativa. Poiché una diagnosi tempestiva è essenziale per prevenire gravi complicazioni, i medici dovrebbero essere consapevoli di tutti i sintomi e segni di sospetto. Lo scopo di questo articolo è di dare una panoramica sulla presentazione clinica e sui criteri diagnostici dell’APECED. Inoltre, si presterà attenzione alle attuali conoscenze sulla correlazione genotipo-fenotipo.

2. Presentazione clinica

L’APECED si presenta solitamente nell’infanzia, ma nuove componenti della malattia possono comparire anche nella quinta decade di vita. Il quadro clinico è generalmente caratterizzato da un’ampia eterogeneità e il fenotipo varia ampiamente nella gravità e nel numero di componenti tra i soggetti affetti. Questa variabilità riflette il modello altamente variabile di reazioni autoimmuni distruttive verso diversi organi endocrini e non endocrini. La candidosi mucocutanea cronica (CMC), l’ipoparatiroidismo cronico (CH) e il morbo di Addison (AD), rappresentano il segno distintivo clinico della sindrome e la diagnosi clinica di APECED richiede la presenza di almeno due di queste tre componenti principali. La CMC è stata riportata come il primo segno ad apparire nella maggior parte ma non in tutte le serie di pazienti segnalati. Infatti, in una serie di 23 pazienti ebrei iraniani solo quattro avevano una candidosi orale relativamente lieve e transitoria. È spesso seguita dalla CH, prima dei 10 anni, e più tardi dall’insufficienza surrenale. Oltre alla triade classica (CMC, CH, AD), il fenotipo dell’APECED comprende diverse manifestazioni autoimmuni endocrine e non endocrine, che in alcuni casi possono anche precedere la triade classica. Infatti, 10 dei 91 pazienti finlandesi avevano da uno a tre altri componenti 0,1-14 anni prima della comparsa di uno qualsiasi degli elementi principali della triade. Tra i soggetti con CMC, 21 pazienti avevano da uno a sei altri componenti da 0,2 a 25 anni prima della comparsa della CH o dell’AD. La CMC è un segno dell’immunodeficienza sottostante, essendo quindi diversa nella patogenesi dalle manifestazioni autoimmuni multiple dell’APECED. Colpisce preferenzialmente la mucosa orale causando una forma lieve di keilite angolare intermittente. I casi più gravi comprendono l’infiammazione della maggior parte della mucosa orale, la CMC iperplastica e la forma atrofica con mucosa sottile e aree leucoplastiche. La candidosi esofagea e intestinale può anche verificarsi ed è caratterizzata da dolore addominale, flatulenza e diarrea. I pazienti con candidosi orale e/o esofagea di lunga durata sono a rischio aumentato di carcinoma a cellule squamose esofageo. Nella serie finlandese, il 10,5% dei pazienti di età superiore ai 25 anni ha sviluppato un carcinoma a cellule squamose del cavo orale o dell’esofago. Questo indica che il carcinoma non è raro in questi pazienti e, pertanto, la candidosi dovrebbe essere trattata aggressivamente con antimicotici topici insieme a una buona igiene orale. I meccanismi critici dell’aumentata suscettibilità al CMC nei pazienti APECED sono ancora poco conosciuti anche se gli autoanticorpi contro le citochine sembrano essere implicati nella patogenesi. Recentemente, è stato ipotizzato un ruolo degli autoanticorpi neutralizzanti specifici contro le citochine IL-22 e IL-17F legate al Th17, e la concomitante perdita di cellule Th17 e Th22, nella patogenesi del CMC. D’altra parte, va detto che è stato ipotizzato che l’infezione cronica da candida può innescare una malattia autoimmune inducendo un’infiammazione cronica con la persistenza di alti livelli di citochine.

CH è di solito la prima componente endocrina. I sintomi dell’ipocalcemia possono essere vaghi con crampi muscolari, lieve parestesia e goffaggine per molto tempo prima che la diagnosi venga fatta e, a volte, l’ipocalcemia può precipitare durante la malattia febbrile presentandosi con crisi di tipo grand-mal. Gli autoantigeni candidati precedentemente collegati allo sviluppo dell’ipoparatiroidismo nei pazienti APECED, come il recettore di rilevamento del calcio (Ca-S-R) non è stato confermato come autoantigene rilevante. Recentemente, NALP5 (NATCH leucine-rich repeat protein 5) è stato identificato come il bersaglio per l’attacco autoimmune nelle cellule paratiroidi nel contesto di APECED, ma gli autoanticorpi contro questo antigene sono eccezionalmente rari in ipoparatiroidismo isolato.

La DA appare più comunemente tra i 5 e i 15 anni di età. L’insufficienza surrenalica può essere asintomatica per lungo tempo così come i pazienti possono riferire affaticamento, perdita di peso, e aumento della pigmentazione della membrana mucosa e della pelle. Se non riconosciuta, la crisi surrenale può rappresentare un evento fatale. L’ACTH e/o la renina plasmatici elevati insieme a un basso livello di cortisolo sono i segni distintivi della malattia. Tuttavia, va sottolineato che un aumento dei livelli di renina da solo può essere la prima anomalia biochimica della DA, poiché le distruzioni della zona fascicualta surrenale e della zona glomerulosa spesso non sono simultanee, essendo quest’ultima il primo strato preso di mira dall’attacco autoimmune. La maggior parte dei pazienti con APECED può mostrare autoanticorpi contro la 21-idrossilasi anche anni prima della comparsa clinica della malattia. Il rilevamento di questi anticorpi richiede il monitoraggio della funzione surrenalica per prevenire la crisi surrenalica.

Lo spettro di endocrinopatie associate con APECED oltre a CH e AD include ipogonadismo ipergonadotropo, che è generalmente presente solo nelle femmine colpite, diabete di tipo 1, malattie autoimmuni della tiroide e difetti ipofisari. La comparsa di queste manifestazioni è di solito associata a una serie specifica di autoanticorpi organo-specifici che possono apparire molto prima della manifestazione clinica evidente.

La presenza di anomalie ectodermiche è anche comune. Le principali manifestazioni ectodermiche in APECED sono l’ipoplasia dello smalto dentale, la distrofia delle unghie e l’alopecia. Possono essere presenti anche cheratopatia, vitiligine, calcificazioni delle membrane timpaniche e rash con febbre. Nei giovani pazienti il rash periodico maculopapulare, morbilliforme o orticario, di solito con febbre, può essere parte della prima manifestazione e, nella maggior parte, appare prima dei 5 anni di età. Anche se la patogenesi delle distrofie ectodermiche sembra essere autoimmune, nessun anticorpo specifico associato è stato riportato fino ad oggi.

Le manifestazioni oculari sono cheratopatia, occhio secco, cataratta sublenticolare, iridociclite, distacco di retina e atrofia ottica. Tra queste, la cheratopatia può essere una complicazione grave che, in assenza di un trattamento adeguato, può portare alla cecità.

Inoltre, l’autoimmunità gastrointestinale nell’APECED può portare a gastrite autoimmune, epatite autoimmune e disturbi intestinali con diarrea cronica alternata a costipazione. L’epatite autoimmune può variare da forme lievi e autolimitate a forme gravi che richiedono un trattamento con immunosoppressori ed è caratterizzata dalla presenza di marcatori immunologici particolari come gli autoanticorpi contro il citocromo P450IA2 (CYP IA2), CYP2A6 e la L-amminoacido aromatico decarbossilasi (AADC). Il malassorbimento e la steatorrea possono essere il risultato di un’insufficienza pancreatica esocrina. È interessante notare che le cellule endocrine intestinali sono anche il bersaglio di un attacco autoimmune e, a questo proposito, è stato suggerito che la disfunzione intestinale può anche essere considerata un’endocrinopatia. I sintomi gastrointestinali sono stati associati alla presenza di autoanticorpi contro la triptofano idrossilasi (TPHAbs). La colelitiasi può anche verificarsi.

Asplenia, nefrite tubulointerstiziale, malattia polmonare ostruttiva, vasculite, sindrome di Sjögren, vasculite cutanea, anemia emolitica, sclerodermia, displasia metafisaria e malattia celiaca sono stati segnalati anche per essere associati con APECED . Gli autoanticorpi diretti contro la proteina regolatrice del canale del potassio (KCNRG), che si trova nelle cellule epiteliali dei bronchioli terminali, sono stati suggeriti come un marcatore della malattia polmonare nei pazienti APECED. La natura autoimmune della distruzione renale è stata confermata dall’esame di campioni bioptici e dalla determinazione di autoanticorpi antiproximal tubular. L’asplenia acquisita, che si presenta fino al 20% dei pazienti APECED, comporta una riduzione delle risposte immunitarie ai batteri incapsulati ed è un serio fattore di rischio per lo sviluppo di setticemia. L’asplenia può essere sospettata sulla base della presenza di strisci di sangue periferico di cellule di Howell-Jolly. La patogenesi dell’asplenia rimane sconosciuta.

La malattia muscolare è una componente aggiuntiva dell’APECED. Finora sono stati descritti sei casi con caratteristiche cliniche molto simili di miopatia progressiva degli arti nel contesto dell’APECED. La miopatia con coinvolgimento dei muscoli assiali può anche portare ad un coinvolgimento respiratorio e, infine, ad un’insufficienza respiratoria pericolosa per la vita.

Ad oggi, solo 2 casi di encefalite sono stati riportati nel contesto di APECED, uno dei quali porta ad una condizione grave e pericolosa per la vita.

L’aspettativa di vita dei pazienti con APECED dipende dalla gravità della malattia. La mortalità complessiva dei pazienti con APECED varia ampiamente sulla base dello spettro clinico. Le manifestazioni autoimmuni più pericolose sono l’epatite necrotizzante fulminante, il malassorbimento grave e la nefrite tubulointerstiziale. La sostituzione ormonale subottimale o la gestione inadeguata della crisi addisoniana possono anche aumentare il rischio di mortalità. Inoltre, i pazienti con candidosi orale di lunga durata sono a rischio aumentato di carcinoma a cellule squamose dell’esofago.

La terapia mirata alla malattia non è attualmente disponibile e il trattamento si basa principalmente sulla sostituzione ormonale e sulla cura dei sintomi clinici. Finora, la terapia immunosoppressiva è stata utilizzata solo per malattie potenzialmente fatali come l’epatite, la nefrite o il grave malassorbimento. Nuovi esempi di trattamento immunomodulatore del topo knockout Aire che hanno come bersaglio le cellule T e B lasciano sperare che tali strategie potrebbero essere utili in futuro anche per questi pazienti. Più recentemente, un anticorpo monoclonale contro le cellule B, Rituximab, è stato usato con successo per trattare la malattia polmonare nei pazienti APECED, sollevando la speranza di applicarlo a tutti i pazienti con APECED.

3. Diagnosi

La diagnosi di APECED è principalmente basata sulla presenza di due delle tre caratteristiche cliniche più comuni: CMC, CH e AD. La presenza di una sola componente è sufficiente per la diagnosi se un fratello è affetto. Tuttavia, il quadro clinico precoce può essere dominato da una delle componenti minori o dalla presenza di una sola componente maggiore e, in queste circostanze, l’APECED può essere mal diagnosticata. Pertanto, nei bambini la presenza di una componente minore dovrebbe indurre a indagare attentamente per altri sintomi. La candidosi nell’infanzia (e ancor più nell’adolescenza o nell’età adulta) è spesso sottovalutata come sintomo iniziale di una malattia più complessa. In una recente indagine su 24 pazienti affetti da APECED, Mazza et al. hanno sottolineato il notevole ritardo tra la comparsa dei primi sintomi di APECED e il momento della diagnosi della malattia con un ritardo diagnostico medio di circa 10 anni.

L’identificazione di mutazioni genetiche causali nell’AIRE può confermare la diagnosi e può essere utile in quei casi con presentazione atipica. In circa il 95% dei pazienti, vengono rilevate due mutazioni AIRE che causano la malattia. Gli autoanticorpi costituiscono anche importanti marcatori diagnostici e possono essere in alcuni casi predittivi di una specifica manifestazione della malattia come dettagliato nella Tabella 1.

Recentemente, gli autoanticorpi neutralizzanti per gli interferoni di tipo 1 (INF) (IFN-ω e IFN-α) sono stati altamente correlati con il deficit di AIRE, indipendentemente dal genotipo AIRE, dalle caratteristiche e dalla durata della APECED. Pertanto, essi appaiono come un prezioso strumento diagnostico per lo screening dei pazienti con manifestazioni cliniche insolite di APECED, invece di un più costoso e ingiustificato sequenziamento AIRE. In particolare, gli anticorpi Anti-IFN-ω sembrano comparire molto presto nella vita e la loro presenza conferma virtualmente la diagnosi. Pertanto, questi autoanticorpi sono stati recentemente inclusi nei nuovi criteri diagnostici per la diagnosi di APECED come riportato da Husebye et al. e mostrato nella Tabella 2.

4. Background genetico

Come già detto, APECED è causato da mutazioni nel regolatore trascrizionale AIRE. AIRE è un fattore cruciale nella tolleranza centrale per il giusto sviluppo dell’auto-tolleranza che promuove la cancellazione clonale dei timociti auto-reattivi. All’interno delle cellule epiteliali midollari timiche (mTECs), AIRE induce l’espressione di un ampio repertorio di antigeni tissutali periferici (PTAs) normalmente espressi in periferia, portando infine alla cancellazione delle cellule T-autoreactive. Pertanto, l’assenza di AIRE si traduce in una compromissione della cancellazione clonale dei timociti autoreattivi, che attaccano una varietà di organi. Inoltre, vi è ora una forte evidenza per l’espressione AIRE nei tessuti periferici anche se questi livelli sono significativamente inferiori a quelli delle cellule stromali timiche. Il lignaggio delle cellule extratimiche che esprimono AIRE è stato descritto come sia mieloide che epiteliale, in particolare nei linfonodi, nel fegato fetale e nei tessuti dell’appendice.

Anche se l’APECED è rara, è relativamente più frequente in alcune popolazioni (1 : 9000 negli ebrei iraniani, 1 : 25000 nei finlandesi, e 1 : 14.400 nei sardi). È anche abbastanza frequente in Norvegia (1 : 90.000) e in altre regioni d’Italia. Anche se il modo più frequente di eredità è autosomico recessivo, una famiglia italiana con APECED portava una mutazione missenso (G228W) nell’esone 6 in eterozigosi, indicando un modello dominante di eredità. Finora, oltre 70 diverse mutazioni del gene AIRE sono state documentate in pazienti APECED (Figura 1). Alcune diverse mutazioni sono state trovate come peculiari di alcune popolazioni. R257X è la mutazione più comune tra i pazienti finlandesi e altri europei, 1094-1106 del113 (o 967-979 del13 bp) è la mutazione più comune nei pazienti inglesi, irlandesi, nordamericani e norvegesi, e Y85C è l’unica mutazione trovata tra gli ebrei iraniani. In Italia APECED mostra una maggiore prevalenza in varie regioni, in particolare in Sardegna, Puglia e area veneziana. Inoltre, sia in Sardegna che in Puglia sono state identificate mutazioni peculiari di AIRE: la mutazione R139X sull’esone 3 in Sardegna e le mutazioni W78R e Q358X sull’esone 2 e 9, rispettivamente, in Puglia. In Veneto, le mutazioni AIRE (R257X e 979 del-13 bp sull’esone 6 e 8, rispettivamente) erano diverse dalle altre regioni italiane ma simili a quelle identificate nei pazienti finlandesi e anglosassoni. Tra i pazienti siciliani, la mutazione tipica è R203X sull’esone 5 ma due nuove mutazioni sono state recentemente identificate (S107C e Q108fs sull’esone 3). Pur non mostrando una mutazione tipica del gene, i pazienti campani mostrano un’alta frequenza di mutazioni nella giunzione esone/introne 1. Nessuna mutazione del gene AIRE specifica della Calabria è stata trovata in pazienti con la malattia.

Figura 1

Mutazioni del gene AIRE (a) e domini funzionali della proteina corrispondente (b). Modificato da Meloni et al .

5. Correlazione genotipo-fenotipo

APECED è caratterizzato da un’ampia variabilità dell’espressione clinica. Nella più grande serie riportata di 91 pazienti finlandesi, è stata confermata un’ampia variazione del fenotipo clinico e del decorso clinico dell’APECED. In seguito, molti altri autori hanno confermato questa eterogeneità fenotipica tra diverse popolazioni. Nella maggior parte di questi studi, non è stata trovata alcuna correlazione genotipo-fenotipo. Tuttavia, diverse osservazioni suggeriscono che una correlazione genotipo-fenotipo può esistere. Infatti, il fenotipo e il genotipo dei pazienti ebrei iraniani sono peculiari della loro popolazione e differiscono notevolmente dagli altri. C’è anche la prova di una diversa prevalenza per sesso di ipogonadismo ipergonadotropo e ipoparatiroidismo. Inoltre, la mutazione G228W è stata associata ad un fenotipo particolare. Infatti, questa mutazione sembra suscitare un rischio insolitamente elevato di tiroidite autoimmune (AT), mentre mostra una penetranza inferiore per APECED.

Degno di nota, l’espressione clinica della malattia può essere ampiamente diversa anche tra fratelli e sorelle che portano la stessa mutazione. Tale eterogeneità suggerisce fortemente che i geni che modificano la malattia, i fattori ambientali, così come le dinamiche del sistema immunitario possono giocare un ruolo nel modulare l’espressione clinica della sindrome.

Studi recenti hanno rivelato effetti di ulteriori loci genetici, in particolare il complesso dell’antigene leucocitario umano (HLA) su alcune manifestazioni patologiche di APECED. Associazioni con specifici aplotipi HLA sono state trovate per componenti come alopecia, AD e diabete di tipo 1 in pazienti con APECED. Questi aplotipi sono quelli associati con le forme comuni, non legate all’APECED, di quello specifico disturbo. Tuttavia, è stata osservata solo una debole associazione tra il tipo HLA e le specificità autoanticorpali nei pazienti APECED, suggerendo che in APECED gli alleli HLA non hanno una forte influenza sulla formazione di autoanticorpi di per sé.

Oltre alla rete di tolleranza centrale, che è principalmente coinvolta nella patogenesi dell’APECED, diversi altri meccanismi periferici sono in grado di contribuire al controllo e alla regolazione del sistema immunitario. Questi fattori sono coinvolti nel mantenimento dell’omeostasi della tolleranza periferica dei cloni autoreattivi residui, che sfuggono alla selezione negativa all’interno del timo e svolgono un ruolo significativo nel prevenire o minimizzare la reattività agli auto-antigeni. La tolleranza periferica riconosce, come possibili meccanismi, l’induzione di un’anergia funzionale con inattivazione delle cellule T autoreattive, la cancellazione dei cloni autoreattivi per apoptosi attraverso l’interazione di Fas/FasL , e l’azione soppressiva dei linfociti T regolatori (Treg). Un ulteriore meccanismo coinvolto nel controllo della reattività al self engagé in periferia è l’attività delle cellule natural killer (NK). Pertanto, le alterazioni dipendenti da uno dei meccanismi di tolleranza periferici potrebbero contribuire all’ampia variabilità dell’espressione clinica dell’APECED. Ad oggi, ci sono solo pochi studi sulla funzionalità di questi meccanismi di tolleranza immunologica nei pazienti con APECED. È stata riportata una diminuzione dei Tregs CD4+CD25+ sia negli adulti che nei bambini con APECED. Tuttavia, la riduzione dei Tregs circolanti potrebbe anche essere secondaria all’infezione fungina cronica in questi individui e, pertanto, il loro ruolo patogenetico nella malattia deve ancora essere chiarito. Recentemente, diversi fattori genetici, ambientali e molecolari potenzialmente implicati nella variabilità fenotipica di APECED sono stati studiati in due fratelli affetti da APECED. Sono stati caratterizzati da un’espressione fenotipica estremamente diversa nonostante un AIRE identico (IVS1 + 1G > C; IVS1 + 5delG). In particolare, la sorella più giovane ha avuto una forma lieve della sindrome, mentre il maschio più anziano ha sviluppato un fenotipo grave esibendo una fase accelerata che coinvolge paratiroide, tiroide, mucosa orale, pelle, fegato, ghiandole surrenali, intestino e stomaco che culmina in una sindrome di encefalopatia posteriore pericolosa per la vita (PRES). La PRES è una condizione neurologica caratterizzata da un’encefalopatia acuta con risultati radiologici specifici, raramente riportata nei bambini. La patogenesi non è ancora chiara, tuttavia ci sono prove che mettono in relazione la PRES con malattie autoimmuni o l’uso o l’uso di immunosoppressori.

L’esposizione ad agenti infettivi come la rosolia, il virus di Epstein Barr, il citomegalovirus, il toxoplasma, il virus della varicella zoster, il parvovirus B19, il virus herpes simplex e il virus della parainfluenza è stato escluso come fattore scatenante. I meccanismi di tolleranza periferica (apoptosi indotta da Fas, numero di cellule regolatrici TCD4+CD25+ e attività natural killer) e l’aplotipo HLA sono stati confrontati nei due fratelli e non è stata trovata alcuna differenza significativa. Tuttavia, la possibilità che i due fratelli differiscano nel loro corredo genetico è grande e questo potrebbe spiegare la differenza nel decorso clinico nonostante la stessa mutazione AIRE. Come per altri disturbi mendeliani, l’interazione tra più fattori genetici, epigenetici e ambientali gioca certamente un ruolo.

6. Conclusioni

APECED è una rara e complessa malattia autoimmune. La diagnosi di APECED può essere difficile e, anche se i sintomi di solito appaiono durante l’infanzia, la diagnosi può essere ritardata fino alla seconda decade di vita. Le ragioni della difficoltà nel riconoscimento precoce di questi pazienti si basano anche sull’eterogeneità dello spettro clinico che implica che fattori genetici e ambientali, diversi dall’AIRE, modulano l’espressione clinica. Inoltre, va menzionato che i tempi di comparsa dei singoli disturbi variano profondamente durante l’infanzia, il che implica che la maggior parte dei pazienti può sviluppare nuove componenti della malattia nella 3a-5a decade di vita. Una migliore comprensione di questi fattori coinvolti nell’espressione clinica della malattia potrebbe certamente migliorare le attuali conoscenze sulla patogenesi dell’APECED e aiutare a identificare nuovi bersagli terapeutici.

Conflitto di interessi

Gli autori dichiarano che non c’è conflitto di interessi.