background image

Immunology / Immunodeficiency 

                                                         

 

Objectives                                                                              
 

The objectives of this lecture are to know  

1. Types of innate immunodeficiency. 

2. Complement deficiency and its associations. 

3. Diagnosis of immunodeficiency. 

4. Secondary immunodeficiency. 

Immunodeficiency 

III. Disruptions of the innate immune system 

A- Primary phagocyte deficiencies (PPD) 

    These  defects  are  presented  by  recurrent  bacterial  and  fungal 

infections of unusual sites usually occur in childhood and milder forms in 

adulthood.  

—  Types: 

1. Leukocyte Adhesion Deficiency type I 

2. Chronic granulomatous disease(CGD) 

3. Chediak-Higashi syndrome (CHS). 

Leukocyte Adhesion Deficiency type I 

     The hallmarks of leucocyte adhesion deficiency (LAD) are defects in 

the adhesion process, marked leukocytosis and recurrent infections . 

— Leucocyte adhesion deficiency syndromes are: 

— LAD I  

—  LAD II  

LADIII                                                                                                               

This  rare  disease  is  due  to  deficiency  of  adhesion  molecules  like 

CD11a/CD18, CD11b/CD18 and CD11c/ CD18 (CR4) due to deficiency 

             lect:5

 

     

Dr. Khalid Waleed

 

M.B.ch.B., Msc., PhD. Immunology 

 

 


background image

of CD18 component in these receptors.  This disease is characterized by 

impaired phagocytes migration to the sites of infection.  

—      Clinically  they  have  repeated  gram  positive  and  negative  bacterial 

infections  and  fungal  infection.  Some  of  patients  die  within  few  years 

and others may reach forties.   

 

 

 

Chronic granulomatous disease(CGD) 

  Phagocytosis is normal but oxidative killing is absent in both  

    neutrophils and monocytes. 

  It is due to impairment of the NADPH (nicotinamide adenine   

    dinucleotide phosphate) oxidative pathway that enables the phagocyte  

   to produce superoxide radicals that kill the phagocytosed pathogen.  

  Patients suffer from repeated bacterial and fungal infection with  

   formation of small granulomatous masses in the infected tissues.  


background image

  Standard  treatment  includes  the  use  of  antibiotics  and  antifungal 

compounds to control infection.  

  Of late, the addition of IFN-gamma to this regimen has been shown to 

improve CGD symptoms. 

Chediak-Higashi syndrome (CHS) 

  Autosomal  recessive  disease  with  impaired  lysosomal  transport  and 

storage  due  to  mutations  in  the  lysosomal  trafficking  regulator  gene 

(LYST). 

  Patients with CHS develop neutropenia, impairment T-cells, impaired 

NK-cells and granulocytes. 

  Patients  presented  with  recurrent  bacterial  infections,  blood  clotting, 

pigmentation  and  neurologic  impairment,  photosensitivity,  light 

colour of  hair and skin.  

  Phagocytes  produce  giant  granules  (Diagnostic  hallmarks  of  the 

disease) but they are unable to kill microorganisms. 

B. Complement deficiency 

—  Deficiency of complement activation factor: 

—  It includes deficiency of factors that participate in the activation of one or 

more of the three sectors of the complement activation system:  

1.  classical pathway 

2.  lectin pathway  

3.  alternative pathway. 

 
 
 
 
 
 
 
 


background image

Clinical associations of primary complement deficiency 

 

 

Hereditary angioedema 

  Hereditary  angioedema  :  autosomal  dominant  inherited  disease 

characterized  by  deficiency  of  C1  esterase  inhibitor  (C1INH) 

characterized by over activation of the classical pathway. 

  Symptoms  begins  at    puberty.  Presentation  is  with  episodes  of 

subepithelial oedema of the skin, larynx or gastrointestinal tract which 

last for 2–3 days. 

  The  trigger  factors  of  HAE  attacks  are  physical  exertion,  mental 

stress, mechanical trauma, infection,  weather changes, menstruation. 

  Purified  C1  esterase  inhibitor  is  now  available  for  replacement 

therapy by intravenous injection.  

Diagnosis of primary immunodeficiencies 

—  Awareness of the condition.  

— Tests can be used for diagnosis and assessment of PIDs: 

 Complete blood counts and blood film.  


background image

 Serological  tests  for  measurement  of  levels  of  cytokines, 

immunoglobulins and complement factors. 

 Bone marrow aspirates and examination.  

 Chromosomal analysis and gene study. 

 Functional  tests  for  immunological  cells  as  T-cells,  B-cells  and 

macrophages. 

Treatment options for immunodeficiencies 

  Replacement of a missing protein 

  Replacement of a missing cell type 

  Replacement of a missing or defective gene 

  Replacement of missing protein: 

—     As: Immunoglobines concentrates and monoclonal Abs given i.v. Or   

— 

            S.C.  IgG  level  around  5mg/ml  can  prevent  infections. 

Immunosenescence:  The  immune  system  undergoes  age-associated 

changes known as immunosenescence, resulting in increased susceptibility 

to 

infections

cancers 

and 

autoi

 

mmunity 

in 

the 

aged.

 

 

 


background image

Secondary immunodeficiencies 

     Secondary  immunodeficiencies:  immune  deficiencies  that  develop  in 

previously  immunologically  intact  individuals  and  they  are  a  result  of 

diverse  external  factors.  Immunodeficiency  is  often  secondary  or 

transient, caused by nonimmune factors, including: 

1.  Malnutrition  

2.  Malignancy (Lymphomas and leukaemias). 

3.  Infections. 

4.  Immunoglobulin losses via the gastrointestinal or urinary tract 

(Nephrotic syndrome and Uraemia). 

5.  Previous use of high-dose steroids, or other immunosuppressive 

medications. 

6.  Human immunodeficiency virus (HIV) infection. 

7.  Previous use of monoclonal antibodies (mAbs), such as rituximab 

(anti-CD20). 

8.  Severe illness requiring critical care. 

Malnurtrition 

  A  significant  impairment  of  the  has  been  demonstrated  in  protein–

energy malnutrition(marasmus and Kwashiorkor),  

  The  thymus    and  lymphoid  tissue  is  atrophic  and  fibrotic.  Impaired 

delayed-type hypersensitivity(DTH) reaction. 

  Serum  immunoglobulin  levels  are  normal  or  raised,Although  serum 

IgA is increased but secratory IgA is decreased. 

 

IFNγ  and  IL-1  production  are  reduced,  but  recovers after  nutritional 

supplementation. 

  Phagocyte  has    impaired  phagocytosis  and  intracellular  killing. 

NKcell activity is reduced 

 


background image

Malignancy 

  Immunodeficiency  is  commonly  observed  in  lymphoid  malignancies 

(leukaemia, lymphomas and plasma cell dyscrasias).  

  Non-Hodgkin  Lymphoma:  there  is  decrease  in  humoral  and  marked 

cell mediated immunity  specially after chemotherapy 

  Leukaemia:  patients  with  acute  leukaemia  generally  have  normal  T 

cell-  and  B  cell  mediated  immunity  except    the  terminal  stage  or  

chemotherapy    treatment.  patients  with  chronic  lymphocytic 

leukaemia (CLL) develop hypogammaglobulinaemia. 

  Plasma cell dyscrasias: Multiple myelomais the  mostcommon plasma 

cell 

dyscrasias 

associated 

with 

immunodeficiency 

(hypogammaglobulinaemia). 

Infections 

  Bacterial  infections:  The  most  common  bacterium  associated  with 

immunodeficiency is Mycobacterium leprae. 

  Protozoal infections: Acute malaria (Plasmodium falciparum infection) 

isassociated with polyclonal hyperimmunoglobulinaemia. 

  Viral  infection:  HIV  ,  measles,  influenza,  adenoviruses  and 

herpesviruses. 

Protein loss 

 a.  Nephrotic  Syndrome:  loss  of  the  immunoglobulins,  the  greatest 

depletion occurs in IgG (there is a loss in selection mainly IgG). Serum 

IgG  and  IgA  levels  may  remain  low  during  remission,  although  IgM 

concentration is increased. 

 b.  Protein-losing Enteropathy: protein loss occurs most commonly in 

patients  with  gastrointestinal  surface  abnormalities  (e.g.  Regional 

enteritis, ulcerative colitis, sprue and coeliac disease). The levels of all 

immunoglobulins, albumin and IgG are  markedly decreased. 


background image

Acquired immunodeficiency syndrome (AIDS) 

  HIV is a retrovirus and made of two strands of RNA enclosed within 

a glycosylated capsid. 

  Target cells for HIV are any cell expressing both CD4 and CCR5 or 

CXCR4 (chemokine receptors)  

  Infection is persistent and chronic. 

  It is a devastating illness that had killed more than 25 million people 

by the end of 2008.  

  Routes of HIV infection are predominantly through mucosal surfaces: 

male  and  female  genital  tracts,  rectal  surfaces  and  gut  surfaces 

(perinatal infection). 

  Acquisition of HIV can also be directly through the bloodstream from 

injection drug users  

 

 


background image

Clinical course of HIV infection 

  First, there is the acute, or primary, stage of infection.  

  This is the period immediately after infection. 

  More  than  half  of  the  individuals  undergoing  primary  infection 

experience  flu-like  symptoms,  including  fever,  lymphadenopathy 

(swollen lymph nodes), and malaise approximately 2 to 4 weeks after 

exposure.  

  During  this  acute  phase,  HIV  infection  is  spreading  and  the  (viral 

load) in the blood as well as in other body fluids (risk of transfer to 

others).  

  Seroconversion (seropositive), or the appearance of antibody against 

HIV  antigens,  antibodies  generally  appear  in  the  serum  of  infected 

individuals within 6 to 12 weeks after exposure, but can take up to 6 

months to appear.  

  This stage is followed by an asymptomatic period during which there 

is  a  gradual  decline  in  CD4  T  cells  but  usually  no  symptoms  of 

disease.  

  Immune  response  involving  both  antibody  and  cytotoxic  CD8  T 

lymphocytes that keeps viral replication in check and drives down the 

viral load.   

  The length of this asymptomatic window varies greatly. normally has 

no  clinical  signs  of  disease  at  this  stage,  viral  replication  continues, 

CD4 cell levels gradually fall, and viral load in the circulation can be 

measured by PCR.  

  Without treatment, most HIV infected patients eventually progress to 

AIDS. 

  Diagnosis of  AIDS occurs only  once  four  criteria  have  been  met  of 

infection with HIV: 


background image

1. Greatly diminished numbers of CD4 T cells ( 200 cells/l of blood). 

2. Impaired or absent delayed-type hypersensitivity reactions. 

3. Occurrence of opportunistic infections, 

 

Notes….. 

  During  the  early  stages  of  the  disease  there  is  a  vigorous  anti-viral 

response involving cytotoxic CD8+ T cells, and typically blood CD8+ 

T cells are markedly elevated.  

  As the circulating free virus is reduced, the retrovirus integrates into 

host DNA in CD4+ T cells and macrophages. 

  Early  and  latent  disease  the  virus  tends  to  be  macrophage-tropic, 

while  in  later  stage,  the  virus  changes  to  preferentially 

lymphocytotropic,  binding  specifically  to  the  CXCR4  chemokine 

receptor on T cells. 

Immunological changes in AIDS 

  T-cell abnormalities:    


background image

1.  selective  depletion  of  CD4  T  cells  resulting  in  an  abnormally  low 

ratio of CD4/CD8Tcells 

2.  decreased production ofTh1 cytokines,  

3.  increased production ofTh2 cytokines;  

4.  impaired cytotoxic T-cell function. 

   B-lymphocyte abnormalities: 

1.  include impaired specific antibody response  

2.  increased proportion of circulating B cells;  

3.  increased 

circulating 

immune 

complexes. 

Polyclonal 

hyperimmunoglobulinaemia 

  NK-cell activity is markedly impaired.  

  Macrophages  are  defective  in  presenting  antigens  and  in  the 

production of various cytokines. 

   Levels of complement components are normal or increased (as acute-

phase reactants).  

 

Evaluation of Immunity in a Patient for Immunodeficiency: Starts With a 
Careful  History  and  Physical  Examination.  Clues  in  the  history  for 
further  evaluation  include  an  excess  of  respiratory  tract  infections,  of 
unusual  severity;  life-threatening  infections;  infections  with  unusual 
organisms;  a  family  history  of  immunodeficiency.  The  outlined 
laboratory tests provide an adequate screen of immunity in a patient with 
no specific findings. 




رفعت المحاضرة من قبل: Yahia Ziead
المشاهدات: لقد قام 4 أعضاء و 74 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل