Bernard-Soulier syndrom (BSS) er en arvelig, sædvanligvis autosomal recessiv, blodpladeblødningsanomali, karakteriseret ved forlænget blødningstid, store blodplader og trombocytopeni.1 I 1975 rapporterede Nurden og Caen, at trombocytter fra BSS-patienter manglede et vigtigt overflademembran-glycoproteinkompleks,2 som senere blev påvist at være komponentunderenhederne i glycoprotein (GP)Ib-IX-V-komplekset.3,4 I dette nummer af tidsskriftet beskriver Savoia og kolleger 13 patienter med BSS fra ti ubeslægtede familier med forårsagende mutationer i GPIbα, GPIbβ og GPIX og forsøger at relatere sværhedsgraden af blødningsfænotypen til genotypen.5

Struktur og funktion af GP Ib-IX-V-komplekset

GPIb-IX-V-komplekset er et centralt receptorkompleks i hæmostase og trombose. Ved at binde von Willebrand-faktor (VWF) medierer det den indledende kontaktadhæsion af trombocytter til eksponeret vaskulært subendothelium eller bristet plak i beskadigede kar ved høje shearflowhastigheder (>800).6 GPIb-IX-V/VWF-interaktion er også en kritisk begivenhed i dyb venetrombose.7 GPIb-IX-V-komplekset består af fire underenheder, GPIbα disulfidbundet til to GPIbαβ-underenheder, GPIX og GPV i et forhold på henholdsvis 2:4:2:1 (figur 1).8 Hver underenhed indeholder en eller flere ~24 aminosyre, leucinrige gentagelser, disulfid-loopede N- og C-terminale afdækningssekvenser, en transmembransekvens og et cytoplasmatisk domæne. GPIbα indeholder også et mucinlignende domæne, der hæver det vigtigste ligandbindingsdomæne, som er placeret inden for de N-terminale 282 rester. Ud over sin primære rolle i bindingen af VWF er dette N-terminale domæne af GPIbα et vigtigt bindingssted for flere ligander, der formidler trombocytinteraktioner med matrix og andre celletyper i forbindelse med trombose og inflammation (figur 1). Andre adhæsive ligander omfatter P-selectin,9 som udtrykkes på overfladen af aktiverede trombocytter og aktiverede endotelceller, og leukocytintegrinet αMβ2 (også kaldet Mac-1 eller CD11b/CD18).10 Disse to interaktioner er grundlæggende for crosstalk mellem trombocytter og leukocytter, herunder dem, der involverer trombocyt- og leukocyt-afledte mikropartikler, i både trombose og den associerede inflammatoriske reaktion.11 GPIb-IX-V-komplekset er også en vigtig receptor i formidlingen af trombocytafhængig koagulation, især med hensyn til den intrinsiske koagulationsvej, og har bindingssteder i det N-terminale domæne af GPIbα for kininogen med høj molekylvægt (HMW), faktor XI og XII og α-trombin.6

Figur 1. GPIb-IX-V-komplekset bestående af GPIbα disulfidbundet til to GPIbβ-underenheder og ikke-kovalent associeret med GPIX og GPV. Disulfidbindinger inden for domæner på begge sider af leucinrige gentagelsesdomæner er afbildet som massive sorte bjælker. Placeringen af sulfaterede tyrosinrester (Sulfo-Tyr ved 276, 278 og 279 i GPIbα), fosforylerede serinrester (Phospho-Ser) og palmitylerede Cys-rester i GPIbβ og GPIX er angivet. C, C-terminus; N, N-terminus; TM, transmembrandomæne.

GPIb-IX-V spiller også en rolle i opretholdelsen af trombocyttens form ved at forbinde trombocytoverfladen til et submembranøst netværk af aktinfilamenter, trombocytmembranens skelet. Dette involverer den centrale del af den cytoplasmatiske hale af GPIbα, især Phe568 og Trp570, som giver et bindingssted for det aktin-associerede protein, filamin A.6 Andre proteiner, der vides at binde til den cytoplasmatiske side af GPIb-IX-V enten direkte eller indirekte gennem bundne bindingspartnere, omfatter calmodulin og signalassemblageproteinet 14-3-3ζ samt andre proteiner, der potentielt er involveret i udbredelsen af signaler nedstrøms for GPIb-IX-V/VWF-engagement, såsom PI 3-kinase, TRAF4, Hic-5, p47-underenheden af NADPH-oxidase, Src-familiekinasen, Lyn og Syk.6,12 Binding af VWF til GPIb-IX-V-komplekset initierer en signalkaskade, der fører til aktivering af trombocytintegrinet αIIbβ3 (GPIIb-IIIa) og trombocytaggregation. Det mest receptor-proximale signalprotein, der er identificeret, er Src-familiens kinase, Lyn.13,14 VWF betragtes som en svag agonist, hvor fuld trombocytaktivering kræver forstærkning af signaler gennem de thromboxan A2- og ADP-afhængige signalveje.15

Bernard-Soulier syndrom: fænotype

Bernard-Soulier syndrom er klinisk karakteriseret ved en historie med epistaxis, gingivale og kutane blødninger og blødning efter traumer. Hos kvinder kan det også være forbundet med alvorlig menorrhagi. Den kliniske præsentation omfatter en forlænget blødningstid på huden, trombocytopeni og store trombocytter på perifere blodudstrygninger, og som sådan bliver tilfælde af BSS ofte fejldiagnosticeret som idiopatisk trombocytopenisk purpura (ITP) i mangel af yderligere klinisk undersøgelse. De kliniske profiler i de første femoghalvtreds litteraturrapporter om BSS-patienter/familier er tidligere blevet rapporteret i detaljer.1 BSS-trombocytter er karakteriseret ved mangelfuld ristocetinafhængig trombocytagglutination som et klinisk laboratoriesurrogat for vurdering af GPIb-IX-V/VWF-interaktion. Komponentunderenhederne i GPIb-IX-V-komplekset er, bortset fra meget sjældne undtagelser, enten til stede i meget lave niveauer eller er ikke påviselige ved flowcytometri eller ved SDS-gelanalyse og Western Blotting.1,5 En interessant undtagelse er Bolzano-varianten af BSS, der involverer en A156V-mutation (figur 2), hvor trombocytterne udtrykker stort set normale niveauer af GPIb-IX-V-komplekset, som dog er dysfunktionelt og ikke kan binde VWF.19 Således bør enten eller begge fraværende ristocetin-induceret trombocytaggregation eller fraværende eller næsten fraværende GPIb-IX-V-indhold ideelt set anvendes til at bekræfte diagnosen BSS.

Figur 2.Mutationer af (A) GPIbα, (B) GPIbβ og (C) GPIX, der er forbundet med Bernard-Soulier syndrom, kortlagt til den modne proteinstruktur, med angivelse af missense-mutationer eller korte deletioner (grøn), nonsense-mutationer, der fører til for tidligt stop (rød), eller mutationer, der forårsager et frameshift, der fører til stop (blå), primært baseret på Lanza16 og Bernard-Soulier syndrom-registeret og -webstedet (http://www.bernardsouli-er.org/) og referencerne heri. Der forekommer også mutationer i GPIbβ- og GPIX-signalsekvenserne, der fører til BSS. Der er ikke rapporteret mutationer i GPV, som ikke er afgørende for funktionel GPIb-IX-ekspression.6,17,18 De N-terminale 282 rester af GPIbα udgør det vigtigste ligandbindingsdomæne for GPIb-IX-V, med særskilte eller delvist overlappende interaktive steder for flere ligander: VWF, thrombospondin, P-selectin, αMβ2 (Mac-1), thrombin, faktor XI, faktor XII og HMW kininogen. *autosomal dominant arvelighed. **mutationer påvist af Savoia et al.5

Ud over disse abnormiteter viser BSS-trombocytter yderligere funktionelle defekter, herunder øget membrandeformabilitet, dårligt aggregationsrespons på lave, men ikke høje doser af α-trombin og nedsat evne til at understøtte trombindannelse under trombocytafhængig koagulation (mindre protrombin omdannes til trombin).1 Trombocytaggregation til andre trombocytagonister såsom kollagen og ADP er normal i forhold til trombocytter fra et normalt individ med samme antal trombocytter. Størstedelen af disse fænotypiske forskelle i BSS-trombocytter kan forklares ud fra den kendte funktion af GPIb-IX-V-komplekset. Den meget dårlige eller manglende ristocetininducerede trombocytagglutination skyldes fraværet af GPIb-IX-V-komplekset og dermed VWF-bindingsstedet på GPIbα, mens den forlængede blødningstid på huden formodentlig afspejler en kombination af denne defekt kombineret med det lave antal trombocytter og den nedsatte thrombinproduktion. De store blodplader og det lave antal blodplader i BSS skyldes formodentlig fraværet af GPIbα og filamin A-bindingsstedet, der binder GPIb-IX-V-komplekset til blodplademembranens skelet, da den store blodpladedefekt og det lave antal blodplader, der også forekommer hos BSS-mus (GPIbα knockout), stort set reddes ved ekspression af en α-underenhed af GPIb, hvor det meste af den ekstracytoplasmatiske sekvens er blevet erstattet af et isoleret domæne af α-underenheden af den humane interleukin-4-receptor, men hvor den cytoplasmatiske sekvens er normal.20 Fraværet af den normale GPIbα-interaktion med filamin synes også at være årsagen til den øgede membrandeformabilitet, der ses i BSS-trombocytter21 . BSS-trombocytternes dårlige respons på α-trombin er i overensstemmelse med beviser for, at binding af α-trombin til GPIbα øger α-trombins evne til at aktivere trombocytter gennem trombocyttens trombinreceptor PAR-1.6,22 Endelig er BSS-trombocytternes nedsatte evne til at understøtte trombindannelse i overensstemmelse med en rolle for GPIb-IX-V-komplekset i forbindelse med at lette aktiveringen af den intrinsiske vej for trombocytaktivering ved at tilvejebringe et trombocytbindingssted for faktor XI og XII.6

Bernard-Soulier syndrom: genotype

Der er nu beskrevet et stort antal mutationer i GPIbα, GPIbβ og GPIX, som er årsagsskabende for Bernard-Soulier syndrom (figur 2).16 Disse omfatter missense-mutationer, korte deletioner, nonsense-mutationer, der resulterer i et for tidligt stopkodon, og mutationer, der forårsager et frameshift, som også fører til et for tidligt translationelt stopkodon. Der er ikke rapporteret om mutationer i GPV, der er årsagsskabende for BSS, hvilket er i overensstemmelse med, at der ikke er et krav om GPV-ekspression for ekspression af de andre underenheder af GPIb-IX-V-komplekset.6,17,18

Korrelerer Bernard-Soulier syndrom-genotypen med blødningens sværhedsgrad?

I dette nummer begynder Savoia og kolleger at behandle det spændende spørgsmål om, hvorvidt BSS-genotypen korrelerer med blødningens sværhedsgrad.5 Undersøgelser på mus viser ofte, at fænotypen kan variere afhængigt af den genetiske baggrund hos den mus, hvor genet er blevet slettet, og derfor bidrager andre genetiske forskelle, der påvirker hæmostase, utvivlsomt til den markante variabilitet, der ses i blødningstendens blandt BSS-patienter.1,5 Hvad der er mindre klart er, er, om BSS-genotypen i sig selv også er forbundet med sværhedsgraden af blødningsfænotypen. GPIbα er involveret i binding af flere ligander, der er relevante for forskellige aspekter af hæmostase, herunder VWF, thrombospondin, P-selectin, αMβ2 (Mac-1), thrombin, faktor XI, faktor XII og HMW-kininogen, og derfor ville man forudsige potentialet for forskelle baseret på graden af GPIbα-ekspression i forhold til dens fuldstændige fravær, eller mellem lave niveauer af normal GPIbα og lignende lave niveauer af GPIbα med funktionelle mutationer i det N-terminale GPIbα-ligandbindende domæne. I Savoia-artiklen5 er det ikke muligt at vurdere en overordnet sammenhæng mellem genotype og blødningsfænotype, da de fleste af BSS-patienterne i deres undersøgelse er et enkelt eksempel på en specifik genotype. Der er dog 5 BSS-patienter i deres undersøgelse fra tre forskellige familier, som involverer mutation af GPIX Cys8 (enten C8R eller C8W), og alle havde en mild blødningsfænotype. I modsætning hertil fandt en tidligere undersøgelse, der behandlede genotype/fænotype i en stor schweizisk familie, at 4 BSS-patienter, der var homozygote for en N45S mutation i GPIX, havde variabel blødningsrisiko23 . Afklaring af, om BSS-genotype rent faktisk kan resultere i forskelle i blødningsfænotypens sværhedsgrad, afventer sandsynligvis mere detaljerede genetiske undersøgelser i mus med BSS og større BSS-patientkohorteundersøgelser.

Fodnoter

• Michael Berndt er i øjeblikket direktør for Biomedical Diagnostics Institute i Dublin og professor i eksperimentel medicin ved Royal College of Surgeons in Ireland, også i Dublin, Irland. Han er valgt formand for International Society on Thrombosis and Haemostasis. Han har offentliggjort over 280 artikler inden for områderne trombose og hæmostase og vaskulær biologi. Robert Andrews er i øjeblikket lektor og leder af det vaskulære biologiske laboratorium ved Australian Centre for Blood Diseases (ACBD), Alfred Medical Research and Education Precinct (AMREP), Monash University, Melbourne, Australien. Han har udgivet over 120 artikler om trombocytreceptorer, slangetoksiner, lægemiddelmål og kliniske defekter og er medlem af nationale og internationale redaktionsudvalg og rådgivende komitéer. Anerkendelser: Forfatterne anerkender taknemmeligt støtte fra Science Foundation Ireland og National Health and Medical Research Council of Australia.
• Relateret originalartikel på side 417
• Finansielle og andre oplysninger, som forfatteren har givet ved hjælp af ICMJE (www.icmje.org) Uniform Format for Disclosure of Competing Interests, er tilgængelige sammen med den fulde tekst af denne artikel på www.haematologica.org.