hyper-IgM 3型免疫缺陷；CD40抗原

CD40是一种细胞表面受体，在所有成熟的B细胞，大多数成熟的B细胞恶性肿瘤和一些早期的B细胞急性淋巴细胞白血病的表面表达，但在浆细胞上不表达（Clark，1990）。它还在单核细胞，树突状细胞，内皮细胞和上皮细胞上表达（van Kooten and Banchereau，2000）。

细胞遗传学位置：20q13.12
基因座标（GRCh38）：20：46,118,241-46,129,857（来自NCBI）

▼ 克隆和表达
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Stamenkovic等（1989）分离出编码CD40基因的cDNA，并通过蛋白质的预测序列证明CD40与人神经生长因子受体有关（162010）。它也与TNF-α的受体（191160）和CD27（186711）密切相关。这些同源性暗示CD40的配体可以是可溶性因子，并且CD40是细胞因子受体家族的成员。CD40是一种磷蛋白，能够表达为同型二聚体。

▼ 基因功能
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Kawabe等（1994）和Castigli等（1994）证实CD40在小鼠中依赖T细胞的免疫球蛋白类别转换，记忆B细胞发育和生发中心形成中起着至关重要的作用（参见“动物模型”部分）。CD40与主要在T细胞上发现的CD40配体（CD40LG; 300386）相互作用，在体液和细胞介导的免疫反应中均起作用。CD40配体激活B细胞上的CD40导致B细胞增殖，分化，免疫球蛋白同种型转换，生发中心形成和体液记忆反应的刺激。已发现CD40可介导各种各样的免疫和炎症反应（Schonbeck and Libby，2001）。在细胞内，CD40分子充当跨膜信号转导子，导致细胞内激酶和转录因子的激活。

Trompouki等（2003）确定CYLD（605018）是一种去泛素化酶，通过特定的肿瘤坏死因子受体（TNFRs）负调节转录因子NF-κB（164011）的激活。CYLD的去泛素化活性的丧失与肿瘤发生有关。CYLD抑制TNFR家族成员CD40，XEDAR（300276）和EDAR（604095）激活NF-κB）的方式取决于CYLD的去泛素化活性。CYLD的RNA介导的干扰下调增强基础和CD40介导的NF-κB激活。CYLD对NF-κB的抑制作用至少部分是由TNFR相关因子2（TRAF2; 601895）的去泛素化和失活介导的，其次是TRAF6（602355）。Trompouki等（2003年）得出结论，CYLD是细胞因子介导的NF-κB活化的负调节剂，而NF-κB是皮肤附肢适当的细胞稳态所必需的。

贝克尔等（2002）发现表达Cd40的小鼠巨噬细胞特异性结合并内化人HSP70（140550）与其结合的肽。HSP70肽复合物与Cd40的胞外域的结合是由处于ADP状态的HSP70的N端核苷酸结合域介导的。在肽底物的存在下，HSP70和Cd40之间的结合增加，并且结合通过p38（600289）诱导信号传导。贝克尔等（2002年）得出结论，CD40是一种类似伴侣蛋白的受体，可通过巨噬细胞和树突状细胞介导外源HSP70-肽复合物的摄取。

Brodeur等（2003）鉴定了结合CD40的23-kD蛋白为C4BP-α（C4BPA；120830）。流式细胞仪分析表明，C4BP与表达CD40的人B细胞系结合，但不与CD40缺陷患者的细胞结合。竞争结合分析表明，CD40LG和C4BP结合CD40上不同的位点。C4BP诱导增殖，CD54（ICAM1; 147840）和CD86（601020）表面表达上调，并与IL4（147780）一起在正常B细胞​​中诱导IgE合成，但在CD40或IKBKG患者的B细胞中不诱导IgE合成（300248）缺陷。免疫组织化学分析显示，C4BP与CD40在扁桃体生发中心的B细胞上共定位。Brodeur等（2003）提出C4BP是CD40的活化配体，代表补体和B细胞活化之间的界面。

细胞因子信号转导被认为需要在膜嵌入受体的胞质部分组装多组分信号转导复合物，其中受体近端蛋白激酶被激活。松泽等（2008）报告说，连接后，CD40形成了一个复合物，其中包含衔接子分子TRAF2和TRAF3（601896），泛素结合酶UBC13（UBE2N; 603679），细胞凋亡蛋白1的细胞抑制剂（CIAP1或BIRC2; 601712）和-2（CIAP2或BIRC3; 601721），IKK-伽玛（IKBKG）和MEKK1（MAP3K1; 600982）。TRAF2，UBC13和IKK-γ是MEKK1和MAP激酶级联反应的复杂组装和激活所必需的。但是，除非复合物在CIAP1 / CIAP2诱导的TRAF3降解后从膜转移到细胞质中，否则激酶不会被激活。松泽等（2008年）提出，这种两阶段信号传导机制可能适用于其他先天免疫受体，并可能解释了MAPK和IKK信号传导的时空分离。

治疗用途

使用编码小鼠CD154（Ad-CD154）的复制缺陷型腺病毒，Kato等（1998）修饰了人类慢性淋巴细胞性白血病B细胞以表达CD40的功能性配体。这不仅诱导了免疫辅助分子在感染细胞上的表达，而且还使其能够激活未感染的旁观者白血病B细胞。另外，损害白血病B细胞抗原呈递能力的因素被下调。加藤等（1998）建议Ad-CD154可以诱导宿主抗白血病反应，可能具有治疗潜力。

发现通过给予抗CD40LG抗体来中断CD40LG-CD40信号传导可限制实验性自身免疫性疾病，例如胶原诱导的关节炎，狼疮性肾炎，急性或慢性移植物抗宿主病（GVHD；请参阅614395），多发性硬化症，和甲状腺炎（Mach等，1998）。

因为CD40激活可以逆转免疫抑制并驱动抗肿瘤T细胞反应，所以Beatty等人（2011年）在一小批可手术治愈的胰腺导管腺癌（PDA；见260350）患者中测试了激动剂CD40抗体与吉西他滨化疗的组合，并观察到某些患者的肿瘤消退。他们在PDA的基因工程小鼠模型中重现了这种治疗效果，并出乎意料地发现，肿瘤消退需要巨噬细胞，但不需要T细胞或吉西他滨。CD40激活的巨噬细胞迅速浸润肿瘤，具有杀肿瘤性，并促进肿瘤基质的耗竭。因此，Beatty等（2011年）结论认为，癌症免疫监视不一定取决于治疗诱导的T细胞。相反，他们的发现证明了在治疗癌症中靶向CD40的机制依赖于肿瘤基质。

Li和Ravetch（2011）发现，免疫激活需要激动性CD40单克隆抗体的Fc结构域与抑制性Fc-γ受体Fc-γ-RIIB的共接合（604590）。直接比较针对CD40的单克隆抗体可增强其激活Fc-γ-R的结合，从而具有细胞毒性或抑制性Fc-γ-RIIB的结合，这表明增强Fc-γ-RIIB的结合赋予了免疫刺激活性，并显着增强了抗肿瘤反应。Li和Ravetch（2011）得出结论，在增强CD40介导的免疫激活方面，对Fc-γ-RIIB的这一意想不到的要求直接影响了针对TNFR的激动剂抗体的设计。

在动脉粥样硬化中的作用

越来越多的证据支持炎症和免疫参与动脉粥样硬化。马赫等（1998）指出人动脉粥样硬化病变中的细胞表达免疫介质CD40及其配体CD40LG。CD40LG阳性T细胞积聚在动脉粥样硬化中，并且由于它们的早期出现，持久性以及在病变生长和并发症部位的定位，活化的T细胞可以协调动脉粥样硬化的重要方面。CD40在体外与动脉粥样硬化相关细胞上的连接激活了与动脉粥样硬化相关的功能。

通过流式细胞仪和免疫印迹，Inwald等（2003年）证实血小板组成性表达表面CD40。CD40 mRNA无法检测到，表明该蛋白是在巨核细胞的血小板分化早期合成的。用重组可溶性CD40LG三聚体连接血小板CD40会导致血小板CD62P表达增加，α颗粒和致密颗粒释放，以及与血小板活化相关的经典形态学变化。CD40连接也引起β-3整合素（173470）激活，尽管这并不伴随血小板聚集。这些作用被CD40和CD40LG阻断抗体所废除，表明激活是由CD40LG / CD40相互作用引起的。对β-3整联蛋白的阻断没有作用，表明通过α-IIb（607759）/β-3进行的由内而外的信号传导没有促进这些CD40介导的作用。CD40连接导致血小板白细胞粘附增强，这在将白细胞募集到血栓形成或炎症部位中很重要。结果支持CD40介导的血小板活化在血栓形成，炎症和动脉粥样硬化中的作用。

在一项针对25名吸烟者和25名非吸烟者的研究中，Harding等人（2004年）（2004年）发现吸烟者的血清C反应蛋白（CRP；123260）浓度升高，单核细胞CD40的表面表达增加，血小板CD40LG的表面表达增加，血小板单核细胞聚集体增加。血浆可替宁（一种尼古丁代谢物）的水平与单核细胞CD40表达，血小板CD40LG表达和血小板单核细胞聚集体相关。哈丁等（2004年）得出的结论是，吸烟者的CD40 / CD40LG dyad和血小板-单核细胞聚集体上调，这可能是这一主要心血管危险因素导致的动脉粥样硬化性后果。

▼ 测绘
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Lafage-Pochitaloff等人使用染色体原位杂交技术（1994）将CD40基因定位于20q12-q13.2。这种定位与鼠CD40基因到2号染色体远端区域的定位密切相关，后者显示出与人20q11-q13同源性相当广泛的同源性。

通过分析带有20q缺失的淋巴母细胞系，Asimakopoulos等（1996年）将CD40基因置于19到21 cM的区间内，该区间几乎与先前对髓样恶性肿瘤患者样品的分析所定义的常见缺失区重合。

▼ 分子遗传学
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法拉利等（2001年）确定了3例具有超IgM的常染色体隐性免疫缺陷型患者（HIGM3；605843），他们未能在细胞表面表达CD40。CD40基因组DNA的序列分析显示，有1名患者在外显子5（109535.0001）的第五个碱基对位置进行了纯合沉默突变，涉及外显子剪接增强子并导致外显子跳跃和过早终止。其他2例患者在第3外显子上显示纯合点突变，导致半胱氨酸变为精氨酸的替代（109535.0002）。这些发现表明，CD40基因的突变会引起超IgM的常染色体隐性形式，在免疫学和临床上与X连锁形式没有区别（HIGM1；308230），这是由CD40LG基因突变引起的。

在常染色体隐性隐性HIGM3的女性患者中，Kutukculer等人（2003）确定了TNFRSF5基因中剪接位点突变的纯合性（IVS3-2A-T；109535.0003）。

彼得斯等（2008）在CD40基因中鉴定出一个错义SNP，外显子9（rs11086998），导致CD40蛋白的胞质结构域发生pro227-to-ala（P227A）变化。人类基因组多样性小组中SNP的基因分型显示，在墨西哥和南美血统的人群中，P227A的等位基因频率为29％，而墨西哥Pimas的等位基因频率最高，为46％。相反，在中亚，东亚和中东人群中，P227A的等位基因频率低于1％，在非洲，美拉尼西亚和欧洲人群中则不存在。没有鉴定出对P227A纯合的人。在人和鼠B细胞中进行的功能研究表明，通过人P227A CD40变体发出的信号导致IgM产生增加，IL6（147620）和TNF的分泌以及JNK（MAPK8; 601158）靶标JUN（165160），与野生型CD40相比。P227A变体和野生型CD40与TRAF1（601711），TRAF2，TRAF3和TRAF6的结合相似。彼得斯等（2008年）得出结论，P227A CD40变体与功能获得性免疫表型有关。他们推测在表达P227A的细胞中观察到的炎性细胞因子和Ig产生增加可能有助于预防拉丁美洲普遍存在的传染病，例如南美锥虫病。

Lanzi等（2010）证明了CD40基因中的突变（参见例如109535.0001，C83R；109535.0002和109535.0004）导致蛋白质的错误折叠，保留在内质网（ER）中以及缺乏细胞表面CD40表达。C83R突变体触发了展开的蛋白质反应，而另一个突变体触发了ER相关降解（ERAD）途径，从而导致了快速降解。这些发现表明HIGM3可以被认为是一种ER储存疾病。

有关CD40基因变异与多发性硬化症易感性之间可能联系的讨论，请参见126200。

▼ 动物模型
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Kawabe等（1994）生成了CD40缺陷的小鼠，以检查CD40在免疫应答中的作用。他们发现CD40对于依赖T细胞的免疫球蛋白类别转换和生发中心形成至关重要。但是，对不依赖T细胞的刺激（使用LPS）的反应，小鼠能够引发适当的抗体反应，表明B细胞能够在没有CD40的情况下分化为抗体形成细胞。他们还观察到在突变小鼠中基底粒细胞生成没有受到影响，但是反应性粒细胞生成似乎是有缺陷的。Castigli等（1994）在小鼠中进行了类似的实验，结果相同。

马赫等（1998）研究了高脂血症小鼠体内CD40信号传导的中断是否影响体内的动脉粥样硬化。用抗小鼠CD40LG抗体治疗限制了缺乏低密度脂蛋白受体的小鼠的动脉粥样硬化，而低密度脂蛋白受体已经接受了高胆固醇饮食喂养12周。该抗体使主动脉粥样硬化病变的大小减少了59％，脂质含量减少了79％。此外，用抗CD40LG抗体治疗的小鼠的动脉粥样硬化包含的巨噬细胞（64％）和T淋巴细胞（70％）明显减少，并且血管细胞粘附分子-1的表达降低。这些数据支持炎症途径参与动脉粥样硬化，并表明高脂血症小鼠动脉粥样硬化过程中CD40信号传导的作用。

阿尔茨海默氏病（104300）具有重要的炎症成分，活化的小胶质细胞可能在神经元变性中起重要作用。Tan等（1999）证明，在用新鲜溶解的淀粉样蛋白β处理的培养的小胶质细胞（104760）和来自阿尔茨海默病转基因鼠模型（Tg APPsw）的小胶质细胞中，CD40表达增加。当用CD40配体处理淀粉样β刺激的小胶质细胞时，会增加TNF-α的产生并诱导神经元损伤。缺乏CD40配体的Tg APPsw小鼠的小胶质细胞活化较少，这表明CD40-CD40配体相互作用是淀粉样β诱导的小胶质细胞活化所必需的。此外，tau异常（157140）在缺乏CD40配体的Tg APPsw动物中磷酸化降低，这表明CD40-CD40配体相互作用是阿尔茨海默病发病机理中的早期事件。

激动性抗CD40抗体可以是体液免疫和细胞介导的免疫（CMI）的有效佐剂。中断B细胞表达的CD40及其T细胞表达的配体CD154的相互作用，可防止胸腺依赖性（TD）体液反应和某些类型的CMI的发展。使用流式细胞仪和免疫组织化学，埃里克森等（2002年）结果表明，使用TD抗原免疫的小鼠，给予抗CD40激动抗体后，未显示生发中心/卵泡标记。与未治疗的小鼠相比，这些小鼠的血清IgG水平在免疫反应的早期有所增强，然后迅速下降。此外，ELISPOT分析表明，用抗CD40激动剂治疗的小鼠在骨髓或记忆B细胞中未发育长寿浆细胞。RT-PCR分析表明，在处理过的小鼠中B细胞转录因子的表达被逆转，这些小鼠的Bsap（PAX5; 167414）水平低，通常在分化的B细胞上表达，而Blimp1（PRDM1; 603423）高水平），这是在已最终分化为分泌抗体的细胞和浆细胞的B细胞上发现的。增强的T细胞帮助（即表达较高水平的CD154的T细胞）模拟了其中的部分反应，但并非全部，这表明由CD40信号转导增加引起的滤泡外B细胞分化可能是限制持续时间的生理手段和体液免疫反应的强度。

为了评估Toll样受体（TLR）在B细胞活化和抗体产生中的作用，Pasare和Medzhitov（2005）从野生型，Myd88（602170）缺陷，Tlr4（603030）缺陷和Cd40的野生型转移了纯化的B细胞。缺陷小鼠转变为B细胞缺陷mu-MT小鼠，这些小鼠的Ighm基因具有突变（147020）。他们发现主要的B细胞活化，包括诱导IgM，IgG1和IgG2反应，但不包括IgE或可能的IgA反应，除了辅助T细胞外还需要TLR。相反，同型转换需要Cd40。

克劳斯等（2009）指出，爱泼斯坦-巴尔病毒编码的潜伏膜蛋白-1（LMP1）是CD40的功能性致癌物，在细胞表面表达为6个跨膜受体。他们创建了在Cd40-/-背景下表达小鼠Cd40-LMP1转基因的小鼠，也表达或缺乏Traf5（602356），在LMP1阳性Traf5 + / +小鼠中观察到脾脏和淋巴结明显增大，而在LMP1阳性Traf5-/-小鼠中脾脏和淋巴结较小。在LMP1阳性Traf5 + / +小鼠中，LMP1阳性小鼠中Traf5的缺乏逆转了血清Il6和抗双链DNA抗体水平的升高，以及生发中心B细胞数量的增加。类似地，抗CD40刺激的分泌LMP1阳性TRAF5 + / + B淋巴细胞更TNFα和IL17（603149），但不IL10（124092）或IL-12（161560），比LMP1阳性TRAF5 - / - B淋巴细胞。在Traf5 + / +小鼠中，这些LMP1诱导的信号转导作用依赖于Jnk激活，而Jnk激活在LMP1阳性的Traf5-/-B淋巴细胞中不存在。克劳斯等（2009年） 得出的结论是，TRAF5在LMP1介导的JNK信号传导中起关键作用，而TRAF5是特定受体在体内和体外进行信号传导所必需的。

▼ 等位基因变异体（4个示例）：
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.0001高IgM型3型免疫缺陷病
CD40、455A-T，+ 5，EX5
法拉利（Ferrari）等人在一名8岁的意大利女性中携带HIGM3（606843），由近亲父母出生（2001）发现在CD40基因的外显子5的第五个碱基对位置的一个沉默突变，即455A-T颠倒的纯合性，涉及外显子剪接增强子并导致外显子跳跃和过早终止。患者淋巴母细胞的流式细胞仪分析显示缺乏表面CD40表达。糖基化研究和共聚焦显微镜显示突变蛋白保留在内质网中。

.0002 3型高IgM免疫缺陷
CD40，CYS83ARG
Ferrari等人在一个“与多重相关”的沙特阿拉伯家庭中的一名7岁女性和她5岁男性的表弟中（2001年）发现由于超外显子3中294T-C过渡的纯合性，具有高IgM的常染色体隐性免疫缺陷（606843），导致cys83到arg（C83R）取代。

Lanzi等（2010）指出，C83R突变影响第二个富含半胱氨酸结构域中保守的二硫键的半胱氨酸，预计会导致主要的构象变化。患者淋巴母细胞的流式细胞仪分析显示缺乏表面CD40表达。糖基化研究和共聚焦显微镜检查表明，突变蛋白保留在内质网中，从而激活了展开的蛋白反应。

.0003 3型Hyper-IgM的免疫缺陷
CD40，IVS3，AT，-2
Kutukculer等人在一个12个月大的土耳其女孩中带有HIGM3（606843），由近亲父母出生（2003）在编码蛋白质的胞外结构域的区域中鉴定了在TNFRSF5基因的内含子3的受体剪接位点的-2位的A至T取代的纯合性。她的父母对这种突变是杂合的。

.0004 3型Hyper-IgM免疫缺陷
CD40，3-BP DEL，175TAA
Mazzolari等人在一个2岁的土耳其女孩中出生，这个女孩是近亲父母，带有HIGM3（606843）（2007）确定了在CD40基因的外显子2纯合的3-bp缺失（175delTAA），导致在细胞外结构域的残基ile33（I33del）的删除。她在3岁时接受了成功的骨髓移植，从而实现了稳定的多谱系完全嵌合和正常的免疫功能。

通过体外研究，Lanzi等（2010年）表明，大多数I33del突变蛋白保留在内质网中，尽管一小部分突变蛋白到达了细胞表面，可以胜任信号传导。