Importance

 Newborn screening for severe combined immunodeficiency (SCID) using assays to detect T-cell receptor excision circles (TRECs) began in Wisconsin in 2008, and SCID was added to the national recommended uniform panel for newborn screened disorders in 2010. Currently 23 states, the District of Columbia, and the Navajo Nation conduct population-wide newborn screening for SCID. The incidence of SCID is estimated at 1 in 100 000 births. 

Objectives

 To present data from a spectrum of SCID newborn screening programs, establish population-based incidence for SCID and other conditions with T-cell lymphopenia, and document early institution of effective treatments. 

Design

 Epidemiological and retrospective observational study. 

Setting

 Representatives in states conducting SCID newborn screening were invited to submit their SCID screening algorithms, test performance data, and deidentified clinical and laboratory information regarding infants screened and cases with nonnormal results. Infants born from the start of each participating program from January 2008 through the most recent evaluable date prior to July 2013 were included. Representatives from 10 states plus the Navajo Area Indian Health Service contributed data from 3 030 083 newborns screened with a TREC test. 

Main Outcomes and Measures

 Infants with SCID and other diagnoses of T-cell lymphopenia were classified. Incidence and, where possible, etiologies were determined. Interventions and survival were tracked. 

Results

 Screening detected 52 cases of typical SCID, leaky SCID, and Omenn syndrome, affecting 1 in 58 000 infants (95% CI, 1/46 000-1/80 000). Survival of SCID-affected infants through their diagnosis and immune reconstitution was 87% (45/52), 92% (45/49) for infants who received transplantation, enzyme replacement, and/or gene therapy. Additional interventions for SCID and non-SCID T-cell lymphopenia included immunoglobulin infusions, preventive antibiotics, and avoidance of live vaccines. Variations in definitions and follow-up practices influenced the rates of detection of non-SCID T-cell lymphopenia. 

Conclusions and Relevance

 Newborn screening in 11 programs in the United States identified SCID in 1 in 58 000 infants, with high survival. The usefulness of detection of non-SCID T-cell lymphopenias by the same screening remains to be determined.

Key Points Germline gain-of-function mutations in STAT3 lead to lymphoproliferation and autoimmunity with prominent cytopenias. Mutations in STAT3 cause altered regulatory T cells and cytokine signaling.

Immunodeficiency often coincides with immune hyperresponsiveness such as autoimmunity, lymphoproliferation, or atopy, but the molecular basis of this paradox is typically unknown. We describe four families with immunodeficiency coupled with atopy, lymphoproliferation, cytokine overproduction, hemophagocytic lymphohistocytosis, and autoimmunity. We discovered loss-of-function variants in the gene NCKAP1L, encoding the hematopoietic-specific Hem1 protein. Three mutations cause Hem1 protein and WAVE regulatory complex (WRC) loss, thereby disrupting actin polymerization, synapse formation, and immune cell migration. Another mutant, M371V encodes a stable Hem1 protein but abrogates binding of the Arf1 GTPase and identifies Arf1 as a critical Hem1 regulator. All mutations reduce the cortical actin barrier to cytokine release explaining immune hyperresponsiveness. Finally, Hem1 loss blocked mTORC2-dependent AKT phosphorylation, T cell proliferation, and effector cytokine production during T cell activation. Thus, our data show that Hem1 independently governs two key regulatory complexes, the WRC and mTORC2, and how Hem1 loss causes a combined immunodeficiency and immune hyperresponsiveness disease.

Background: Natural Killer (NK) cells are critical innate effector cells whose development is dependent on the JAK-STAT pathway. NK deficiency can result in severe or refractory viral infections. Patients with Signal Transducer and Activator of Transcription (STAT)1 gain of function (GOF) mutations have increased viral susceptibility. Objective: We sought to investigate NK cell function in STAT1 GOF patients. Methods: NK cell phenotype and function were determined in 16 STAT1 GOF patients. NK cell lines expressing patient mutations were generated with CRISPR-Cas9 mediated gene editing. STAT1 GOF NK cells were treated in vitro with ruxolitinib. Results: Peripheral blood NK cells from of STAT1 GOF patients had impaired terminal maturation. Specifically, patients with STAT1 GOF mutations have immature CD56dim NK cells with decreased expression of CD16, perforin, CD57 and impaired cytolytic function. STAT1 phosphorylation was elevated but STAT5 was aberrantly phosphorylated in response to IL-2 stimulation. Upstream inhibition of STAT signaling with the small molecule JAK1/2 inhibitor ruxolitinib in vitro and in vivo restored perforin expression in CD56dim NK cells and partially restored NK cell cytotoxic function. Conclusions: Properly regulated STAT1 signaling is critical for NK cell maturation and function. Modulation of elevated STAT1 phosphorylation with ruxolitinib is an important option for therapeutic intervention in patients with STAT1 GOF mutations.