The study of autoinflammatory diseases has uncovered mechanisms underlying cytokine dysregulation and inflammation.

Scott Canna and colleagues report the identification of a de novo mutation in a conserved region of NLRC4 by whole-exome sequencing of an individual presenting with macrophage activation syndrome. Functional studies confirm that the mutation leads to constitutive inflammasome activation. Inflammasomes are innate immune sensors that respond to pathogen- and damage-associated signals with caspase-1 activation, interleukin (IL)-1β and IL-18 secretion, and macrophage pyroptosis. The discovery that dominant gain-of-function mutations in NLRP3 cause the cryopyrin-associated periodic syndromes (CAPS) and trigger spontaneous inflammasome activation and IL-1β oversecretion led to successful treatment with IL-1–blocking agents1. Herein we report a de novo missense mutation (c.1009A>T, encoding p.Thr337Ser) affecting the nucleotide-binding domain of the inflammasome component NLRC4 that causes early-onset recurrent fever flares and macrophage activation syndrome (MAS). Functional analyses demonstrated spontaneous inflammasome formation and production of the inflammasome-dependent cytokines IL-1β and IL-18, with the latter exceeding the levels seen in CAPS. The NLRC4 mutation caused constitutive caspase-1 cleavage in cells transduced with mutant NLRC4 and increased production of IL-18 in both patient-derived and mutant NLRC4–transduced macrophages. Thus, we describe a new monoallelic inflammasome defect that expands the monogenic autoinflammatory disease spectrum to include MAS and suggests new targets for therapy.

Monogenic IFN-mediated autoinflammatory diseases present in infancy with systemic inflammation, an IFN response gene signature, inflammatory organ damage, and high mortality. We used the JAK inhibitor baricitinib, with IFN-blocking activity in vitro, to ameliorate disease.Between October 2011 and February 2017, 10 patients with CANDLE (chronic atypical neutrophilic dermatosis with lipodystrophy and elevated temperatures), 4 patients with SAVI (stimulator of IFN genes-associated [STING-associated] vasculopathy with onset in infancy), and 4 patients with other interferonopathies were enrolled in an expanded access program. The patients underwent dose escalation, and the benefit was assessed by reductions in daily disease symptoms and corticosteroid requirement. Quality of life, organ inflammation, changes in IFN-induced biomarkers, and safety were longitudinally assessed.Eighteen patients were treated for a mean duration of 3.0 years (1.5-4.9 years). The median daily symptom score decreased from 1.3 (interquartile range [IQR], 0.93-1.78) to 0.25 (IQR, 0.1-0.63) (P < 0.0001). In 14 patients receiving corticosteroids at baseline, daily prednisone doses decreased from 0.44 mg/kg/day (IQR, 0.31-1.09) to 0.11 mg/kg/day (IQR, 0.02-0.24) (P < 0.01), and 5 of 10 patients with CANDLE achieved lasting clinical remission. The patients' quality of life and height and bone mineral density Z-scores significantly improved, and their IFN biomarkers decreased. Three patients, two of whom had genetically undefined conditions, discontinued treatment because of lack of efficacy, and one CANDLE patient discontinued treatment because of BK viremia and azotemia. The most common adverse events were upper respiratory infections, gastroenteritis, and BK viruria and viremia.Upon baricitinib treatment, clinical manifestations and inflammatory and IFN biomarkers improved in patients with the monogenic interferonopathies CANDLE, SAVI, and other interferonopathies. Monitoring safety and efficacy is important in benefit-risk assessment.ClinicalTrials.gov NCT01724580 and NCT02974595.This research was supported by the Intramural Research Program of the NIH, NIAID, and NIAMS. Baricitinib was provided by Eli Lilly and Company, which is the sponsor of the expanded access program for this drug.

Alopecia areata (AA) is an autoimmune disease resulting in hair loss with devastating psychosocial consequences. Despite its high prevalence, there are no FDA-approved treatments for AA. Prior studies have identified a prominent interferon signature in AA, which signals through JAK molecules.A patient with AA was enrolled in a clinical trial to examine the efficacy of baricitinib, a JAK1/2 inhibitor, to treat concomitant CANDLE syndrome. In vivo, preclinical studies were conducted using the C3H/HeJ AA mouse model to assess the mechanism of clinical improvement by baricitinib.The patient exhibited a striking improvement of his AA on baricitinib over several months. In vivo studies using the C3H/HeJ mouse model demonstrated a strong correlation between resolution of the interferon signature and clinical improvement during baricitinib treatment.Baricitinib may be an effective treatment for AA and warrants further investigation in clinical trials.

BACKGROUNDUndifferentiated systemic autoinflammatory diseases (USAIDs) present diagnostic and therapeutic challenges. Chronic interferon (IFN) signaling and cytokine dysregulation may identify diseases with available targeted treatments.METHODSSixty-six consecutively referred USAID patients underwent underwent screening for the presence of an interferon signature using a standardized type-I IFN-response-gene score (IRG-S), cytokine profiling, and genetic evaluation by next-generation sequencing.RESULTSThirty-six USAID patients (55%) had elevated IRG-S. Neutrophilic panniculitis (40% vs. 0%), basal ganglia calcifications (46% vs. 0%), interstitial lung disease (47% vs. 5%), and myositis (60% vs. 10%) were more prevalent in patients with elevated IRG-S. Moderate IRG-S elevation and highly elevated serum IL-18 distinguished 8 patients with pulmonary alveolar proteinosis (PAP) and recurrent macrophage activation syndrome (MAS). Among patients with panniculitis and progressive cytopenias, 2 patients were compound heterozygous for potentially novel LRBA mutations, 4 patients harbored potentially novel splice variants in IKBKG (which encodes NF-κB essential modulator [NEMO]), and 6 patients had de novo frameshift mutations in SAMD9L. Of additional 12 patients with elevated IRG-S and CANDLE-, SAVI- or Aicardi-Goutières syndrome-like (AGS-like) phenotypes, 5 patients carried mutations in either SAMHD1, TREX1, PSMB8, or PSMG2. Two patients had anti-MDA5 autoantibody-positive juvenile dermatomyositis, and 7 could not be classified. Patients with LRBA, IKBKG, and SAMD9L mutations showed a pattern of IRG elevation that suggests prominent NF-κB activation different from the canonical interferonopathies CANDLE, SAVI, and AGS.CONCLUSIONSIn patients with elevated IRG-S, we identified characteristic clinical features and 3 additional autoinflammatory diseases: IL-18-mediated PAP and recurrent MAS (IL-18PAP-MAS), NEMO deleted exon 5-autoinflammatory syndrome (NEMO-NDAS), and SAMD9L-associated autoinflammatory disease (SAMD9L-SAAD). The IRG-S expands the diagnostic armamentarium in evaluating USAIDs and points to different pathways regulating IRG expression.TRIAL REGISTRATIONClinicalTrials.gov NCT02974595.FUNDINGThe Intramural Research Program of the NIH, NIAID, NIAMS, and the Clinical Center.