Abstract Objective Chronic atypical neutrophilic dermatosis with lipodystrophy and elevated temperature (CANDLE syndrome) is an autoinflammatory syndrome recently described in children. We undertook this study to investigate the clinical phenotype, genetic cause, and immune dysregulation in 9 CANDLE syndrome patients. Methods Genomic DNA from all patients was screened for mutations in PSMB8 (proteasome subunit β type 8). Cytokine levels were measured in sera from 3 patients. Skin biopsy samples were evaluated by immunohistochemistry, and blood microarray profile and STAT‐1 phosphorylation were assessed in 4 patients and 3 patients, respectively. Results One patient was homozygous for a novel nonsense mutation in PSMB8 (c.405C>A), suggesting a protein truncation; 4 patients were homozygous and 2 were heterozygous for a previously reported missense mutation (c.224C>T); and 1 patient showed no mutation. None of these sequence changes was observed in chromosomes from 750 healthy controls. Of the 4 patients with the same mutation, only 2 shared the same haplotype, indicating a mutational hot spot. PSMB8 mutation–positive and –negative patients expressed high levels of interferon‐γ (IFNγ)–inducible protein 10. Levels of monocyte chemotactic protein 1, interleukin‐6 (IL‐6), and IL‐1 receptor antagonist were moderately elevated. Microarray profiles and monocyte STAT‐1 activation suggested a unique IFN signaling signature, unlike in other autoinflammatory disorders. Conclusion CANDLE syndrome is caused by mutations in PSMB8 , a gene recently reported to cause “JMP” syndrome (joint contractures, muscle atrophy, microcytic anemia, and panniculitis‐induced childhood‐onset lipodystrophy) in adults. We extend the clinical and pathogenic description of this novel autoinflammatory syndrome, thereby expanding the clinical and genetic disease spectrum of PSMB8 ‐associated disorders. IFN may be a key mediator of the inflammatory response and may present a therapeutic target.

Whole-exome sequencing was performed in a family affected by dominantly inherited inflammatory disease characterized by recurrent blistering skin lesions, bronchiolitis, arthralgia, ocular inflammation, enterocolitis, absence of autoantibodies, and mild immunodeficiency. Exome data from three samples, including the affected father and daughter and unaffected mother, were filtered for the exclusion of reported variants, along with benign variants, as determined by PolyPhen-2. A total of eight transcripts were identified as possible candidate genes. We confirmed a variant, c.2120C>A (p.Ser707Tyr), within PLCG2 as the only de novo variant that was present in two affected family members and not present in four unaffected members. PLCG2 encodes phospholipase Cγ2 (PLCγ2), an enzyme with a critical regulatory role in various immune and inflammatory pathways. The p.Ser707Tyr substitution is located in an autoinhibitory SH2 domain that is crucial for PLCγ2 activation. Overexpression of the altered p.Ser707Tyr protein and ex vivo experiments using affected individuals' leukocytes showed clearly enhanced PLCγ2 activity, suggesting increased intracellular signaling in the PLCγ2-mediated pathway. Recently, our laboratory identified in individuals with cold-induced urticaria and immune dysregulation PLCG2 exon-skipping mutations resulting in protein products with constitutive phospholipase activity but with reduced intracellular signaling at physiological temperatures. In contrast, the p.Ser707Tyr substitution in PLCγ2 causes a distinct inflammatory phenotype that is not provoked by cold temperatures and that has different end-organ involvement and increased intracellular signaling at physiological temperatures. Our results highlight the utility of exome-sequencing technology in finding causal mutations in nuclear families with dominantly inherited traits otherwise intractable by linkage analysis.

Autosomal recessive mutations in proteasome subunit β 8 (PSMB8), which encodes the inducible proteasome subunit β5i, cause the immune-dysregulatory disease chronic atypical neutrophilic dermatosis with lipodystrophy and elevated temperature (CANDLE), which is classified as a proteasome-associated autoinflammatory syndrome (PRAAS). Here, we identified 8 mutations in 4 proteasome genes, PSMA3 (encodes α7), PSMB4 (encodes β7), PSMB9 (encodes β1i), and proteasome maturation protein (POMP), that have not been previously associated with disease and 1 mutation in PSMB8 that has not been previously reported. One patient was compound heterozygous for PSMB4 mutations, 6 patients from 4 families were heterozygous for a missense mutation in 1 inducible proteasome subunit and a mutation in a constitutive proteasome subunit, and 1 patient was heterozygous for a POMP mutation, thus establishing a digenic and autosomal dominant inheritance pattern of PRAAS. Function evaluation revealed that these mutations variably affect transcription, protein expression, protein folding, proteasome assembly, and, ultimately, proteasome activity. Moreover, defects in proteasome formation and function were recapitulated by siRNA-mediated knockdown of the respective subunits in primary fibroblasts from healthy individuals. Patient-isolated hematopoietic and nonhematopoietic cells exhibited a strong IFN gene-expression signature, irrespective of genotype. Additionally, chemical proteasome inhibition or progressive depletion of proteasome subunit gene transcription with siRNA induced transcription of type I IFN genes in healthy control cells. Our results provide further insight into CANDLE genetics and link global proteasome dysfunction to increased type I IFN production.