叢慶偉,朱 英,吳可亞
(大連醫(yī)科大學(xué) 附屬第一醫(yī)院 感染科,遼寧 大連 116011)
CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞是一群具有免疫負(fù)調(diào)控功能的T細(xì)胞亞群,通過抑制其他免疫效應(yīng)細(xì)胞的激活和增殖,可防止免疫過激或者自身免疫現(xiàn)象的發(fā)生。Foxp3特異性地表達(dá)于CD4+CD25+Treg細(xì)胞表面,CD4+CD25+Treg有賴于Foxp3的存在而發(fā)揮功能作用。
有研究發(fā)現(xiàn)甲型H1N1流感患者體內(nèi)該細(xì)胞數(shù)呈一過性降低,提示甲型H1N1流感病毒參與了機(jī)體免疫病理損傷[1-4]。本研究通過觀察甲型H1N1流感病毒滅活疫苗對(duì)小鼠CD4+CD25+Foxp3分子表達(dá)的影響,分析該疫苗對(duì)小鼠免疫細(xì)胞分子的調(diào)控作用,從而揭示該病毒致病的免疫病理機(jī)制。
實(shí)驗(yàn)動(dòng)物SPF級(jí)BALB/c 小鼠72只,雌雄各半,隨機(jī)分為高、中、低3個(gè)劑量組;以甲型H1N1流感病毒滅活疫苗免疫小鼠,同時(shí)設(shè)正常對(duì)照組,皮下注射生理鹽水。每組18只。初次免疫時(shí),高、中、低3個(gè)劑量組疫苗注射劑量分別為0.3 mL、0.2 mL和0.1 mL,腹腔/皮下接種小鼠;14 d后進(jìn)第2次免疫,免疫劑量減半。二次免疫10 d后,再以第1次劑量加強(qiáng)免疫。初次免疫后第4、8、12、19、26、34 天分別處死各組小鼠3只,取脾臟檢測(cè)。
摘取小鼠脾臟,制備單細(xì)胞懸液,加入Percoll液(Sigma公司),提純脾淋巴細(xì)胞。用三色直接免疫熒光化學(xué)染色進(jìn)行FACS分析。純化的脾淋巴細(xì)胞用飽和濃度的熒光素標(biāo)記的大鼠抗小鼠單抗隆抗體進(jìn)行染色,所用抗體為CD4+FITC、CD25+APC、Foxp3-PE (均購自Biolegend公司), FITC、PE、APC標(biāo)記的大鼠抗小鼠IgG作為同型對(duì)照(均購自BD公司) 。采用FACS Calibur和 CELLQuest軟件(BD公司)進(jìn)行分析,每次計(jì)數(shù)10000個(gè)細(xì)胞,根據(jù)細(xì)胞大小、分子質(zhì)量進(jìn)行篩選,排除死亡的細(xì)胞團(tuán)。設(shè)Foxp3細(xì)胞門(R1門)、CD4+CD25+細(xì)胞(R2門)、CD4+CD25+Foxp3 細(xì)胞(R3門)。在 3次分選樣本中至少用每種抗體檢測(cè)3次。
隨著造模時(shí)間延長,F(xiàn)oxp3表達(dá)平均值第4、8、12、19、26、34天均無明顯差別,但0.1 mL實(shí)驗(yàn)組平均值比對(duì)照組明顯減少,0.3 mL組比對(duì)照組顯著升高,兩者差異均有顯著性意義(P<0.01)(表1)。CD4+CD25+實(shí)驗(yàn)組表達(dá)平均值第34天比第4天有所下降,差異有顯著性意義(P<0.05),第8、12、19、26天與第4天相比均無明顯差別;0.1 mL實(shí)驗(yàn)組平均值與對(duì)照組相比顯著下降,0.3 mL組與對(duì)照組相比顯著升高,兩者差異均有顯著性意義(P<0.01)(表2)。CD4+CD25+Foxp3實(shí)驗(yàn)組表達(dá)平均值于注射第19、26天比第4天有所升高,差異有顯著性意義(P<0.05),0.1 mL實(shí)驗(yàn)組平均值與對(duì)照組相比明顯升高,差異有顯著性意義(P<0.01),其余時(shí)間點(diǎn)間無明顯變化(表3)。
20世紀(jì)70年代早期Gershon首次正式提出抑制性T細(xì)胞,Sakaguchi等[5]于1995年首次報(bào)道CD4+CD25+T細(xì)胞,T細(xì)胞具有獨(dú)特的免疫調(diào)節(jié)作用,以“主動(dòng) ”的方式在維持外周免疫耐受中起關(guān)鍵作用。Sakaguchi等發(fā)現(xiàn)在正常人和小鼠的外周血及脾臟組織的CD4+T細(xì)胞中有一亞群細(xì)胞持續(xù)高表達(dá)CD25+分子(L-2受體a鏈),這種CD4+CD25+T細(xì)胞如缺乏可引起自身免疫性疾病。CD4+CD25+T細(xì)胞在人與小鼠中的分布是不同的,小鼠中占外周 CD4+T細(xì)胞 5%~10%,人占30%左右,其中 CD25high占1%~3%,為抑制性T細(xì)胞。根據(jù)CD4+CD25+Treg來源及作用機(jī)制等差異可將其分為天然 CD4+CD25+Treg和獲得性CD4+CD25+Treg。天然CD4+CD25+Treg是由胸腺T細(xì)胞自然分化發(fā)育成熟后進(jìn)人外周淋巴細(xì)胞組織的Treg,在預(yù)防病理性自身免疫反應(yīng)方面起作用。天然CD4+CD25+Treg在胸腺內(nèi)發(fā)育不僅依賴于低濃度、中等親和力的 MHC2Ⅱ/肽復(fù)合物或外周自身抗原在胸腺內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)提呈,而且也作為CD4+T細(xì)胞自然選擇的一部分以陰性選擇的方式存活下來。隨后Sakaguchi和Shevach的研究小組在1998年分別獨(dú)立建立了該細(xì)胞的培養(yǎng)系統(tǒng),從而使其他學(xué)者能在體外研究該細(xì)胞的抑制活性[6-9],直到2001年由Mason和Powry從人的血液中分離到了CD4+CD25+T細(xì)胞,并證實(shí)其對(duì)其他T細(xì)胞的增殖作用[10]。
表1 Foxp3表達(dá)變化Tab 1 Expression change of Foxp3
1) 與對(duì)照組比較,P<0.01
表2 CD4+CD25+表達(dá)變化Tab 2 Expression change of CD4+CD25+
1)與第4天比較,P<0.05;2)與對(duì)照組比較,P<0.01
表3 CD4+CD25+Foxp3表達(dá)變化Tab 3 Expression change of CD4+CD25+Foxp3
1)與第4天比較,P<0.05;2)與對(duì)照組比較,P<0.01
Foxp3是foxhead家族成員,2001年由Bennett CL等[11]首次報(bào)道,特異性表達(dá)于小鼠CD4+CD25+T細(xì)胞。Foxp3蛋白在CD4+CD25+T細(xì)胞分化發(fā)育中發(fā)揮關(guān)鍵作用。研究表明通過紅或綠色熒光蛋白與Foxp3基因結(jié)合,能從單個(gè)細(xì)胞水平上研究CD4+CD25+T細(xì)胞,該方法證實(shí)只有CD4+CD25+Foxp3T細(xì)胞而非CD4+CD25+TregT細(xì)胞具有免疫調(diào)節(jié)功能,可見 CD4+CD25+Treg功能的維持有賴于Foxp3的存在。Foxp3缺失或突變會(huì)造成CD4+CD25+T細(xì)胞生成障礙,機(jī)體免疫反應(yīng)變強(qiáng),產(chǎn)生自身免疫病。
2009年流行的甲型H1N1流感[12-16],主要導(dǎo)致青壯年人群患病,造成部分患者病情加重而死亡。有研究發(fā)現(xiàn),感染該病毒患者的CD4+T淋巴細(xì)胞呈現(xiàn)一過性的減少,提示甲型H1N1病毒的免疫損傷特性。
本研究中,應(yīng)用甲型H1N1流感病毒滅活疫苗免疫小鼠后,注射疫苗劑量在3個(gè)分組中對(duì)分子表達(dá)影響不同:在Foxp3和CD4+CD25+組中,0.1 mL組平均值比對(duì)照組降低、0.3 mL組比對(duì)照組升高,表明隨著注射疫苗劑量逐漸增加,對(duì)Foxp3和CD4+CD25+免疫分子表達(dá)有所影響;而在CD4+CD25+Foxp3組中,0.1 mL實(shí)驗(yàn)組平均值與對(duì)照組相比明顯升高,其余時(shí)間點(diǎn)間無明顯變化,表明低劑量注射流感疫苗就可引起CD4+CD25+Foxp3分子表達(dá)增強(qiáng),因此該實(shí)驗(yàn)結(jié)果揭示CD4+CD25+Foxp3分子在機(jī)體免疫反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。
隨著造模時(shí)間的延長,各時(shí)間點(diǎn)免疫分子表達(dá)平均值也不相同:Foxp3實(shí)驗(yàn)組第4、8、12、19、26、34天均無明顯差別;CD4+CD25+實(shí)驗(yàn)組第34天比第4天有所下降,第8、12、19、26天與第4天相比均無明顯差別;CD4+CD25+Foxp3實(shí)驗(yàn)組于注射第19、26天比第4天有明顯升高。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,只有CD4+CD25+Foxp3免疫分子對(duì)甲流病毒具有有效的免疫清除作用。
該研究發(fā)現(xiàn),甲流疫苗免疫小鼠后出現(xiàn)機(jī)體免疫功能變化,使CD4+CD25+Foxp3 T細(xì)胞免疫功能增強(qiáng),從而起到對(duì)抗甲流病毒對(duì)機(jī)體的免疫損傷的作用。因此本研究可以推斷,甲型H1N1流感病毒感染的一個(gè)重要機(jī)制是引起CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞減少,打破機(jī)體免疫耐受狀態(tài),使機(jī)體免疫處于相對(duì)過激或亢進(jìn)狀態(tài),而過度免疫可導(dǎo)致機(jī)體損傷。該研究結(jié)果與2009年甲流流行期間危重癥患者的發(fā)病特點(diǎn)相吻合,臨床報(bào)道通過檢測(cè)危重癥甲流患者外周血CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)該細(xì)胞含量明顯降低。因此該研究得出結(jié)論,CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞減少是甲型H1N1流感病毒感染機(jī)體的一個(gè)重要免疫病理基礎(chǔ)。
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