柯江維,陳強,段榮,朱慶雄,劉洪,鄒崢
(江西省兒童醫(yī)院,江西 南昌 330006)
Enterovirus 71(EV71)屬細(xì)小RNA病毒科腸道病毒屬病毒,是手足口病 (hand,foot and mouth disease,HFMD)的主要病原體[1]。該病毒具有明顯嗜皮膚和嗜神經(jīng)特性,其臨床表現(xiàn)輕重不一,輕者僅表現(xiàn)為自限性手足口病或皰疹性咽峽炎,重者表現(xiàn)為腦膜腦炎、腦脊髓炎、腦干腦炎、神經(jīng)源性肺水腫等,甚至死亡。導(dǎo)致重癥EV71感染的發(fā)病機制仍未完全清楚,推測可能與病毒直接侵犯組織細(xì)胞(如腦組織)或病毒膿毒癥所致異常免疫反應(yīng)有關(guān)[1]。本文就EV71病毒引起的手足口病患兒細(xì)胞免疫、體液免疫和部分細(xì)胞因子的變化進行研究,以期發(fā)現(xiàn)這些免疫功能狀態(tài)的變化與疾病嚴(yán)重程度的關(guān)系,現(xiàn)報道如下。
1.1 研究對象 選擇2010年5月至2011年9月在江西省兒童醫(yī)院住院的手足口病患兒(病例組),經(jīng)核酸檢測EV71陽性患者220例,其中男127例、女93例;年齡4月~6歲,平均年齡(2.4±0.72)歲。臨床診斷、分型及治療均符合衛(wèi)生部頒布的手足口病預(yù)防控制指南(2010版)的規(guī)范[2]。其中普通患兒(普通組)117例,重癥患兒(重癥組)103例(重型:60例,危重型43例)。所有病例均無其他慢性疾病史,入組前未經(jīng)任何治療,這些患兒均按照臨床表現(xiàn)及病情發(fā)展予以分期;同時收集206例健康兒童為對照組,其中男119例,女87例,年齡5個月~7歲,平均年齡(2.5±0.67)歲。病例組和健康對照組年齡、性別、體重相似,無統(tǒng)計學(xué)差異。
1.2 臨床特征 重癥HFMD均有腦炎并發(fā)癥,如單純并發(fā)腦炎、并發(fā)腦炎和肺炎及上呼吸道感染等其他并發(fā)癥。重型組主要是指有發(fā)熱、皮疹、神經(jīng)系統(tǒng)受累,主要表現(xiàn)為嗜睡、易驚、肢體抖動、陣發(fā)性抽搐等。危重型組主要是指表現(xiàn)為高熱 (體溫39.0℃以上),持續(xù)2~7d;患兒病情較危重,出現(xiàn)頻繁抽搐和嚴(yán)重意識障礙,同時伴有循環(huán)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)受累表現(xiàn)。
1.3 方法 病例組和對照組盡可能在同一時段采集靜脈血4ml,其中2ml置普通管離心,分別用化學(xué)發(fā)光分析儀(Immulite1000,德國西門子公司)檢測白介素-13(IL-13)和干擾素-γ(IFN-γ);特定蛋白分析儀 (BNP,德國西門子公司)檢測免疫球蛋白(IgG、IgA和 IgM);剩余2ml置于EDTA-K2抗凝管,立即用六色流式細(xì)胞儀 (FACSCanto,美國BD公司)檢測T細(xì)胞亞群、B細(xì)胞和NK細(xì)胞的相對含量。以上所有試劑都配套,操作嚴(yán)格按試劑盒說明書進行。
1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行分析。計量資料以 表示,采用t檢驗;計數(shù)資料采用χ2檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 手足口三型與健康對照組IgG、IgA、IgM、IL-13和IFN-γ的含量變化 手足口三型與健康對照組比較,五項指標(biāo)都增高,除普通型的IgG、IgA沒有統(tǒng)計學(xué)意義以外,其它都差異有統(tǒng)計學(xué)意義 (P<0.01);而手足口三型之間比較,隨著病情的加重,五項指標(biāo)的濃度也不斷增高,差異都有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。 見表1。
表1 手足口三型與健康對照組IgG、IgA、IgM、IL-13和IFN-γ的含量(±s)
表1 手足口三型與健康對照組IgG、IgA、IgM、IL-13和IFN-γ的含量(±s)
注:與健康對照組比較,△P<0.01;與普通型組比較,▲P<0.01;與重型組比較,※P<0.01。
組別 例數(shù) IgG(g/L) IgA(g/L) IgM(g/L) IL-13(ng/L) IFN-γ(ng/L)普通型組重型組危重型組健康對照組117 60 43 206 7.83±1.25 10.86±2.15△▲15.14±3.10△▲※7.78±2.41 0.81±0.40 1.50±0.47△▲1.76±0.53△▲※0.76±0.37 1.37±0.32△1.74±0.21△▲2.05±0.46△▲※1.10±0.51 37.21±7.85△59.12±10.43△▲70.27±9.13△▲※26.43±6.76 37.21±7.85△59.12±10.43△▲70.27±9.13△▲※26.43±6.76
2.2 手足口三型與健康對照組T細(xì)胞亞群 (CD3+、CD4+、CD8+)、B 細(xì)胞(CD19+)和 NK(CD16+56+)細(xì)胞的相對含量變化 普通型組與健康對照組比較CD3+、CD4+、CD8+稍微增高,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),CD16+56+、CD19+增高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);其它兩型與健康對照組比較, CD3+、CD4+、CD8+、CD16+56+的含量都顯著降低,而CD19+顯著增高,差異都有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);CD4+/CD8+的比值無顯著變化,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。手足口三型之間比較, 隨著病情的加重,CD3+、CD4+、CD8+、CD16+56+的含量的不斷降低,而CD19+不斷增高,差異都有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。見表2。
兒童是一類特殊的群體,其免疫系統(tǒng)功能的發(fā)育與成人相比尚不健全,這就成為病原微生物進攻機體的一個重要突破口。兒童,特別是嬰幼兒,是處于生理性免疫低下的狀態(tài),固有免疫及適應(yīng)性免疫功能均較成人差,這也可能是手足口病易感于5歲以下兒童的重要原因[3]。研究指出,淋巴細(xì)胞是機體免疫系統(tǒng)功能中最重要的一類細(xì)胞,是反映機體免疫狀態(tài)的重要指標(biāo)[4]。在免疫應(yīng)答過程中,末梢血淋巴細(xì)胞發(fā)育分化成為功能不同的亞群,T、B、NK細(xì)胞。當(dāng)亞群的數(shù)量和功能發(fā)生異常時,就能導(dǎo)致機體免疫紊亂并產(chǎn)生病理變化。尤其是T淋巴細(xì)胞以及T淋巴細(xì)胞亞群CD3+、CD4+、CD8+的數(shù)量和相對比值的變化在免疫系統(tǒng)中占主導(dǎo)地位[5],CD4+與CD8+淋巴細(xì)胞兩者相互誘導(dǎo)、相互制約形成T細(xì)胞網(wǎng)絡(luò),以調(diào)節(jié)機體的免疫功能和維持免疫的自穩(wěn)性。當(dāng)T細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)失衡時,造成抑制性T細(xì)胞(Ts)功能和分化異常,Ts有可能通過釋放抑制因子抑制效應(yīng)T細(xì)胞活化,從而造成機體免疫功能紊亂[6]。
表2 手足口三型與健康對照組 CD3+、CD4+、CD8+、CD19+和 CD16+56+的含量(±s,%)
表2 手足口三型與健康對照組 CD3+、CD4+、CD8+、CD19+和 CD16+56+的含量(±s,%)
注:與健康對照組比較,△P<0.01;與普通型組比較,▲P<0.01;與重型組比較,※P<0.01。
組別 例數(shù) CD3+ CD4+ CD8+ CD4+/CD8+ CD16+56+ CD19+普通型組重型組危重型組健康對照組117 60 43 206 64.48±4.82 48.53±8.12△▲41.58±7.11△▲※63.53±6.82 39.72±3.60 27.68±6.56△▲22.04±5.86△▲※38.78±4.81 27.30±4.08 20.59±3.70△▲15.59±3.16△▲※26.32±3.17 1.43±0.42 1.37±0.40 1.28±0.37 1.45±0.33 25.32±5.34△10.43±4.36△▲6.78±3.35△▲※20.21±10.34 22.12±9.30△30.15±11.34△▲40.23±12.57△▲※18.67±8.73
然而,在感染的早期一般是以固有免疫反應(yīng)為主,表現(xiàn)在NK細(xì)胞百分比升高,當(dāng)發(fā)展至危重癥時,固有免疫的作用已不能使疾病恢復(fù),受某些固有免疫分子的指引,啟動不同類型的適應(yīng)性免疫反應(yīng)[7],主要原因是NK細(xì)胞是一類特殊性質(zhì)的細(xì)胞群體,無需抗原的預(yù)先刺激與活化即可發(fā)揮細(xì)胞毒作用,并分泌多種細(xì)胞因子和趨化因子,如IFN、TNF、IL-13等。
從本實驗HFMD普通組來看,首先是NK細(xì)胞和兩個炎性分子升高,T細(xì)胞亞群變化不明顯,B細(xì)胞也同時啟動,說明是固有免疫在發(fā)揮抗EV71病毒的作用,但隨著病情的加重,HFMD患兒T淋巴細(xì)胞及NK細(xì)胞均明顯下降,B淋巴細(xì)胞明顯增高,提示患兒機體的細(xì)胞免疫功能降低,不能有效抵御病毒感染,殺滅受感染的細(xì)胞,隨即啟動適應(yīng)性免疫反應(yīng),可能導(dǎo)致病程延長,而病程的延長又使機體免疫功能進一步受損,發(fā)生極其復(fù)雜的免疫功能變化,輕癥患兒處于全身炎性反應(yīng)綜合征,重癥患者處于代償性抗炎性反應(yīng)或混合性拮抗反應(yīng)狀態(tài)。有證據(jù)表明這些都與EV71可通過凋亡CD3+、CD4+、CD8+細(xì)胞及 NK 細(xì)胞而抑制細(xì)胞免疫有關(guān)[8]。至于隨著病情加重,HFMD患兒外周血B淋巴細(xì)胞明顯增高,可能與機體增強抗病毒抗體中和病毒作用有關(guān)。在HFMD普通型患兒,由于病情較輕,同時有增高的NK細(xì)胞保護,機體適應(yīng)性免疫(B細(xì)胞)只是輔助,故我們只檢測到初次體液免疫反應(yīng)時起主要作用的免疫球蛋白IgM增高。而隨著病情加重,患兒進入到重癥期時,T細(xì)胞、NK細(xì)胞比例不斷下降,細(xì)胞免疫進一步受損,適應(yīng)性免疫(B細(xì)胞)可能起更大作用,由此引發(fā)的抗體和炎性因子會大量增加。正如我們在實驗中觀察到的,HFMD重型和危重型患兒的 IgG、IgA、IgM、IL-13和IFN-γ異常增高,特別是危重型患兒,檢測值更是遠(yuǎn)離健康對照組和普通型組,如有1例神經(jīng)源性肺水腫的危重型患兒的IgG大于30g/L。實驗結(jié)果提示:隨著HFMD病情的加重,患兒血清免疫球蛋白水平會出現(xiàn)明顯改變,表明在手足口病重癥期,患兒體內(nèi)出現(xiàn)免疫功能亢進,產(chǎn)生大量的免疫球蛋白來保護機體、促使病情的恢復(fù),但同時又會對機體造成一定程度的免疫傷害,使患兒的病情進一步向危重癥發(fā)展。這也是HFMD患兒在急性感染期體內(nèi)的體液免疫及細(xì)胞免疫均被激活,但過度激活的體液免疫及激活不足的細(xì)胞免疫相爭相抗的局面造成的。
至于細(xì)胞因子又是如何參與病情的發(fā)展過程?實驗中只對兩個代表性細(xì)胞因子IFN-γ、IL-13進行了檢測,結(jié)果顯示,HFMD三型患兒血清中細(xì)胞因子IFN-γ、IL-13均升高,并且隨著病情加重而增加,提示介導(dǎo)機體炎性反應(yīng)。許多研究者[9-11]指出,正常情況下體內(nèi)細(xì)胞因子間相互制約,共同維護免疫平衡,且含量很低。EV71病毒侵入機體后,免疫細(xì)胞被激活分泌細(xì)胞因子,細(xì)胞因子一方面參與機體免疫防護,另一方面也參與機體免疫病理損傷。IFN-γ主要是由Th1細(xì)胞和單核巨噬細(xì)胞分泌的,介導(dǎo)細(xì)胞免疫反應(yīng),而細(xì)胞免疫在抗病毒反應(yīng)中起著主要作用;IL-13主要由Th2細(xì)胞分泌,抑制Th1細(xì)胞和單核-巨噬細(xì)胞增殖和活化,促進B淋巴細(xì)胞增殖和活化,介導(dǎo)體液免疫反應(yīng)。二者分別增高,相互拮抗,共同促進病情發(fā)展。
縱觀全文,EV71感染所致HFMD患兒出現(xiàn)細(xì)胞免疫、體液免疫和先天性免疫功能紊亂,并與疾病的嚴(yán)重程度有關(guān)。提示HFMD患兒入院時應(yīng)及時檢測這三大免疫功能指標(biāo),并監(jiān)測這些指標(biāo)的變化。若患兒T淋巴細(xì)胞亞群、NK細(xì)胞含量逐漸降低,B淋巴細(xì)胞、免疫球蛋白含量及IFN-γ、IL-13明顯增高或逐漸增高時,要引起重視,進行積極的干預(yù),防止疾病可能向重癥、危重癥轉(zhuǎn)變,甚至出現(xiàn)死亡。
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