趙 雪 劉婷婷 張子寧 傅雅靜 姜擁軍
(中國醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院 衛(wèi)生部艾滋病免疫學重點實驗室,沈陽110001)
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抗病毒治療后HIV感染者NKT樣細胞衰老和體外增殖研究①
趙雪劉婷婷張子寧傅雅靜姜擁軍②
(中國醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院 衛(wèi)生部艾滋病免疫學重點實驗室,沈陽110001)
目的:研究高效抗逆轉錄病毒治療(Highly active antiretroviral therapy,HAART)后NKT樣細胞衰老和體外增殖情況。方法:選取未接受HAART治療、接受HAART治療的HIV感染者以及健康人的外周血細胞,利用流式細胞儀檢測接受HAARRT治療前后的HIV感染者NKT樣細胞CD57的表達情況以及體外增殖能力。結果:HIV感染者在HAART治療前NKT樣細胞的百分數顯著低于健康對照組(P<0.01),HAART治療后恢復(P<0.05);HAART治療前NKT樣細胞CD57的表達明顯高于健康對照組(P<0.01),HAART治療后恢復(P<0.05);HAART治療前NKT樣細胞體外增殖能力明顯 低于健康對照組,HAART治療后有所恢復。結論:經過HAART治療后,HIV感染者NKT樣細胞的數量、CD57表達以及體外增殖能力有所恢復。
HIV;NKT樣細胞;HAART
獲得性免疫缺陷綜合征(Acquired immunodeficiency syndrome,AIDS),又稱艾滋病,是由人類免疫缺陷病毒(Human immunodeficiency virus,HIV)引起的,以CD4+T細胞減少為主要特征的免疫缺陷綜合征,伴有反復性機會感染和惡性腫瘤的發(fā)生,最終可以導致死亡。截至2014年底,中國目前存活的HIV感染者和病人報告數已達50萬,可見艾滋病的流行和防控形勢已不容樂觀。通常認為,構成機體免疫系統(tǒng)的淋巴細胞有三種,一是由胸腺產生的T細胞,二是由骨髓分化而來能夠產生抗體的B細胞,三是自然殺傷細胞(NK細胞)。其實還存在第四種淋巴細胞,也就是NKT樣細胞。NKT樣細胞是介于T細胞和NK細胞之間的一類特殊的淋巴細胞,其共表達T細胞受體和NK細胞受體[1,2],是連接固有免疫和獲得性免疫的橋梁之一[3,4]。NKT樣細胞能夠產生IL-4等大量細胞因子,并且能夠強有力的產生IFN-γ,從而發(fā)揮免疫調節(jié)作用和抗病毒作用[5,6]。因此,對HIV感染者HAART治療前后的NKT樣細胞進行研究,能夠為HIV治療提供更好的理論依據。
1.1材料
1.1.1 研究對象本研究選取的未接受HAART治療的HIV感染者均來自中國醫(yī)科大學艾滋病研究所,且艾滋病確認實驗為陽性。其中CD4+T細胞計數范圍在160~979 cell/μl,均值為459.4 cell/μl;病毒載量范圍在0~187 000 copies/ml,均值為32 521.4 copies/ml。HAART治療者,入選標準為經過嚴格的至少兩年的HAART治療后,HIV病毒RNA<40 copies/ml,CD4+T細胞計數范圍在156~719 cell/μl,均值為453.1 cell/μl。正常對照(Normal control,NC),符合以下標準:HIV抗體陰性,血常規(guī)及肝腎功正常,乙型肝炎表面抗原及抗丙型肝炎抗體陰性,無免疫系統(tǒng)疾病,未暴露于HIV的正常人。
1.1.2 主要儀器和試劑肝素抗凝負壓真空采血管、CD3FITC/CD56PEcy7/HLA-DR-PerCP/CD57-PE等購于BD公司,流式細胞儀為BD公司FACSCalibur。
1.2方法
1.2.1NKT細胞衰老指標檢測200 μl抗凝全血中加入4 ml溶血素,10 min后,離心,洗滌2次后加CD3-FITC、CD56-PEcy7熒光抗體染料進行NKT樣細胞表面染色和CD57-PE的衰老標志染色。
1.2.2NKT細胞體外增殖能力檢測新鮮全血提取PBMC后進行細胞計數,用不完全1640調整細胞濃度為2 million/ml,進行CFSE染色后37℃避光孵育15 min,冰上避光終止5 min后,用完全1640洗滌2次,加入96孔培養(yǎng)板中,200 μl/孔,刺激孔加入濃度為25 μl/ml的IL-15,培養(yǎng)5 d,3 d時換液,培養(yǎng)5 d后收集細胞,洗滌,進行NKT樣細胞的表面染色,在LSR上檢測NKT樣細胞的體外增殖情況。
1.3統(tǒng)計學分析用GraphPad Prism 5統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計學分析,實驗指標兩組間的比較采用Mann-WhitneyU檢驗,P<0.05為有統(tǒng)計學意義。
2.1 HAART治療前后NKT樣細胞百分數變化情況對17例HAART治療前和15例HAART治療后的HIV患者以及12例健康對照者進行CD3/CD56表面染色,檢測NKT樣細胞百分數。結果顯示:HAART治療前NKT樣細胞百分數明顯低于NC組(P<0.01),而經過HAART治療后,NKT樣細胞的百分數有所恢復(P<0.05),見圖1,差異具有統(tǒng)計學意義。
2.2HAART治療前后NKT樣細胞衰老情況將新鮮肝素抗凝全血進行NKT樣細胞表面染色(CD3/CD56)及衰老成熟標志(CD57)染色。結果顯示:HAART治療前NKT樣細胞CD57的表達量明顯高于NC組,如圖2,P<0.01,經HAART治療后,CD57表達量有所下降,如圖2,P<0.05,且具有統(tǒng)計學意義。
2.3 HAART治療前后NKT樣細胞體外增殖情況新鮮全血提取PBMC后進行CFSE染色,培養(yǎng)5 d后收細胞,進行NKT樣細胞的表面染色,檢測NKT樣細胞的體外增殖情況。結果顯示:HAART治療前,NKT樣細胞體外增殖能力明顯下降,如圖3,經HAART治療后,體外增殖能力有所恢復,如圖3。
圖1 HAART治療前后NKT樣細胞百分數變化Fig.1 Percentage of NKT like cells before and after HAART Note: *.P<0.01,compared with healthy control group;#.P<0.05,compared with HIV infected group.
圖2 HAART治療前后NKT樣細胞CD57的表達情況Fig.2 CD57 expression of NKT like cells before and after HAART Note: *.P<0.01,compared with healthy control group;#.P<0.05,compared with HIV infected group.
圖3 HAART治療前后NKT樣細胞體外增殖情況Fig.3 Proliferation of NKT like cell before and after HAART in vitroNote: A.Healthy control individuals;B.HIV infected individuals without HAART;C.HIV infected individuals without HAART.
NKT樣細胞是一群特殊的淋巴細胞,能夠介導先天性免疫和適應性免疫。NKT樣細胞的抗原識別不同于傳統(tǒng)的T細胞和NK細胞,NKT樣細胞不能識別MHCⅠ類和Ⅱ類分子提呈的抗原肽,只能識別細胞表面分子CD1d提呈的脂類和蛋白質抗原[7-9]。NKT樣細胞在這些抗原的刺激下能夠快速活化,并產生IL-4、IFN-γ和IL-10等大量細胞因子,從而在抗腫瘤、抗病毒感染、自身免疫性疾病以及移植免疫中發(fā)揮重要的作用[10,11]。因此,我們以中國HIV感染人群為研究對象,對NKT樣細胞在HAART治療前后的百分數、衰老情況和體外增殖能力等變化進行研究,從而探索NKT樣細胞在HIV感染過程中的抗病毒作用及免疫調節(jié)作用,為臨床上的進行抗HIV治療提供理論指導。
我們的結果顯示:HAART治療前NKT樣細胞百分數明顯低于健康對照組(P<0.01),而HAART治療后NKT樣細胞百分數可以恢復到正常水平(P<0.05),說明對HIV感染者進行早期治療是非常有必要的[12,13],不僅可以延緩疾病進展,還有機會恢復到正常水平。我們發(fā)現HAART治療前,NKT樣細胞CD57的表達量明顯高于NC組,如圖2(P<0.01),表明HIV感染可使NKT樣細胞衰老加快,其快速的衰老會導致新生的NKT樣細胞補充不足,最終導致NKT樣細胞數量的下降。但究竟是什么原因促進了NKT樣細胞的衰老成熟目前仍不清楚。但經過HAART治療后,CD57的表達量可以慢慢恢復到正常水平(P<0.05)。
我們的研究還表明在HAART治療前,NKT樣細胞體外增殖的能力明顯下降,如圖3,而經HAART治療后,體外增殖能力有所恢復,如圖3。這說明HIV感染后,NKT樣細胞增殖能力受到了損傷,而增殖能力的降低也會導致NKT樣細胞數量的減少。同時體外增殖能力的降低也影響NKT樣細胞功能的正常發(fā)揮,導致 NKT樣細胞出現功能障礙[14],其分泌IFN-γ的能力會下降,抗病毒感染的能力也會減弱。由此看來,雖然HIV感染能夠改變NKT樣細胞的數量、衰老程度以及體外增殖能力,但及時進行高效的抗病毒治療,能夠很好的控制HIV感染后的疾病進程。因此對HAART治療前后的NKT樣細胞的相關變化進行研究,可以為HAART治療后的免疫恢復以及進一步治療提供理論基礎。
[1]Li XM.Peripheral blood invariant natural killer T cells of pig-tailed macaques[J].PLoS One,2012,7(10):e48166.
[2]姜擁軍,尚紅,張子寧,等.中國HIV_AIDS患者NK細胞及NKT細胞變化的檢測[J].中華微生物學和免疫學雜志,2005,25(1):52-55.
[3]Padte NN,Li X,Tsuji M,etal.Clinical development of a novel CD1d-binding NKT cell ligand as a vaccine adjuvant[J].Clin Immunol,2011,140(2):142-151.
[4]Carvalho KI,Bruno FR,Snyder-Cappione JE,etal.Lower numbers of natural killer T cells in HIV-1 and Mycobacterium leprae co-infected patients[J].Immunology,2012,136(1):96-102.
[5]Jiang Y,Cui X,Cui C,etal.The function of CD3+CD56+NKT-like cells in HIV-infected individuals[J].Bio Med Res Int,2014,2014:863625.
[6]Li D,Xu XN.NKT cells in HIV-1 infection[J].Cell Res,2008,18(8):817-822.
[7]Horst D,Geerdink RJ,Gram AM,etal.Hiding lipid presentation:viral interference with CD1d-restricted invariant natural killer T (iNKT) cell activation[J].Viruses,2012,4(10):2379-2399.
[8]Rout N,Greene J,Yue S,etal.Loss of effector and anti-inflammatory natural killer T lymphocyte function in pathogenic simian immunodeficiency virus infection[J].PLoS Pathogens,2012,8(9):e1002928.
[9]Kuylenstierna C,Snyder-Cappione JE,Loo CP,etal.(2011) NK cells and CD1d-restricted NKT cells respond in different ways with divergent kinetics to IL-2 treatment in primary HIV-1 infection[J].Scandinavian J Immunol,2011,73(2):141-146.
[10]張劍,崔小健,周方圓,等.HIV 感染者NKT 樣細胞基線功能對疾病進程的影響[J].免疫學雜志,2012,28(11):594-598.
[11]McEwen-Smith RM,Salio M,Cerundolo V.The regulatory role of invariant NKT cells in tumor immunity[J].Cancer Immunol Res,2015,3(5):425-435.
[12]Vasan S,Poles MA,Horowitz A,etal.Function of NKT cells,potential anti-HIV effector cells,are improved by beginning HAART during acute HIV-1 infection[J].Int Immunol,2007,19(8):943-951.
[13]Omi K,Shimizu M,Watanabe E,etal.Inhibition of R5-tropic HIV type-1 replication in CD4(+) natural killer T cells by gammadelta T lymphocytes[J].Immunol,2014,141(4):596-608.
[14]Moll M,Kuylenstierna C,Gonzalez VD,etal.Severe functional impairment and elevated PD-1 expression in CD1d-restricted NKT cells retained during chronic HIV-1 infection[J].Euro J Immunol,2009,39(3):902-911.
[收稿2015-12-17修回2016-02-07]
(編輯許四平)
Study on senescence and proliferation of NKT like cells in HIV infected patients after antiviral therapy
ZHAO Xue,LIU Ting-Ting,ZHANG Zi-Ning,FU Ya-Jing,JIANG Yong-Jun.
Key Laboratory of AIDS Immunology of Ministry of Health,the First Hospital of China Medical University,Shenyang 110001,China
Objective:To better understand the changes of the NKT like cells after HIV infection and HAART treatment.Methods: Peripheral blood from HIV-infected individuals,HAART-treatment AIDS patients and healthy controls were collected, the expression of CD57 and the proliferation ability of NKT like cells before and after HAART were analyzed by flow cytometry.Results: We found that the percentage of NKT like cells before HAART was significantly lower than the healthy controls (P<0.01),and recovered after HAART treatment(P<0.05);the aging of NKT like cells was significantly higher before HAART compared with health individuals (P<0.01),and recovered after HAART treatment(P<0.05)the proliferation was significantly lower in vitro before HAART compared with healthy controls,and partial recovered after HAART.Conclusion: After HAART treatment,the number of NKT like cells,CD57 expression and the proliferation ability of HIV infected patients were restored.
Human immunoddficiency virus;NKT like cells;Highly active antiretroviral therapy
10.3969/j.issn.1000-484X.2016.09.024
,E-mail:jiang jun55555@163.com。
趙雪(1985年-),女,碩士,初級檢驗師,主要從事艾滋病免疫學研究。
R512.91
A
1000-484X(2016)09-1354-03
①本文為十二五科技重大專項(2014ZX10001002-001-004)和基礎臨床緊密結合平臺項目(醫(yī)大發(fā)字[2013]5號)。