趙博,楊彬彬,王佳偉
2006年,Vargas等[1]提出卒中相關(guān)性感染(stroke associated infection,SAI),將其定義為卒中發(fā)病時(shí)無感染且不處于感染潛伏期,卒中發(fā)病后7 d內(nèi)發(fā)生的感染,以肺部感染和泌尿系感染為主[2],其發(fā)生率為23%~65%,往往會(huì)加重病情并影響預(yù)后[3]。卒中會(huì)打破神經(jīng)系統(tǒng)與免疫系統(tǒng)之間的平衡,誘導(dǎo)產(chǎn)生外周免疫抑制綜合征(stroke induced immunodepression syndrome,SIDS)[4],主要表現(xiàn)為廣泛的淋巴細(xì)胞凋亡和功能障礙,從而導(dǎo)致感染發(fā)病率增加[5]。T淋巴細(xì)胞在卒中后機(jī)體免疫應(yīng)答中起關(guān)鍵作用[6-7],CD4+T淋巴細(xì)胞、CD8+T淋巴細(xì)胞主要介導(dǎo)細(xì)胞免疫,CD4+CD25+FoxP3+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cells,Tregs)具有免疫抑制作用,包括調(diào)節(jié)免疫炎癥反應(yīng)、限制病變發(fā)展和促進(jìn)組織修復(fù)等[8-9]。卒中后各T淋巴細(xì)胞亞群時(shí)間和空間的分布更有助于闡明他們?cè)谧渲胁±砩磉^程中的作用,然而目前對(duì)于該問題仍存在爭(zhēng)議。本研究通過觀察卒中早期患者外周血中CD3+T細(xì)胞、CD3+CD4+T細(xì)胞、CD3+CD8+T細(xì)胞及Tregs動(dòng)態(tài)變化,進(jìn)一步揭示卒中急性期免疫變化相關(guān)機(jī)制,以及免疫異常對(duì)于卒中后感染的影響,為發(fā)現(xiàn)新的卒中治療靶點(diǎn)及卒中后感染的預(yù)防和治療提供新的理論基礎(chǔ)。
1.1 研究對(duì)象 選取2014年11月-2015年1月在首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科住院治療的卒中患者為卒中組。
入組標(biāo)準(zhǔn):①年齡≥18歲;②發(fā)病24 h內(nèi)入院;③符合2013年由美國心臟學(xué)會(huì)(American Heart Association,AHA)/美國卒中學(xué)會(huì)(American Stroke Association,ASA)的《急性缺血性卒中診治指南》[10]及2010年《自發(fā)性腦出血治療指南》[11]中缺血性卒中和腦出血診斷標(biāo)準(zhǔn),并經(jīng)頭部計(jì)算機(jī)斷層掃描(computed tomography,CT)或磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)證實(shí);④入院當(dāng)天美國國立衛(wèi)生研究院卒中量表(National Institutes of Health Stroke Scale,NIHSS)評(píng)分≥3分,且卒中前改良Rankin量表(modi fi ed Rankin Scale,mRS)評(píng)分≤2分。
排除標(biāo)準(zhǔn):①痛風(fēng)、血液系統(tǒng)疾病、自身免疫性疾病、惡性腫瘤;②嚴(yán)重肝、腎功能障礙;③急性心肌梗死及其他血管栓塞性疾??;④甲狀腺功能亢進(jìn)及其他慢性消耗性疾?。虎莅l(fā)病前2周內(nèi)有感染史、服用雌激素或2周內(nèi)有外科手術(shù)或外傷。
同期無神經(jīng)系統(tǒng)癥狀和體征的健康體檢者作為對(duì)照組。
本研究經(jīng)首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn),所有受試者或其家屬均簽署知情同意書。
1.2 感染診斷標(biāo)準(zhǔn)及分組 卒中相關(guān)性肺炎的診斷標(biāo)準(zhǔn):臨床診斷:卒中發(fā)生后胸部影像學(xué)發(fā)現(xiàn)新出現(xiàn)或進(jìn)展性肺部浸潤性病變,同時(shí)合并2個(gè)以上臨床感染癥狀:①發(fā)熱≥38℃;②新出現(xiàn)的咳嗽、咳痰或原有呼吸道疾病癥狀加重,伴或不伴胸痛;③肺實(shí)變體征和(或)濕啰音;④外周血白細(xì)胞≥10×109/L或≤4×109/L,伴或不伴核左移。病原學(xué)診斷:患者咳深部痰進(jìn)行細(xì)菌定量培養(yǎng),同時(shí)排除某些與肺炎臨床表現(xiàn)相近的疾病如肺結(jié)核、肺部腫瘤、非感染性肺間質(zhì)病、肺水腫、肺不張、肺栓塞等[12]。卒中后泌尿系感染的診斷標(biāo)準(zhǔn):①臨床表現(xiàn):有發(fā)熱、尿頻、尿急、尿痛、恥骨上區(qū)不適和腰骶部疼痛等癥狀可做出臨床診斷;②尿培養(yǎng):清潔中段尿培養(yǎng),菌落計(jì)數(shù)女性>105CFU/ml、男性>104CFU/ml,或?qū)蚧颊吡羧〉哪驑?biāo)本細(xì)菌菌落計(jì)數(shù)>104CFU/ml[13]。
根據(jù)發(fā)病1周內(nèi)有無感染,將患者分為感染組和非感染組。
1.3 主要試劑與儀器 3色淋巴細(xì)胞亞群試劑CD4/CD8/CD3單克隆抗體(單抗)、異硫氰酸熒光素(fluorescein isothiocyanate,F(xiàn)ITC)標(biāo)記的小鼠抗人CD4單抗、別藻青蛋白(allophycocyanin,APC)標(biāo)記的CD25單抗和同型對(duì)照Mouse γ1、藻紅蛋白(P-phycoerythrin,PE)標(biāo)記的FoxP3單抗和同型對(duì)照IgG2a,以及溶血素、FoxP3固定/破膜/洗液,均購自美國BD公司。流式細(xì)胞儀購自美國BD公司,分析軟件為Cell Quest Pro系統(tǒng)。
1.4 流式細(xì)胞儀檢測(cè) 卒中組于發(fā)病24 h內(nèi)、3 d和7 d采取2 ml四乙酸二氨基乙烷(ethylene diamine tetraacetic acid,EDTA)抗凝的外周靜脈血,對(duì)照組于清晨空腹?fàn)顟B(tài)下采集2 ml EDTA抗凝的外周靜脈血。標(biāo)本分裝為2份,分別于檢驗(yàn)科檢測(cè)血常規(guī)及在中心實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)T淋巴細(xì)胞亞群,標(biāo)本均于采集后24 h內(nèi)測(cè)定。
流式細(xì)胞術(shù)操作方法:①CD3+,CD3+CD4+,CD3+CD8+T細(xì)胞:取抗凝全血100 μl,加入5 μl CD4/8/3單克隆抗體,振蕩器上充分混勻,室溫避光反應(yīng)25 min;加入溶血素1 ml,充分震蕩混勻,室溫避光10 min,1500 r/min離心5 min棄上清液,加1 ml磷酸鹽緩沖液(phosphate buffer saline,PBS)洗1次棄上清液,加0.5 ml PBS,振蕩器上充分混勻,立即上流式細(xì)胞儀檢測(cè)。②CD4+CD25+FoxP3+Tregs:取抗凝全血100 μl,實(shí)驗(yàn)組加入CD25-APC 3 μl、CD4-FITC 10 μl,對(duì)照組加入IgG1-APC 3 μl、CD4-FITC 10 μl,振蕩器上充分混勻,室溫避光反應(yīng)15 min;加入FoxP3固定/破膜液1 ml,充分震蕩混勻,室溫避光反應(yīng)30 min,加入FoxP3破膜洗液1 ml,1500 r/min離心5 min洗兩次,棄上清液;實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組分別加FoxP3-PE 5 μl、IgG2-PE 0.5 μl,充分震蕩混勻,室溫避光孵育2 h,加0.5 ml PBS,振蕩器上充分混勻,立即上流式細(xì)胞儀檢測(cè)。
CD3+、CD3+CD4+、CD3+CD8+T淋巴細(xì)胞亞群絕對(duì)值計(jì)算:血常規(guī)測(cè)得淋巴細(xì)胞絕對(duì)值×流式細(xì)胞術(shù)測(cè)得相應(yīng)細(xì)胞比例;CD4+CD25+FoxP3+Tregs淋巴細(xì)胞亞群絕對(duì)值計(jì)算:血常規(guī)測(cè)得淋巴細(xì)胞絕對(duì)值×流式細(xì)胞術(shù)測(cè)得CD3+CD4+T淋巴細(xì)胞比例×CD4+CD25+FoxP3+Tregs比例。
1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析,計(jì)量資料數(shù)據(jù)均符合正態(tài)分布,以表示,卒中組與對(duì)照組樣本間采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)方差分析進(jìn)行檢驗(yàn),非感染組與感染組采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料采用率表示,組間比較采用χ2檢驗(yàn)。P<0.05認(rèn)為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 一般資料 研究期間連續(xù)入組32例卒中患者(缺血性卒中24例,腦出血8例)。所有患者均于發(fā)病24 h內(nèi)就診,缺血性卒中患者中有2例在癥狀出現(xiàn)4.5 h內(nèi)接受了重組組織型纖溶酶原激活物(recombinant tissue plasminogen activator,rt-PA)靜脈溶栓治療。卒中后非感染組24例(缺血性卒中19例,腦出血5例),卒中后感染者8例(缺血性卒中5例,腦出血3例)。感染分別發(fā)生在發(fā)病后2 d至4 d,其中2例有明確的病原學(xué)結(jié)果,且均為痰培養(yǎng)草綠色鏈球菌陽性。對(duì)照組23例,卒中組與對(duì)照組年齡、性別、吸煙、飲酒、糖尿病、高脂血癥、心房顫動(dòng)史等方面無顯著差異,但卒中組高血壓病史、冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病病史、卒中病史及感染發(fā)生率均顯著高于對(duì)照組(表1)。
表1 卒中組與健康對(duì)照組樣本資料統(tǒng)計(jì)
2.2 健康對(duì)照組與卒中后非感染組及卒中后感染組各淋巴細(xì)胞亞群絕對(duì)值比較 健康對(duì)照組CD3+,CD3+CD4+,CD3+CD8+T淋巴細(xì)胞亞群絕對(duì)值分別為(1.25±0.43)×109/L、(0.67±0.24)×109/L和(0.59±0.28)×109/L,CD4+CD25+FoxP3+Tregs淋巴細(xì)胞亞群絕對(duì)值為(0.05±0.03)×109/L。與健康對(duì)照組比較,卒中后非感染組CD3+CD4+T細(xì)胞與Tregs于發(fā)病后7 d升高(P分別為0.02和0.03);CD3+CD8+T細(xì)胞在發(fā)病后24 h及3 d下降(P分別為0.01和0.03),發(fā)病后7 d升至與健康對(duì)照組無顯著差異。卒中后感染組CD3+T細(xì)胞、CD3+CD4+T細(xì)胞、CD3+CD8+T細(xì)胞及Tregs在發(fā)病24 h內(nèi)(P分別為<0.001,<0.001,0.03和<0.001)、3 d(P均<0.001)、7 d均較健康對(duì)照組明顯下降(P分別為<0.001,0.01,0.01和0.01)(表2)。
表2 卒中后非感染組及卒中后感染組各淋巴細(xì)胞亞群絕對(duì)值檢測(cè)結(jié)果及比較(×109/L)
2.3 卒中后非感染組與卒中后感染組各淋巴細(xì)胞亞群絕對(duì)值比較 卒中后感染組CD3+T細(xì)胞、CD3+CD4+T細(xì)胞及Tregs在發(fā)病后24 h內(nèi)(P分別為0.01,<0.001和<0.001)、3 d(P分別<0.001,<0.001和0.04)、7 d(P均<0.001)均顯著低于卒中后非感染組;兩組CD3+CD8+T細(xì)胞在發(fā)病后24 h內(nèi)無明顯差異,但3 d(P<0.001)、7 d(P=0.02)卒中后感染組顯著低于卒中后非感染組(表2)。
卒中是一個(gè)復(fù)雜的全身炎癥性疾病及自身免疫過程,其發(fā)生發(fā)展與體內(nèi)多種免疫細(xì)胞和炎癥因子相關(guān),而卒中同樣會(huì)影響機(jī)體的免疫功能。目前認(rèn)為SIDS實(shí)質(zhì)為神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫調(diào)節(jié)機(jī)制,卒中后下丘腦-垂體-腎上腺軸被激活,交感神經(jīng)系統(tǒng)活動(dòng)增強(qiáng),腎上腺皮質(zhì)激素分泌增加,交感神經(jīng)末梢釋放兒茶酚胺類激素增多,從而致外周血、肝臟、脾臟T淋巴細(xì)胞數(shù)下降及功能降低[14]。最近研究發(fā)現(xiàn),壞死腦細(xì)胞中釋放的高遷移率族蛋白B1(high mobility group box 1,HMGB1)可直接誘發(fā)一系列免疫抑制,包括淋巴細(xì)胞減少癥[15]。
目前,關(guān)于卒中后各T淋巴細(xì)胞亞群時(shí)間和空間的動(dòng)態(tài)變化仍存在爭(zhēng)議。Vogelgesang等[16]發(fā)現(xiàn),腦梗死后外周血C D3+T細(xì)胞、CD3+CD4+T細(xì)胞、CD3+CD8+T細(xì)胞在發(fā)病當(dāng)天即下降,之后逐漸上升,于發(fā)病后14 d恢復(fù)至與健康對(duì)照組無差異,SAI患者各T淋巴細(xì)胞亞群下降較非SAI患者下降更為明顯。Urra等[17]發(fā)現(xiàn)卒中后外周血CD3+T細(xì)胞、CD3+CD4+T細(xì)胞、CD3+CD8+T細(xì)胞及Tregs細(xì)胞發(fā)病后當(dāng)天開始下降,第二天降至最低,后逐漸回升;肺部感染者各細(xì)胞數(shù)明顯低于非感染者。國內(nèi)臨床研究發(fā)現(xiàn),于入院后24~48 h抽取急性腦梗死患者外周靜脈血,SAI組、非SAI組的CD3+、CD4+、CD4+/CD8+T淋巴細(xì)胞水平均低于健康對(duì)照組,CD8+T淋巴細(xì)胞水平均高于健康對(duì)照組,且SAI組較非SAI組預(yù)后不良[18]。T淋巴細(xì)胞減少可能作為卒中后感染的一個(gè)預(yù)測(cè)因素[19]。
本研究發(fā)現(xiàn),卒中后非感染者發(fā)病后24 h內(nèi)即出現(xiàn)細(xì)胞免疫功能下降,至發(fā)病后7 d免疫功能有所恢復(fù),但Tregs在發(fā)病后7 d開始增多,發(fā)揮其免疫抑制作用。卒中后感染者在發(fā)病后24 h內(nèi)、3 d及7 d細(xì)胞免疫功能明顯低于非感染者,且T淋巴細(xì)胞數(shù)量減少早于感染發(fā)生時(shí),故推測(cè)機(jī)體細(xì)胞免疫功能下降會(huì)增加感染風(fēng)險(xiǎn)。卒中后感染者在發(fā)病后3 d細(xì)胞免疫功能下降最明顯,Tregs的免疫抑制作用可能是其重要原因之一。此外,國內(nèi)關(guān)于感染后機(jī)體免疫功能的研究發(fā)現(xiàn),肺部感染患者外周血CD3+T細(xì)胞、CD3+CD4+T細(xì)胞低于健康對(duì)照組,而CD3+CD8+T細(xì)胞高于健康對(duì)照組[20]。提示感染對(duì)于機(jī)體免疫狀態(tài)的影響不容小覷,推測(cè)其在卒中后患者感染發(fā)生后的T淋巴細(xì)胞亞群數(shù)量變化中起重要作用。但目前尚缺乏觀察感染后機(jī)體免疫功能動(dòng)態(tài)變化的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及臨床研究。
導(dǎo)致本研究與既往研究結(jié)果不完全一致的原因考慮有:樣本量(尤其卒中后感染患者)相對(duì)較少、患者病情嚴(yán)重程度差異較大、發(fā)病危險(xiǎn)因素不同、缺血性卒中及腦出血同時(shí)納入、治療藥物對(duì)免疫功能影響、觀察時(shí)間點(diǎn)不同等。進(jìn)一步的研究需擴(kuò)大樣本量,根據(jù)患者病情輕重程度分組,延長指標(biāo)監(jiān)測(cè)時(shí)間,納入不合并腦血管病的單純感染患者組等,進(jìn)一步明確卒中后機(jī)體免疫功能變化及其與卒中相關(guān)性感染的因果關(guān)系,進(jìn)而闡明相關(guān)病理生理機(jī)制,為卒中后感染的預(yù)防和治療提供理論支持。
1 Vargas M,Horcajada JP,Obach V,et al. Clinical consequences of infection in patients with acute stroke:is it prime time for further antibiotic trials?[J]. Stroke,2006,37:461-465.
2 Westendorp WF,Nederkoorn PJ,Vermeij JD,et al.Post-stroke infection:a systematic review and metaanalysis[J]. BMC Neurol,2011,11:110.
3 Langhome P,Stott DJ,Robertson L,et a1. Medieal complications after stroke:a multicenter study[J].Stroke,2000,31:1223-1229.
4 Meisel C,Prass K,Braun J,Victorov I,et al.Preventive antibacterial treatment improves the general medical and neurological outcome in a mouse model of stroke[J]. Stroke,2004,35:2-6.
5 Famakin BM. The Immune Response to Acute Focal Cerebral Ischemia and Associated Post-stroke Immunodepression:A Focused Review[J]. Aging Dis,2014,5:307-326.
6 Hurn PD,Subramanian S,Parker SM,et al. T- and B-cell-de fi cient mice with experimental stroke have reduced lesion size and in fl ammation[J]. J Cereb Blood Flow Metab,2007,27:1798-1805.
7 Kleinschnitz C,Schwab N,Kraft P,et al. Early detrimental T-cell effects in experimental cerebral ischemia are neither related to adaptive immunity nor thrombus formation[J]. Blood,2010,115:3835-3842.
8 Chen S,Wu H,Klebe D,et al. Regulatory T cell in stroke:a new paradigm for immune regulation[J]. Clin Dev Immunol,2013:689 827.
9 Liesz A,Suri-Payer E,Veltkamp C,et al. Regulatory T cells are key cerebroprotective immunomodulators in acute experimental stroke[J]. Nat Med,2009,15:192-199.
10 Jauch EC,Saver JL,Adams HP Jr,et al. Guidelines for the early management of patients with acute ischemic stroke:a guideline for healthcare professionals from the American Heart Association/American Stroke Association[J]. Stroke,2013,44:870-947.
11 Morgenstern LB,Hemphill JC,Anderson C,et al. Guidelines for the management of spontaneous intracerebral hemorrhage:a guideline for healthcare professionals from the American Heart Association/American Stroke Association[J]. Stroke,2010,41:2108-2129.
12 American Thoracic Society; Infectious Diseases Society of America. Guidelines for the management of adults with hospital-acquired,ventilator-associated,and healthcare-associated pneumonia[J]. Am J Respir Crit Care Med,2005,171:388-416.
13 European Association of Urology 2014. Guidelines on Urological Infections[EB/OL](2016-10-11). http://www.uroweb.org/gls/pdf/19%20Urological%20 infections_LR.pdf.
14 Gill D,Veltkamp R. Dynamics of T cell responses after stroke[J]. Curr Opin Pharmacol,2016,26:26-32.
15 Liesz A,Dalpke A,Mracsko E,et al. DAMP signaling is a key pathway inducing immune modulation after brain injury[J]. J Neurosci,2015,35:583-598.
16 Vogelgesang A,Grunwald U,Langner S,et al.Analysis of lymphocyte subsets in patients with stroke and their in fl uence on infection after stroke[J]. Stroke,2008,39:237-241.
17 Urra X,Cervera A,Villamor N,et al. Harms and bene fi ts of lymphocyte subpopulations in patients with acute stroke[J]. Neuroscience,2009,158:1174-1183.
18 劉秋紅,張杰文,楊景瑞. 老年卒中相關(guān)性肺炎患者外周血T淋巴細(xì)胞亞群及血清炎癥因子變化的臨床分析[J]. 中國實(shí)用神經(jīng)疾病雜志,2016,8:34-35.
19 Shim R. Ischemia,Immunosuppression and Infection--Tackling the Predicaments of Post-Stroke Complications[J]. Int J Mol Sci,2016,17.
20 趙晟珣,王樺,楊帆,等. 高齡老年肺部感染患者免疫功能變化與免疫調(diào)節(jié)治療臨床研究[J]. 中華臨床醫(yī)師雜志(電子版),2014,6:1026-1030.
【點(diǎn)睛】本研究對(duì)比了卒中急性期患者在發(fā)生感染及無感染兩種情況下與健康人群外周血T淋巴細(xì)胞亞群的差異,顯示了T淋巴細(xì)胞亞群的絕對(duì)值在卒中急性期及卒中后感染過程中呈動(dòng)態(tài)變化過程。