李露怡,嚴躍文,李娟,鄧長柏
(1.廣州醫(yī)科大學附屬第五醫(yī)院 兒科,廣東 廣州 510700;2.中能建電力醫(yī)院 兒科,廣東 廣州 510500)
手足口病(hand-food-and-mouth disease,HFMD)是兒科常見的傳染病,多見于5歲以下小兒,表現(xiàn)為手足臀部皰疹、口腔潰瘍和發(fā)熱等,可由多種病毒感染所致,大部分為普 通型病例,少數(shù)為EV71型病毒感染所致重型病例,合并神經源性肺水腫、腦炎和心肌炎等,死亡率高,近年有爆發(fā)流行的報道。HFMD發(fā)病機制不清,本文通過檢測患兒外周血細胞因子及其信號轉導和轉錄激活因子3(signal transduction and activation of transcription 3,STAT3)和磷酸化的STAT3(P-STAT3)蛋白,探討其發(fā)病機制,為臨床治療提供參考。
59例HFMD患兒,均是門診初次就診患者,男33例,女26例;年齡1~8歲,按照衛(wèi)生部制定手足口?。?010年版)診斷標準入選,均為普通型病例。此外,在兒童保健科門診體檢收集30例健康小兒(同年齡、性別,具有可比性)外周血標本,作為對照組,分別檢測其細胞因子和外周血單核細胞(peripheral blood mononuclear cell,PBMC)中STAT3、P-STAT3蛋白表達。
1.2.1 相關試劑、儀器及來源 PBS沖洗液、細胞裂解液[1 M Tris-CI(pH 7.4)5 ml,0.5 M EDTA 2 ml,NaCl 0.876 g、NaN30.02 g,Triton-x 100 ml,加ddH2O至100 ml即可用]均購于武漢晶賽生物工程公司;白介素-6、10、17等單克隆抗體試劑盒全部購于美國eBioscience公司。抗STAT3和P-STAT3抗體(第一、二抗體分別是兔抗人和羊抗兔抗體)和Western blot試劑盒、ECL(化學發(fā)光增強試劑盒)全部購于eBioscience公司,美國真空轉膜印跡系統(tǒng)、BioRad-Jeldoc2000圖像分析系統(tǒng)等儀器。
1.2.2 標本上清液和外周血PBMC制備 抽取患兒靜脈血5 ml,加入肝素抗凝管中,加入紅細胞裂解液,離心分離(每分鐘3 000轉)10 min,取上清液儲存凍存于-80℃冰箱中用于細胞因子檢測;下部分用PBS緩沖液沖洗,制備PBMC。
1.2.3 PBMC中STAT3和P-STAT3蛋白提取 在PBMC中加入細胞裂解液100 μl,超聲粉碎,12 000 rpm、4℃離心20 min,取上清液測濃度,-20℃~-70℃凍存。
1.2.4 ELISA實驗方法檢測和質量控制 檢測細胞因子(IL-6、IL-10、IL-17):酶聯(lián)免疫吸附測定(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)具體操作步驟按試劑盒說明進行,即取用存儲的血標本,加入一抗和生物素標記的二抗、溫育、洗涕和顯色,比色結果。為得到準確的結果,進行質量控制。首先保證各批標本合格,如標本存儲時間少于6 個月,實驗操作準確,再次進行預實驗檢測,取得質控血清和曲線圖,并采用即刻質控統(tǒng)計學方法:如在相同實驗條件下,多次(20次以上)檢測,結果取均值加減2個標準差(x±2 s)為可靠值,大于95%值或小于5%值去掉。
1.2.5 Western blot檢測STAT3和P-STAT3蛋白表達 取上述凍存的蛋白提取液50 μg,加等體積樣品緩沖液經變性后點樣、電泳及顯影等步驟檢測(見分子生物學操作手冊和試劑盒說明進行),用β-actin做對照帶,檢測其對比光密度,先制定A590值標準曲線,再取100 μl,測量A590值,根據(jù)標準曲線得出樣本蛋白質含量??筎AT3和P-STAT3抗體(第一、二抗體分別是兔抗人和羊抗兔抗體)和Western blot試劑盒全部購于eBioscience公司。
用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件包分析。計量資料以均數(shù)±標準差()表示,兩組樣本均數(shù)比較采用t檢驗。P <0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
59例HFMD患兒急性期血中白介素均升高,與健康對照組比較,差異有統(tǒng)計學意義(P <0.05),見表1。
59例HFMD患兒P-STAT3蛋白表達明顯增強,較對照組明顯升高,兩者比較差異有統(tǒng)計學意義(P <0.05),見表1。具體表達圖(Western blot)見圖1和圖2。
表1 HFMD患者白介素、STAT3和P-STAT3結果 ()
表1 HFMD患者白介素、STAT3和P-STAT3結果 ()
組別 例數(shù) IL-6/(pg/L) IL-10/(pg/L) IL-17/(pg/L) STAT3 P-STAT3 HFMD 59 40±6.2 54±8.5 33±4.4 126.60±2.67 72.31±2.46對照組 30 17±5.5 23±3.4 19±4.2 125.90±3.70 0.00±0.000 t值 17.577 19.260 14.274 0.92 225.00 P值 0.001 0.001 0.001 0.324 0.001
圖1 STAT3和P-STAT3蛋白表達(Western)
圖2 STAT3和P-STAT3蛋白表達(Western blot)
手足口病是小兒常見的急性傳染病,好發(fā)于4~7月份和10~11月份,與氣溫變化有關[1-2];近年來有爆發(fā)流行的報告,部分病例可出現(xiàn)并發(fā)癥如腦炎、肺水腫等[3]。自從1957年加拿大首次報告以來,該病一直在全世界發(fā)生;研究表明,多種腸道病毒如科薩奇病毒、EV71病毒等均可導致HFMD[4],雖然經過幾十年的研究,但其發(fā)病機制尚未完全清楚,值得進一步研究。
細胞信號轉導與轉錄激活因子(STAT)是細胞因子在細胞內重要的信息傳遞分子(蛋白家族),其激活(磷酸化)后使細胞核基因激活和表達,產生效應[5]。研究表明STAT3是IL-6在細胞內的重要的信息傳遞分子,在感染、腫瘤、缺氧損害和免疫等疾病發(fā)揮重要的作用[6-9]。
手足口病臨床表現(xiàn)為發(fā)熱、手足部出現(xiàn)皰疹,其本質是炎癥反應的結果。在筆者的前期研究中發(fā)現(xiàn),手足口病患者血中前炎癥介質(白介素-6、白介素-10、白介素-17、白介素-21)和Th17淋巴細胞等明顯升高,促進疾病的發(fā)生發(fā)展[10]。目前在國內尚未見有HFMD患者白介素-6信號轉導及轉錄因子3(STAT3)變化的報道;據(jù)此本文進行了研究,結果發(fā)現(xiàn)在HFMD組患者IL-6信號通路激活,即磷酸化的STAT3表達增加(72.31±2.46),而總的STAT3沒有增加(HFMD組和健康對照組分別是(126.60±2.67)和(125.90±3.70),兩組比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),磷酸化的STAT3在HFMD組中升高,和健康小兒組比較差異有統(tǒng)計學意義(P <0.05),說明細胞因子信號通路激活在HFMD發(fā)生中起重要的作用,病毒感染和STAT3變化的關系值得進一步研究。國內王艷等[11]在實驗研究中發(fā)現(xiàn):EV71病毒感染橫紋肌肉瘤細胞,下調STAT3和P-STAT3,STAT3可影響多種病毒的復制;Hill等[12]報道,STAT3具有抑制EB病毒對B淋巴細胞溶解的作用;Read等[13]研究報道,病毒感染通過MAPK.NFKB和STAT3信號通路促進細胞癌變和發(fā)展;而丙型肝炎病毒感染通過STAT3途徑導致肝臟損害[14]。因此,STAT3在病毒感染所致的疾病發(fā)生發(fā)展中起到雙刃劍的作用。本研究證實手足口病的發(fā)生發(fā)展也通過STAT3途徑,其信號通路激活可能促進外周血有核細胞分泌更多的細胞因子,促進HFMD的發(fā)生,STAT3有可能成為治療靶標,具有一定的臨床意義。 因此,STAT3與HFMD的關系值得進一步研究。