徐 歡 黃 紀 孫胤富 王萬黨 張俊愛 徐軍發(fā)
活動性肺結核是結核分枝桿菌感染引起的慢性傳染性疾病,目前其發(fā)病機制尚不明確,但細胞免疫在介導其發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮重要作用。筆者前期工作中發(fā)現(xiàn),結核性胸膜炎患者外周血及胸水中樹突狀細胞及其亞群髓樣性DC比例顯著高于正常對照組,且與IL-12水平呈正相關。BTLA與B7-H4是近年來發(fā)現(xiàn)的免疫檢查點抑制因子(immune checkpoint inhibitors),表達在T細胞上的BTLA通過HVEM-BTLA信號途徑抑制T細胞的增殖、分化和多種細胞因子的分泌[1]。筆者前期研究中發(fā)現(xiàn)BTLA和B7-H4在肺結核患者外周血CD11c+抗原遞呈細胞中高表達,且表達BTLA和B7-H4的CD11c+APC活化同種T細胞的能力下降,提示BTLA和B7-H4對抗原遞呈細胞抗結核免疫有重要影響[2]。而mDC是CD11c+抗原遞呈細胞中最主要的細胞之一[3]。在體內能活化初始T細胞的抗原遞呈,在固有性和適應性結核免疫中發(fā)揮重要作用[4]。在活動性肺結核患者中,檢查點抑制分子BTLA和B7-H4對mDC的抗結核免疫的影響尚不清楚,本研究采用流式細胞技術對46例診斷為活動性肺結核的患者外周血mDC中BTLA及B7-H4共表達情況進行了檢測,分析其與mDC表面成熟標志分子CD83、抗原遞呈分子HLA-DR以及共刺激分子CD86表達的相關性,探究其臨床意義。
1.研究對象:46例活動性肺結核患者及23例健康對照均來自廣東醫(yī)科大學附屬厚街醫(yī)院。排除標準:①妊娠;②酗酒;③年齡<16歲或>65歲;④HIV陽性;⑤其他傳染病和慢性疾病(如糖尿病);⑥近1個月內服用激素等治療的患者。根據(jù)抗結核藥物治療情況,本研究中將活動性肺結核患者分為抗MTB藥物治療前(prior treatment,PRT)組和治療后(post treatment,POT)組,其中,治療<3天者為治療前,治療2周者為治療后。本研究經(jīng)過廣東醫(yī)科大學附屬厚街醫(yī)院和廣東醫(yī)科大學醫(yī)學倫理學委員會批準,已征得研究對象的知情同意。
2.主要試劑和儀器:流式抗體分別為Lin1-FITC(為混合抗體,包括FITC標記的CD3、CD14、CD16、CD19、CD20、CD56的抗體,克隆號是SK7、3G8、SJ25C1、L27、eMfP9、NCAM16.2)購自美國BD公司;BTLA-APC(MIH26,Biolegend),B7-H4-P (H74,eBioscience),CD83- PerCP-CyTM5.5(HB15,Biolegend),CD11c- APC-eFluor780(BU15,eBioscience),HLA-DR- PE-Cyanine7(LN3,eBioscience),以及各自同型抗體均購自美國eBioscience公司。人淋巴細胞分離液購自美國GE公司,F(xiàn)ACS-CantoⅡ流式細胞儀型號為美國BD公司產(chǎn)品。
3.外周血單個核細胞(peripheral blood mononuclear cell, PBMC)的分離:具體方法參考文獻[5],肝素鈉抗凝血5ml離心1500r/min,5min,上清血漿與-80℃凍存;血液細胞與無菌0.9%氯化鈉溶液1∶1混合稀釋,將稀釋液緩慢加入淋巴細胞分離液上,室溫870×g離心30min,分離單個核細胞。
4.流式細胞術檢測mDC共表達BTLA和B7-H4以及BTLA、B7-H4雙陽性mDC和 BTLA、B7-H4雙陰性mDC表達CD83、HLA-DR和CD86:取100μl含1×106個PBMC于流式管中,加入推薦量熒光團標記的抗體(CD83-PerCP-CyTM5.5、HLA-DR- PE-Cyanine7、CD11c- APC-eFluor780、Lin1-FITC、BTLA-APC、B7-H4-PE、CD86-FITC),以相同的方式各加入各自相應同型抗體作為對照。振蕩混勻,4℃避光孵育30min;加入2ml洗滌液洗2次,棄上清;加入200μl 10g/L多聚甲醛溶液,輕輕混勻,4℃避光保存。24h內上機檢測分析,采用FlowJo 7.6.1軟件進行數(shù)據(jù)分析。
1.BTLA和B7-H4在活動性肺結核患者外周血中高表達:采用流式細胞技術檢測APT患者外周血來源mDC中BTLA和B7-H4共表達情況。結果顯示患者外周血mDC中BTLA和B7-H4共表達水平顯著高于健康對照組(圖1A,P=0.000),AUR=0.9282(圖1B)。
圖1 BTLA和B7-H4在活動性肺結核患者(APT)外周血mDC中高表達
2.BTLA和B7-H4在治療前后、初治與復治患者中DP-mDC表達情況:10例患者經(jīng)1個月治療后DP-mDC比例顯著下降(圖2A,P<0.01)。復治患者中表達顯著高于初治患者(圖2B,P<0.05)。
圖2 治療前后、初治與復治患者中DP-mDC表達情況
3.BTLA和B7-H4共表達mDC中CD83的表達:健康對照組和APT外周血共表達BTLA和B7-H4的mDC中表達CD83的陽性率均顯著高于不表達BTLA和B7-H4的mDC(圖3中A、B,P=0.000)。但患者外周血中共表達和不表達BTLA和B7-H4的mDC中CD83的表達高于健康對照組(圖3C,P<0.05)。
4.BTLA和B7-H4共表達mDC中HLA-DR表達:健康對照組和患者組外周血共表達BTLA和B7-H4的mDC中表達HLA-DR的陽性率均顯著高于不表達BTLA和B7-H4的mDC(圖4中A、B,P=0.000)。但患者外周血中共表達BTLA和B7-H4的mDC和不表達BTLA和B7-H4的mDC中HLA-DR的表達均顯著低于健康對照組(圖4C,P=0.000)。
圖3 DP-mDC、DN-mDC中CD83的表達
圖4 DP-mDC、DN-mDC中HLA-DR的表達
5.BTLA和B7-H4共表達mDC中CD86表達:健康對照組和患者組外周血共表達BTLA和B7-H4的mDC中表達CD86的水平顯著低于不表達BTLA和B7-H4的mDC(圖5中A、B,P<0.01)。但患者外周血中共表達和不表達BTLA和B7-H4的mDC中CD86的表達均顯著高于健康對照組(圖5C,P=0.000)。
圖5 DP-mDC、DN-mDC中CD86的表達
筆者的研究結果發(fā)現(xiàn)共表達BTLA和B7-H4的mDC在TP患者外周血中顯著高于健康對照組; APT外周血中DP-mDC的表達顯著高于健康對照組,復治患者中比例顯著高于初治患者,經(jīng)過1個月治療DP-mDC比例顯著降低。進一步研究發(fā)現(xiàn),在健康對照和患者外周血中,DP-mDC表達CD83和HLA-DR都顯著高于DN-mDC,而CD86在DP-mDC中的表達水平低于DN-mDC。APT外周血中DP-mDC和DN-mDC表達CD86和CD83水平都顯著高于健康對照組,但APT外周血中DP-mDC和DN-mDC表達HLA-DR的水平顯著低于健康對照組。以上結果提示BTLA和B7-H4在活動性肺結核中可能影響mDC的抗結核免疫。
樹突狀細胞(DC)在抗結核中發(fā)揮著重要作用,APT患者mDC上高表達BTLA和B7-H4可能介導結核桿菌的免疫逃逸,BTLA主要表達在T細胞和一些髓原性細胞上,表達在T細胞上的BTLA可與配體HVEM作用來抑制T細胞增殖與活化,并抑制T細胞分泌多種細胞因子[1]。在活動性肺結核患者CD4+和CD8+T細胞高表達BTLA,BTLA通過抑制T細胞的活性參與結核病的進展[6]。在免疫性疾病系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者中Th1、Th2和Th17效應T細胞上的BTLA表達與活動性疾病相關,BTLA作為共抑制分子在系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者T細胞穩(wěn)態(tài)和疾病活動中發(fā)揮重要作用[7]。肝細胞癌中BTLA抑制T細胞功能參與其免疫進程,免疫抑制分子BTLA有望成為新的腫瘤免疫治療靶點[8]。筆者前期研究發(fā)現(xiàn),APT外周血CD11c+抗原遞呈細胞高表達BTLA,且BTLA的表達與CD11c+抗原遞呈細胞活化同種T細胞功能下降相關[2]。目前筆者的結果顯示DP-mDC在APT外周血中的表達顯著高于健康對照組,復治患者中比例顯著高于初治患者,經(jīng)過1個月治療DP-mDC比例顯著降低。提示在ATP中,結核桿菌可能通過升高BTLA來抑制mDC的功能,并且通過mDC高表達B7-H4來抑制T細胞的免疫活性,最終影響機體的抗結核免疫。經(jīng)治療后BTLA和B7-H4表達水平降低,BTLA對mDC的抑制作用也隨之降低, mDC通過B7-H4對T細胞的抑制作用也降低。
CD83分子是成熟DC細胞表面重要的標志分子,參與DC細胞功能的調節(jié)。用結核菌體或菌體抗原體外刺激可誘導其成熟并且高表達CD83[9,10]。筆者前期研究發(fā)現(xiàn),在結核性胸膜炎患者中mDC活化成熟,高表達CCR7和CD83[11]。BTLA不僅在T細胞的表面高表達,在成熟的DC細胞上也有表達。BTLA在T細胞上的表達可抑制其增殖活化和多種細胞因子的分泌。成熟DC細胞在高表達CD83的同時也高表達免疫負向調節(jié)因子,包括BTLA和B7-H4[12],其在DC 細胞上的表達可能對其功能有影響。Kobayashi等[13]研究發(fā)現(xiàn)BTLA可抑制LPS刺激時DC和巨噬細胞的功能,BTLA-/-小鼠極易發(fā)生LPS誘導的內毒素休克。有研究發(fā)現(xiàn)腺病毒介導的CCR7和BTLA過表達可增強未成熟樹突狀細胞的免疫耐受性和遷移[14]。筆者研究發(fā)現(xiàn),無論是APT還是健康對照組其外周血DP mDC 表達CD83的比例都顯著高于DN mDC,這些結果顯示APT外周血中DP mDC相對成熟,提示檢查點共抑制分子BTLA和B7-H4可能傾向于表達在成熟的mDC上,表達在成熟mDC上的共抑制分子一方面可抑制其進一步的活化,最終抑制CD83的升高;另一方面可抑制T細胞的活化,大道維持mDC的免疫自穩(wěn),目前,筆者也進一步發(fā)現(xiàn)ATP患者DP mDC和DN mDC表達CD83都顯著高于健康對照,提示ATP患者中的DC是相對成熟活化的,在機體的抗結核免疫中具有重要的作用。而BTLA和B7-H4在ATP患者mDC中高表達也進一步地說明它們可能具有抑制mDC的免疫活性的特點。
抗原遞呈分子HLA-DR可遞呈抗原給T細胞,刺激T細胞的活化。成熟的DC也高表達HLA-DR。筆者的研究發(fā)現(xiàn)無論是APT還是健康對照組其外周血DP mDC表達HLA-DR的水平都顯著高于DN mDC,這同樣說明了DP mDC是相對成熟的DC,這提示檢查點共抑制分子BTLA和B7-H4傾向于在成熟活化的mDC上表達,其可能作用是對mDC免疫活性產(chǎn)生抑制,維持其免疫自穩(wěn)。筆者的結果發(fā)現(xiàn)在APT外周血中DP mDC 表達HLA-DR顯著低于健康對照組,可能原因是患者外周血mDC高表達BTLA和B7-H4,高表達的BTLA和B7-H4可能抑制了mDC的免疫活性。結核菌或卡介苗感染抗原遞呈細胞后,HLA-DR的表達受到抑制[15]。結核菌感染小鼠模型中DC表達MHC-2也是降低的。這可能與結核菌感染導致mDC高表達BTLA有關,過高表達的BTLA可能抑制了DC表達HLA-DR。這可能是結核病患者DC免疫功能低下的一個原因。另一方面則通過增加B7-H4表達抑制HLA-DR對T細胞的激活作用。
CD86是在抗原遞呈細胞上表達的分子,在T細胞的增殖分化中發(fā)揮重要作用。筆者的研究發(fā)現(xiàn)正常對照組和患者組外周血共表達BTLA和B7-H4的mDC中表達CD86的水平顯著低于不表達BTLA和B7-H4的mDC,但患者外周血中共表達BTLA和B7-H4的mDC和不表達BTLA和B7-H4的mDC中CD86的表達均顯著高于健康對照組。有研究表明,結核菌感染后DC較高表達CD80和CD86[16]。筆者最近研究發(fā)現(xiàn),在APT中表達BTLA的CD11c+抗原遞呈細胞CD86表達增加[2]。APT患者CD86表達的增高一方面可激活免疫系統(tǒng),增強T細胞介導的殺菌作用;另一方面可能是對APT患者中DC功能降低進行補償,達到抗結核作用。
綜上所述,本研究結果顯示APT外周血mDC高表達BTLA和B7H4比例顯著升高,進行有效的抗結核治療后,mDC共表達BTLA和B7-H4的比例明顯降低;高表達BTLA和B7-H4影響mDC的成熟以及HLA-DR的表達,提示在APT中BTLA和B7-H4可負向調節(jié)mDC的免疫活性,有可能是結核菌的免疫逃逸機制。BTLA和B7H4調節(jié)DC成熟的機制尚不清楚,共表達BTLA和B7-H4的mDC的免疫功能還有待于進一步闡明。