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麻風(fēng)患者血清Th1/Th2/Th17相關(guān)細(xì)胞因子檢測

2016-11-10 08:11:38李建可李富榮初同勝劉殿昌于修路張福仁
中國麻風(fēng)皮膚病雜志 2016年5期
關(guān)鍵詞:血清水平檢測

李建可 王 川 李富榮 初同勝 劉殿昌 于修路 劉 紅 張福仁

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·論著·

麻風(fēng)患者血清Th1/Th2/Th17相關(guān)細(xì)胞因子檢測

李建可1,2王川2李富榮2初同勝2劉殿昌2于修路2劉紅2張福仁2

目的:檢測麻風(fēng)患者血清中Th1/Th2/Th17相關(guān)細(xì)胞因子水平,探討其在麻風(fēng)發(fā)病中的作用。方法:利用微量樣本多重蛋白定量技術(shù)檢測12例新發(fā)麻風(fēng)患者,29例治愈麻風(fēng)患者及37例正常人血清中IL-1、IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、TNF、IFN-γ和IL-17A水平。利用Kruskal-Wallis和Nemenyi方法進(jìn)行組間比較。結(jié)果:新發(fā)組患者血清IL-1和IL-2水平顯著高于治愈組(P<0.005);新發(fā)組及治愈組患者血清IL-6水平均顯著高于對照組(P<0.005);新發(fā)組患者血清IFN-γ 和IL-17A水平顯著高于對照組(P<0.005)。新發(fā)組、治愈組和對照組IL-4、IL-10和TNF濃度差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)論:Th1/Th2/Th17某些相關(guān)細(xì)胞因子可能與麻風(fēng)的發(fā)病有關(guān)。

麻風(fēng);細(xì)胞因子;微量樣本多重蛋白定量技術(shù)

麻風(fēng)是由麻風(fēng)分枝桿菌感染易感個(gè)體,特異性破壞皮膚與外周神經(jīng)系統(tǒng),晚期可致殘的一種慢性肉芽腫性傳染病[1,2]。全球每年報(bào)道的新發(fā)麻風(fēng)患者超過20萬例。2014年,中國新增麻風(fēng)患者823例,其中包括復(fù)發(fā)患者53例[3]。

麻風(fēng)的臨床表現(xiàn)多種多樣,呈“光譜”狀分布。據(jù)此,Ridley-Jopling分型將麻風(fēng)劃分出兩個(gè)迥然不同的極型,即“結(jié)核樣型麻風(fēng)”和“瘤型麻風(fēng)”,兩極型間

還存在廣闊的中間類型[4]。自分型理論提出后,Th1、Th2細(xì)胞應(yīng)答機(jī)制被研究者們用來解釋麻風(fēng)多樣的臨床表現(xiàn),它們通過分泌不同的細(xì)胞因子,決定了麻風(fēng)發(fā)展為多種臨床類型的方向[5]。

結(jié)核樣型麻風(fēng)患者組織中以Th1型細(xì)胞因子為主,如IL-2、IFN-γ和TNF-α等[5]。IL-2能誘導(dǎo)單核細(xì)胞遷移到真皮中,增強(qiáng)機(jī)體對抗麻風(fēng)分枝桿菌的細(xì)胞免疫應(yīng)答;IFN-γ作為Th1細(xì)胞主要效應(yīng)因子,能夠激活抗原提呈細(xì)胞,通過上調(diào)轉(zhuǎn)錄因子T-bet而促進(jìn)Th1細(xì)胞分化;同時(shí),IFN-γ和TNF-α協(xié)同控制病原菌感染,在結(jié)核分枝桿菌感染中,抑制TNF-α發(fā)揮作用會導(dǎo)致潛伏性肺結(jié)核復(fù)發(fā)[6,7]。瘤型麻風(fēng)患者體內(nèi)缺乏麻風(fēng)分枝桿菌特異性的細(xì)胞免疫,組織中以Th2型細(xì)胞因子為主[5]。Th2細(xì)胞分泌IL-4、5、6、10等細(xì)胞因子,能夠刺激B細(xì)胞增殖并產(chǎn)生IgG、IgE等抗體,通過抗原抗體結(jié)合發(fā)揮免疫效應(yīng)達(dá)到抗感染目的,IL-10還能與誘生型一氧化氮合酶相互作用參與麻風(fēng)中T細(xì)胞免疫反應(yīng)引起的神經(jīng)損傷[8]。Th17細(xì)胞是近年來發(fā)現(xiàn)的除Th1、Th2外第三種T輔助細(xì)胞群,IL-17是其分泌的最主要的細(xì)胞因子,有研究發(fā)現(xiàn),它們在自身免疫性疾病及感染性疾病中發(fā)揮重要作用。特別是在感染性疾病中,IL-17通過誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞活化,有效介導(dǎo)了炎癥反應(yīng),Th17細(xì)胞則在分枝桿菌感染中參與肉芽腫的形成[9]。

MDT聯(lián)合化療方案的推廣,使得麻風(fēng)發(fā)病率明顯下降[3]。但判愈后患者體內(nèi)免疫相關(guān)細(xì)胞因子是否恢復(fù)至正常水平,麻風(fēng)復(fù)發(fā)及后續(xù)發(fā)生的I型和II型麻風(fēng)反應(yīng)是否與之相關(guān),這些問題曾一度成為科學(xué)家們的研究熱點(diǎn)。Joshi等[10]發(fā)現(xiàn)多菌型麻風(fēng)患者治療后體內(nèi)會產(chǎn)生部分IFN-γ和IL-2以對抗麻風(fēng)分枝桿菌抗原,而未經(jīng)治療的患者體內(nèi)細(xì)胞免疫處于無特異性應(yīng)答的狀態(tài)。Esquenazi等[11]也發(fā)現(xiàn)IFN-γ和IL-2水平只在治愈1~2年的患者體內(nèi)升高,治愈的多菌型麻風(fēng)患者體內(nèi)IFN-γ水平會隨著治愈年限的延長而逐漸降低,體內(nèi)IL-6仍處于較高水平。治愈后復(fù)發(fā)的患者體內(nèi)IL-1、6和TNF的水平較新發(fā)患者顯著升高。

為客觀分析各細(xì)胞因子在麻風(fēng)患者血清中治療前后的變化規(guī)律,本研究在新發(fā)麻風(fēng),治愈麻風(fēng)及正常對照三組樣本中檢測Th1/Th2/Th17相關(guān)細(xì)胞因子IL-1、IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、TNF、IFN-γ、IL-17A在血清樣本中的水平變化,分析各組間差異。

1 研究對象與方法

1.1研究對象12例麻風(fēng)患者均為2015年3~9月就診于山東省皮膚病性病防治研究所門診的新發(fā)現(xiàn)麻風(fēng)患者,其中男6例,女6例,年齡(52.5±17.4)歲,病程(56.5±38.0)個(gè)月。29例已判愈患者均為2015年6~9月我所隨訪的經(jīng)規(guī)范治療的麻風(fēng)患者,其中男21例,女8例,年齡(67.1±13.9)歲,病程(84.3±73.3)個(gè)月。均經(jīng)涂片查菌和病理確診。37例正常人均為我所體檢合格健康人員,無其他感染性疾病和自身免疫性疾病,其中男17名,女20名,年齡和性別與患者組無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,具可比性。

1.2標(biāo)本采集與檢測新發(fā)患者組、已判愈患者組和正常對照組均取清晨空腹靜脈血5 mL,存于無菌促凝采血管中,采集后2 h內(nèi)進(jìn)行離心,分離出血清后置于血清凍存管中-80℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

主要試劑及儀器:試劑為BD Cytometric Bead Array Human Soluble Protein Master Buffer Kit(IL-1)、Human Th1/Th2/Th17 Cytokine Kit,儀器為FACS Verse流式細(xì)胞儀,檢測使用CellQuest自動軟件,數(shù)據(jù)分析采用FCAP Array分析軟件,均為美國BD公司產(chǎn)品。

檢測內(nèi)容:患者組與對照組血清中IL-1、IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、TNF、IFN-γ、IL-17A等細(xì)胞因子。

1.3方法實(shí)驗(yàn)條件準(zhǔn)備:打開流式細(xì)胞儀,進(jìn)行儀器調(diào)整,從CBA kit中拿出cytometer setup beads,設(shè)定本實(shí)驗(yàn)所需的各種特定參數(shù)(設(shè)門,調(diào)節(jié)電壓、補(bǔ)償)。

標(biāo)準(zhǔn)曲線制備:依照試劑盒說明書梯度稀釋細(xì)胞因子標(biāo)準(zhǔn)品:1∶1、1∶2、1∶4、1∶8、1∶16、1∶32、1∶64、1∶128、1∶256等9種濃度及空白對照。

待測樣本制備:待測血清于-80℃冰箱取出后,室溫靜置30 min,12000 g離心5 min,取上清50 μL于待測管中。Human Soluble Protein Master Buffer Kit(IL-1)試劑盒操作步驟:①在12×75 mm流式上樣管中各加入50 μL待測血清;②每管加入50 μL混合微球;③輕柔混勻,室溫孵育1 h;④每管加入50 μL PE標(biāo)記的檢測抗體;⑤輕柔混勻,室溫孵育2 h。⑥每管加入1 mL洗液清洗樣本,200 g離心5 min;⑦小心吸去或輕柔倒掉上清液,每管加入300 μL洗液重懸微球。Human Th1/Th2/Th17 Cytokine Kit試劑盒操作步驟:①在12×75 mm流式上樣管中各加入50 μL混合好的捕獲微球;②每管加入50 μL待測血清;③每管加入50 μL人Th1/Th2/Th17 PE檢測試劑;④室溫避光孵育3 h;⑤每管加入1 mL洗液,200 g離心5 min;⑥小心吸去上清,每管加入300 μL洗液重懸微球。上機(jī)檢測與分析:渦旋充分混勻(約3~5 s)立即上機(jī),自動得出標(biāo)準(zhǔn)曲線及計(jì)算結(jié)果。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法應(yīng)用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)描述和分析,正態(tài)分布的計(jì)量資料使用中位數(shù)(P50)和百分位數(shù)(P25,P75)描述;多組非正態(tài)分布資料間的比較采用Kruskal-Wallis檢驗(yàn),P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;組間的多重比較采用Nemenyi檢驗(yàn)[12],P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1IL-1、IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、TNF-α、IFN-γ、IL-17A在新發(fā)組、治愈組和對照組的檢測結(jié)果(表1),Kruskal-Wallis檢驗(yàn)結(jié)果顯示IL-1、IL-2、IL-6、IL-10、IFN-γ、IL-17A在新發(fā)組、治愈組和對照組的濃度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,IL-4、TNF在新發(fā)組、治愈組和對照組的濃度差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.2IL-1、IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、TNF-α、IFN-γ、IL-17A在新發(fā)組與治愈組、新發(fā)組與對照組、治愈組與對照組之間的檢驗(yàn)結(jié)果見表2。Nemenyi檢驗(yàn)結(jié)果示IL-1、IL-2在新發(fā)組與治愈組之間的濃度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,IL-6在新發(fā)組與對照組、治愈組與對照組之間的濃度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,IFN-γ、IL-17A在新發(fā)組與對照組之間的濃度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,IL-10在新發(fā)組與治愈組、新發(fā)組與對照組、治愈組與對照組之間的濃度差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表1 IL-1、IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、TNF-α、IFN-γ、IL-17A等8種細(xì)胞因子在新發(fā)組、治愈組和對照組的檢測結(jié)果

表2 Nemenyi檢驗(yàn)新發(fā)組、治愈組和對照組的檢驗(yàn)結(jié)果

3 討論

結(jié)核樣型麻風(fēng)患者組織中以Th1型細(xì)胞因子分布為主,瘤型麻風(fēng)患者體內(nèi)缺乏麻風(fēng)分枝桿菌特異性的細(xì)胞免疫,組織中以Th2型細(xì)胞因子分布為主[5]。Madan等[13]發(fā)現(xiàn),新發(fā)麻風(fēng)患者血清中TNF-α、IFN-γ、IL-1β和IL-10水平顯著高于正常對照組;結(jié)核樣型麻風(fēng)患者血清中TNF-α、IFN-γ水平較正常對照組顯著升高;瘤型麻風(fēng)患者血清中IL-1β、IL-10水平較正常對照組顯著升高。Moubasher等[14]的研究結(jié)果也支持這一現(xiàn)象,瘤型麻風(fēng)患者血清中IL-1β(88.5±44.83)pg/mL、IL-2R(3150±2194.82)pg/mL和IL-10(102.16±25.69)pg/mL水平顯著高于對照組IL-1β(10.93±3.07)pg/mL、IL-2R(775.55±233.69)pg/mL和IL-10 (32.05±7.65)pg/mL。

IFN-γ可以激活機(jī)體的抗菌機(jī)制,通過誘導(dǎo)誘生型一氧化氮合酶的生成,導(dǎo)致一氧化氮的產(chǎn)生,后者通過對靶細(xì)胞的毒性作用發(fā)揮殺傷作用[15]。IFN-γ還可以誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞分泌TNF-α,兩者在結(jié)核樣型麻風(fēng)患者體內(nèi)高表達(dá)證明了IFN-γ和TNF-α在機(jī)體殺滅病原菌和肉芽腫形成中起到了免疫保護(hù)作用[13]。此外,TNF-α可能會直接損傷髓鞘和少突膠質(zhì)細(xì)胞,也有刺激骨質(zhì)吸收、抑制骨膠原蛋白合成的作用。TNF-α的這些功能可為麻風(fēng)患者出現(xiàn)的神經(jīng)損傷及畸殘等臨床表現(xiàn)提供合理解釋[16]。麻風(fēng)桿菌侵染機(jī)體后,活化的巨噬細(xì)胞可分泌IL-1,它能夠增強(qiáng)NK細(xì)胞的活性,對中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞以及淋巴細(xì)胞,特別是Th2細(xì)胞有趨化和增強(qiáng)的作用,同時(shí)促進(jìn)IL-2的分泌,在麻風(fēng)免疫反應(yīng)中起重要作用[14,17]。IL-2也稱為T細(xì)胞生長因子,Kaplan等[6]為14例瘤型麻風(fēng)患者注射重組IL-2后,監(jiān)測到患者體內(nèi)麻風(fēng)桿菌BI指數(shù)與PGL-1水平顯著下降,單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和嗜酸粒細(xì)胞等顯著升高。

Th17細(xì)胞亞群的發(fā)現(xiàn),彌補(bǔ)了Th1/Th2介導(dǎo)效應(yīng)機(jī)制的不足[18]。IL-17A作為其最主要的效應(yīng)因子,具有強(qiáng)大的致炎性,能刺激IL-6和前列腺素E2的生成,增強(qiáng)局部炎癥,同時(shí)通過上調(diào)IL-1β、IFN-γ等炎癥細(xì)胞因子的基因表達(dá),促進(jìn)局部炎癥的進(jìn)展和擴(kuò)大[19]。Th17細(xì)胞不但能促進(jìn)炎性反應(yīng),而且加強(qiáng)了機(jī)體的防御功能。Saini等[20]認(rèn)為在機(jī)體無力啟動Th1型細(xì)胞免疫應(yīng)答或Th0細(xì)胞未完成向Th1、Th2細(xì)胞分化時(shí),Th17細(xì)胞可能作為一種替代途徑達(dá)到殺滅病原菌的目的。

本研究發(fā)現(xiàn),新發(fā)麻風(fēng)患者血清IL-1、IL-2細(xì)胞因子表達(dá)水平顯著高于治愈患者,此結(jié)果與Moubasher等[14]發(fā)現(xiàn)的新發(fā)麻風(fēng)患者血清中IL-1β(56.14±30.92)pg/mL、IL-2R(1 855.55±1 222.95)pg/mL和IL-10(81.44±32.69)pg/mL水平顯著高于治療后患者血清中IL-1β(20.25±12.31)pg/mL、IL-2R(1049.44±748.03)pg/mL和IL-10(49.17±20.98)pg/mL水平一致。原因可能為在麻風(fēng)患者體內(nèi),免疫系統(tǒng)經(jīng)麻風(fēng)分枝桿菌抗原刺激后產(chǎn)生了過多的細(xì)胞因子,但經(jīng)過MDT多藥聯(lián)合化療后,麻風(fēng)分枝桿菌被消滅,抗原的去除使得細(xì)胞因子的分泌減少甚至恢復(fù)到正常對照的水平。此外,聯(lián)合化療的藥物中,氯法齊明和氨苯砜均具有強(qiáng)大的抑菌抗炎作用,聯(lián)用可以大幅度減少相關(guān)細(xì)胞因子的分泌。

本研究還發(fā)現(xiàn)新發(fā)麻風(fēng)患者血清IFN-γ、IL-17A細(xì)胞因子表達(dá)水平顯著高于正常對照組,這與de Almeida-Neto等[9]的研究結(jié)果一致,發(fā)現(xiàn)IFN-γ和IL-17A在麻風(fēng)患者體內(nèi)呈正相關(guān),同時(shí)在與其他細(xì)胞因子協(xié)同控制感染的過程中也呈正相關(guān),由此說明Th1、Th17細(xì)胞在麻風(fēng)分枝桿菌侵染后機(jī)體的免疫應(yīng)答過程中起重要作用。

本研究證實(shí)了IL-1、IL-2、IFN-γ和IL-17A在新發(fā)麻風(fēng)患者血清中的高水平表達(dá),預(yù)示著以上細(xì)胞因子在麻風(fēng)發(fā)病免疫反應(yīng)過程中的重要作用。同時(shí),沒有發(fā)現(xiàn)IL-4、IL-10和TNF-α等細(xì)胞因子在新發(fā)患者組、治愈患者組與正常對照組之間有顯著差異,這可能與實(shí)驗(yàn)樣本量不足、治愈患者年代久遠(yuǎn)等因素有關(guān)。由此可知,Th1、Th2、Th17細(xì)胞及相關(guān)細(xì)胞因子確實(shí)參與了麻風(fēng)發(fā)生、發(fā)展的免疫應(yīng)答,且多藥聯(lián)合化療在殺滅麻風(fēng)分枝桿菌同時(shí)對機(jī)體免疫狀態(tài)也會產(chǎn)生影響,此外,多種細(xì)胞因子在外周血中濃度的變化對臨床麻風(fēng)患者的病情評估,治療及疾病預(yù)后有一定的參考及指示價(jià)值。

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(收稿:2016-03-31)

Detection of serum Th1, Th2 and Th17 related cytokines in the patients with leprosy

LIJianke1,2,WANGChuan2,LIFurong2,CHUTongsheng2,LIUDianchang2,YUXiulu2,LIUHong2,ZHANGFuren2.

1.SchoolofMedicineandLifeSciences,UniversityofJinan-ShandongAcademyofMedicalSciences,Jinan250062 ,China; 2.ShandongProvincialInstituteofDermatologyandVenereology,Jinian250022,China

Correspondingauthor:ZHANGFuren,E-mail:zhangfuren@hotmail.com

Objective: To detect the levels of Th1, Th2 and Th17 related cytokines in the patients with leprosy and to explore the role of those cytokines in leprosy. Methods: The serum levels of IL-1, IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, TNF, IFN-γ and IL-17A were detected by flow cytometric bead array in 12 newly reported leprosy patients, 29 cured leprosy patients and 37 healthy controls. The differences between groups were compared by Kruskal-Wallis test and Nemenyi test. Results: The levels of IL-1 and IL-2 in newly reported leprosy patients were higher than that in cured leprosy patients, with significant difference (P<0.005). The levels of IL-6 in newly reported leprosy patients and cured leprosy people were higher than those in healthy controls (P<0.005). The levels of IFN-γ and IL-17A in newly reported leprosy patients were higher than those in healthy controls (P<0.005). There was no difference in the levels of IL-4,IL-10 and TNF among newly reported leprosy patients, cured leprosy patients and healthy controls. Conclusion: Th1, Th2 and Th17 related cytokines may be associated with the development of leprosy.

leprosy; cytokines; flow cytometric bead array

1濟(jì)南大學(xué) 山東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院 醫(yī)學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院,濟(jì)南,250062

2山東省皮膚病性病防治研究所,濟(jì)南,250022

張福仁,E-mail: zhangfuren@hotmail.com

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