NLRP3及相關細胞因子在HIV／TB雙重感染者血清中表達水平的研究

基金項目：1.“珠江學者·天山英才”合作專家工作室創新團隊計劃項目（編號：KDYY202016）；2.省部共建中亞高發病成因與防治國家重點實驗室開放課題項目（編號：SKL-HIDCA-2020-10、SKL-HIDCA-2020-KS1）

作者簡介：劉雅（1993.10-），女，湖北黃岡人，碩士研究生，住院醫師，主要從事呼吸內科疾病研究

通訊作者：吳玉華（1967.2-），女，新疆喀什人，碩士，主任醫師，主要從事慢性阻塞性肺疾病的研究

摘要：目的" 研究HIV/TB雙重感染者血清中NLRP3炎癥小體及相關細胞因子的表達水平。方法" 收集2021年1月-12月喀什地區第一人民醫院收治的HIV、TB、HIV/TB患者為研究對象，分別設為HIV組、TB組、HIV/TB組，每組20例，使用酶聯免疫吸附法檢測患者血清IL-6、IL-17、IL-22、IL-23、TNF-α的表達水平，使用實時熒光定量PCR檢測患者血清中NLRP3mRNA的表達水平。比較各組實驗室指標。結果" HIV/TB組IL-6、IL-17、IL-22、NLRP3mRNA水平高于TB組，IL-23水平低于TB組，差異有統計學意義（P＜0.05）；HIV/TB組IL-6、IL-17、IL-22、IL-23、TNF-α及NLRP3mRNA水平高于HIV組，差異有統計學意義（P＜0.05）。結論" HIV/TB雙重感染患者較單純HIV患者、TB感染者體內體內細胞因子失衡更加明顯，可能與疾病的發生發展密切相關。

關鍵詞：結核分枝桿菌；HIV/TB雙重感染；白細胞介素；NLRP3

中圖分類號：R512.91；R521" " " " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2024.03.023

文章編號：1006-1959（2024）03-0118-03

The Expression Levels of Serum NLRP3 and Related Cytokines in HIV/TB Co-infected Patients

LIU Ya1，LI Li1，2，3，WU Yu-hua1，2

（1.Shihezi University School of Medicine，Shihezi 832000，Xinjiang，China;

2.Department of Respiratory Medicine，the First People’s Hospital of Kashi Prefecture，Kashi 844000，Xinjiang，China;

3.State Key Laboratory of Pathogenesis，Prevention and Treatment of High Incidence Diseases in Central Asia，

Kashi 844000，Xinjiang，China）

Abstract：Objective" To investigate the expression levels of NLRP3 and related cytokines in the serum of HIV/TB co-infected patients.Methods" HIV， TB and HIV/TB patients admitted to the First People's Hospital of Kashgar Prefecture from January to December 2021 were collected as the research objects， which were set as HIV group， TB group and HIV/TB group， with 20 patients in each group. The expression levels of IL-6， IL-17， IL-22， IL-23 and TNF-α in serum of patients were detected by enzyme-linked immunosorbent assay， and the expression levels of NLRP3mRNA in serum of patients were detected by real-time fluorescence quantitative PCR. The laboratory indexes of each group were compared.Results" The levels of IL-6， IL-17， IL-22 and NLRP3mRNA in HIV/TB group were higher than those in TB group， and the level of IL-23 was lower than that in TB group， the difference was statistically significant （Plt;0.05）. The levels of IL-6， IL-17， IL-22， IL-23， TNF-α and NLRP3 mRNA in HIV/TB group were higher than those in HIV group， ， the difference was statistically significant （Plt;0.05）.Conclusion" The imbalance of cytokines in patients with HIV/TB co-infection is more obvious than that in HIV patients and TB patients， which may be closely related to the occurrence and development of the disease.

Key words：Mycobacterium tuberculosis;HIV/TB co-infection;Interleukin;NLRP3

結核病（tuberculosis，TB）是由結核分枝桿菌引起的慢性傳染病，也是HIV感染患者最常見的機會性感染和死亡的主要原因之一[1]。HIV感染患者循環中CD4+T淋巴細胞減少，使細胞對肺結核抗原應答能力嚴重受限，還會增加機體內炎癥因子的分泌，使患者容易感染結核分枝桿菌（MTB）[2]。兩種疾病可相互影響，加速疾病的進程，嚴重影響患者的生存質量。NLRP3炎癥小體是一個蛋白復合物，也是機體固有免疫的重要組成成分，能夠促進多種促炎性細胞因子的成熟和分泌，參與許多炎癥性疾病、病毒感染等疾病的發生發展[3]。基于此，本研究對TB感染者、HIV感染者、HIV/TB雙重感染者血清中NLRP3mRNA及相關細胞因子表達水平進行研究及比較，現報道如下。

1資料與方法

1.1一般資料" 收集2021年1月-12月喀什地區第一人民醫院收治的HIV、TB、HIV/TB患者為研究對象，分別設為HIV組、TB組、HIV/TB組，每組20例。TB患者納入標準：滿足以下任何一條，2次或以上查痰涂片抗酸桿菌陽性；查痰涂片抗酸桿菌陽性，同時結核分枝桿菌培養陽性；痰涂片查抗酸桿菌陽性，同時影像學支持肺結核；影像學支持肺結核，同時病理檢查支持肺結核，即可確診。HIV患者納入標準：參照艾滋病診療指南[4]，研究對象經我院或外院艾滋病實驗室初篩陽性，后經喀什地區預防控制中心艾滋病確認實驗室確認為陽性。HIV/TB患者納入標準：同時滿足TB和HIV的診斷標準。排除標準：已啟動抗結核或抗病毒治療；所有可能影響Th17/Treg細胞（IL-10/IL-23）的疾病，如肺炎、腫瘤、心血管疾病、血液系統疾病等。單純TB組男9例，女11例；年齡21～67歲，平均年齡（58.50±14.94）歲。HIV組男13例，女7例；年齡29～56歲，平均年齡（41.80±11.01）歲。HIV/TB組男10例，女10例；年齡36～62歲，平均年齡（49.00±9.98）歲。三組年齡、性別比較，差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。本研究均獲得醫院倫理委員審批及參與者書面知情同意。

1.2方法" 取5 ml血清標本，采用ELISA檢測血清中IL-6、IL-17、IL-22、IL-23、TNF-α的濃度，嚴格按照ELISA檢測試劑盒的使用說明書進行，所有試劑盒均購自中國達科為公司，測定儀器為EnSpire公司酶標儀。采用RT-PCR檢測NLRP3 mRNA表達水平，根據試劑盒說明書提取總RNA，逆轉錄后進行RT-PCR分析，測定儀器為Biometra GmbH公司SL96 Gradient PCR儀。

1.3統計學方法" 采用SPSS 21．0統計學軟件進行數據處理，計量資料采用（x±s）表示，組間差異采用單因素方差分析；計數資料以（n）表示，采用？字2檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2結果

三組IL-6、IL-17、IL-22、IL-23、TNF-α、NLRP3mRNA水平比較，差異有統計學意義（P＜0.05），且HIV/TB組血清IL-6、IL-17、IL-22、TNF-α和NLRP3mRNA水平高于TB組，IL-23水平低于TB組（P＜0.05）；HIV/TB組血清中IL-6、IL-17、IL-22、IL-23、TNF-α和NLRP3mRNA水平高于HIV組（P＜0.05），見表1。

3討論

艾滋病患者易發生結核分枝桿菌的機會性感染，HIV感染者中有1/3同時感染結核桿菌，且HIV感染可使活動性TB的風險增加30倍[5，6]。HIV/TB不僅對個體健康影響極大，并且對社會安全也存在嚴重威脅，目前的發病機制仍不明確。隨著人們對HIV/TB研究的深入，發現炎癥和超免疫激活是HIV-1發病機制的標志物，炎性小體的研究是HIV-1研究中較新的研究領域[7，8]。

NLRP3炎癥小體作為固有免疫的成分，參與許多炎癥反應的發生。NLRP3炎性小體的激活可以導致細胞焦亡，而且還導致其他類型的細胞死亡，包括凋亡、壞死和鐵細胞凋亡[9]。研究發現[10]，NRLP3炎性小體衍生的細胞因子IL-1β和IL-18，以及補體級聯獨立參與TB-免疫重建炎癥綜合征（TB-iris）的發病機制。也有文獻報道[11]，NLRP3 rs10754558的變異與開始抗逆轉錄病毒治療的HIV/TB雙重感染者的早期死亡率獨立相關，提示NLRP3炎癥小體可能通過調節細胞因子的水平參與HIV/TB共感進程[3，12]。Walsh JG等[13]研究發現，NLRP3炎性體相關基因的表達在HIV-1感染患者腦中上調。本研究結果發現，HIV/TB雙重感染者NLRP3水平高于單純TB者及單純HIV者，提示NLRP3的升高受雙重感染影響更大。NLRP3炎癥小體活化后產生的IL-1β可以與IL-６和趨化因子招募中性粒細胞，促進Th17細胞分化增加IL-17、IL-22分泌[12]。本研究結果發現，HIV/TB雙重感染者IL-6、IL-17、IL-22和TNF-α水平較單純HIV者或單純TB者上升更明顯，表明HIV/TB雙重感染者影響Th1和Th2細胞的功能。而HIV/TB雙重感染者Thl細胞因子TNF-α水平及Th2細胞因子IL-6均上升，未發現Th1細胞功能向Th2轉化，與國內很多研究不符[14-16]。研究結果差異可能與患者病程較短，細菌與病毒的雙重作用及細胞因子間的相互作用有關，值得深入研究。Th17細胞是產生IL-17的CD4+T細胞，它也產生IL-21、IL-22和IL-26等[17]。本研究也發現，HIV/TB雙重感染者IL-17、IL-22升高，而促炎性細胞因子IL-23在HIV/TB雙重感染者中的水平高于單純HIV者，同時其在HIV/TB雙重感染者中的水平低于單純TB者。IL-23是Th17細胞分化和生長所必需的一種因子，但IL-23不是Th17唯一依賴的細胞因子，同時IL-23的產生部分依賴于NLRP3炎癥小體信號和IL-1β[18]。細胞因子之間的相互作用對結果產生了一定影響，也可能有其他的細胞因子、信號通路等復雜機制參與HIV/TB共感染過程有關。

綜上所述，HIV/TB患者外周血中IL-6、IL-17、IL-22、TNF-α、NLRP3mRNA增高，Thl7、Thl與Th2免疫平衡紊亂，細胞因子的變化水平與病程長短也有一定關系。

參考文獻：

[1]Hull MW，Phillips P，Montaner JSG.Changing Global Epidemiology of Pulmonary Manifestations of HIV/AIDS[J].Chest，2008，134（6）：1287-1298.

[2]黎運嬌.艾滋病合并巨細胞病毒感染與CD4+T淋巴細胞數的關系[D].南寧：廣西醫科大學，2016.

[3]Feria MG，Taborda NA，Hernandez JC，et al.HIV replication is associated to inflammasomes activation， IL-1β， IL-18 and caspase-1 expression in GALT and peripheral blood[J].PLoS One，2018，13（4）：e0192845.

[4]中華醫學會感染病學分會艾滋病丙型肝炎學組，中國疾病預防控制中心.中國艾滋病診療指南（2021年版）[J].中華內科雜志，2021，60（12）：1106-1128.

[5]Dye C，Williams BG.Tuberculosis decline in populations affected by HIV： a retrospective study of 12 countries in the WHO African Region[J].Bull World Health Organ，2019，97（6）：405-414.

[6]Mupfumi L，Mpande CAM，Reid T，et al.Immune Phenotype and Functionality of Mtb-Specific T-Cells in HIV/TB Co-Infected Patients on Antiretroviral Treatment[J].Pathogens，2020，9（3）：180.

[7]Paiardini M，Muller-Trutwin M.HIV-associated chronic immune activation[J].Immunol Rev，2013，254（1）：78-101.

[8]Sereti I，Altfeld M.Immune activation and HIV：an enduring relationship[J].Curr Opin HIV AIDS，2016，11（2）：129-130.

[9]Swanson KV，Deng M，Ting JP.The NLRP3 inflammasome：molecular activation and regulation to therapeutics[J].Nat Rev Immunol，2019，19（8）：477-489.

[10]Lage SL，Wong CS，Amaral EP，et al.Classical complement and inflammasome activation converge in CD14highCD16- monocytes in HIV associated TB-immune reconstitution inflammatory syndrome[J].PLoS Pathog，2021，17（3）：e1009435.

[11]Ravimohan S，Nfanyana K，Tamuhla N，et al.Common Variation in NLRP3 Is Associated With Early Death and Elevated Inflammasome Biomarkers Among Advanced HIV/TB Co-infected Patients in Botswana[J].Open Forum Infect Dis，2018，5（5）：ofy075.

[12]Tan HY，Yong YK，Shankar EM，et al.Aberrant Inflammasome Activation Characterizes Tuberculosis-Associated Immune Reconstitution Inflammatory Syndrome[J].J Immunol，2016，196（10）：4052-4063.

[13]Walsh JG，Reinke SN，Mamik MK，et al.Rapid inflammasome activation in microglia contributes to brain disease in HIV/AIDS[J].Retrovirology，2014，11（1）：35.

[14]磨立達，黃宛虹，劉澤端，等.HIV/AIDS合并CM患者IL-10對Th1/Th2免疫調節機制探討[J].檢驗醫學與臨床，2022，19（1）：26-30.

[15]趙方，劉曉寧，程林，等.SOCS3及相關細胞因子在HIV/TB雙重感染者血清中表達水平的研究[J].中華實驗和臨床病毒學雜志，2017，31（6）：515-518.

[16]趙瓊，沈毅弘，周建英.人類免疫缺陷病毒感染合并肺結核患者Th1/Th2失衡的研究[J]. 中華檢驗醫學雜志，2005，28（8）：802-804.

[17]Li Y，Sun W.Effects of Th17/Treg cell imbalance on HIV replication in patients with AIDS complicated with tuberculosis[J].Exp Ther Med，2018，15（3）：2879-2883.

[18]Gaffen SL，Jain R，Garg AV，et al.The IL-23-IL-17 immune axis：from mechanisms to therapeutic testing[J].Nat Rev Immunol，2014，14（9）：585-600.

收稿日期：2023-02-10；修回日期：2023-03-01

編輯/杜帆