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研究背景与目的输血相关移植物抗宿主病(Transfusion associated graft versus host disease,TA-GVHD)是一种少见但致命的潜在并发症,具有免疫活性的供体T淋巴细胞随血液输入患者体内后不断增殖活化,可造成GVHD的迅速进展,目前临床上针对GVHD尚无有效疗法。因此,输血前对血制品进行γ射线辐照,灭活有免疫活性的淋巴细胞是预防TA-GVHD的有效手段。但γ射线需使用放射性同位素钴60(60Co)或铯137(137Cs)作为永久放射源,其危险程度和维护成本均较高。近年来,随着新型辐照技术的加速研发,X射线作为一种在管理和应用方面更安全有效的辐照手段已部分替代传统的γ射线,在临床应用日益广泛。但作为一种新兴的血液辐照技术,其灭活血液中淋巴细胞的效果及对血液成分的影响有待进一步评估。基于此,本研究将建立一种供者T淋巴细胞在受体体内增殖的可视化的动物模型,重点比较评价X射线与γ射线灭活淋巴细胞的效果,同时评估X射线辐照后的全血质量,为X射线的广泛应用提供基础实验数据。方法(1)X射线体外灭活淋巴细胞:小鼠外周血淋巴细胞分为两组,未辐照组和30 GyX射线辐照组。辐照后12h、24h、36h、48h、60h、72h流式检测淋巴细胞的增殖、凋亡、颗粒酶A以及穿孔素,ELISA检测淋巴细胞培养上清炎症因子。(2)基于可视化GVHD小鼠模型评价X射线辐照效果:分离FLuc+BALB/c小鼠脾脏淋巴细胞为供者细胞,C57BL/6N小鼠经8 Gy 60Co射线清髓后为受者,受鼠在清髓后立即经尾静脉输注2×10~7供者T淋巴细胞。同时设置MSCs治疗组,在移植术后6小时内经尾静脉输注5×10~6 MSCs,通过评估治疗效果以验证模型是否可用于后续研究。移植术后通过流式监测供者T细胞植入情况,通过荧光分子成像监测供者T细胞的增殖活化情况,通过病理切片观察GVHD受累器官损伤程度,每日观察小鼠状态,绘制体重变化曲线。(3)X射线辐照对血液质量的影响:未经处理的人全血分成两组,30 GyX射线照射组和对照组。检测两组全血中红细胞和血小板计数,红细胞比容,红细胞Annexin V阳性率、红细胞膜CD47表达、血小板CD62p表达、pH、溶血率、ATP、2,3-DPG等指标,对30 GyX射线辐照后全血质量进行评价。结果(1)X射线体外灭活淋巴细胞:30 GyX射线对淋巴细胞的灭活效率达到85%,辐照处理显著抑制淋巴细胞增殖及促炎因子TNF-α、IFN-γ的分泌。辐照处理显著降低CD8+T淋巴细胞增殖速率及淋巴细胞的杀伤功能,颗粒酶A、穿孔素表达水平明显低于对照组。(2)可视化GVHD小鼠模型的建立:移植术后监测C57BL/6N受鼠基因型由H-2Kb转变为H-2Kd,证实供者淋巴细胞成功植入;活体成像结果显示受鼠体内供者T细胞荧光强度呈时间依赖性增加,证实供者T淋巴细胞在受鼠体内大量扩增活化,病理切片显示皮肤,小肠,肝脏等GVHD受累器官组织损伤严重,炎性细胞浸润增加,受鼠体重下降,呈弓背立毛状。经MSCs治疗后,活化T细胞的增殖被显著抑制,荧光强度较模型组显著降低,受鼠血清中炎性细胞因子分泌减少,各受累器官组织损伤恢复明显,证实异基因移植引起的急性GVHD小鼠模型构建成功,可用于后续射线辐照灭活淋巴细胞效果的体内评价。(3)基于可视化GVHD小鼠模型评价X射线辐照效果:Fluc+T淋巴细胞分别经过30 GyX射线和30 Gyγ射线灭活后,在上述成功建立的可视化GVHD小鼠模型体内进行灭活效果评价。结果显示未辐照的T淋巴细胞能够在受鼠体内大量扩增,而经过X射线或γ射线辐照处理的T淋巴细胞均未诱发GVHD,淋巴细胞在受鼠体内无明显增殖,皮肤、小肠、肝脏等GVHD靶器官无明显组织病理损伤,外周血炎症因子IFN-γ、TNF-α分泌水平显著低于未辐照组。(4)X射线辐照对血液质量的影响:X射线辐照组和对照组两组全血中红细胞和血小板计数、红细胞比容、pH、红细胞Annexin V阳性率、膜CD47分子表达、血小板CD62p表达、溶血率、ATP、2,3-DPG等指标均无显著差异,证实X射线辐照后对全血质量无明显影响。结论30 GyX射线辐照对淋巴细胞具有显著的灭活作用,与临床常用γ射线效果相当,具有预防输血相关GVHD的作用,且此辐照剂量下并未对全血生理生化指标产生明显影响,本实验为X射线的临床推广和应用提供了可靠的数据支撑和实验依据。