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目的:多房棘球蚴(Echinococcus multilocularis,E.multilocularis)感染也称为泡型包虫病(Alveolar Echinococcosis,AE),是目前亟待解决的一个世界性公共卫生疾病。多房棘球蚴能长期寄生于宿主体内的一个重要原因是可诱导机体产生免疫耐受或免疫逃避。CD8+T细胞功能的发挥被认为与感染性疾病的进展密切相关,负性Tim-3/Galectin-9通路可诱导T细胞产生免疫耐受。本研究旨在探讨多房棘球蚴感染中Tim-3/Galectin-9通路对CD8+T细胞功能的影响及与疾病的关系。方法:(1)临床研究:通过流式细胞术检测30例健康对照者,62例AE患者[33例代谢活跃型AE(MAAE)患者和29例代谢非活跃型AE(MIAE)患者]外周血中总CD8+T细胞及其亚群的比例及Tim-3在CD8+T细胞中的表达;通过HE染色观察AE患者肝脏组织病灶周围炎性细胞浸润和肝脏病理表现;通过免疫组织化学法检测AE患者感染肝组织中CD8、IL-10、TGF-β1、Tim-3和Galectin-9的表达;通过实时定量PCR(q RT-PCR)检测AE患者外周血单个核细胞(PBMC)中CD107a、Foxp3、Tim-3和Galectin-9 m RNA的表达。(2)体外实验:用流式细胞技术筛选出AE患者的Tim-3阳性和Tim-3阴性的CD8+T细胞群,通过体外CD3/CD28抗体刺激培养,用酶联免疫吸附实验(ELISA)检测各组培养上清液中IFN-γ、穿孔素、颗粒酶B、IL-10和TGF-β1的水平;利用免疫磁珠分选出健康对照者和AE患者CD8+T细胞,分别用PBS、E.multilocularis囊液、E.multilocularis囊液+Galectin-9蛋白、E.multilocularis囊液+anti-Tim-3m Ab和E.multilocularis囊液+Galectin-9蛋白+anti-Tim-3m Ab进行体外共培养,并用流式细胞术检测各组细胞中CD8+Tim-3+T细胞比例、CD8+CD107a+T细胞和CD8+Foxp3+T细胞的比例;用q RT-PCR检测各组细胞中CD107a和Foxp3 m RNA的表达;用ELISA法检测各组培养上清液中IFN-γ、穿孔素、颗粒酶B、IL-10和TGF-β1的水平变化。(3)动物实验:通过制备正常对照组、E.multilocularis感染组、(E.multilocularis+Galectin-9)刺激组和(E.multilocularis+Tim-3-Fc)阻断组BALB/c小鼠模型,在感染不同时期观察各组小鼠腹腔内感染程度和肝脏病理变化;用流式细胞术检测感染不同时期各组小鼠外周血中总CD8+T细胞及其亚群的比例变化和Tim-3在CD8+T细胞上的表达;用免疫组化法动态观察感染不同时期各组小鼠肝脏中CD8、IL-10、TGF-β1、Tim-3和Galectin-9的表达变化;用q RT-PCR检测感染不同时期各组小鼠肝脏中CD107a、Foxp3、Tim-3和Galectin-9 m RNA的水平变化。结果:(1)AE患者外周血总CD8+T细胞(43.15±3.25%,P<0.001)和CD8+CD28-T细胞(CD8+Treg细胞)(30.07±3.31%,P<0.001)比例均高于对照组水平(29.54±3.68%)(13.06±1.97%);AE患者CD8+CD28+T细胞(CTL)比例(12.01±2.32%,P<0.001)低于对照组水平(19.44±1.12%)。AE患者CD8+CD28+穿孔素+T细胞(16.38±5.45%)和CD8+CD28+颗粒酶B+T细胞(2.62±0.53%)的比例与对照组(15.60±4.39%)(2.42±0.42%)无显著性差异。AE患者CD8+CD28+IFN-γ+T细胞(3.32±0.57%,P<0.001)、CD8+CD28-IL-10+T细胞(5.37±1.34%,P<0.001)和CD8+CD28-TGF-β+T细胞(18.12±2.48%,P<0.001)的比例均高于对照组水平(2.16±0.27%)(1.68±0.31%)(7.48±1.34%)。MAAE患者外周血CD8+Tim-3+T细胞(15.28±3.46%,P<0.001)、Tim-3+CTL(6.31±2.13%,P<0.001)和Tim-3+CD8+Treg细胞(13.48±3.97%,P<0.001)的比例均显著高于对照组(2.58±0.43%)(1.46±0.33%)(5.13±1.87%)和MIAE患者水平(3.45±0.46%)(1.62±0.36%)(5.32±2.07%)。AE患者PBMC中CD107a m RNA的表达低于对照组水平(P<0.001);Foxp3(P<0.001)、Tim-3(P<0.001)和Galectin-9(P<0.001)的m RNA水平均高于对照组水平,且AE患者CD107a与Tim-3(r~2=0.411,P<0.001)和Galectin-9(r~2=0.180,P=0.019)m RNA水平均呈负相关,Foxp3与Tim-3(r~2=0.489,P<0.001)和Galectin-9(r~2=0.366,P=0.019)m RNA水平均呈正相关。AE患者肝脏感染近端中CD8(P<0.001)、IL-10(P<0.001)、TGF-β1(P<0.001)、Tim-3(P<0.001)和Galectin-9(P<0.001)蛋白的表达均高于感染远端水平。(2)分选出的AE患者Tim-3+CD8+T细胞和Tim-3-CD8+T细胞经体外刺激后,Tim-3+CD8+T细胞上清液中IFN-γ(P<0.001)、穿孔素(P<0.001)和颗粒酶B(P<0.001)的水平均明显低于Tim-3-CD8+T细胞分泌水平,IL-10(P<0.001)和TGF-β1(P<0.001)的水平均显著高于Tim-3-CD8+T细胞分泌水平;AE患者CD8+T细胞经体外PBS、E.multilocularis囊液、E.multilocularis囊液+Galectin-9蛋白、E.multilocularis囊液+anti-Tim-3m Ab和E.multilocularis囊液+Galectin-9蛋白+anti-Tim-3m Ab进行体外共培养后检测发现,E.multilocularis囊液+Galectin-9组中CD8+CD107a+T细胞比例(P<0.001)、CD107a m RNA水平(P<0.001)及培养上清液中IFN-γ(P<0.001)、穿孔素(P<0.001)和颗粒酶B(P<0.001)水平均低于其他各组水平,CD8+Foxp3+T细胞比例(P<0.001)、Foxp3 m RNA水平(P<0.001)及培养上清液中IL-10(P<0.001)和TGF-β1(P<0.001)水平均高于其他各组水平;经E.multilocularis囊液+anti-Tim-3m Ab阻断后,细胞中CD8+CD107a+T细胞比例(P<0.001)、CD107a m RNA水平(P<0.001)及培养上清液中IFN-γ(P<0.001)、穿孔素(P<0.001)和颗粒酶B(P<0.001)水平均高于其他各组水平,且CD8+Foxp3+T细胞比例(P<0.001)、Foxp3 m RNA水平及培养上清液中IL-10和TGF-β1水平与PBS组无显著性差异,但均显著低于E.multilocularis囊液组(P<0.001,P<0.001,P<0.001)、E.multilocularis囊液+Galectin-9组(P<0.001,P<0.001,P<0.001)和E.multilocularis囊液+Galectin-9+anti-Tim-3m Ab组(P<0.001,P<0.001,P<0.001)水平。(3)与对照组和阻断组小鼠相比,随着感染时间的延长,感染组和刺激组小鼠体内Tim-3和Galectin-9水平不断增加,小鼠体内囊泡生长较快,体积较大,数量较多,肝脏受损程度较重。体内阻断Tim-3/Galectin-9通路后,可一定程度控制小鼠体内囊泡生长速度,降低肝脏受损程度;与感染组90天和180天相比,同时期刺激组小鼠外周血CTL比例(P=0.046,P<0.001)及IFN-γ+CTL细胞(P<0.001,P=0.001)、穿孔素+CTL细胞(P=0.008,P=0.007)和颗粒酶B+CTL细胞(P<0.001,P<0.001)的比例均显著下降,且CD8+Treg细胞(P=0.011,P<0.001),CD8+IL-10+T细胞(P=0.040,P<0.001)和CD8+TGF-β+T细胞(P=0.040,P<0.001)的比例均显著升高;同时期Tim-3阻断组小鼠外周血中CTL比例(P=0.020,P=0.037),IFN-γ+CTL细胞(P<0.001,P<0.001)、穿孔素+CTL细胞(P=0.026,P<0.001)和颗粒酶B+CTL细胞(P<0.001,P<0.001)的比例升高,CD8+Treg细胞(P=0.443,P=0.015),CD8+IL-10+T细胞(P<0.001,P<0.001)和CD8+TGF-β+T细胞(P<0.001,P<0.001)的比例下降;随着感染时间的延长,感染组、刺激组和阻断组小鼠肝脏中CD8、IL-10、TGF-β1、Tim-3和Galectin-9的阳性表达率及Foxp3、Tim-3和Galectin-9的m RNA水平均不同程度逐渐增加,CD107a的m RNA水平逐渐下降。但与感染组90天和180天相比,同时期刺激组小鼠肝脏中IL-10(P=0.003,P=0.002)、TGF-β1(P=0.032,P=0.001)、Tim-3(P=0.017,P=0.030)和Galectin-9(P=0.002,P=0.031)的阳性表达率及Foxp3(P<0.001)、Tim-3(P<0.001)和Galectin-9(P<0.001)m RNA水平均显著升高,CD107a m RNA水平均显著下降(P<0.001);同时期Tim-3阻断组小鼠肝脏中IL-10(P=0.021,P=0.033)、TGF-β1(P<0.001,P<0.001)、Tim-3(P<0.001,P<0.001)和Galectin-9(P=0.007,P<0.001)的阳性表达率及Foxp3(P<0.001)、Tim-3(P<0.001)和Galectin-9(P<0.001)m RNA水平均显著下降,CD107a m RNA水平均显著升高(P<0.001)。结论:(1)多房棘球蚴感染中CD8+T细胞的功能发生改变:CTL比例及相关因子CD107a、IFN-γ、穿孔素和颗粒酶B的表达降低,CD8+Treg细胞比例及相关因子Foxp3、IL-10和TGF-β的表达增加,说明多房棘球蚴感染中CTL发生功能耗竭CD8+Treg细胞抑制性增强。(2)多房棘球蚴感染中CD8+T细胞的功能改变与Tim-3/Galectin-9通路有关,Tim-3/Galectin-9通路的高表达可使CTL杀伤病原体及靶细胞的功能减弱,同时促进CD8+Treg细胞抑制性功能的发挥,因此,不利于宿主对多房棘球蚴的清除。阻断该通路可一定程度上恢复CTL的效应功能,降低CD8+Treg细胞的抑制性。(3)Tim-3/Galectin-9通路与多房棘球蚴感染进程有关,阻断该通路可一定程度控制感染的发展。