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背景:作为预防结核病和乙型病毒性肝炎的疫苗,卡介苗和乙肝疫苗均是我国小儿出生24小时内接种的计划免疫项目。BCG为结核杆菌的减毒活疫苗,具有很强的非特异性免疫刺激作用,诱导以细胞免疫为主的免疫应答。已有研究表明BCG接种能使新生机体的免疫应答倾向于Th1型反应,能够诱导多种细胞因子的产生和细胞因子受体的表达以及T淋巴细胞的分化,促进机体免疫功能的成熟。乙肝疫苗的主要成分是乙型肝炎表面抗原,以氢氧化铝作为佐剂,作用是激活B细胞产生抗体来预防乙肝,诱导以体液免疫为主的免疫应答。
近几年,外周免疫系统对CNS神经发生的影响引起广泛关注。以色列Schwartz研究小组发现成年期的神经发生很大程度上受获得性免疫系统免疫细胞与中枢神经系统免疫细胞的相互作用的影响。研究发现:免疫细胞有助于维持成年海马的神经发生及认知功能。由丰富环境诱导的海马神经发生的显著增加与T细胞的浸入和CNS小胶质细胞的激活有关。小胶质细胞是CNS常驻单核吞噬细胞家族的成员之一,参与脑内的固有免疫反应,也能作为抗原提呈细胞,刺激T细胞活化、增殖。对联合免疫缺陷鼠研究得到的结果显示:裸鼠海马的神经发生受到明显的损害,但可以通过外周输入T细胞,重建免疫系统,部分的改善其神经发生与认知功能。Kipnis等发现,缺少成熟T细胞的免疫缺陷鼠表现为认知功能的损害和行为异常,通过给予以T细胞为基础的免疫治疗后,可恢复其行为和认知功能。以上结果表明:获得性免疫系统在维持神经发生和认知功能的重要性。关于CNS神经发生与免疫系统的相互关系尚需进一步证实,但目前的大量研究表明:免疫系统的状态对CNS神经发生的维持以及更高级的大脑功能发挥着重要的作用。
目前作为我国预防结核病和乙型病毒性肝炎的疫苗,卡介苗和乙肝疫苗均是我国小儿出生24小时内接种的计划免疫项目。处于新生期的小儿,神经系统和免疫系统尚处于发育的关键时期,是否计划接种疫苗免疫新生儿,通过干预新生儿的整体免疫状态后,也将会调控海马的神经发生促进认知功能的发育,目前尚未见相关报道。
本课题的研究内容:采用认知功能测试和免疫学检测相结合的方法,观察新生期接种卡介苗和乙肝疫苗对小鼠认知功能发育的影响。
目的:观察接种卡介苗和乙肝疫苗对新生期C57BL/6小鼠认知功能发育的影响。
方法:分别将两批新生清洁级C57BL/6小鼠随机分为四组,每组12只。
第1组,卡介苗组:新生C57BL/6小鼠24小时内背部皮下免疫接种BCG;
第2组,乙肝疫苗组:新生C57BL/6小鼠出生24小时内,股四头肌肌肉注射HBV,于生后第2,4周末再各加强免疫1次;
第3组,联合免疫组:新生C57BL/6小鼠出生24小时内,皮下免疫接种BCG和股四头肌肌肉注射HBV,于生后第2,4周末再各加强免疫1次HBV;
第4组,对照组:新生C57BL/6小鼠24小时接种PBS+佐剂,作为对照。
两批小鼠分别于接种4周和8周后:(1)Morris水迷宫认知功能检测;(2)流式细胞仪检测小鼠脾脏T淋巴细胞CD4+、CD8+的含量,计算CD4/CD8,NK细胞的百分比及Th1/Th2比值。
结果:
1.Morris水迷宫认知功能检测:
(1)定位航行实验:
疫苗接种后1个月时,在定位航行实验的第1、2天,各组小鼠的逃避潜伏期之间均没有显著性差异。在实验的第3、4天,与对照组相比,卡介苗组平均逃避潜伏期明显缩短,差别具有统计学意义,但乙肝疫苗组和联合接种组与对照组相比,没有统计学差异。与卡介苗组相比,乙肝疫苗组和联合接种组的平均逃避潜伏期均较长,具有统计学差异。
疫苗接种后2个月时,在定位航行实验的第1、2天,各组小鼠的逃避潜伏期之间均没有显著性差异。在实验的第3、4天,与对照组相比,乙肝疫苗组和联合接种组平均逃避潜伏期较长,差别具有统计学意义,但卡介苗组平均逃避潜伏期与对照组相比没有统计学差异;与卡介苗组相比,乙肝疫苗组和联合接种组平均逃避潜伏期均较长,具有统计学差异,但乙肝疫苗组平均逃避潜伏期与联合接种组相比,没有统计学差异。
(2)空间探索实验:
疫苗接种后1个月时:与对照组在平台象限游泳距离占总距离的百分比相比,卡介苗组较大,差别具有统计学意义;乙肝疫苗组和联合接种组与对照组相比,没有统计学差异;但与卡介苗组相比,乙肝疫苗组和联合接种组在平台象限游泳距离占总距离的百分比较小,差别具有统计学意义。
疫苗接种后2个月时:与对照组在平台象限游泳距离占总距离的百分比相比,乙肝疫苗组和联合接种组%较小,差别具有统计学意义,但在卡介苗组和对照组之间没有显著性差异;与卡介苗组相比,乙肝疫苗组和联合接种组在平台象限游泳距离占总距离的百分比较小,差别均具有统计学意义。
2.疫苗接种新生小鼠后免疫效应的观察:
(1)脾脏细胞中NK细胞百分比:
疫苗接种后1个月时:与对照组小鼠脾脏细胞中NK细胞百分比相比,卡介苗组,乙肝疫苗组,联合接种组的NK细胞百分比均降低,差别均具有统计学意义。三个实验组之间没有统计学差异。各组小鼠脾脏细胞中NK细胞百分比的均值大小依次为:对照组>卡介苗、联合接种组>乙肝疫苗组。
疫苗接种后2个月时:与对照组小鼠脾脏细胞中NK细胞百分比相比,卡介苗组的NK细胞百分比降低,差别具有统计学意义;与对照组相比,乙肝疫苗组和联合接种组的NK细胞百分比明显降低,具有显著性差异。三个实验组之间比较均没有显著性差异。各组小鼠脾脏细胞中NK细胞百分比的均值大小依次为:对照组>卡介苗>乙肝疫苗组>联合接种组。
(2)脾脏细胞中CD4/CD8细胞的比值:
疫苗接种后1个月时:与对照组小鼠脾脏细胞中CD4/CD8细胞的比值相比,卡介苗组CD4/CD8细胞的比值较低,具有统计学差异;与对照组相比,联合接种组CD4/CD8细胞的比值也较低,具有统计学差异;但乙肝疫苗组CD4/CD8细胞的比值与对照组之间没有统计学差异;与乙肝疫苗组CD4/CD8细胞的比值相比,卡介苗组和联合接种组均较低,具有统计学差异;其他各组之间相比没有显著性差异。各组小鼠脾脏细胞中CD4/CD8细胞的比值的均值大小依次为:乙肝疫苗组>对照组组>联合接种组>卡介苗组。
疫苗接种后2个月时:各组之间差异无统计学意义。
(3)脾脏细胞Th1/Th2细胞的比值:
疫苗接种后1个月时:与对照组小鼠脾脏细胞Th1/Th2细胞的比值相比,卡介苗组Th1/Th2细胞的比值显著增高,差别具有统计学意义;联合接种组Th1/Th2细胞的比值也高于对照组;但乙肝疫苗组与对照组之间没有显著性差别;与卡介苗组Th1/Th2细胞的比值相比,乙肝疫苗组Th1/Th2细胞的比值显著降低,具有显著性差异;与联合接种组Th1/Th2细胞的比值相比,乙肝疫苗组Th1/Th2细胞的比值也降低,差别具有统计学意义。各组小鼠脾脏细胞Th1/Th2细胞的比值的均值大小依次为:卡介苗组>联合接种组>对照组>乙肝疫苗组。
疫苗接种后2个月时:与对照组小鼠脾脏细胞Th1/Th2细胞的比值相比,卡介苗组Th1/Th2细胞的比值显著增高,差别具有统计学意义,但与对照组相比,乙肝疫苗组Th1/Th2细胞的比值和联合接种组Th1/Th2细胞的比值,均没有显著性差异;与卡介苗组相比,乙肝疫苗组Th1/Th2细胞的比值和联合接种组Th1/Th2细胞的比值均明显较低,差别具有统计学意义;与联合接种组相比,乙肝疫苗组Th1/Th2细胞的比值降低,各组小鼠脾脏细胞Th1/Th2细胞的比值的均值大小依次为:卡介苗组>联合接种组>对照组>乙肝疫苗组。
结论:
1.(1)接种卡介苗和联合接种卡介苗与乙肝疫苗可使新生小鼠的免疫反应明显向Th1方向极化,表现为CD4+T细胞中产生IFN—γ的细胞明显增加,产生IL—4的细胞比例降低,Th1/Th2比例升高;脾脏细胞中NK细胞含量下降;疫苗接种后1个月小鼠的脾脏细胞CD4/CD8比值下降。(2)新生期接种乙肝疫苗后,没有诱导小鼠产生明显向Th1方向极化的免疫应答,脾脏细胞中NK细胞含量下降,疫苗接种后1个月时小鼠的CD4/CD8比值下降。提示:通过新生期疫苗接种,有效干预了出生后的整体免疫状态。
2.接种卡介苗和乙肝疫苗改变了新生小鼠的认知功能,且变化呈动态趋势:疫苗接种后1个月时卡介苗组的认知功能水平明显高于对照组,乙肝疫苗组及联合接种组;但到了疫苗接种后2个月时,卡介苗组与对照组无差别,乙肝疫苗组及联合接种组的认知功能水平仍然较低。提示:新生期接种卡介苗能促进小鼠的认知功能的发育,但新生期接种乙肝疫苗对小鼠认知功能有抑制作用。