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目的:肺炎支原体(Mycoplasma Pneumoniae,Mp)是能在人工培养基上生长繁殖的最小的原核细胞型微生物。是引起小儿下呼吸道感染的主要致病菌之一。肺炎支原体感染在世界各地均有发生,近年来,Mp感染发病率呈上升的趋势,据文献报道,Mp全球感染率达9.6%-66.7%不等,已被认为是社区获得性肺炎(CAP)的第三位病原体。Mp除引起非典型性肺炎之外,还可引起严重的肺外并发症,如脑膜脑炎、心肌炎、免疫性溶血性贫血及肾炎等,尤其在免疫低下人群中可导致严重后果,因此对其致病机制的研究日益受到人们的关注,Mp感染的致病机制主要有呼吸道上皮吸附作用、MP直接侵入和免疫学发病机制等学说,目前大多倾向于免疫学发病机制,多数研究认为MP感染可对机体产生免疫抑制,导致T细胞亚群失衡、T细胞功能低下,Th1型细胞受到抑制,但Mp感染后机体免疫的动态变化及其免疫调控作用目前尚无统一结论。
T细胞免疫球蛋白粘蛋白(T-cell immunoglobulin and mucin,Tim)是新近发现的表达于T细胞表面的跨膜蛋白家族。Tim-3主要表达于分化成熟的Th1细胞,Th2细胞无表达。Tim-3与广泛表达在人、小鼠脾脏和淋巴组织中的配体半乳凝素-9(galectin-9)结合,组成Tim-3/galectin-9通路,通过该途径抑制Th1细胞介导的免疫反应和诱导外周免疫耐受,是Th1免疫反应的重要负性调节因素;Mp感染后是否会导致Th1/Th2失衡,这种失衡是否与Tim-3/galectin-9通路有关?目前尚未见报道。
为了探讨Mp感染后机体的免疫状态以及Tim-3在Mp感染中的作用,本实验建立了Mp感染动物模型,并对Tim-3及一些相关细胞因子进行了检测,为Mp感染后机体的免疫变化及其机制的分析提供了一定的理论基础。
方法:
一、肺炎支原体FH株培养将复苏的Mp FH株接种于PPLO液体培养基,置37℃培养,根据培养基中指示剂的变化及菌落形态判定Mp生长状态。支原体浓度测定应用颜色改变单位CCU/L确定浓度。
二、动物分组
SPF级Balb/c小鼠60只,分成2组,设3、5、7、14、21天五个时间点,实验组每只鼠滴鼻接种浓度为108ccu/ml Mp菌液0.02ml,对照组接种PBS缓冲液。
正常对照组:用PBS做对照每个时间点5只共25只Mp感染组:用Mp感染小鼠每个时间点7只共35只三、感染动物动物麻醉后实验组小鼠经鼻腔滴鼻感染肺炎支原体,对照组小鼠用PBS滴鼻;正常饮食饮水饲养,并观察饮食饮水及精神状态。
四、体重变化和肺指数小鼠感染肺炎支原体后,每天准确称量小鼠体重,观察其体重变化情况并记录;无菌解剖取小鼠全肺称重,并计算肺指数。
五、小鼠肺组织病理变化分别于感染3d、5d、7d、14d、21d后无菌解剖取小鼠全肺,观察肺组织表面变化,取部分肺组织及气管于10%福尔马林固定后石蜡包埋、切片,HE染色后在光学显微镜下观察结果。
六、PCR法检测肺泡灌洗液支原体DNA取小鼠右侧肺,按常规方法制作肺泡灌洗液,部分灌洗液用酚-氯仿-异戊醇法提取DNA,PCR法扩增支原体DNA,琼脂糖凝胶电泳检测是否有肺炎支原体DNA;其余部分灌洗液用4℃离心机于1000r/min,离心20min,取上清做好标记,-20℃保存,用于细胞因子检测。
七、细胞因子水平测定ELISA试剂盒测定感染后细胞因子IL-4、IFN-γ含量,具体操作按试剂盒说明书进行,酶标仪测OD450值,计算细胞因子含量(pg/ml)。
八、Tim-3 mRNA表达水平测定分别于感染3d、5d、7d、14d、21d后无菌解剖取小鼠全肺及脾脏,称重后提取左侧肺组织和脾脏的mRNA,用RT-PCR方法测定Tim-3 mRNA表达水平。
结果:
一、一般情况及肺指数
(一)感染肺炎支原体后小鼠一般情况及体重变化接种Mp FH株的35只小鼠全部存活,感染组小鼠较对照组体温降低,食欲欠佳,精神状态差;感染后体重增长缓慢。
(二)肺指数
肺指数值升高,表示肺重量增加,肺部炎性病变程度严重;感染肺炎支原体后小鼠的肺指数明显升高,其中感染后第3d和5d升高明显,分别为2.12%和2.53%,随着病程的延长肺指数逐渐下降。
二、肺组织病理变化解剖实验动物时发现,感染组肺组织表面有充血和程度不同的散在出血点,镜检为急性细支气管炎伴有间质性肺炎,肺泡间隔增宽,大量的炎性细胞浸润在肺泡间隔及支气管和血管周围;对照组动物肺表面外观正常,镜检末见明显异常。
三、PCR法检测肺泡灌洗液支原体DNA提取小鼠肺泡灌洗液DNA,PCR扩增支原体DNA,琼脂糖凝胶电泳可见感染组小鼠在894bp处有一清晰条带即肺炎支原体DNA呈阳性,对照组为阴性。
四、Elisa试剂盒检测细胞因子含量感染肺炎支原体后,实验组小鼠IFN-γ于3d出现升高(p<0.05),5d开始受到一定程度的抑制;IL-4从3d开始升高,7d达到高峰(P<0.05),之后缓慢下降。
五、RT-PCR法测定Tim-3 mRNA表达水平肺炎支原体感染后,实验组小鼠肺组织、脾脏Tim-3 mRNA表达水平均于3d出现升高,5d达到高峰,脾脏Tim-3 mRNA表达水平于7d开始下降而肺组织则持续升高至7d。
结论:
1、小鼠感染肺炎支原体后IFN-γ和IL-4均于第3天出现升高,但从第5天开始IFN-γ受到了一定程度的抑制而IL-4则持续升高,提示肺炎支原体感染后存在Th1/Th2失衡,且Th1细胞受到抑制,以Th2介导的免疫反应为主。
2、肺组织和脾脏的Tim-3 mRNA表达水平均从第3天开始升高,第5天达到高峰,肺组织的Tim-3 mRNA表达水平持续升高至第7天,并且从第5天开始肺组织和脾脏Tim-3 mRNA的表达与IFN-γ呈现明显的负相关,提示Tim-3可能参与了肺炎支原体感染导致的免疫紊乱,对Th1细胞产生了负性调控作用。