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编号:10287989
不同T细胞亚群在抗结核杆菌感染中的作用
http://www.100md.com 《蚌埠医学院学报》 1999年第6期
     作者:李柏青 宋秀宇 王安潮 徐凤珍 刘丛森 徐晓玲 周彩存

    单位:233003 蚌埠医学院微生物学教研室(李柏青,宋秀宇;刘丛森);蚌埠医学院附属医院肺科(王安潮,徐凤珍;徐晓玲,周彩存)

    关键词:结核,肺;结核杆菌;CD4,γδT细胞;增殖反应

    蚌埠医学院学报990601

    摘要 目的: 观察CD4+αβT细胞和γδT细胞对结核杆菌(Mtb)不同抗原的增殖反应,以及活动 性肺结核患者外周血中这两类T细胞亚群的数量和功能的变化。 方法:用Mtb分泌性蛋白抗原 和耐热性低分子多肽抗原刺激健康人和肺结核患者的外周血T细胞,用荧光标记特异性单抗 在流式细胞仪上检测新鲜分离和培养10 d后的细胞表型,以计数扩增的T细胞亚群数量。 结果: 活动性肺结核患者外周血中CD4+αβT细胞的数量比正常对照明显减低,而γδT细胞的数 量无明显变化;Mtb分泌性抗原仅能刺激CD4+αβT细胞增殖,而耐热性多肽抗原能刺激两 类T细胞亚群增殖;活动性肺结核患者外周CD4+αβT细胞对Mtb分泌性抗原以及γδT细胞 对Mtb耐热性多肽抗原的增殖反应均明显降低。 结论:CD4+αβT细胞和γδT细胞均参与机体抗Mtb感 染的保护性免疫机制。
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    中国图书资料分类法分类号 R 521 R 378.911

    Role of T-cell subpopulations in anti-tuberculosis immumity

    Li Baiqing,Song Xiuyu,Wang Anchao,Xu Fenzhen,Liu Congsen,Xu Xiaol ing,Zhou Caicun

    (Department of Microbiology, Bengbu Medical College, Anhui 233004)

    Abstract Objective: Investigation of changes in numbers and proliferation respo nses of CD4+αβ T cells and γδ T cells in peripheral blood of patients with advanced pulmonary tuberculosis. Methods:Two different Mtb antigen, culture filtrates as secrete prot ein antigen and heat-resistant low molecular peptide antigen we re applied to stimulate T cell sub-populations of patients and normal subjects and responded cells were phenotyped by flow cytometry.Results:The proportion of CD4+ T cells in peripheral blood of pati ents with advanced TB was reduced in co mparison with normal subjects, yet absolute number of the cells was not signific antly changed. Mtb secrete protein antigen was able to stimulate CD4+ T, but not γδ T lymp ho cytes for proliferation in normal subjects, whereas heat-resistant peptide anti gen derived from Mtb can stimulate both CD4+ and γδ T cells. In patients wit h advanced TB, the proliferation response of CD4+ T cells to secrete protein antigen and that of γδ T cells to heat-resistant peptide antigen were se verely impaired.Conclusions:The results from this paper showed the clinical evidences and suppo rted the hypothesis that both CD4+ T and γδT cells have participated the pr otective immunity of host against Mtb infection.
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    Key words tuberculosis,lung;Mycobacterium tuberculosis;C D4 T lymphocytes,gamma/delta;proliferation response

    结核病仍是目前人类感染性疾病中导致死亡的首要疾病之一〔1〕。在受到结核病致 病因 子,分枝结核杆菌(Mycobacterium tuberculosis,Mtb)感染后的人群中, 大多数表现为 健康者,仅少数人发生结核病。多数学者认为,CD4+αβT细胞在这种保护性免疫应 答中 起着重要的作用。近年的研究发现,活动性肺结核患者外周血CD4+细胞产生的细胞因子以 TH2为主〔2〕。另外,发现有一类以γ和δ链组成抗原识别受 体的γδ T细胞,可能在抗结核感染中发挥着重要作用〔3,4〕。本文主要观察 活动 性肺结核患者外周血这两类T细胞亚群数量改变以及对两种Mtb抗原的增殖反应。
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    1 材料与方法

    1.1 标本来源 健康人作为正常对照组(n=19),来自我院学生和职工,均男性,年龄2 0~35岁, 平均24岁; 活动性肺结核组(n=18)为临床确诊患者(有明显临床症状,痰 菌阳性,胸片 显示有活动性病灶),男14例,女4例,年龄21~68岁,平均39岁;非活动性肺结核患者(n=8)(无临床症状,痰菌阴性,胸片无活动性病灶), 均为男性,年龄28~ 69岁, 平均48.8岁。

    1.2 外周血淋巴细胞的分离和增殖反应 抽取外周静脉血肝素抗凝,常规方法用淋巴细胞 分 离液分离获取单个核细胞,用完全RPMI 1640培养液(10%人AB型血清,2 mmol/L谷氨 酰胺, 50 μmol/L 2-巯基乙醇,双抗)配置细胞悬液,浓度为1.5×106/ml, 置24孔培养板, 1 ml/孔 ,在不同孔内加入不同刺激剂,PHA(5 μg/ml), 分枝结核杆菌H37Ra培养上清滤过物为结核 杆菌分泌性蛋白抗原(由Colorado州立大学Ellis提供)(1μg/ml),分枝结核杆菌高温处 理 释放的低分子多肽抗原〔5〕(由Case Western Reserve大学的Boon博士提供),3 μg/ml; 培养4~5 d后扩增培养,每隔3~4 d加IL-2 20 u/ml。于培养第11天计数扩 增的 细胞数量,以扩增倍数表示其对抗原的增殖反应能力。抽取新鲜血标本时同时做白细胞总数 和血细胞分类计数。
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    1.3 细胞表型的检测 本文应用以下荧光素标记单抗,CD45-FITC, CD3-PE, CD4-FITC, CD8 -FITC 和TCRγδ-PE(购自DAKO公司或Becton Dickinson公司)。新鲜分离或培养扩增的 细胞 用PBS缓冲液(含5% FCS, 0.1% NaN3)配置悬液〔(2~4)×106/ml〕, 置微孔板中, 50 μl/每孔,每孔加上述单抗1~5 μl,4℃ 30 min, PBS洗涤后,用含1%副甲醛的PBS悬 浮和 固定细胞,然后在流式细胞仪FACScan或FACSCalibur(Becton Dickinson 公司)上测定,用C ellQuest软件分析。

    1.4 统计学方法 采用t检验。

    2 结果

    2.1 活动性肺结核患者外周血中的CD4+和γδ T细胞 应用荧光素标记单抗染色新鲜分 离的外 周血单个核细胞中的T细胞亚群,结合白细胞总数计数和白细胞分类,可计算出这两类T细胞 的 绝对值。活动性肺结核组的CD4+αβT细胞在总T细胞中比例与正常对照组相比 明显降低(P<0.05),其绝对数虽然也有降低,但差异无显著性(P>0.05 )。而γδ T细胞的比例和绝对值,在活动性肺结核虽然降低,但均不明显(见表1)。[ FL)
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    表1 活动性肺结核患者与正常对照组外周血T细胞亚群数值的比较(±s) 分组

    n

    淋巴细胞

    CD3+T

    CD4+T

    γδ+T

    %

    109/L

    %(淋巴细胞)

    109/L
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    %(CD3+)

    106/L

    %(CD3+)

    106/L

    正常对照组

    19

    2 7.8±6.98

    1.65±0.73

    63.7±11.1

    1.05±0.18

    60.8±9.59
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    638±101

    5.87±2.21

    61.6±23.2

    活动性肺结核

    18

    29.3±4.71

    1.81±0.53

    62.9±7.48

    1.14±0. 14

    48.1±8.69*

    548±114

    4.87±3.14
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    55.5±37.6

    非活动性肺结核

    8

    26.0±3.20

    1.71±0.26

    64.3±4.10

    1.10±0.07

    62.5±12.89

    687±132

    5.66±1.47

    62.3±16.0

    与正常对照组比较*P<0.012.2 正常人和活动性肺结核患者外周T细胞亚群对Mtb抗原增殖反应 用两种Mtb抗原刺激正 常人和肺结核患者外周血中单个核细胞,来自Mtb培养上清的分泌性蛋白抗原主要刺激CD4 +αβT细胞,但活动性肺结核患者的CD4+ αβT细胞对该抗原的增殖反应(仅扩增2.61倍)明显低于正常对照组(扩增9.78倍)(P<0.01);而活动性肺结核患者外周CD4+ T细胞对PHA的增殖 反应与正常对照组无差别。分泌性蛋白抗原对γδ T细胞的刺激能力很弱。Mtb耐热性多肽 抗原 可刺激正常对照组的CD4+αβ T细胞和γδ T细胞两类,且优先刺激γδ T细胞,可使其扩增达30 多倍(个别标本可达50倍以上),但在活动性肺结核患者,虽然其γδT细胞的数量与正常 对照无明显差别,但对Mtb耐热性多肽抗原刺激不能产生增殖反应,CD4+αβT细胞的增殖 反应也明显降低(P<0.05)(见表2)。
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    3 讨论

    大多数研究资料表明,CD4+αβ T细胞在分枝结核杆菌感染的保护性免疫中起重要作 用,但有关在肺结核患者外周血T细胞亚群特别是CD4+T细胞数量的报道并不完全一致 〔6,7〕。本研 究中发现,活动性肺结核患者的CD4+T细胞(几乎均为αβT细胞,因γδT细胞中表达CD4 者多不超过5%), 在CD3+T细胞中的比例可降低,但计数其在外周血中的绝对值时发 现,与正常对照组并无明显差异(P>0.05)(见表1)。这种不同的结果可能与不同研 究者选用的检测方法不同和选择的患者病程期不同有关。

    表2 两组外周血T细胞亚群的增殖反应(扩增倍 数±s) 分组

    n
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    PHA

    分泌性蛋白抗原

    耐热性多肽抗原

    正常对照组

    7

    CD4+

    γδ+

    7.23±2.37

    0.69±0.39

    9.78±4.17

    2.50±2.44

    11.41±6.22
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    30.32±21.30

    活动性

    肺结核组

    6

    CD4+

    γδ+

    6.90±2.62

    0.89±0.26

    2.61±1.41**

    2.46±1.63

    5.84±3.20*
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    2.72±1.95**

    t′检验,均与正常对照相比*P<0.05,**P<0.01

    近年来,有研究者探讨γδT细胞对Mtb感染的免疫防御作用,虽然体外实验和动 物模 型均已证实γδT细胞能对Mtb的抗原有很强的增殖反应能力,对Mtb感染有保护作用,但关 于γδT细胞在肺结核患者体内有无变化的临床资料,报道甚少且相互矛盾 。本研究观察 到,活动性肺结核患者外周血中γδ T细胞在T细胞中的比例和数量与正常对照并无明显差 异。如果仔细分析γδT细胞中不同亚群的分布情况就会发现,γδT细胞的优势亚 群即Vγ9/Vδ2 T细胞在活动性肺结核患者是减低的〔8,9〕

    本文主要目的是观察和比较CD4+T细胞和γδT细胞对Mtb两种抗原的增殖反应。分泌性抗 原,其中包括PPD,目前认为是属于保护性抗原,可以刺激CD4+T细胞增殖。本结果表 明,正常人的CD4+T细胞对分泌性蛋白抗原有较强的增殖反应,而活动性肺结核患者CD4 +T细胞对此类抗原的增殖应答能力明显降低(扩增仅2.61倍,对照组为9.78倍), 表 明活动性肺结核患者属于抗结核感染免疫低下状态。这一结果与多数研究者的报道相一致 。
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    本研究所选用一种耐热的低分子Mtb多肽抗原是很强的γδT细胞刺激剂〔5〕,也能 刺激正 常人CD4+T细胞增殖。表2的结果显示,活动性肺结核患者外周血中的γδT细胞失去对这 种多肽抗 原的增殖应答能力,同时CD4+T细胞对抗原的增殖能力也明显减低。从本结果看,γ δT细胞 在活动性肺结核患者的功能明显受损,似乎难以确定两者之间的因果关系。已知活动性肺结 核 患者体内的CD4+T细胞产生TH2类的细胞因子,而γδT细胞在合适的抗原刺激下倾向于 分 泌TH1类的细胞因子,有利于体内的CD4+T细胞向TH1类细胞分化,这在分枝结核杆菌 的的 感染早期也许更为重要。因此,笔者认为,γδT细胞在CD4+T细胞建立对分枝结核杆菌 感染的保护性免疫过程中可能有重要的调节作用。

    *本文部分工作在美国宾夕法尼亚大学医学院微生物系完成
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    参考文献

    1 Center for Diseased Control and Prevention. 1991 Tuberculosis morbility-U nited States.MMWR Mortal Wkly. Rep, 1992,42∶696

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    6 王英年,刘瑞贞,赵宗阁,等.肺结核患者T淋巴细胞亚群、红细胞免疫功能与 核仁组成区相关嗜银蛋白的关系及临床意义.中华结核和呼吸杂志,1998,21(8)∶500
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    8 Li BQ,Bassiri H, Rossman MD,et al. Involvement of the Fas/Fas -Ligand pathway in activation-induced cell death of mycobacteria-reactive hum an γδ T cells:A mechanism for the loss of γδ T cells in patients with pulm onary tuberculosis.J Immunol, 1998,161(3)∶1 558

    9 Li BQ, Rossman MD, Imir T,et al. Disease-specific changes in γ δ T cell repertoire and function in patients with pulmonary tuberculosis.J Immu nol, 1996,157(9)∶4 222

    收稿日期 1999-07-03, http://www.100md.com