中国当代儿科杂志  2015, Vol. 17 Issue (10): 1051-1055   PDF    
Toll样受体7和8在EV71感染死亡病例脑及肺组织中的表达及意义
李斌1, 马慧敏1, 王晓雪1, 李运千2, 刘洪波3, 洪炼哲1, 李雄1, 郑伟华1, 欧维琳1     
1. 桂林医学院附属医院儿科, 广西 桂林 541001;
2. 桂林医学院附属医院病理科, 广西 桂林 541001;
3. 桂林医学院附属医院检验科, 广西 桂林 541001
摘要目的 通过检测肠道病毒71 型(EV71)重症感染死亡病例脑、肺组织中Toll 样受体(TLR)7、8 的表达,探讨TLR7、8 的表达在EV71 感染发病中的意义。方法 以9 例因EV71 感染死亡的儿童病例为研究对象(EV71 组),7 例因意外或非感染性疾病死亡的儿童病例作为对照。采集两组死亡病例尸检时的脑、肺组织,应用免疫组化法检测两组肺和脑组织中TLR7、8 的阳性表达;采用积分光密度值(IOD)对TLR7、8 的表达进行半定量分析。结果 免疫组化结果示EV71 组TLR7、8 在肺和脑组织中的表达呈强阳性,其IOD 值明显高于对照组(P<0.05)。TLR7 和TLR8 在EV71 组的肺、脑组织中的表达差异无统计学意义(P>0.05)。结论 TLR7、8 在EV71 重症感染死亡病例的脑、肺组织中呈高表达状态,提示TLR7、8 可能参与了EV71 重症感染患者脑及肺部损害的发病机制。
关键词肠道病毒71 型     Toll 样受体7     Toll 样受体8     尸检     儿童    
Expression and significance of toll-like receptors 7 and 8 in brain and lung tissues of death cases caused by EV71 infection
LI Bin1, MA Hui-Min1, WANG Xiao-Xue1, LI Yun-Qian2, LIU Hong-Bo3, HONG Lian-Zhe1, LI Xiong1, ZHENG Wei-Hua1, OU Wei-Lin1     
Department of Pediatrics, Affiliated Hospital of Guilin Medical College, Guilin, Guangxi 541001, China
Abstract: Objective To study the significance of toll-like receptors (TLR)-7 and-8 in the pathogenesis of infection caused by Enterovirus type 71 (EV71) through measuring the expression of TLR7 and TLR8 in brain and lung tissues from the death cases caused by EV71 infection. Methods Nine children who died of EV71 infection (EV71 group) were selected as study subjects, and 7 children who died of accidents or non-infectious diseases were used as the control group. Brain and lung tissues from the death cases in both groups at autopsy were collected, and immunohistochemistry was applied to detect the expression of TLR7 and TLR8 in lung and brain tissues in both groups. Integrated optical density (IOD) was applied for semi-quantitative analysis of the expression of TLR7 and TLR8. Results Immunohistochemical results showed that the expression of TLR7 and TLR8 in lung and brain tissues was strongly positive in the EV71 group, and the IOD values in the EV71 group were also significantly higher than those in the control group (P<0.05). There was no significant difference in the expression of TLR7 and TLR8 between lung and brain tissues in the EV71 group (P>0.05). Conclusions TLR7 and TLR8 are highly expressed in lung and brain tissues from the patients who die of severe EV71 infection, suggesting that TLR7 and TLR8 may be involved in the pathogenesis of brain and lung damages caused by severe EV71 infection.
Key words: Enterovirus 71     Toll-like receptor 7     Toll-like receptor 8     Autopsy     Child    

手足口病(hand foot and mouth disease,HFMD) 是一种主要由肠道病毒71 型(enterovirus 71, EV71)和柯萨奇病毒A16 型(coxsackievirus A16, CA16)感染引起的好发于婴幼儿的传染病[1]。重 症病例可累及中枢神经系统、呼吸系统和循环系 统,出现脑干脑炎等并发症[2, 3],导致病人死亡。 本课题组既往研究表明,重症EV71 严重感染病例 存在着炎症反应综合征的临床表现[4]。有研究报 道,EV71 感染单核细胞可致Toll 样受体(toll like receptor,TLR)2、7、8 表达上调[5],但尚无体内 试验的报道。为探索TLR7、8 是否参与EV71 感 染病人的炎症反应综合征,本研究对EV71 重症感 染死亡病例脑和肺组织切片中TLR7、8 的表达状 况进行了研究。

1 资料与方法 1.1 研究对象

选取2010 年3 月至2012 年11 月来自桂林市 各县市级医院因EV71 感染死亡并于本院病理科尸 检的9 例患儿为研究对象。所有死亡病例都具有 手足口病的临床表现,同时均经RT-PCR 法在肛 拭子中检测到EV71 病毒核酸,符合卫生部《肠道 病毒EV71 感染诊疗指南(2008 年版)》确诊标 准[6]。对照组为同期我院非感染死亡儿童病例7 例, 其中外伤后失血性休克死亡儿童4 例,先天性心 脏病死亡儿童3 例(猝死2 例,术后死亡1 例), 均未合并感染性疾病。本课题经桂林医学院附属 医院伦理委员会审核批准,所有死亡患儿家属均 已签署尸检知情同意书。

1.2 实验主要试剂

兔抗人TLR7 单克隆抗体和兔抗人TLR8 单克 隆抗体(北京博奥森公司),羊抗鼠/ 兔快速免疫 组化MaxVision TM 检测试剂盒及DAB 显色试剂盒 (福州迈新生物技术开发公司)。

1.3 免疫组化

尸检取肺、脑组织,中性甲醛固定,石蜡包 埋,3 μm 切片常规脱蜡。每例标本取3 张切片, 每连续切5 片取一张。免疫组化SP 法染色步骤严 格按照抗体说明书所附的免疫组化操作流程进行。 用已知的阳性组织做阳性对照,用PBS 代替一抗 作阴性对照。

1.4 结果判定

Olympus 正置荧光显微镜下随机选取5 个不重 叠的高倍镜(×400)视野,免疫组化阳性结果(细 胞核或细胞质中出现棕黄色颗粒)的判定标准为: (1)阳性细胞的百分比:<1% 计0 分;1%~10% 计1 分;10%~30% 计2 分;31%~60% 计3 分; >60% 计4 分。(2)阳性细胞的染色强弱得分: 基本不着色计0 分;淡黄色计1 分;黄色或棕褐 色计2 分;深棕色计3 分。(1)+(2)即为标本 的免疫组化阳性表达水平评分:0~1 分为阴性(-), 2~3 分为弱阳性(+),4~5 分为阳性(2+),6~7 分为强阳性(3+)。所有切片均由课题组内的一 位病理科副主任医师和一位硕士研究生在不了解 患者临床资料的情况下独立观察判断,对独立判 断不一致的病例再共同进行观察。

1.5 图像处理分析

每张切片随机选取5 个高倍镜视野拍照, 采用Image Pro Plus version 6.0(IPP)图像分析软 件,测定阳性信号积分光密度值(integrated optical density,IOD),对免疫组化结果进行半定量分析。

1.6 统计学分析

采用SPSS 18.0 统计软件包对实验数据进行统 计学分析。非正态分布计量资料采用中位数(四 分位间距)[P50P25P75)] 表示,两个独立样本 的比较采用Mann-Whitney U 检验;EV71 组内不同 因子在相同组织中的表达比较采用配对样本比较 的Wilcoxon 符号秩检验,P<0.05 为差异有统计学 意义。

2 结果 2.1 TLR7 在肺和脑组织中的表达

TLR7 在EV71 组和对照组肺、脑组织中均有 阳性表达。肺组织中TLR7 的阳性表达位于单核- 巨噬细胞、淋巴细胞胞浆,部分中性粒细胞也有 阳性表达,部分支气管壁上皮细胞、少数肺泡上 皮细胞亦显阳性。TLR7 在EV71 组肺组织中呈强 阳性表达,在对照组肺组织中呈弱阳性到阳性表 达。脑组织中TLR7 的阳性表达主要在神经细胞、 小胶质细胞以及部分淋巴细胞的胞浆。TLR7 在 EV71 组脑组织中呈强阳性表达,在对照组脑组织 中呈弱阳性表达(图 1)。EV71 组及对照组肺及脑组织TLR7 IOD 值见表 1,EV71 组TLR7 在肺和 脑组织中均呈强阳性高表达状态,与对照组比较 差异有统计学意义(P=0.001)。

图 1 TLR7 在肺和脑组织中的表达(IHC,×400) A: 对照组肺组织;B:EV71 组肺组织;C: 对照组脑组织; D:EV71 组脑组织。TLR7 在EV71 组肺、脑组织中呈强阳性表 达,而在对照组肺、脑组织中呈弱阳性至阳性表达。棕黄色颗粒 系TLR7 阳性表达细胞。

表 1 TLR7 在肺和脑组织中的表达IOD 值 [P50P25, P75)]
2.2 TLR8 在肺和脑组织中的表达

TLR8 在EV71 组和对照组肺、脑组织中均有 阳性表达。肺组织中TLR8 的阳性表达主要位于 炎症细胞的胞浆部分,呈棕色到棕褐色不等,少 许支气管壁肺泡上皮细胞也显阳性着色。TLR8 在 EV71 组肺组织中呈强阳性表达,在对照组肺组织 中呈弱阳性到阳性表达。脑组织中TLR8 的阳性 表达主要表现在神经细胞、胶质细胞以及部分淋 巴细胞的胞浆,呈棕黄色到棕褐色不等。TLR8 在 EV71 组脑组织中呈强阳性表达,在对照组脑组织 中呈弱阳性到阳性表达(图 2)。EV71 组及对照 组肺及脑组织TLR8 IOD 值见表 2,EV71 组TLR8 在肺和脑组织中均呈强阳性高表达状态,与对照 组比较差异有统计学意义(P=0.001)。

图 2 TLR8 在肺和脑组织中的表达(IHC,×400)  A:对照组肺组织;B:EV71 组肺组织;C:对照组脑组织;D: EV71 组脑组织。TLR8 在EV71 组肺、脑组织中呈强阳性表达, 而在对照组肺、脑组织中呈弱阳性至阳性表达。棕黄色颗粒系 TLR8 阳性表达细胞。

表 2 TLR8 在肺和脑组织中的表达IOD 值 [P50P25, P75)]
2.3 TLRs 在EV71 组肺和脑组织中的表达

TLR7、8 在EV71 组的肺组织中均呈强阳性 表达,二者的IOD 值差异无统计学意义(P=0.066)。 TLR7、8 高表达于EV71 感染后的脑组织中,二者 的IOD 值差异亦无统计学意义(P=0.110)。见表 3

表 3  TLR7、8 在EV71 组肺和脑组织中的表达比较 [P50P25, P75)]
3 讨论

EV71 是导致手足口病最主要的病毒, 2008~2009 年国家传染病信息管理数据显示轻症 手足口病EV71 阳性率为52.6%,重症者阳性率为83.5%,死亡患者阳性率为96.1%[7]。EV71 属于单 股正链小RNA 病毒,是小核糖核酸病毒科肠道病 毒属的成员。危重型手足口病的临床特征符合全 身炎症反应综合征(systemic inflammatory response syndrome,SIRS)的4 个诊断指标,EV71 脑干脑炎 合并肺水肿患儿的全身炎症反应往往伴随着异常 大量的IL10、IL13、INF-α 和IFN-γ 产生[8, 9, 10, 11]。越 来越多的研究表明重症EV71 感染合并肺水肿患 儿,既有促炎因子IL-1、IL-6、TNF-α、IFN-γ 释 放增加,也有抗炎因子IL-10、IL-13 分泌亢进及 CD3+、CD4+T 淋巴细胞、自然杀伤细胞(NK)等 细胞免疫的抑制[12, 13, 14]。TLRs 是一类重要的模式识 别受体,在人类有10 种,即TLR1~10[15]。在TLRs 家族中识别病毒的主要有TLR2、TLR3、TLR4、 TLR7/8、TLR9 等。TLR7/8 主要识别ssRNA 病毒, TLR3 识别dsRNA 病毒,TLR9 识别病毒的染色体 基因CPG DNA 序列,TLR2 和TLR4 也涉及病毒包 膜糖蛋白的识别[16, 17, 18]。已知鼻病毒、埃可病毒、 轮状病毒、柯萨奇病毒、禽流感病毒在不同的细 胞通过上调TLRs 表达诱导促炎因子产生,启动抗 病毒免疫或炎症反应[19, 20, 21, 22]。在EV71 感染中,TLRs 同样也能启动抗病毒免疫。Gong 等[5] 研究发现, 分别用活的EV71 病毒体外感染、紫外线灭活的 EV71 处理巨噬细胞,均可以使得TLR2、TLR7 和 TLR8 mRNA 的表达上调,还可以诱导巨噬细胞释 放前炎症细胞因子IL-1、IL-6、IL-8、TNF-α。认 为EV71 感染时,巨噬细胞通过TLRs 激活,诱导 产生大量促炎因子,参与EV71 感染炎症反应的病 理过程。

本研究发现TLR7、8 在EV71 感染后的肺组 织中的阳性表达均显著高于正常对照组中的肺组 织。TLR7、8 在EV71 组脑组织中的阳性表达均明 显高于对照组脑组织,推测TLR7、8 在EV71 感 染后的中枢神经系统及肺部病变中具有促进作用, 可能与EV71 感染所致手足口病的发病机制关系密 切,但其具体机制如何,仍需进一步探讨其下游 信号传导分子。

因本课题研究资源仅限尸体解剖肺、脑组织 蜡块,实验方法及所测因子尚不够全面,故研究 存在一定的局限性,我们下一步将从Toll 样受体 介导的炎症信号通路的角度,体外单核细胞株模 拟感染、患者血原代单核细胞分离培养及干预等多层次多方面进行研究。争取为EV71 感染所致手 足口病的临床诊治工作提供更多的理论及实验室 依据,为获得更多更有效的治疗措施开拓新的方 向。

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