中国当代儿科杂志  2016, Vol. 18 Issue (9): 831-834   PDF    
儿童巨细胞病毒感染致喘息发生的免疫学机制
朱晓华1,2, 陈强2, 李秋根3, 李岚2, 柯江维4, 刘志强4, 冉飞4     
1. 南昌大学医学院, 江西 南昌 330006 ;
2. 江西省儿童医院呼吸科, 江西 南昌 330006 ;
3. 江西省人民医院, 江西 南昌 330006 ;
4. 江西省儿童医院检验科, 江西 南昌 330006
摘要: 目的 探讨巨细胞病毒(CMV)感染儿童喘息发作可能的免疫学发病机制。 方法 选取5岁以下CMV感染喘息患儿25例,测定血清调节性T细胞(Treg)、辅助性T细胞17(Th17)细胞因子IL-10、IL-6、IL-17表达水平和外周血淋巴细胞亚群。20例同年龄段健康儿童作为对照组。 结果 与对照组比较,CMV感染喘息组血清IL-10降低,IL-6、IL-17升高,淋巴细胞亚群NK细胞降低、CD8+T细胞、CD19+B细胞百分比升高,差异均有统计学意义。 结论 CMV感染喘息儿童存在Treg/Th17失衡、细胞免疫功能紊乱,推测Treg/Th17失衡及细胞免疫功能紊乱可能是CMV感染后儿童喘息发生发展重要的免疫学发病机制。
关键词巨细胞病毒感染     喘息     免疫学机制     儿童    
Immunological mechanism of wheezing attack in children with cytomegalovirus infection
ZHU Xiao-Hua, CHEN Qiang, LI Qiu-Gen, LI Lan, KE Jiang-Wei, LIU Zhi-Qiang, RAN Fei     
School of Medicine, Nanchang University, Nanchang 330006, China
Abstract: Objective To study the possible immunological mechanism of wheezing attack in children with cytomegalovirus (CMV) infection. Methods A total of 25 under-5-year-old children with wheezing following CMV infection were enrolled. The expression of serum regulatory T cells (Treg)/T helper 17 (Th17) cytokines interleukin (IL)-10, IL-6, and IL-17, and peripheral blood lymphocyte subsets were determined. Twenty age-matched healthy children were selected as the control group. Results The wheezing group had a significantly reduced serum IL-10 level, significantly increased IL-6 and IL-17 levels, significantly reduced levels of natural killer cells, and significantly increased levels of CD8+ T cells and CD19+ B cells, as compared with the control group. Conclusions Wheezing children with CMV infection have Treg/Th17 imbalance and cellular immune dysfunction, which may be an important immunological mechanism of the development of wheezing in children after CMV infection.
Key words: Cytomegalovirus infection     Wheezing     Immunological mechanism     Child    

喘息是儿童下呼吸道疾病常见症状之一,我国儿童首次喘息90.33%发生在5岁以下;儿童常见的喘息性疾病包括毛细支气管炎、喘息性支气管炎、喘息性支气管肺炎和哮喘;病毒感染是儿童时期喘息最常见的病因之一,常见以呼吸道合胞病毒(RSV)、巨细胞病毒(CMV)、鼻病毒、腺病毒、偏肺病毒等感染为主[1-2]。病毒感染与机体调节性T细胞免疫功能有重要关系[3]。CMV感染在我国广泛流行,是近年围产医学、儿科学、病毒学密切关注的焦点问题,而儿童特别是婴幼儿因免疫功能发育不成熟成为最大的易感人群。儿童感染CMV后,在外周血中出现具有抑制细胞毒表型的活化T淋巴细胞,如果宿主的T细胞功能受损,潜伏的病毒就可能激活并引起多种症候群,如CMV肝炎、CMV肺炎等。研究证实 CMV感染在免疫系统发育不成熟和免疫缺陷的人群中可引起严重疾病[4],免疫异常是 CMV感染发病的关键机制[5]。有研究发现CMV感染可导致婴儿初次喘息发作[6],小儿喘息性疾病的发生与CMV活动性呼吸道感染密切相关[7],其发病不仅与病毒侵犯气道上皮细胞直接引起损伤相关,还可能与免疫反应相关[8]

本研究收集江西省儿童医院呼吸科1年中儿童喘息病例,计算CMV感染阳性率,以健康儿童作为对照,调查5岁以下CMV感染喘息儿童调节性T细胞(Treg)、辅助性T细胞17(Th17)细胞因子IL-10、IL-6、IL-17的表达和淋巴细胞亚群的变化,分析CMV感染与儿童喘息发病的关系,探讨CMV感染儿童喘息发生可能的免疫学机制。

1 资料与方法 1.1 研究对象

研究对象为江西省儿童医院呼吸科2014年12月至2015年11月收治的临床表现有咳嗽、气促、喘息,体检肺部可闻及喘鸣音,临床诊断符合喘息性支气管炎、喘息性支气管肺炎、毛细支气管炎、哮喘的住院病例,均除外先天性喉喘鸣等先天气道发育畸形、呼吸道异物等疾病,诊断标准参照第8版《儿科学》[9]。入院均完善血清CMV-IgM、IgG抗体和其他感染病原如支原体、衣原体及其他呼吸道病毒检测、痰培养、血培养等,记录CMV感染阳性人数,计算感染阳性率,并将 CMV-IgM阳性定义为CMV近期感染[10]。选取单纯CMV阳性喘息患儿(其他病原检测均阴性)25例为观察组,其中男19例,女6例,中位年龄10个月(范围1~48个月)。选取同期我院儿童保健门诊体检健康儿童20例为对照组,其中男15例,女5例,中位年龄7.5个月(范围1~57个月)。两组男女性别构成经χ2检验差异无统计学意义(χ2=0.006,P=0.938);两组年龄经秩和检验差异亦无统计学意义(Z=0.321,P=0.748)。本研究获得患儿家长知情同意并经过了医院伦理委员会批准。

1.2 标本采集

所有病例均于住院当日或次日采集痰、咽拭子、血标本送检。(1)痰培养细菌检测:无菌负压吸引法采集合格痰液标本即刻送痰培养检测。(2)病毒抗原检测:取咽拭子或痰液标本,采用直接快速检测RSV、腺病毒、流感病毒A型、流感病毒B型、副流感病毒1、2、3型等7种呼吸道病毒抗原。(3)血标本检测:取血标本行CMV抗体、肺炎支原体、衣原体抗体、血培养等检测。

1.3 细胞因子IL-6、IL-10、IL-17表达水平的检测

均采用仪器IMMULIE1000进行细胞因子测定,检测方法均为ELISA法,其中IL-6、IL-10通过SIEMENS公司生产的配套试剂盒来检测,IL-17通过北京索莱宝生物公司生产的试剂盒来检测。均按试剂盒说明书操作进行检测。

1.4 外周血淋巴细胞亚群测定

采用仪器BD FACSCanto Ⅱ,通过应用BD FACSDiva Software软件及配套试剂,按说明书操作步骤进行淋巴细胞亚群分析检测。

1.5 统计学分析

所有数据用SPSS 18.0统计软件处理,计数资料以率(%)表示。CMV感染喘息儿童与对照儿童两组间IL-6、IL-10、IL-17 3个指标经Kolmogorov-Smirnov法进行正态性检验,不服从正态分布,故用中位数和四分位间距[P50P25P75)]描述,组间比较采用秩和检验。NK细胞、CD4+、CD8+、CD3+ T细胞、CD19+ B细胞5个指标经Kolmogorov-Smirnov法进行正态性检验,服从正态分布,以均数±标准差(x±s)表示,组间比较进行成组t检验(方差不齐时用近似t检验)。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 CMV感染阳性率

该院呼吸科2014年12月至2015年11月收治住院总人数共5 247人,其中喘息性疾病住院患儿1 962人(37.39%),CMV-IgM阳性的有95例,其阳性率为4.84%。

2.2 血清细胞因子IL-6 、IL-10、IL-17的表达

与对照组比较,CMV感染喘息组血IL-6、IL-17水平升高,IL-10降低,差异均有统计学意义(P<0.05),见表 1

表 1 两组细胞因子表达水平的比较[P50P25P75)]

2.3 外周血淋巴细胞亚群流式分析

与对照组比较,CMV感染喘息组血NK水平降低,血CD8+ T细胞 、CD19+ B细胞百分比升高,差异有统计学意义(P<0.05);两组间血CD4+、CD3+ T细胞水平比较差异无统计学意义(表 2)。

表 2 两组淋巴细胞免疫功能指标的比较(x±s,%)

3 讨论

本研究结果显示1年间该院呼吸科因喘息性疾病住院人数占总住院人数的37.39%,CMV-IgM阳性率为4.84%,提示CMV感染是儿童喘息性疾病重要感染病原之一,临床应引起高度关注。

Treg/Th17 失衡在哮喘发病中起重要作用[11],也是促进变应性气道疾病症状加重的关键因素[12],当Treg/Th17平衡失调,出现Th17优势反应,就会发生免疫反应异常,造成哮喘等变应性气道疾病的发生。儿童喘息性疾病与哮喘发生关系非常密切,减少婴幼儿喘息性疾病的发生有可能降低儿童哮喘的发病率[13]。喘息性疾病患儿存在着T淋巴细胞及其亚群失衡,提示早期喘息性疾病与哮喘发病机制存在类似的细胞因子及T细胞亚群变化[14]。IL-17是T细胞调节中性粒细胞参与哮喘炎症反应的中介,是一种具有促炎作用的细胞因子。IL-10是具有抗炎作用的细胞因子,可抑制促炎细胞因子的合成,与IL-17在功能上相互拮抗[15-16]。IL-17、IL-10能在一定程度上反映Th17、Treg细胞亚群的功能状态,因而成为监测Treg/Th17细胞功能的常用指标。

CD4+ T细胞的免疫应答发挥了多种不同的效应功能[17]。CD4+ T细胞包括Th1细胞、Th2细胞、Treg和Th17细胞。其中Th1细胞产生IFN-γ,Th2细胞主要分泌IL-4,Treg主要相关因子有IL-10、TGF-β,而Th17细胞产生TNF-α、IL-17、IL-6、IL-23等细胞因子。CMV感染可通过上调IL-17、ROR-γt表达,下调IL-10、Foxp3表达,而导致Treg/Th17分化失衡,表现为Th17细胞呈优势应答状态,进而引发异常免疫反应造成病理状态,证实 Treg/Th17平衡参与了CMV感染发病机制,并可能与病毒活动状态相关[18]。但也有研究发现人CMV感染后会促进IL-10的表达[19]。本研究显示,与健康儿童比较,CMV感染后喘息患儿血IL-6、IL-17水平均升高,Th17细胞呈优势应答,促进机体炎症反应发生,而IL-10水平降低,抗炎作用减弱,Treg/Th17免疫异常,从而导致CMV感染后喘息的发生。

细胞免疫功能紊乱也参与儿童喘息性疾病的发病[13],研究显示CMV感染后病毒与机体相互作用导致机体免疫功能紊乱,尤其是细胞免疫功能,CMV感染可明显降低机体免疫功能,尤其是细胞免疫功能[20],在CMV持续感染过程中,细胞免疫在肝细胞损害及病毒清除中起重要作用[21]。T细胞是参与机体细胞免疫反应,并在免疫应答中起重要调节作用的免疫细胞[22]。B淋巴细胞是发挥体液免疫功能的主要细胞,这类细胞以表达和分泌免疫球蛋白为特征。CD19+CD23+细胞是成熟B细胞特异性标志,是鉴别B细胞最好的标志。CD3+细胞是成熟T淋巴细胞的特征性标志,反映了T淋巴细胞活化的比例,CD4+细胞是辅助性T淋巴细胞,它具有辅助T、B淋巴细胞应答的功能。本研究显示,CMV感染后喘息儿童NK细胞水平降低,血CD8+ T细胞、CD19+ B细胞水平升高,CMV感染可影响T细胞亚群的平衡,出现机体免疫功能的失调。CMV感染后,在免疫监视中起重要作用的NK细胞首先出现反应,NK细胞活性降低,CD8+ T细胞含量增多,这是机体对首先感染的病原作出的保护性反应[5]。研究发现哮喘急性发作组和喘息性肺炎组CD3-CD19+和CD19+CD23+淋巴细胞水平较正常组显著升高,提示B淋巴细胞在哮喘发作及肺炎发生喘息时表达增强,大量B细胞活化增殖产生抗体增多,也证实喘息性肺炎与支气管哮喘之间可能存在着共同的发病机制[14]。有研究显示,有症状的CMV感染患儿外周血CD3+ T细胞、CD4+ T细胞、CD4+/CD8+水平均低于无感染症状者及健康对照组,CD8+ T细胞水平均明显高于无感染症状者及健康对照组,且差异有统计学意义,其中CD4+T细胞水平降低最明显,由此说明CD3+、CD4+、CD8+ T细胞亚群细胞水平可作为判断新生儿CMV感染活动性的有效参考[20]。本研究显示CMV感染的喘息患儿血CD4+、CD3+ T细胞水平降低,但与健康儿童相比差异无统计学意义,与上述研究[20]结果不尽相同,分析原因可能与本研究选取样本量偏少有关。

总之,喘息性疾病是儿童常见疾病,CMV感染是儿童喘息发病的重要病因之一。CMV感染后喘息患儿不仅存在 Th17/Treg 平衡紊乱,也存在淋巴细胞免疫功能紊乱,免疫调节稳态失衡是CMV感染后靶器官进一步损伤的重要因素之一。以上结果提示,Th17/Treg失衡及细胞免疫功能紊乱可能是CMV感染后儿童喘息发生发展重要的免疫学发病机制,应提高对CMV感染儿童喘息的临床认识,并从病因学、免疫学等方面进行综合治疗,从而更好地控制儿童喘息的发生、发展。

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