中国当代儿科杂志  2019, Vol. 21 Issue (10): 960-965  DOI: 10.7499/j.issn.1008-8830.2019.10.002

引用本文  

郭佳琦, 刘静, 陆彪. γδ T细胞在儿童过敏性紫癜免疫微环境中的表达和意义[J]. 中国当代儿科杂志, 2019, 21(10): 960-965.
GUO Jia-Qi, LIU Jing, LU Biao. Expression of gamma-delta T cells in immune microenvironment in children with Henoch-Schönlein purpura[J]. Chinese Journal of Contemporary Pediatrics, 2019, 21(10): 960-965.

基金项目

宁夏医科大学校级项目(XM2018154)

作者简介

郭佳琦, 女, 硕士研究生, 住院医师

通信作者

刘静, 女, 副主任医师。Email:64906393@qq.com

文章历史

收稿日期:2019-04-20
接受日期:2019-06-19
γδ T细胞在儿童过敏性紫癜免疫微环境中的表达和意义
郭佳琦1 , 刘静2 , 陆彪2     
1. 宁夏医科大学, 宁夏 银川 750004;
2. 宁夏医科大学总医院儿科, 宁夏 银川 750004
摘要目的 探讨γδ T细胞及其细胞亚群在儿童过敏性紫癜(HSP)免疫发病机制中的作用,从调控γδ T细胞作为切入点,为儿童HSP的治疗提供新思路。方法 以33例HSP患儿(HSP组)和21例健康儿童(健康对照组)为研究对象,比较两组外周血单个核细胞(PBMCs)中γδ T及其细胞亚群Vδ1+T、Vδ2+T等表达水平、γδ T细胞凋亡率及IL-17水平。结果 HSP组PBMCs中淋巴细胞比例、γδ T细胞中Vδ2+T比例低于健康对照组(P < 0.05)。HSP组γδ T细胞中Vδ1+T比例、血浆IL-17水平高于健康对照组(P < 0.05)。HSP组γδ T细胞总凋亡率低于健康对照组(P < 0.05),其中以早期凋亡为著。Vδ2+T表达与γδ T细胞总凋亡率呈正相关(rs=0.615,P < 0.05),与IL-17水平呈负相关(rs=-0.398,P < 0.05)。结论 γδ T细胞介导的Vδ1+/Vδ2+T免疫失衡及IL-17炎症因子过度激活可能参与HSP的发生,其中Vδ2+T诱导的免疫耐受被打破可能是疾病发生的重要病理生理基础。
关键词过敏性紫癜    γδ T细胞    细胞凋亡    IL-17    儿童    
Expression of gamma-delta T cells in immune microenvironment in children with Henoch-Schönlein purpura
GUO Jia-Qi , LIU Jing , LU Biao     
Ningxia Medical University, Yinchuan 750004, China
Abstract: Objective To study the role of gamma-delta T (γδ T) cells and its subsets in the immunopathogenesis of Henoch-Schönlein purpura (HSP) in children, and to provide new ideas for the treatment of HSP in children from the aspect of γδ T cell regulation.Methods A total of 33 children with HSP were enrolled as the HSP group, and 21 healthy children were enrolled as the healthy control group. The percentages of γδ T cells and its subsets Vδ1+T and Vδ2+T cells among peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) were measured, as well as the apoptosis rate of γδ T cell and plasma level of interleukin-17 (IL-17).Results Compared with the healthy control group, the HSP group had significantly lower percentages of lymphocytes in PBMCs and Vδ2+T cells in γδ T cells (P < 0.05). The HSP group had significantly higher percentage of Vδ1+T cells in γδ T cells and plasma level of IL-17 than the healthy control group. The HSP group had a significantly higher overall apoptosis rate of γδ T cells than the healthy control group (P < 0.05), especially early apoptosis. The percentage of Vδ2+T cells was positively correlated with overall apoptosis rate (rs=0.615, P < 0.05) and was negatively correlated with IL-17 level (rs=-0.398, P < 0.05).Conclusions Vδ1+/Vδ2+T cell immune imbalance mediated by γδ T cells and over-activation of IL-17 may be involved in the development of HSP, among which the disturbance of immune tolerance induced by Vδ2+T cells plays an important role in the pathophysiology of the disease.
Key words: Henoch-Schönlein purpura    Gamma-delta T cell    Apoptosis    Interleukin-17    Child    

过敏性紫癜(Henoch-Schönlein purpura, HSP)是儿童期最常发生的全身性小血管炎,四季均可发病,临床表现为非血小板减少性可触性皮肤紫癜,伴或不伴腹痛、胃肠出血、关节痛等症状[1-2],甚至出现肾脏损害,严重影响患儿生活质量及身心健康。HSP患儿体内存在一系列免疫紊乱,其中包括T细胞异常以及细胞因子网络失调,深入探索HSP的免疫发病机制,对诊疗具有重要意义,也是临床迫切的需求。

1986年,Brenner等[3]在应用T细胞抗原受体(T cell receptor, TCR)的γ基因序列编码制备抗体的过程中首次发现并报道了γδ T细胞。在人体内,αβ T细胞可识别由主要组织相容性复合体分子提呈的蛋白质抗原,是介导细胞免疫及免疫调节的主要细胞,而γδ T细胞是不同于αβ T细胞的一类特殊淋巴细胞,在外周血T细胞中仅少量存在(约0.5%~5%)[4],通过因子释放、抗原呈递和直接细胞毒性作用发挥其主要功能,在调节免疫应答、自身免疫性疾病中均有重要作用[5-6],其主要表型为CD3+CD4-CD8-,仅少数为CD4+或CD8+单阳性细胞。目前有关γδ T细胞与HSP免疫发病机制的研究国内外尚无相关文献报道。本研究通过检测HSP儿童外周血中γδ T细胞及其细胞亚群表达变化、细胞凋亡率和白细胞介素-17(interleukin-17, IL-17)表达水平,以探讨该细胞在HSP免疫微环境中的作用。

1 资料与方法 1.1 一般资料

选择2018年6~11月宁夏医科大学总医院儿科确诊的14岁以内且院外未使用糖皮质激素及免疫抑制剂治疗的33例HSP患儿为HSP组,其中男15例,女18例,此次发病年龄7±3岁。HSP诊断标准符合2013年中华医学会儿科学分会免疫学组修订的《儿童过敏性紫癜循证诊治建议》[2],即可触性皮疹(必要条件)伴以下任何一条:(1)弥漫性腹痛;(2)任何部位活检示IgA沉积;(3)关节炎或关节痛;(4)肾脏受损表现(血尿和/或蛋白尿)。附:对于典型皮疹急性发作的患儿排除相关疾病可以临床诊断,对于皮疹不典型或未见急性期发作性皮疹者,仍需严格按标准诊断,必要时行皮肤活检。

另选取同期在我院进行体检的21例健康儿童为健康对照组,男11例,女10例,入组年龄9±3岁。HSP组与健康对照组性别(χ2=0.379,P=0.538)及年龄(t=0.379,P=0.151)差异无统计学意义。

本研究经宁夏医科大学总医院伦理委员会批准(2019-207),所有研究对象监护人均知情同意。

1.2 主要试剂与仪器

鼠抗人多甲藻黄素叶绿素蛋白(PerCP)-Cy™5.5-CD3、鼠抗人别藻青蛋白(APC)-γδ TCR、鼠抗人藻红蛋白(PE)-Vδ2 TCR(美国Becton Dickinson公司);鼠抗人异硫氰酸荧光素(FITC)- Vδ1 TCR(德国Miltenyi Biotec公司);FITC-膜联蛋白(Annexin)V/碘化丙啶(PI)双染细胞凋亡检测试剂盒(江苏凯基生物技术股份有限公司);人IL-17 ELISA试剂盒(美国Abbkine公司);人外周血淋巴细胞分离液、红细胞裂解液(北京索莱宝科技有限公司)。FACSCalibur型流式细胞仪(美国Becton Dickinson公司);酶标仪(美国Thermo公司)。

1.3 标本采集

入院当日或次日清晨空腹状态下抽取外周静脉血5 mL于EDTA抗凝管,Ficoll(ρ=1.077)密度梯度离心法分离外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cells, PBMCs)和血浆后放置-80℃冰箱保存备用。

1.4 流式细胞术检测PBMCs中淋巴细胞、γδ T、Vδ1+ T、Vδ2+ T细胞比例

磷酸盐缓冲液(PBS)洗涤PBMCs,调整细胞浓度为2×107/mL,取细胞悬液100 μL,分别加入抗CD3-PerCP-Cy™5.5 20 μL、抗γδ TCR-APC 5 μL、抗Vδ1 TCR-FITC 2 μL、抗Vδ2 TCR-PE 5 μL,对照管加相应的同型荧光标记的单克隆抗体,常温避光下静置20 min;PBS洗涤细胞2次(1 800 r/min,5 min),弃上清;加1%PBS甲醛固定液固定细胞。1 h内用流式细胞分析仪测定γδ T细胞及其细胞亚群的表达。

1.5 γδ T细胞的凋亡检测

取上述已调整细胞浓度的PBMCs 100 μL,加入抗γδ TCR-APC 5 μL,常温避光下静置20 min,PBS洗涤细胞2次(1 800 r/min,5 min),弃上清;对携带APC标记抗体的PBMCs进行FITC-Annexin V/PI双染色。1 h内用流式细胞分析仪测定γδ T细胞的凋亡率。

1.6 ELISA法检测IL-17水平

ELISA法定量检测试剂盒由美国Abbkine公司提供,实验步骤按说明书进行。

1.7 统计学分析

采用SPSS 22.0统计软件进行数据处理。正态分布计量资料采用均数±标准差(x±s)表示,两组间比较采用独立样本t检验;非正态分布计量资料采用中位数(范围)表示,两组间比较采用Mann-Whitney U检验。计数资料以百分比(%)表示,组间比较采用χ2检验。相关性分析采用Spearman法。P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 HSP组和健康对照组γδ T及其细胞亚群水平

HSP组PBMCs中淋巴细胞比例、γδ T细胞中Vδ2+ T比例低于健康对照组,γδ T细胞中Vδ1+ T比例、Vδ1+/Vδ2+ T比值高于健康对照组,差异均有统计学意义(P < 0.05)。两组淋巴细胞中γδ T细胞比例、γδ T细胞中Vδ1-δ2- T比例差异无统计学意义(P > 0.05)。见表 1图 1

表 1 HSP组和健康对照组γδ T细胞及其细胞亚群水平


图 1 淋巴细胞中γδ T细胞和Vδ1+/Vδ2+亚型的鉴定和表征 分析Vδ1+ T、Vδ2+ T细胞以及Vδ1-Vδ2- T(即Vδ3-8+)细胞各自在γδ T细胞中的百分比(左上象限区域代表Vδ2+ T细胞表达,右下象限区域代表Vδ1+ T细胞表达,左下象限区域为Vδ1-Vδ2- T细胞表达),Vδ2+ T细胞表达明显低于健康对照组。
2.2 HSP组和健康对照组γδ T细胞凋亡分析

HSP组γδ T细胞的早期凋亡率(36%±10%)低于健康对照组(49%±8%),差异有统计学意义(t=4.830,P < 0.001)。HSP组总凋亡率(40%±11%)低于健康对照组(55%±8%),差异有统计学意义(t=5.105,P < 0.001)。两组间晚期凋亡率差异无统计学意义(Z=1.044,P=0.297)。

2.3 HSP组和健康对照组IL-17水平比较

HSP组IL-17表达(286±30 pg/mL)高于健康对照组(258±9 pg/mL),差异有统计学意义(t=-4.220,P < 0.001)。

2.4 γδ T细胞总凋亡率、IL-17水平与Vδ2+ T细胞表达的相关性分析

外周血Vδ2+ T细胞表达与IL-17表达水平呈负相关(rs=-0.398,P < 0.05),与γδ T细胞总凋亡率呈正相关(rs=0.615,P < 0.05),见图 2


图 2 γδ T细胞总凋亡率、IL-17水平与Vδ2+ T细胞表达的相关性分析
3 讨论

HSP是儿童时期常见病,既往研究认为CD4+ T细胞作为适应性免疫的重要环节,接受不同抗原抗体刺激后,在不同条件下可分化为不同亚型T细胞参与免疫应答,如Th1/Th2、Treg/Th17免疫失衡[7]。近年来随着对HSP的深入研究,发现经典CD4+/CD8+ T平衡理论已不能完全解释其发病机制。本研究进一步将重点定位于γδ T淋巴细胞,通过研究外周血γδ T淋巴细胞及其细胞亚群表达变化、细胞凋亡率和IL-17水平,探讨γδ T淋巴细胞免疫网络失调在HSP病理机制中的调控作用。

γδ T细胞是近20年来新发现的T细胞亚群,主要分布于外周血、脾脏及皮肤和肠黏膜等上皮组织,在宿主防御系统中发挥重要作用。目前多项临床研究显示,在感染[8]、肿瘤[9-10]及自身免疫性疾病[11-12]等方面,患者外周血或组织中可检测出γδ T细胞水平异常,但有关γδ T细胞与HSP免疫发病机制的研究,目前国内外尚无相关文献报道。本研究显示,HSP组外周血淋巴细胞占PBMCs比例低于健康对照组,而淋巴细胞中γδ T细胞比例较健康对照组差异无统计学意义。既往研究证实,γδ T细胞在识别与病原体接触的上皮细胞后迅速向上皮内迁移,提供第一道防线,是宿主防御系统至关重要的环节[13]。HSP诊断标准中可触性皮疹是必要条件,因此推测患儿外周血中γδ T细胞数目表达正常,但病变皮肤部位γδ T细胞数目可能明显增多。

γδ T细胞几乎是最早出现的T细胞,具有桥接先天性和适应性免疫应答的能力,可识别小分子非肽抗原及主要组织相容性复合体非依赖性抗原,直接溶解靶细胞或发挥吞噬作用,通过Fas/FasL、TNF相关凋亡诱导配体及穿孔素/颗粒酶等途径发挥细胞毒性作用,还可通过改变局部微环境,分泌多种细胞因子和免疫调节因子,调节机体免疫应答反应[6, 14]。多数病例中HSP是自限性的,其中20%~80%儿童出现肾脏受累[15-16],γδ T细胞可以通过与T-B细胞共同作用杀伤B细胞,使其产生抗dsDNA抗体明显受到抑制,起到保护肾脏的作用[17]。本研究显示HSP组外周血γδ T细胞凋亡率降低,这与HSP细胞凋亡紊乱的病理变化一致。HSP存在细胞凋亡失调,其凋亡缺陷是导致HSP的基本病理条件,凋亡过程中可能存在自身抗原被修饰等异常。活化的γδ T细胞可由于TCR的过度刺激或交联,经Fas/FasL途径而凋亡,这可能是γδ T细胞维持免疫自稳的一种机制。

根据Vδ的不同区域结构,将γδ T细胞分为Vδ1+及Vδ2+两种主要亚型。Vδ1+ T细胞主要分布在皮肤和肠黏膜上皮组织中,而Vδ2+ T细胞主要存在于外周血液循环和淋巴系统中,Vδ2链几乎完全与Vγ9(也称为Vγ2)配对,激活主要通过TCR依赖的小分子焦磷酸化物,大多在出生后1年内活化并分化为记忆细胞,甚至在脐血中已存在相当比例的非初始细胞,而这部分细胞可能针对自身发生免疫反应[9, 18]。血液中Vδ2+ T和Vδ1+ T细胞亚群的补偿性变化表明了γδ T细胞稳态的平衡机制,其平衡对于维持机体内环境稳定,预防免疫性疾病发挥着重要作用。以系统性红斑狼疮为例,患者病变皮肤部位γδ T细胞明显增多,主要表达Vγ9δ2 T细胞,多见于受累的基底细胞层,但同时在患者外周血中表达降低,可能涉及该细胞向皮肤和/或黏膜外渗[11, 19]。Tham等[12]在研究类风湿关节炎与外周血γδ T细胞相关性时发现Vδ2+/Vδ1+ T比例下降,且主要与Vδ2+ T比例降低有关。相关研究也证实,Vδ1+/Vδ2+ T失调与自身免疫性疾病、炎症性和过敏性疾病存在关联[11, 20-22]。本研究HSP组外周血γδ T细胞中Vδ2+ T细胞比例降低,Vδ1+ T细胞比例升高,存在Vδ1+/Vδ2+ T免疫失调,即Vδ1+/Vδ2+ T比例失调,且Vδ2+ T细胞诱导的免疫耐受被打破是导致HSP免疫紊乱的重要原因,进一步揭示了HSP免疫功能紊乱的状态,其原因可能与病理状态下外周血Vδ2+ T细胞迁徙至组织有关。

此外,γδ T细胞可进一步通过分泌IL-17、IFN-γ等细胞因子激活JAK-STAT或Ras等信号通路,下调淋巴细胞比例改变免疫微环境。而HSP患儿存在IL-10、IFN-γ及IL-17分泌紊乱,其中以IL-17促炎因子为著。IL-17能够诱导一些其它趋化因子及细胞因子的产生并发挥生理功能,主要由Th17细胞产生,γδ T细胞、NKT细胞、CD8+ T细胞等亦可产生[23]。γδ T细胞作为IL-17重要来源之一,维持其产生不足和过度产生之间的精细平衡[8]。本研究中HSP组IL-17水平较健康对照组升高,提示IL-17在HSP发生和发展中有重要作用,γδ T细胞分泌IL-17的信号通路可作为未来研究方向及潜在治疗靶点。

综上,本研究证实HSP患儿存在γδ T细胞免疫失调及凋亡失调,表现为Vδ1+/Vδ2+ T分化失衡,并与γδ T细胞凋亡趋势相关;IL-17水平升高与Vδ2+ T细胞比例降低相关。Vδ2+ T诱导的免疫耐受被打破,可能是疾病发生的重要病理生理基础。期待今后动态观察治疗前后γδ T细胞的变化及不同临床表型HSP的γδ T细胞差异,进一步系统性研究其在HSP发生发展及治疗中所起的作用,并通过阻断或加强某关键性调控因子调节Vδ2+ T细胞数量和功能,扶正γδ T细胞相关亚群失衡理论,可为HSP发病机制提供新的依据与方向,为相关免疫治疗开拓更为广阔的前景。

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