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淋巴细胞主动免疫治疗对不明原因复发流产患者Treg/Th17平衡的影响

江旋 刘庆芝 姚吉龙

【摘要】 目的 探讨淋巴细胞主动免疫治疗(LIT)对不明原因复发流产(URSA)患者的Treg/Th17免疫平衡的影响。 方法 应用流式细胞学技术及ELISA法测量URSA患者LIT治疗前、后外周血Treg、Th17细胞所占淋巴细胞比例和血清IL-10、IL-17、TGF-β1水平,并对比及分析关联性。 结果 40例URSA患者LIT治疗后外周血CD4+CD25+Treg、CD4+CD25+CD127lowTreg细胞所占比例高于治疗前,CD8-CD3+IL-17A+Th17细胞所占比例低于治疗前,且与前两者的改变分别呈负相关(r=-0.724,P<0.01;r=-0.571,P<0.01),Treg/Th17比例高于治疗前,差异有统计学意义。LIT治疗后血清IL-10、TGF-β1水平较治疗前升高,且分别与CD4+CD25+ Treg细胞比例的改变呈正相关(r=0.654,P<0.01;r=0.658,P<0.01),IL-17水平降低,且与CD8-CD3+IL-17A+ Th17细胞比例的改变呈正相关(r=0.693,P<0.01),差异有统计学意义。 结论 LIT可能影响URSA患者的Treg/Th17免疫平衡,提高Treg细胞亚群的数量、功能,降低Th17细胞亚群的数量、功能,以此发挥治疗作用。

【关键词】 不明原因复发性流产; 调节性T细胞; 辅助性T细胞17; 淋巴细胞主动免疫治疗

复发性流产(recurrent spontaneous abortion,RSA)是指连续3次或以上于20周前发生的自然流产[1]。RSA病因复杂,约50%的RSA病例找不到病因,称为不明原因复发性流产(unexplained recurrent spontaneous abortion,URSA),与母体对于胎儿的同种免疫异常有关[2]。研究发现URSA患者体内免疫抑制性的调节性T细胞(regulatory T cell,Treg)比例远低于正常妇女,而促炎性的辅助性T细胞17(T helper cell 17,Th17)比例则高于正常妇女,存在Treg/Th17免疫平衡的紊乱[3]。URSA治疗手段主要为淋巴细胞主动免疫治疗(lymphocyte immunization therapy,LIT),然而目前其具体作用机制尚不清楚。本研究通过检测外周血Treg、Th17细胞所占淋巴细胞比例及其产物白介素10(interlukin 10,IL-10)、转化生长因子β1(transforming growth factor β1,TGF-β1)、白介素17(interlukin 17,IL-17)含量在LIT治疗前、后的改变,从而提出LIT治疗URSA可能的机制。

对象与方法

一、对象

从2014年6月至2015年5月在深圳市妇幼保健院复发流产中心就诊的妇女中筛选出40例URSA患者入实验组,平均年龄(29.8±4.3)岁,平均流产(3.5±0.7)次。入组标准:(1)连续3次或3次以上自然流产史;(2)年龄小于40岁;(3)夫妻双方无染色体异常;(4)妇检、阴道分泌物、生殖道支原体衣原体、TORCH、B型超声和(或)宫腔镜排除器质性病变、生殖器官解剖畸形及感染因素;(5)性激素、甲状腺功能、血糖、胰岛素等内分泌检查正常;(6)D-二聚体、纤维蛋白原降解产物等血栓前状态相关检查阴性;(7)抗心磷脂抗体、抗核抗体等自身抗体阴性;(8)男方精液常规正常;(9)封闭抗体阴性;(10)既往未进行过主动免疫治疗。

二、方法

1. 治疗方法:研究对象夫妻双方签署淋巴细胞主动免疫治疗知情同意书,丈夫或第三方供血者肝炎病毒、梅毒、艾滋病筛查阴性,且无近期感染迹象。采集研究对象丈夫或第三方供血者静脉血20 ml,加入生理盐水、肝素钠。使用Ficoll密度梯度离心法提取单核及淋巴细胞,使用生理盐水洗涤后约2 ml。使用1 ml注射器于患者的前臂内侧分6~8点进行皮内注射。每次治疗间隔3周,需治疗4次为一个疗程。

2. 标本收集:由深圳市妇幼保健院伦理委员会批准,患者签署知情同意书,所有数据结果均匿名化。分别于治疗前后清晨空腹抽取肝素锂抗凝血4 ml,EDTA抗凝血2 ml。所有EDTA抗凝血液均于2~8℃ 1 000 xg离心15 min后收集血清放入-80℃冰箱保存待测。

3. 实验方法:采用CD4-FITC、CD25-PC5、CD127-PE标记细胞膜表面抗原,CD4-FITC、IgG2a-PC5、IgG1 Mouse-PE作为同型对照,检测CD4+CD25+CD127lowTreg细胞;使用PMA Ionomycin BFA Monensin mixture(250X)和RPMI 1640淋巴细胞培养液进行全血细胞刺激培养后, PerFix-nc破膜,CD8-FITC、CD3-PC5、anti-human IL-17A PE标记细胞膜表面抗原,CD8-FITC、CD3-PC5、Mouse IgG1 K Isotype Control-PE作为同型对照,检测CD8-CD3+IL-17A+Th17细胞。以上试剂均购自美国Beckman Coulter公司。ELISA试剂盒为进口分装,购自上海邦奕生物科技有限公司,所有操作按试剂盒说明书进行。

4. 统计学处理:采用SPSS 19.0软件统计分析数据,检查方差齐性后对LIT治疗前、后的结果进行配对t检验。再将流式细胞学检测、ELISA结果进行Pearson相关性分析。所有P值基于双侧检验,统计学显著水平为P<0.05。

  

一、流式细胞学检测结果比较

40例URSA患者LIT外周血CD4+CD25+Treg细胞、CD4+CD25+CD127lowTreg细胞和CD8-CD3+IL-17A+Th17细胞所占淋巴细胞比例治疗前、后比较,差异有统计学意义;治疗前、后的CD4+CD25+Treg/CD8-CD3+IL-17A+Th17比值有差异,差异有统计学意义。见表1。

表1 外周血Treg细胞、Th17细胞流式细胞学检测结果

项目名称治疗前治疗后CD4+CD25+Treg(%)∗29±0544±09CD4+CD25+CD127lowTreg细胞(%)∗21±0633±07CD8⁃CD3+IL⁃17A+Th17细胞(%)∗34±0520±06CD4+CD25+Treg/CD8⁃CD3+IL⁃17A+Th17∗09±0226±06

注:治疗前后比较,*P<0.05

经LIT治疗后40例URSA患者外周血CD4+CD25+Treg细胞、CD4+CD25+CD127lowTreg细胞均与CD8-CD3+IL-17A+ Th17细胞所占比例的变化呈负相关(r=-0.724,P<0.01;r=-0.571,P<0.01)。

二、ELISA检测结果比较

40例URSA患者LIT治疗前、后血清IL-10、TGF-β1、IL-17水平比较,差异均有统计学意义。见表2。

表2 ELISA检测血清TGF-β1、IL-10、IL-17结果

项目名称治疗前治疗后TGF⁃β1(pg/ml)∗25888±718933860±7197IL⁃10(pg/ml)∗ 70±20 91±20IL⁃17(pg/ml)∗ 36±10 23±07

注:治疗前后比较,*P<0.05

三、各细胞因子与细胞所占比例变化的相关性

40例URSA患者LIT治疗后外周血Th17细胞所占比例的改变与血清IL-17水平的改变呈正相关(r=0.693,P<0.01);外周血CD4+CD25+Treg细胞所占比例的改变与血清TGF-β1水平的改变呈正相关(r=0.658,P<0.01);外周血CD4+CD25+Treg细胞所占比例的改变与血清IL-10水平的改变呈正相关(r=0.654,P<0.01)。

  

URSA是近年来生殖医学领域最大的难题之一。研究证实,URSA患者体内存在人类白细胞抗原相容性异常、自然杀伤细胞数量及功能异常、T细胞亚群失衡等免疫平衡紊乱[4-5]。虽然胎儿的父系抗原被母体免疫系统认为是异体,但胎儿一般可于整个妊娠周期存活在母体子宫中,而保护胎儿躲避母体免疫系统的机制尚未完全清楚。LIT治疗是目前URSA主要的治疗手段之一,其具体机制不明。随着生殖免疫学的进展,对Treg细胞和Th17细胞的认识逐渐加深,越来越多的学者认为URSA病人体内存在Treg/Th17免疫平衡紊乱[6]

目前,LIT治疗是URSA最常用的治疗方法,许多研究均表明LIT可改善妊娠结局[7],虽然一些meta分析的结果认为LIT无效[8],但由于存在实验室质控以及人群差异性,仍不能下此结论。从世界范围的meta分析和研究结果来看,LIT治疗对一部分人群有很好的疗效[9]。林其德教授的团队报道显示LIT治疗URSA患者的有效率可达87%,并且采用丈夫供血的疗效与第三方供血的疗效差异无统计学意义[10]。在本研究中, 40例URSA病人LIT治疗后外周血中的Th17细胞所占淋巴细胞比例显著降低,Treg细胞所占淋巴细胞比例显著升高,Treg/Th17比例也显著升高。在后续的随访中,有17例URSA患者已经妊娠,其中1例妊娠16周因“胎儿复杂性心脏病”引产,1例生化妊娠;其中7例妊娠未满12周;另8例妊娠超过12周,NT值均正常。这些免疫治疗后妊娠成功的病例也说明了LIT治疗可改善随后的妊娠结局。虽然现在普遍认为LIT治疗有一定的疗效,但其具体的作用机制一直还未明确。

CD4+CD25+T调节细胞是T细胞一个非常重要的亚群。本研究发现在使用LIT治疗URSA患者后可刺激机体调节性T细胞比例升高。将LIT治疗前、后的URSA患者外周血CD4+CD25+Treg细胞所占淋巴细胞的比例进行配对t检验,结果显示LIT治疗后外周血CD4+CD25+Treg细胞所占比例显著升高。叉头框螺旋转录因子(Foxp3)是一种核内蛋白转录因子,Foxp3阳性的CD4+CD25+Treg细胞可通过细胞直接接触的方式抑制免疫反应[11],然而检测Foxp3需对细胞进行破坏,不利于后续的研究与应用。文献报道CD4+CD25+Foxp3+Treg细胞同时低度表达CD127 [12]。因此本研究采用CD127标记Foxp3+Treg细胞,将LIT治疗前、后的URSA患者外周血CD4+CD25+CD127low Treg细胞所占淋巴细胞的比例进行配对t检验,结果显示LIT治疗后外周血CD4+CD25+CD127lowTreg细胞所占比例显著升高。在外周血中,IL-10、TGF-β可诱导CD4+CD25+ Treg细胞的产生,并分泌IL-10、TGF-β进行免疫抑制[13-14]。本研究发现LIT治疗后血清TGF-β1、IL-10水平、外周血CD4+CD25+Treg细胞和CD4+CD25+ CD127lowTreg细胞所占淋巴细胞比例均升高,且IL-10、TGF-β1水平的升高与CD4+CD25+Treg细胞所占比例的增加呈正相关。据此可推测LIT治疗可影响URSA患者体内Treg细胞的数量及功能。

此前有报道显示TGF-β水平减低可能导致Treg细胞减少和Th17细胞增加[15]。在本研究中,40例研究对象LIT治疗后血清中与Th17细胞相关的细胞因子IL-17的水平显著降低;而与Treg细胞相关的细胞因子TGF-β1、IL-10则显著升高。因此,Treg细胞可能通过分泌具有免疫抑制作用的细胞因子TGF-β1、IL-10来发挥作用。另外,有研究表明高水平的TGF-β可诱导分化CD4+CD25+Treg细胞,并增加Foxp3的表达[16],这与本研究结果一致。由于CD4+CD25+Foxp3+Treg细胞同时低度表达CD127,因此本研究对CD4+CD25+CD127lowTreg细胞进行检测,结果发现治疗后血清TGF-β1、IL-10水平、外周血CD4+CD25+Treg细胞和CD4+ CD25+CD127lowTreg细胞所占淋巴细胞比例均显著升高,且IL-10、TGF-β1水平的升高与CD4+CD25+Treg细胞所占比例的增加呈正相关,而外周血CD4+CD25+Treg、CD4+CD25+CD127lowTreg细胞所占淋巴细胞比例的增加均与CD8-CD3+ IL-17A+ Th17细胞所占比例的改变呈负相关。Th17细胞产生IL-17,在炎症的介导中有重要作用[17]。相反,Treg细胞在免疫调节及介导免疫耐受中起主要作用[18]。研究发现URSA患者外周血的Th17细胞比例较高[19],提示了Th17细胞在妊娠的维持中可能起到了不良的作用。有文献报道Foxp3+的Treg细胞通过TGF-β对IL-6介导的Th17细胞形成有抵抗作用[20]。在本研究中LIT治疗后外周血CD4+CD25+Treg与CD4+CD25+CD127lowTreg细胞所占淋巴细胞比例的增加均与CD8-CD3+ IL-17A+ Th17细胞所占比例的改变呈负相关。因此,LIT可能可以通过影响URSA患者体内Treg细胞的数量及功能,改变Th17细胞的形成条件并抑制其功能,从而减少Th17细胞及IL-17的产生。

以上结果均表明LIT可能通过影响URSA病人的Treg/Th17免疫平衡来发挥作用,而Treg细胞亚群的数量、功能的提高和Th17细胞亚群的数量、功能的降低可能对妊娠结局有好处。据此,Treg/Th17免疫平衡可能是URSA患者免疫治疗的新靶点。本研究不足之处在于样本量较小,后续仍需要扩大样本量进一步研究,并继续随访研究对象的妊娠结局。

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Impact of lymphocyte immunization therapy on Treg/Th17 paradigm in patients with unexplained recurrent spontaneous abortion

JIANG Xuan, LIU Qingzhi, YAO Jilong.

Department of Gynecology, Shenzhen Maternity & Child Healthcare Hospital affiliated to Southern Medical University, Shenzhen 518000, China

[Abstract] Objective To investigate the impact of lymphocyte immunization therapy (LIT) on Treg/Th17 paradigm in patients with unexplained recurrent spontaneous abortion (URSA). Methods The proportion of Tregs and Th17 cells in peripheral blood lymphocytes were measured by flow cytometry, and the concentration of IL-10, TGF-β1, and IL-17 in serum were measured by ELISA. Results In 40 URSA patients, the proportions of CD4+CD25+Treg and CD4+CD25+CD127lowTreg cells in peripheral blood were significantly increased after LIT treatment (both P<0.05). The proportion of CD8-CD3+IL-17A+Th17 cell was significantly reduced after treatment (P<0.05), and the number of this cell was negatively correlated with the former two (r=-0.724, P<0.01; r=-0.571, P<0.01). The concentrations of IL-10 and TGF-β1 in serum were both significantly increased after LIT treatment (both P<0.05), and the increments of IL-10 and TGF-β1 were positively correlated to the change of CD4+CD25+Treg ratio (r=0.654, P<0.01; r=0.658, P<0.01, respectively). The concentration of IL-17 in serum was markedly decreased after LIT treatment (P<0.05), and its decrement showed a positive correlation with the change of CD8-CD3+IL-17A+Th17 cell ratio (r=0.693, P<0.01). Conclusion LIT may work through affecting the Treg/Th17 paradigm and increasing the function and amount of Treg cells while reducing Th17 cells.

[Key words] Unexplained recurrent spontaneous abortion (URSA); Regulatory T cell (Tregs); Thelper cell 17 (Th17); Lymphocyte immunization therapy (LIT)

基金项目: 深圳市科技研发资金项目(JCYJ20130402090759061)

作者单位: 518000 广东,南方医科大学附属深圳市妇幼保健院妇科

通讯作者: 姚吉龙(dryaojilong@163.com)

(收稿日期:2015-09-08)

(编辑:方玉霞)