烧伤后高迁移率族蛋白B1对调节性T细胞免疫功能影响的实验与临床研究

论文摘要

目的:实验一:（1）采用严重烫伤延迟复苏动物模型,明确高迁移率族蛋白B1（HMGB1）的变化及其与调节性T细胞（Treg）免疫功能的关系。（2）通过严重烫伤延迟复苏动物模型,阐明HMGB1对Treg分化成熟的受体作用机制。（3）探讨严重烫伤延迟复苏后HMGB1介导的Treg对树突状细胞（DC）免疫功能的影响及调节作用。（4）探讨严重烫伤延迟复苏后HMGB1介导的Treg对T淋巴细胞免疫功能的影响及调节途径。（5）观察丙酮酸乙酯（EP）对重度烫伤延迟复苏动物免疫功能及脏器损害的可能保护效应。实验二:（1）对临床严重烧伤患者进行动态监测,明确严重烧伤后病人外周血HMGB1、Treg分化成熟以及T淋巴细胞免疫功能的变化规律,探讨HMGB1、Treg及T淋巴细胞免疫功能改变在患者烧伤后发生脓毒症及不良预后中所起的作用及临床意义。（2）探讨严重烧伤后HMGB1、Treg及T淋巴细胞免疫指标间的相互关系及可能的作用机制。方法:1.采用重度烫伤延迟复苏动物模型,即雄性清洁级Wistar大鼠,浸于沸水中造成30%体表面积Ⅲ度烫伤。伤后延迟6小时抗休克复苏,在伤后6小时从腹腔给予林格液（40 ml/kg）抗休克治疗,此外在烫伤后12、24、36、48小时分别给予4 ml/次林格液腹腔内注射。实验分组:136只大鼠随机分为5组,（1）正常对照组（n=8）:麻醉后活杀;（2）假烫伤组（n=32）;（3）烫伤组（n=32）;（4）EP治疗组（n=32）:EP加入林格液中随补液给药（EP为28 mM）;（5）晚期糖基化终末产物受体（RAGE）抗体（1 mg/ml）治疗组（n=32）:烫伤后6、24小时从阴茎背静脉给予RAGE抗体（1 mg/kg）治疗。以上后4组实验动物再分为4个亚组,分别于烫伤后1、3、5、7天处死动物,无菌留取血和脾脏标本。分离血清,-20℃贮存。脾脏一部分无菌、无酶液氮冻存,另一部分用于提取Treg、DC和T淋巴细胞。Treg、DC的分离纯化采用MiniMACS免疫磁性分离系统进行。利用B细胞和单核细胞具有易粘附于尼龙纤维表面的特性,分离T淋巴细胞。采用流式细胞术检测细胞免疫表型和细胞表面受体,MTT法检测脾T淋巴细胞增殖,酶联免疫吸附试验（ELISA）检测血清、细胞孵育上清及组织匀浆液的细胞因子和T淋巴细胞活化的核因子（NF）-kB。采用荧光定量PCR检测目的基因表达水平。2.对106例烧伤总面积大于或等于30%的患者进行动态观察,对所采集临床病历资料进行分析。实验分组:（1）按烧伤总面积将患者分为三组:Ⅰ组41例（烧伤总面积30%～49%）,Ⅱ组34例（烧伤总面积50%～69%）,Ⅲ组31例（烧伤总面积70%～99%）;（2）根据烧伤脓毒症的诊断标准,将患者进一步分为脓毒症组（59例）与非脓毒症组（47例）;（3）根据脓毒症患者的预后情况,将其分为死亡组（17例）与存活组（42例）。同时设正常对照组（25位健康献血员）。分别于烧伤后1、3、7、14、21天采集患者外周静脉血,分离外周血T淋巴细胞,采用MiniMACS免疫磁性分离系统对外周血Treg进行分离纯化,同时分离血清,-20℃贮存。采用流式细胞术检测细胞免疫表型,MTT法检测T淋巴细胞增殖活性,ELISA检测血清HMGB1及细胞孵育上清的细胞因子水平,采用荧光定量PCR检测目的基因表达水平。结果:实验一:（1）烫伤延迟复苏导致动物脾脏HMGB1基因、蛋白表达和血清HMGB1水平在伤后1～7天显著升高,脾组织中HMGB1含量第1天达峰值,血清HMGB1水平于第3天达峰值。EP干预后烫伤动物脾脏HMGB1基因、蛋白表达和血清HMGB1水平1～7天均明显降低。RAGE抗体干预对烫伤动物脾脏和血清HMGB1无明显影响。（2）严重烫伤后脾脏Treg表面分子CTLA-4的表达1～5天明显增强,表面标记物Foxp3的表达1～7天明显增高,与假烫伤动物比较差异显著,表明严重烫伤可促使Treg成熟。EP及RAGE抗体干预组动物脾脏Treg表面CTLA-4和Foxp3的表达明显降低,与烫伤组比较均有统计学差异,提示EP处理和RAGE抗体干预可抑制Treg成熟。（3）严重烫伤后1～7天动物脾脏Treg表面RAGE的表达明显增强。EP干预后脾脏Treg表面RAGE的表达于1～7天显著降低,但仍明显高于假烫伤组。RAGE抗体干预后Treg表面RAGE表达1～7天显著降低。（4）烫伤延迟复苏后动物脾脏IL-10 mRNA表达以及Treg孵育液中IL-10含量明显增高。EP或RAGE抗体干预后,烫伤动物脾脏IL-10 mRNA表达和Treg孵育液中IL-10含量在伤后1～7天明显降低。（5）严重烫伤后1～7天脾脏DC表面CD80的表达与假烫伤组比较无统计学差异,CD86表达明显增强,MHCⅡ的表达仅在伤后第1天明显增高,DC摄取葡聚糖的能力与假烫伤组比较1～7天明显减低,表明DC向成熟发展,但表型表达不完全。EP或RAGE抗体干预后烫伤动物脾脏DC表面CD80、MHCⅡ的表达1～7天均明显升高,CD86的表达仍保持较高,DC摄取葡聚糖的能力在1～7天仍较低,表明DC成熟,表型表达趋于正常。（6）烫伤延迟复苏后1～7天脾T淋巴细胞增殖反应受抑制,IL-2mRNA表达1、3天无改变,5、7天明显降低,分泌IL-2的量1～7天显著下降,IL-2RαmRNA、IL-2Rα蛋白表达1～5天明显降低。EP或RAGE抗体干预能明显减轻1～7天烫伤对脾T淋巴细胞增殖的抑制,并且IL-2 mRNA表达、IL-2的分泌和IL-2RαmRNA、IL-2Rα表达明显上升。（7）严重烫伤后动物脾T淋巴细胞分泌IL-4的量比假烫伤组明显增加,而分泌IFN-γ的量显著降低,提示严重烫伤后T淋巴细胞向Th2漂移。用EP或RAGE抗体干预后,烫伤动物脾T淋巴细胞分泌IL-4的量明显下降,分泌IFN-γ水平则明显升高,提示EP或RAGE抗体干预可使烫伤后T淋巴细胞向Th1漂移。（8）烫伤组与假烫伤组比较,大鼠脾脏T淋巴细胞NF-kB活性伤后1～7天明显降低。应用EP或RAGE抗体干预均可明显提高1～7天烫伤动物脾T淋巴细胞NF-kB活性。（9）烫伤组与假烫伤组比较,大鼠血中丙氨酸转氨酶（ALT）、天门冬氨酸转氨酶（AST）及心肌激酶（CK-MB）伤后1～7天明显升高,血中肌酐（Cr）、尿素氮（BUN）1～5天明显升高。EP或RAGE抗体干预可明显降低烫伤后动物血清ALT、AST、Cr、BUN及CK-MB含量。（10）脾组织中HMGB1含量与Treg表面CTLA-4、Foxp3、RAGE、IL-10的表达呈正相关。脾组织中HMGB1含量与脾T淋巴细胞增值反应、表面IL-2Rα表达、孵育上清中IL-2、IFN-γ含量、NF-kB活性呈负相关,与血清sIL-2R含量、孵育上清中IL-4含量呈正相关。血清HMGB1含量与血清生化指标ALT、AST、Cr、BUN及CK-MB水平均呈正相关。实验二:（1）与正常对照组比较,严重烧伤患者不同烧伤面积组T淋巴细胞HMGB1基因表达及血浆HMGB1水平均明显升高,Ⅰ组与Ⅲ组比较存在明显差异;严重烧伤患者伤后各时间点HMGB1基因表达及血浆HMGB1水平均明显升高,脓毒症组HMGB1基因表达及血浆HMGB1水平在伤后7～21天显著高于非脓毒症组;脓毒症患者死亡组HMGB1基因表达及血浆HMGB1水平在伤后3～21天显著高于存活组。（2）与正常对照组比较,严重烧伤患者各烧伤面积组Treg表面分子CTLA-4及标记物FOXP3表达均明显增强,各组间比较存在明显差异;严重烧伤患者伤后不同时间点CTLA-4及FOXP3表达均明显升高,脓毒症组CTLA-4及FOXP3表达在伤后3～21天显著高于非脓毒症组;脓毒症患者死亡组CTLA-4及FOXP3表达在伤后3～21天显著高于存活组。（3）与正常对照组比较,严重烧伤患者不同烧伤面积组Treg IL-10基因/蛋白表达及TGF-β1水平均显著升高,各组间比较存在明显差异;严重烧伤患者伤后各时间点Treg IL-10基因/蛋白表达及TGF-β1水平均明显升高,脓毒症组Treg IL-10基因/蛋白表达及TGF-β1水平在伤后3～21天显著高于非脓毒症组;脓毒症患者死亡组Treg IL-10基因/蛋白表达及TGF-β1水平在伤后3～21天显著高于存活组。（4）与正常对照组比较,严重烧伤患者各烧伤面积组外周血T淋巴细胞增殖反应活性及IL-2基因/蛋白表达水平均明显降低,Ⅰ组与Ⅲ组比较存在明显差异;严重烧伤患者伤后T淋巴细胞增殖反应活性及IL-2基因/蛋白表达水平均明显降低,脓毒症组T淋巴细胞增殖反应活性及IL-2基因/蛋白表达水平在伤后3～21天显著低于非脓毒症组;脓毒症患者死亡组T淋巴细胞增殖反应活性及IL-2基因/蛋白表达水平在伤后3～21天显著低于存活组。（5）与正常对照组比较,严重烧伤患者各烧伤面积组T淋巴细胞分泌IL-4水平明显升高,而分泌IFN-γ水平显著降低;与Ⅰ组比较,Ⅲ组IL-4分泌水平明显升高,而IFN-γ分泌水平显著降低;严重烧伤患者伤后各时间点T淋巴细胞分泌IL-4水平明显升高,而分泌IFN-γ水平显著降低;脓毒症组T淋巴细胞分泌IL-4/IFN-γ水平在伤后3～21天显著高/低于非脓毒症组;脓毒症患者死亡组T淋巴细胞分泌IL-4/IFN-γ水平在伤后3～21天显著高/低于存活组。（6）血浆HMGB1含量与Treg及T淋巴细胞各实验组相关免疫指标均无明显相关性。Treg各实验组免疫指标（部分或全部）与T淋巴细胞分泌IL-4水平呈正相关,与T淋巴细胞增值反应活性、IL-2及IFN-γ分泌水平呈负相关。结论:实验一:（1）HMGB1在严重烫伤后具有升高较晚、持续时间较长的特征。HMGB1可能参与了烫伤后脓毒症所致多器官损害的发病过程。（2）HMGB1的持续升高可刺激Treg向成熟发展,从而介导T淋巴细胞增殖反应低下,并向Th2漂移,免疫功能抑制。（3）烫伤后大量的HMGB1可能主要通过受体RAGE介导Treg表型表达、Treg功能成熟。（4）HMGB1介导的Treg功能成熟可影响烫伤后DC细胞向成熟发育,但其表型表达异常,功能出现障碍。（5）HMGB1介导的Treg功能成熟还可通过下调T淋巴细胞NF-kB活性而减少了IL-2基因表达和蛋白合成,进而影响T淋巴细胞的增殖反应和免疫功能。（6）EP可能主要通过抑制HMGB1的合成释放,改善烫伤延迟复苏动物细胞免疫功能紊乱,保护动物的主要脏器功能。实验二:（1）HMGB1在严重烧伤后具有增高较晚、持续时间较长的特征,其含量与烧伤严重程度、并发脓毒症及患者预后相关,HMGB1参与了严重烧伤后机体免疫紊乱、发生脓毒症并致患者死亡的病理过程。（2）严重烧伤后Treg功能向成熟发展,使其免疫抑制功能充分发挥,从而可能导致机体的免疫功能紊乱。其表面分子表达及细胞因子分泌在不同烧伤面积、是否并发脓毒症及是否存活等不同组间存在显著差异,Treg可通过分泌抑制性细胞因子参与了严重烧伤后机体免疫失衡、诱发脓毒症甚至最终造成患者死亡的病理过程。（3）严重烧伤后T淋巴细胞免疫功能受到抑制,并引起T淋巴细胞向Th2漂移。烧伤程度越重、脓毒症发生率和患者死亡率越高,机体免疫抑制状态也越明显。（4）HMGB1含量与Treg及T淋巴细胞相关免疫指标均无明显相关,而Treg免疫指标与T淋巴细胞免疫功能指标间存在显著相关性（正相关或负相关）。说明Treg可能对严重烧伤后T淋巴细胞免疫功能低下,并出现Th1向Th2极化现象具有重要影响。

论文目录

• 英文缩写词表
• 中文摘要
• 英文摘要
• 前言
• 正文
• 实验一 HMGB1对烫伤延迟复苏大鼠脾脏调节性T细胞免疫功能的影响
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 结论
• 参考文献
• 实验二 严重烧伤患者外周血HMGB1含量与调节性T细胞免疫功能的关系
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 结论
• 参考文献
• 文献综述
• 攻读博士学位期间发表论文情况
• 致谢