李 澤,王茜茜,溫鶯芬,郭文靖,趙令齋,洪文昕,張復(fù)春,庾 蕾
(廣州醫(yī)科大學(xué)附屬?gòu)V州市第八人民醫(yī)院,廣東廣州 510060)
登革熱(dengue fever,DF)是登革病毒經(jīng)蚊媒傳播引起的一種急性全身性疾?。?]。2014 年廣東省爆發(fā)了近十年來(lái)最嚴(yán)重的登革熱疫情,主要為登革病毒血清1 型感染(DENV-1),出現(xiàn)了重癥甚至死亡病例[2]。登革病毒感染可導(dǎo)致嚴(yán)重的血漿滲漏、血小板減少、嚴(yán)重出血及器官損害等,即重癥登革熱(severe dengue,SD),如不及時(shí)救治會(huì)危及生命[3]。重癥登革熱的發(fā)病機(jī)制仍不清楚,目前普遍認(rèn)為二次感染是重癥登革熱發(fā)生的危險(xiǎn)因素[4-6]。有研究報(bào)道二次感染時(shí)顯著的漿細(xì)胞擴(kuò)增與疾病的嚴(yán)重性相關(guān)[7]。目前,與病毒感染所誘導(dǎo)機(jī)體免疫反應(yīng)的相關(guān)研究,多數(shù)集中于血清抗體反應(yīng),而缺乏對(duì)產(chǎn)生抗體的B 細(xì)胞反應(yīng)的研究,特別是在出現(xiàn)臨床癥狀的急性期。本文以2014 年因登革病毒感染住院病例為研究對(duì)象,探討了DENV-1 感染時(shí),機(jī)體B 細(xì)胞和漿細(xì)胞隨病程的動(dòng)態(tài)變化及其與疾病嚴(yán)重性的關(guān)系。從B 細(xì)胞反應(yīng)的角度探討機(jī)體抗體反應(yīng)機(jī)制,為重癥登革熱的早期預(yù)警和早期治療提供可能的依據(jù)。
1.1.1 樣本來(lái)源 選擇2014 年9 月至12 月,廣州市第八人民醫(yī)院住院確診的DENV-1 患者急性期或極期(即病程3~11 d)外周血樣本,病例總數(shù)62 例,樣本數(shù)共97 份。所選樣本均用于醫(yī)學(xué)研究,已征得患者或家屬知情同意,并通過(guò)我院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。登革熱診斷和臨床分型參照國(guó)家衛(wèi)生計(jì)生委《登革熱診療指南(2014 年第2 版)》[8]。登革病毒初次和二次感染判定,依據(jù)登革病毒感染者IgM 和IgG 在病程中的動(dòng)態(tài)變化。認(rèn)為病程5 d 內(nèi)可檢測(cè)到登革病毒特異性IgM 或第8~10 天檢測(cè)到IgG 出現(xiàn)且升高為初次感染;認(rèn)為病程開(kāi)始檢測(cè)到IgG 持續(xù)且迅速升高為二次感染[1]。
1.1.2 研究分組 研究分為輕癥登革熱組和重癥登革熱組。輕癥組(DF,n=33),單時(shí)間點(diǎn)病例數(shù)30 例,包括登革病毒初次感染20 例,二次感染10 例;系列時(shí)間點(diǎn)病例數(shù)3 例,樣品數(shù)18 份。重癥組(SD,n=29),單時(shí)間點(diǎn)病例數(shù)26 例,包括登革病毒初次感染14 例,二次感染12 例;系列病例數(shù)3 例,樣品數(shù)23 份。選擇同期門(mén)診發(fā)熱且排除登革熱患者的外周血作為對(duì)照組(control,n=6),樣品數(shù)共6 份。輕癥登革熱組包括男性15 例,女性18 例,年齡17~82 歲,年齡M(QR)為46(37.5)歲;重癥登革熱組包括男性16 例,女性13 例,年齡17~98歲,年齡M(QR)為69(52.5)歲;經(jīng)檢驗(yàn)兩組性別(χ2=0.583,P=0.445)、年齡(Z=-1.799,P=0.072)均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
淋巴細(xì)胞分離液(GE Healthcare,美國(guó));B 細(xì)胞及其亞群標(biāo)志抗原熒光抗體試劑盒(Beckman,美國(guó)),包括:CD45-KO、CD19-ECD、IgD-FITC、CD27-PC7、IgM-PB 和CD38-APC A750;流式細(xì)胞儀(BeckmanGallios 流式細(xì)胞儀,美國(guó))
1.3.1 外周血單個(gè)核細(xì)胞分離及保存 取病例組以及對(duì)照組EDTA 抗凝血5 mL,離心分離血漿后,重懸下層細(xì)胞,并加入GE-淋巴細(xì)胞分離液充分混勻,再次離心后收集外周血單個(gè)核細(xì)胞(peripheral blood mononuclear cell,PBMC),計(jì)數(shù)保存于液氮。
1.3.2 多色流式細(xì)胞技術(shù)分析 解凍保存于液氮中的PBMC,將實(shí)驗(yàn)設(shè)置為空白細(xì)胞管、單個(gè)抗體染色管(CD45-KO、CD19-ECD、IgD-FITC、CD27-PC7、IgM-PB 和CD38-APC A750 抗體)以及上述混合抗體染色管,振蕩混勻,室溫避光孵育。
期間取實(shí)驗(yàn)室預(yù)存健康人PBMC,設(shè)置調(diào)整Beckman Gallios 流式細(xì)胞儀上機(jī)參數(shù),待實(shí)驗(yàn)樣品避光孵育結(jié)束后上機(jī)。采用Kaluza1.3 軟件分析收集上機(jī)數(shù)據(jù),首先通過(guò)CD45-KO 抗體熒光確認(rèn)標(biāo)記CD45 的外周血單個(gè)核細(xì)胞范圍,從中以CD19-ECD 抗體熒光圈出B 細(xì)胞(CD19+),再依次找出B 細(xì)胞亞群,包括初始B 細(xì)胞(IgD+CD27-)、記憶B細(xì)胞(CD27+CD38low)和漿細(xì)胞(CD27++CD38++),最終計(jì)算各自所占比率。
數(shù)據(jù)應(yīng)用SPSS 25.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件分析。計(jì)數(shù)資料以例數(shù)統(tǒng)計(jì)描述,采用Pearson 卡方檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析;計(jì)量資料符合正態(tài)分布,采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(),不符合正態(tài)分布,采用中位數(shù)(四分位間距)即M(QR)描述;多組計(jì)量資料符合正態(tài)分布且方差齊性,采用單因素方差分析(one-way ANOVA),有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義時(shí)進(jìn)行多重比較(LSD 法)。非正態(tài)分布資料且方差齊性,采用Wilcoxon 檢驗(yàn),多組比較采用Kruskal-WallisH檢驗(yàn),有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義時(shí)進(jìn)行多重比較。P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
為了解登革病毒感染所誘導(dǎo)的宿主抗體反應(yīng)與疾病嚴(yán)重性是否相關(guān),本研究首先觀察了輕癥與重癥登革熱患者的B 細(xì)胞反應(yīng)變化。我們選取輕癥組單時(shí)間點(diǎn)病例(DF,n=30)、重癥組單時(shí)間點(diǎn)病例(SD,n=26),以及對(duì)照組(control,n=6),分析各組中B 細(xì)胞占PBMC 的比率(圖1A)。經(jīng)檢驗(yàn)3 組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(H=10.213,P=0.006),兩兩比較后可知,重癥組相較輕癥組與對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.013,0.023),且重癥組B 細(xì)胞比率高于其他兩組,而輕癥組與對(duì)照組相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=1.000)。為進(jìn)一步探討B(tài) 細(xì)胞反應(yīng)隨感染病程的變化,我們分析了輕癥、重癥組B 細(xì)胞比率與發(fā)熱起病天數(shù)的關(guān)系(圖1B)。由圖可知,輕癥和重癥組B 細(xì)胞反應(yīng)呈現(xiàn)不同的趨勢(shì)。重癥組B 細(xì)胞比率在病程的第5 和6天明顯高于輕癥組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=10.650,20.188;P=0.017,0.002)。即重癥在感染后第5 和6 天B 細(xì)胞增殖明顯高于輕癥感染者。
圖1 輕癥與重癥登革熱組B 細(xì)胞變化比較Fig.1 Comparison of B cell percentage in PBMC between mild and severe denguevirus infection groups
2.2.1 單時(shí)間點(diǎn)輕、重癥組漿細(xì)胞變化 為進(jìn)一步分析輕癥和重癥患者急性期B 細(xì)胞不同程度的擴(kuò)增,是否與其漿細(xì)胞擴(kuò)增相關(guān),我們觀察了輕、重癥登革熱單時(shí)間點(diǎn)病例以及對(duì)照組的漿細(xì)胞,在病程中的變化規(guī)律。圖2A 顯示輕癥和重癥組漿細(xì)胞與對(duì)照組相比均有明顯的增殖,經(jīng)檢驗(yàn)上述3 組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(H=8.525,P=0.014),其中輕癥和重癥組相比對(duì)照組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.011,0.032),但輕癥組和重癥組相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=1.000)。從感染病程的角度觀察(圖2B),發(fā)現(xiàn)輕癥組在病程第7 天漿細(xì)胞擴(kuò)增達(dá)高峰,而重癥組在病程第8 天達(dá)高峰,但兩組之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=3.065,0.008;P=0.099,0.931)。
圖2 輕癥與重癥登革熱組漿細(xì)胞變化比較Fig.2 Comparison of Plasmblast percentage in B cell between mild and severe dengue groups
2.2.2 系列時(shí)間點(diǎn)輕、重癥組漿細(xì)胞變化 從來(lái)源于同一感染者的系列樣品(輕癥和重癥各3 例)分析漿細(xì)胞隨病程的變化。圖中表明輕癥病例(圖3A)漿細(xì)胞在病程第7~8 天達(dá)高峰,第10 天基本恢復(fù)正常。重癥病例(圖3B)在病程第7~9 天達(dá)高峰,但在病程10 d后仍有一定量的漿細(xì)胞增值。
圖3 登革病毒感染者漿細(xì)胞隨感染病程的變化Fig.3 The dynamics of Plasmablasts in series samples from the dengue during the course of disease
本研究中我們以輕癥和重癥登革熱單時(shí)間點(diǎn)病例作為研究對(duì)象,分析病毒初次(primary infection)和二次感染(secondary infection)時(shí)B 細(xì)胞(B cell)及其亞群,即初始B 細(xì)胞(naive B cell)、記憶B 細(xì)胞(memory B cell)和漿細(xì)胞(plasmablast)的變化。在圖4 A~D 所示的四類不同細(xì)胞群中,輕癥初次、二次感染以及對(duì)照組差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(從A~D 的H分別為7.053,19.822,20.843,8.188;P分別為0.029,<0.001,<0.001,0.017),其中輕癥二次感染組相較初次感染組,表現(xiàn)為B 細(xì)胞增殖、初始B 細(xì)胞減少和記憶B 細(xì)胞減少(P=0.028,0.010,0.037),但漿細(xì)胞變化無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.434);在圖4 A 至D 所示的四類不同細(xì)胞亞群中,重癥初次、二次感染組以及對(duì)照組,在B 細(xì)胞中的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=2.227,P=0.126),而在初始B 細(xì)胞、記憶B 細(xì)胞和漿細(xì)胞群中差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F分別為8.121,35.594,3.611;P分別為0.002,<0.001,0.040)。其中重癥初次、二次感染組,在初始B 細(xì)胞亞群中存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.018),表現(xiàn)為二次感染時(shí)初始B 細(xì)胞明顯減少,而在記憶B 細(xì)胞和漿細(xì)胞亞群中差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.469,0.154)。
圖4 登革病毒感染者B 細(xì)胞及其亞群與初次與二次感染的關(guān)系Fig.4 Comparison of B cell and its subsets between primary and secondary infection in dengue fever
典型登革熱病程分為3 期,即急性發(fā)熱期、退熱期或極期和恢復(fù)期。極期通常出現(xiàn)在病程的第6~7 天,部分患者在此期發(fā)熱減退時(shí)可出現(xiàn)病情加重,發(fā)展成為重癥登革熱[9]。早期預(yù)警和干預(yù)是救治重癥登革熱及降低病死率的關(guān)鍵。本研究初步觀察了登革病毒感染時(shí)B 細(xì)胞隨病程的變化,發(fā)現(xiàn)在病程的第5~6 天B 細(xì)胞明顯增殖且與疾病的嚴(yán)重性相關(guān),而在病程早期出現(xiàn)的B 細(xì)胞明顯擴(kuò)增現(xiàn)象是否可作為登革熱的重癥預(yù)警指標(biāo)還需進(jìn)一步明確。
現(xiàn)許多研究報(bào)道認(rèn)為登革病毒感染可誘導(dǎo)人體B 細(xì)胞大量快速增殖,其中漿細(xì)胞為主要組分[10-11]。另有研究報(bào)道證實(shí)登革病毒感染引起的漿細(xì)胞反應(yīng)程度遠(yuǎn)大于接種疫苗或者感染其他發(fā)熱性疾病[5]。本研究觀察到登革病毒感染后,無(wú)論輕癥或重癥登革熱患者均可見(jiàn)漿細(xì)胞的大量擴(kuò)增,這與上述報(bào)道的結(jié)果一致。目前有關(guān)漿細(xì)胞擴(kuò)增與登革熱疾病進(jìn)展相關(guān)性的報(bào)道仍較少,而在本研究中,我們發(fā)現(xiàn)僅比較輕癥與重癥登革熱漿細(xì)胞的擴(kuò)增是無(wú)明顯差異的,但輕癥與重癥漿細(xì)胞擴(kuò)增隨病程的變化規(guī)律不同。從病程角度觀察,輕癥登革熱組中的漿細(xì)胞在發(fā)熱起病第7~8 天達(dá)高峰,于第10 天基本恢復(fù)至正常水平,而重癥登革組中的漿細(xì)胞在病程第7~9 天達(dá)高峰,且在病程第10 天后仍維持一定量的漿細(xì)胞擴(kuò)增,我們推測(cè)這種漿細(xì)胞延遲反應(yīng)可能與疾病嚴(yán)重性相關(guān)。
現(xiàn)已明確B 細(xì)胞是由功能不同的細(xì)胞亞群組成,但各細(xì)胞亞群在登革病毒感染中的作用尚不清楚。不同血清型登革病毒二次感染時(shí)所產(chǎn)生的抗體依賴性感染增強(qiáng)作用(antibody dependent enhancement,ADE)可導(dǎo)致疾病進(jìn)展為重癥表現(xiàn)[3,4,12-13]。本研究觀察了B 細(xì)胞及各亞群在輕癥、重癥登革熱中的變化與初次、二次感染之間的關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn),二次感染時(shí)輕癥和重癥登革熱組初始B 細(xì)胞均表現(xiàn)為明顯減少,提示二次感染時(shí)可能由B 細(xì)胞的其他亞群發(fā)揮主要作用。此外,本研究還發(fā)現(xiàn)記憶B 細(xì)胞的增殖在初次感染和二次感染中的差異并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,但有報(bào)道認(rèn)為登革病毒二次感染時(shí),機(jī)體中已存在的記憶B 細(xì)胞被激活,發(fā)揮主要作用[14-16]。這與本研究中所觀察到的現(xiàn)象似乎并不一致,而這是否同個(gè)體免疫、樣本數(shù)量或者病程有關(guān),仍需要進(jìn)一步明確。
總之,我們觀察了DENV-1 血清型感染時(shí)B細(xì)胞反應(yīng)隨病程的變化以及在輕癥和重癥登革熱之間的差異。研究表明登革熱病程早期B 細(xì)胞的明顯擴(kuò)增以及漿細(xì)胞延遲反應(yīng)可能與疾病嚴(yán)重性相關(guān)。