Immunological Characteristics of Patients with Active and Nonactive Pulmonary Tuberculosis
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摘要:
目的 探讨活动性与非活动性肺结核患者免疫功能的特点和意义。 方法 收集2020年1月至2021年1月昆明市第三人民医院收治的78例活动性肺结核患者为对照组,28例非活动性肺结核患者为观察组,分析2组抗体、细胞因子表达水平及免疫细胞产生情况。 结果 与对照组相比,观察组IFN-γ、IL-6水平降低,差异有统计学意义(P < 0.05);IgG、IgA、IgM及IL-1、IL-2、IL-4、IL-5、IL-8等其余10种细胞因子水平,差异无统计学意义( P > 0.05);CD3 +T、CD4+T、CD8+T细胞及CD4+/CD8+增高,淋巴细胞绝对数、NK细胞绝对数降低,差异有统计学意义(P < 0.05),B细胞绝对数,差异无统计学意义( P > 0.05)。 结论 细胞因子IFN-γ、IL-6和淋巴细胞亚群可作为非活动性肺结核患者免疫功能的参考指标,对结核是否活动复发有一定的指导意义。 Abstract:Objective To investigate the characteristics and significance of immune function in patients with active and non-active pulmonary tuberculosis. Methods A total of 78 patients with active tuberculosis treated in Kunming Third People’s Hospital from January 2020 to January 2021 were enrolled as the control group, and 28 patients with non-active tuberculosis were enrolled as the observation group. The expression levels of antibodies and cytokines and immune cell production in the two groups were analyzed. Results Compared with the control group, the levels of IFN-γ and IL-6 in observation group were decreased, and the differences were statistically significant (P < 0.05). There was no significant difference in the levels of IgG, IgA, IgM and other 10 cytokines including IL-1, IL-2, IL-4, IL-5, IL-8 ( P > 0.05); CD3 +T, CD4+T, CD8+T cells and CD4+/CD8+ increased, the absolute numbers of lymphocytes and NK cells decreased, and the differences were statistically significant (P < 0.05), while the absolute numbers of B cells showed no significant difference ( P > 0.05). Conclusion Cytokines IFN-γ, IL-6 and lymphocyte subsets can be used as reference indicators of immune function in patients with inactive pulmonary tuberculosis, and have certain guiding significance for active relapse of tuberculosis. -
Key words:
- Active tuberculosis /
- Non-active tuberculosis /
- Immune status
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结核病是机体感染结核分枝杆菌及其复合群后引起的一种传染性疾病,可累及到患者多个器官及组织,其中以肺结核最为突出。根据WHO在2021年10月14日发布的《2020年全球结核病报告》[1],中国估算在2020年新发的结核病例数为84.2万,从之前的第3负担国上升到第2负担国。人在感染结核分枝杆菌后,淋巴细胞敏感性及吞噬能力均会变强,使人体的免疫力降低,甚至可能发展为细胞介导变态反应,最后成为肺结核[2-4]。相关研究表明,活动性结核患者外周血中的T淋巴细胞在结核抗原刺激后其分泌的白介素(Interleuk)、干扰素诱导蛋白(Interferon-inducibleprotein)、血管内皮素( vascular endothelial growth factor,VEGF)等细胞因子都会明显升高[5-6]。T细胞介导的细胞免疫主要由CD4+(辅助性T细胞)和CD8+(细胞毒性T细胞)实现,辅助性T细胞主要分泌的细胞因子有白介素-2、干扰素-γ和肿瘤坏死因子等,细胞毒性T细胞主要分泌白介素-4、6、10等因子[7]。细胞因子有细胞间信息传递的作用,在结核复发过程中有少数细胞因子起作用[8-9]。如IFN-γ是结核分枝杆菌感染的关键细胞因子,其对于杀死或抑制结核分枝杆菌复合群至关重要,且IFN-γ可以提高巨噬细胞的活性来清除结核分枝杆菌,在抵抗胞内病原体的因子中起最主要的作用[10-12]。CD4+T和CD8+T 2种细胞亚群之间平衡的能力可能影响结核病的发生和发展甚至转归。结核分枝杆菌在体内可能呈非复制的潜伏状态,但机体免疫平衡一旦被打破,则可能引起其再活化和复制,最终成为活动性结核[13-14]。CD4+T细胞在各免疫阶段都发挥主要的抗结核作用,和健康人相比,有可能正常或降低[15]。与健康人相比,活动性肺结核患者CD8+T细胞绝对数可能升高或降低,也可无明显变化,这与其病程有关,CD8+T细胞绝对数无论增高与否,均预示患者可能预后不良[15]。CD4+/CD8+是评价人体内环境免疫系统是否稳定的重要指标,其升高提示免疫功能亢进,同样与健康人群比较,活动性肺结核患者的比值可升高或降低、也可能相同,这取决于其CD4+T、CD8+T细胞的下降程度[8, 10, 15]。据此,本研究通过对比活动性肺结核和非活动性肺结核相关免疫学指标水平,评价两类肺结核患者的免疫状况,为预防非活动性肺结核复燃及相应的复查者提供参考。
1. 资料与方法
1.1 资料来源
收集2020年1月至2021年1月在昆明市第三人民医院就诊的患者中诊断为活动性肺结核患者78例为对照组,另收集诊断为非活动性肺结核患者28例为观察组。本研究通过医院伦理委员会审查并签署患者知情同意书 (伦理委员会编号:2020041901)。
1.2 纳入与排除标准
活动性肺结核纳入标准:符合肺结核诊断依据《肺结核诊断标准》(WS288-2017)[16];经结核菌痰涂片及痰培养阳性,胸部CT检查大片状阴影,组织病理学显示结核结节并有大量朗汉斯细胞形成。排除标准:经结核菌痰涂片及痰培养阴性,既往确诊为肺结核、或无明确肺结核病史而病理检查符合者,合并严重感染如HIV感染/AIDS的患者、糖尿病的患者、肿瘤和严重营养不良的患者、合并免疫抑制或者是有免疫缺陷家族史的患者,心脏、肾脏、肝脏等重要器官性疾病,凝血系统障碍疾病,妊娠或哺乳期妇患者等。
非活动性肺结核纳入标准:符合非活动性肺结核诊断依据:结核中毒症状不明显,痰或肺泡灌洗液结核分枝杆菌检查阴性,胸部CT检查提示肺野纤维组织结节、条索样增生,钙化或胸膜增厚,既往确诊为肺结核、或无明确肺结核病史而病理检查符合者[17]。排除标准:现阶段确诊为结核病患者或结核菌痰涂片及痰培养和组织病理学检查阳性者,合并严重营养不良、免疫缺陷病、器质性疾病、严重感染性疾病等。
1.3 研究方法
对入院后的研究对象采集2 mL静脉血于EDTA-K2抗凝管中,充分混匀送至实验室,需检测的项目有:IgM、IgG、IgA,CD3+、CD4+、CD8+、CD4+/CD8+,IL-1、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12、p70、IL-17、IFN-γ、IFN-α、TNF-α等,在质控合格后于全自动生化分析仪AU680,流式细胞仪Bircyte E6完成。
1.4 实验仪器与试剂
主要仪器:奥林巴斯全自动生化分析仪(厂商:美国贝克曼生物科技有限公司,型号:AU680),流式细胞仪(厂商:深圳迈瑞生物医疗股份有限公司,型号:Bircyte E6)。主要试剂:细胞因子检测试剂盒(来源:青岛瑞斯凯尔生物科技有限公司,批号:210603);流式细胞检测试剂盒(迪亚莱博生物科技有限公司,批号:2021030010)。
1.5 统计学处理
采用 SPSS25.0 统计软件处理并分析。当计量资料以正态分布时,用均数±标准差(
$\bar x \pm s $ )表示,采用t检验或方差分析;当计量资料以非正态分布时,用中位数(四分位数)[M(Ql,Q3)]表示,采用非参数秩和检验;检验水准取α = 0.05,P < 0.05为差异有统计学意义。2. 结果
2.1 一般人口学资料
对照组男性43例,女性25例,年龄13~81岁,平均(44.10±16.97)岁;观察组男性15例,女性13例,年龄18~77岁,平均(47.54±16.63)岁。2组在性别构成及年龄分布,差异无统计学意义(χ2 = 0.005,t = 0.921;P > 0.05),见 表1。
表 1 观察组和对照组一般情况 [$ \bar x \pm s $ /[n(%)]Table 1. General information of control group and case group [$ \bar x \pm s $ /[n(%)]分类 对照组(n = 78) 观察组(n = 28) χ2/t P 性别 0.005 0.947 男 44(56.41) 16(57.14) 女 34(43.59) 12(42.86) 年龄(岁) 44.10 ± 16.97 47.54 ± 16.63 0.921 0.359 2.2 观察组与对照组免疫细胞表达情况
与对照组比较:观察组CD3+、CD4+、CD8+、CD4+/CD8+增高,淋巴细胞、NK细胞绝对数降低,差异有统计学意义(P < 0.05);B细胞绝对数,差异无统计学意义( P > 0.05),见 表2。
表 2 观察组与对照组免疫细胞表达情况[M(Q1,Q3)]Table 2. Expression of immune cells in observation and control group [M(Q1,Q3)]检测指标 对照组 观察组 U P CD3+T绝对数 1029.0(826.5,1466.0) 1414.0(881.0,2042.2) 731.0 0.010* CD4+T绝对数 551.5(430.8,776.7) 752.8(511.0,1281.0) 684.0 0.004* CD8+T绝对数 395.8(296.6,609.1) 684.5(379.1,947.5) 677.5 0.004* CD4+/CD8+ 1.59(1.06,1.96) 2.12(0.98,386.75) 729.5 0.012* LYM绝对数 1471.1(1129.9,1926.6) 813.6(281.0,1729.0) 704.0 0.005* B-lym绝对数 173.2(105.2,279.0) 251.0(109.9,360.3) 911.0 0.195 NK绝对数 159.0(108.9,251.6) 99.0(17.3,256.0) 780.0 0.025* 注:LYM:淋巴细胞;B-lym:B淋巴细胞;NK:自然杀伤细胞;*P < 0.05。 2.3 观察组与对照组IgM、IgG、IgA和细胞因子水平情况
与对照组比较:观察组IFN-γ、IL-6水平降低,差异有统计学意义(P < 0.05),IgM、IgG、IgA及其余IL-1、IL-2、IL-4、IL-5、IL-8等水平,差异无统计学意义( P > 0.05),见 表3。
表 3 观察组与对照组IgM、IgG、IgA和细胞因子水平比较[M(Q1,Q3)]Table 3. Comparison of IgM,IgG,IgA and cytokine levels between the observation and control group [M(Q1,Q3)]检测指标 对照组 观察组 U P IgG(g/L) 13.23(9.64,16.70) 13.76(11.46,14.92) 1003.0 0.524 IgA(g/L) 2.05(1.47,2.82) 2.05(1.04,2.60) 913.5 0.201 IgM(g/L) 1.03(0.70,1.39) 1.02(0.80,1.54) 994.5 0.485 IL-1(pg/mL) 1.77(0.18,3.19) 1.43(0.16,2.50) 1008.5 0.547 IL-2(pg/mL) 0.92(0.37,1.40) 1.01(0.62,1.30) 960.5 0.346 IL-4(pg/mL) 0.91(0.02,1.93) 0.97(0.04,1.52) 1081.0 0.937 IL-5(pg/mL) 0.82(0.30,1.24) 0.84(0.37,1.28) 979.5 0.420 IL-6(pg/mL) 8.57(4.31,39.76) 4.16(2.42,8.35) 664.5 0.002* IL-8(pg/mL) 63.95(28.05,130.69) 31.05(20.56,80.72) 872.0 0.115 IL-10(pg/mL) 2.86(1.95,4.15) 3.36(2.45,4.04) 928.5 0.241 IL-12p70(pg/mL) 1.41(0.76,2.32) 1.59(1.32,2.22) 967.0 0.370 IL-17(pg/mL) 9.27(4.40,21.55) 9.62(4.37,15.06) 1068.5 0.866 IFN-α(pg/mL) 2.90(1.55,6.19) 2.61(1.23,3.42) 866.0 0.105 IFN-γ(pg/mL) 5.51(2.24,147.69) 2.40(1.59,3.96) 766.0 0.019* TNF-α(pg/mL) 1.49(1.05,2.10) 1.66(1.32,1.90) 940.0 0.276 *P < 0.05。 3. 讨论
肺结核是具有较强传染性且与免疫反应密切相关的疾病,当患者抵抗力下降的时候,结核分枝杆菌就会出现增殖感染[18-20],因在工作和生活中非活动性肺结核被看成已治愈的病灶而被忽视,使复燃结核病患者没有及时检出并成为潜在的重要传染源,因此提高对非活动性肺结核复燃的认知,是结核病防治工作的重点[21-22]。当前我国的情况是无控制肺结核复发的有效手段,可能原因是结核病的复发机制复杂,机体免疫状况和结核复发有一定的关联,如治愈患者体内的干酪样或增殖性病灶,其中的结核杆菌可能未被完全清除,当机体免疫力低下时可复燃导致活动性肺结核,此观点在业界达到共识[8]。
本研究中的12种细胞因子在活动性和非活动性肺结核的对比中,观察组IFN-γ、IL-6水平降低,其余细胞因子无明显差异,表明非活动性肺结核患者体内的IFN-γ降低可能与体内结核菌处于休眠状态或者结核菌数量少有一定关系,而IL-6本身是促炎的细胞因子,参与免疫调节与众多疾病的发生,在非活性肺结核患者复查监测中,其水平较活动性肺结核患者低下,说明炎症水平是下降的,IFN-γ和IL-6水平的检测可作为在细胞因子方面区分肺结核是否活动的参考指标,对活动性和非活动性肺结核的辅助鉴别有重要的意义。本研究结果显示,CD4+、CD8+、CD4+/ CD8+、CD3+观察组比对照组均明显升高,提示非活动性肺结核患者的免疫状况得到明显提高,这有可能和患者体内结核菌处于静止或休眠有关,也与化疗后机体的变态反应明显减弱,机体的免疫功能进一步恢复有关,这与王庆枫等[13]观点一致。外周血CD3+绝对数或百分比低于参考值,说明T细胞的减少可能提示存在免疫功能低下,免疫抑制[15],此情况不排除非活动性肺结核患者处于T细胞持续消耗状态,对能否转为复发肺结核需要进一步研究。NK细胞因有杀伤肿瘤细胞和部分经感染细菌、病毒后的细胞等功能,在抗肿瘤和感染中起主要作用,其下降程度与病情正相关[23-24]。NK细胞直接通过调节T细胞的活性来间接参与抗结核免疫,有学者指出NK细胞健康人群的数值低于肺结核患者,而非活动性肺结核患者临床症状轻微,与健康人相似,因此本研究中NK细胞数降低,可能与其在非活动性肺结核患者体内持续发挥适应性免疫有关[25-27]。
T淋巴细胞亚群联合细胞因子监测作为非活动性肺结核患者是否复发的监测手段在国内的研究中少见,其它们作为临床监测病情好转的意义更能得到认可[15]。
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表 1 观察组和对照组一般情况 [
$ \bar x \pm s $ /[n(%)]Table 1. General information of control group and case group [
$ \bar x \pm s $ /[n(%)]分类 对照组(n = 78) 观察组(n = 28) χ2/t P 性别 0.005 0.947 男 44(56.41) 16(57.14) 女 34(43.59) 12(42.86) 年龄(岁) 44.10 ± 16.97 47.54 ± 16.63 0.921 0.359 表 2 观察组与对照组免疫细胞表达情况[M(Q1,Q3)]
Table 2. Expression of immune cells in observation and control group [M(Q1,Q3)]
检测指标 对照组 观察组 U P CD3+T绝对数 1029.0(826.5,1466.0) 1414.0(881.0,2042.2) 731.0 0.010* CD4+T绝对数 551.5(430.8,776.7) 752.8(511.0,1281.0) 684.0 0.004* CD8+T绝对数 395.8(296.6,609.1) 684.5(379.1,947.5) 677.5 0.004* CD4+/CD8+ 1.59(1.06,1.96) 2.12(0.98,386.75) 729.5 0.012* LYM绝对数 1471.1(1129.9,1926.6) 813.6(281.0,1729.0) 704.0 0.005* B-lym绝对数 173.2(105.2,279.0) 251.0(109.9,360.3) 911.0 0.195 NK绝对数 159.0(108.9,251.6) 99.0(17.3,256.0) 780.0 0.025* 注:LYM:淋巴细胞;B-lym:B淋巴细胞;NK:自然杀伤细胞;*P < 0.05。 表 3 观察组与对照组IgM、IgG、IgA和细胞因子水平比较[M(Q1,Q3)]
Table 3. Comparison of IgM,IgG,IgA and cytokine levels between the observation and control group [M(Q1,Q3)]
检测指标 对照组 观察组 U P IgG(g/L) 13.23(9.64,16.70) 13.76(11.46,14.92) 1003.0 0.524 IgA(g/L) 2.05(1.47,2.82) 2.05(1.04,2.60) 913.5 0.201 IgM(g/L) 1.03(0.70,1.39) 1.02(0.80,1.54) 994.5 0.485 IL-1(pg/mL) 1.77(0.18,3.19) 1.43(0.16,2.50) 1008.5 0.547 IL-2(pg/mL) 0.92(0.37,1.40) 1.01(0.62,1.30) 960.5 0.346 IL-4(pg/mL) 0.91(0.02,1.93) 0.97(0.04,1.52) 1081.0 0.937 IL-5(pg/mL) 0.82(0.30,1.24) 0.84(0.37,1.28) 979.5 0.420 IL-6(pg/mL) 8.57(4.31,39.76) 4.16(2.42,8.35) 664.5 0.002* IL-8(pg/mL) 63.95(28.05,130.69) 31.05(20.56,80.72) 872.0 0.115 IL-10(pg/mL) 2.86(1.95,4.15) 3.36(2.45,4.04) 928.5 0.241 IL-12p70(pg/mL) 1.41(0.76,2.32) 1.59(1.32,2.22) 967.0 0.370 IL-17(pg/mL) 9.27(4.40,21.55) 9.62(4.37,15.06) 1068.5 0.866 IFN-α(pg/mL) 2.90(1.55,6.19) 2.61(1.23,3.42) 866.0 0.105 IFN-γ(pg/mL) 5.51(2.24,147.69) 2.40(1.59,3.96) 766.0 0.019* TNF-α(pg/mL) 1.49(1.05,2.10) 1.66(1.32,1.90) 940.0 0.276 *P < 0.05。 -
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