Clinical Correletions between Helper T Cells 17,Regulatory T Cells and Chronic Actinic Dermatitis
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摘要:
目的 探讨外周血中辅助性T淋巴细胞17(Th17 cells)和调节性T淋巴细胞(Treg cells)在慢性光化性皮炎 (chronic actinic dermatitis,CAD)发病机制中可能的作用。 方法 流式细胞术检测25例CAD患者及20名健康志愿者外周血CD4+T淋巴细胞中Th17细胞/Tregd 的比值,同时应用免疫组织化学法检测25例CAD患者和10例健康人皮肤组织皮损白介素-17(IL-17)、叉头转录因子p3 (Foxp3)的表达。 结果 CAD患者Th17明显高于志愿者;CAD患者Treg细胞明显少于志愿者(P < 0.05);CAD患者的Th17/Treg显著高于健康志愿者(P < 0.05)。Th17细胞和EASI评分2者间存在正相关关系(P < 0.05);Treg细胞和EASI评分间存在负相关关系;CAD组患者皮损中IL-17高表达,与健康对照组相比,差异有统计学意义(P < 0.05),Foxp3在皮肤中的表达与健康对照组相比差异无统计学意义(P > 0.05)。 结论 CAD患者存在Th17 /Treg的失衡,由此导致的免疫反应向促炎方向发展,可能是CAD重要的发病机制。 -
关键词:
- 慢性光化性皮炎 /
- 辅助性T淋巴细胞17 /
- 调节性T淋巴细胞
Abstract:Objective To investigate the the possible roles of helper T cells 17 (Thl7 cells) and regulatory T cells (Treg cells) of chronic actinic dermatitis. Methods The percentages of Th17 cells and Treg cells in CD4+ T cells in peripheral blood of 25 CAD patients and 20 healthy volunteers were detected by flow cytometry, and the expression of IL-17 and Foxp3 in skin lesions of 25 patients with chronic actinic dermatitis and 10 healthy people were detected by immunohistochemistry. Results Compared with the healthy volunteers, Th17 cells in CAD patients were significantly more than those in volunteers; Treg cells in CAD patients were significantly less than those in volunteers; Th17/Treg in CAD patients was significantly higher than that in volunteers and all the differences were statistically significant (P < 0.05). The correlation coefficients of Th17 cells and EASI scores showed that there was a positive correlation between them (P < 0.05); the correlation coefficients of Treg cells and EASI scores showed that there was a negative correlation between them. The expression of IL-17 in lesions of CAD group was higher than that of healthy control group and the difference was statistically significant (P < 0.05). There was no significant difference in the expression of Foxp3 in the skin compared with the healthy control group (P > 0.05). Conclusion The imbalance of Th17/Treg in patients with CAD leads to the development of immune response to pro-inflammatory, which may be an important pathogenesis of CAD. -
Key words:
- Chronic actinic dermatitis /
- T help cells 17 /
- Regulatory T cells
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慢性光化性皮炎 (chronic actinic dermatitis,CAD) 是一种慢性的、能持续影响曝光部位皮肤的光诱导性皮炎,50~70岁的老年男性为好发人群,皮损反复发作可以持续数年乃至更久,这就给CAD的患者带来了极大的痛苦,其病因及发病机制较为复杂,既往研究认为,T细胞亚群与CAD的发生、发展有密切关系[1]。CAD患者中也可能存在辅助性T淋巴细胞17(Th17 cells)和调节性T淋巴细胞(Treg cells)细胞的失衡,笔者对CAD患者的Th17细胞与Treg细胞的实验室指标作相关性分析,以期为揭示CAD的发病机制提供实验室依据。
1. 资料与方法
1.1 病例资料
收集大理大学第一附属医院皮肤科2017年1月至2018年12月收治并确诊的CAD患者25例,符合Norris和Hawk诊断标准[2]。同时随机选取20名至大理大学第一附属医院体检的健康志愿者作为对照组,对照组与CAD患者的性别年龄等一般资料,差别无统计学意义,具有可比性(P > 0.05)。CAD患者排除标准[3]:(1)有其他光敏性皮肤病的患者;(2)对测试的变应原过敏者;(3)有机体抵抗力低下,严重器质性疾病的患者(肝功能衰竭、急慢性肾功能损伤、心肺功能不全、活动性肺结核、甲亢等);(4)孕妇和哺乳期妇女;(5)测试区有局部感染者;(6)试验之前停用糖皮质激素类药物未达1周及停用免疫抑制剂未达2周,停用抗组胺药未达(2~3)d者。排除标准:(1)测试者拥有CAD诊断标准中的任意一项;(2)近3月来有疾病发生;(3)近期使用过糖皮质激素和/或免疫抑制剂。本研究获得医院伦理委员会批准,入选病例均签署知情同意书。
1.2 研究方法
流式细胞术检测25例CAD患者及20名健康志愿者外周血CD4+T淋巴细胞中Th17细胞/Tregd 的比值,同时应用免疫组织化学法检测25例CAD患者和10例健康对照组(因前述健康对照组中有10例志愿者不同意进行皮肤活检,故选取另外10例)皮肤组织皮损白介素-17(IL-17);叉头转录因子p3 (Foxp3)的表达。
1.2.1 流式细胞仪检测Th17细胞与Treg细胞百分比
人类Treg/Th17试剂盒及同型对照抗体购自BD公司。空腹采集5 mL EDTA抗凝外周血将50 μL EDTA抗凝外周血加入离心管封口,40 ℃低温孵育15 min;按Treg/Th17试剂盒说明依次加入抗体充分混匀后,孵育30 min,进行表面标记;加入红细胞裂解液 2 mL,4 ℃避光孵育10 min,1200 r/min离心5 min,弃上清;加入流式染色缓冲液,1200 r/min离心5 min,离心弃上清;重复上述操作1次,使离心管底部颜色接近透明或呈淡黄色;加入0.5 mL 流式染色缓冲液重悬固定,4 ℃保存,2 h内上机检测。使用美国BD公司流式细胞仪[FACS Canto ⅡPlus(3激光10色)]进行检测,上样检测后用Flowjo软件进行分析,自动获得Treg细胞和Th17细胞在外周血CD4+T中的百分率。Treg细胞结果判读是否为CD4+T细胞中被标记为CD4+CD25+CD127阴性或弱表达;Th17检测结果判读为CD4+CD196+CD183-。
1.2.2 免疫组化法检测IL-17和Foxp3的表达
兔抗人foxp3多克隆抗体及羊抗人IL-17多克隆抗体均购于西格玛奥德里奇贸易有限公司。将标本切片(4 μm厚度)脱蜡、水化、烤片、冲洗后,3%H202去离子水孵育15 min, PBS冲洗3×5 min,将切片置于EGTA抗原修复液中修复。PBS冲洗3×3 min,除去PBS液,每张切片加非特异性染色阻断剂1~2滴,室温下孵育15 min。倾去,每张切片上滴加1~2滴的一抗试剂。其中鼠抗人 IL-17 多克隆抗体(工作浓度为 1∶200)、兔抗人 Foxp3 多克隆抗体(工作浓度为 1∶200)。切片在4 ℃冰箱过夜后在室温下静置30~60 min,PBS冲洗3×5 min。除去PBS液,每张切片加酶标羊抗鼠或兔IgG聚合物60 μL,室温下孵育15 min。PBS冲洗3×5 min。滤纸除去PBS液,将DAB显色液滴加到切片上,每张切片滴加约60 μL,室温下显色2~3 min,镜下观察切片细胞的变化,当细胞中出现明显棕色或棕黄色颗粒时及时将显色液甩掉,
清水冲洗切片,使显色反应终止。用肺鳞癌组织、小肠上皮组织作为阳性对照,PBS代替一抗作为阴性对照,HE染色作组织学对照。以细胞质和(或)细胞核有棕黄色或深褐色颗粒为阳性。Foxp3阳性定位于淋巴细胞中细胞核,胞核内出现棕黄色颗粒为阳性,IL-17阳性定位于淋巴细胞中细胞浆,胞浆内出现棕黄色或褐色颗粒为阳性。光镜下每张切片中选取淋巴细胞较多的5个高倍视野。根据5个视野中出现阳性细胞的个数来计算百分比:胞核或胞浆在显微镜下显色呈棕黄色或棕褐色的细胞个数≥6%为阳性;<5%为阴性(-)。根据细胞着色深浅记分:未着色计0分;淡黄色计1分;棕黄色计2分;棕褐色计3分。以上2种记分总得分除以2为最终得分。0~0.5分为阴性(-);1~3分为阳性(+)。
1.2.3 CAD患者皮损严重程度评分
按Hanifin J M等据PASI评分修订的EASI 评分表[4]对25例CAD患者皮损严重程度进行评分。
1.3 统计学处理
使用SPSS 22.0软件对数据进行统计学分析,数据由均数±标准差(
$\bar x \pm s $ )表示,2组间比较使用t检验,以α = 0.05为检验水准,P < 0.05认为差异有统计学意义。2. 结果
2.1 CAD患者皮损严重程度评分
25例慢性光化性皮炎患者EASI 评分为 6.8~33.95 分,平均(17.42±7.66)分。
2.2 Treg细胞和Th17细胞的流式细胞仪检测结果
Th17细胞原始散点图分区明显,CAD患者Th17细胞分布显著高于对照组(图1~2);Treg细胞原始细胞散点图细胞分区明显,CAD患者Treg细胞显著低于对照组(图1~2)。与健康志愿者相比,CAD患者Th17细胞在外周血CD4+T细胞中所占比例高于对照组,差异具有统计学意义(t = 3.15,P < 0.05);CAD患者Treg细胞在外周血CD4+T细胞中所占比例明显少于对照组,差异具有统计学意义(t = 7.414,P < 0.01);CAD患者的Th 17/Treg显著高于对照组,差异具有统计学意义(t = 8.930,P < 0.01),见表1。
表 1 各组Th17细胞,Treg细胞比例及Th17/Treg比值($\bar x \pm s $ )Table 1. Th17 cells,Treg cell ratio and Th17/Treg ratio in each group分组 n Th17(%) Treg(%) Th17/Treg CAD患者 25 16.64 ± 6.12* 3.05 ± 1.29** 5.72 ± 1.68** 健康志愿者 20 11.49 ± 4.44 6.04 ± 1.41 2.01 ± 0.88 t 3.15 7.41 8.93 P 0.001 P < 0.01 P < 0.01 与健康对照组比较,*P < 0.05,**P < 0.01。 2.3 CAD患者Th17细胞、Treg细胞、Th17/Treg比值与EASI 评分相关性分析结果
Th17细胞和Th17/Treg的比值随EASI 评分的增加而增加、Treg细胞随EASI 评分的增加而减少,可初步判断Th17细胞和EASI评分之间、Treg细胞和EASI评分之间以及Th17/Treg比值和EASI评分之间有近似线性关系,进一步做Person直线相关分析:Th17细胞和EASI评分的相关系数r = 0.985,P = 0.000,差异具有统计学意义(P < 0.05),提示2者间存在正相关关系;Treg细胞和EASI评分的相关系数r = -0.846,P = 0.000,差异具有统计学意义(P < 0.05),提示2者间存在负相关关系;Th17/Treg比值和EASI评分的相关系数r = 0.97,P = 0.000,差异具有统计学意义(P < 0.05),提示2者间存在正相关关系,见图3。
2.4 CAD病例组与健康对照组免疫组织化学法检测结果比较
Foxp3阳性染色定位于细胞核,IL-17阳性染色定位于胞浆,CAD病例组Foxp3、IL-17阳性细胞主要分布在真皮浅层淋巴细胞。健康对照组二者仅在部分标本的真皮浅层呈弱阳性表达。CAD病例组与健康对照组间Foxp3比较,差异无统计学意义(χ2 = 0.373,P > 0.05)。CAD病例组与健康对照组间IL-17比较,差异有统计学意义(χ2 = 19.288,P < 0.05);见表2、表3、图4(a,b,c,d),图5(e,f,g,h)。
表 2 Foxp3在CAD病例组与健康对照组皮肤中表达差异(n)Table 2. The difference of Foxp3 expression in skin (n)分组 n 阳性 阴性 阳性率(%) χ2 P CAD病例组 25 3 22 12 0.373 > 0.05 健康对照组 10 2 8 20 表 3 IL-17在CAD病例组与健康对照组皮肤中表达差异(n)Table 3. The difference of IL-17 expression in skin (n)分组 n 阳性 阴性 阳性率(%) χ2 P CAD病例组 25 22 3 88* 19.288 < 0.05 健康对照组 10 1 9 10 与健康对照组比较,*P < 0.05。 3. 讨论
目前普遍认为CAD的发病机制为光敏物质与皮肤结合形成的新抗原诱导的DTH。DTH主要由T淋巴细胞介导,而T淋巴细胞可分为CD4+和CD8+2大亚群, Treg及Th17细胞均是CD4+T细胞的一个亚群。陈浩、邓丹琪等[5]用免疫组化的方式发现,CAD患者皮损内存在有Th细胞和Tc细胞,在早期主要以CD4+T细胞介导的DTH为主,晚期则以CD8+T细胞介导的DTH为主。由此推测,在CAD起病的早期过程中,CD4+T细胞扮演着重要的角色,尤其是CD4+T细胞的2个重要亚群Treg细胞和Th17细胞在慢性光化性皮炎的发生与发展中可能起着重要的作用。
Th17细胞分泌IL-6、IL-17、IL-22、肿瘤坏死因子(TNF-α)等细胞因子实现免疫功能。IL-17在很多种自身免疫性疾病患者的血清和组织中均呈现了极高表达。免疫反应中IL-17有促进炎症发生的重要作用。其功能主要表现在2个方面:在全身性反应中对中性粒细胞的募集、成熟和激活作用,研究发现缺乏IL-17或者Th17会导致中性粒细胞缺陷以及对金黄色葡萄球菌和真菌等抵抗力减弱[6-7];另一方面它还能够诱导间充质细胞分泌炎症因子,例如IL-6、IL-8和CCL20,从而加重炎症[8]。IL-17通过受体与异二聚体复合物相结合来发挥生物学效应[9]。IL-17在宿主对抗外界病原体的固有免疫防御机制中发挥重要作用[10]。
本实验中笔者先通过标记CD4+CD196+CD183-等表面抗原来界定Th17细胞,结果显示CAD患者Th17细胞在外周血CD4+T细胞中所占比例高于健康对照组。免疫组化法同样发现IL-17在CAD皮损中的分布明显高于健康对照组。提示IL-17作为一个重要的促炎因子,在CAD的发病中发挥了重要作用。有研究发现,在CAD的慢性期,CAD患者与健康体检者组的IL-17相比,无统计学差异,推测IL-17主要在疾病的急性期发挥作用[11]。这也提示可尝试通过影响Th17的增殖分化达到治疗目的,其分泌的细胞因子如IL-17、IL-22,TNF-α可以作为CAD新的治疗靶点,尝试CAD靶向治疗方案。
Treg细胞具有无反应性及免疫抑制性,可通过细胞接触触及分泌的主要细胞因子包括转化生长因子β(TGF-β)和IL-10 发挥其对多种免疫细胞如树突状细胞、NK细胞及单核细胞的抑制作用,同时维持自身免疫耐受及调节内环境稳态。Treg数量减少和功能下降可以导致Treg细胞免疫调节功能受到损伤,这与自身免疫性疾病的发病相关[12]。本研究先使用CD4+CD25+CD127-或弱表达来界定Treg细胞,结果显示CAD患者Treg细胞在外周血CD4+T细胞中所占比例显著低于对照组。
Foxp3属于FOX蛋白家族。许多研究已经证明了Foxp3+Treg细胞在控制多种免疫反应的生理和病理中发挥重要作用,包括炎症、自身免疫疾病和癌症[13-14]。Foxp3 + Treg可以表达高水平的Foxp3,Foxp3长期以来被认为是控制Treg细胞发育和功能的主要调节因子。并且Foxp3的连续表达是维持Treg细胞表型所必需的。本组资料中CAD病例组与健康对照组间Foxp3、IL-17在皮损内的表达结果比较发现,Foxp3在CAD皮损中的表达与健康对照组相似。IL-17在CAD皮损中的分布明显高于健康对照组。这一结果与其他慢性炎性疾病中Foxp3和IL-17的表达情况相同。也与我们用流式细胞术所检测得到的结果是相符的。
与健康志愿者相比,CAD患者的Th17/Treg显著高于对照组,Treg细胞和Th17细胞失衡可能是慢性光化性皮炎的重要的发病机制。这些年来,大量的研究发现了慢性炎症性疾病的发生与发展与Th17/Treg相关,Th17/Treg比值升高,平衡向促炎的Th17细胞方向转化,促使炎症发生[15-16] 。在CD4+T细胞分化成熟过程中,转化生长因子β(TGF-β)不但可以促使原始CD4+T淋巴细胞向Treg细胞分化,TGF-β还可以与IL-6一起作用于CD4+T细胞,使其转化成为Th17细胞;Th17细胞和Treg细胞比例主要受到TGF-β、IL-6,IL-10,IL-23等细胞因子的影响,因此,它们在外周血中的分化是彼此制约的。调节性T细胞可以在IL-6、IL-1以及TGF-β的共同作用下重新向Th17细胞转化。即Th17细胞和Treg细胞在特定的微环境中它们能够互相转化,并且Th17细胞和Treg细胞之间存在一种动态平衡,机体可以通过改变这种平衡来改变适应性免疫应答的状态;而免疫性疾病、感染以及肿瘤等疾病常常发生在该平衡被打破的时候。在本研究中,CAD患者Th17/Treg显著高于对照组,存在Th17细胞和Treg细胞的失衡,Th17细胞升高水平和EASI评分2者间存在正相关关系;Treg细胞和EASI评分2者间存在负相关关系;Th17/Treg比值和EASI评分2者间存在正相关关系,提示Th17/Treg比值与疾病严重程度相关,Th17细胞水平越高,Treg细胞水平越低,皮损越严重,本研究显示皮损中IL-17表达增高,也提示Th17细胞通过其分泌的细胞因子参与了CAD的炎症过程,发挥了促炎作用。Th17细胞升高,促使平衡向炎症方向转化,可能是CAD发病的重要机制。
综上所述,CAD患者存在Th17细胞和Treg细胞的失衡,Treg细胞及Th17细胞在CAD的发病过程中起着重要作用,急性期CAD患者Th17细胞水平升高,Th17/Treg比值升高,可用来作为判断CAD病情的辅助指标,在将来也许可为CAD的治疗提供新的靶向选择。
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表 1 各组Th17细胞,Treg细胞比例及Th17/Treg比值(
$\bar x \pm s $ )Table 1. Th17 cells,Treg cell ratio and Th17/Treg ratio in each group
分组 n Th17(%) Treg(%) Th17/Treg CAD患者 25 16.64 ± 6.12* 3.05 ± 1.29** 5.72 ± 1.68** 健康志愿者 20 11.49 ± 4.44 6.04 ± 1.41 2.01 ± 0.88 t 3.15 7.41 8.93 P 0.001 P < 0.01 P < 0.01 与健康对照组比较,*P < 0.05,**P < 0.01。 表 2 Foxp3在CAD病例组与健康对照组皮肤中表达差异(n)
Table 2. The difference of Foxp3 expression in skin (n)
分组 n 阳性 阴性 阳性率(%) χ2 P CAD病例组 25 3 22 12 0.373 > 0.05 健康对照组 10 2 8 20 表 3 IL-17在CAD病例组与健康对照组皮肤中表达差异(n)
Table 3. The difference of IL-17 expression in skin (n)
分组 n 阳性 阴性 阳性率(%) χ2 P CAD病例组 25 22 3 88* 19.288 < 0.05 健康对照组 10 1 9 10 与健康对照组比较,*P < 0.05。 -
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其他类型引用(1)
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