引用本文: 羅南友, 夏慶杰. 白細胞介素-10體外抑制慢性乙型重型肝炎患者樹突狀細胞活性. 華西醫學, 2016, 31(1): 61-65. doi: 10.7507/1002-0179.20160015 復制
我國是乙型肝炎病毒(HBV)感染的高發區,慢性乙型重型肝炎是死亡率較高的疾病,目前認為其主要發病機制為免疫超敏反應。樹突狀細胞(DC)是已知功能最強的專職抗原呈遞細胞,能在體內外提呈抗原分子刺激初始型T細胞增殖活化,是機體免疫反應的始動者,在免疫應答中居于中心調控地位。未成熟DC(imDC)不表達共刺激分子,誘導T細胞無能,以及誘導調節/抑制T細胞以清除免疫反應性T細胞,也可以直接產生白細胞介素(IL)-10、轉化生長因子(TGF)等細胞因子抑制免疫反應性T細胞,從而誘導外周免疫耐受[1-2]。IL-10是一個具有抗炎作用的細胞因子[3],能抑制健康者DC的生長速度及向成熟活化的DC轉化,誘導細胞毒性T淋巴細胞(CTL)對抗原產生耐受,限制機體對抗原的過度免疫反應,從而其保護機體免受免疫損傷[4]。本研究利用IL-10刺激由慢性乙型重型肝炎患者外周靜脈血培養獲得的DC,檢測IL-10刺激對其活化的影響,觀察IL-10可否抑制慢性乙型重型肝炎患者DC的細胞因子分泌與誘導T-淋巴細胞吞噬功能的活性,為針對慢性乙型重型肝炎患者的免疫超敏特征,對癥調控其免疫應答,治療慢性乙型重型肝炎奠定基礎。現報告如下。
1 資料與方法
1.1 一般資料
2012年3月-9月期間在隆昌縣人民醫院的16例慢性乙型重型肝炎住院患者,男9例,女7例;年齡19~45歲,平均(33.7±8.5)歲。納入標準:乙型肝炎(乙肝)表面抗原陽性,HBV-DNA檢測陽性,重型肝炎,凝血酶原活動度<40%。
1.2 方法
1.2.1 試劑
重組人粒-巨噬細胞集落刺激因子(rhGM-CSF)、重組人IL-4(rhIL-4)、重組人IL-10(rhIL-10)購自美國派普泰克公司(PeproTech)。異硫氰酸熒光素(FITC)標記的抗人簇分化抗原83(CD83)、簇分化抗原CD86,藻紅蛋白(PE)標記的抗人類白細胞抗原-DR(HLA-DR)及各自的同型對照購自美國貝克曼公司(Beckman)。干擾素-γ(IFN-γ)、IL-12 p70酶聯免疫吸附劑測定(ELISA)試劑盒購自美國碧歐泉公司(Biosource)。CytoTox 96非放射性細胞毒性測定(Non-Radioactive Cytotoxicity Assay)試劑盒購自普洛麥格(北京)生物技術有限公司(Promega)。
1.2.2 DC的體外培養
抽取患者外周靜脈血20 mL,肝素抗凝,利用密度梯度離心法分離外周血淋巴細胞(PBMC),取其中的一半凍存備用,另一半以完全RPMI-1640懸浮細胞,于24孔細胞培養板37℃ 5%二氧化碳(CO2)孵箱培養2 h。用無血清的RPMI(洛斯維帕克記憶研究所)-1640液輕輕沖洗培養板以去除非貼壁細胞,獲得貼壁的單核細胞,記數。取5×105細胞/孔以RPMI-1640、15%胎牛血清(FBS)、100 ng/mL rhIL-4和100 ng/mL集落刺激因子(rhGM-CSF),置于37℃ 5% CO2孵箱中培養,隔天半量更換培養液(細胞因子加首次的1/2)。
每例患者的外周血試驗均分為4組,每組2個復孔,各組的給藥處理方法如下:A組(陰性對照組),隔日加10 μL RPMI-1640;B組(IL-10處理組),分別于第3、5和7天加入60 ng/mL rhIL-10;C組[乙肝核心抗原(HBcAg)處理對照組],分別于第5和7天加入5 μg/mL的HBcAg;D組(IL-10預處理后再用HBcAg刺激組),分別于第3、5和7天加入60 ng/mL rhIL-10,再分別于第5和7天再加入5 μg/mL的HBcAg。各組在第8天分別收集懸浮細胞和上清液,懸浮DC表型用流式細胞儀進行檢測;上清液-70℃凍存,ELISA試劑盒集中檢測細胞因子。以RPMI-1640、10% FBS、50 ng/mL rhIL-2培養懸浮的混合淋巴細胞,隔天半量更換培養液。
1.2.3 DC表面抗原的測定
DC用磷酸鹽緩沖液(PBS)洗2次,用磷酸緩沖稀釋液(PBA)(PBS+ BSA 0.01 g/mL +疊氮鈉0.000 2 g/mL)稀釋細胞至取5×106細胞/mL,分裝成100 μL/管(含約5×105個細胞),分別加入FITC/PE標記的簇分化抗原CD86、簇分化抗原CD83、人類白細胞抗原HLA-DR單克隆抗體15 μL,混勻后于4℃放置30 min,用含1%牛血清白蛋白的PBS洗2次,加入1 mL 1%(m/v)多聚甲醛固定10 min,PBA洗1次,1 mL PBA懸浮細胞,然后用流式細胞術分別測定細胞表面表達CD86、CD83、HLA-DR分子的細胞陽性率。
1.2.4 IFN-γ和IL-12p70的ELISA檢測
分別于第7天收集培養基200 μL,采用雙抗夾心ELISA按試劑盒說明書測定培養基中IFN-γ和IL-12p70含量。
1.2.5 DC體外誘導的淋巴細胞毒活性檢測
上述凍存的淋巴細胞快速解凍后用RPMI-1640培養液洗滌1次,除去細胞碎片,用含hIL-2(100 U/mL)的RPMI-1640培養液重懸。在上述DC體外培養的第8天收集各組的DC細胞,分別加入其自體淋巴細胞懸液培養,收集共培養5 d的淋巴細胞計數并作為效應細胞,取HepG2細胞作為靶細胞,同時按40︰1的靶效比加入效應細胞共同培養4 h,并采用阿爾瑪藍(alamar Blue)一步熒光測定法按CytoTox 96 Non-Radioactive Cytotoxicity Assay試劑盒說明,檢測DC體外誘導的淋巴細胞對HepG2靶細胞的殺傷率。
1.3 統計學方法
采用SPSS 11.5統計軟件包對數據進行分析。計量資料以均數±標準差表示,4組均兩兩比較,組間比較采用方差分析,比較前先進行方差齊性檢測,方差齊則用LSD方法,不齊則用Dunnet-t比較其差異。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 IL-10對DC的影響
通過流式檢測DC表面抗原結果可見,與未做處理的A組相比,IL-10對DC的激活具有抑制作用,B組的DC表面抗原HLA-DR、CD83、CD86的陽性表達率顯著降低(P<0.01);HBV抗原具有激活DC的作用,C組的DC表面抗原HLA-DR、CD83、CD86的陽性表達率較A組顯著升高(P<0.01);IL-10處理能夠使乙肝患者DC對HbcAg刺激的反應性顯著降低,D組與C組相比,其DC的HLA-DR、CD83、CD86的陽性表達率則顯著降低(P<0.05)。見圖 1。

用ELISA法測定炎性因子結果可見,IL-10對DC的刺激免疫的活性具有抑制作用,與未做處理的A組相比,B組的DC分泌的IFN-γ和IL-12p70顯著降低(P<0.05);HBV抗原具有激活DC的免疫刺激作用,C組的DC分泌的IFN-γ和IL-12p70表達量較A組顯著升高(P<0.01);IL-10處理能夠使乙肝患者DC對HBcAg刺激激活免疫的反應性顯著降低,D組與C組相比,其DC分泌的IFN-γ和IL-12p70表達量則顯著降低(P<0.01)。見圖 2。
2.2 DC誘導的淋巴細胞毒作用
在40︰1的靶效比條件下,淋巴細胞殺傷實驗對HepG2的殺傷率結果可見,IL-10對DC刺激T細胞免疫的活性具有抑制作用,與未做處理的A組相比,B組的DC誘導淋巴細胞對HepG2的殺傷率顯著降低(P<0.01);DC有明顯的增強淋巴細胞細胞毒作用,C組的DC誘導淋巴細胞對HepG2的殺傷率較A組顯著升高(P<0.05);D組與C組相比,其DC誘導淋巴細胞對HepG2的殺傷率顯著降低(P<0.01)。見圖 3。
3 討論
HBV至今仍在世界多個國家和地區肆虐[5],免疫超敏反應在慢性乙型重型肝炎發病中具有重要作用,而DC通過高表達主要組織相容性抗原復合物(MHC)Ⅰ、MHCⅡ類分子、黏附分子、共刺激分子,并分泌IL-12、IL-6、IL-18等在刺激起動免疫應答,誘導免疫細胞的細胞毒作用,完成免疫活化方面具有核心作用[6];低表達上述分子的DC,成免疫活化低,不能誘導T細胞的細胞毒作用并使其處于失能狀態,引起自身耐受[7-8]。慢性HBV感染致使患者的DC功能缺陷,HBV感染患者外周血淋巴細胞雖然也能夠在體外誘導出成熟DC典型形態的DC,但其數量和增殖能力較健康人的顯著降低[9]。Zhang等[10]研究認為:HBV感染可導致外周血DC向肝內遷移,與健康人和慢性乙肝患者比較,慢性乙型重型肝炎患者肝內浸潤了大量處于旺盛分泌干擾素的DC,可能與慢性乙型重型肝炎的發生發展密切相關。
DC被凝血酶等多種因素活化,并進而誘導B淋巴細胞及Th1細胞的激活,對移植物產生免疫排斥作用[11]。IL-10則能夠通過誘導凋亡和破壞細胞自噬這一細胞保護的分子機制抑制DC增殖[12],同時還抑制其活化[4],本實驗結果表明,乙肝患者DC經HBcAg刺激后,可高表達CD83、HLA-DR和CD86分子,以及大量分泌IFN-γ、IL-12p70等細胞因子,與自體淋巴細胞混合產生比較強的細胞毒作用,顯示其可迅速成熟活化為成熟的DC,這與一些研究報道的HBV感染患者DC在肝內可誘導自體淋巴細胞發生強烈的淋巴細胞毒作用,造成急性肝損傷的結果[13-14]吻合。而IL-10處理的體外培養乙肝患者DC細胞膜HLA-DR、CD83、CD86分子的表達率顯著降低,且IFN-γ、IL-12p70的分泌量亦顯著下降,與自體淋巴細胞混合產生的細胞毒作用亦顯著降低,與對照組比較差異具有統計學意義(P<0.01),更多地表現為未活化DC的特點,提示利用IL-10可抑制慢性乙型重型肝炎患者DC的成熟。我們的實驗還表明,IL-10處理后的DC即使再加入HBcAg刺激,與單純加入HBcAg刺激組相比,其細胞膜HLA-DR、CD83、CD86分子的表達率顯著降低,且IFN-γ、IL-12p70的分泌量亦顯著下降,與自體淋巴細胞混合產生的細胞毒作用亦顯著降低,提示,IL-10處理后能使imDC保持低活化的狀態,這為我們阻止慢性乙型重型肝炎DC活化,誘導產生穩定的耐受性DC,從而誘導免疫耐受,減輕免疫損傷提供了一種新的思路。當然,也有文獻顯示,在肝炎患者中主要是調節性B淋巴細胞的升高,使IL-10表達升高,從而抑制了T細胞的免疫作用,是抗HBV免疫受損的獨立調控因素[15]。本研究結果還提示,使用IL-10治療重型肝炎,需盡早開始方能更有效地阻斷DC的活化,誘導產生耐受性DC,抑制過度的免疫反應造成的肝功能損害,達到避免重型肝炎進一步加重的治療效果。
綜上所述,IL-10可抑制慢性乙型重型肝炎患者的DC的活性,使其誘導淋巴細胞毒活性減弱,從而導致自體免疫耐受,這為IL-10應用于臨床乙肝患者的早期干預提供了理論依據。
我國是乙型肝炎病毒(HBV)感染的高發區,慢性乙型重型肝炎是死亡率較高的疾病,目前認為其主要發病機制為免疫超敏反應。樹突狀細胞(DC)是已知功能最強的專職抗原呈遞細胞,能在體內外提呈抗原分子刺激初始型T細胞增殖活化,是機體免疫反應的始動者,在免疫應答中居于中心調控地位。未成熟DC(imDC)不表達共刺激分子,誘導T細胞無能,以及誘導調節/抑制T細胞以清除免疫反應性T細胞,也可以直接產生白細胞介素(IL)-10、轉化生長因子(TGF)等細胞因子抑制免疫反應性T細胞,從而誘導外周免疫耐受[1-2]。IL-10是一個具有抗炎作用的細胞因子[3],能抑制健康者DC的生長速度及向成熟活化的DC轉化,誘導細胞毒性T淋巴細胞(CTL)對抗原產生耐受,限制機體對抗原的過度免疫反應,從而其保護機體免受免疫損傷[4]。本研究利用IL-10刺激由慢性乙型重型肝炎患者外周靜脈血培養獲得的DC,檢測IL-10刺激對其活化的影響,觀察IL-10可否抑制慢性乙型重型肝炎患者DC的細胞因子分泌與誘導T-淋巴細胞吞噬功能的活性,為針對慢性乙型重型肝炎患者的免疫超敏特征,對癥調控其免疫應答,治療慢性乙型重型肝炎奠定基礎。現報告如下。
1 資料與方法
1.1 一般資料
2012年3月-9月期間在隆昌縣人民醫院的16例慢性乙型重型肝炎住院患者,男9例,女7例;年齡19~45歲,平均(33.7±8.5)歲。納入標準:乙型肝炎(乙肝)表面抗原陽性,HBV-DNA檢測陽性,重型肝炎,凝血酶原活動度<40%。
1.2 方法
1.2.1 試劑
重組人粒-巨噬細胞集落刺激因子(rhGM-CSF)、重組人IL-4(rhIL-4)、重組人IL-10(rhIL-10)購自美國派普泰克公司(PeproTech)。異硫氰酸熒光素(FITC)標記的抗人簇分化抗原83(CD83)、簇分化抗原CD86,藻紅蛋白(PE)標記的抗人類白細胞抗原-DR(HLA-DR)及各自的同型對照購自美國貝克曼公司(Beckman)。干擾素-γ(IFN-γ)、IL-12 p70酶聯免疫吸附劑測定(ELISA)試劑盒購自美國碧歐泉公司(Biosource)。CytoTox 96非放射性細胞毒性測定(Non-Radioactive Cytotoxicity Assay)試劑盒購自普洛麥格(北京)生物技術有限公司(Promega)。
1.2.2 DC的體外培養
抽取患者外周靜脈血20 mL,肝素抗凝,利用密度梯度離心法分離外周血淋巴細胞(PBMC),取其中的一半凍存備用,另一半以完全RPMI-1640懸浮細胞,于24孔細胞培養板37℃ 5%二氧化碳(CO2)孵箱培養2 h。用無血清的RPMI(洛斯維帕克記憶研究所)-1640液輕輕沖洗培養板以去除非貼壁細胞,獲得貼壁的單核細胞,記數。取5×105細胞/孔以RPMI-1640、15%胎牛血清(FBS)、100 ng/mL rhIL-4和100 ng/mL集落刺激因子(rhGM-CSF),置于37℃ 5% CO2孵箱中培養,隔天半量更換培養液(細胞因子加首次的1/2)。
每例患者的外周血試驗均分為4組,每組2個復孔,各組的給藥處理方法如下:A組(陰性對照組),隔日加10 μL RPMI-1640;B組(IL-10處理組),分別于第3、5和7天加入60 ng/mL rhIL-10;C組[乙肝核心抗原(HBcAg)處理對照組],分別于第5和7天加入5 μg/mL的HBcAg;D組(IL-10預處理后再用HBcAg刺激組),分別于第3、5和7天加入60 ng/mL rhIL-10,再分別于第5和7天再加入5 μg/mL的HBcAg。各組在第8天分別收集懸浮細胞和上清液,懸浮DC表型用流式細胞儀進行檢測;上清液-70℃凍存,ELISA試劑盒集中檢測細胞因子。以RPMI-1640、10% FBS、50 ng/mL rhIL-2培養懸浮的混合淋巴細胞,隔天半量更換培養液。
1.2.3 DC表面抗原的測定
DC用磷酸鹽緩沖液(PBS)洗2次,用磷酸緩沖稀釋液(PBA)(PBS+ BSA 0.01 g/mL +疊氮鈉0.000 2 g/mL)稀釋細胞至取5×106細胞/mL,分裝成100 μL/管(含約5×105個細胞),分別加入FITC/PE標記的簇分化抗原CD86、簇分化抗原CD83、人類白細胞抗原HLA-DR單克隆抗體15 μL,混勻后于4℃放置30 min,用含1%牛血清白蛋白的PBS洗2次,加入1 mL 1%(m/v)多聚甲醛固定10 min,PBA洗1次,1 mL PBA懸浮細胞,然后用流式細胞術分別測定細胞表面表達CD86、CD83、HLA-DR分子的細胞陽性率。
1.2.4 IFN-γ和IL-12p70的ELISA檢測
分別于第7天收集培養基200 μL,采用雙抗夾心ELISA按試劑盒說明書測定培養基中IFN-γ和IL-12p70含量。
1.2.5 DC體外誘導的淋巴細胞毒活性檢測
上述凍存的淋巴細胞快速解凍后用RPMI-1640培養液洗滌1次,除去細胞碎片,用含hIL-2(100 U/mL)的RPMI-1640培養液重懸。在上述DC體外培養的第8天收集各組的DC細胞,分別加入其自體淋巴細胞懸液培養,收集共培養5 d的淋巴細胞計數并作為效應細胞,取HepG2細胞作為靶細胞,同時按40︰1的靶效比加入效應細胞共同培養4 h,并采用阿爾瑪藍(alamar Blue)一步熒光測定法按CytoTox 96 Non-Radioactive Cytotoxicity Assay試劑盒說明,檢測DC體外誘導的淋巴細胞對HepG2靶細胞的殺傷率。
1.3 統計學方法
采用SPSS 11.5統計軟件包對數據進行分析。計量資料以均數±標準差表示,4組均兩兩比較,組間比較采用方差分析,比較前先進行方差齊性檢測,方差齊則用LSD方法,不齊則用Dunnet-t比較其差異。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 IL-10對DC的影響
通過流式檢測DC表面抗原結果可見,與未做處理的A組相比,IL-10對DC的激活具有抑制作用,B組的DC表面抗原HLA-DR、CD83、CD86的陽性表達率顯著降低(P<0.01);HBV抗原具有激活DC的作用,C組的DC表面抗原HLA-DR、CD83、CD86的陽性表達率較A組顯著升高(P<0.01);IL-10處理能夠使乙肝患者DC對HbcAg刺激的反應性顯著降低,D組與C組相比,其DC的HLA-DR、CD83、CD86的陽性表達率則顯著降低(P<0.05)。見圖 1。

用ELISA法測定炎性因子結果可見,IL-10對DC的刺激免疫的活性具有抑制作用,與未做處理的A組相比,B組的DC分泌的IFN-γ和IL-12p70顯著降低(P<0.05);HBV抗原具有激活DC的免疫刺激作用,C組的DC分泌的IFN-γ和IL-12p70表達量較A組顯著升高(P<0.01);IL-10處理能夠使乙肝患者DC對HBcAg刺激激活免疫的反應性顯著降低,D組與C組相比,其DC分泌的IFN-γ和IL-12p70表達量則顯著降低(P<0.01)。見圖 2。
2.2 DC誘導的淋巴細胞毒作用
在40︰1的靶效比條件下,淋巴細胞殺傷實驗對HepG2的殺傷率結果可見,IL-10對DC刺激T細胞免疫的活性具有抑制作用,與未做處理的A組相比,B組的DC誘導淋巴細胞對HepG2的殺傷率顯著降低(P<0.01);DC有明顯的增強淋巴細胞細胞毒作用,C組的DC誘導淋巴細胞對HepG2的殺傷率較A組顯著升高(P<0.05);D組與C組相比,其DC誘導淋巴細胞對HepG2的殺傷率顯著降低(P<0.01)。見圖 3。
3 討論
HBV至今仍在世界多個國家和地區肆虐[5],免疫超敏反應在慢性乙型重型肝炎發病中具有重要作用,而DC通過高表達主要組織相容性抗原復合物(MHC)Ⅰ、MHCⅡ類分子、黏附分子、共刺激分子,并分泌IL-12、IL-6、IL-18等在刺激起動免疫應答,誘導免疫細胞的細胞毒作用,完成免疫活化方面具有核心作用[6];低表達上述分子的DC,成免疫活化低,不能誘導T細胞的細胞毒作用并使其處于失能狀態,引起自身耐受[7-8]。慢性HBV感染致使患者的DC功能缺陷,HBV感染患者外周血淋巴細胞雖然也能夠在體外誘導出成熟DC典型形態的DC,但其數量和增殖能力較健康人的顯著降低[9]。Zhang等[10]研究認為:HBV感染可導致外周血DC向肝內遷移,與健康人和慢性乙肝患者比較,慢性乙型重型肝炎患者肝內浸潤了大量處于旺盛分泌干擾素的DC,可能與慢性乙型重型肝炎的發生發展密切相關。
DC被凝血酶等多種因素活化,并進而誘導B淋巴細胞及Th1細胞的激活,對移植物產生免疫排斥作用[11]。IL-10則能夠通過誘導凋亡和破壞細胞自噬這一細胞保護的分子機制抑制DC增殖[12],同時還抑制其活化[4],本實驗結果表明,乙肝患者DC經HBcAg刺激后,可高表達CD83、HLA-DR和CD86分子,以及大量分泌IFN-γ、IL-12p70等細胞因子,與自體淋巴細胞混合產生比較強的細胞毒作用,顯示其可迅速成熟活化為成熟的DC,這與一些研究報道的HBV感染患者DC在肝內可誘導自體淋巴細胞發生強烈的淋巴細胞毒作用,造成急性肝損傷的結果[13-14]吻合。而IL-10處理的體外培養乙肝患者DC細胞膜HLA-DR、CD83、CD86分子的表達率顯著降低,且IFN-γ、IL-12p70的分泌量亦顯著下降,與自體淋巴細胞混合產生的細胞毒作用亦顯著降低,與對照組比較差異具有統計學意義(P<0.01),更多地表現為未活化DC的特點,提示利用IL-10可抑制慢性乙型重型肝炎患者DC的成熟。我們的實驗還表明,IL-10處理后的DC即使再加入HBcAg刺激,與單純加入HBcAg刺激組相比,其細胞膜HLA-DR、CD83、CD86分子的表達率顯著降低,且IFN-γ、IL-12p70的分泌量亦顯著下降,與自體淋巴細胞混合產生的細胞毒作用亦顯著降低,提示,IL-10處理后能使imDC保持低活化的狀態,這為我們阻止慢性乙型重型肝炎DC活化,誘導產生穩定的耐受性DC,從而誘導免疫耐受,減輕免疫損傷提供了一種新的思路。當然,也有文獻顯示,在肝炎患者中主要是調節性B淋巴細胞的升高,使IL-10表達升高,從而抑制了T細胞的免疫作用,是抗HBV免疫受損的獨立調控因素[15]。本研究結果還提示,使用IL-10治療重型肝炎,需盡早開始方能更有效地阻斷DC的活化,誘導產生耐受性DC,抑制過度的免疫反應造成的肝功能損害,達到避免重型肝炎進一步加重的治療效果。
綜上所述,IL-10可抑制慢性乙型重型肝炎患者的DC的活性,使其誘導淋巴細胞毒活性減弱,從而導致自體免疫耐受,這為IL-10應用于臨床乙肝患者的早期干預提供了理論依據。