引用本文: 張濤, 李智偉, 徐輝. Treg/Th17細胞免疫平衡紊亂與急性胰腺炎疾病進展相關性研究. 中國普外基礎與臨床雜志, 2022, 29(7): 892-896. doi: 10.7507/1007-9424.202110012 復制
急性胰腺炎(acute pancreatitis,AP)是普外科常見急腹癥之一,具有較高的發病率,據文獻[1-2]報道,AP的平均發病率約19/10萬人。AP是由于胰酶在胰腺內激活引起胰腺局部發生炎癥反應,導致胰腺缺血壞死[3];多數患者不會發生重癥胰腺炎[4];但仍有20%發展為重癥胰腺炎,病死率達30%~50%,總體病死率約為5%[5-8]。越來越多的學者[9-11]認為,調節性T細胞(regulatory T cell,Treg)/輔助性T細胞17(helper T cell 17,Th17)免疫平衡紊亂可能是AP進展的關鍵因素。國內罕有文獻對Treg/Th17細胞免疫平衡紊亂在AP發病過程中作用的報道,多集中在少量動物模型相關研究和外周血淋巴細胞亞群的變化方面[12]。本研究通過流式細胞術對Treg和Th17細胞以及相關細胞因子白細胞介素(interleukin,IL)-10和IL-17進行分析,探討AP進展過程中Treg/Th17細胞免疫平衡特點,旨在為AP的治療方案選擇及判斷預后和疾病轉歸提供依據,也為AP的免疫治療提供一定的思路和方向。
1 資料與方法
1.1 研究對象
選取2020年1–12月期間在新疆維吾爾自治區人民醫院就診并明確診斷為AP的患者以及同期行健康體檢者作為研究對象,分別為AP組和正常對照組。納入標準:① AP診斷及分類符合《中國急性胰腺炎診治指南(2019,沈陽)》標準[7],即符合以下3項特征中的2項即可診斷為AP:與AP臨床表現相符合的腹痛、腹脹、惡心、嘔吐等表現;血清淀粉酶和(或)脂肪酶活性至少高于正常上限值3倍;患者經腹部超聲及腹部增強 CT檢查符合AP的臨床診斷標準[7]。② 年齡≥20歲。③ 發病3 d內入院者。排除標準:① 伴有妊娠、創傷、免疫缺陷疾病,急、慢性肝炎,終末期肝、腎疾病和惡性腫瘤患者。 ② 慢性胰腺炎。 ③ 近1個月內使用過免疫抑制劑者。所有納入研究對象均簽署知情同意書,本研究通過了新疆維吾爾自治區人民醫院倫理委員會的批準,批文編號:新疆區醫院倫理委員會KY20180118102。
1.2 主要儀器與試劑
使用美國BD公司的BD FACS canto plus流式細胞儀。CD3 多甲藻黃素葉綠素蛋白(peridinin chlorophyll protein,PerCP;552851,SP34-2),CD4 異硫氰酸熒光素(fluorescein isothiocyanate,FITC;550628,L200),CD25 別藻青蛋白(allophycocyanin,APC;555434、M-A251),CD127 藻紅蛋白(phycoerythrin,PE;561028、HIL-7R-M21),CD3 FITC(349201、SK7)CD4 PE(340670、SK3),IL-17 多甲藻黃素-葉綠素蛋白質復合物-青藍素耦聯物(peridinin-chlorophyll-protein-cyanine 5.5,PerCP-Cy5.5;560799、N49-653)和溶血素(349202)試劑均購于美國BD公司。檢測IL-10和IL-17的Aimplex試劑盒購自北京曠博公司。
1.3 治療
患者確診AP后,其中2例積極給予內科治療后效果欠佳,發展為重癥AP,行開腹胰腺壞死組織清除引流手術,術后給予抗感染、腹腔沖洗引流、抑酶、補液等對癥治療后康復出院,其余患者均積極給予禁食水、胃腸減壓、抗感染、鎮痛解痙、抑酶、中藥通下、營養支持補液等內科治療后康復出院。
1.4 方法
1.4.1 樣本采集與處理
采集AP組治療前后和正常對照組人群外周血液標本5 mL,使用乙二胺四乙酸抗凝。AP組治療前采樣時間為患者入院完善腹部CT及相關檢查、明確診斷為AP后立即采血;AP組治療后采樣時間為患者經治療后,觀察患者腹部癥狀、體征,復查腹部CT及相關實驗室檢查,確定AP基本痊愈后采血。采集的血液標本分為3管,1管直接使用流式細胞儀檢測Treg細胞,1管檢測Th17細胞;另1管行3 000 r/min(離心半徑9 cm)離心5 min后,將上清吸至EP管,保存于–80 ℃低溫冰箱,用于IL-10和IL-17水平的檢測。
1.4.2 Treg及Th17細胞數量檢測
① Treg細胞檢測:吸取全血樣本100 μL,加入CD3 PerCP 20 μL、CD4 FITC 20 μL、CD25 APC 5 μL及CD127 PE 20 μL,設置空白對照管吸取全血樣本100 μL,只加入CD3 PerCP 20 μL和CD4 FITC 20 μL。② Th17細胞檢測:吸取全血樣本100 μL,加入CD3 FITC 20 μL、CD4 PE 20 μL及IL-17 PerCP-Cy5.5 20 μL。 設置空白對照管吸取全血樣本100 μL,只加入CD3 FITC 20 μL和CD4 PE 20 μL。③ 上述兩樣本處理完畢后避光室溫放置15 min,加入2 mL溶血素10 min后離心(1 500 r/min、5 min、離心半徑9 cm)去上清,加入2 mL磷酸鹽緩沖液洗滌離心(1 500 r/min、5 min、離心半徑9 cm)去上清,加入500 μL磷酸鹽緩沖液,重懸。上BD FACS canto plus流式細胞儀檢測,數據使用FlowJo 10.0進行數據分析,根據各自的空白對照以確定Treg細胞和Th17細胞的數值。
1.4.3 IL-10和IL-17水平檢測
使用Aimplex試劑盒檢測。將凍存的EP管取出,依照Aimplex試劑盒說明書準備標準品和樣品,使用BD FACS canto Ⅱ流式細胞儀檢測熒光球,保存流式細胞儀的標準化流式細胞術列表模式數據文件(flow cytometry data file standard,FCS),利用軟件FCAP Array 3.0進行數據分析。使用試劑盒自帶的標準品制備標準曲線,根據標準曲線確定檢測指標的水平。
1.5 統計學方法
所有數據使用SPSS 20進行統計學分析。計量資料如年齡、體質量指數(body mass index,BMI)、Treg細胞數、Th17細胞數以及IL-10和IL-17水平數據根據Q-Q圖確定均滿足正態性分布并符合方差齊性分布,組間比較采用成組t 檢驗。計數資料如性別和基礎疾病組間比較使用成組χ2檢驗。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 臨床資料
本研究共納入AP患者40例,年齡30~47歲、(39±7.5)歲;正常對照組40人,年齡30~44歲、(37±6.6)歲。2組研究對象在年齡、性別、BMI和基礎疾病(高血壓、糖尿病、高脂血癥、冠心病)方面的差異均無統計學意義(P>0.05),具體見表1。

2.2 流式細胞術檢測Treg細胞及Th17細胞結果
使用流式細胞術檢測的Treg和Th17細胞數量結果見表2。 由表2可見: 與正常對照組相比,AP組治療前的Treg和Th17細胞比例均增高,差異有統計學意義(P<0.001),AP組治療后的Treg和Th17細胞比例也增高,但差異無統計學意義(P>0.05);AP組治療后與AP組治療前比較,Treg和Th17細胞比例均下降,差異有統計學意義(P<0.001)。


2.3 IL-17和IL-10水平檢測結果
結果見表2。由表2可見:與正常對照組相比,AP組治療前的IL-17和 IL-10水平均增高,差異有統計學意義(P<0.001);AP組治療后的IL-17增高,但差異無統計學意義(P>0.05),而IL-10水平增高其差異有統計學意義(P<0.001)。AP組治療后與AP組治療前相比,IL-17和 IL-10水平均水平均下降,差異有統計學意義(P<0.001)。
3 討論
AP 是胰腺的一種突發炎性疾病,具有起病急、病情發展快、預后差等特點[13],如何預防和治療是目前醫學界面臨的主要問題。就目前而言,AP預后的關鍵依然是早發現、早診斷和早治療。因此,尋找AP的發病誘因、機理和臨床特點是目前臨床基礎研究的熱點[14]。在AP的發病機制中,多種免疫細胞及免疫分子參與了胰腺炎的發生和發展[15-16],其主要表現為免疫平衡紊亂。有研究[17]證實,AP與Th17細胞和Treg細胞比例及其分泌的細胞因子有關。
Treg細胞是一類控制體內自身免疫反應的T細胞亞群,不同于輔助性 T 細胞 1(T helper 1 cell,Th1)和輔助性 T 細胞2(T helper 2 cell,Th2),是對Th1和Th2免疫平衡理論的一項重要補充,其是一種負向免疫調控細胞,介導Th1和Th2細胞的漂移,在控制胰腺炎病情進展方面起到了關鍵作用[18]。研究[19]證實,Treg細胞主要通過分泌IL-10、IL-4、轉化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)等細胞因子從而維持體內免疫環境的相對穩定,防止自身免疫性疾病的發生。本研究發現,Treg細胞比例在AP組治療前高于正常對照組,而AP組治療后卻低于AP組治療前,并且其分泌的IL-10也增高,提示Treg細胞在具有促炎作用的Th17細胞比例明顯升高的同時也有升高,以維持體內免疫環境的相對穩定,在控制胰腺炎病情進展方面起到了關鍵作用。
Th17細胞作為目前新發現的T細胞亞群,在參加免疫反應中,其作用與Th1/Th2細胞大不相同,其細胞主要分泌IL-17、IL-6等細胞因子[20],并通過這類細胞因子達到募集和活化中性粒細胞的作用,Th17的比例失衡是導致AP相關的促炎-抗炎失調的重要原因之一。Th17細胞比例的升高,在多種感染性疾病中都得到了證實,IL-17作為促炎因子,其表達升高可放大免疫級聯反應,加速機體炎癥進展[21]。本研究結果顯示:Th17細胞比例AP組治療前高于正常對照組,而AP組治療后卻低于AP組治療前;其IL-17水平的變化同Th17細胞一樣。該結果提示Th17細胞在AP發生中起到了一定的促進作用。
文獻[22]報道Treg/Th17平衡紊亂與AP疾病進展密切相關。在正常情況下,機體沒有受到炎癥剌激時,TGF-β1誘導Th0分化為Treg細胞,抑制自身免疫來維持機體免疫系統的自身免疫耐受。AP時,Treg細胞的活化受到促進,同時Th17細胞的活化增殖明顯,分泌IL-17細胞因子,形成促炎性反應,二者通過免疫網絡保持抗炎-抑炎的平衡[23]。當機體損傷時,抗炎-抑炎的平衡被打破,Th17活化增殖,分泌IL-17細胞因子,促進了AP的發生發展[24]。
Treg/Th17細胞變化特點和相關細胞因子的改變也可以指導AP的治療方案,改善疾病的轉歸。本研究結果證實,發生AP后機體Th17細胞活化增殖,分泌IL-17細胞因子介導炎癥反應,可加快AP進展,同時機體Treg細胞增殖進行保護,經有效治療后Th17細胞比例明顯下降,但Treg較正常組仍略高,可能仍處于保護機體的狀態,通過檢測外周血Treg/Th17細胞動態變化以評估疾病進展,并且能夠預測疾病的預后與轉歸。馬志蘭等[25] 的研究結果也證實了Treg/Th17細胞平衡在AP并發多臟器功能障礙綜合征的發生發展中所發揮的作用。
綜上所述,Th17 細胞介導炎癥反應,Treg 細胞介導免疫抑制,兩者的分化過程和功能相互制約。本研究檢測了AP患者外周血Treg細胞和Th17細胞比例及血漿中IL-17和IL-10的水平,結果也證實了Treg/Th17細胞平衡紊亂與AP的發生及病情進展有關,為AP的治療方案選擇及判斷預后和疾病轉歸提供了依據,同時該研究也為AP的免疫治療提供了一定的思路和方向。
重要聲明
利益沖突聲明:本文章不涉及利益沖突。
作者貢獻聲明:張濤負責病例收集、數據統計和論文撰寫;徐輝負責課題設計及論文修改;李智偉負責文獻檢索及數據分析。
倫理聲明:本研究已通過新疆維吾爾自治區人民醫院倫理委員會的審批(批文編號:新疆區醫院倫理委員會 KY20180118102)。
急性胰腺炎(acute pancreatitis,AP)是普外科常見急腹癥之一,具有較高的發病率,據文獻[1-2]報道,AP的平均發病率約19/10萬人。AP是由于胰酶在胰腺內激活引起胰腺局部發生炎癥反應,導致胰腺缺血壞死[3];多數患者不會發生重癥胰腺炎[4];但仍有20%發展為重癥胰腺炎,病死率達30%~50%,總體病死率約為5%[5-8]。越來越多的學者[9-11]認為,調節性T細胞(regulatory T cell,Treg)/輔助性T細胞17(helper T cell 17,Th17)免疫平衡紊亂可能是AP進展的關鍵因素。國內罕有文獻對Treg/Th17細胞免疫平衡紊亂在AP發病過程中作用的報道,多集中在少量動物模型相關研究和外周血淋巴細胞亞群的變化方面[12]。本研究通過流式細胞術對Treg和Th17細胞以及相關細胞因子白細胞介素(interleukin,IL)-10和IL-17進行分析,探討AP進展過程中Treg/Th17細胞免疫平衡特點,旨在為AP的治療方案選擇及判斷預后和疾病轉歸提供依據,也為AP的免疫治療提供一定的思路和方向。
1 資料與方法
1.1 研究對象
選取2020年1–12月期間在新疆維吾爾自治區人民醫院就診并明確診斷為AP的患者以及同期行健康體檢者作為研究對象,分別為AP組和正常對照組。納入標準:① AP診斷及分類符合《中國急性胰腺炎診治指南(2019,沈陽)》標準[7],即符合以下3項特征中的2項即可診斷為AP:與AP臨床表現相符合的腹痛、腹脹、惡心、嘔吐等表現;血清淀粉酶和(或)脂肪酶活性至少高于正常上限值3倍;患者經腹部超聲及腹部增強 CT檢查符合AP的臨床診斷標準[7]。② 年齡≥20歲。③ 發病3 d內入院者。排除標準:① 伴有妊娠、創傷、免疫缺陷疾病,急、慢性肝炎,終末期肝、腎疾病和惡性腫瘤患者。 ② 慢性胰腺炎。 ③ 近1個月內使用過免疫抑制劑者。所有納入研究對象均簽署知情同意書,本研究通過了新疆維吾爾自治區人民醫院倫理委員會的批準,批文編號:新疆區醫院倫理委員會KY20180118102。
1.2 主要儀器與試劑
使用美國BD公司的BD FACS canto plus流式細胞儀。CD3 多甲藻黃素葉綠素蛋白(peridinin chlorophyll protein,PerCP;552851,SP34-2),CD4 異硫氰酸熒光素(fluorescein isothiocyanate,FITC;550628,L200),CD25 別藻青蛋白(allophycocyanin,APC;555434、M-A251),CD127 藻紅蛋白(phycoerythrin,PE;561028、HIL-7R-M21),CD3 FITC(349201、SK7)CD4 PE(340670、SK3),IL-17 多甲藻黃素-葉綠素蛋白質復合物-青藍素耦聯物(peridinin-chlorophyll-protein-cyanine 5.5,PerCP-Cy5.5;560799、N49-653)和溶血素(349202)試劑均購于美國BD公司。檢測IL-10和IL-17的Aimplex試劑盒購自北京曠博公司。
1.3 治療
患者確診AP后,其中2例積極給予內科治療后效果欠佳,發展為重癥AP,行開腹胰腺壞死組織清除引流手術,術后給予抗感染、腹腔沖洗引流、抑酶、補液等對癥治療后康復出院,其余患者均積極給予禁食水、胃腸減壓、抗感染、鎮痛解痙、抑酶、中藥通下、營養支持補液等內科治療后康復出院。
1.4 方法
1.4.1 樣本采集與處理
采集AP組治療前后和正常對照組人群外周血液標本5 mL,使用乙二胺四乙酸抗凝。AP組治療前采樣時間為患者入院完善腹部CT及相關檢查、明確診斷為AP后立即采血;AP組治療后采樣時間為患者經治療后,觀察患者腹部癥狀、體征,復查腹部CT及相關實驗室檢查,確定AP基本痊愈后采血。采集的血液標本分為3管,1管直接使用流式細胞儀檢測Treg細胞,1管檢測Th17細胞;另1管行3 000 r/min(離心半徑9 cm)離心5 min后,將上清吸至EP管,保存于–80 ℃低溫冰箱,用于IL-10和IL-17水平的檢測。
1.4.2 Treg及Th17細胞數量檢測
① Treg細胞檢測:吸取全血樣本100 μL,加入CD3 PerCP 20 μL、CD4 FITC 20 μL、CD25 APC 5 μL及CD127 PE 20 μL,設置空白對照管吸取全血樣本100 μL,只加入CD3 PerCP 20 μL和CD4 FITC 20 μL。② Th17細胞檢測:吸取全血樣本100 μL,加入CD3 FITC 20 μL、CD4 PE 20 μL及IL-17 PerCP-Cy5.5 20 μL。 設置空白對照管吸取全血樣本100 μL,只加入CD3 FITC 20 μL和CD4 PE 20 μL。③ 上述兩樣本處理完畢后避光室溫放置15 min,加入2 mL溶血素10 min后離心(1 500 r/min、5 min、離心半徑9 cm)去上清,加入2 mL磷酸鹽緩沖液洗滌離心(1 500 r/min、5 min、離心半徑9 cm)去上清,加入500 μL磷酸鹽緩沖液,重懸。上BD FACS canto plus流式細胞儀檢測,數據使用FlowJo 10.0進行數據分析,根據各自的空白對照以確定Treg細胞和Th17細胞的數值。
1.4.3 IL-10和IL-17水平檢測
使用Aimplex試劑盒檢測。將凍存的EP管取出,依照Aimplex試劑盒說明書準備標準品和樣品,使用BD FACS canto Ⅱ流式細胞儀檢測熒光球,保存流式細胞儀的標準化流式細胞術列表模式數據文件(flow cytometry data file standard,FCS),利用軟件FCAP Array 3.0進行數據分析。使用試劑盒自帶的標準品制備標準曲線,根據標準曲線確定檢測指標的水平。
1.5 統計學方法
所有數據使用SPSS 20進行統計學分析。計量資料如年齡、體質量指數(body mass index,BMI)、Treg細胞數、Th17細胞數以及IL-10和IL-17水平數據根據Q-Q圖確定均滿足正態性分布并符合方差齊性分布,組間比較采用成組t 檢驗。計數資料如性別和基礎疾病組間比較使用成組χ2檢驗。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 臨床資料
本研究共納入AP患者40例,年齡30~47歲、(39±7.5)歲;正常對照組40人,年齡30~44歲、(37±6.6)歲。2組研究對象在年齡、性別、BMI和基礎疾病(高血壓、糖尿病、高脂血癥、冠心病)方面的差異均無統計學意義(P>0.05),具體見表1。

2.2 流式細胞術檢測Treg細胞及Th17細胞結果
使用流式細胞術檢測的Treg和Th17細胞數量結果見表2。 由表2可見: 與正常對照組相比,AP組治療前的Treg和Th17細胞比例均增高,差異有統計學意義(P<0.001),AP組治療后的Treg和Th17細胞比例也增高,但差異無統計學意義(P>0.05);AP組治療后與AP組治療前比較,Treg和Th17細胞比例均下降,差異有統計學意義(P<0.001)。


2.3 IL-17和IL-10水平檢測結果
結果見表2。由表2可見:與正常對照組相比,AP組治療前的IL-17和 IL-10水平均增高,差異有統計學意義(P<0.001);AP組治療后的IL-17增高,但差異無統計學意義(P>0.05),而IL-10水平增高其差異有統計學意義(P<0.001)。AP組治療后與AP組治療前相比,IL-17和 IL-10水平均水平均下降,差異有統計學意義(P<0.001)。
3 討論
AP 是胰腺的一種突發炎性疾病,具有起病急、病情發展快、預后差等特點[13],如何預防和治療是目前醫學界面臨的主要問題。就目前而言,AP預后的關鍵依然是早發現、早診斷和早治療。因此,尋找AP的發病誘因、機理和臨床特點是目前臨床基礎研究的熱點[14]。在AP的發病機制中,多種免疫細胞及免疫分子參與了胰腺炎的發生和發展[15-16],其主要表現為免疫平衡紊亂。有研究[17]證實,AP與Th17細胞和Treg細胞比例及其分泌的細胞因子有關。
Treg細胞是一類控制體內自身免疫反應的T細胞亞群,不同于輔助性 T 細胞 1(T helper 1 cell,Th1)和輔助性 T 細胞2(T helper 2 cell,Th2),是對Th1和Th2免疫平衡理論的一項重要補充,其是一種負向免疫調控細胞,介導Th1和Th2細胞的漂移,在控制胰腺炎病情進展方面起到了關鍵作用[18]。研究[19]證實,Treg細胞主要通過分泌IL-10、IL-4、轉化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)等細胞因子從而維持體內免疫環境的相對穩定,防止自身免疫性疾病的發生。本研究發現,Treg細胞比例在AP組治療前高于正常對照組,而AP組治療后卻低于AP組治療前,并且其分泌的IL-10也增高,提示Treg細胞在具有促炎作用的Th17細胞比例明顯升高的同時也有升高,以維持體內免疫環境的相對穩定,在控制胰腺炎病情進展方面起到了關鍵作用。
Th17細胞作為目前新發現的T細胞亞群,在參加免疫反應中,其作用與Th1/Th2細胞大不相同,其細胞主要分泌IL-17、IL-6等細胞因子[20],并通過這類細胞因子達到募集和活化中性粒細胞的作用,Th17的比例失衡是導致AP相關的促炎-抗炎失調的重要原因之一。Th17細胞比例的升高,在多種感染性疾病中都得到了證實,IL-17作為促炎因子,其表達升高可放大免疫級聯反應,加速機體炎癥進展[21]。本研究結果顯示:Th17細胞比例AP組治療前高于正常對照組,而AP組治療后卻低于AP組治療前;其IL-17水平的變化同Th17細胞一樣。該結果提示Th17細胞在AP發生中起到了一定的促進作用。
文獻[22]報道Treg/Th17平衡紊亂與AP疾病進展密切相關。在正常情況下,機體沒有受到炎癥剌激時,TGF-β1誘導Th0分化為Treg細胞,抑制自身免疫來維持機體免疫系統的自身免疫耐受。AP時,Treg細胞的活化受到促進,同時Th17細胞的活化增殖明顯,分泌IL-17細胞因子,形成促炎性反應,二者通過免疫網絡保持抗炎-抑炎的平衡[23]。當機體損傷時,抗炎-抑炎的平衡被打破,Th17活化增殖,分泌IL-17細胞因子,促進了AP的發生發展[24]。
Treg/Th17細胞變化特點和相關細胞因子的改變也可以指導AP的治療方案,改善疾病的轉歸。本研究結果證實,發生AP后機體Th17細胞活化增殖,分泌IL-17細胞因子介導炎癥反應,可加快AP進展,同時機體Treg細胞增殖進行保護,經有效治療后Th17細胞比例明顯下降,但Treg較正常組仍略高,可能仍處于保護機體的狀態,通過檢測外周血Treg/Th17細胞動態變化以評估疾病進展,并且能夠預測疾病的預后與轉歸。馬志蘭等[25] 的研究結果也證實了Treg/Th17細胞平衡在AP并發多臟器功能障礙綜合征的發生發展中所發揮的作用。
綜上所述,Th17 細胞介導炎癥反應,Treg 細胞介導免疫抑制,兩者的分化過程和功能相互制約。本研究檢測了AP患者外周血Treg細胞和Th17細胞比例及血漿中IL-17和IL-10的水平,結果也證實了Treg/Th17細胞平衡紊亂與AP的發生及病情進展有關,為AP的治療方案選擇及判斷預后和疾病轉歸提供了依據,同時該研究也為AP的免疫治療提供了一定的思路和方向。
重要聲明
利益沖突聲明:本文章不涉及利益沖突。
作者貢獻聲明:張濤負責病例收集、數據統計和論文撰寫;徐輝負責課題設計及論文修改;李智偉負責文獻檢索及數據分析。
倫理聲明:本研究已通過新疆維吾爾自治區人民醫院倫理委員會的審批(批文編號:新疆區醫院倫理委員會 KY20180118102)。