IL-11及可溶性gp130在自体外周血动员过程中的变化及其意义
作者：李彩霞 吴德沛 朱一蓓 季玉红 殷昌硕 王月丹 张学光
单位：李彩霞(徐州市第四人民医院血液科)；朱一蓓 季玉红 殷昌硕 王月丹 张学光(苏州大学生物技术研究所，苏州，215006)；吴德沛(苏州大学附属第一医院血液科)
关键词：造血动员；IL-11；sgp130；CD34+细胞
苏州医学院学报001004 摘要 目的 探讨IL-11及sgp130在自体造血干细胞移植的动员过程中的变化及其意义。方法 采用生物学活性检测和ELISA检测方法分别对造血动员患者的血清IL-11及sgp130含量进行动态观测，同时通过流式细胞仪及细胞计数观察患者外周血CD34+细胞、白细胞和血小板数量变化，对整个动员过程中的上述指标进行动态观察。结果 在动员过程中，患者外周血CD34+造血细胞、白细胞及血小板计数与血清中IL-11水平呈平行性升高，而血清中sgp130的含量在动员过程中呈下降趋势。结论 自体干细胞移植造血过程中，血清IL-11和sgp130的含量与患者CD34+细胞数、白细胞和血小板计数有一定的相关性，是监控造血动员过程的重要参数。
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中图法分类号 R392.11
The Significance of Dynamic Monitoring the Levels of Interlutin-11(IL-11)
and Soluble gp130(sgp130) in Peripheral Blood of Patients during Process of
Mobilization for Autologus Peripheral Blood Stem Cells Transplantation
Li Caixia, Wu Depei, Zhu Yibei
(Suzhou Medical Biotechnology Insistute,Suzhou,215006)
, 百拇医药
Abstract Objective To investigate the level and the significance of IL-11 and sgp130 in peripheral blood of patients during process of mobilization for autologus peripheral blood stem cells transplantation.Methods The levels of IL-11 and sgp130 in patients were valued by B9-11 assay and ELISA respectively during the mobilization procedure and the number of CD34+ cells、white blood cell(WBC) and platelet(Plt) were also determined by flow cytometric analyse and hametometry.Results In the course of mobilization the number of CD34+ cells 、WBC and Plt in PB of the patients were paralleled to the level of IL-11 but the level sgp130 tended to reduced at the time of collection CD34+ cells.Conclusion The levels of IL-11 and sgp130 in the patients` serum are correlated to the number of CD34+ cells、 WBC and Plt in patients`PB during the mobilization process .thus ,the levels of IL-11 and sgp130 may serves as a significant marker to monitor the whole mobilization for collecting CD34+ cells.
, 百拇医药
Key words mobilization；Interlutin-11；soluble gp130；CD34+ cells
IL-11是骨髓基质细胞分泌的一种具有多种生物学功能的细胞因子[1，2]，属于gp130细胞因子家族成员之一[3]，其介导的生物学功能是通过gp130信号传导链向胞内传递，使细胞获得增殖和活化的信号。IL-11是促进造血祖细胞增殖的重要细胞因子之一，对于辐射、化学损伤及骨髓移植后的各系血细胞恢复具有明显的促进作用[4]，而在造血动员中的作用尚未见报导。可溶性gp130(sgp130)分子是呈可溶性状态的gp130分子，能与体液中的IL-11和IL-11R相结合，从而干扰后者与细胞膜上的gp130分子结合，阻断了IL-11的生物学功能。因此，一般认为体内的sgp130分子是一种负向调控因子[5]，参与造血和免疫功能的调节。本文通过对15例自体干细胞移植患者造血动员过程中IL-11及sgp130血清含量进行了动态观察，并对其临床意义进行了初步的探讨。
, 百拇医药
1 材料和方法
1.1标本采集 患者15例(男性5例，女性10例，年龄为17～42岁，中位年龄28岁)，其中急性白血病10例：急非淋白血病8例(M2 2例，M3 3例，M4 1例，M5 2例)，急淋白血病2例(L2 2例)；恶性淋巴瘤5例：何杰金病2例，非何杰金淋巴瘤3例。造血动员为经采用大剂量化疗联合造血生长因子的MAG方案：阿糖胞苷2g/m2/q12h ×4次(第1，2天)，米托蒽醌10mg/m2/d ×2天(第2，3天)，当白细胞下降至1.0×109/L以下时，开始皮下注射G-CSF 300μg/d至完成采集。在动员过程中，每天抽取外周血测定白细胞和血小板数值，同时每隔5天收集患者的血清备用。外周血象至低点时，每天测CD34+细胞值，直到采集外周血干细胞之日(一般为化疗开始后的第13～18天，平均第15天)，采集时CD34+细胞大于15×106/L。
, 百拇医药
1.2 血清IL-11的测定 按本所建立的IL-11生物学活性测定法进行[6]。将检测样品和标准品按不同比例用RPMI 1640(Gibco 公司产品)稀释后，加入96孔板中(100μl/孔)，再向其中加入IL-11依赖性的细胞株B9-11细胞(法国B. Klein博士惠赠)，5000个/孔，同时加入鼠抗人IL-6特异性单克隆抗体2F4(本所自制，2μg/ml)。在37℃、5%CO2中培养72h。在终止培养前4h，加入5mg/ml的MTT(Sigma 公司产品，20μg/孔)。培养终止后，吸去上清，用酸化异丙醇(含0.04mol/L的氯化铵)100μl/孔溶解甲赞颗粒。室温静置15min，用酶标仪测定570nm处的光密度值(OD)，绘制标准曲线并计算样品中的IL-11含量。
1.3 sgp130血清含量的测定 采用sgp130的ELISA检测试剂盒(本所自行研制)[7]，按试剂盒说明书进行操作。
, 百拇医药
1.4 统计学处理 对数据采取的统计学方法为非配对t检验。
2 结果
2.1 患者外周血白细胞及血小板计数与血清IL-11及sgp130含量的变化呈相关性 如附表所示，化疗+G-CSF造血动员后，外周血白细胞、血小板计数及血清IL-11含量逐渐下降，至第10天降至最低值，并在第15天血清IL-11的含量(165.7±44.8 pg/ml)恢复至化疗前水平，白细胞计数也已接近恢复正常，而血小板计数仍为较低水平(31.2±5.6×109/L)；sgp130含量在化疗后有所升高，但在动员第5天后应用G-CSF，其血清含量出现明显下降的趋势(由应用前的111.25±26.5ng/ml降低至第15天采集时的58.8±27.0ng/ml，P<0.01)。
附表 患者外周动员血白细胞及血小板计数与血清IL-11及sgp130含量 时 间(天)
, 百拇医药
0
5
10
15
白细胞(109/L)
3.88±1.03
1.44±1.26
0.26±0.05
2.20±0.34
血小板(109/L)
120.0±31.5
35.4±14.2
, 百拇医药
13.8±9.9
31.2±5.6
IL-11 (pg/ml)
179.5±55.3
78.0±4.3
44.3±7.7
165.7±44.8
Sgp130(ng/ml)
106.2±16.4
111.25±26.5
101.6±14.7
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58.8±29.1*
*动员第15天sgp130含量较动员前显著降低(P<0.01)2.2 外周动员血的CD34+细胞数与血清IL-11含量平行增加结果 如附图所示，当IL-11降至最低值后，每天采用流式细胞仪监测CD34+细胞数，结果表明随着IL-11血清含量的恢复，CD34+细胞数平行性增加，至动员后15天,CD34+细胞数达到采集值(大于15 ×106/L)，血清中IL-11恢复至动员前水平。
3 讨论
gp130信号传导系统，是造血系统发育和维持功能的重要信号系统，其中IL-6和IL-11是目前所知的调控机体造血和免疫功能的重要细胞因子。IL-11作用于早期造血细胞的增殖阶段，参与启动早期的造血细胞增殖，并促进巨核细胞的增殖、成熟和血小板的生成。因此，IL-11作为一种重要的造血促进因子，其基因工程产品已经进入了临床试用阶段，用于升高患者的血小板数量。我们的实验结果表明，在自体干细胞移植患者造血动员过程中，经大剂量化疗后，患者外周血白细胞、血小板计数及血清IL-11含量均出现明显下降，而且在应用G-CSF等细胞因子进行造血动员过程中，患者白细胞和血小板计数随血清IL-11含量变化而改变。在动员10天时，血清IL-11降至最低点(44.3±7.7pg/ml)，此时外周血的白细胞和血小板计数也分别降至最低水平。而当造血动员的第15天，CD34+细胞大于15×106/L及采集时，患者外周血血清IL-11含量恢复到动员前水平，此时患者外周血白细胞计数几乎已回升至化疗前的水平，但血小板计数的恢复仍落后于IL-11和白细胞计数的回升速度。此前，Toren等也发现gp130家族中的另一重要成员IL-6在造血动员过程中有逐渐升高的趋势[8]。由于骨髓基质细胞可以产生大量的IL-11，因而在造血动员的过程中，IL-11的血清含量可以作为检测骨髓基质细胞及骨髓微环境受损状况和恢复程度的重要参数，从而可以作为自体干细胞的采集和移植时间选择的重要指标。关于采集后IL-11血清的含量变化的确切机制，值得进一步的研究。我们结果还表明，在造血动员过程中应用G-CSF后患者血清sgp130含量明显下降，提示IL-11和sgp130作为造血生长因子网络中的成员，其合成或分泌过程可能受到了G-CSF等其它造血生长因子的调节。对IL-11和sgp130血清含量在自体干细胞移植造血动员过程中变化的研究有助于对造血动员的过程进行监控，从而通过适时应用G-CSF等细胞因子对该过程进行人为干预，而且还为IL-11在造血恢复和造血动员中的临床应用，提供了重要的理论和实验依据。
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附图 外周动员血的CD34+细胞数与血清IL-11含量的关系
本项目受国家卫生部基金资助(98-1324)
参考文献
1，Trpicchio WL, Ozawa M, Walters IB, et al. Interleukin-11 therapy selectively downregulates type 1 cytokine proinflammatory pathways in psoriasis lesions. J Clin Invest,1999,104∶1527
2，Bozza M,Bliss JL,Maylor R, et al. Interleukine-11 reduces T-cell-dependent experimental liver injury in mice. Hepatology，1999，30∶1441
, 百拇医药
3，Yanagisawa M, Nakashima K, Arakawa H, et al. Astrocyte differentiation of fetal neuroepitheilial cells by interleukine-11 via activation of a common cytokine signal transducer, gp130, and a transcription factor,STAT3. J Neurochem ，2000，74∶1498
4，Du XX,Williams DA. Interleukine-11:a mutifunctional growth factor derived fromed the hematopoietic microenvironment. Blood，1994，8∶2023
5，金伯泉，主编.细胞和分子免疫学.西安：世界图书出版公司，1998∶111
, 百拇医药
6，刘蓓玲，王江方，张学光.高灵敏度的特异性检测白细胞介素11的生物学方法.中华血液杂志，1996，17∶656
7，刘俊恒，张学光，邱玉华，等.血浆可溶性白细胞介素6受体β糖蛋白链检测试剂盒的研制.中华实验医学杂志，1998， 21∶352
8，Toren A, Novick D, Or R, Ackerstein A, et al. Soluble interleukin-6 receptors in hematology patients undergoing bone marrow transplantation. Transplantation，1996, 62∶138
(2000年10月9日收稿), 百拇医药
单位：李彩霞(徐州市第四人民医院血液科)；朱一蓓 季玉红 殷昌硕 王月丹 张学光(苏州大学生物技术研究所，苏州，215006)；吴德沛(苏州大学附属第一医院血液科)
关键词：造血动员；IL-11；sgp130；CD34+细胞
苏州医学院学报001004 摘要 目的 探讨IL-11及sgp130在自体造血干细胞移植的动员过程中的变化及其意义。方法 采用生物学活性检测和ELISA检测方法分别对造血动员患者的血清IL-11及sgp130含量进行动态观测，同时通过流式细胞仪及细胞计数观察患者外周血CD34+细胞、白细胞和血小板数量变化，对整个动员过程中的上述指标进行动态观察。结果 在动员过程中，患者外周血CD34+造血细胞、白细胞及血小板计数与血清中IL-11水平呈平行性升高，而血清中sgp130的含量在动员过程中呈下降趋势。结论 自体干细胞移植造血过程中，血清IL-11和sgp130的含量与患者CD34+细胞数、白细胞和血小板计数有一定的相关性，是监控造血动员过程的重要参数。
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中图法分类号 R392.11
The Significance of Dynamic Monitoring the Levels of Interlutin-11(IL-11)
and Soluble gp130(sgp130) in Peripheral Blood of Patients during Process of
Mobilization for Autologus Peripheral Blood Stem Cells Transplantation
Li Caixia, Wu Depei, Zhu Yibei
(Suzhou Medical Biotechnology Insistute,Suzhou,215006)
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Abstract Objective To investigate the level and the significance of IL-11 and sgp130 in peripheral blood of patients during process of mobilization for autologus peripheral blood stem cells transplantation.Methods The levels of IL-11 and sgp130 in patients were valued by B9-11 assay and ELISA respectively during the mobilization procedure and the number of CD34+ cells、white blood cell(WBC) and platelet(Plt) were also determined by flow cytometric analyse and hametometry.Results In the course of mobilization the number of CD34+ cells 、WBC and Plt in PB of the patients were paralleled to the level of IL-11 but the level sgp130 tended to reduced at the time of collection CD34+ cells.Conclusion The levels of IL-11 and sgp130 in the patients` serum are correlated to the number of CD34+ cells、 WBC and Plt in patients`PB during the mobilization process .thus ,the levels of IL-11 and sgp130 may serves as a significant marker to monitor the whole mobilization for collecting CD34+ cells.
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Key words mobilization；Interlutin-11；soluble gp130；CD34+ cells
IL-11是骨髓基质细胞分泌的一种具有多种生物学功能的细胞因子[1，2]，属于gp130细胞因子家族成员之一[3]，其介导的生物学功能是通过gp130信号传导链向胞内传递，使细胞获得增殖和活化的信号。IL-11是促进造血祖细胞增殖的重要细胞因子之一，对于辐射、化学损伤及骨髓移植后的各系血细胞恢复具有明显的促进作用[4]，而在造血动员中的作用尚未见报导。可溶性gp130(sgp130)分子是呈可溶性状态的gp130分子，能与体液中的IL-11和IL-11R相结合，从而干扰后者与细胞膜上的gp130分子结合，阻断了IL-11的生物学功能。因此，一般认为体内的sgp130分子是一种负向调控因子[5]，参与造血和免疫功能的调节。本文通过对15例自体干细胞移植患者造血动员过程中IL-11及sgp130血清含量进行了动态观察，并对其临床意义进行了初步的探讨。
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1 材料和方法
1.1标本采集 患者15例(男性5例，女性10例，年龄为17～42岁，中位年龄28岁)，其中急性白血病10例：急非淋白血病8例(M2 2例，M3 3例，M4 1例，M5 2例)，急淋白血病2例(L2 2例)；恶性淋巴瘤5例：何杰金病2例，非何杰金淋巴瘤3例。造血动员为经采用大剂量化疗联合造血生长因子的MAG方案：阿糖胞苷2g/m2/q12h ×4次(第1，2天)，米托蒽醌10mg/m2/d ×2天(第2，3天)，当白细胞下降至1.0×109/L以下时，开始皮下注射G-CSF 300μg/d至完成采集。在动员过程中，每天抽取外周血测定白细胞和血小板数值，同时每隔5天收集患者的血清备用。外周血象至低点时，每天测CD34+细胞值，直到采集外周血干细胞之日(一般为化疗开始后的第13～18天，平均第15天)，采集时CD34+细胞大于15×106/L。
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1.2 血清IL-11的测定 按本所建立的IL-11生物学活性测定法进行[6]。将检测样品和标准品按不同比例用RPMI 1640(Gibco 公司产品)稀释后，加入96孔板中(100μl/孔)，再向其中加入IL-11依赖性的细胞株B9-11细胞(法国B. Klein博士惠赠)，5000个/孔，同时加入鼠抗人IL-6特异性单克隆抗体2F4(本所自制，2μg/ml)。在37℃、5%CO2中培养72h。在终止培养前4h，加入5mg/ml的MTT(Sigma 公司产品，20μg/孔)。培养终止后，吸去上清，用酸化异丙醇(含0.04mol/L的氯化铵)100μl/孔溶解甲赞颗粒。室温静置15min，用酶标仪测定570nm处的光密度值(OD)，绘制标准曲线并计算样品中的IL-11含量。
1.3 sgp130血清含量的测定 采用sgp130的ELISA检测试剂盒(本所自行研制)[7]，按试剂盒说明书进行操作。
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1.4 统计学处理 对数据采取的统计学方法为非配对t检验。
2 结果
2.1 患者外周血白细胞及血小板计数与血清IL-11及sgp130含量的变化呈相关性 如附表所示，化疗+G-CSF造血动员后，外周血白细胞、血小板计数及血清IL-11含量逐渐下降，至第10天降至最低值，并在第15天血清IL-11的含量(165.7±44.8 pg/ml)恢复至化疗前水平，白细胞计数也已接近恢复正常，而血小板计数仍为较低水平(31.2±5.6×109/L)；sgp130含量在化疗后有所升高，但在动员第5天后应用G-CSF，其血清含量出现明显下降的趋势(由应用前的111.25±26.5ng/ml降低至第15天采集时的58.8±27.0ng/ml，P<0.01)。
附表 患者外周动员血白细胞及血小板计数与血清IL-11及sgp130含量 时 间(天)
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0
5
10
15
白细胞(109/L)
3.88±1.03
1.44±1.26
0.26±0.05
2.20±0.34
血小板(109/L)
120.0±31.5
35.4±14.2
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13.8±9.9
31.2±5.6
IL-11 (pg/ml)
179.5±55.3
78.0±4.3
44.3±7.7
165.7±44.8
Sgp130(ng/ml)
106.2±16.4
111.25±26.5
101.6±14.7
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58.8±29.1*
*动员第15天sgp130含量较动员前显著降低(P<0.01)2.2 外周动员血的CD34+细胞数与血清IL-11含量平行增加结果 如附图所示，当IL-11降至最低值后，每天采用流式细胞仪监测CD34+细胞数，结果表明随着IL-11血清含量的恢复，CD34+细胞数平行性增加，至动员后15天,CD34+细胞数达到采集值(大于15 ×106/L)，血清中IL-11恢复至动员前水平。
3 讨论
gp130信号传导系统，是造血系统发育和维持功能的重要信号系统，其中IL-6和IL-11是目前所知的调控机体造血和免疫功能的重要细胞因子。IL-11作用于早期造血细胞的增殖阶段，参与启动早期的造血细胞增殖，并促进巨核细胞的增殖、成熟和血小板的生成。因此，IL-11作为一种重要的造血促进因子，其基因工程产品已经进入了临床试用阶段，用于升高患者的血小板数量。我们的实验结果表明，在自体干细胞移植患者造血动员过程中，经大剂量化疗后，患者外周血白细胞、血小板计数及血清IL-11含量均出现明显下降，而且在应用G-CSF等细胞因子进行造血动员过程中，患者白细胞和血小板计数随血清IL-11含量变化而改变。在动员10天时，血清IL-11降至最低点(44.3±7.7pg/ml)，此时外周血的白细胞和血小板计数也分别降至最低水平。而当造血动员的第15天，CD34+细胞大于15×106/L及采集时，患者外周血血清IL-11含量恢复到动员前水平，此时患者外周血白细胞计数几乎已回升至化疗前的水平，但血小板计数的恢复仍落后于IL-11和白细胞计数的回升速度。此前，Toren等也发现gp130家族中的另一重要成员IL-6在造血动员过程中有逐渐升高的趋势[8]。由于骨髓基质细胞可以产生大量的IL-11，因而在造血动员的过程中，IL-11的血清含量可以作为检测骨髓基质细胞及骨髓微环境受损状况和恢复程度的重要参数，从而可以作为自体干细胞的采集和移植时间选择的重要指标。关于采集后IL-11血清的含量变化的确切机制，值得进一步的研究。我们结果还表明，在造血动员过程中应用G-CSF后患者血清sgp130含量明显下降，提示IL-11和sgp130作为造血生长因子网络中的成员，其合成或分泌过程可能受到了G-CSF等其它造血生长因子的调节。对IL-11和sgp130血清含量在自体干细胞移植造血动员过程中变化的研究有助于对造血动员的过程进行监控，从而通过适时应用G-CSF等细胞因子对该过程进行人为干预，而且还为IL-11在造血恢复和造血动员中的临床应用，提供了重要的理论和实验依据。
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附图 外周动员血的CD34+细胞数与血清IL-11含量的关系
本项目受国家卫生部基金资助(98-1324)
参考文献
1，Trpicchio WL, Ozawa M, Walters IB, et al. Interleukin-11 therapy selectively downregulates type 1 cytokine proinflammatory pathways in psoriasis lesions. J Clin Invest,1999,104∶1527
2，Bozza M,Bliss JL,Maylor R, et al. Interleukine-11 reduces T-cell-dependent experimental liver injury in mice. Hepatology，1999，30∶1441
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3，Yanagisawa M, Nakashima K, Arakawa H, et al. Astrocyte differentiation of fetal neuroepitheilial cells by interleukine-11 via activation of a common cytokine signal transducer, gp130, and a transcription factor,STAT3. J Neurochem ，2000，74∶1498
4，Du XX,Williams DA. Interleukine-11:a mutifunctional growth factor derived fromed the hematopoietic microenvironment. Blood，1994，8∶2023
5，金伯泉，主编.细胞和分子免疫学.西安：世界图书出版公司，1998∶111
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6，刘蓓玲，王江方，张学光.高灵敏度的特异性检测白细胞介素11的生物学方法.中华血液杂志，1996，17∶656
7，刘俊恒，张学光，邱玉华，等.血浆可溶性白细胞介素6受体β糖蛋白链检测试剂盒的研制.中华实验医学杂志，1998， 21∶352
8，Toren A, Novick D, Or R, Ackerstein A, et al. Soluble interleukin-6 receptors in hematology patients undergoing bone marrow transplantation. Transplantation，1996, 62∶138
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