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编号:10252628
中研Ⅱ号调节SIVmac感染猴淋巴细胞功能的研究
http://www.100md.com 《中国中医基础医学杂志》 1999年第12期
     作者:李 平,关崇芬

    单位:中国中医研究院基础理论研究所,北京 100700

    关键词:SVI; 中研Ⅱ号; 细胞周期; IL-2

    中国中医基础医学杂志991211 摘 要:目的:猴免疫缺陷病毒(Simian Immunodeficiency Virus,SIV )感染,不但造成猴外周血中CD+4细胞数量的改变,同时还导致细胞功能的障碍, 表现在淋巴细胞对Con A刺激早期异常活化,IL-2分泌水平下降,随后呈无反应状态(Anergy)。本文观察了中研Ⅱ号对这一病理改变的影响。方法:采用流式细胞仪和ELISA方法,分别测试经ConA刺激感染猴淋巴细胞的细胞周期和分泌IL-2水平。结果:中研 Ⅱ号抑制感染早期的细胞异常活化,促进感染后期的细胞功能的恢复。结论:中研 Ⅱ号对感染不同时期的细胞功能紊乱具有双相调节作用。
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    中图分类号:R285.5 文献标识码:B

    文章编号:1006-3250(1999)12-0064-03

    中研Ⅱ号具有抑制猴免疫缺陷病毒(Simian Immunodeficiency Virus,SIV)感染猴病毒血症 和保护免疫细胞作用[1]。但关于这一作用的确切机制却并不清楚。本研究利用SIV mac251感染所致的一个有急性感染特征[2]的动物模型,观察感染不同时期猴免疫细胞功能方面的变化及中研Ⅱ号对这一过程的干预,探讨中研Ⅱ号免疫保护作用的机制。

    材料与方法

    1 实验动物

    恒河猴,5岁龄,雄性,体重6.7 kg,购自中国人民解放军军事医学科学院实验动物中心。实验前经体检及血清检查证实无SIV、SRV和STLV-1感染。
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    2 药物

    中研Ⅱ号冲剂由北京长城制药厂加工制备,用三蒸水溶解浓度为36 mg(饮片)/ml过滤除菌,4℃保存备用。实验时取50μl中研Ⅱ号溶解液加入相应孔内,终浓度为120μg/ml。

    3 病毒及感染模型[3]

    毒株SIVmac251,由美国Aaron Diamond艾滋病研究中心Preston A.Marx博士惠赠,中国医学科学院实验动物研究所保存。贮备病毒滴度为5.01×10 5TCID50/ml。动物Ketamine常规麻醉,以3MID经静脉注射感染动物。感染后两周,以血浆病毒分离阳性,证实造模成功。

    4 细胞培养和刺激[4]

    将分离所得PBMCs用完全RBMI1640培养液调整至细胞浓度为1×106细胞/ml,移入24孔培养板中,每孔1 ml。根据实验要求,在各孔中分别加入终浓度为5 μg/ml的ConA刺激液(ConA为美国Sigma公司产品),另设不刺激对照,用完全RBMI 16 40培养液将孔内液体补至1.5 ml,将细胞置于37℃,5%CO2培养箱中培养刺激72h。
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    5 细胞周期分析[5]

    将培养至72 h的细胞移入离心管中,1000 rpm离心10 min。将上清移入0.5 ml的小离心管,分装冻存于-70℃保存,留待检测IL-2水平使用。细胞经1 %FCS-PBS洗3次,用2%多聚甲醛磷酸缓冲液于4℃固定,过夜。次日,1%FCS-PBS洗细胞2次,用碘化丙啶(Propidium Iodide为美国Sigma公司产品)染液1 ml重悬细胞,室温孵育30 min ,300目尼龙网过滤,上流式细胞仪分析(FACS Caliber为美国B.D公司产品)。分析软件为Ce ll FIT Cell-Cycle Analysis Version 2.01.2。结果以S期细胞百分比(S-phase fract ion,SPF)和增殖指数(Proliferous Index,PI即为S+G2+M期细胞百分比)表示。

    6 培养上清IL-2表达水平的测定
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    选用Immunotech公司的IL-2 IMMUNOTECH Enzyme Immu noassay Kit。按操作手册提供的方法检测,每份样品重复测试4次。

    实验结果

    1 感染猴外周血淋巴细胞对Con A刺激的活化增殖反应

    表1显示了正常猴及SIV感染后T淋 巴细胞经ConA刺激后细胞周期分析的比较。正常细胞在经历72h刺激后,SPF和PI分别从4 .5%和11.8%上升到49.9%和65.4%,说明正常细胞在这一刺激条件下,有半数以上的细胞 由G0/G1期进入S期,处于活化增殖状态。而感染后不同时期的3个时间点细胞周期的分析表明,在急性感染的早期(2周),猴淋巴细胞对ConA刺激的反应比正常猴细胞明显增强,有65.5%的细胞进入S期,表明有大量T淋巴细胞被活化。到感染第3周时,在同样刺激条件下,进入S期的细胞明显减低,SPF仅为9.8%,表现出明显的无反应状态(anergy),而且直到感染4周时,这种状态仍未恢复。
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    表1 SIVmac251感染后不同时期PBMC细胞周期分析的比 较

    感染前

    感染后

    未刺激

    刺激

    2w

    3w

    4w

    SPF

    4.5

    49.9

    65.5

    9.8
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    6.7

    PI

    11.8

    65.4

    68.7

    18.6

    13.7

    2 SIVmac251感染对淋巴细胞分泌IL-2的影响

    表2为感染不同时期细胞受刺激后分泌IL-2的情况。未感染的正常淋巴细胞对ConA刺激具有高水平表达IL-2的特点(从刺激前的4.5上升到88.66pg/ml)。SIV感染后2周,IL-2表达水平在同样刺激增加幅度无法达到感染前状态,说明感染抑制了IL-2产生和分泌;到4周时,IL-2分泌虽有所增加,但远不能恢复到正常水平。
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    表2 感染不同时期ConA刺激细胞分泌IL-2情况pg/ml

    感染前

    感染后

    2w

    4w

    未刺激

    4.50± 3.50

    4.50±3.50

    4.50± 3.50

    刺 激

    88.66±50.54

    16.00±4.58
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    26.33±10.50

    表3 中研Ⅱ号对异常细胞功能的调节作用

    感染后

    2w

    3w

    4w

    SPF

    3.6

    12.4

    26.1

    PI

    11.5

    18.9
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    42.6

    IL-2

    16.66±7.36

    —

    84.33±11.24

    3 中研Ⅱ号对SIV感染所致淋巴细胞功能障碍的调节作用

    由上可见,SIV感染造成了淋巴细胞功能的严重障碍。而当加入中研Ⅱ号后,感染早期的细胞活化被明显的抑制,而晚期处于抑制状态细胞对ConA刺激的增殖反应得到部分恢复,特别是细胞分泌IL-2的水平已接近感染前,PI明显升高,呈双相调节作用(结果见表3)。

    讨论

    研究表明,在HVI感染过程中,有大量的淋巴细胞被活化[6],这是机体针对病毒感染的免疫应答反应,对调节HIV病毒复制,控制病毒播散具有积极的作用[7]。但由于病毒直接感染CD4+T淋巴细胞,并在感染早期就造成了细胞功能障碍[8],而CD4+的T辅助细胞是机体免疫应答的中心环节,在应答的早期,其参予外来抗原的识别,决策着应答是否发生和启动;在应答过程中,由其介导的细胞毒作用和体液免疫反应,直接关系到病原的杀灭和清除。CD4+的损伤使得机体针对HIV的免疫应答无法正常实现。而且,随着大量潜伏感染细胞(latentlyinfectedcells)的产生,病毒基因及表型的变异,机体已经建立的特异免疫反应在清除病毒及感染细胞时亦显得无能为力。细胞活化是病毒复制和感染所依赖的条件[9],而且这些异常活化的细胞是各种损伤的病理基础。所以,免疫系统针对HIV的免疫应答,不但没有完全根除病毒,反而导致大量特异增殖的细胞克隆被灭活。这些被损伤的细胞主要是针对HIV的特异细胞毒T淋巴细胞(CTL)和CD4+的辅助T淋巴细胞(TH),它们是机体抵抗HVI感染的主要防御武器,这些细胞克隆的灭活对免疫系统的打击是致命的,是免疫系统最终走向全面崩溃的直接原因。
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    近年的研究已经表明[10],HIV感染者CD4+T细胞的功能能否被保存下来,特别是针对HIV的特异克隆,是维持慢性感染者有效抗病毒免疫反应、CTL活性、抗病毒细胞因子表达以及体液免疫反应的决定因素,而且它还决定着被视为AIDS病治疗希望的各种疫苗能否发挥作用。所以,这些特异克隆保持得越完整,预后则越好。CD4+T细胞功能对HIV感染者的重要性已经直接体现为:HIV病毒抗原特异性的CD4+T细胞的增殖反应与病毒载量呈负相关。所以,在抗病毒药物治疗的同时,如何重建和恢复被病毒破坏的CD4+T细胞的功能,已经成为治疗AIDS病成败的关键。学者们提出,应尽早实施有效的抗病毒疗法,以求尽可能多地保存CD4+细胞的功能。而另有学者认为,抗病毒药物与免疫调节药物联合使用更为合理[11]

    本研究结果显示,在感染早期细胞对丝裂原刺激的反应异常强烈,但它们不是以表达IL-2为基础,说明以分泌IL-2为主的CD4+T淋巴细胞的功能明显受到抑制。此外,近年的研究提示,HIV诱导免疫功能紊乱还涉及TH分泌细胞因子由TH1型向TH2转变[12],体外刺激HIV感染者的淋巴细胞分泌IL-2、IFN-γ和IL-12减少,而IL-4、IL-10水平升高,并且这种TH的异常可能是继发于HIV感染的抗原呈递细胞传递信息异常[13],所以免疫系统无法实现正常的抗病毒免疫应答;而到感染后3~4周时,同样的刺激既不能使淋巴细胞表达IL-2,也无法活化细胞使其进入细胞周期,呈现为无反应状况(Anergy)。中研Ⅱ号在体外对这一功能紊乱的调节作用使机体免疫系统针对HIV感染的免疫应答过程趋于合理,这是由于其采用复方制剂,旨在综合平衡,“损其有余,补其不足”,最终实现“祛邪而不伤正,扶正以利祛邪”的目的,使其能在猴整体实验取得较好治疗效果,关于其确切的作用机制仍在进一步的研究中。
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    参考文献

    [1] 李平,王慧,关崇芬.中研Ⅱ号抗猴免疫缺陷病毒SIVmac251感染的实验研究.中国中医

    基础医学杂志,1998,4:26.

    [2] Lewis AD,Johnson PR.Developing Animal Models for AIDS Research-progress and

    Problems.TIBTECH,1995,13:142.

    [3] 卢耀增,吴小娴,等.猴免疫缺陷病毒(SIV)猴模型的建立.中国实验动物学报,1994,2(2):95.

    [4] 薛彬主编.免疫毒理学实验技术.第1版.北京:北京医科大学、中国协和医科大学联合
, 百拇医药
    "出版社,1995.19.

    [5] Gruters RA,Terpstra FG,De Jong R,et al.Selective Loss of T Cell Functions

    in Different Stages of HIV Infection.Eur J Immunol,1990,20:1039.

    [6] Pantaleo,G.,Demarest,J.F.,Soudeyns,H.,et al.Major Expansion of CD8+ T Cell

    with a Predominant Vβ Usage during the Primary Immune Response of HIV.Nature, 1994,370:463.
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    [7] Pantaleo,G.,Graziosi,C.,Fanci,A.S.Virologic and Immunologic Events in

    Primary HIV Infection.Springer Semin Immunopathol.1997,18:341.

    [8] Miedema F,Petit AJC,Terpstra FG,et al.Immunological Abnormalities in Human

    Immunodeficiency Virus(HIV)-infected Asymptomatic Homosexual Men.HIV Affects

    the Immune System before cCD4+T Helper Cell Depletion Occurs.J Clin Invest,1988,82 :1908.
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    [9] Kootsyra NA,Schuitemaker H.Proliferation-Dependent Replication in Primary

    Ma crophages of Macrophage-Tropic HIV Type 1 Variants.AIDS Res and Human

    Retroviru ses,1998,14:293.

    [10] Rosenberg ES,Billingsley JM,Caliendo AM,et al.Vigorous HIV-1-S pecific

    CD+4T Cell Responses Associated with Control of Viremia.Science,1997,278:1 447.
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    [11] Pantaleo G.How Immune-based Interventions Can Change HIV Therapy.Nat.

    Me d,1997,3:483-486.

    [12] Shearer,GM.HIV-Induced Immunopathogenesis.Immunity,1998,9:587.

    [13] Meyaard,L.Schuitemaker,H.and Miedema,F.T-cell Dysfunction in HIV-infection

    -anergy due to Defective Antigen-presenting Cell-function.Immuol.Today,1993,14:161.

    (收稿日期 1999-09-02 修回日期 1999-09-27), 百拇医药