單核細(xì)胞趨化蛋白-1影響脊柱結(jié)核發(fā)病過程的免疫機(jī)制

張汝柄，鮑玉成

(天津市海河醫(yī)院 骨科，天津 300350)

單核細(xì)胞趨化蛋白-1影響脊柱結(jié)核發(fā)病過程的免疫機(jī)制

張汝柄Δ，鮑玉成

(天津市海河醫(yī)院 骨科，天津 300350)

目的 探討單核細(xì)胞趨化蛋白-1影響脊柱結(jié)核發(fā)生發(fā)展過程的免疫病理機(jī)制。方法 選取2011年1月～2016年1月間于天津市海河醫(yī)院就診的，符合納入診斷標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn)的1002例患者。分為脊柱結(jié)核組(新發(fā)脊柱結(jié)核受試者)332例、肺結(jié)核組(新發(fā)肺結(jié)核受試者)334例、健康組(健康體檢者)336例，應(yīng)用酶聯(lián)免疫吸附試驗法對3組受試者單核細(xì)胞趨化蛋白-1(monocyte chemotactic protein-1，MCP-1)的血清濃度進(jìn)行檢測，探討影響MCP-1表達(dá)水平的因素，分析血清MCP-1濃度與脊柱結(jié)核之間的相關(guān)性。結(jié)果 血清MCP-1濃度隨著結(jié)核菌在體內(nèi)的致病和播撒呈逐步上升趨勢，脊柱結(jié)核組血清MCP-1濃度均數(shù)顯著高于肺結(jié)核組和健康組，比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。脊柱結(jié)核組、肺結(jié)核組以及健康組男性和女性人群的血清MCP-1濃度比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義；脊柱結(jié)核組、肺結(jié)核組以及健康組兒童和成人人群的血清MCP-1濃度比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義。結(jié)論 脊柱結(jié)核組的MCP-1血清濃度比肺結(jié)核組與健康組均高，其隨著結(jié)核菌的播散表現(xiàn)為上升的趨勢。

單核細(xì)胞趨化蛋白-1；脊柱結(jié)核；免疫病理機(jī)制；相關(guān)性研究

脊柱結(jié)核(spinal tuberculosis)是骨結(jié)核病中的常見類型[1-3]，該病容易壓迫脊髓，進(jìn)而誘發(fā)癱瘓，故而該病給患者帶來的致殘率遠(yuǎn)高于其他肺外結(jié)核[4-5]。結(jié)核病的發(fā)生和發(fā)展受很多因素干預(yù)，其中機(jī)體的免疫易感性是非常重要的誘發(fā)因素[6-7]。單核細(xì)胞趨化蛋白-1(monocyte chemotactic protein-1，MCP-1)是趨化因子家族成員[8]，具有較強(qiáng)的趨化作用[9]，在機(jī)體的抗結(jié)核免疫中具有關(guān)鍵作用[10]。在患者感染結(jié)核分支桿菌的過程中，MCP-1的表達(dá)對對病菌的包裹和殺滅以及對結(jié)核肉芽腫的形成發(fā)揮關(guān)鍵作用[11]。此外，MCP-1還能夠幫助機(jī)體避免過強(qiáng)的Th1反應(yīng)誘發(fā)的免疫損傷[12]。故而，MCP-1適量表達(dá)對于抗結(jié)核分支桿菌有決定性作用[13]。本研究探討單核細(xì)胞趨化蛋白-1影響脊柱結(jié)核發(fā)生發(fā)展過程的免疫病理機(jī)制，以期為臨床治療提供理論支持和診療思路。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2011年1月～2016年1月間，天津市海河醫(yī)院的符合納入診斷標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn)的1002例患者。分為脊柱結(jié)核組(新發(fā)脊柱結(jié)核受試者)332例、 肺結(jié)核組(新發(fā)肺結(jié)核受試者)334例、健康組(健康體檢者)336例。脊柱結(jié)核組年齡7～60歲，平均(30.99±6.23)歲，男性183例，女性149例，成人314例、兒童18例；肺結(jié)核組年齡7～60歲，平均(31.86±8.01)歲，男性179例，女性155例，成人318例、兒童16例；健康組年齡7～60歲，平均(31.44±6.84)歲，男性181例，女性155例，成人318例、兒童18例。受試者及其家屬簽署知情同意書，充分保障受試者的醫(yī)療治療和安全。本研究經(jīng)本院倫理委員會批準(zhǔn)。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①脊柱結(jié)核組：年齡7～60歲的受試者；性別不限；影像學(xué)檢查表明有脊柱結(jié)核征象；病理切片表明有結(jié)核感染征象；病原學(xué)顯示膿液抗酸染色陽性；無結(jié)核病感染史；無抗結(jié)核藥物治療史；無其他肺外結(jié)核。②肺結(jié)核組：年齡7～60歲的受試者；性別不限；影像學(xué)顯示肺結(jié)核征象；無其他肺外結(jié)核；經(jīng)抗結(jié)核治療后均隨訪五年以上，且無顯著結(jié)核病復(fù)發(fā)征象。③健康組：年齡7～65歲的受試者；性別不限；體檢中心參檢的健康者；無其他肺外結(jié)核。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①結(jié)核菌培養(yǎng)為耐藥結(jié)核菌者；②自身免疫疾病；③惡性腫瘤受試者；④嚴(yán)重心腦血管疾病者；⑤冠心病者；⑥精神疾患者；⑦肝腎功能不全者；⑧脊柱手術(shù)史者。

1.2 方法

1.2.1 治療方法：標(biāo)本收集與單核細(xì)胞趨化蛋白-1(monocyte chemotactic protein-1，MCP-1)含量的檢測：①采集受試者空腹靜脈血5 mL搖勻；②4 ℃3 500 r/min離心10 min；③取上清液；④-80 ℃深低溫冰箱保存；⑤使用酶聯(lián)免疫吸附劑測定(enzyme linked immunosorbent assay，ELISA)試劑盒(上海碧云天公司)檢測其中濃度。

2 結(jié)果

2.1 健康組、肺結(jié)核組及脊柱結(jié)核組中MCP-1的血清濃度水平的比較 3組受試者中，MCP-1的血藥水平具有差異，脊柱結(jié)核者M(jìn)CP-1的血清濃度水平最高，明顯高于肺結(jié)核組和健康組(P<0.05)。肺結(jié)核組血清水平高于健康組(P<0.05)。血清濃度均數(shù)隨著結(jié)核菌在體內(nèi)的致病和播散呈現(xiàn)逐步上升趨勢(P<0.05)。見表1。

表1 3組人群血清濃度比較Tab.1 Comparison of serum concentration among three groups(±s,pg/mL)

*P<0.05，與健康組及肺結(jié)核組比較，comparedwiththehealthygroupandpulmonarytuberculosisgroup；#P<0.05，與健康組比較，comparedwiththehealthygroup

2.2 受試者性別對MCP-1的血清濃度的干預(yù) 血清MCP-1濃度檢測結(jié)果顯示，脊柱結(jié)核組、肺結(jié)核組以及健康組中受試者性別對MCP-1血清濃度的影響均沒有明顯差異。見表2。

表2 受試者中性別差異對MCP-1血清濃度的影響Tab.2 The influence of neutral difference on the serum concentration of MCP-1 in patients (±s,pg/mL)

2.3 年齡差異對MCP-1血清濃度的影響 血清MCP-1濃度檢測結(jié)果顯示，脊柱結(jié)核組、肺結(jié)核組以及健康組中受試者年齡差異對MCP-1血清濃度的影響均沒有明顯差異。見表3。

表3 受試者的MCP-1的變化Tab.3 The changes of MCP-1 in patients with spinal tuberculosis(±s,pg/mL)

3 討論

MCP-1在各種免疫應(yīng)答中均發(fā)揮調(diào)控功能[14]，其可以通過不同的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑對機(jī)體免疫和疾病發(fā)生產(chǎn)生影響[15]。MCP-1既可抑制疾病發(fā)生，亦可促進(jìn)疾病進(jìn)展[16]，MCP-1調(diào)控結(jié)果決定于該蛋白在疾病發(fā)生發(fā)展過程中的表達(dá)的時機(jī)和絕對數(shù)量[17]。MCP-1調(diào)控對疾病的影響非常復(fù)雜，通過誘導(dǎo)的MCP-1生成能夠抑制機(jī)體細(xì)胞的生理活性；還能夠抑制細(xì)胞分泌白介素；同時高表達(dá)MCP-1則能夠選擇性抑制細(xì)胞免疫反應(yīng)，從而降低機(jī)體免疫反應(yīng)的程度。MCP-1通過影響單核細(xì)胞主導(dǎo)的天然免疫，還可調(diào)控極化過程，進(jìn)而干預(yù)獲得性免疫[18]。MCP-1可誘發(fā)趨化功能，進(jìn)而干預(yù)單核細(xì)胞介導(dǎo)的趨化活性。MCP-1可以誘導(dǎo)單核細(xì)胞的聚集，并且可以使單核細(xì)胞的細(xì)胞液中的游離氧增加，最終導(dǎo)致呼吸爆發(fā)、增強(qiáng)單核細(xì)胞對微生物的殺滅能力。此外，MCP-1還能夠激活單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，促使超氧離子與溶菌酶釋放。這一系列反應(yīng)可以上調(diào)粘附分子與細(xì)胞因子在細(xì)胞表面的表達(dá)量，使細(xì)胞發(fā)生遷移。研究者還發(fā)現(xiàn)，MCP-1可以激活體內(nèi)的嗜堿性粒細(xì)胞，使嗜堿性粒細(xì)胞發(fā)生脫顆粒的反應(yīng)，繼而促進(jìn)組胺的釋放，使效應(yīng)細(xì)胞遷徙與歸巢。在機(jī)體調(diào)控結(jié)核病免疫的過程中，研究者認(rèn)為，免疫反應(yīng)可以分為細(xì)胞免疫與體液免疫。這其中，細(xì)胞免疫是主導(dǎo)地位。侵入人體的恰當(dāng)時候，MCP-1不但能夠趨化粒細(xì)胞和單核細(xì)胞，誘導(dǎo)著寫分化成為嗜堿性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等，進(jìn)而吞噬結(jié)核菌并協(xié)助殺滅結(jié)核病菌，抗原提呈，誘導(dǎo)體液免疫。肺泡上皮細(xì)胞與間皮細(xì)胞都能收到結(jié)核桿菌，進(jìn)而產(chǎn)生MCP-1蛋白，參與建設(shè)調(diào)控免疫應(yīng)答機(jī)構(gòu)和人員。

本研究發(fā)現(xiàn)，在肺結(jié)核組的血清MCP-1濃度高于健康組(P<0.05)，尤其是在脊柱結(jié)核組中，MCP-1血清濃度明顯增高(P<0.05)，其血清濃度均數(shù)隨著結(jié)核菌在體內(nèi)的播散呈現(xiàn)上升趨勢。由于本試驗結(jié)果的提示，研究者推斷患者外周血中的血清MCP-1濃度能夠作為脊柱結(jié)核的特異性血清學(xué)指標(biāo)。結(jié)核病受試者的性別會造成的觀察指標(biāo)的數(shù)值差異，一般表現(xiàn)為男性受試者更易患肺結(jié)核和肺外結(jié)核，然而本研究結(jié)果沒有發(fā)現(xiàn)受試者的性別對于MCP-1血清濃度的顯著影響。分析原因，研究者認(rèn)為這一結(jié)果與男女受試者的基因型表達(dá)有所差異相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，兒童與成人的MCP-1在外周血中的濃度沒有顯著差異。分析原因，本研究的受試者以成人為主，這一原因可能削弱年齡對MCP-1表達(dá)量的影響。

總而言之，本研究發(fā)現(xiàn)脊柱結(jié)核組MCP-1的血清濃度高于肺結(jié)核組和健康組，血清MCP-1濃度隨著結(jié)核菌在體內(nèi)的致病和播散呈上升趨勢，可以為早期診斷脊柱結(jié)核提供新的手段和理論依據(jù)。

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(編校：薛雪)

The immune and pathological mechanism of the effect of monocyte chemotaxis protein -1 on the development of spinal tuberculosis

ZHANG Ru-bingΔ, BAO Yu-cheng

(Department of Orthopedics, Tianjin Haihe Hospital, Tianjin 300350, China)

ObjectiveTo investigate the immune and pathological mechanism of the effect of monocyte chemotaxis protein -1 on the development of spinal tuberculosis.MethodsA total of 1002 patients were enrolled in Tianjin Haihe Hospital from January 2011 to January 2016, which were included in the diagnostic criteria and exclusion criteria. Divided into 332 cases of spinal tuberculosis group(new spine tuberculosis subjects), 334 cases of pulmonary tuberculosis group( new pulmonary tuberculosis subjects), 336 cases of healthy group(healthy subjects), the serum concentration of monocyte chemotactic protein-1 (MCP-1) was detected by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). To investigate the factors influencing the expression of MCP-1 and to analyze the correlation between serum MCP-1 concentration and spinal tuberculosis.ResultsSerum MCP-1 concentration in the body with the tuberculosis pathogenicity and sowing was gradually increasing. The concentration of MCP-1 in the spine tuberculosis group was significantly higher than that in thepulmonary tuberculosis group and the healthy group, the difference was statistically significant (P<0.05). There was no significant difference in serum MCP-1 concentrations between male and female patients in spine tuberculosis group, pulmonary tuberculosis group and healthy group. There was no significant difference in serum MCP-1 concentration between children and adults patients in spine tuberculosis group, pulmonary tuberculosis group and healthy group.ConclusionThe serum concentration of MCP-1 in Spinal tuberculosis group is higher than pulmonary tuberculosis group and health group, and it shows an upward trend with the spread of tuberculosis.

monocyte chemotactic protein-1; spinal tuberculosis; immune mechanism; correlation study

10.3969/j.issn.1005-1678.2016.12.043

天津市衛(wèi)生局科技基金(2015KZ046)

張汝柄，通信作者，男，碩士，主治醫(yī)師，研究方向：脊柱結(jié)核骨質(zhì)破壞的免疫病理機(jī)制，E-mail：zhangrubing852@163.com。

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