旋毛蟲(chóng)感染早期小鼠腸道病理變化及免疫調(diào)節(jié)相關(guān)細(xì)胞因子表達(dá)的研究

宋伊寧,徐 靜,龐建達(dá),王昕蕊,劉曉雷,劉明遠(yuǎn),孫樹(shù)民，

旋毛蟲(chóng)是一種雌雄異體線蟲(chóng)，可感染包括人類在內(nèi)的所有哺乳動(dòng)物、部分食肉鳥(niǎo)類及爬行動(dòng)物，能夠引發(fā)嚴(yán)重的人獸共患傳染病，對(duì)人類和動(dòng)物健康、社會(huì)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生極大負(fù)面影響[1]。盡管旋毛蟲(chóng)病在歐洲和美國(guó)得到良好控制,但在中國(guó)、阿根廷和東歐等發(fā)展中國(guó)家和發(fā)達(dá)國(guó)家仍有流行[2]。研究[3]發(fā)現(xiàn)旋毛蟲(chóng)入侵宿主機(jī)體不是簡(jiǎn)單的機(jī)械性滲透的結(jié)果[4]。盡管旋毛蟲(chóng)的感染可誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生抗體等獲得性免疫效應(yīng)，但是這些免疫效應(yīng)并不能完全抑制旋毛蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育，機(jī)體處于一種慢性持續(xù)感染的狀態(tài)，表明旋毛蟲(chóng)能夠抑制和逃避宿主免疫反應(yīng)[5]。旋毛蟲(chóng)可能借助自身的蛋白發(fā)揮侵襲和寄生作用，其免疫機(jī)制在旋毛蟲(chóng)發(fā)育、侵襲和寄生過(guò)程中起著重要作用[6]。近年來(lái)，旋毛蟲(chóng)誘導(dǎo)宿主產(chǎn)生的免疫抑制作用備受關(guān)注，這種由旋毛蟲(chóng)感染誘導(dǎo)宿主產(chǎn)生的免疫抑制作用對(duì)過(guò)敏性疾病、自身免疫性疾病、腫瘤的發(fā)生和發(fā)展有著極大的推動(dòng)作用，并為以上幾類疾病的研究和防控提供了新的思路和轉(zhuǎn)機(jī)[7-10]。

旋毛蟲(chóng)不同發(fā)育時(shí)期產(chǎn)生的期特異性抗原可誘導(dǎo)宿主機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答[11-12]。多項(xiàng)研究表明旋毛蟲(chóng)感染早期可誘導(dǎo)宿主產(chǎn)生免疫抑制作用，在這一階段蟲(chóng)體發(fā)育迅速，蟲(chóng)體形態(tài)和分泌產(chǎn)物不斷變化，經(jīng)歷了感染性幼蟲(chóng)的快速脫囊，侵入腸粘膜上皮細(xì)胞，4次蛻皮發(fā)育為成蟲(chóng)，雌雄成蟲(chóng)交配，雌蟲(chóng)于感染后第4 d開(kāi)始產(chǎn)新生幼蟲(chóng)，最后新生幼蟲(chóng)隨血液或淋巴液迅速移行并侵入骨骼肌的復(fù)雜發(fā)育變遷過(guò)程。據(jù)此推測(cè)旋毛蟲(chóng)發(fā)育早期約6 d時(shí)間內(nèi)的不同時(shí)間點(diǎn)對(duì)宿主的免疫調(diào)節(jié)存在復(fù)雜性和波動(dòng)性。旋毛蟲(chóng)感染抑制Th1 / Th17應(yīng)答的同時(shí)誘導(dǎo)Treg細(xì)胞減少炎癥反應(yīng)[13]，Th1 / Th2細(xì)胞對(duì)機(jī)體免疫功能的平衡有著至關(guān)重要的作用，平衡遭到破壞致使機(jī)體處于感染狀態(tài)[14]。根據(jù)這一特性，本研究檢測(cè)了旋毛蟲(chóng)感染早期的4個(gè)關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)小鼠腸系膜淋巴結(jié)相關(guān)細(xì)胞因子的表達(dá)情況，并進(jìn)行了病理切片染色觀測(cè)，探究旋毛蟲(chóng)感染早期對(duì)宿主免疫調(diào)節(jié)的機(jī)制。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)動(dòng)物及旋毛蟲(chóng)蟲(chóng)種 BALB/c鼠：6～8周，18～25 g，雌性，購(gòu)自吉林大學(xué)醫(yī)學(xué)部動(dòng)物中心。

旋毛蟲(chóng)蟲(chóng)種：中國(guó)河南豬旋毛蟲(chóng)分離株(T1)，標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際蟲(chóng)種編號(hào)ISS534，由吉林大學(xué)人獸共患病研究所提供。

1.2主要試劑及儀器 無(wú)水乙醇、二甲苯、石蠟、液氮、眼科剪、眼科鑷、45 mm灌胃針、載玻片、蘇木素伊紅(HE)染液購(gòu)自無(wú)錫市江原實(shí)業(yè)技貿(mào)總公司、MSD試劑盒(貨號(hào)：K150691-1)購(gòu)自上海優(yōu)寧維生物科技股份有限公司、讀板液購(gòu)自上海優(yōu)寧維生物科技股份有限公司、倒置顯微鏡(日本OLYMPUS公司)、KD202A輪轉(zhuǎn)切片機(jī)(浙江金華科迪儀器設(shè)備有限公司)、MSD(型號(hào)：Quick Plex SQ120)。

1.3旋毛蟲(chóng)攻蟲(chóng)感染 本試驗(yàn)共需48只BALB/c鼠，對(duì)其中24只健康鼠按照250條/只灌胃處理，并將剩余24只鼠設(shè)置為空白組進(jìn)行對(duì)照。分別在感染后6 h、30 h、3 d、6 d，將試驗(yàn)所需數(shù)量的感染鼠和空白鼠處理，無(wú)菌條件收集試驗(yàn)材料。

1.4腸道蘇木素伊紅(HE)染色 于上述4個(gè)時(shí)間，每組處死3只感染組鼠及3只空白組鼠，無(wú)菌條件收集腸道組織。將組織進(jìn)行常規(guī)包埋、切片，烘干后脫蠟。隨后加入試劑盒中的蘇木素染色液, 室溫孵育8 min。蒸餾水洗去多余染液, 使用分化液觀察分色情況。蒸餾水漂洗2 min，加入試劑盒中的伊紅染液, 室溫孵育1 min，蒸餾水沖洗20 s。無(wú)水乙醇脫水2 min后，浸入二甲苯透明處理10 min，樹(shù)膠封片，晾干后拍照。

1.5電化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)(MSD)檢測(cè) 于上述4個(gè)時(shí)間點(diǎn)，每組處死3只感染組鼠和3只空白組鼠，無(wú)菌條件收集腸系膜淋巴結(jié)，使用液氮速凍后儲(chǔ)存于-80 ℃冰箱中，用于IL-2、IL-4、IL-10、IL-17A、IFN-γ、TGF-β等細(xì)胞因子的檢測(cè)。將300 μL Linker與200 μL對(duì)應(yīng)的生物素標(biāo)記的抗體混合均勻，室溫孵育30 min。隨后加入200 μL的終止液混合均勻，室溫孵育30 min。包被MSD板，每孔加入50 μL抗體，室溫孵育1 h。使用1×PBS (0.05% Tween-20)清洗液將MSD板進(jìn)行3次循環(huán)洗滌后加入25 μL的稀釋液，再加入25 μL的樣本,封口膜封上后室溫振蕩1 h。再次清洗MSD板3次后，每孔加入50 μL檢測(cè)抗體室溫振蕩1 h。再次清洗MSD板3次，加入150 μL讀板液，上機(jī)檢測(cè)，讀取結(jié)果。

1.6數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析 使用SPSS22.0軟件對(duì)以上細(xì)胞因子試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用t檢驗(yàn)方法進(jìn)行分析，檢驗(yàn)水準(zhǔn)為α=0.05。根據(jù)產(chǎn)生情況及其變化規(guī)律，并用GraphPad 5.0軟件繪圖并分析結(jié)果。

2 結(jié) 果

2.1腸道蘇木素伊紅(HE)染色結(jié)果 感染后不同時(shí)間點(diǎn)小腸病理切片觀察，與空白對(duì)照組相較，感染后6 h小腸組織炎性細(xì)胞浸潤(rùn)；感染后30 h粘膜水腫，炎性細(xì)胞顯著增多；感染后3 d粘膜炎性細(xì)胞浸潤(rùn)，粘膜損傷嚴(yán)重；感染后6 d粘膜及粘膜下層炎性細(xì)胞浸潤(rùn)明顯，粘膜損傷加重，并伴有水腫。

圖1 不同時(shí)間點(diǎn)(A-E:空白對(duì)照、感染后6 h、30 h、3 d、6 d)腸道組織切片F(xiàn)ig.1 Intestinal tissue sections at different time points (A-E: blank control group,6 h, 30 h, 3 d,6 d after infection)

2.2電化學(xué)發(fā)光免疫分析(MSD)檢測(cè)結(jié)果 與空白對(duì)照組相比，感染組腸系膜淋巴結(jié)IL-2水平于感染后6 h顯著降低，3 d、6 d顯著升高，30 h無(wú)顯著變化；IL-4水平于感染后3 d、6 d顯著升高；IL-10水平于感染后6 h、30 h降低，但不顯著，3 d、6 d顯著升高；IL-17A水平于感染后6 d明顯降低，30 h、3 d顯著升高；IFN-γ水平于感染后3 d、6 d顯著升高；TGF-β水平于感染后30 h顯著升高，3 d、6 d升高，但不顯著。

3 討 論

旋毛蟲(chóng)感染的同時(shí)對(duì)宿主產(chǎn)生強(qiáng)烈免疫調(diào)節(jié)作用[15-16]，大量研究表明在旋毛蟲(chóng)的急性感染期和慢性感染期均可以促進(jìn)Treg細(xì)胞的數(shù)量增加，旋毛蟲(chóng)通過(guò)一個(gè)促使Treg細(xì)胞數(shù)量增加的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)下調(diào)宿主的免疫應(yīng)答情況[17]。此外，旋毛蟲(chóng)對(duì)天然免疫系統(tǒng)也存在免疫抑制作用[18]。多數(shù)研究檢測(cè)為1 d以上感染天數(shù)的免疫調(diào)節(jié)情況，本試驗(yàn)對(duì)此檢測(cè)時(shí)間提出不同看法，以BALB/c鼠為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，檢測(cè)旋毛蟲(chóng)感染后肌幼蟲(chóng)L1腸粘膜上皮細(xì)胞入侵期(6 h)，旋毛蟲(chóng)成蟲(chóng)初形成期(30 h)，以及3 d和6 d 4個(gè)時(shí)期宿主的腸系膜淋巴結(jié)免疫應(yīng)答情況。此外，對(duì)4個(gè)時(shí)間點(diǎn)的感染組及空白組進(jìn)行了組織切片染色觀察。

腸道病理染色結(jié)果顯示：旋毛蟲(chóng)感染后6 h至6 d腸道的炎癥反應(yīng)隨時(shí)間延長(zhǎng)加重。MSD結(jié)果顯示免疫抑制存在于6 h時(shí)，表現(xiàn)為IL-2作為誘導(dǎo)Th1應(yīng)答的重要細(xì)胞因子水平顯著降低,其他細(xì)胞因子無(wú)顯著變化，指示Th1免疫應(yīng)答受到抑制；感染后30 h，TGF-β和IL-17A水平顯著升高，IL-17A作為炎性細(xì)胞因子可以強(qiáng)烈招募中性粒細(xì)胞，因而提示此時(shí)機(jī)體處于前炎癥反應(yīng)階段；感染后3 d和6 d兩個(gè)時(shí)期，Th1型細(xì)胞因子(IL-2，IFN-γ)和Th2型細(xì)胞因子(IL-4，IL-10)水平均顯著升高，提示機(jī)體此時(shí)處于炎癥反應(yīng)階段，呈現(xiàn)Th1 / Th2混合型免疫應(yīng)答，這與Ilic等人[17]的發(fā)現(xiàn)近似。本研究發(fā)現(xiàn)旋毛蟲(chóng)感染后6 h是旋毛蟲(chóng)(肌幼蟲(chóng)L1)侵入腸系膜上皮細(xì)胞的階段，此時(shí)腸道內(nèi)的Th1型免疫抑制狀態(tài)有利于旋毛蟲(chóng)(肌幼蟲(chóng)L1)脫囊后至進(jìn)入腸上皮細(xì)胞前免受Th1型免疫的殺傷和清除作用。旋毛蟲(chóng)感染后30 h時(shí)已經(jīng)完成4次蛻皮并發(fā)育為成蟲(chóng)，但感染后30 h及更長(zhǎng)時(shí)間的炎癥反應(yīng)將無(wú)法徹底清除全部成蟲(chóng)[19]，旋毛蟲(chóng)發(fā)育肌幼蟲(chóng)期宿主長(zhǎng)期處于Th2型免疫反應(yīng)，這種免疫反應(yīng)是蟲(chóng)體不同發(fā)育時(shí)期長(zhǎng)期刺激宿主免疫系統(tǒng)的結(jié)果，旋毛蟲(chóng)感染刺激宿主機(jī)體導(dǎo)致免疫失衡逐漸趨向Th2型免疫應(yīng)答[20-21]，這種應(yīng)答為以Th1型免應(yīng)答失衡而導(dǎo)致的疾病帶來(lái)了新的治療方法，其主要原因是旋毛蟲(chóng)感染能夠調(diào)節(jié)免疫失衡宿主(如：炎癥性腸病患者)的免疫平衡。

旋毛蟲(chóng)感染后6 h腸道Th1型免疫應(yīng)答受到抑制，并在感染后3 d和6 d 2個(gè)時(shí)期呈現(xiàn)Th1 / Th2混合型免疫應(yīng)答，以及從感染后6 h至6 d腸道的炎癥逐漸加重的變化趨勢(shì)，反映了旋毛蟲(chóng)感染早期對(duì)宿主免疫調(diào)節(jié)的復(fù)雜性，旋毛蟲(chóng)通過(guò)誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生的Th2型免疫應(yīng)答[22]，從而實(shí)現(xiàn)其在宿主體內(nèi)長(zhǎng)期寄生。本研究有助于闡明旋毛蟲(chóng)感染早期誘導(dǎo)宿主產(chǎn)生的免疫抑制機(jī)制，為相關(guān)疾病的研究奠定基礎(chǔ)。

利益沖突：無(wú)