原发性HIV感染者免疫状态变化分析Analysis of Changes in the Immune Status of Persons with Primary HIV Infection

环球医讯 / 健康研究来源:article.sapub.org乌方斯坦 - 英文2025-07-10 13:18:52 - 阅读时长11分钟 - 5297字
本文深入探讨了初诊HIV感染者的体液免疫与细胞因子状态,揭示了免疫球蛋白和细胞因子浓度的变化趋势及其对免疫反应的影响,为理解HIV感染的免疫机制提供了重要参考,同时也反映了乌方斯坦在该领域的研究进展。
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原发性HIV感染者免疫状态变化分析

摘要

研究旨在评估新诊断HIV感染者体液免疫和细胞因子状态。结果显示,尽管原发性HIV感染者血清中免疫球蛋白浓度的变化趋势相似,但变化强度不同。这种情况表明,虽然体液免疫有所增强,但初级免疫反应存在压力,而次级免疫反应明显不足。这些个体血清中的IL-1β、IL-6、IL-4和IL-10浓度均显著增加。其中,IL-1β在炎症过程和抗病毒免疫形成中的作用较IL-6更为显著。

引言

众所周知,由于机体免疫系统活性下降(继发性免疫缺陷),其抵抗各种感染的能力减弱,机会性感染增多,抗肿瘤能力下降。HIV感染是一种缓慢进展的病理状态,其病原体属于逆转录病毒科慢病毒属。一旦病毒进入体内,会感染表面带有CD4+受体的T辅助/诱导细胞。此外,HIV还能感染含有该受体的单核细胞、巨噬细胞、朗格汉斯细胞、树突状细胞以及小胶质细胞。这些细胞因病毒损伤而导致免疫系统活性下降,最终发展为获得性免疫缺陷综合征(AIDS)。考虑到CD4+细胞向B淋巴细胞传递抗原信息、促进其分化为浆细胞并确保抗体合成的重要性,其在免疫功能细胞中的核心地位显而易见。尽管国内外学者在HIV感染的病因、发展、发病机制特点、传播途径、早期诊断、抗逆转录病毒治疗及预防方面开展了大量研究,但关于免疫系统功能及其改变和年龄特征的研究仍然不足且分散。

研究目的

本研究旨在检查和评估新诊断HIV感染者的免疫状态。

材料与方法

为开展研究,共检测了783名原发性HIV感染者的血清样本。其中,男性占59.51±1.75%(n=466),女性占40.49±1.75%(n=317)。值得注意的是,男性显著多于女性(P<0.05)。感染者中,12.39±1.18%(n=97)为城市常住居民,87.61±1.18%(n=686)为农村常住居民。农村人口中HIV感染率较高,主要归因于大量劳动力移民在国外工作。研究发现,73.95±1.57%(n=579)的参与者已婚,其余26.05±1.57%(n=204)为未婚。大多数确诊HIV感染的公民年龄集中在31-40岁(39.08±1.74%)和41-50岁(33.46±1.69%),最少的年龄段为21-30岁(11.24±1.13%)。这一年龄段(31-50岁)正是劳动力移民的主要群体,因此该人群中HIV感染率较高。

使用2022年生产的MR-96A型酶标仪(中国深圳迈瑞公司)对HIV感染者血清样本进行酶联免疫吸附试验(ELISA)。IgA浓度测定采用俄罗斯新西伯利亚Vector Best有限责任公司的试剂盒,IgM、IgG和IgE水平测定则采用俄罗斯莫斯科XEMA有限责任公司的试剂盒。细胞因子浓度测定同样采用Vector Best有限责任公司的试剂盒,用于测量血清中IL-1β、IL-4、IL-6和IL-10的浓度。所有测试均按照试剂盒说明书进行。

统计处理采用传统变异性统计方法,并通过Excel程序完成。统计分析在配备奔腾IV处理器的个人计算机上进行,使用专为医学和生物学研究设计的软件包。

结果

研究对象为21-60岁的原发性HIV感染者。其中,90名受试者测定了血清中免疫球蛋白浓度。

研究评估了血清中IgA、IgM、IgG和IgE浓度变化的程度。为了比较结果,还检测了20名健康个体(见表1)。

如表1所示,血清中免疫球蛋白浓度的变化呈现出数量失衡。这些变化的趋势和强度各不相同。

IgA,尤其是分泌型IgA(sIgA),是局部体液免疫的主要蛋白质,是机体黏膜表面和生物液体中“第一道防线”,常见于黏膜表面分泌物中。因此,其在血液中的浓度取决于局部免疫状态、进入体内的抗原数量及其进入强度。研究发现,原发性HIV感染者血清中IgA水平显著升高,为健康个体的1.95倍——分别为2.46±0.06 g/l和1.26±0.15 g/l(P<0.001)。这种IgA水平的升高表明局部免疫抵抗力因素受到更大压力,导致其合成增强。

IgM在所有免疫球蛋白中以五聚体形式存在,分子量大,主要负责初级免疫反应。当抗原进入机体时,IgM首先被合成,并在5-6天后达到血清中的最大浓度,随后开始减少。研究显示,该病理性血清中IgM浓度为1.99±0.09 g/l,显著高于健康个体(1.32±0.14 g/l),高出1.51倍(P<0.05)。IgM的增加趋势与前述免疫球蛋白相似,但变化强度相对较低。这种情况与初级免疫反应强度低有关,尽管局部免疫承受高病毒载量。我们认为,由于HIV感染的目标是T辅助/诱导细胞受损,病毒信息未能完全传递至B淋巴细胞,导致负责初级免疫反应的IgM合成不足。

IgG在所有免疫球蛋白中分子量最小,是唯一能穿过胎盘的免疫球蛋白,占所有免疫球蛋白的75%,主要负责次级免疫反应。IgG分子包裹抗原表面(调理作用)使吞噬细胞快速识别、吞噬并清除它们。此外,它通过经典途径激活补体系统,帮助清除抗原。研究结果显示,原发性HIV感染者血清中IgG浓度显著升高,比健康个体高出2.46倍——分别为23.22±0.06 g/l和13.53±0.89 g/l(P<0.001)。这种体液免疫的增强无疑与免疫功能细胞数量的定量不足有关,因为体液免疫是整体免疫系统的一部分,与其他组成部分密切相关。

观察到的IgA、IgM和IgG变化强度的定量失衡确实归因于免疫系统功能的负面变化、系统的压力以及初级和次级免疫反应形成和发展中的问题。

除了上述免疫球蛋白外,还研究了血清中IgE的浓度。IgE在抗原(过敏原)进入机体后释放炎症介质进入血液,引发过敏反应。因此,在HIV感染中确定潜在过敏背景水平至关重要。研究结果显示,该病理性血清中IgE浓度显著升高(P<0.001),为健康个体的84.88倍——分别为54.32±3.20 IU/ml和0.64±0.06 IU/ml。

研究对象中观察到的高过敏背景归因于机体内机会性感染的形成和发展,表现为原虫(寄生虫)和真菌感染。这是机体因HIV感染导致继发性免疫缺陷的结果。

为了更清楚地展示结果差异,将HIV感染者血清中主要免疫球蛋白类浓度变化程度与健康个体参数进行了比较(见表2)。

显然,所有指标都有显著变化(P<0.001)。尽管其值的变化趋势基本一致,但变化强度的显著失衡表明这些个体的免疫系统发生了变化。特别需要注意的是,在四种免疫球蛋白中,IgG和IgE浓度的变化最为显著。

同时,也需对原发性HIV感染者血清中其他体液免疫代表——细胞因子浓度进行比较研究。尽管Zalyaliyeva M.V.和Ruzibakiyev R.M.[2]详细研究并描述了这些指标,但它们是基于疾病阶段进行研究的,原发性HIV感染者被纳入总体组。因此,有必要单独研究并评估其结果。

已知完全抵御HIV感染需要细胞毒性T淋巴细胞和CD4+细胞的共同参与,因为CD4+细胞合成抑制HIV复制的细胞因子和趋化因子[2]。CD4+细胞分为两类:Th1和Th2,均由其共同前体Th0分化而来[3,5]。Th1细胞产生刺激细胞免疫的细胞因子,而Th2细胞则确保促进B淋巴细胞转化为浆细胞的细胞因子生产。

研究表明,IL-1是一种炎症细胞因子,作为免疫和炎症的介质。它由巨噬细胞合成,刺激B淋巴细胞、T淋巴细胞、角质形成细胞和成纤维细胞。在初级免疫反应中,其产生触发与疾病相关的致病性变化[1,4,7]。鉴于上述事实,认为有必要在病毒感染(包括HIV感染)中鉴定该细胞因子。

研究发现,原发性HIV感染者血清中IL-1β浓度达到46.36±2.67 pg/ml,显著高于健康个体(8.06±1.23 pg/ml),高出5.75倍(P<0.001)(见表3)。

IL-1β浓度升高会导致症状形成和发展,以及HIV诱导的Th1细胞缺陷。因此,IL-1β浓度升高与Th1细胞缺陷相关,这种病理状态促使炎症症状(发热、贫血、体重减轻、皮肤和黏膜病理变化)的发展。

IL-6是另一种在HIV感染中具有重要作用的炎症细胞因子。考虑到IL-6由活化的巨噬细胞和Th2细胞合成,刺激免疫反应,是急性炎症阶段的关键介质之一,促进T和B细胞增殖分化,刺激白细胞生成,并激活肝脏脂质合成,可以肯定其作为细胞因子的重要性[6,10]。

研究发现,原发性HIV感染者血清中IL-6浓度显著升高(P<0.05),为健康个体的1.50倍——分别为10.20±0.76 pg/ml和6.80±1.06 pg/ml(图1)。

与IL-1β相比,血清中IL-6的强度增加较低,这表明炎症过程的形成和发展及其在抗病毒免疫中的作用相对较小。

在后续研究阶段,对血清中抗炎细胞因子(IL-4、IL-10)浓度进行了比较分析。

目前已证明,IL-4是一种抗炎细胞因子,诱导Th0细胞分化,由Th2细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞和肥大细胞合成,增强T和B淋巴细胞增殖,促进B淋巴细胞转化为浆细胞,并作为体液和适应性免疫的重要调节因子[9]。

已确定,细胞因子IL-4抑制T淋巴细胞表面HIV共受体表达,从而降低病毒进入细胞的可能性。然而,同时通过tat依赖机制增强病毒感染细胞中的HIV复制[2]。IL-4的过度生产,尤其是在HIV感染早期阶段,增加感染细胞形成合胞体的能力,从而加速HIV感染进展。

研究发现,HIV感染者血清中IL-4细胞因子浓度为36.33±1.88 pg/ml,显著高于健康个体(平均5.85±0.99 pg/ml),高出6.21倍(P<0.001)。

IL-10是一种具有多种多效性作用的抗炎细胞因子,包括抗炎和免疫调节特性。它抑制Th1细胞诱导的TNF-α和IL-1β细胞因子分泌,有效抑制机体内的炎症过程[8]。

研究发现,原发性HIV感染者血清中该细胞因子浓度显著升高,为健康个体的1.94倍——分别为33.49±2.13 pg/ml和17.31±3.00 pg/ml(P<0.001)。尽管变化强度低于IL-4,但变化趋势相同。因此,在HIV感染中观察到抗炎细胞因子浓度急剧升高(图2)。

研究所得的原发性HIV感染者血清中抗炎细胞因子浓度结果与许多研究人员(包括Zalyaliyeva M.V.和Ruzibakiyev R.M.[2])报告的结果相似。在此背景下,对所有研究的促炎和抗炎细胞因子相对于健康个体的变化程度进行了比较分析(见表4)。

显然,所有细胞因子(包括促炎和抗炎)均出现过量生产,且与健康个体指标相比显著改变。值得注意的是,虽然变化趋势一致,但变化强度不同。

讨论

原发性HIV感染者与健康个体相比,免疫球蛋白浓度发生显著变化,表现出数量失衡。尽管这些个体的变化趋势一致,但变化强度不同。与健康个体相比,研究对象的IgA水平升高1.95倍,IgM升高1.51倍,IgG升高2.46倍(P<0.001)。这种情况表明初级免疫反应存在压力,同时体液免疫增强,但次级免疫反应明显不足。

HIV感染者血清中IgE水平显著升高84.88倍(P<0.001),表明这些个体体内过敏背景的形成和加强。我们认为,这种情况与机体因继发性免疫缺陷导致原虫(寄生虫)和微真菌(机会性感染)数量增加有关。因此,HIV感染者继发性免疫缺陷的形成表现为血清中免疫球蛋白的定量失衡。

新诊断HIV感染者血清中促炎细胞因子(IL-1β、IL-6)水平在研究病理性条件下显著升高。尽管两种细胞因子的增加趋势相似,但定量变化强度不同。与健康个体相比,IL-1β增加5.75倍,而IL-6增加1.50倍。显然,IL-1β在炎症过程和抗病毒免疫形成中的作用比IL-6更为重要。

研究发现,该组中两种细胞因子浓度显著高于健康个体,分别高出6.21倍和1.94倍(P<0.001)。两种细胞因子的检测趋势和相对于健康参数的变化强度几乎相同。研究人员认为,这两种细胞因子在抗病毒免疫(包括抗HIV感染免疫)中均发挥作用。

结论

  1. 原发性HIV感染者血清免疫球蛋白浓度变化趋势相似,但变化强度不同。与健康个体相比,研究对象的IgA水平升高1.95倍,IgM升高1.51倍,IgG升高2.46倍(P<0.001)。这种情况表明初级免疫反应存在压力,同时体液免疫增强,但次级免疫反应明显不足。
  2. HIV感染者血清中IgE水平显著升高84.88倍,表明这些个体体内过敏背景的形成和加强。这种过敏背景的形成被认为与机体因继发性免疫缺陷导致机会性感染增加有关。
  3. 原发性HIV感染者血清中IL-1β和IL-6浓度显著升高。与健康个体相比,IL-1β升高5.75倍,IL-6升高1.50倍。IL-1β在炎症过程和抗病毒免疫形成中的作用比IL-6更为重要。
  4. 原发性HIV感染者血清中IL-4和IL-10水平显著高于健康个体,分别高出6.21倍和1.94倍。两种细胞因子的检测趋势和相对于健康个体参数的变化强度几乎相同。


(全文结束)

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