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. 2021 Mar 1;53(4):721–727. [Article in Chinese] doi: 10.19723/j.issn.1671-167X.2021.04.017

外周血淋巴细胞亚群检测在系统性硬化症治疗中的应用

Application of lymphocytes test in peripheral blood of patients with systemic sclerosis during the treatment

Xiang-bo MA 1,2, Xue-wu ZHANG 1, Ru-lin JIA 1, Ying GAO 3, Hong-jiang LIU 1, Yu-fang LIU 1,4, Ying-ni LI 1,*
PMCID: PMC8365082  PMID: 34393235

Abstract

目的

检测免疫抑制剂治疗中系统性硬化症(systemic sclerosis, SSc) 患者外周血T淋巴细胞、B淋巴细胞及自然杀伤(natural killer,NK) 细胞的表达水平,分析其与临床实验室指标之间的相关性,进而探讨外周血淋巴细胞亚群检测在SSc治疗中的意义。

方法

采用流式细胞术检测使用免疫抑制剂的32例SSc患者(SSc组)和30例健康对照(healthy control,HC)组外周血T、CD4+T、CD8+T、B、NK细胞数量及比例,比较SSc组与HC组外周血淋巴细胞亚群的差异,分析外周血淋巴细胞亚群与SSc其他实验室及临床指标之间的相关性。

结果

与HC组相比,SSc组中T、CD4+T、CD8+T、B、NK细胞数量均明显减少(P<0.05),同时,NK细胞占淋巴细胞的百分比也明显降低(P=0.004);此外,使用免疫抑制剂的SSc患者中65%以上外周血存在各淋巴细胞亚群细胞数量减少。CD4+T淋巴细胞数量降低组与正常组相比,其出现雷诺现象的比例明显升高(P=0.024),红细胞沉降率和C-反应蛋白也明显升高(P<0.001,P=0.018);CD8+T淋巴细胞数量降低组与正常组相比,红细胞沉降率明显升高(P=0.022);B淋巴细胞数量降低组与正常组相比,发生指尖溃疡的风险明显增高(P=0.019);NK细胞数量降低组与正常组相比,发生指尖溃疡的风险明显增高(P=0.033),而体内免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)M水平明显降低(P=0.049)。相关性分析可见,红细胞沉降率与总T淋巴细胞(r=-0.455,P=0.009)、CD4+T淋巴细胞(r=-0.416,P=0.018)、CD8+T淋巴细胞(r=-0.430,P=0.014)、B细胞(r=-0.366,P=0.039)数量呈负相关。

结论

使用免疫抑制剂的SSc患者外周血中T、CD4+T、CD8+T、B及NK细胞数量明显减少,某些淋巴细胞亚群的变化可能与雷诺现象、指尖溃疡的发生有关,与红细胞沉降率、C-反应蛋白呈明显负相关,使用免疫抑制剂治疗SSc中应定期检测外周血淋巴细胞亚群的细胞数量。

Keywords: 系统性硬化症, T淋巴细胞, B淋巴细胞, 自然杀伤细胞


系统性硬化症(systemic sclerosis,SSc)是一种病因不明、发病机制复杂的慢性自身免疫性疾病,主要病理改变为血管病变,早期出现雷诺现象,之后皮肤或内脏器官逐步纤维化。临床上根据纤维化的部位是否局限分为局限型和弥漫型,全球SSc患病率为1/10 000 [1],虽然近年来SSc患者生存率有所改善,但其死亡率仍然很高, 尤其是弥漫型,高于其他风湿病[2]。该病虽无特效治疗药物,但使用免疫抑制剂如硫唑嘌呤、甲氨蝶呤、环磷酰胺或环孢素A以及吗替麦考酚酯等药物进行早期干预,可提升患者生活质量,改善肺间质纤维化及肺动脉高压,并可大幅度降低患者的死亡率。SSc患者体内免疫细胞存在过度活化,使用免疫抑制剂可抑制其活化,然而,淋巴细胞被过度抑制后可能产生其他不良结果。本研究拟分析应用激素和免疫抑制剂治疗中SSc患者外周血淋巴细胞的变化,探索淋巴细胞亚群检测在SSc治疗中的意义。

1. 资料与方法

1.1. 临床资料

选取2018年1月至2019年8月在北京大学人民医院风湿免疫科门诊和住院就诊的SSc患者32例(SSc组),其中女性31例,男性1例,平均年龄(50.56±13.60)岁,病程为5(0.5~28)年,32例患者均符合2013年《美国风湿病协会/欧洲风湿病防治联合会系统性硬化症分类标准》[3],流式细胞仪进行检测前长期或大于1个月持续使用免疫抑制剂,排除患有其他结缔组织病、感染性疾病或肿瘤等相关性疾病。年龄、性别与之匹配的30例北京大学人民医院健康体检者作为健康对照(healthy control,HC)组,其中女性26例,男性4例,平均年龄(49.07±14.26)岁,HC组与SSc组在性别(P=0.189)和年龄(P=0.27)上差异无统计学意义。本研究获得北京大学人民医院医学伦理委员会批准(批准号:2016PHB168-01),所有研究对象均签署知情同意书。

1.2. 研究方法

淋巴细胞亚群的检测:采集SSc组及HC组静脉血4 mL,用乙二胺四乙酸(ethylene diamine tetraacetic acid,EDTA)抗凝,各取50 μL全血加入2个流式管内,向流式管内分别加入20 μL CD3-FITC/CD8-PE/CD45-PerCP/CD4-APC和20 μL CD3-FITC/CD16+CD56-PE/CD45-PerCP/CD19-APC荧光标记抗体(购自深圳迈瑞公司),混匀,室温避光孵育15 min,加入500 μL溶血素(购自美国BD公司),室温避光孵育15 min,上机检测(BriCyte E6流式仪,深圳迈瑞公司),收集细胞数量及比例。按照SSc患者外周血淋巴细胞数量是否降低分为降低组和正常组,比较两组间临床实验室指标的差异。

其他实验室指标的检测:采集SSc组及HC组静脉血4 mL,离心收集血清,分别采用免疫印迹法、免疫比浊法进行以下检测:硬皮病抗体谱,红细胞沉降率(erythrocyte sedimentation rate,ESR),C-反应蛋白(C-reactive protein, CRP),免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)A/G/M/,补体(complement, C) 3、C4。

1.3. 统计学分析

采用统计软件SPSS 24.0对数据进行分析,计量资料如符合正态分布,以均数±标准差表示,两组间比较采用独立样本t检验,相关性分析采用Pearson分析;非正态分布的计量资料,以中位数(四分位数)表示,两组间比较采用Mann-Whitney U检验,相关性分析采用Spearman‘s分析。计数资料以百分率表示,采用Fisher精确概率法检验,P < 0.05为差异有统计学意义。用百分位数法(95%CI)定义淋巴细胞亚群正常参考值范围。

2. 结果

2.1. 一般资料

32例SSc患者中均不同程度地使用激素和免疫抑制剂, 如吗替麦考酚酯、硫唑嘌呤、他克莫司、青霉胺、环孢素A,伴有一种或同时伴有多种临床表现,如雷诺现象、局限性皮肤改变、弥漫性皮肤改变、指尖溃疡、皮肤肿胀或硬化、肺间质纤维化、肺动脉高压、关节炎、抗核抗体(antinuclear antibody,ANA)阳性、抗硬皮病抗体-70(anti-Scl-70)阳性。

2.2. 外周血淋巴细胞亚群计数

SSc患者外周血总T淋巴细胞(CD3+)、CD4+T淋巴细胞(CD3+CD4+)、CD8+T淋巴细胞(CD3+CD8+)、B淋巴细胞(CD3-CD19+)、NK细胞(CD3-CD16+CD56+)数量与HC组相比,均明显降低(P < 0.05,表 1)。根据HC组计算95%CI,得到各淋巴细胞亚群数量正常参考值范围分别为(×106/L):总T淋巴细胞1 410~1 615, CD4+T淋巴细胞752~897, CD8+T淋巴细胞530~662, B淋巴细胞206~274, NK细胞255~360。SSc组中总T淋巴细胞及各淋巴细胞亚群数量均出现明显降低,其降低率最低为65.63%,而淋巴细胞数量正常占比最高为34.37%。

表 1.

SSc患者与正常对照组外周血T淋巴细胞亚群、B细胞及NK细胞的比较

Comparison of T lymphocyte subsets, B cells and NK cells in SSc patients and HC group

Group Number of lymphocytes/(×106/L)
T cells CD4+T cells CD8+T cells B cells NK cells
HC, healthy control;SSc, systemic sclerosis; T cells, T lymphocytes cells; B cells, B lymphocytes cells; NK cells, natural killer cells.
HC 1 539(1 296-1704) 835(678-926) 566(477-721) 228(169-293) 262(216-336)
SSc 1 010(554-1368) 639(355-803) 347(205-529) 141(73-262) 143(59-179)
P < 0.001 0.017 0.001 0.022 < 0.001

2.3. 外周血淋巴细胞亚群百分比

SSc组患者外周血CD4+T细胞占淋巴细胞百分比明显高于HC组(P=0.017),而NK细胞的百分比则明显低于HC组(P=0.004, 表 2)。

表 2.

SSc患者与HC组外周血T淋巴细胞亚群、B细胞及NK细胞的百分比

Percentage of T lymphocyte subsets, B cells and NK cells of peripheral blood between SSc group and HCgroup

Group Percentage of cells/%
T cells CD4+T cells CD8+T cells B cells NK cells
HC, healthy control; SSc, systemic sclerosis; T cells, T lymphocytes cells; B cells, B lymphocytes cells; NK cells, natural killer cells.
HC 73.61±6.36 41.41±7.28 29.65±6.28 11.29±3.83 14.27±4.79
SSc 76.62±10.14 48.05±11.35 28.80±9.60 12.16±6.88 10.02±5.43
P 0.099 0.017 0.260 0.573 0.004

2.4. T淋巴细胞亚群、B细胞及NK细胞数量减少与临床实验室指标的关系

CD4+T降低组较正常组出现雷诺现象的比例明显增高(100% vs.66.67%,P=0.024),ESR(25 vs.9,P < 0.001)和CRP (7.93 vs. 2.21,P=0.018) 均明显升高(表 3);CD8+T降低组较正常组的红细胞沉降率明显增高(23 vs. 9,P=0.022, 表 4);B细胞降低组较正常组发生指尖溃疡的比例明显升高(50% vs. 9.09%,P=0.019,表 5);NK细胞降低组均较正常组发生指尖溃疡的比例明显升高(40% vs. 5.88%,P=0.033),而IgM水平却明显降低(0.77 vs. 0.93, P=0.049,表 6)。

表 3.

CD4+T淋巴细胞与临床实验室指标之间的关系

Relationship between CD4+T lymphocyte cells reduction and clinical laboratory index

Items Reduction group (n=14) Normal group (n=18) P
ANA, antinuclear antibody; Scl-70, anti-Scl-70; ESR, erythrocyte sedimentation rate; CRP, C-reactive protein; IgG, immunoglobulin G; IgM, immunoglobulin M; IgA, immunoglobulin A; C3, complement 3; C4, complement 4.
Age/years,x±s 51.64±14.56 49.72±13.17 0.699
Women,n(%) 13 (92.86) 18 (100) 1.000
Disease duration/years,M(P25, P75) 8.50 (1,28) 3.75 (0.5,20) 0.085
Raynaud‘s phenomenon,n(%) 14 (100) 12 (66.67) 0.024
Diffuse cutaneous changes,n(%) 13 (92.86) 12 (66.67) 0.104
Fingertip ulcer,n(%) 3 (21.43) 4 (22.22) 1.000
Pulmonary interstitial fibrosis,n(%) 12 (83.71) 11 (61.11) 0.235
ANA,n(%) 13 (92.86) 16 (88.89) 1.000
Scl-70, n(%) 5 (35.71) 6 (33.33) 1.000
ESR/(mm/h), M(P25, P75) 25 (18.00,41.50) 9.00 (7.50,14.50) <0.001
CRP/(mg/L), M(P25, P75) 7.93 (1.76,14.72) 2.21 (0.47,3.14) 0.018
IgG/(g/L), M(P25, P75) 14.25 (10.20,19.70) 11.05 (9.65,15.40) 0.180
IgM/(g/L), M(P25, P75) 0.81 (0.64,1.05) 0.85 (0.66,1.04) 0.955
IgA/(g/L), x±s 2.11±1.28 2.24±1.49 0.798
C3/(g/L), x±s 0.85±0.24 0.89±0.17 0.583
C4/(g/L), x±s 0.19±0.08 0.19±0.07 0.979

表 4.

CD8+T淋巴细胞与临床实验室指标之间的关系

Relationship between CD8+T lymphocyte cells reduction and clinical laboratory index

Reduction group (n=15) Normal group (n=17) P
Abbreviations as in Table 3.
Age/years,x±s 47.76±13.79 53.73±13.10 0.221
Women,n(%) 15 (100) 16 (94.12) 0.531
Disease duration/years,M(P25, P75) 4 (0.5,20) 6.5 (1,28) 0.189
Raynaud‘s phenomenon,n(%) 12 (70.59) 14 (93.33) 0.178
Diffuse cutaneous changes,n(%) 13 (76.47) 12 (80) 0.355
fingertip ulcer,n(%) 3 (17.65) 4 (26.66) 0.678
Pulmonary interstitial fibrosis,n(%) 12 (70.59) 11 (73.33) 1.000
ANA,n(%) 14 (93.33) 15 (88.24) 1.000
Scl-70, n(%) 5 (33.33) 6 (35.29) 1.000
ESR/(mm/h), M(P25, P75) 23.00 (11.50,27.50) 9.00 (7.50,17.00) 0.022
CRP/(mg/L), M(P25, P75) 7.15 (0.71,12.83) 2.43 (0.55,3.14) 0.142
IgG/(g/L), M(P25, P75) 13.50 (9.30,16.40) 11.20 (9.50,15.70) 0.551
IgM/(g/L), M(P25, P75) 0.77 (0.52,0.94) 0.91 (0.72,1.18) 0.370
IgA/(g/L), x±s 1.96±1.27 2.39±1.48 0.387
C3/(g/L), x±s 0.87±0.20 0.88±0.21 0.940
C4/(g/L), x±s 0.20±0.07 0.18±0.08 0.520

表 5.

B细胞与临床实验室指标之间的关系

Relationship between B cells reduction and clinical laboratory index

Reduction group (n=10) Normal group (n=22) P
Abbreviations as in Table 3.
Age/years,x±s 56.00±12.61 48.09±13.57 0.129
Women,n(%) 10 (100) 21 (95.45) 1.000
Disease duration/years,M(P25, P75) 10.5 (1, 28) 4 (0.5, 20) 0.052
Raynaud‘s phenomenon,n(%) 10 (100) 16 (72.73) 0.142
Diffuse cutaneous changes,n(%) 10 (100) 15 (68.18) 0.069
fingertip ulcer,n(%) 5 (50) 2 (9.09) 0.019
Pulmonary interstitial fibrosis,n(%) 8 (80) 15 (68.18) 0.681
ANA,n(%) 8 (80.00) 21 (95.45) 0.224
Scl-70, n(%) 4 (40.00) 7 (31.82) 0.703
ESR/(mm/h), M(P25, P75) 21.00 (10.00, 26.00) 10.50 (7.50, 20.00) 0.092
CRP/(mg/L), M(P25, P75) 6.78 (0.97, 9.9) 2.50 (0.55, 5.19) 0.325
IgG/(g/L), M(P25, P75) 12.25 (10.15, 14.4) 11.70 (9.50, 15.70) 0.889
IgM/(g/L), M(P25, P75) 0.81 (0.52, 0.94) 0.87 (0.72, 1.18) 0.562
IgA/(g/L), x±s 2.79±1.74 1.91±1.12 0.092
C3/(g/L), x±s 0.90±0.21 0.86±0.20 0.639
C4/(g/L), x±s 0.21±0.07 0.19±0.08 0.491

表 6.

NK细胞与临床实验室指标之间的关系

Relationship between NK cells reduction and clinical laboratory index

Reduction group (n=15) Normal group (n=17) P
Abbreviations as in Table 3.
Age/years,x±s 53.00±14.05 48.41±12.23 0.349
Women,n(%) 15 (100) 16 (94.12) 1.000
Disease duration/years,M(P25, P75) 6.5 (1, 28) 5 (0.5, 20) 0.455
Raynaud‘s phenomenon,n(%) 13 (86.67) 13 (82.35) 0.659
Diffuse cutaneous changes,n(%) 12 (80) 13 (82.35) 1.000
fingertip ulcer,n(%) 6 (40) 1 (5.88) 0.033
Pulmonary interstitial fibrosis,n(%) 11 (73.33) 12 (70.59) 1.000
ANA,n(%) 14 (93.33) 15 (88.24) 1.000
Scl-70, n(%) 5 (33.33) 6 (35.29) 1.000
ESR/(mm/h), M(P25, P75) 23.00 (10.5, 40.00) 10.00 (7.50, 18.00) 0.069
CRP/(mg/L), M(P25, P75) 5.83 (0.97, 12.12) 2.57 (0.55, 3.86) 0.242
IgG/(g/L), M(P25, P75) 11.70 (9.25, 15.60) 11.70 (9.80, 15.70) 0.655
IgM/(g/L), M(P25, P75) 0.77 (0.52, 0.94) 0.93 (0.76, 1.39) 0.049
IgA/(g/L), x±s 2.43±1.53 1.97±1.23 0.348
C3/(g/L), x±s 0.85±0.24 0.90±0.16 0.548
C4/(g/L), x±s 0.21±0.09 0.18±0.06 0.365

2.5. SSc外周血淋巴细胞数量与实验室指标之间的相关性

通过相关性分析可得出,ESR与总T淋巴细胞(r=-0.455,P=0.009)、CD4+T淋巴细胞(r=-0.416, P=0.018)、CD8+T淋巴细胞(r=-0.430,P=0.014)、B淋巴细胞(r=-0.366,P=0.039)数量之间存在明显负相关。然而,T淋巴细胞亚群、B淋巴细胞及NK细胞数量与CRP、IgA、IgG、IgM、C3、C4之间无明显相关性(P>0.05, 表 7)。

表 7.

T淋巴细胞亚群、B细胞及NK细胞数量与ESR、CRP、IgA、IgG、IgM、C3、C4之间的相关性

Correlation between the number of T lymphocyte subsets, B cells and NK cells and ESR, CRP, IgA, IgG, IgM, C3, C4

Items ESR CRP IgA IgG IgM C3 C4
r P r P r P r P r P r P r P
ESR, erythrocyte sedimentation rate; CRP, C-reactive protein; IgA, immunoglobulin A; IgG, immunoglobulin G; Ig M, immunoglobulin M; C3, complement 3;C4, complement 4;T cells, T lymphocytes cells; B cells, B lymphocytes cells; NK cells, natural killer cells.
T cells -0.455 0.009 -0.292 0.104 0.112 0.541 -0.079 0.669 -0.024 0.898 0.317 0.077 -0.022 0.903
CD4+T cells -0.416 0.018 -0.235 0.195 0.112 0.541 -0.182 0.381 -0.142 0.437 0.301 0.095 -0.008 0.964
CD8+T cells -0.430 0.014 -0.325 0.070 0.021 0.909 0.030 0.869 0.148 0.418 0.290 0.107 -0.021 0.911
B cells -0.366 0.039 -0.218 0.231 0.051 0.782 0.209 0.251 0.281 0.120 0.138 0.452 -0.289 0.108
NK cells -0.196 0.283 -0.093 0.363 0.043 0.817 0.161 0.378 0.338 0.059 0.162 0.376 -0.069 0.708

3. 讨论

SSc的发病机制尚不明确,但学者普遍认为, 在遗传易感基础上,受环境因素诱导免疫系统被激活,进而针对自身组织器官产生过度免疫反应,早期出现血管内皮损伤及炎症反应,进而造成成纤维细胞活化和基质积聚,最终导致慢性和进行性多器官组织纤维化[4-7]。免疫系统在SSc发病中至关重要,其过度活化是血管病变和纤维化的启动因素[8-9]。免疫抑制剂可有效抑制淋巴细胞过度活化,缓解SSc患者病情,改善临床症状,是治疗SSc的常用药物。然而,免疫抑制剂的使用可能导致淋巴细胞受到过度抑制,从而影响淋巴细胞的正常免疫功能。本研究发现,使用免疫抑制剂的SSc组外周血中T、CD4+T、CD8+T、B及NK细胞数量明显低于HC组,且65%以上的SSc患者出现了T、CD4+T、CD8+T、B及NK细胞数量异常,这表明SSc患者中存在淋巴细胞过度被抑制。淋巴细胞亚群百分比的对比结果显示,SSc组NK细胞百分比明显低于HC组,而CD4+T细胞百分比却明显高于HC组,其他亚群百分比差异无统计学意义,这一结果提示免疫抑制剂的使用导致淋巴细胞被过度抑制,尤其是NK细胞。

雷诺现象是SSc最常见的临床表现,有报道称约96%的SSc患者会出现雷诺现象。同时,雷诺现象也是SSc患者最早期出现的典型症状,可以在其他器官出现病变前很多年就出现[10-11]。雷诺现象的发生与CD4+T细胞密切相关。CD4+T细胞在内源性或外源性因素刺激下可通过分泌多种炎性细胞因子,如白介素(interleukin,IL)-2,干扰素(inter-feron,IFN)-γ,IL-4, IL-17等,作用于血管内皮细胞和平滑肌细胞,产生炎性损伤,最终导致血管通透性增加,出现雷诺现象[12-14]。本研究发现,CD4+T细胞数量降低组出现雷诺现象的概率明显高于CD4+T细胞正常组,但其原因及机制尚不明确,有待进一步研究。

指尖溃疡是紧随雷诺现象后常见的SSc的临床表现,如果治疗不当,指尖溃疡的终生携带率高达71.4%,最终可发展为指端坏疽,疼痛和手功能的丧失将严重影响SSc患者的生存质量[15]。以往的研究发现,SSc患者外周血中B细胞活化状态增强,患者皮肤活检中存在B细胞及其基因表达异常,与皮肤纤维化相关的细胞因子IL-6水平升高[16-17]。此外,活化B细胞分泌的IL-6可与转化生长因子-β共同诱导基质合成,抑制胶原降解,最终导致组织纤维化[18-19]。本研究证实使用免疫抑制剂的SSc组存在B细胞数量明显减少,而且在B细胞降低组,指尖溃疡的发病率明显升高,这表明B细胞与指尖溃疡发生发展密切相关,在免疫抑制剂的使用中应定期检测B细胞数量,以防B细胞被过度抑制,影响B细胞发挥正常免疫功能。

NK细胞是机体固有免疫系统的重要组成成分,其通过释放多种细胞因子调节免疫系统中T、B细胞的发育和活化,使后者进入耐受状态[18]。NK细胞可通过抑制商陆丝裂原PWM诱导的B细胞分化及抗体应答,直接抑制B细胞或抑制B细胞的抗原提呈[20]。本文结果显示使用免疫抑制剂的SSc组NK细胞数量和百分比均明显降低,这导致NK细胞抑制B细胞产生自身抗体的作用减弱,加重自身抗体的产生。有文献报道SSc患者的皮肤纤维化可能与NK细胞的减少有关[21-22]。我们的结果显示,NK细胞降低组较正常组发生指尖溃疡的概率明显升高,进一步证实NK细胞与皮肤纤维化的形成有关。

ESR、CRP是反映SSc疾病活动状态的常用指标,本研究发现,CD4+T降低组存在ESR和CRP明显升高,CD8+T降低组也存在ESR明显升高。此外,相关性分析结果显示,T、CD4+T、CD8+T及B细胞与ESR呈明显负相关。这表明,淋巴细胞亚群被过度抑制后SSc的病情可能不但没有缓解,反而处于活动状态,也可能因为患者病情重,尽管淋巴细胞亚群被抑制,但疾病仍处于活动状态,其原因及机制有待进一步研究。

综上所述,SSc患者治疗中免疫抑制剂的使用导致绝大多数患者外周血T、CD4+T、CD8+T、B及NK细胞数量明显减少,某些淋巴细胞数量的减少可能会增加雷诺现象和指尖溃疡的发生,加重SSc疾病活动度,因此,在使用免疫抑制剂进行临床治疗SSc中应定期检测外周血淋巴细胞亚群细胞数量及比例,及时调整免疫抑制剂的使用。

Funding Statement

国家自然科学基金(81701614)和北京大学人民医院研究与发展基金(RDC2019-01)

Supported by the National Natural Science Foundation of China (81701614)and Peking Univercity People's Hospital Research and Development Funds (RDC2019-01)

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