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获得性免疫缺陷综合征(AIDS)是由人类免疫缺陷病毒(HIV)侵犯并破坏机体免疫系统引起的疾病。自高效抗逆转录病毒疗法出现以后,发现受损的免疫功能可以得到部分重建。随着研究的深入,人们越来越关注免疫重建机制的相关研究。其中,改善CD8+T细胞的效应功能逐渐成为研究热点。目前,如细胞因子治疗等一些治疗的新策略已逐步进入试验或临床阶段,这为改善患者的免疫功能提供新的手段和理念。IL-21与HIV/SIV/SHIV感染之间存在着密切的联系。白细胞介素21(interleukine21,IL-21)是一种新近发现的、主要由活化的CD4+T细胞分泌的、具有免疫调节作用的细胞因子。人或非人灵长类动物感染了HIV/SIV/SHIV后,主要表现为CD4+T细胞绝对数的减少。在HIV感染的急性期,病毒特异性CD8+T细胞优先大量扩增,这有助于控制病毒的复制。IL-21对CD8+T细胞的免疫调节作用备受学者们关注。同时,HIV的急性感染造成了“细胞因子风暴”。但就HIV感染者早期的免疫状况,存在难于明确HIV感染时间等诸多瓶颈。迄今,尚未见到有关HIV/SIV/SHIV急性感染期血清／血浆IL-21水平动力学的研究报道,SHIV/中国恒河猴艾滋病模型的应用使之迎刃而解。此外,1L-21在SHIV感染中的作用及调节机制尚未阐明。目前为止,尽管一些细胞因子在抗HIV/SIV/SHIV感染中发挥积极的作用,但在临床应用上也遇到了一些阻碍,其中面临的最大障碍是细胞因子亦能促进CD4+T细胞内的病毒复制。因此,作为潜在的治疗剂和疫苗佐剂,很有必要评价IL-2]对SHIV感染CD4+T细胞的影响。本研究包括以下三部分：一、SHIV感染恒河猴急性期血浆白细胞介素21的动态变化为了检测SHIV-1157ipd3N4感染急性期不同时间点血浆IL-21浓度和体内的主要免疫学指标的动力学变化,分析IL-21水平与其它指标的相关性,本课题定时采集22只SHIV感染恒河猴的外周血,检测CD4+T细胞和CD8+T细胞绝对数、HIV RNA水平、T细胞活化程度,以及IL-21和IFN-γ表达水平。我们首次报道,SHIV感染急性期血浆IL-21水平显著高于感染前的基础水平,并且IL-21的水平与IFN-γ和CD4+T细胞绝对数呈一定程度的正相关,但与CD8+T细胞绝对数无关。这一结果提示IL-21可能参与了HIV/SIV/SHIV抗病毒免疫应答,从而推测IL-21在免疫重建中起重要作用。二、白细胞介素21对SHIV感染猴CD8+T细胞免疫调节机制研究SHIV感染急性期产生大量的IL-21,与其受体结合后引起一系列生物学效应。为了研究IL-21对SHIV感染猴外周血CD8+T细胞的免疫调节作用,并进一步探讨其作用机制。接下来我们利用体外实验对IL-21免疫调节CD8+T细胞的效应功能进行评价。加入IL-21,检测SHIV感染猴外周血CD8+T细胞的IL-21R、IFN-γ、穿孔素和颗粒酶素B以及CD107a表达水平、T细胞增殖和凋亡水平,以及JAK/STAT信号通路中蛋白磷酸化水平的变化。结果表明,10ng/mL IL-21刺激CD8+T细胞后IFN-γ的分泌明显高于未刺激组(P<0.05), real time PCR检测IFN-γ mRNA的表达明显升高,4h为刺激CD8+T细胞胞内IFN-γ合成的最佳时间。IL-21诱导CD8+T细胞中穿孔素和颗粒酶素B的释放,伴随着CD107a+CD8+T细胞百分比的上升,与培养基对照组相比均具有统计学差异；IL-21能有效地增强CD8+T细胞的杀伤功能；IL-21是CD4+T细胞增殖的弱诱导剂,对CD4+和CD8+T细胞的凋亡均无明显影响。SHIV感染恒河猴外周血CD8+T细胞经IL-21刺激后,CD8+T细胞表面表达的IL-21R显著上调；同时,我们也检测到CD8+T细胞内pSTAT3的表达水平显著增加。本研究证实,IL-21增强了活化CD8+T细胞介导的免疫反应,免疫调节的机制可能与其通过激活STAT3信号来调节T细胞免疫有关。三、IL-21对SHIV感染CD4+T细胞的影响上述研究表明,IL-21及其受体参与CD8+T细胞的功能调节。因此,作为潜在的免疫治疗剂,体外评价IL-21对SHIV感染CD4+T细胞的影响是很有必要的。本部分研究分别比较IL-21诱导组、IL-2诱导组和培养基对照组的CD4+T细胞表面CD6、Ki67和P27的表达,以及T细胞亚群比例的变化。结果表明,IL-21诱导组和培养基对照组CD4+T细胞表面CD69的表达率分别为(0.28±0.047)%和(0.25±0.003)%,明显低于IL-2组(2.03±0.97)%(P<0.05)；IL-21刺激后T细胞亚群比例无明显改变；IL-21组的Ki67+CD4+T细胞所占的百分比[(1.35±0.18)%]高于培养基对照组,但没有统计学差异；5、10、50、100和200μg/mL IL-21诱导的表达P27的CD4+T细胞的百分率分别为(0.56±0.06)%、(0.85±0.11)%、(0.89±0.09)%、(0.88±0.19)%和(1.03±0.25)%,与培养基对照组(0.47±0.04)%相比,差异均不显著。结果表明IL-21促进CD4+T细胞表达P27的能力很弱,且不呈剂量依赖效应。此外,20U/mL和40U/mL IL-2诱导的表达P27的CD4+T细胞占全部CD4+T细胞的百分率分别为(3.89±0.32)%和(8.08±1.02)%,均显著高于对照组(P<0.05)。这一结果证实,与IL-2相比,IL-21不能显著提高CD4+T细胞活化,诱导病毒复制的能力很弱,IL-21作用CD4+T细胞具有相对的安全性。考虑到SHIV感染猴急性期循环血中血浆IL-21水平明显上升,IL-21可以增强活化CD8+T细胞介导的免疫反应,以及IL-21在控制慢性病毒感染时具有刺激HIV复制较小、且患者和实验动物对IL-21的不同治疗剂量有良好的耐受性和相对安全的优点。故推测IL-21具备成为AIDS患者的治疗药物和HIV疫苗佐剂的潜力。