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目的:
观察食管癌患者外周血中MDSC细胞数量的变化及其与Th17细胞消长的关系;分析IL-17、IL-6、TNF-α、Arg-1等细胞因子和ROR-γt、iNOS等转录因子的表达水平;探讨MDSC/Th17细胞与食管癌发生发展的关系,为食管癌的预后判断和免疫状态的评判提供依据。
方法:
1)选取确诊为食管癌(ECA)的31例患者为研究对象,并以26例健康志愿者为对照组。无菌采集试验组和对照组的外周血单个核细胞(peripheralbloodmononuclearcell,PBMC)和血浆。
2)应用流式细胞术(flowcytometry,FCM)分析ECA患者和健康对照者外周血单个核细胞中髓系抑制性细胞(MDSCs)和Th17细胞的百分率。3)采用实时荧光定量PCR(quantitativereal-timePCR,qRT-PCR),检测ECA患者和健康对照者外周血单个核细胞中相关细胞因子Arg-1、iNOS的mRNA表达水平。
4)通过酶联免疫吸附试验(enzymelinkedimmunosorbentassay,ELISA),检测血浆中Arg-1等细胞因子的浓度。
结果:
1)与健康对照组相比较,ECA患者外周血中MDSCs细胞明显增多,健康对照:ECA患者为1.10%±0.12%:15.21%±2.5%,(P<0.001).
2)ECA患者血浆Arg-1水平(28.28±4.10ng/mL)显著高于健康对照组(9.57±1.51ng/mL),(P=0.0003);外周血单个核细胞Arg-1的mRNA水平测定也显示相似的结果,与健康对照相比ECA患者外周血iNOS的mRNA水平呈现约3倍的升高(P=0.0162)。这种血浆和单个核细胞中Arg-1蛋白或mRNA的增高水平,与外周血单个核细胞中MDSC数量的增加相一致,呈明显正相关。
3)ECA患者Th17(CD4+IL-17A+)细胞的百分率相对于健康对照显著升高(3.50%±0.33%/1.82%±0.19%,P=0.0001);与健康对照相比较ECA患者IL-17和ROR-γt的mRNA水平也明显升高(P=0.0041,P=0.0004),而IL-6和TNF-α的mRNA水平却显著下降(P=0.0049,P<0.0001)。
4)相关性分析结果还显示,MDSC相关因子Arg-1与IL-6(r=0.6404,P=0.0031)和TNFα(r=0.7646,P=0.0001)的mRNA水平均呈正相关;同样,iNOS与IL-6(r=0.6782,P=0.0007)和TNFα(r=0.7633,P<0.0001)mRNA水平呈正相关。
结论:
1)ECA患者外周血存在MDSCs和Th17细胞的高表达。高表达的MDSC是构成肿瘤患者机体免疫抑制环境的重要因素,大大降低了机体对肿瘤细胞的免疫攻击能力,与肿瘤的发生发展有着十分密切的关系。Th17细胞是近年来发现的一类新型炎症细胞,在自身免疫性炎症的形成过程中发挥着重要的作用,Th17细胞水平的升高则表明,随着ECA的发生发展可能伴免疫炎症的发生。本研究首次发现,在ECA患者MDSC与Th17细胞相伴升高,其确切的机制有待进一步的研究追溯。
2)MDSC的效应分子Arg-1、iNOS与某些Th17细胞相关分子IL-6、TNF-α呈正相关,表明循环中的MDSCs与Th17细胞存在着一定的相关性,这将为基于ECA相关的代谢物和细胞因子找到新的免疫干预和诊断方法。
3)ECA患者外周血中Th17细胞及其特征性细胞因子和转录因子升高,但外周血中IL-6和TNF-α却降低,降低的IL-6和TNF-α与同时存在的iNOS上调不相一致,推测可能与IL-6和TNF-α的组织迁移相关。IL-6是一类十分重要的前炎症因子,由单核巨噬细胞、T淋巴细胞(包括Th17)等多种细胞分泌,具有广泛的生物学效应,可作用于多种靶细胞而参与免疫炎症过程,是炎性瀑布的关键因子,IL-6在组织内过度升高可以引起组织的病理损伤,很多研究表明IL-6聚集度与局部炎性程度正相关。iNOS由炎症因子诱导,其表达上调可介导炎症因子NO浓度升高,高浓度的NO则导致组织损伤。在本研究中检测到的ECA患者IL-6和TNF-α下调,而iNOS的mRNA水平却呈现三倍上调。这一结果提示,在外周血Th17细胞及其特异性转录因子水平均呈明显升高的情况下,外周血IL-6和TNF-α的下调可能与此类细胞因子的组织内迁移相关。