结核病严重威胁全球人类的生命健康,尽管各方努力,每年全球仍有一千万结核病新发患者,其中包括1百万儿童结核病患者。免疫应答在抵抗Mtb感染和结核病的发生和转归中发挥着关键作用,但目前对于结核病发病和保护的免疫学机制缺乏深入解析,特别是对儿童结核病的免疫应答规律更是知之甚少。本文利用基于复杂流式细胞技术的系统免疫学研究策略,整体解析了儿童和成人结核病患者的免疫状态,同时对比研究了成人结核病患者治疗前后免疫状态的变化,以期发现儿童和成人结核病的特征性免疫学变化,为结核病的诊断和治疗提供新的线索。本文包括两个组成部分:儿童结核病患者免疫特征研究和成人结核病患者免疫特征研究,下面将对两部分研究的目的、方法、主要结果和结论分别进行阐述。一、儿童结核病患者免疫特征研究目的:幼儿极易感染Mtb,这可能与其特有的免疫状态有关,但目前对于结核病儿童免疫状态的了解十分欠缺,迫切需要对儿童结核病人的整体免疫状况进行系统性研究。本部分研究目的在于全面了解儿童结核病患者和健康对照外周血免疫细胞和可溶性免疫因子的分布情况,以期找到疾病特异性的免疫变化,为儿童结核病的预防和治疗提供了新的线索。方法:采用流式细胞术对5岁以下(Pt<5,n=23)和5岁以上(Pt>5,n=22)两组临床确诊的儿童结核病患者及相应的健康对照(HC<5,n=25;HC>5,n=20)进行全血检测。本论文建立了系统研究外周血免疫细胞的流式分析方法,测定了外周血中免疫细胞的频率和分枝杆菌特异性抗原刺激后T细胞IFN-γ的应答情况。血浆细胞因子水平的检测采用的是Luminex-xMAP技术。主要结果:儿童结核病患者的IgM~+记忆B细胞、Vδ2γδT细胞和中央记忆性调节T细胞(Tregs)的频率降低,效应记忆性Tregs的频率增加。另外,Pt>5组CD56~loo NK细胞明显减少。结核病组对ESAT-6和CFP-10抗原的CD4 T细胞IFN-γ应答均较高;值得注意的是,Pt>5组对CFP-10抗原的CD8 T细胞IFN-γ应答增加。血浆细胞因子谱显示,两组儿童结核病患者均有系统的Th1应答。结论:免疫谱分析显示,即使是儿童结核病患者也表现出Th1免疫反应和免疫激活,但细胞毒性淋巴细胞存在明显缺陷。本研究加深了对儿童结核病免疫应答机制的认识,为儿童结核病的预防和治疗提供了新的思路。二、成人结核病患者免疫特征研究目前对结核免疫尚缺乏一个清晰的认识,本部分拟通过对结核病患者和健康对照外周血免疫细胞整体状态的对比研究,找到疾病特异性免疫改变。通过结核病患者在治疗前、治疗后3个月和6个月,三个时间点的配对分析,揭示潜在的结核免疫应答机制,寻找具有预后价值的免疫学标志物。方法:采用流式细胞术对细菌学确诊结核病患者(Pt-B,n=38)和临床确诊结核病患者(Pt-C,n=34)以及相应的健康对照(HC,n=26)进行全血检测。并对22个结核病人在三个时间点的血样进行了全血分析。采用本论文建立的系统性研究外周血免疫细胞的流式分析方法,测定了外周血中免疫细胞的频率。主要结果:结核病患者的免疫细胞处于一个高度活化的状态,并且在接受治疗后活化程度降低。结核病人活化的Vδ1γδT细胞的频率在治疗3个月后先是显著降低,然后又升高至基线水平。而效应记忆性Vδ2γδT细胞的频率在治疗6个月后显著降低。成年结核病人静息(na?ve)B细胞和Tregs的频率显著升高,而记忆性B细胞,包括IgM~+Bm和型转换记忆性B细胞,的频率显著降低。结论:免疫谱分析显示,成年结核病人的免疫系统处于高度活化状态,且细菌学确诊结核病人和临床确诊结核病人的整体免疫状态没有明显差异。效应记忆性Vδ2γδT细胞和Vδ1γδT细胞可能在快速清除Mtb中起着重要作用。体液免疫反应可能在抗结核免疫中发挥着以往尚未认识到的重要作用。综上所述,本研究从整体角度探究了儿童结核病人和成年结核病人的整体免疫状态,发现了多个疾病高度相关免疫学改变,无论是儿童还是成人,结核病患者T细胞都处于一个高度活化的状态。Th1反应在抗结核免疫中的作用是不可否认的,但具有细胞毒作用的杀伤性细胞,包括NK细胞、MAIT和Vδ2γδT细胞等,也在抗结核免疫中起着至关重要的作用。此外,一直被忽视的体液免疫可能也在抗结核免疫中起着不容忽视的作用。B细胞、NK细胞和MAIT细胞的缺陷可能是导致儿童对Mtb高度易感的一个潜在原因。儿童结核病患者的CD8 T细胞对CFP-10抗原的选择性应答的病理和生理意义有待进一步研究。儿童和成人结核病高度相关免疫学指标的发现为结核病的预防、诊断和治疗提供了新的线索和思路。