ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2014, том 458, № 2, с. 236-238
КЛЕТОЧНАЯ БИОЛОГИЯ
УДК 616-002-008.953-092
РОЛЬ ИНТЕРЛЕЙКИНА 7 И ЕГО КЛЕТОЧНОГО РЕЦЕПТОРА В НАРУШЕНИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЧИСЛЕННОСТИ Т-ЛИМФОЦИТОВ CD4+ ПРИ ЛЕЧЕНИИ ВИЧ-ИНФИЦИРОВАННЫХ ПАЦИЕНТОВ
© 2014 г. Е. В. Сайдакова, Л. Б. Королевская, Н. Г. Шмагель, К. В. Шмагель, академик В. А. Черешнев
Поступило 14.04.2014 г.
БО1: 10.7868/80869565214260302
ВИЧ-инфекция вызывает постепенное снижение абсолютного количества Т-лимфоцитов СЭ4+, развитие тяжелого иммунодефицита и смерть больного. Введение высокоактивной антиретровирус-ной терапии (ВААРТ) приводит к угнетению репликации ВИЧ, снижению вирусной нагрузки и значительному повышению уровня периферических Т-клеток СЭ4+, что способствует увеличению продолжительности жизни пациентов. Следует отметить, что лечение эффективно не всегда. Часть больных, получающих терапию (10—30%), не способна преодолеть иммунодефицитное состояние, несмотря на эффективное подавление вирусной нагрузки. Этот феномен получил название "иммунологический неответ на ВААРТ". Его причины на сегодняшний день остаются неясными.
Интерлейкин 7 (1Ь-7) играет ключевую роль в тимопоэзе и регуляции процессов созревания, дифференцировки, пролиферации и выживания Т-лимфоцитов [1, 5, 6]. В связи с этим представляется важным оценить роль 1Ь-7 и его клеточного рецептора в нарушении восстановления численности Т-клеток СЭ4+ при иммунологическом неответе на антиретровирусную терапию.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Всего обследовано 100 человек: 80 ВИЧ-инфицированных пациентов и 20 условно здоровых добровольцев без ВИЧ-инфекции (контрольная группа — К). Все инфицированные пациенты до начала ВААРТ имели уровень Т-клеток СЭ4+ в крови <200 в мкл, находились на терапии не менее двух лет, и к моменту обследования репликация ВИЧ у них была полностью подавлена (<50 копий в
Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской Академии наук, Пермь Пермский краевой центр
по борьбе со СПИД и инфекционными заболеваниями
мл крови). Исходя из уровня иммунологического ответа на ВААРТ, больные были разделены на 2 группы:
1) ВИЧ+, число T-клеток CD4+ через 2 года лечения <350 в мкл (n = 38) — "иммунологические неответчики" (ИН);
2) ВИЧ+, число T-клеток CD4+ через 2 года лечения >350 в мкл (n = 42) — "иммунологические ответчики" (ИО).
План исследовательской работы был одобрен этическим комитетом ГКУЗ "ПКЦ СПИД и ИЗ". Каждый пациент дал письменное информированное согласие на участие в исследовании.
В цельной крови каждого из обследованных были определены: общее количество лейкоцитов, абсолютное и относительное количество лимфоцитов и T-клеток CD4+. Мононуклеары периферической крови выделяли путем центрифугирования в градиенте плотности диаколла (р = 1.077, "Диа-М", Россия) общепринятым методом. Детальное иммунофенотипирование выделенных клеток осуществляли на проточном цитофлюори-метре Becton Dickinson LSR II с использованием набора моноклональных антител: CD3-PerCP, CD4-AF700, CD27-APC-Cy7, CD45RA-APC, CCR7-PE-Cy7, CD31-FITC ("Becton Dickinson", США), CD127-PE-Cy7 ("Biolegend", США), а также витального красителя LIVE/DEAD® Fixable Yellow Dead Cell Stain Kit ("Invitrogen", США). Среди живых Т-лимфоцитов CD3+CD4+ выделяли наивные клетки (CD27+CD45RA+CCR7+), клетки центральной (CD27+CD45RACCR7+) и эффекторной (CD27-CD45RA-CCR7-) памяти, а также терминальные эффекторы (CD27CD45RA+CCR7). Наивные Т-лимфоциты CD4+CD31+ были отнесены в субпопуляцию тимических мигрантов. Для анализа каждого образца накапливали до 100000 событий.
Статистическую обработку результатов выполняли методами непараметрического анализа.
РОЛЬ ИНТЕРЛЕЙКИНА 7 И ЕГО КЛЕТОЧНОГО РЕЦЕПТОРА
237
В выборке определяли медиану и квартальный размах (25—75%). Сравнение величин проводили по критерию и Манна—Уитни. Оценку связей выполняли путем корреляционного анализа (г -коэффициент ранговой корреляции Спирмена). Вычисления проводили с использованием пакета компьютерных программ "81а1а11 8Е".
РЕЗУЛЬТАТЫ
Медиана возраста пациентов группы ИН составила 35.5 лет (квартальный размах (к.р.): 32— 38 лет); пациентов, ответивших на ВААРТ, — 33.5 года (к.р.: 30—38.5 лет); неинфицированных добровольцев — 30.5 лет (к.р.: 26—35 лет); р > 0.05 при сравнении всех групп между собой.
В соответствии с критериями отбора у пациентов группы ИН по сравнению с больными, вошедшими в группы ИО и К, было существенно снижено абсолютное количество Т-лимфоцитов СЭ4+: ИН - 260 кл/мкл (к.р.: 200-310 кл/мкл), ИО - 490 кл/мкл (к.р.: 418-593 кл/мкл), К -1054 кл/мкл (к.р.: 666-1269 кл/мкл); рИН-ИО < <0.001; Рин- К < °.°°1; риО-К < °.°01. При исследовании субпопуляционного состава пула Т-клеток СЭ4+ было установлено, что низкий показатель численности Т-лимфоцитов СЭ4+ у ИН связан с глубоким дефицитом клеток в каждой из четырех основных субпопуляций (табл. 1). У ИН по сравнению с ИО количество наивных Т-лимфоцитов СЭ4+ было снижено в 2.4 раза. При этом различие с контрольной группой составило 5.4 раза. По количеству Т-клеток СЭ4+ центральной памяти "неответчики" отличались от "ответчиков" и здоровых людей в 1.5 и 3.7 раза соответственно. Число Т-клеток СЭ4+ эффекторной памяти у ИН было меньше в 1.9 и 2.3 раза относительно аналогичных значений ИО и К соответственно. Численность терминальных эффекторов СЭ4+ в группе ИН была ниже, чем в группах ИО и К, в 3 и 5.7 раза соответственно.
Существует два основных пути восстановления количества Т-лимфоцитов СЭ4+ при лимфопении. Первый - продукция новых наивных Т-клеток ви-лочковой железой [4]. На основе метода определения количества тимических мигрантов - наивных Т-клеток, покинувших вилочковую железу, но не подвергавшихся антигензависимому делению на периферии, нами было показано, что у иммунологических "неответчиков" снижена продуктивная функция тимуса. Абсолютное количество наивных Т-лимфоцитов СВ4+СЭ31+ у пациентов исследованных групп составило: ИН - 40 кл/мкл (к.р.: 22-68 кл/мкл), ИО - 104 кл/мкл (к.р.: 53137 кл/мкл), К - 213 кл/мкл (к.р.: 145— 250 кл/мкл); рИН-ИО < 0.001; рИН-К < 0.001; рИО-К < <0.001. Снижение функциональной активности вилочковой железы отражается на абсолютном
Таблица 1. Субпопуляционный состав пула Т-лимфо-цитов СБ4+ у ВИЧ-инфицированных пациентов и здоровых лиц
Показатели
Наивные Т-клетки СБ4+ (кл/мкл)
Т-клетки СБ4+ центральной памяти (кл/мкл)
Т-клетки СБ4+ эффекторной памяти (кл/мкл)
Терминальные эффекторы СБ4+ (кл/мкл)
Группы пациентов
ИН п = 38 (1) ИО п = 42 (2) К п = 20 (3)
88 211 475
51-119 132-254 302-598
Р1-2 < 0.001 Р1 3 < 0.001 Р2-3 < 0.001
89 136 333
59-119 106-209 165-456
Р1-2 < 0.001 Р1 3 < 0.001 Р2-3 < 0.001
42 79 97
32-66 56-143 70-158
Р1-2 < 0.001 Р1-3 < 0.001
3 9 17
(1-7) (2-20) (6-25)
Р1-2 < 0.001 Р1-3 < 0.001
Примечание. Указаны медианы и квартальный размах. Сокращения: ИН - иммунологические "неответчики", ИО -иммунологические "ответчики", К - контрольная группа.
количестве клеток во всем пуле Т-лимфоцитов СЭ4+ (г = 0.64; р < 0.001), но в первую очередь -на численности наивных Т-клеток СЭ4+ (г = 0.91; р < 0.001). Угнетение продуктивной функции тимуса может объяснить отмеченный нами глубокий дефицит наивных Т-лимфоцитов СЭ4+ в группе иммунологических "неответчиков".
Вторым механизмом восстановления количества Т-лимфоцитов СЭ4+ при лимфопении служит деление присутствующих на периферии Т-клеток под действием 1Ь-7 (гомеостатическая пролиферация) [2]. Известно, что у ВИЧ-инфицированных пациентов количество этого цитокина значительно выше, чем у здоровых людей [3], что было подтверждено и в нашем исследовании (р + - < 0.01).
ВИЧ -ВИЧ
Однако анализ данных, полученных от двух групп ВИЧ-позитивных больных, показал, что у иммунологических "неответчиков" количество 1Ь-7 в плазме крови значительно ниже, чем у людей, эффективно отвечающих на терапию восстановлением численности Т-лимфоцитов СЭ4+ (рис. 1). Недостаточное количество цитокина, вызывающего гомеостатическую пролиферацию Т-клеток СЭ4+, может быть одним из важных факторов, препятствующих увеличению числа Т-лимфоци-тов СЭ4+ на фоне ВААРТ
238
САИДАКОВА и др.
IL-7, пг/мл 20 Ь
15
10
0 -
CD4 + CD127+ (%)
г
- +
Иммунологический ответ на ВААРТ
Рис. 1. Содержание интерлейкина 7 в плазме крови ВИЧ-инфицированных больных отвечающих и не отвечающих на антиретровирусную терапию восстановлением числа Т-лимфоцитов СВ4+. Здесь и на рис. 2 на диаграмме размаха для каждой группы показаны медиана, квартальный размах (перцентили 25, 75%), размах (10, 90%); ** -р < 0.01.
+
Иммунологический ответ на ВААРТ
Рис. 2. Относительное количество Т-лимфоцитов СВ4+СВ127+ в крови ВИЧ-инфицированных больных, отвечающих и не отвечающих на антиретрови-русную терапию восстановлением числа Т-лимфоци-тов СБ4+.
**
5
Следует отметить, что на Т-клетках 1Ь-7 имеет единственный рецептор, основной структурной единицей которого является СЭ127 (1Ь-7Яа). Мы установили, что у иммунологических "неответчиков" относительно соответствующих значений пациентов, эффективно отвечающих на терапию, снижено относительное количество Т-кле-ток СВ4+СЭ127+ периферической крови (рис. 2). Таким образом, в группе ИН наблюдается не только дефицит цитокина, вызывающего гомеостатиче-скую пролиферацию Т-лимфоцитов СЭ4+, но и относительное количество периферических Т-клеток СЭ4+, способных отвечать на действие 1Ь-7, также не является достаточным.
В результате проведенной работы нами было установлено, что у ВИЧ-инфицированных пациентов с нарушением восстановления количества Т-лимфоцитов СЭ4+ на фоне ВААРТ относительно больных, эффективно увеличивающих число периферических Т-клеток в ответ на лечение, снижена концентрация 1Ь-7 в плазме крови. У этой категории больных также наблюдается дефицит Т-клеток СЭ4+, способных отвечать на
действие данного цитокина. Эти факторы могут приводить к нарушению процесса гомеостатиче-ской пролиферации Т-лимфоцитов CD4+ при лимфопении, индуцированной ВИЧ, и могут обусловливать развитие иммунологической неот-вечаемости на лечение.
Работа выполнена при поддержке программы Уральского отделения РАН №
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.