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编号:10226974
协同刺激因子B7在药物性间质性肾炎和IgA肾病间质损伤中的作用
http://www.100md.com 《中国医学杂志》 1998年第7期
     作者:刘志红 宦红娣 王金泉 周虹 黎磊石

    单位:(210002 南京军区总医院中国人民解放军肾脏病研究所)

    关键词:肾炎,间质性;肾小球肾炎,IgA

    中华医学杂志980713 【摘要】 目的 探讨协同刺激因子B7介导的免疫反应在药物性间质性肾炎和IgA肾病间质损伤发生中的作用。方法 应用免疫组织化学方法对药物性间质性肾炎,IgA肾病伴肾小管间质损伤(IgAN)患者和正常人肾组织中协同刺激因子B7-1和B7-2,HLA-DR抗原以及CD4+和CD8+细胞的分布进行了观察和分析。结果 间质性肾炎患者肾间质CD4+和CD8+细胞浸润明显增加,表达B7-1和B7-2的细胞显著增多,同时伴肾小管上皮细胞HLA-DR和B7-1表达的增加。IgAN患者肾间质中CD4+和CD8+细胞较正常人增多,表达B7-1的细胞无明显差异。肾小管上B7-1的表达有所增加,但HLA-DR的表达不增加。结论 药物性间质性肾炎和IgAN患者肾小管及间质免疫损伤的表现形式及发生机理存在着差异。
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    Costimulatory B7 molecules in drug induced interstitial nephritis and IgA nephropathy with tubulointerstitial injury Liu Zhihong, Huan Hongdi, Wang Jinquan, et al. Institute of Nephrology, Jinling Hospital, Nanjin University School of medicine Nanjing, 210002

    【Abstract】 Objective To evaluate the role of costimulatory B7 molecules in the pathogenesis of drug induced interstitial nephritis(D-TIN) and IgA nephropathy with severe tubulointerstitial injury(IgAN).Methods Renal biopsy materials from D-TIN(n=15) and IgAN(n=15) were used. Cadaveric donors for kidney transplantation(n=10) served as normal controls.The lymphocyte subsets and the expression of B7-1, B7-2 and HLA-DR in the renal tissue were analyzed by immunohistochemistry staining. Results CD4+ and CD8+ cells in the interstitium markedly increased in patients with D-TIN. Parallelly,B7-1 and B7-2 expressing cells in the interstitium also augmented in this group of patients.The expression of B7-1 and HLA-DR on the renal tubular cells increased in patients with D-TIN. Although CD4+ and CD8+ cells increased in the interstitium of IgAN,the B7-1 and B7-2 expressing cells in the interstitium were not different from those of the normal controls. Although the renal tubular expression of B7-1 was upregulated in IgAN,the expression of HLA-DR kept in the normal range. Conclusion These results indicate that the costimulatory molecules mediated T cell activation plays an important role in the pathogenesis of D-TIN. The interstitial infiltrating and tubular cells both act as an antigen presenting cells in the initiation of immune injury in D-TIN. However, such evidence has not been found in patients with IgAN.
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    【Key words】 Nephritis, interstitial Glomerulonephritis IgA

    (Natl Med J China, 1998, 78:517-519)

    细胞免疫在介导肾间质损伤中起着非常重要的作用[1~3]。T细胞只有在协同刺激因子(CD28/B7)的协助下才能完成其活化的全过程,表现出细胞增殖和分泌细胞因子等功能[4]。T细胞活化的协同刺激信号主要由存在于抗原提呈细胞表面的B7-1和B7-2与T细胞表面的CD28相互作用而触发。肾小管上皮细胞在受到相应刺激后能表达B7-1和B7-2[5]。我们对药物性间质性肾炎和IgA肾病伴间质小管损伤患者肾间质和肾小管上皮细胞B7-1和B7-2的分布进行了观察,并结合肾间质中浸润的CD4+和CD8+细胞以及肾小管上皮细胞上HLA-DR抗原的表达进行了分析。
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    对象与方法

    一、对象

    选择经临床和肾活检确诊的药物过敏性间质性肾炎15例,原发性IgA肾病伴严重小管间质损伤15例,并用10例肾移植供肾作为正常对照。15例药物过敏性间质性肾炎中男9例,女6例,平均年龄40.7±17.3岁。药物过敏性间质性肾炎的诊断标准是,有明确的药物使用史和全身过敏反应(发热、皮疹、关节痛及嗜酸性细胞增高);尿检异常;于短期内出现进行性肾功能减退,B型超声示双肾大小正常或偏大。肾活检病理检查示肾小球结构正常,伴严重炎性细胞浸润和不同程度的小管间质损伤。15例患者中有9例是由使用半合成青霉素类抗生素所致,3例为先锋霉素所致,1例为氨苄青霉素合用消炎痛所致,2例为先锋霉素Ⅴ合用庆大霉素所致。15例原发性IgA肾病均经肾活检确诊,并排除了过敏性紫癜性肾炎和系统性红斑狼疮。其中男9例,女6例,平均年龄35.2±15.7岁。患者肾活检标本光镜检查均伴有明显的间质炎细胞浸润,小管扩张,上皮细胞变性和间质增宽及纤维化。
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    二、方法

    1.肾间质CD4+和CD8+细胞检测:4 μm的肾组织冰冻切片,冷丙酮固定8分钟,10%小牛血清封闭20分钟。染色的基本方法为PAP四层法,其过程简述为:第一步分别加CD4单克隆抗体或CD8单克隆抗体(丹麦DAKO公司),室温下孵育1.5小时;第二步加辣根过氧化酶标记的兔抗鼠免疫球蛋白;第三步加猪抗兔免疫球蛋白;第四步加兔抗辣根过氧化酶-过氧化物酶复合物,以上三步均在室温下孵育40分钟,经PBS漂洗后DAB镜下显色,苏木素复染。显微镜下观察结果。用显微测微器分别计数间质中CD4+及CD8+细胞数,结果以每平方毫米中的阳性细胞数表示。

    2.肾间质及肾小管细胞B7-1,B7-2和HLA-DR的检测:B7-1单克隆抗体(CD80,3 3511A)和B7-2单克隆抗体(CD86,3 340 1A)(美国Pharmingen公司),抗HLA-DR抗体(丹麦DAKO公司)。染色方法采用PAP四层法,其基本步骤与上述淋巴细胞亚群染色相同,分别计数间质中阳性细胞以每平方毫米中的阳性细胞数表示。阳性小管则以每100个小管中的阳性小管数所占的百分数表示。
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    3.统计学处理:所有数据均以均数±标准差表示,组间差异以完全随机区组资料方差分析。

    结果

    一、肾间质及肾小管上皮细胞B7-1和B7-2的表达

    药物性肾炎患者肾间质中表达B7-1和B7-2的细胞数不仅明显高于正常人,也比伴严重小管间质损伤的IgA肾病(IgAN)患者明显增加(P<0.05),而IgAN患者肾间质中仅B7-2细胞高于正常人(P<0.05)。B7-1染色阳性的肾小管主要为近曲肾小管。B7-1弥漫分布于肾小管上皮细胞的管腔侧、基底膜侧和胞浆内(图1,2)。药物性肾炎和IgAN患者肾小管上皮细胞B7-1的表达均明显增加,其中尤以前者增加明显(P<0.05)。IgAN与正常人比较P<0.05。药物性肾炎和IgAN肾小管上皮细胞上B7-2的表达与正常人一样均为阴性(表1)。有趣的是,肾小管上HLA-DR抗原的表达在药物性肾炎明显增高,而IgAN患者肾小管上HLA-DR抗原的表达与正常对照差异无显著意义(P>0.05)。
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    二、肾间质淋巴细胞浸润的分析

    药物性肾炎和IgAN患者肾间质中CD4+和CD8+细胞的浸润均明显高于正常人。CD4+细胞的增加程度更明显高于IgAN(P<0.05),而且CD4+/

    图1 B7-1在药物性间质性肾炎患者近曲肾小管上皮细胞呈弥漫分布PAP ×400 图2 B7-1在IgAN患者近曲肾小管上皮细胞呈弥漫分布PAP ×400

    CD8+的比值也与IgAN不同。CD4+/CD8+的比值在药物性肾炎患者为1.2±0.7,在IgAN则为0.9±0.3(P>0.05),表明药物性肾炎与IgAN患者肾间质淋巴细胞的浸润不仅在程度上存在着差别,而且在亚群的分布上也不完全一致(表2)。
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    表1 肾间质及小管上皮细胞B7-1、B7-2

    和HLA-DR表达的比较(±s) 组别

    例数

    肾间质(细胞/mm2)

    肾小管(%)

    B7-1

    B7-2

    B7-1

    B7-2

    HLA-DR

, 百拇医药     药物性肾炎

    15

    12

    ±7*△

    21.4

    ±20.7**△

    44

    ±20*△

    0

    40.0

    ±25.6*

    IgAN
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    15

    7

    ±5

    6.7

    ±6.5**

    25

    ±18**

    0

    4.3

    ±4.1

    正常对照

    10

    4
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    ±3

    2.1

    ±1.8

    13

    ±8

    0

    3.2

    ±2.8

    注:与正常对照比较 * P<0.005,** P<0.05;与IgAN比较 P<0.05

    表2 肾间质淋巴细胞亚群浸润的比较(±s) 组别
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    例数

    CD4+(mm2)

    CD8+(mm2)

    CD4+/CD8+

    药物性肾炎

    15

    204±136*△

    199±143*

    1.2±0.7

    IgAN
, 百拇医药
    15

    110±97*

    119±85*

    0.9±0.3

    正常对照

    10

    21±11

    21±7

    1.0±0.6

    注:与正常对照比较* P<0.005;与IgAN比较 P<0.05

    讨论
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    导致肾小管间质损伤的原因很多,但无论哪一种类型,细胞免疫是贯穿其中的一个主要致病机理。本结果发现,药物性肾炎患者肾间质中CD4+和CD8+细胞数明显增加,同时间质中表达B7-1和B7-2的细胞也随之明显增高,表明其肾间质局部存在活跃的T细胞活化过程。与此不同的是,虽然IgAN患者肾间质中CD4+和CD8+细胞也明显高于正常人,但其程度远不如药物性肾炎。此外,间质中表达B7-1和B7-2细胞与正常人比较也没有明显差异,说明药物性肾炎和IgAN间质免疫反应的形式和调控机制并不完全相同。

    T细胞的完全活化需要两个信号途径。抗原与抗原提呈细胞上人类相关抗原(MHC)分子构成的复合物与T细胞受体相结合为T细胞活化提供了第一信号,随后在协同刺激因子CD28/B7提供的第二信号作用下使T细胞完全活化[6]。因此,作为一个抗原提呈细胞必须同时具备表达MHC-Ⅱ类抗原以及B7分子的能力。肾小管上皮细胞在炎症介质的刺激下能够表达HLA-DR抗原[2,3],我们推测在特定病理条件下有可能也同时表达B7分子,从而发挥抗原提呈作用。本项研究发现,药物性肾炎患者不仅肾小管上HLA-DR抗原表达明显增高,而且伴有B7-1表达的显著增加。该结果表明,在药物引起的间质性损伤中,肾小管上皮细胞可以通过表达HLA-DR和B7-1使浸润的T细胞活化,触发和扩大局部的免疫损伤。虽然IgAN患者肾小管上B7-1的表达程度与正常人相比也呈显著增多。但是,IgAN患者肾小管上HLA-DR抗原的表达却维持在正常水平。上述现象使我们对IgAN患者肾小管上皮细胞能否作为抗原提呈细胞参与其肾间质的损伤提出了质疑。这种肾小管上皮细胞B7-1与HLA-DR表达分离的现象,提示B7-1除了为T细胞的活化提供协同刺激信号外,可能还有其他的功能[7]。此外,我们还注意到,无论是药物性肾炎还是IgAN,其肾小管上皮细胞B7-2的表达与正常人一样均为阴性。如何解释这一现象,我们认为有以下可能性。在一些免疫炎症反应中,细胞上B7-2的表达先于B7-1,有人认为B7-1的表达与免疫反应的持续有关[8]。此外,B7-1和B7-2不仅协同活化的T细胞亚群不同[4],而且其表达受制于不同的调控信号[7,9]。故药物性肾炎和IgAN患者肾小管上B7分子的表达形式,有可能反映B7-1和B7-2在表达时相上的差异,或者是肾小管上皮细胞对此类炎症刺激的一种特殊应答方式。
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    参考文献

    1 Kelly CJ,Neilson EG.Tubulointerstitial disease. In: Barry M.Brenner eds. The Kidney. 5nd ed. Philadelphia: Saunders. 1996,1655-1670.

    2 Neilson EG. Is immunologic tolerance of self modulated through antigen presentation by parenchymal epithelium? Kidney Int,1993, 44:927-931.

    3 Wuthrich RP,Glimcher LH,Yui MA,et al.MHC class Ⅱ, antigen presentation and tumor necrosis factor in renal tubular epithelial cells. Kidney Int, 1990, 37:783-792.
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    4 Kuchroo VK, Das MP, Brown JA,et al.B7-1 and B7-2 costimulatory molecules activate differentially the Th1/Th2 developmental pathway: application to autoimmune disease therapy. Cell, 1995, 80:707-718.

    5 Deng A,Kelly CJ.Tubular epithelial cells expressing B7-1 and B7-2 costimulate CD4+ T cell clones to proliferate (Abstract). J Am Sci Nephrol, 1996, 7:1696.

    6 Huang AY, Bruce AT, Pardoll DM. Does B7-1 expression confer antigen-presenting cell capacity to tumors in vivo? J Exp Med, 1996, 183:769-776.
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    7 Reiser H, Stadecker MJ. Costimulatory B7 molecules in the pathogenesis of infectious and autoimmune diseases. New Eng J Med, 1996, 35:1369-1377.

    8 Razi-Wolf Z,Freeman GJ,Galvin F,et al. Expression and function of the murine B7 antigen,the major costimulatory molecule expressed by periboneal exudate cells. Pro Natl Acad Sci USA, 1992, 89:4210-4219.

    9 Matulonis U, Dosiou C, Freeman G, et al. B7-1 is superior to B7-2 costimulation in the induction and maintenance of T cell-mediated antileukemia immunity. further evidence that B7-1 and B7-2 are functionally distinct.J Immunol, 1996, 156:1126-1131.

    本课题为全军“九五”重点课题资助项目(962001)

    (收稿:1997-08-13 修回:1998-03-23), 百拇医药


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