头低位(-6°)卧床对人细胞免疫功能的影响
作者：温秀兰 胡平 杨光华 段渊儒 司少艳
单位：温秀兰 胡平 杨光华 段渊儒 (航天医学工程研究所，北京 100094)；司少艳 (总装备部总医院实验中心，北京 100101)
关键词：失重模拟；T-淋巴细胞；NK细胞；细胞因子
航天医学与医学工程990104 摘要：目的 探讨头低位(-6°)卧床对人淋巴细胞增殖能力和某些细胞因子产生的影响。方法 6名健康男性青年头低位(-6°)卧床6 d,卧床前1 d、3 d、6 d各采血一次,测定免疫指标。结果 卧床3d,α-干扰素(interferon α,IFN-α)产生明显降低(P<0.05),NK细胞(natural killer cell,NK)杀伤活性明显增强(P<0.05),γ-干扰素(interferon γ,IFN-γ)的产生和白细胞介素2受体(interleukin-2 receptor,IL-2R,又称CD25)表达功能均呈降低趋势。卧床6d ,IFN-α产生和NK杀伤活性均恢复至卧床前的水平,IFN-γ产生和CD25则明显降低(P<0.05)。随着卧床时间的延长,T淋巴细胞增殖能力和IL-2的产生则逐渐降低,而IL-6的产生则逐渐增加。结论 头低位(-6°)卧床对细胞免疫功能有一定的影响。
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中图分类号：R852.2 文献标识码：A 文章编号：1002-0837(1999)01-0014-04
Effect of -6° Head-down-bed-rest on Human Cellular Immune Function
WEN Xiu-lan,HU Ping,(Institute of Space Medico-Engineering,Beijing 100094,China)
YANG Guang-hua,SI Shao-yan,DUAN Yuan-ru
Abstract：Objective To observe the effect of -6° head-down bed-rest on proliferation of lymphocyte and production of certain cytokines.Methods 6 healthy young men served as the subjects.Peripheral blood lymphocyte was assayed 1 d prior to and on the 3 rd day and 6th day of bed rest.Results The production of IFN-α on the 3 rd day was markedly decreased (P<0.05)，but killing activity of NK was significantly enhanced (P<0.05)，production of IFN-γ and expression of IL-2 receptor were all slightly reduced.Both production of IFN-α and killing activity of NK resumed to the control level on the 6th day，production of IFN-r and CD25 were significantly lowered (P<0.05) on the 6th day,T lymphocyte proliferation and production of IL-2 were gradually decreased with time，but production of IL-6 was gradually increased.Conclusion -6°head-down bed-rested has certain effect on cellular immune function in man.
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Key words：weightlessness simulation;T-lymphocytes;natural killer cell;cytokine
人在太空飞行时,由于受到各种特殊环境因素的作用,如失重、超重、噪声、振动、辐射、心理紧张等综合因素的影响，航天员易患上呼吸道感染、感冒、胃肠炎、皮肤化脓等感染性疾病[1],对航天员的身体健康和工作效率都有一定的影响。这些疾病的发生与免疫系统功能紊乱或失调有着密切关系。国外航天资料研究结果表明,航天员于飞行后T-淋巴细胞对抗原或有丝分裂原的反应性降低[2～4],某些细胞因子的产生能力或受体表达功能也发生了改变[5]。大量的地面模拟失重实验也获得了同样的结果[6,7]。本文之目的在于研究头低位卧床对人外周血T-淋巴细胞增殖能力、NK细胞杀伤活性、干扰素、白细胞介素-2(IL-2)及其受体、白细胞介素-6(IL-6)等的影响,以对头低位(-6°)卧床条件下机体细胞免疫功能状况进行评估。
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方 法
被试者 6名健康男性青年,年龄(19～22)岁。头低位(-6°)卧床6 d ,除每日大便起床外,其他活动均在卧位进行。采静脉血3次,卧床前一天,卧床3 d、6 d各采血一次,进行各项指标的测定,采血时间为06:30～07:30。
主要试剂 RPMI-1640(Gibco)、PHA-P(Difco)、异硫氯酸荧光素(FITC,Sigma)、IFN-γ、IL-2和IL-6免疫试剂盒均为Genzyme公司产品。淋巴细胞分层液、肝素、乙二胺四乙酸钠(EDTA)、新城鸡瘟病毒(NDV)、K562细胞株及IFN-α免疫试剂盒等均为国产试剂。
主要仪器 低温台式离心机、二氧化碳培养箱、倒置显微镜、β-闪烁仪、酶标仪、流式细胞仪均为进口仪器。超净工作台、-40 ℃冰箱为国产仪器。
T-淋巴细胞增殖能力的检测(同位素3H-TdR掺入法) 受试者肝素抗凝静脉血,用淋巴细胞分层液分离淋巴细胞,用含5%小牛血清RPMI-1640液洗三次。用含10%小牛血清的RPMI-1640液(以下简称工作培养基)调整细胞浓度至5×106个/ml,加入96孔板,200 μl/孔,设三复孔,加入PHA-P,20μl/孔,终浓度为10 μg/ml,并设二个对照孔,加工作培养基20 μl/孔。置37 ℃,5%CO2培养箱孵育72 h。于培养结束前16 h加入3H-TdR(中国科学院北京原子能研究所)20 μl/孔,终浓度为1μci/ml。用细胞多头收集器收获于9999型滤纸上,待样品自然干燥后置于含5 ml闪烁液的测量瓶内过夜,用β-闪烁仪测每分钟的脉冲数(counts per minute，cpm)。
, 百拇医药
IL-2的检测 取上述5×106个/ml细胞悬液加入24孔板中,900μl/孔,加入PHA-P 100 μl/孔,终浓度为10 μg/ml。置37 ℃,5% CO2培养箱孵育36 h,离心收集细胞培养上清液,-40 ℃冰箱冻存。用ELISA方法测定IL-2含量,按试剂盒说明书操作。
IL-6的检测 取上述5×106个/ml细胞悬液加入24孔板。900 μl/孔,加入PHA-P 100 μl/孔,终浓度为10 μg/ml。置37°,5%CO2培养箱孵育48 h,收集细胞培养上清液,-40 ℃冰箱冻存。用ELISA方法测定IL-6含量,按试剂盒说明书操作。
IFN-α的检测 取上述5×106个/ml细胞悬液加入24孔板,900 μl/孔,同时加入NDV(100血凝单位)100 μl/孔。置37°,5% CO2培养箱孵育24 h,离心收集细胞培养上清液,-40 ℃冰箱冻存。用ELISA方法测定IFN-α含量,按试剂盒说明书操作。
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IFN-γ的检测 取上述5×106个/ml细胞悬液加入24孔板，900 μl/孔,同时加入PHA-P,100 μl/孔，终浓度为10 μg/ml。置37°,5% CO2培养箱孵育72 h,离心收集细胞培养上清液,-40℃冰箱冻存。用ELISA方法测定IFN-γ含量,按试剂盒说明书操作。
NK细胞数(CD16)及IL-2受体(CD25)的检测(流式细胞仪测定) 每份样品取2支试管各加EDTA抗凝血100 μl,各管加入相应的单克隆抗体(一抗)10 μl,混匀,室温放置30 min。PBS洗一次,离心弃上清液。分别加入20 μl的荧光素标记的二抗,混匀,室温避光放置30 min。PBS洗一次,离心弃上清液。各加入1%草酸溶液5 ml溶解红细胞,混匀,室温放置15 min，PBS洗一次,离心弃上清液。用PBS调整细胞浓度为5×106个/ml,用流式细胞仪检测。
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NK细胞杀伤活性检测(LDH方法) 取静脉血3 ml,肝素抗凝,用淋巴细胞分层液分离淋巴细胞,用工作培养基洗三次,调成5×106个/ml细胞悬液备用。人NK细胞的靶细胞K562细胞株,用工作培养基连续传代培养,实验前一天进行传代。实验用时,K562细胞经工作培养基洗三次后,调成1×105个/ml细胞悬液。
LDH释放法测定NK细胞毒方法 96孔U型底培养板中,实验孔加K562细胞和效应细胞各100 μl;靶细胞自然释放孔加靶细胞、工作培养基各100 μl;靶细胞最大释放孔加K562细胞100 μl,1%NP40(用工作培养基配制)100 μl;空白对照孔加工作培养基200 μl。每份标本设三复孔。置37 ℃,5% CO2培养箱孵育一定时间,离心取上清液100 μl置96孔平底培养板相应的孔中,每孔加LDH底物液100 μl(临用前配制),反应10 min后,每孔加1 N HCl 50 μl,然后在酶标仪490 nm处读取OD值。
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NK细胞活性计算方法 求出3个复孔的平均值后,按下面公式计算NK细胞活性的百分数:
统计学处理 检测结果以平均数±标准差表示。两组间结果比较为t检验。
结 果
头低位(-6°)卧床对T淋巴细胞增殖反应的影响 卧床3 d,T-淋巴细胞转化呈降低趋势。卧床6 d,T淋巴细胞转化继续降低,但无统计学意义。提示头低位(-6°)卧床对T淋巴细胞增殖功能有一定的抑制作用(表1)。
表1 各组T-淋巴细胞增殖反应的变化(
±s)
Table 1 Changes in mitogenic responsiveness of T lymphoblast to PHA in various groups(±s) 组别
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(groups)
T-淋巴细胞转化
(T-lymphoblast changes)
卧床前(pre HDBR)
27763±5918
卧床3d(HDBR 3 d)
26921±5644
卧床6d(HDBR 6 d)
22505±5803
头低位(-6°)卧床对NK细胞功能的影响 从表2可以看出,卧床3 d、6 d ,NK细胞数(CD56)无明显变化。卧床3 d,NK细胞杀伤活性明显增强(P<0.05)。卧床6 d,已经恢复到卧床前水平。表明卧床3 d对NK细胞杀伤活性有明显的增强作用。表2 各组NK细胞数及其杀伤活性的变化(±s)
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Table 2 Changes of natural killer cell number and its killing activity in various groups(±s) 组别
(groups)
CD56(%)
NK杀伤活性(%)
(NK killing activity)
卧床前(Pre HDBR)
23.32±6.68
31.3±4.1
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卧床3d(HDBR 3 d)
22.65±5.68
49.6±12.5*
卧床6d(HDBR 6d)
23.32±5.61
38.5±7.4
注：*P<0.05，与卧床前比(as compared with pre-HDBR)
头低位(-6°)卧床对干扰素、IL-6和IL-2及其受体的影响 由表3可见,卧床3 d,IFN-α产生明显降低(P<0.05),卧床6 d,已恢复到卧床前的水平。卧床3 d,IFN-γ产生和CD25均呈降低趋势,卧床6 d,两者均明显降低(P<0.05)。IL-2产生随着卧床时间的延长则逐渐降低。相反,IL-6的产生随着卧床时间的延长而逐渐增加。表明头低位(-6°)卧床3 d或6 d对干扰素、IL-2、IL-6的产生和IL-2受体表达功能均有一定的影响。
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表3 各组干扰素、IL-6和IL-2及其受体的变化(x±s)
Table 3 Changes in production of cytokines and CD25 in various groups(x±s) 组别
(groups)
IFN-α(OD)
IFN-γ(OD)
IL-6(OD)
IL-2(OD)
CD25(%)
卧床前(pre HDBR)
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0.322±0.066
0.386±0.022
0.247±0.050
0.204±0.089
10.00±2.66
卧床3 d(HDBR 3 d)
0.231±0.039*
0.372±0.015
0.274±0.053
0.169±0.071
7.23±1.53
, 百拇医药
卧床6d(HDBR 6 d)
0.347±0.051
0.302±0.083*
0.286±0.041
0.158±0.050
6.35±2.92*
注：*P<0.05，与卧床前比(as compared with pre-HDBR)
讨 论
国外载人航天资料研究结果表明,空间飞行后,航天员外周血T-淋巴细胞数减少,同时伴有对抗原或有丝分裂原刺激反应性降低[2]。地面大量模拟失重实验,也发现了尾悬吊大鼠或小鼠的脾T-淋巴细胞经有丝分裂原ConA刺激后,增殖功能明显低下[6,7]。本次实验结果表明头低位(-6°)卧床3 d、6 d,被试者外周血T细胞经有丝分裂原(PHA-P)刺激后,其增殖功能降低,与国内外文献报道一致。航天后,机体免疫功能降低,特别是细胞免疫功能的下降,是导致病毒感染和细菌感染等高发病率主要因素。因此,深入研究失重或模拟失重状态下,T淋巴细胞免疫功能改变的机理,对今后制定航天免疫防护措施具有重要意义。
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T-淋巴细胞作为机体最主要的免疫活性细胞,不仅是个效应细胞,也是主要的免疫调节细胞,其分泌的IL-2、IFN-γ等细胞因子不仅参与体液免疫调节,又可通过T-淋巴细胞表达IL-2受体反作用于T淋巴细胞自身,发挥自身调节或旁调节作用。本实验T-淋巴细胞增殖功能下降的原因可能是由于T-淋巴细胞分泌的细胞因子减少而影响T-淋巴细胞的活化作用。IL-2、IFN-γ主要是由活化的T-淋巴细胞产生的，二者对T-淋巴细胞的生长、分化和增殖起重要的调节作用。本文结果显示，卧床3 d、6 d,在T-淋巴细胞增殖功能逐渐降低的同时伴有IL-2和IFN-γ分泌也逐渐降低,且卧床6 d时IFN-γ明显降低(P<0.05)。提示T-淋巴细胞功能降低与IL-2和IFN-γ分泌减少有关。由于IL-2和IFN-γ对T-淋巴细胞的增殖功能起促进作用,这更说明了T淋巴细胞增殖功能降低与T-淋巴细胞分泌的细胞因子改变密切相关。
T淋巴细胞分泌的细胞因子只有以其相应的受体结合才能使其发生活化反应。IL-2受体α链,又称CD25是活化T-淋巴细胞的标志。T-淋巴细胞增殖反应是一个非常复杂的过程。一般认为T-淋巴细胞在巨噬细胞(MΦ)协助下,经过T-细胞激活剂刺激,细胞从Go期(休止期)进入G1前期,G1后期的细胞开始产生并分泌IL-2,同时在细胞膜表面表达IL-2受体,一旦细胞膜表面的IL-2受体与IL-2结合从而使T细胞由G1后期进入S期,合成DNA,引起细胞的增殖。本文6名被试者卧床3 d、6 d,其外周血T淋巴细胞在激活剂(PHA-P)刺激后,DNA合成减少,IL-2产生减少,表达IL-2受体功能受阻三种反应是平行的。表明头低位(-6°)卧床使免疫系统的细胞水平和分子水平都发生了改变。
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IL-2和IFN-γ是两种重要的免疫调节因子,与其他细胞因子和免疫细胞共同组成了机体严密的调节网络,在整个免疫系统的分子调节中起着重要的作用,维持了机体的稳定。而IL-2对NK细胞杀伤活性的调节是通过作用于T细胞产生IFN-γ而介导的。当机体免疫功能受损时,产生IL-2的能力减低,从而将影响到IFN-γ的产生和NK细胞杀伤活性。本文结果表明，卧床3 d、6 d，6名被试者产生IL-2能力受损的同时伴有IFN-γ产生能力减低和NK细胞杀伤活性的增强。IL-2和IFN-γ对NK细胞杀伤活性都有促进作用,且是相加的。因此,从IL-2和IFN-γ对NK细胞杀伤活性的调节途径来讲IL-2和IFN-γ产生减少,NK细胞杀伤活性理应降低,但NK细胞杀伤活性却是增强的,提示NK细胞杀伤活性的增强除IL-2和IFN-γ传统的调节途径外,可能还存在着其他的调节途径。IL-6是一种具有广泛生物学效应的免疫调节因子,近年来研究证实IL-6也能增强NK细胞的杀伤活性[9,10]。本文结果表明IL-6的产生则是增加的,是否通过IL-6这一调节途径使NK细胞杀伤活性增强,这个问题有待进一步研究。
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综上所述,头低位(-6°)卧床引起T-淋巴细胞增殖功能降低,可能与T-淋巴细胞产生的细胞因子减少和IL-2受体表达功能受阻有关。
[参考文献]
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, 百拇医药
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[9] 曹雪涛主编.白细胞介素-2的基础和临床[M].北京科学出版社，1990：92～97
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收搞日期：1998-04-20, 百拇医药
单位：温秀兰 胡平 杨光华 段渊儒 (航天医学工程研究所，北京 100094)；司少艳 (总装备部总医院实验中心，北京 100101)
关键词：失重模拟；T-淋巴细胞；NK细胞；细胞因子
航天医学与医学工程990104 摘要：目的 探讨头低位(-6°)卧床对人淋巴细胞增殖能力和某些细胞因子产生的影响。方法 6名健康男性青年头低位(-6°)卧床6 d,卧床前1 d、3 d、6 d各采血一次,测定免疫指标。结果 卧床3d,α-干扰素(interferon α,IFN-α)产生明显降低(P<0.05),NK细胞(natural killer cell,NK)杀伤活性明显增强(P<0.05),γ-干扰素(interferon γ,IFN-γ)的产生和白细胞介素2受体(interleukin-2 receptor,IL-2R,又称CD25)表达功能均呈降低趋势。卧床6d ,IFN-α产生和NK杀伤活性均恢复至卧床前的水平,IFN-γ产生和CD25则明显降低(P<0.05)。随着卧床时间的延长,T淋巴细胞增殖能力和IL-2的产生则逐渐降低,而IL-6的产生则逐渐增加。结论 头低位(-6°)卧床对细胞免疫功能有一定的影响。
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中图分类号：R852.2 文献标识码：A 文章编号：1002-0837(1999)01-0014-04
Effect of -6° Head-down-bed-rest on Human Cellular Immune Function
WEN Xiu-lan,HU Ping,(Institute of Space Medico-Engineering,Beijing 100094,China)
YANG Guang-hua,SI Shao-yan,DUAN Yuan-ru
Abstract：Objective To observe the effect of -6° head-down bed-rest on proliferation of lymphocyte and production of certain cytokines.Methods 6 healthy young men served as the subjects.Peripheral blood lymphocyte was assayed 1 d prior to and on the 3 rd day and 6th day of bed rest.Results The production of IFN-α on the 3 rd day was markedly decreased (P<0.05)，but killing activity of NK was significantly enhanced (P<0.05)，production of IFN-γ and expression of IL-2 receptor were all slightly reduced.Both production of IFN-α and killing activity of NK resumed to the control level on the 6th day，production of IFN-r and CD25 were significantly lowered (P<0.05) on the 6th day,T lymphocyte proliferation and production of IL-2 were gradually decreased with time，but production of IL-6 was gradually increased.Conclusion -6°head-down bed-rested has certain effect on cellular immune function in man.
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Key words：weightlessness simulation;T-lymphocytes;natural killer cell;cytokine
人在太空飞行时,由于受到各种特殊环境因素的作用,如失重、超重、噪声、振动、辐射、心理紧张等综合因素的影响，航天员易患上呼吸道感染、感冒、胃肠炎、皮肤化脓等感染性疾病[1],对航天员的身体健康和工作效率都有一定的影响。这些疾病的发生与免疫系统功能紊乱或失调有着密切关系。国外航天资料研究结果表明,航天员于飞行后T-淋巴细胞对抗原或有丝分裂原的反应性降低[2～4],某些细胞因子的产生能力或受体表达功能也发生了改变[5]。大量的地面模拟失重实验也获得了同样的结果[6,7]。本文之目的在于研究头低位卧床对人外周血T-淋巴细胞增殖能力、NK细胞杀伤活性、干扰素、白细胞介素-2(IL-2)及其受体、白细胞介素-6(IL-6)等的影响,以对头低位(-6°)卧床条件下机体细胞免疫功能状况进行评估。
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方 法
被试者 6名健康男性青年,年龄(19～22)岁。头低位(-6°)卧床6 d ,除每日大便起床外,其他活动均在卧位进行。采静脉血3次,卧床前一天,卧床3 d、6 d各采血一次,进行各项指标的测定,采血时间为06:30～07:30。
主要试剂 RPMI-1640(Gibco)、PHA-P(Difco)、异硫氯酸荧光素(FITC,Sigma)、IFN-γ、IL-2和IL-6免疫试剂盒均为Genzyme公司产品。淋巴细胞分层液、肝素、乙二胺四乙酸钠(EDTA)、新城鸡瘟病毒(NDV)、K562细胞株及IFN-α免疫试剂盒等均为国产试剂。
主要仪器 低温台式离心机、二氧化碳培养箱、倒置显微镜、β-闪烁仪、酶标仪、流式细胞仪均为进口仪器。超净工作台、-40 ℃冰箱为国产仪器。
T-淋巴细胞增殖能力的检测(同位素3H-TdR掺入法) 受试者肝素抗凝静脉血,用淋巴细胞分层液分离淋巴细胞,用含5%小牛血清RPMI-1640液洗三次。用含10%小牛血清的RPMI-1640液(以下简称工作培养基)调整细胞浓度至5×106个/ml,加入96孔板,200 μl/孔,设三复孔,加入PHA-P,20μl/孔,终浓度为10 μg/ml,并设二个对照孔,加工作培养基20 μl/孔。置37 ℃,5%CO2培养箱孵育72 h。于培养结束前16 h加入3H-TdR(中国科学院北京原子能研究所)20 μl/孔,终浓度为1μci/ml。用细胞多头收集器收获于9999型滤纸上,待样品自然干燥后置于含5 ml闪烁液的测量瓶内过夜,用β-闪烁仪测每分钟的脉冲数(counts per minute，cpm)。
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IL-2的检测 取上述5×106个/ml细胞悬液加入24孔板中,900μl/孔,加入PHA-P 100 μl/孔,终浓度为10 μg/ml。置37 ℃,5% CO2培养箱孵育36 h,离心收集细胞培养上清液,-40 ℃冰箱冻存。用ELISA方法测定IL-2含量,按试剂盒说明书操作。
IL-6的检测 取上述5×106个/ml细胞悬液加入24孔板。900 μl/孔,加入PHA-P 100 μl/孔,终浓度为10 μg/ml。置37°,5%CO2培养箱孵育48 h,收集细胞培养上清液,-40 ℃冰箱冻存。用ELISA方法测定IL-6含量,按试剂盒说明书操作。
IFN-α的检测 取上述5×106个/ml细胞悬液加入24孔板,900 μl/孔,同时加入NDV(100血凝单位)100 μl/孔。置37°,5% CO2培养箱孵育24 h,离心收集细胞培养上清液,-40 ℃冰箱冻存。用ELISA方法测定IFN-α含量,按试剂盒说明书操作。
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IFN-γ的检测 取上述5×106个/ml细胞悬液加入24孔板，900 μl/孔,同时加入PHA-P,100 μl/孔，终浓度为10 μg/ml。置37°,5% CO2培养箱孵育72 h,离心收集细胞培养上清液,-40℃冰箱冻存。用ELISA方法测定IFN-γ含量,按试剂盒说明书操作。
NK细胞数(CD16)及IL-2受体(CD25)的检测(流式细胞仪测定) 每份样品取2支试管各加EDTA抗凝血100 μl,各管加入相应的单克隆抗体(一抗)10 μl,混匀,室温放置30 min。PBS洗一次,离心弃上清液。分别加入20 μl的荧光素标记的二抗,混匀,室温避光放置30 min。PBS洗一次,离心弃上清液。各加入1%草酸溶液5 ml溶解红细胞,混匀,室温放置15 min，PBS洗一次,离心弃上清液。用PBS调整细胞浓度为5×106个/ml,用流式细胞仪检测。
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NK细胞杀伤活性检测(LDH方法) 取静脉血3 ml,肝素抗凝,用淋巴细胞分层液分离淋巴细胞,用工作培养基洗三次,调成5×106个/ml细胞悬液备用。人NK细胞的靶细胞K562细胞株,用工作培养基连续传代培养,实验前一天进行传代。实验用时,K562细胞经工作培养基洗三次后,调成1×105个/ml细胞悬液。
LDH释放法测定NK细胞毒方法 96孔U型底培养板中,实验孔加K562细胞和效应细胞各100 μl;靶细胞自然释放孔加靶细胞、工作培养基各100 μl;靶细胞最大释放孔加K562细胞100 μl,1%NP40(用工作培养基配制)100 μl;空白对照孔加工作培养基200 μl。每份标本设三复孔。置37 ℃,5% CO2培养箱孵育一定时间,离心取上清液100 μl置96孔平底培养板相应的孔中,每孔加LDH底物液100 μl(临用前配制),反应10 min后,每孔加1 N HCl 50 μl,然后在酶标仪490 nm处读取OD值。
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NK细胞活性计算方法 求出3个复孔的平均值后,按下面公式计算NK细胞活性的百分数:
统计学处理 检测结果以平均数±标准差表示。两组间结果比较为t检验。
结 果
头低位(-6°)卧床对T淋巴细胞增殖反应的影响 卧床3 d,T-淋巴细胞转化呈降低趋势。卧床6 d,T淋巴细胞转化继续降低,但无统计学意义。提示头低位(-6°)卧床对T淋巴细胞增殖功能有一定的抑制作用(表1)。
表1 各组T-淋巴细胞增殖反应的变化(
±s)Table 1 Changes in mitogenic responsiveness of T lymphoblast to PHA in various groups(
±s) 组别, http://www.100md.com
(groups)
T-淋巴细胞转化
(T-lymphoblast changes)
卧床前(pre HDBR)
27763±5918
卧床3d(HDBR 3 d)
26921±5644
卧床6d(HDBR 6 d)
22505±5803
头低位(-6°)卧床对NK细胞功能的影响 从表2可以看出,卧床3 d、6 d ,NK细胞数(CD56)无明显变化。卧床3 d,NK细胞杀伤活性明显增强(P<0.05)。卧床6 d,已经恢复到卧床前水平。表明卧床3 d对NK细胞杀伤活性有明显的增强作用。表2 各组NK细胞数及其杀伤活性的变化(
±s), 百拇医药
Table 2 Changes of natural killer cell number and its killing activity in various groups(
±s) 组别(groups)
CD56(%)
NK杀伤活性(%)
(NK killing activity)
卧床前(Pre HDBR)
23.32±6.68
31.3±4.1
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卧床3d(HDBR 3 d)
22.65±5.68
49.6±12.5*
卧床6d(HDBR 6d)
23.32±5.61
38.5±7.4
注：*P<0.05，与卧床前比(as compared with pre-HDBR)
头低位(-6°)卧床对干扰素、IL-6和IL-2及其受体的影响 由表3可见,卧床3 d,IFN-α产生明显降低(P<0.05),卧床6 d,已恢复到卧床前的水平。卧床3 d,IFN-γ产生和CD25均呈降低趋势,卧床6 d,两者均明显降低(P<0.05)。IL-2产生随着卧床时间的延长则逐渐降低。相反,IL-6的产生随着卧床时间的延长而逐渐增加。表明头低位(-6°)卧床3 d或6 d对干扰素、IL-2、IL-6的产生和IL-2受体表达功能均有一定的影响。
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表3 各组干扰素、IL-6和IL-2及其受体的变化(x±s)
Table 3 Changes in production of cytokines and CD25 in various groups(x±s) 组别
(groups)
IFN-α(OD)
IFN-γ(OD)
IL-6(OD)
IL-2(OD)
CD25(%)
卧床前(pre HDBR)
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0.322±0.066
0.386±0.022
0.247±0.050
0.204±0.089
10.00±2.66
卧床3 d(HDBR 3 d)
0.231±0.039*
0.372±0.015
0.274±0.053
0.169±0.071
7.23±1.53
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卧床6d(HDBR 6 d)
0.347±0.051
0.302±0.083*
0.286±0.041
0.158±0.050
6.35±2.92*
注：*P<0.05，与卧床前比(as compared with pre-HDBR)
讨 论
国外载人航天资料研究结果表明,空间飞行后,航天员外周血T-淋巴细胞数减少,同时伴有对抗原或有丝分裂原刺激反应性降低[2]。地面大量模拟失重实验,也发现了尾悬吊大鼠或小鼠的脾T-淋巴细胞经有丝分裂原ConA刺激后,增殖功能明显低下[6,7]。本次实验结果表明头低位(-6°)卧床3 d、6 d,被试者外周血T细胞经有丝分裂原(PHA-P)刺激后,其增殖功能降低,与国内外文献报道一致。航天后,机体免疫功能降低,特别是细胞免疫功能的下降,是导致病毒感染和细菌感染等高发病率主要因素。因此,深入研究失重或模拟失重状态下,T淋巴细胞免疫功能改变的机理,对今后制定航天免疫防护措施具有重要意义。
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T-淋巴细胞作为机体最主要的免疫活性细胞,不仅是个效应细胞,也是主要的免疫调节细胞,其分泌的IL-2、IFN-γ等细胞因子不仅参与体液免疫调节,又可通过T-淋巴细胞表达IL-2受体反作用于T淋巴细胞自身,发挥自身调节或旁调节作用。本实验T-淋巴细胞增殖功能下降的原因可能是由于T-淋巴细胞分泌的细胞因子减少而影响T-淋巴细胞的活化作用。IL-2、IFN-γ主要是由活化的T-淋巴细胞产生的，二者对T-淋巴细胞的生长、分化和增殖起重要的调节作用。本文结果显示，卧床3 d、6 d,在T-淋巴细胞增殖功能逐渐降低的同时伴有IL-2和IFN-γ分泌也逐渐降低,且卧床6 d时IFN-γ明显降低(P<0.05)。提示T-淋巴细胞功能降低与IL-2和IFN-γ分泌减少有关。由于IL-2和IFN-γ对T-淋巴细胞的增殖功能起促进作用,这更说明了T淋巴细胞增殖功能降低与T-淋巴细胞分泌的细胞因子改变密切相关。
T淋巴细胞分泌的细胞因子只有以其相应的受体结合才能使其发生活化反应。IL-2受体α链,又称CD25是活化T-淋巴细胞的标志。T-淋巴细胞增殖反应是一个非常复杂的过程。一般认为T-淋巴细胞在巨噬细胞(MΦ)协助下,经过T-细胞激活剂刺激,细胞从Go期(休止期)进入G1前期,G1后期的细胞开始产生并分泌IL-2,同时在细胞膜表面表达IL-2受体,一旦细胞膜表面的IL-2受体与IL-2结合从而使T细胞由G1后期进入S期,合成DNA,引起细胞的增殖。本文6名被试者卧床3 d、6 d,其外周血T淋巴细胞在激活剂(PHA-P)刺激后,DNA合成减少,IL-2产生减少,表达IL-2受体功能受阻三种反应是平行的。表明头低位(-6°)卧床使免疫系统的细胞水平和分子水平都发生了改变。
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IL-2和IFN-γ是两种重要的免疫调节因子,与其他细胞因子和免疫细胞共同组成了机体严密的调节网络,在整个免疫系统的分子调节中起着重要的作用,维持了机体的稳定。而IL-2对NK细胞杀伤活性的调节是通过作用于T细胞产生IFN-γ而介导的。当机体免疫功能受损时,产生IL-2的能力减低,从而将影响到IFN-γ的产生和NK细胞杀伤活性。本文结果表明，卧床3 d、6 d，6名被试者产生IL-2能力受损的同时伴有IFN-γ产生能力减低和NK细胞杀伤活性的增强。IL-2和IFN-γ对NK细胞杀伤活性都有促进作用,且是相加的。因此,从IL-2和IFN-γ对NK细胞杀伤活性的调节途径来讲IL-2和IFN-γ产生减少,NK细胞杀伤活性理应降低,但NK细胞杀伤活性却是增强的,提示NK细胞杀伤活性的增强除IL-2和IFN-γ传统的调节途径外,可能还存在着其他的调节途径。IL-6是一种具有广泛生物学效应的免疫调节因子,近年来研究证实IL-6也能增强NK细胞的杀伤活性[9,10]。本文结果表明IL-6的产生则是增加的,是否通过IL-6这一调节途径使NK细胞杀伤活性增强,这个问题有待进一步研究。
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综上所述,头低位(-6°)卧床引起T-淋巴细胞增殖功能降低,可能与T-淋巴细胞产生的细胞因子减少和IL-2受体表达功能受阻有关。
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收搞日期：1998-04-20, 百拇医药