B细胞激活因子受体在肺孢子菌感染早期免疫反应中的作用机制

Pneumocystis pneumonia (PCP) is a life-threatening infectious disease predominantly seen in immunocompromised individuals, which is much more severe in the non-HIV population. B cell activating factor receptor (BAFFR) is indispensable for the survival of periphery B cell and plays a very important role in the host defense against a variety of pathogens. However, the function of BAFFR in PCP is not known currently. In our previous work, we have found a down regulation of mRNA in BAFFR signal pathway related genes in the early period of mice pneumocystis infection and a decrease number of B cell at the same time, with a more significant change in glucocorticoid (GC) treated ones. It is possible that the BAFFR signaling pathway could be important in host defense against PCP. This study will explore the impact of BAFFR on B cell and Th cell generation and differentiation to explain the function of BAFFR in PCP by constructing PCP model in wild-type, BAFFR-/- and BAFFR overexpressed mice. Additionally, by constructing GC-induced immunocompromised PCP model in the type of mice mentioned above, this study will investigate the influence of GC on BAFFR pathway and find out whether GC could promote the development of PCP through BAFFR. This study will deepen the understanding of host immune reaction in PCP, and elucidate the reason why GC increases the risk of PCP, therefore has important scientific significance and clinical value.

肺孢子菌肺炎（PCP）为免疫抑制患者常见的致死性疾病，使用糖皮质激素为患病的主要危险因素。B细胞激活因子受体（BAFFR）对于外周B细胞的存活不可或缺，在感染免疫反应中起重要作用，目前 BAFFR在PCP中的作用机制不详。我们已发现小鼠PCP早期存在BAFFR通路关键基因mRNA表达下调，给予激素的PCP小鼠此现象更为显著，同时外周血及肺组织内B细胞数量下降，提示BAFFR在肺孢子菌感染中可能存在重要作用。本项目将构建野生型、BAFFR-/-及BAFFR过表达PCP小鼠，确定BAFFR缺失对肺孢子菌感染时B细胞、Th细胞功能的影响，阐明其作用机制。此外，通过构建具有上述基因背景的免疫抑制PCP小鼠，明确糖皮质激素对BAFFR通路的作用及激素促进PCP发生发展的机制。本项目的完成有助于加深对PCP免疫机制的认识，了解糖皮质激素导致宿主对肺孢子菌易感的原因，具有重要的科学意义及临床价值。

肺孢子菌肺炎(pneumocystis pneumonia, PCP)为常见于免疫抑制患者的机会性真菌感染，在过去普遍认为与 HIV 感染有关。但近 20 年以来，HIV 群体发生 PCP 的病例数减少，与之相反，HIV 阴性的 PCP 患者有增多趋势。BAFF 可与三个不同受体结合发挥功能：BCMA、TACI 及BAFFR，其中仅BAFFR 是成熟B 细胞存活所必须的。本课题组通过研究发现：1）采用包括39000个转录本的小鼠全转录组表达谱芯片进行分析，分组比较差异基因及功能分析结果，验证前期 mRNA 表达谱芯片和流式细胞数据；2）构建PCP小鼠感染早期模型收集B细胞提取RNA进行qPCR验证BAFF-R信号通路相关基因表达变化，同时检测患者及健康志愿者外周血细胞中B细胞相关基因变化。进行B淋巴细胞进行绝对计数，结果显示激素免疫抑制PCP小鼠肺组织及外周血中B淋巴细胞数目较野生型PCP组小鼠均显著下降。PCP患者的B细胞绝对计数明显低于健康对照组；3）构建野生型小鼠PCP模型及BAFF-R‒/‒ PCP小鼠模型，结果显示相较于野生型小鼠，BAFF-R‒/‒ 小鼠体内肺孢子菌清除延迟，体内肺孢子菌特异性IgG、IgM含量降低，同时，BAFF-R‒/‒ 小鼠肺组织及外周血中CD4+ T细胞比例升高，而效应性CD4+ T细胞比例降低，Th1/Th17细胞比例升高。进一步通过初始B细胞回输试验、小鼠肺组织mRNA测序及IL-1β抗体中和试验研究BAFF-R对Th1/Th17细胞免疫的免疫调节作用。结果显示BAFF-R‒/‒ PCP小鼠体内B10细胞减少可能是导致Th1/Th17细胞比例升高的重要原因，而B10细胞可能通过下调IL-1β相关基因表达对Th1/Th17细胞发挥免疫调节作用；4）通过ELISA法及流式细胞术检测发现感染肺孢子菌的患者及小鼠血清中IL-17及IL-10水平的升高，此外，IL-17‒/‒ PCP小鼠及IL-10‒/‒ PCP小鼠均出现肺组织肺孢子菌清除延迟，肺损伤加重，通过RT-PCR及抗体中和实验，我们发现STAT3基因可能在PCP个体IL-17和IL-10的相互抑制作用中发挥关键作用。 通过上述研究，探讨了多种细胞、基因及细胞因子在PCP发生发展中的重要作用，对PCP的临床诊疗提供了一定的理论基础。