人结核抗原特异性CD4+ T细胞的体内免疫防御功能及机制研究

Tuberculosis (TB) is one of the main infectious diseases in our country. It showed that cell-mediated immune response played very important roles in the control of TB disease. Our previous studies showed the first time that the frequencies of TB-specific CD4+ T cells (Th1, Th17 and Tfh cells) in tuberculous pleural effusion were significantly higher than those in peripheral blood. In addition, TB-specific CD4+ T cells expressed higher levels of CD69 compared to non-specific CD4+ T cells. However, the immune response of single or mixed kinds of Th cell subsets against tuberculosis infection remains unclear. In current study, we intend to isolate CD4+CD69+ and CD4+CD69- T cells from TB-specific CD4+ T cells in tuberculous pleural effusion, and adoptively transfer these two subsets plus monocytes into immunodeficiency mice. Then, we separate Th1, Th17 and Tfh cells from CD4+CD69+ T cells, and choose one or more kinds of Th cell subsets together with monocytes, and adoptively transfer these cells into immunodeficiency mice, and then mice are infected with BCG or H37Rv. The following issues are attended to study: 1. to record the survival of animals; 2. to detect the loads of BCG or H37Rv in mice organs; 3. to analyze the distribution, stability, phenotypic characteristic, cytokine production and transcription factor expression of Th cells, and the maintain mechanism of memory cells. Our study is aimed to reveal the immune mechanisms of tuberculosis, and provides theories for the design of new tuberculosis vaccines.

结核病是我国最主要的传染性疾病之一。细胞介导的免疫应答在控制结核的疾病中发挥十分重要的作用。我们前期研究首次证明，结核性胸膜炎胸水中结核特异性CD4+ T细胞包括Th1、Th17和Tfh细胞亚群的百分率均显著高于周围血中CD4+ T细胞，且高表达CD69分子。但单一和混合Th细胞亚群在抵御结核菌感染中的作用仍不清楚。本研究拟从人结核性胸水中分离CD4+CD69+ 和CD4+CD69- T细胞与单核细胞一起传输给免疫缺陷小鼠。再进一步分离CD4+CD69+ T中Th1、Th17和Tfh细胞，从中选取一种或多种细胞与人单核细胞一起，传输给免疫缺陷小鼠，然后进行BCG或结核菌感染。感染后：1.观察生存情况；2.检测结核菌在小鼠体内的载量；3.检测Th细胞在小鼠体内的分布、稳定性、表型特征、细胞因子产生、转录因子表达和记忆细胞维持等。该研究为揭示结核的免疫机制及为结核新型疫苗的设计奠定良好的基础。

结核病是我国最主要的传染性疾病之一，细胞介导的免疫应答在控制结核病中发挥十分重要的作用。本项目重点探讨人结核特异性Th 细胞亚群包括Th1、Th17 和Tfh 在体内抗结核的免疫防御功能及其机制，使我们更好地理解体内结核特异性免疫效应/记忆形成和维持的机制，并为结核病的诊断、治疗和新型疫苗的研发提供充分的科学依据。. 我们的研究成果证实在正常小鼠中，呼吸道组织中的CD4+ T细胞百分比都明显高于脾脏，其中在鼻粘膜中的百分比最高；而CD8+ T细胞在鼻粘膜中的百分比相较其他组织和器官最低，其中在肺组织中CD8+ T细胞的百分比最高。BCG免疫小鼠后在肺泡灌洗液、鼻粘膜、气管及肺组织中CD69+CD103+ T细胞表达最高水平的抗原特异性IFN-γ，其次是CD69+CD103- T细胞。.此外，我们成熟地构建并优化结核相关抗原肽Rv3615c疫苗的小鼠模型，结核抗原Rv3615c联合免疫佐剂 CpG皮下诱导小鼠，比PBS，CpG或Rv3615c单独作用产生更高水平的Th1细胞介导的抗原特异性免疫应答。滴鼻免疫相比皮下免疫可以更好地诱导气道和肺实质组织产生长寿命定居记忆性CD4+ T细胞，发挥更强地抗结核免疫特性。此外，构建Rv3615c疫苗的小鼠模型后对肺血管、肺实质和气道CD4+记忆T细胞研究发现，与肺血管相比，在气道和肺实质中的抗原特异性CD4+ 记忆性T细胞的比例要高得多，且每个细胞的功能更强。气道和肺实质中CD4+ 记忆T细胞具有优越的免疫效应功能，高表达抗原特异性的Th1和Th17型细胞因子，表现出多功能的免疫应答反应。实验结果表明，气道和肺实质CD4+ 记忆性T细胞在呼吸道中长期持续存在，它们是由局部趋化而来并维持定居，在抗感染中发挥了重要的免疫保护作用，并在系统CD4+ 记忆性T细胞聚集到感染部位之前作出反应，发挥抗感染的第一道防线。我们的研究对了解人体内CD4+T细胞介导的适应性抗结核免疫具有重要意义，使我们更好地理解结核特异性免疫效应/记忆形成和维持的机制，并为结核病新型疫苗的研发提供了的科学依据。