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发布日期:2023/8/17 16:39:00

引言

 

发热伴血小板减少综合征(SFTS)是由发热伴血小板减少综合征病毒(SFTSV)引起的一种新发感染性疾病。SFTSV于2010年首次在中国被发现,随后在韩国、日本、越南等国家广泛流行。SFTS临床以发热伴血小板减少为主要特征,重症患者可因多脏器功能衰竭而亡。近年来,SFTS患者发病人数逐年升高,重症患者进展迅速、病死率高,可达12%-30%。鉴于目前缺乏有效的抗病毒治疗和疫苗,迫切需要研究SFTS的发病机制。

 

SFTS与宿主免疫应答异常密切相关,SFTSV可诱导机体产生细胞因子风暴,导致多器官功能障碍综合征、休克、弥散性血管内凝血、噬血细胞性淋巴组织细胞增多症(HLH)和死亡。免疫细胞(如巨噬细胞和浆母细胞)已被确定为SFTSV感染的靶细胞,淋巴细胞亚群功能障碍和炎症反应失控可导致SFTS疾病进行性恶化迁延。因此,全面评价外周免疫谱对于研究SFTS的免疫发病机制至关重要。此外,有关于SFTS预后的免疫标志物信息较少。

 

近期,华中科技大学同济医学院附属同济医院检验科黄铭、王婷、黄逸为共同第一作者,刘为勇、侯红艳为共同通讯作者Clinical Immunology(IF:10.190)上发表了题为“The clinical and immunological characteristics in fatal severe fever with thrombocytopenia syndrome virus (SFTSV) infection”的文章,通过对外周免疫谱进行全面评估,以进一步了解重症SFTS的免疫发病机制,并结合实验室和免疫学指标评价重症SFTS患者预后,旨在为及时有效的干预提供关键指标。

研究设计

 

研究纳入47例急性SFTSV感染患者,其中24例在随访中死亡,同时招募了54例健康对照者。采用流式细胞术检测外周血淋巴细胞亚群的百分比、绝对计数和表型。通过比较死亡和存活SFTS患者的免疫状况,分析预测SFTS预后的潜在标志物。

 

图1 SFTSV感染患者的基本特征

 

研究结果

 

1

 

急性SFTSV感染的外周免疫特征

研究结果显示,与健康对照组相比,SFTS患者:

 

◆ CD3+T、CD4+T、CD8+T和NKT细胞百分比显著下降,NK细胞和B细胞百分比显著增加(图2A);

◆ 各淋巴细胞亚群的绝对计数均显著下降(图2A);

◆ CD4+T和CD8+T细胞上CD28的表达显著下降,CD8+T细胞上HLA-DR的表达显著增加(图2B);

CD4+T和CD8+T细胞中纯真亚群(CCR7+CD45RA+)的百分比显著下降,终末分化效应记忆CD4+T细胞亚群(TEMRA,CCR7-CD45RA+)和效应记忆CD8+T细胞亚群(TEM,CCR7-CD45RA-)的百分比显著增加(图2C);

◆ Treg细胞百分比未见明显差异,但纯真Tregs百分比显著下降(图2D);

◆ 非转换记忆B细胞亚群(CD27-IgD+)百分比显著下降,双阴性B细胞亚群(CD27-IgD-)百分比显著增加(图2E);

◆ 浆母细胞(CD27highCD38high)在总B细胞或淋巴细胞中的比例显著增加(图2E)。

 

表明在SFTSV感染的急性期,外周血淋巴细胞亚群失衡,表现为各淋巴细胞亚群数量减少,并伴有T细胞的高活化和耗竭表型,以及浆母细胞过度增殖

 

图2 SFTS患者与健康对照组的各淋巴细胞亚群比较

 

对免疫指标进行分层聚类分析(图3F),结果表明SFTS患者适应性免疫应答受损。基于35项免疫指标的t-SNE分析显示(图3G),SFTS患者可以很好地与健康对照组区分开来。ROC曲线分析显示(图3H-I),外周免疫指标如CD4+T、CD3+T、总淋巴细胞、NKT、CD8+T、NK细胞的绝对计数以及浆母细胞、双阴性B细胞的百分比在区分SFTS患者和健康对照组的免疫状态方面表现出有效的性能(AUC>0.80)

 

图3 SFTS的免疫特征分析

 

2

 

SFTS的预后因素

研究进一步比较了SFTS发病后28天内死亡患者和存活患者的实验室和免疫学指标,探索SFTS的潜在预后标志物。

 

结果显示(图4),与存活患者相比,死亡患者:

 

◆ 天冬氨酸转氨酶(AST)、乳酸脱氢酶(LDH)、炎症标志物(包括铁蛋白、C反应蛋白[CRP]、降钙素原[PCT]、IL-2R、IL-6、IL-8、IL-10、TNF-α)和凝血标志物(包括活化部分凝血活酶时间[APTT]、凝血酶原时间[PT]、凝血酶时间[TT])显著增加;

◆ 浆母细胞百分比显著增加,纯真B细胞百分比显著下降,提示B细胞的高活化免疫状态。

 

表明死亡SFTS患者的高炎症状态、凝血功能障碍和免疫失衡较存活患者更为明显

 

图4 死亡与存活患者的实验室和免疫学指标比较

 

ROC分析显示(图5B-C),区分死亡和存活SFTS患者的最佳指标是IL-10(AUC为0.861)。t-SNE分析表明了SFTS患者免疫状态的异质性,以及使用实验室和免疫学指标区分死亡患者和存活患者的可能性(图5E)。

 

图5 死亡与存活患者的实验室和免疫学指标分析

 

多变量Cox回归分析和Kaplan-Meier生存分析显示(图6-7),高水平PCT、IL-6、IL-10、TNF-α、APTT和TT与SFTS不良预后显著相关。

 

图6 总生存期的单变量和多变量Cox回归分析

 

图7 不同PCT、IL-6、TNF-α、IL-10、TT和APTT水平组患者的生存率

 

比较死亡和存活患者入院至出院上述指标的动态变化发现(图8),处于恢复期的存活患者PCT、IL-6、APTT和TT水平恢复正常,但死亡患者持续升高;仅在存活患者中观察到IL-10水平降低,死亡患者中TNF-α似乎升高。

 

图8 入院至出院或死亡期间各指标的动态变化

 

3

 

合并HLH的SFTS患者外周免疫特征

HLH的特征(如高铁蛋白、细胞因子风暴)是SFTS患者死亡风险增加的关键因素,本研究同样证实(图9B),合并HLH的SFTS患者具有更高的死亡率。因此,早期识别HLH可以减少不良预后甚至死亡的可能性。

 

t-SNE分析显示(图9A),合并或不合并HLH的SFTS患者可通过实验室联合免疫学指标进行区分。在免疫学指标方面(图9C-D),与不合并HLH的SFTS患者相比,合并HLH的SFTS患者CD3+T、CD4+T、CD28+CD8+T、纯真B细胞百分比显著下降,B细胞、双阴性B细胞和浆母细胞百分比显著增加。结合实验室指标发现(图10),合并HLH的SFTS患者表现为高炎症状态、凝血功能障碍及T、B细胞应答明显失调

 

图9 合并或不合并HLH患者的免疫状态

 

图10 合并或不合并HLH患者的临床和实验室检查

 

4

 

不同集群SFTS患者的预后

此外,研究人员通过K均值聚类分析将患者分成两个表达特征组:cluster 1和cluster 2。cluster 1的死亡率显著高于cluster 2,cluster 1代表了部分炎症状态较高但淋巴细胞数量不低的死亡患者(图11)。鉴于个体的高度异质性,免疫簇可能有助于识别预后不良的患者,并提示及时的治疗干预。

 

图11 cluster 1和cluster 2患者之间的差异

 

小结

研究揭示了急性SFTSV感染的外周免疫特征,高炎症状态、免疫失衡、凝血功能障碍和HLH是SFTS预后不良的主要因素。免疫指标评估与实验室检查相结合,对选择SFTSV感染的预后标志物和潜在治疗靶点具有重要价值

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