單核細胞趨化蛋白-1影響脊柱結核發病過程的免疫機制

張汝柄，鮑玉成

(天津市海河醫院 骨科，天津 300350)

單核細胞趨化蛋白-1影響脊柱結核發病過程的免疫機制

張汝柄Δ，鮑玉成

(天津市海河醫院 骨科，天津 300350)

目的 探討單核細胞趨化蛋白-1影響脊柱結核發生發展過程的免疫病理機制。方法 選取2011年1月～2016年1月間于天津市海河醫院就診的，符合納入診斷標準和排除標準的1002例患者。分為脊柱結核組(新發脊柱結核受試者)332例、肺結核組(新發肺結核受試者)334例、健康組(健康體檢者)336例，應用酶聯免疫吸附試驗法對3組受試者單核細胞趨化蛋白-1(monocyte chemotactic protein-1，MCP-1)的血清濃度進行檢測，探討影響MCP-1表達水平的因素，分析血清MCP-1濃度與脊柱結核之間的相關性。結果 血清MCP-1濃度隨著結核菌在體內的致病和播撒呈逐步上升趨勢，脊柱結核組血清MCP-1濃度均數顯著高于肺結核組和健康組，比較差異有統計學意義(P<0.05)。脊柱結核組、肺結核組以及健康組男性和女性人群的血清MCP-1濃度比較差異無統計學意義；脊柱結核組、肺結核組以及健康組兒童和成人人群的血清MCP-1濃度比較差異無統計學意義。結論 脊柱結核組的MCP-1血清濃度比肺結核組與健康組均高，其隨著結核菌的播散表現為上升的趨勢。

單核細胞趨化蛋白-1；脊柱結核；免疫病理機制；相關性研究

脊柱結核(spinal tuberculosis)是骨結核病中的常見類型[1-3]，該病容易壓迫脊髓，進而誘發癱瘓，故而該病給患者帶來的致殘率遠高于其他肺外結核[4-5]。結核病的發生和發展受很多因素干預，其中機體的免疫易感性是非常重要的誘發因素[6-7]。單核細胞趨化蛋白-1(monocyte chemotactic protein-1，MCP-1)是趨化因子家族成員[8]，具有較強的趨化作用[9]，在機體的抗結核免疫中具有關鍵作用[10]。在患者感染結核分支桿菌的過程中，MCP-1的表達對對病菌的包裹和殺滅以及對結核肉芽腫的形成發揮關鍵作用[11]。此外，MCP-1還能夠幫助機體避免過強的Th1反應誘發的免疫損傷[12]。故而，MCP-1適量表達對于抗結核分支桿菌有決定性作用[13]。本研究探討單核細胞趨化蛋白-1影響脊柱結核發生發展過程的免疫病理機制，以期為臨床治療提供理論支持和診療思路。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2011年1月～2016年1月間，天津市海河醫院的符合納入診斷標準和排除標準的1002例患者。分為脊柱結核組(新發脊柱結核受試者)332例、 肺結核組(新發肺結核受試者)334例、健康組(健康體檢者)336例。脊柱結核組年齡7～60歲，平均(30.99±6.23)歲，男性183例，女性149例，成人314例、兒童18例；肺結核組年齡7～60歲，平均(31.86±8.01)歲，男性179例，女性155例，成人318例、兒童16例；健康組年齡7～60歲，平均(31.44±6.84)歲，男性181例，女性155例，成人318例、兒童18例。受試者及其家屬簽署知情同意書，充分保障受試者的醫療治療和安全。本研究經本院倫理委員會批準。

納入標準：①脊柱結核組：年齡7～60歲的受試者；性別不限；影像學檢查表明有脊柱結核征象；病理切片表明有結核感染征象；病原學顯示膿液抗酸染色陽性；無結核病感染史；無抗結核藥物治療史；無其他肺外結核。②肺結核組：年齡7～60歲的受試者；性別不限；影像學顯示肺結核征象；無其他肺外結核；經抗結核治療后均隨訪五年以上，且無顯著結核病復發征象。③健康組：年齡7～65歲的受試者；性別不限；體檢中心參檢的健康者；無其他肺外結核。

排除標準：①結核菌培養為耐藥結核菌者；②自身免疫疾??；③惡性腫瘤受試者；④嚴重心腦血管疾病者；⑤冠心病者；⑥精神疾患者；⑦肝腎功能不全者；⑧脊柱手術史者。

1.2 方法

1.2.1 治療方法：標本收集與單核細胞趨化蛋白-1(monocyte chemotactic protein-1，MCP-1)含量的檢測：①采集受試者空腹靜脈血5 mL搖勻；②4 ℃3 500 r/min離心10 min；③取上清液；④-80 ℃深低溫冰箱保存；⑤使用酶聯免疫吸附劑測定(enzyme linked immunosorbent assay，ELISA)試劑盒(上海碧云天公司)檢測其中濃度。

2 結果

2.1 健康組、肺結核組及脊柱結核組中MCP-1的血清濃度水平的比較 3組受試者中，MCP-1的血藥水平具有差異，脊柱結核者MCP-1的血清濃度水平最高，明顯高于肺結核組和健康組(P<0.05)。肺結核組血清水平高于健康組(P<0.05)。血清濃度均數隨著結核菌在體內的致病和播散呈現逐步上升趨勢(P<0.05)。見表1。

表1 3組人群血清濃度比較Tab.1 Comparison of serum concentration among three groups(±s,pg/mL)

*P<0.05，與健康組及肺結核組比較，comparedwiththehealthygroupandpulmonarytuberculosisgroup；#P<0.05，與健康組比較，comparedwiththehealthygroup

2.2 受試者性別對MCP-1的血清濃度的干預 血清MCP-1濃度檢測結果顯示，脊柱結核組、肺結核組以及健康組中受試者性別對MCP-1血清濃度的影響均沒有明顯差異。見表2。

表2 受試者中性別差異對MCP-1血清濃度的影響Tab.2 The influence of neutral difference on the serum concentration of MCP-1 in patients (±s,pg/mL)

2.3 年齡差異對MCP-1血清濃度的影響 血清MCP-1濃度檢測結果顯示，脊柱結核組、肺結核組以及健康組中受試者年齡差異對MCP-1血清濃度的影響均沒有明顯差異。見表3。

表3 受試者的MCP-1的變化Tab.3 The changes of MCP-1 in patients with spinal tuberculosis(±s,pg/mL)

3 討論

MCP-1在各種免疫應答中均發揮調控功能[14]，其可以通過不同的信號轉導途徑對機體免疫和疾病發生產生影響[15]。MCP-1既可抑制疾病發生，亦可促進疾病進展[16]，MCP-1調控結果決定于該蛋白在疾病發生發展過程中的表達的時機和絕對數量[17]。MCP-1調控對疾病的影響非常復雜，通過誘導的MCP-1生成能夠抑制機體細胞的生理活性；還能夠抑制細胞分泌白介素；同時高表達MCP-1則能夠選擇性抑制細胞免疫反應，從而降低機體免疫反應的程度。MCP-1通過影響單核細胞主導的天然免疫，還可調控極化過程，進而干預獲得性免疫[18]。MCP-1可誘發趨化功能，進而干預單核細胞介導的趨化活性。MCP-1可以誘導單核細胞的聚集，并且可以使單核細胞的細胞液中的游離氧增加，最終導致呼吸爆發、增強單核細胞對微生物的殺滅能力。此外，MCP-1還能夠激活單核細胞和巨噬細胞，促使超氧離子與溶菌酶釋放。這一系列反應可以上調粘附分子與細胞因子在細胞表面的表達量，使細胞發生遷移。研究者還發現，MCP-1可以激活體內的嗜堿性粒細胞，使嗜堿性粒細胞發生脫顆粒的反應，繼而促進組胺的釋放，使效應細胞遷徙與歸巢。在機體調控結核病免疫的過程中，研究者認為，免疫反應可以分為細胞免疫與體液免疫。這其中，細胞免疫是主導地位。侵入人體的恰當時候，MCP-1不但能夠趨化粒細胞和單核細胞，誘導著寫分化成為嗜堿性粒細胞、嗜酸性粒細胞和巨噬細胞等，進而吞噬結核菌并協助殺滅結核病菌，抗原提呈，誘導體液免疫。肺泡上皮細胞與間皮細胞都能收到結核桿菌，進而產生MCP-1蛋白，參與建設調控免疫應答機構和人員。

本研究發現，在肺結核組的血清MCP-1濃度高于健康組(P<0.05)，尤其是在脊柱結核組中，MCP-1血清濃度明顯增高(P<0.05)，其血清濃度均數隨著結核菌在體內的播散呈現上升趨勢。由于本試驗結果的提示，研究者推斷患者外周血中的血清MCP-1濃度能夠作為脊柱結核的特異性血清學指標。結核病受試者的性別會造成的觀察指標的數值差異，一般表現為男性受試者更易患肺結核和肺外結核，然而本研究結果沒有發現受試者的性別對于MCP-1血清濃度的顯著影響。分析原因，研究者認為這一結果與男女受試者的基因型表達有所差異相關。本研究發現，兒童與成人的MCP-1在外周血中的濃度沒有顯著差異。分析原因，本研究的受試者以成人為主，這一原因可能削弱年齡對MCP-1表達量的影響。

總而言之，本研究發現脊柱結核組MCP-1的血清濃度高于肺結核組和健康組，血清MCP-1濃度隨著結核菌在體內的致病和播散呈上升趨勢，可以為早期診斷脊柱結核提供新的手段和理論依據。

[1]WangY,WangQ,ZhuR,etal.Trendsofspinaltuberculosisresearch(1994-2015):Abibliometricstudy[J].Medicine(Baltimore),2016,95(38):e4923.

[2]LiuJM,ChenXY,ZhouY,etal.Isnonstructuralbonegraftusefulinsurgicaltreatmentoflumbarspinaltuberculosis?Aretrospectivecase-controlstudy[J].Medicine(Baltimore),2016,95(35):e4677.

[3]WangH,YangX,ShiY,etal.Earlypredictivefactorsforlower-extremitymotororsensorydeficitsandsurgicalresultsofpatientswithspinaltuberculosis:Aretrospectivestudyof329patients[J].Medicine(Baltimore),2016,95(34):e4523.

[4]ChenCH,ChenYM,LeeCW,etal.Earlydiagnosisofspinaltuberculosis[J].JFormosMedAssoc,2016,115(10):825-836.

[5]YangH,HouK,ZhangL,etal.Minimallyinvasivesurgerythroughtheinterlaminarapproachinthetreatmentofspinaltuberculosis:Aretrospectivestudyof31patients[J].JClinNeurosci,2016,32(10):9-13.

[6]YuWY,LouC,LiuFJ,etal.Clinicalefficacyofonestageposteriordebridementjointgraftfixationforlumbarvertebralfracturesinspinaltuberculosispatientswithcompression[J].EurRevMedPharmacolSci,2016,20(15):3161-3167.

[7]RanB,XieYL,YanL,etal.One-stagesurgicaltreatmentforthoracicandlumbarSpinaltuberculosisbytranspedicularfixation,debridement,andcombinedinterbodyandposteriorfusionviaaposterior-onlyapproach[J].JHuazhongUnivSciTechnologMedSci,2016, 36(4):541-547.

[8]SunW,LiWJ,WeiFQ,etal.BlockadeofMCP-1/CCR4signaling-inducedrecruitmentofactivatedregulatorycellsevokesanantitumorimmuneresponseinheadandnecksquamouscellcarcinoma[J].Oncotarget,2016,7(25):37714-37727.

[9]YalcinkayaY,CinarS,Artim-EsenB,etal.Therelationshipbetweenvascularbiomarkersanddiseasecharacteristicsinsystemicsclerosis:elevatedMCP-1ispredominantlyassociatedwithfibroticmanifestations[J].ClinExpRheumatol,2016,100(5):110-114.

[10]NiemanDC,ZwetslootKA,LomiwesDD,etal.MuscleGlycogenDepletionFollowing75-kmofCyclingIsNotLinkedtoIncreasedMuscleIL-6,IL-8,andMCP-1mRNAExpressionandProteinContent[J].FrontPhysiol,2016,7(9):431.

[11]XuS,WangX,WangY,etal.TransgenicMiceExpressingMCP-1bytheUrotheliumDemonstrateBladderHypersensitivity,PelvicPainandVoidingDysfunction:AMultidisciplinaryApproachtotheStudyofChronicPelvicPainResearchNetworkAnimalModelStudy[J].PLoSOne,2016,11(9):e0163829.

[12]AmirshahrokhiK,KhaliliAR.Carvedilolattenuatesparaquat-inducedlunginjurybyinhibitionofproinflammatorycytokines,chemokineMCP-1,NF-κBactivationandoxidativestressmediators[J].Cytokine,2015,88(10):144-153.

[13]ZhangW,ZhangM,WangZ,etal.Neogambogicacidpreventssilica-inducedfibrosisviainhibitionofhigh-mobilitygroupbox1andMCP-1-inducedprotein1[J].ToxicolApplPharmacol, 2016, 309(10):129-140.

[14] 董玉林，曹德利，張志軍，等.小鼠杏仁核腦區(CeA)中單核細胞趨化因子(MCP-1)及其受體CCR2在慢性炎癥性疼痛過程中的作用[J].復里學報(醫學版)，2015，42(1)： 57-61，100.

[15] 陳寧，管劍龍.機械壓力和維拉帕米對骨關節炎(OA)軟骨細胞一瓊脂糖凝膠三維模型釋放單核細胞趨化蛋白一1(MCP-1)的影響[J].復里學報(醫學版)，2014，40(3)：304-308.

[16] 尤丹瑜，羅叢偉，萬建新，等.C3a-C3aR在尿酸促進人腎小管上皮細胞MCP-1 表達中的作用[J].福建醫科大學學報，2015，49(6)：355-359.

[17] 張舒媚，包金蘭，孫潤，等.早發冠心病患者血清MCP-1與HDL2、HDL3水平及其相關性分析[J].中山大學學報(醫學科學版)，2015， 36(3)：403-407.

[18] 張彩平，韓瑛，龍石銀，等.二苯乙烯苷對H202誘導損傷血管內皮細胞MCP-1表達的影響[J].中南醫學科學雜志，2012，40(1)：14-16，54.

(編校：薛雪)

The immune and pathological mechanism of the effect of monocyte chemotaxis protein -1 on the development of spinal tuberculosis

ZHANG Ru-bingΔ, BAO Yu-cheng

(Department of Orthopedics, Tianjin Haihe Hospital, Tianjin 300350, China)

ObjectiveTo investigate the immune and pathological mechanism of the effect of monocyte chemotaxis protein -1 on the development of spinal tuberculosis.MethodsA total of 1002 patients were enrolled in Tianjin Haihe Hospital from January 2011 to January 2016, which were included in the diagnostic criteria and exclusion criteria. Divided into 332 cases of spinal tuberculosis group(new spine tuberculosis subjects), 334 cases of pulmonary tuberculosis group( new pulmonary tuberculosis subjects), 336 cases of healthy group(healthy subjects), the serum concentration of monocyte chemotactic protein-1 (MCP-1) was detected by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). To investigate the factors influencing the expression of MCP-1 and to analyze the correlation between serum MCP-1 concentration and spinal tuberculosis.ResultsSerum MCP-1 concentration in the body with the tuberculosis pathogenicity and sowing was gradually increasing. The concentration of MCP-1 in the spine tuberculosis group was significantly higher than that in thepulmonary tuberculosis group and the healthy group, the difference was statistically significant (P<0.05). There was no significant difference in serum MCP-1 concentrations between male and female patients in spine tuberculosis group, pulmonary tuberculosis group and healthy group. There was no significant difference in serum MCP-1 concentration between children and adults patients in spine tuberculosis group, pulmonary tuberculosis group and healthy group.ConclusionThe serum concentration of MCP-1 in Spinal tuberculosis group is higher than pulmonary tuberculosis group and health group, and it shows an upward trend with the spread of tuberculosis.

monocyte chemotactic protein-1; spinal tuberculosis; immune mechanism; correlation study

10.3969/j.issn.1005-1678.2016.12.043

天津市衛生局科技基金(2015KZ046)

張汝柄，通信作者，男，碩士，主治醫師，研究方向：脊柱結核骨質破壞的免疫病理機制，E-mail：zhangrubing852@163.com。

R521

A