晚期人类免疫缺陷病毒感染者发生结核相关免疫重建炎症综合征时结核分枝杆菌特异性CD4 T细胞应答的表型特征

Phenotypic Profile of Mycobacterium tuberculosis-Specific CD4 T-Cell Responses in People With Advanced Human Immunodeficiency Virus Who Develop Tuberculosis-Associated Immune Reconstitution Inflammatory Syndrome

作者信息Raymond M Moseki, Daniel L Barber, Elsa Du Bruyn, Muki Shey, Helen Van der Plas, Robert J Wilkinson, Graeme Meintjes, Catherine Riou
PMID36726536
发布时间2022-10-17
DOI10.1093/ofid/ofac546

实验完整度

中

包含小鼠IRIS模型与人队列流式细胞术检测,但人队列样本量有限,且未进行功能验证。

主要模型

小鼠鸟分枝杆菌IRIS模型(TCRα−/−小鼠慢性鸟分枝杆菌感染后输注CD4 T细胞) HIV/TB共感染患者外周血样本(TB-IRIS组和non-IRIS组)

重点核对

小鼠模型:C57BL/6J TCRα−/−小鼠静脉感染1×10^6 CFU鸟分枝杆菌SmT 2151;40天后输注1×10^6供体CD4 T细胞;监测体重和生存 患者队列:TB-IRIS(n=25)及non-IRIS对照(n=18)外周血PBMC,Mtb300肽库(1.5 μg/mL)刺激6小时 TB-IRIS诊断时间点:ART开始前基线(BL)及ART后第2周(W2) 流式检测标记:CD4、IFNγ、HLA-DR、颗粒酶B、Eomes、Tbet 样本排除标准:细胞计数<1×10^6或活力<20%

摘要

背景:结核相关免疫重建炎症综合征(TB-IRIS)是结核病和人类免疫缺陷病毒(HIV)-1联合治疗的一种常见并发症。我们表征了与TB-IRIS发生相关的结核分枝杆菌(Mtb)特异性CD4 T细胞表型和转录因子谱。方法:我们在分枝杆菌IRIS小鼠模型中研究了CD4 T细胞转录因子的作用。在人类中,我们采用纵向研究设计,通过流式细胞术比较TB-IRIS患者(n = 25)和适当的非IRIS对照患者(n = 18)之间抗逆转录病毒治疗的强度、活化、转录因子谱和Mtb特异性CD4 T细胞的细胞毒性潜力。结果:在小鼠模型中,CD4 T细胞表达Eomesodermin(Eomes)而非Tbet,与实验诱导的IRIS相关。在患者中,TB-IRIS的发生与Mtb特异性IFNγ+CD4 T细胞的扩张相关(P = .039)。TB-IRIS患者具有更高的HLA-DR表达(P = .016),但未观察到T-bet或Eomes表达的差异。在TB-IRIS发生时,TB-IRIS患者的Eomes+Tbet+Mtb特异性IFNγ+CD4+ T细胞表达更高水平的颗粒酶B(P = .026)。结论:虽然鸟分枝杆菌复合物IRIS小鼠模型提示Eomes+CD4 T细胞是IRIS的基础,但TB-IRIS与患者Eomes表达无关。TB-IRIS患者中结核分枝杆菌特异性IFNγ+CD4 T细胞应答是分化的、高度活化的,并可能具有细胞毒性。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
在HIV/TB共感染患者中,TB-IRIS的发生与Mtb特异性CD4 T细胞的表型(转录因子表达和活化/细胞毒性标记)有何关联?
核心机制
TB-IRIS患者中Mtb特异性IFNγ+CD4 T细胞高度活化(高表达HLA-DR),并在Eomes+Tbet+亚群中表达颗粒酶B,提示具有细胞毒性潜力,可能参与TB-IRIS的发病机制。
主要证据
流式细胞术显示,与non-IRIS对照相比,TB-IRIS患者在ART后第2周Mtb特异性IFNγ+CD4 T细胞频率增加(P=.039),HLA-DR表达升高(P=.016),且Eomes+Tbet+亚群中颗粒酶B表达增加(P=.026)。
研究意义
本研究增进了对TB-IRIS病理生理学的理解,可能有助于开发新的诊断工具和更有针对性的治疗方法。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

小鼠IRIS模型的建立与CD4 T细胞转移

探讨Eomes和Tbet在分枝杆菌IRIS发病中的作用。

TCRα−/−小鼠感染鸟分枝杆菌(1×10^6 CFU,静脉注射),40天后输注来自WT、Tbet−/−或Eomes−/−供体的CD4 T细胞(1×10^6),监测体重变化和生存情况。

2

患者队列的建立与临床特征分析

比较TB-IRIS和non-IRIS患者的临床特征,并确认TB-IRIS诊断。

从南非开普敦的Brooklyn Chest结核病医院招募HIV/TB共感染且ART初治的患者,根据国际标准诊断TB-IRIS,比较两组患者的人口学、临床和实验室特征。

3

PBMC分离、刺激和流式细胞术分析

检测Mtb特异性CD4 T细胞的频率、表型和转录因子表达。

PBMC用Mtb300肽库(1.5 μg/mL)刺激6小时,表面和胞内染色,流式细胞术分析IFNγ+CD4 T细胞的频率、HLA-DR、颗粒酶B、Eomes、Tbet表达。

4

统计分析

比较两组间免疫参数的差异和随时间的变化。

配对样本用Wilcoxon符号秩检验,非配对样本用Mann-Whitney U检验,P≤0.05为显著。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Ficoll-HypaqueGE Healthcare--
Mtb300肽库----
抗CD28抗体BD--
抗CD49d抗体BD--
布雷菲德菌素ASigma--
Live/Dead可固定近红外活细胞染料Invitrogen--
CD4-PerCP-cy5.5抗体BioLegend--
PD1-BV421抗体BioLegend--
HLA-DR-BV605抗体BioLegend--
CD14-别藻蓝蛋白/H7抗体BioLegend--
CD19-别藻蓝蛋白/H7抗体BioLegend--
CD8-Alexa700抗体BD--
IFNγ-BV711抗体BioLegend--
TNFα-FITC抗体BioLegend--
颗粒酶B-BV510抗体BD--
Eomes-eFluor 660抗体eBioscience--
Tbet-PEcy7抗体eBioscience--
CD3-BV785抗体BioLegend--
eBioscience Foxp3固定缓冲液eBioscience--
BD LSRII流式细胞仪BD--
FlowJo软件9.9.6版BD--
C57BL/6J TCRα−/−小鼠The Jackson Laboratory--
B6.129S6-Tbx21tm1Glm/J小鼠The Jackson Laboratory--
CD4阳性分选磁珠Miltenyi Biotec--
Prism软件(v8.0.2)GraphPad Software Inc.--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
小鼠模型建立
小鼠品系、鸟分枝杆菌菌株和感染剂量、CD4 T细胞输注数量和时机
阅读提示:方法部分“Mycobacterium avium-Immune Reconstitution Inflammatory Syndrome Induction in Mice”
PBMC刺激
Mtb300肽库浓度(1.5 μg/mL)、刺激时间(6小时)、共刺激抗体浓度、布雷菲德菌素A浓度
阅读提示:方法部分“Peripheral Blood Mononuclear Cell Isolation and Stimulation”
流式细胞术染色
抗体克隆和荧光标记、染色时间和温度、固定透化缓冲液
阅读提示:方法部分“Cell Staining and Acquisition”
样本采集和时间点
ART前基线及ART后第2、4、6周的外周血采集
阅读提示:方法部分“Participants in Clinical Study”和“Statistical Analyses”
统计分析
配对样本Wilcoxon检验和未配对样本Mann-Whitney U检验,P≤0.05为显著
阅读提示:方法部分“Statistical Analyses”