β-内酰胺类抗生素在体外具有免疫调节作用,包括与脓毒症诱导的免疫抑制一致的改变

Beta-lactam antibiotics have immunomodulatory effects in vitro, including changes consistent with sepsis-induced immunosuppression

作者信息Timothy Arthur Chandos Snow, Sunny Charoenpong, Haeun Kim, Keshava Carthigesan, Laura Gallagher, Samer Elkhodair, Roi Avraham, Abhishek Das, Mervyn Singer, David Brealey, Nishkantha Arulkumaran, University College London Hospitals Critical Care Research Team, Georgia Bercades, Antonio Cesar, Ingrid Hass, Alexandra Zapata Martinez, Gladys Martir, Holly Pan, Walter Pisciotta, Francis Ryckaert, Naveed Saleem, Deborah Smyth, Alessia V Waller
PMID42608714
期刊Crit Care
发布时间2026-08-17
DOI10.1186/s13054-026-06100-y

实验完整度

具有明确的体外实验设计,包含患者来源PBMCs、刺激处理和表型检测,缺乏体内或机制验证。

主要模型

急诊感染患者外周血单个核细胞(PBMCs)

重点核对

细胞来源:急诊科细菌感染患者PBMCs 抗生素处理:高低两种浓度,阿莫西林和头孢呋辛5和25 µg/ml,美罗培南20和60 µg/ml,哌拉西林-他唑巴坦50和250 µg/ml 单核细胞刺激:LPS 100 ng/ml 处理24小时 淋巴细胞刺激:抗CD3/CD28磁珠(4:1磁珠:PBMCs)处理72小时 检测方法:光谱流式细胞术检测单核细胞和淋巴细胞表型

摘要

脓毒症与免疫抑制相关,使患者易发生继发感染。许多常规用于感染的药物具有免疫调节作用,包括抗生素。因此,我们评估了β-内酰胺类抗生素对单核细胞和淋巴细胞免疫表型的免疫调节作用。方法:从急诊科细菌感染患者中分离外周血单核细胞,与窄谱(阿莫西林和头孢呋辛)或广谱(哌拉西林-他唑巴坦和美罗培南)β-内酰胺类抗生素在低浓度和高浓度下孵育。我们比较了抗生素在有或无额外刺激(LPS 24小时或抗CD3/CD28磁珠72小时)下的效果,分别评估对单核细胞和淋巴细胞表型的影响。使用光谱流式细胞术,我们评估了与免疫激活相关的功能标志物以及与脓毒症诱导的免疫抑制一致的可重现表型。结果:高剂量的β-内酰胺类药物与单核细胞CCR2增加和CD14表达降低相关。头孢呋辛、美罗培南和哌拉西林有额外效应,导致单核细胞HLA-DR、NOX-2、CLIP和NF-κB表达降低,CD80表达增加。β-内酰胺类药物暴露与CD4+淋巴细胞存活率增加相关,而阿莫西林还有额外效应,包括降低PD-1表达和增殖,增加IL-7R表达。免疫细胞表型的变化在CD8+淋巴细胞、较低抗生素剂量或未刺激细胞中最小。结论:β-内酰胺类抗生素在体外具有免疫调节作用,包括在临床相关剂量下与脓毒症诱导的免疫抑制一致的改变。需要进一步研究来确定这些观察结果背后的机制和临床意义,这可能对所用抗生素的类型和持续时间具有重要的临床意义,并强调治疗性抗生素监测的必要性。

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
β-内酰胺类抗生素在体外对脓毒症患者的单核细胞和淋巴细胞免疫表型是否有免疫调节作用?
核心机制
β-内酰胺类抗生素可能通过影响单核细胞HLA-DR、NF-κB、CLIP等表达,以及CD4+淋巴细胞PD-1、IL-7R等表达,改变免疫细胞功能,具体机制未明。
主要证据
基于26例急诊感染患者PBMCs的体外实验,使用光谱流式细胞术检测发现高剂量β-内酰胺类抗生素影响单核细胞和CD4+淋巴细胞表型,如降低HLA-DR、增加CD4+细胞存活率。
研究意义
β-内酰胺类抗生素在临床相关剂量下对免疫细胞功能具有免疫调节作用,包括与脓毒症诱导免疫抑制一致的特征,可能对临床抗生素选择和治疗药物监测有重要意义。

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

患者纳入与外周血单个核细胞(PBMCs)分离

获取具有细菌感染的急诊患者免疫细胞,用于体外实验。

纳入26例急诊科疑似细菌感染患者,采集血样并分离PBMCs,冻存后进行批量分析。

2

抗生素处理和细胞刺激

模拟临床相关浓度的β-内酰胺类抗生素暴露对免疫细胞的影响。

PBMCs与不同浓度的β-内酰胺类抗生素孵育,并给予或不给予LPS或抗CD3/CD28磁珠刺激。

3

免疫表型分析

评估抗生素处理对单核细胞和淋巴细胞免疫表型的影响。

使用光谱流式细胞术检测单核细胞和淋巴细胞表面及细胞内标志物表达。

4

细胞因子释放检测

评估抗生素处理对刺激后细胞因子释放的影响。

检测细胞培养上清中IL-1β、IL-10和IFN-γ的水平。

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
ID7000光谱细胞分析仪----
脂多糖----
抗CD3/CD28磁珠----

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
患者纳入与外周血单个核细胞(PBMCs)分离
患者纳入标准:年龄≥18岁,急诊科疑似细菌感染,血培养送检后未使用抗生素;排除标准:血液肿瘤、慢性免疫抑制治疗、严重贫血、预期生存<24小时、孕妇。
阅读提示:Methods 部分:Ethical approval ... 和 Exclusion criteria ...
抗生素处理和细胞刺激
抗生素浓度:高低两种剂量,具体为阿莫西林和头孢呋辛(5和25 µg/ml)、美罗培南(20和60 µg/ml)、哌拉西林-他唑巴坦(50和250 µg/ml);刺激条件:LPS 100ng/ml孵育24小时(单核细胞),抗CD3/CD28磁珠(4:1磁珠:PBMCs)孵育72小时(淋巴细胞)。
阅读提示:Methods 部分:PBMCs were incubated ... 和 Doses represented ...
免疫表型分析
流式抗体panel(单核细胞和淋巴细胞)的具体克隆号及荧光标记;仪器为ID7000光谱细胞分析仪。
阅读提示:Methods 部分:After incubation ... 和 supplementary tables 1-2
细胞因子释放检测
检测的细胞因子(IL-1β, IL-10, IFN-γ)的检测方法和试剂盒信息。
阅读提示:Methods 部分:Released cytokines ... 或补充材料