烧伤对适应性免疫应答分子的影响
(一)免疫球蛋白
免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)是特异性体液免疫的重要组成部分。严重烧伤患者(TBSA>30%)血清IgG和IgA在早期(1周内)虽有所减少,但1周后已回至正常,并继续有增多的趋势。而IgM伤后变化不明显,表明伤后血清IgG、IgA、IgM的变化与伤情轻重无明显关系。也有人观察到,严重烧伤1周内IgG、IgA明显降低(分别为正常的33%、48%)并与伤情成反比,而IgM变化不大。血清IgD、IgE在烧伤后2天明显降低,分别于伤后第2周和第3周恢复正常。创伤患者血浆IgE入院后开始升高,在脓毒综合征患者又明显高于无脓毒症者。这提示变态反应机制可能参与了对创伤和脓毒症的病理生理反应。烧伤后血清中IgG4种亚类在最初几日下降,而后逐渐上升4周左右恢复正常。其中IgG2的恢复速度较其他3种亚类要快。有人用胸腺依赖(thymus-dependent,TD)抗原免疫IL-10(-/-)基因敲除烧伤小鼠和野生型(WT)烧伤小鼠后观察到,其存活率分别为80%和74%,IL-10(-/-)小鼠以及WT小鼠均有Th1型抗体同种型(IgG2a)形成的损伤依赖性缺失。
可见,严重烧伤的确可能引起血清Ig各类及其亚类的变化。这主要与早期的体液外渗、尿液排出等丢失有关,但血清Ig的变化并不能反映烧伤后体液免疫的真实情况。因为实际上烧伤后不仅B细胞自发性或刺激后分泌抗体的功能明显降低,而且机体原发性及继发性免疫应答均受影响。在临床治疗过程中,大量输入血浆、全血也会对血清Ig浓度产生影响。
(二)细胞因子
IL-2由IL-1或有丝分裂原刺激Th0和Th1细胞而产生,并通过其靶细胞膜上的IL-2受体(IL-2R)而发挥作用。IL-2是参与T细胞功能活性维持的重要功能因子,IL-2又称T细胞生长因子。除对T细胞的作用外,还促进NK、LAK、B细胞的活化、增殖和生长,促进B细胞活化及免疫球蛋白的产生,促进单核细胞IFN-γ及IL-6等的产生,调节IL-2R表达等多个方面。我们曾在烧伤大鼠观察到,脾淋巴细胞分泌IL-2在伤后2~144小时内均明显减少;烧伤后2小时,小鼠脾T细胞产生IL-2的能力就明显低于正常对照组,随后进一步大幅度下降,到96小时达最低,而仅为正常对照的1/10。伤后IL-2 mRNA的变化与IL-2蛋白变化相似,提示严重烧伤T细胞产生IL-2异常主要发生在转录前水平。这表明烧伤后淋巴器官中IL-2的产生受到抑制。烧伤患者PBMC在体外培养中分泌IL-2也显著减少,其减少程度、持续时间与患者的伤情、病情及预后有关。烧伤面积>30%,伤后1~60天IL-2为0.7U;烧伤面积<30%,伤后20~29天IL-2为1.23U,均显著低于正常值(1.63U)。烧伤脓毒症患者伤后10~29天IL-2的产生明显低于非脓毒症患者,且脓毒症发生过程中IL-2产生更少。存活患者IL-2产生逐渐恢复,而死亡者逐渐降至检测不到的水平。因此,IL-2在创伤后产生减少、出现早、持续时间久是最显著的免疫抑制现象。
IL-2R既可表达于细胞膜上,又要分泌到体液内成为可溶性IL-2R(sIL-2R),能竞争性结合IL-2,发挥免疫抑制作用。烧伤患者LC在体外产生IL-2减少的同时,血清IL-2和IL-2R却异常增多,伤后第1周血清IL-2和IL-2R的升高相关显著,以后血清IL-2随之减少而IL-2R仍升高直至伤后30天。烧伤后IL-2R在人PBMC和小鼠脾细胞的Th、Ts亚群表达减少,而在B细胞、NK细胞的表达几乎不变。伤后PBMC中IL-2R+细胞的减少不仅与MLR受抑平行,而且与患者预后有关。IL-2R细胞百分率的减少还与烧伤后T细胞依赖的多克隆抗体反应受抑相一致。总之,烧伤后PBMC产生IL-2及其对IL-2反应能力低下是造成细胞介导免疫缺陷和抗体反应受抑制的重要机制。(https://www.daowen.com)
IFN是一组结构与功能紧密相关的糖蛋白分子,有α、β、γ3种。IFN-γ是Th1细胞受T细胞丝裂原、特异性抗原子以及IL-2刺激产生的。IFN-γ是Mφ的活化因子,可诱生IL-1、TNF,诱导MHC Ⅱ类抗原表达和某些APP在肝脏合成,还能刺激B细胞和PMN、促进Mφ对细菌的吞噬和杀伤。因此,IFN-γ是一种重要的免疫增强性淋巴因子。烧伤后小鼠的淋巴细胞在体内和体外产生IFN-γ均受抑制,但IFN-α和IFN-β的产生不受影响。这一现象2~7天伴随伤鼠脾脏抑制性Mφ的出现而出现,并与烧伤面积大小呈正相关。严重创伤患者的PBMC体外产生IFN-γ也有明显减少,同时还伴随Mon表达HLA-DR抗原受抑制。严重感染的创伤患者也可见此现象。体外加入IFN-γ常可使Mon受抑制的DR表达部分恢复,所以IFN-γ的产生减少可能影响了Mon对抗原的提呈,以及PMN、Mφ的抗感染能力。
IL-10发现于1989年,因它能阻抑部分细胞因子的合成而被称为细胞因子合成阻抑因子。其可增强小鼠胸腺细胞由IL-2、IL-4诱导的增殖;通过负反馈调节单核细胞的MHC Ⅱ类抗原,抑制单核细胞的抗原呈递能力,从而阻止抗原特异性T细胞的增殖;阻止Th1细胞产生IFN-γ、IL-2和其他细胞因子,抑制巨噬细胞释放TNF-α,支持肥大细胞系与IL-3、IL-4协同作用的活力,促进激活的B细胞生长和分化,协同TGF-β1诱导IgA合成。伤后小鼠脾T细胞产生IL-10的改变与IL-2完全不一样,其在伤后先小幅度逐渐下降,到伤后96小时达最低,但仍达正常对照的57.2%。但在伤后168小时就大幅度回升至对照组的1.5倍以上。所检测其IL-10 mRNA的表达情况与蛋白变化一致。严重烧伤后T细胞合成分泌IL-10和表达IL-10 mRNA出现先降低后升高的双相改变,可能是导致严重烧伤后T细胞功能受抑和伤后出现全身性炎症反应综合征(systemic inflammatory response syndrome,SIRS)的原因之一。因为一方面增高的IL-10能进一步抑制IL-2的合成,另一方面伤后早期IL-10分泌降低,造成IL-10对巨噬细胞合成分泌TNF-α的抑制作用降低,而TNF-α又是烧伤后机体内重要的炎症介质之一。
(三)其他免疫分子
烧伤患者休克时的总体可溶性CD38(sCD38)血清水平升高不显著,4~14天则明显降低至69.5±10.8U/ml。烧伤患者可溶性二聚体CD38的血清水平在整个观察期中均低于正常水平,而CD38+淋巴细胞的百分率明显升高,表明mCD38表达及总sCD38血清水平是烧伤后早期淋巴细胞活化的标记,二聚体sCD38水平降低反映了烧伤患者二聚体sCD38单体(monomeric)形式的解聚。
淋巴细胞的凋亡常伴随Fas抗原的表达。烧伤患者外周血淋巴细胞膜表达的Fas(CD95)在伤后各时相点均下降,同时血清可溶性Fas也明显下降。然而,在危重患者PBMC的Fas(CD95)和Fas配体表达随严重程度呈双相表现,中度伤情况表达减少,重度伤升高。严重损伤预激免疫系统,导致增强的致死性促炎细胞因子反应以对抗细菌来源的超抗原。Fas缺陷[Lpr(-/-)]C57BL/6小鼠在烧伤后2小时用葡萄球菌肠毒素B(staphylococcal enterotoxin B,SEB)攻击的存活率为100%,野生型(WT)烧伤小鼠的存活率为17%;体外实验证实,烧伤Lpr(-/-)小鼠的脾细胞受SEB刺激产生的TNF-α、IFN-γ、IL-2明显少于WT烧伤小鼠。烧伤明显增强了SEB刺激的WT脾细胞和CD8+T产生IFN-γ。这并不在SEB刺激的Lpr(-/-)脾细胞出现。上述结果提示,CD95(Fas)信号途径在损伤诱导增强和致死性T细胞反应对抗细菌超抗原中起中心作用。