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多价葡萄球菌菌苗对小鼠IL-2R、TNF-αR基因表达及血清IL-2水平的影响

2019-10-31周猛梁园园曲晨菲翟艺张涛亓文倩张竞竞岳启安

中国现代医药杂志 2019年9期
关键词:脾脏葡萄球菌低剂量

周猛 梁园园 曲晨菲 翟艺 张涛 亓文倩 张竞竞 岳启安

临床上发生面颈部顽固性细菌感染的患者以青少年多见,该病对药物耐药性较强,易反复感染,缺乏理想的治疗方法,严重影响青少年的身心健康。我们首次在临床上使用多价葡萄球菌菌苗治疗1 195 例面颈部顽固性细菌感染患者,一次性治愈率可达75%左右,具有较理想的治疗效果[1]。为探讨该药物的作用机理,本研究分析多价葡萄球菌菌苗对小鼠白细胞介素-2 受体(IL-2R)、肿瘤坏死因子受体(TNF-αR)基因表达及血清IL-2 水平的影响,现报道如下。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂 PCR 仪(TC-XP,博日科技),凝胶成像系统(Tanon-1600R,上海天能),低温离心机(Neofuge 13R,上海力申),-80℃超低温冰箱(海尔),酶标仪DNM-9602A(北京普朗新技术有限公司)。多价葡萄球菌菌苗[2~4];RNA 提取与基因扩增试剂盒购于上海生工;检测小鼠IL-2 的ELISA 试剂盒购于青岛捷世康公司;SD 昆明种小鼠购于青岛市药检所。

1.2 小鼠动物试验 随机选取健康SD 昆明种小白鼠40 只,体重22~24g,随机分成4 组,雌雄混合,放饲养笼内单独饲养,喂养标准特制的混合饲料,并供应充足的自来水。分为对照组、低剂量组(5 亿个/ml 细菌)、中剂量组(10 亿个/ml 细菌)、高剂量组(20 亿个/ml 细菌),每组10 只小白鼠,小白鼠腹腔内无菌注射,实验组按不同组别每只每次注射1ml菌液,正常对照组每只每次注射生理盐水1ml。注射疗程:1、3、6、9、14日为全疗程,最后一次于第14天实验前1h 每组先注射无菌肉汤1ml,再注射细菌1ml(中剂量),并轻柔腹部,注射30min 后以颈动脉放血方法处死。用小剪刀剪开腹部,再用无菌小剪刀将小鼠脾脏和肝脏剪除,放电子天平的无菌玻璃纸上称重,然后放-80℃超低温冰箱保存。

1.3 RNA 提取 取脾脏组织块(30~50mg)在玻璃匀浆器中研磨粉碎,将玻璃匀浆器加入1ml Trizol 抽打匀浆,移入1.5ml 离心管,用5ml 针头抽打,冰上放置5min,放置4℃离心机,12 000r/min 离心5min。取上清液至1.5ml 新离心管,加0.2ml 氯仿,震荡,冰上孵育5min,<12 000r/min,4℃离心10min,取上清液移入1.5ml 新离心管,加0.5ml 异丙醇,震荡,<12 000r/min,4℃离心5min,弃去上清液,加入1ml 75%乙醇,震荡,<7 500r/min,4℃离心5min,弃去上清液,室温下使之变透明,加入DEPC 水20μl 溶解RNA(放低温冰箱保存)。

1.4 小鼠脾脏 IL-2R、TNF-αR 基因扩增

1.4.1 RNA 逆转录合成cDNA 将1μg RNA 与1μl Oligo(dT)18 引物混合,65℃ 10min,冰浴1~2min,加入4μl 5×buffer、1μl dNTP(2.5mM)、Rnasin 1μl、逆转录酶0.5μl(20μl)、去离子水15.5μl。将上述反应体系在42℃温育60min,进行cDNA 的合成,70℃ 5min 灭活逆转录酶,冰浴4min,-20℃保存。

1.4.2 PCR 扩增 设计IL-2R 和TNF-αR 编码基因的引物序列,IL-2R 上游引物:5'-AACGGCACCATC CTAAACTG-3';IL-2R 下游引物:5'-ACACTCTGTC CTTCCACGAAA-3';TNF-αR 上游引物:5'-GTTGT CAATTGCTGCCCTGT-3';TNF-αR 下游引物:5'-T AATTTGCAAGCGGAGGAG-3';β-actin 上游引物:5'-CGTGTTCCTACCCCCAATGT-3';β-actin下游引物:5'-TGTCATCATACTTGGCAGGTTTCT-3'。cDNA模板2μl加入10×buffer 5μl、1~4μl dNTP(2.5mM)、3μl MgCl2(25mM)、上游引物0.5μl、下游引物0.5μl、Taq 酶0.2μl(5μl)、加去离子水补至50μl。在50μl的PCR 体系中加入石蜡油30~50μl,将反应管置于PCR 仪内,按下列条件进行PCR 反应:94℃预变性5min,然后94℃变性30s、54℃退火30s、72℃延伸30s,共进行42 个循环。扩增结束后,用电泳仪测定PCR 扩增产物,用凝胶成像系统测定电泳产物条带及产物含量。

1.5 用ELISA 法测定血清中IL-2 含量 免疫结束后,以无菌法分别取各组血液于无菌试管中,待血液凝固后2 000r/min 离心10min,取血清放低温冰箱保存,按照ELISA 试剂盒说明书用酶标仪测定IL-2 的含量。

1.6 统计学分析 应用SPSS 16.0 统计学软件进行数据分析,计量资料以±s表示,两组样本间比较采用t检验。以P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 多价葡萄球菌菌苗对小鼠脾脏重量的影响 低剂量组、中剂量组和高剂量组与对照组比较,小鼠脾脏重量差异均有统计学意义(P<0.05),最佳剂量组为中剂量组,而低剂量组和高剂量组不但没有增加脾重,反而抑制了脾重,见表1。

表1 多价葡萄球菌菌苗对小鼠脾脏重量的影响(±s)

表1 多价葡萄球菌菌苗对小鼠脾脏重量的影响(±s)

注:各剂量组分别与对照组比较

组别 数量(只) 脾重(g) t P对照组 10 0.052±0.011低剂量组 10 0.035±0.001 -3.89 <0.05中剂量组 10 0.498±0.068 22.63 <0.05高剂量组 10 0.030±0.003 -5.429 <0.05

2.2 多价葡萄球菌菌苗对小鼠脾脏IL-2R 基因表达的影响 低剂量组、中剂量组和高剂量组与对照组比较,小鼠脾脏IL-2R 基因表达水平差异均有统计学意义(P<0.05),而中剂量组与低剂量组和高剂量组比较,差异也有统计学意义(t=34.20,P<0.05;t=31.97,P<0.05),以中剂量组效果最佳,见表2。

表2 多价葡萄球菌菌苗对小鼠脾脏IL-2R 基因表达的影响(±s)

表2 多价葡萄球菌菌苗对小鼠脾脏IL-2R 基因表达的影响(±s)

注:各剂量组分别与对照组比较

组别 数量(只) 灰值 t P对照组 10 1.54±0.03低剂量组 10 5.63±0.09 20.38 <0.05中剂量组 10 13.09±0.14 33.36 <0.05高剂量组 10 4.40±0.14 24.48 <0.05

2.3 多价葡萄球菌菌苗对小鼠脾脏TNF-αR 基因表达的影响 低剂量组、中剂量组和高剂量组与对照组比较,小鼠脾脏TNF-αR 基因表达水平差异均有统计学意义(P<0.05),而中剂量组与低剂量组和高剂量组比较,差异也有统计学意义(t=47.96,P<0.05;t=30.88,P<0.05),以中剂量组效果最佳,见表3。

表3 多价葡萄球菌菌苗对小鼠脾脏 TNF-αR 基因表达的影响(±s)

表3 多价葡萄球菌菌苗对小鼠脾脏 TNF-αR 基因表达的影响(±s)

注:各剂量组分别与对照组比较

组别 数量(只) 灰值 t P对照组 10 1.50±0.10低剂量组 10 8.33±0.27 8.44 <0.05中剂量组 10 13.87±0.40 113.78 <0.05高剂量组 10 9.71±0.39 76.24 <0.05

2.4 多价葡萄球菌菌苗对小鼠血清中IL-2 含量的影响 低剂量组、中剂量组和高剂量组与对照组比较,小鼠血清中IL-2 含量差异均有统计学意义(P<0.05),中剂量组与低剂量组和高剂量组比较,差异也有统计学意义(t=3.76,P<0.05;t=7.14,P<0.05),以中剂量组效果最佳,见表4。

表4 多价葡萄球菌菌苗对小鼠血清IL-2 含量的影响(±s,ng/ml)

表4 多价葡萄球菌菌苗对小鼠血清IL-2 含量的影响(±s,ng/ml)

注:各剂量组分别与对照组比较

组别 数量(只) IL-2 含量 t P对照组 10 0.25±0.03低剂量组 10 0.34±0.03 10.28 <0.05中剂量组 10 0.36±0.03 15.65 <0.05高剂量组 10 0.29±0.02 4.44 <0.05

3 讨论

面颈部顽固性细菌感染多由耐药性葡萄球菌感染引起,由于多数致病性的葡萄球菌产生血浆凝固酶,使感染局部周围的血浆发生凝固,药物不易渗透到炎症内部,使局部或全身性抗生素治疗效果不佳。在之前的研究中我们使用多价、不同比例、高浓度葡萄球菌菌苗对1 195 例顽固性头颈部感染性皮肤病患者进行治疗,40d 为1 个疗程,一次性治愈率达到75%左右,有效率达到95%以上,获得了较理想的治疗效果,深受青少年患者的欢迎[2~4]。经多价葡萄球菌菌苗治疗后效果明显而持久,无明显副作用。为探讨该药物的作用机理,本研究采用不同剂量的多价葡萄球菌菌苗免疫小鼠后,检测小鼠脾脏重量,脾脏IL-2R、TNF-αR 基因表达及血清IL-2 含量的变化。经过免疫后的3 个实验组中,脾脏增重、IL-2R、TNF-αR 基因表达和血清中IL-2 浓度都以中剂量效果最显著,中剂量组与其他各剂量组比较差异均有统计学意义(P<0.05),显示具有明显的剂量依赖关系。Th1 细胞主要介导细胞毒性和局部炎症有关的免疫应答,参与细胞免疫及迟发型超敏性炎症的发生,通过分泌IL-2 细胞因子促进Th1 细胞进一步增殖。因此,IL-2 在血清中含量增多,可以诱导活化T 细胞、NK 细胞的增殖与分化,增强TC、NK 细胞和吞噬细胞的活性,更有利于清除局部感染的病原菌,加快局部组织的修复[5~8]。同时IL-2 可作为治疗肿瘤的辅助药物[9~11],提高人体免疫力,增强对肿瘤细胞的杀伤能力。TNF-α是单核巨噬细胞分泌的一种细胞因子,除了具有抗肿瘤作用外,可在局部诱发炎症作用和免疫调节作用,吸引中性粒细胞到炎症局部,增强吞噬细胞的吞噬作用[12]。

本研究表明,多价葡萄球菌菌苗治疗面颈部顽固性细菌感染,主要是增强了T 细胞介导的细胞免疫,通过增加血清IL-2 含量和脾脏IL-2R 基因的表达,更有利于刺激T 细胞的进一步活化,产生更多的IL-2 释放到体液中,提高了吞噬细胞的杀伤活性。TNF-αR 基因的表达可增强单核吞噬细胞分泌TNF-α细胞因子,诱发局部的炎症反应和免疫调节作用,吸引中性粒细胞到炎症局部,从而可以明显增强小鼠的细胞免疫功能,提高炎症局部的吞噬细胞数量和增强吞噬细胞的吞噬功能,最终起到抗感染的作用。

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