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目的:国外研究报道显示自然杀伤细胞免疫球蛋白样受体(KIR)可能是影响HIV(HIV)感染后疾病进程的重要因素之一。KIR是NK细胞表面一类重要的识别受体,在NK细胞识别“自己”与“非己”及杀伤功能的调节中起着极其重要的作用,其配体为人类白细胞抗原(HLA)Ⅰ类分子。KIR及HLA基因复合体都具有高度的多态性,国外对不同人群KIR基因多态性与HIV的易感性、HIV感染后疾病进展的相关性研究结果不尽相同。在DNA研究层面,有研究发现活化性基因KIR3DS1与HLA-Bw4-80He联合表达与延缓疾病进展相关;还有研究发现HLA-Bw4纯合子与延缓疾病进展和维持正常水平的CD4+T细胞显著正相关。在RNA研究层面,有文献报道高水平的猴免疫缺陷病毒(SIV)的复制与增长的KIR3DLl mRNA表达水平正相关;其他学者认为,在急性HIV感染时,活化性KIR的mRNA水平增高,而在慢性HIV感染时,抑制性KIR的mRNA增高。中国人群的遗传背景不同于国外人群,对中国HIV感染者KIR的DNA定性研究未见报道,尤其是对中国HIV感染者长期不进展(LTNP)人群KIR3DS1和KIR3DL1表达水平的研究尚未见报道。本研究选取长期不进展者(LTNP)和典型进展者(TP),分析他们的KIR基因多态性与艾滋病疾病进展的关系以及KIR的表达水平与疾病进程的关系,这对于预测艾滋病疾病进程,寻找有效的HIV防治方法提供了新思路。
材料和方法:
一、研究对象
收集我国HIV血清抗体阳性者132例,所有病例均为汉族,根据疾病进展程度分为长期不进展组和典型进展组。其中长期不进展者(LTNP)组43例,入选标准为感染HIV的时间≥10年,未经抗逆转录病毒治疗(HAART),连续三次(时间间隔为6个月),CD4+T细胞数量均在500cells/μl以上。典型进展者(TP)组89例,入选标准为CD4+T细胞数<500cells/μl和/或出现艾滋病指征性疾病。根据病毒载量将感染者分为两组:高病毒载量组51例,病毒载量≥104 copies/ml,低病毒载量组51例,病毒载量<104 copies/ml。根据CD4+T细胞计数分为两组:即CD4+T细胞数≥500cells/μl组66例,CD4+T细胞数<500cells/μl组36例。正常人选自HIV阴性的体检人群,其血常规、肝炎八项、梅毒、HIV初筛等均为阴性。所有研究对象在抽血留样前均签署知情同意书并进行了相关问卷调查。
二、实验方法
(一)等位基因分型检测及测序
1、DNA提取及KIR等位基因分型检测
使用QIAamp DNA Blood Mini Kit提取全基因组DNA。标本为1ml EDTA抗凝外周静脉血,按照试剂盒说明书标准方法快速提取全基因组DNA。KIR分型采用PCR-SSP方法,使用KIR Genotyping SSP Kit检测。根据产物有无及片段的大小,对照工作表确定KIR基因型。
2、 HLA-B基因分型检测及HLA-B核苷酸及氨基酸序列特征分析采用PCR-SSP方法,以全基因组DNA为模板,以Bx1和BIiN T3为引物进行PCR扩增。以BEX2F为测序引物进行测序。使用BioEdit软件包中CLUSTAL W程序,对我国HIV-1感染者的HLA-B基因序列与参考株序列进行排列和比较。将核苷酸序列翻译成氨基酸序列,根据HLA-B基因第二外显子C-末端80-83位所编码氨基酸序列的差异,判断其血清型。
(二)CD4+T淋巴细胞绝对计数和病毒载量检测
应用流式细胞仪,FACS MULTISET软件检测外周全血并进行自动分析,计算CD4+、CD8+、CD3+T淋巴细胞绝对值及相应比值等。取感染者血浆1ml,使用美国Roche公司的TAGMAN AMPLICOR自动载量仪测定病毒载量。
(三)实时定量PCR检测mRNA水平
获取外周血单个核细胞后提取RNA。用TA克隆法制备实时定量PCR检测的标准品。采用相对定量标准曲线法,用染料SYBR Green来检测KIR3DS1,KIR3DL1和TNF-α的mRNA表达水平。
三、统计学分析
用SPSS17.0软件进行统计分析,基因出现频率通过直接计数测得,比较组间差异进行χ2检验并计算P值或双尾Fishers精确概率检验。用非参数检验分析各组基因表达水平的不同,并计算P值。以P<0.05,认为有统计学意义。
实验结果:
一、与HIV-1感染者疾病进程相关的KIR位点等位基因
1、TP组和LTNP组的KIR2DS3等位基因频率分别为13.5%和34.9%,两组的KIR2DS3等位基因频率具有统计学差异,KIR3DS1等位基因频率分别为24.7%和48.8%,两组的KIR3DS1等位基因频率具有统计学差异。
2、高病毒载量组和低病毒载量组KIR基因频率的比较:高病毒载量组和低病毒载量组的KIR2DS5等位基因频率分别为7.84%和43.1%,两组的KIR_2DS5等位基因频率具有统计学差异。KIR3DS1等位基因频率分别为21.6%和43.2%,两组的KIR3DS1等位基因频率具有统计学差异。
3、根据CD4′T细胞计数的不同对KIR的基因频率进行分析:CD4+T细胞数≥500cells/μ1组和CD4+T细胞数<500cells/μ1组的KIR2DS5等位基因频率分别为33.3%和11.1%,两组的KIR2DS5等位基因频率具有统计学差异。两组KIR3DS1等位基因频率分别为40.9%和16.7%,两组的KIR3DS1等位基因频率也同样具有统计学差异。
二、与HIV-1感染者疾病进程相关的HLA-B位点等位基因
1、TP组和LTNP组的HLA-Bw6纯合子频率分别为3626和11.6%,TP组明显高于LTNP组,两组的HLA-Bw6纯合子频率具有统计学差异。TP组和LTNP组带有Bw4-80I的个体频率分别为11.2%和37.2%,TP组明显低于LTNP组,两组带有Bw4-80I的个体频率具有统计学差异。
2、HLA-B位点等位基因在高病毒载量组和低病毒载量组中的分布:高病毒载量组和低病毒载量组的HLA-BW4-80I/BW6杂合子频率分别为9.8%和35.3%,两组具有统计学差异。带有HLA-BW4-80I的纯合子或杂合子个体频率分别为11.8%和39.2%,具有统计学差异。
3、HLA-B位点等位基因在CD4+T细胞数≥500cells/μ1组和CD4+T细胞数<500cells/μ1中的分布:两组的HLA-BW4-80I/BW6杂合子频率分别为5.6%和31.8%,有统计学差异。带有HLA-BW4-80I的纯合子或杂合子个体频率分别为11.1%和33.3%,有统计学差异。
三、KIR3DS1/KIR3DL1与HLA-Bw4-80I基因联合表达
与HIV-1感染者疾病进程相关性KIR3DS1、BW4-80I和CD4+T细胞计数共同分析发现:KIR3DSl与BW4-801联合表达对CD4+T细胞计数的影响比KIR3DS1和BW4-80I单独存在时的作用有显著趋势,其与病毒载量共同分析发现:KIR3DS1和BW4-80I对病毒载量的影响在联合表达时作用更加显著。
四、KIR3DS1和KIR3DL1的mRNA的表达量比较
1、KIR3DS1的mRNA的表达量比较:发现典型进展组KIR3DS1的表达量小于长期不进展组,高病毒载量组的KIR3DS1的表达量小于低病毒载量组,CD4T细胞数<500cells/μl组的KIR3DS1的表达量小于CD4+T细胞数≥500cells/μl。
2、KIR3DL1的mRNA的表达量比较:典型进展组KIR3DL1的表达量高于长期不进展组,高病毒载量组的KIR3DL1的表达量和低病毒载量组相比无统计学差异,CD4′T细胞数<500cells/μ1组的KIR3DL1的表达量高于CD4T细胞数≥500cells/μl组。
3、TNF-α的mRNA的表达量比较:TNF-α表达量各组见相比无显著差异。
4、KIR3DS1的mRNA的表达量与CD4+T细胞数显著正相关。
结论:
1、KIR3DS1和KIR2DS5基因可能减慢中国HIV-1感染者疾病进程。同时携带KIR3DS1和BW4-80I的HIV感染者较疾病进程更加缓慢。
2、高水平的KIR3DS1 mRNA可能减慢中国HIV感染者疾病进程。KIR3DS1 mRNA的表达量与HIV感染者CD4T细胞数正相关。