《Indian Journal of Medical Microbiology》:Inflammatory Biomarkers (IL-6, IL-10, IL-17, TNF-α) in TB patients attending a tertiary care hospital in Bhubaneswar, Odisha : a cross - sectional study
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摘要背景结核病表现出复杂的免疫病理机制,涉及调节宿主免疫反应的促炎细胞因子。IL-6、IL-10、IL-17和TNF-α等细胞因子在炎症管理、免疫保护及疾病进展中发挥关键作用,并影响诊断和治疗反应。目的本研究估计了肺结核患者血清样本中IL-6、IL-10、IL-17和TNF-
摘要
背景
结核病表现出复杂的免疫病理机制,涉及调节宿主免疫反应的促炎细胞因子。IL-6、IL-10、IL-17和TNF-α等细胞因子在炎症管理、免疫保护及疾病进展中发挥关键作用,并影响诊断和治疗反应。
目的
本研究估计了肺结核患者血清样本中IL-6、IL-10、IL-17和TNF-α的水平,并评估了其诊断意义,同时与社会人口学特征进行了相关性分析。
方法
从印度奥里萨邦布巴内斯瓦尔一家政府医院的肺结核患者中采集血清样本。采用商业ELISA试剂盒定量检测IL-6、IL-10、IL-17和TNF-α的水平,并测定细胞因子浓度。
结果
本研究发现,结核病阳性患者血清样本中的IL-6、IL-10和IL-17水平显著低于健康对照组。大多数受试者的TNF-α水平相对较低,但部分受试者的TNF-α含量显著偏高。结核病患者的IL-6、IL-10和IL-17浓度降低,这表明在结核活动性感染期间,IL-6可能下调。IL-10的表达可能作为诊断疾病和监测免疫状态的免疫学标志物。IL-17表达降低是活动性结核的特征,可作为诊断的有用生物标志物。
结论
细胞因子谱分析表明,这些变化可能为宿主免疫反应提供有价值的见解,有助于诊断生物标志物的开发以及结核病管理中的个性化治疗策略。
引言
结核病在多代人遭受其折磨后,目前仍是全球主要死亡原因之一。结核病由结核分枝杆菌引起。在因COVID-19相关延误导致结核病诊断和治疗中断后的连续三年增长(2021-2023年)之后,2024年全球结核病发病人数(新发病例)自2020年以来首次下降。2023年至2024年间,全球结核病发病率(每年每100万人中的新发病例数)下降了1.7%。据估计,2024年全球结核病相关死亡人数为123万人,其中108万例为HIV阴性,15万例为HIV阳性1, 2。
了解该疾病的免疫病理机制及其与宿主免疫系统的相互作用至关重要,该过程涉及促炎细胞因子,包括白细胞介素-6、白细胞介素-10、白细胞介素-17和TNF-α。细胞免疫反应虽然能够预防或限制病原体的发展,但也可能对宿主组织造成伤害3, 4。
巨噬细胞、T淋巴细胞和细胞因子是细胞介导免疫的关键组成部分,主要通过介导针对结核分枝杆菌的免疫反应发挥作用[5]。
在结核分枝杆菌存在的情况下,T细胞、树突状细胞和巨噬细胞分泌促炎细胞因子IL-6;而巨噬细胞、树突状细胞、调节性T细胞(Tregs)和Th1/Th17细胞则分泌抗炎细胞因子IL-10。在宿主控制结核分枝杆菌感染方面,标准毒力参考菌株H37Rv中,IL-6是一把双刃剑。过量或失调的IL-6可能加速疾病发展并降低保护性免疫。IL-6水平升高与慢性炎症和结核病进展均相关6, 7。
IL-10主要通过抑制树突状细胞和巨噬细胞的激活,阻止吞噬体与溶酶体的融合以及TNF-α和IL-12等促炎细胞因子的产生。活动性结核病患者的血清和肺组织中的IL-10水平通常升高,这与细菌清除不佳和疾病进展相关。IL-10通过调节炎症来帮助防止过度的组织损伤,但其过度表达可能通过降低抗菌防御的有效性来削弱保护性免疫并促进持续性感染8, 9。Th17 CD4+T细胞和γδ T细胞在结核分枝杆菌感染后释放促炎细胞因子IL-17。IL-6、IL-21、IL-1β、TGF-β和IL-23等细胞因子促进Th17分化。IL-17刺激促进肉芽肿形成的生长因子(G-CSF)和趋化因子(CXCL9、IL-8),以及促进肺部的中性粒细胞募集和炎症细胞组织。随着患者接受成功的抗结核治疗,随着细菌负荷的降低,其CXCL8、CXCL9和CXCL10水平逐渐下降。在抗结核治疗期间检测到的CXC趋化因子高水平(可调节免疫细胞从外周向感染部位的转运)被抗分枝杆菌治疗所逆转10, 11。
然而,过强和过弱的IL-17反应均可能产生负面影响;IL-17过高可能导致组织损伤,而IL-17过低可能导致细菌清除无效12, 13。
TNF-α是宿主防御结核病感染时由活化的巨噬细胞和T细胞产生的重要促炎介质之一。TNF-α有助于肉芽肿的形成、维持以及分枝杆菌感染的控制。TNF-α水平升高可能导致过度炎症反应和肺组织破坏,而TNF-α活性降低可能损害肉芽肿的完整性并增加活动性结核的易感性14, 15。
因此,IL-6反映炎症程度,IL-10调控免疫抑制,IL-17促进早期中性粒细胞介导的防御。然而,TNF-α产生的失调可能导致组织损伤、坏死和疾病进展。评估血清水平有助于更细致地认识结核病疾病的免疫失调程度和严重性。
本研究将结核病患者的社会人口学和临床特征与血清样本中的细胞因子水平进行了相关性分析,并与健康对照组进行了比较。
章节摘要
研究过程
本研究纳入了前往布巴内斯瓦尔首府医院结核病与胸部疾病科就诊的105名结核病患者的样本。在获得书面知情同意后,采用系统询问法从患者处收集社会人口学数据。以无菌方式采集5毫升血样用于各项检测和细胞因子谱分析。离心后收集的血清样本保存在-20°C直至进行测定。
结果
表1显示了105名结核病患者的社会人口学特征。存在性别偏向,70%(74人)为男性,29%(31人)为女性。28%(30人)的患者年龄在40-50岁组。就地区而言,67%(71人)来自农村地区,32%(32人)来自城市地区。86%(91人)的患病时间不足3个月。32%(34人)的患者患有糖尿病。11%(12人)酗酒,3%(4人)吸烟,15%(16人)有嚼食烟草的习惯。77%(81名)成年人
讨论
细胞因子表达的变化的,作为针对结核分枝杆菌感染的免疫反应的关键调节因子,可能影响宿主防御系统、细菌存活和疾病进程[16]。在本研究中,结核病患者的血清IL-6浓度显著低于健康对照组,表明活动性疾病期间免疫功能可能下降。尽管IL-6产生升高通常与炎症和
优势与局限性
本研究存在一些局限性和若干优势。虽然本研究提供了关于结核病细胞因子失衡的有价值信息,但由于采用横断面研究设计,难以确定细胞因子的变化是疾病进展的原因还是结果。基于ROC的发现应谨慎解读,因为样本量相对较少,特别是健康对照组的数量较少,这可能影响估计的灵敏度和
结论
本研究通过观察IL-6、IL-10、IL-17和TNF-α等特定细胞因子,考察了疾病的免疫学特征,并揭示了针对结核分枝杆菌的促炎和抗炎免疫反应。它们的表达模式反映了感染期间免疫激活和调控的复杂动态。这些细胞因子可作为监测治疗效果、评估疾病活动性和早期诊断的有用免疫学标志物。
作者贡献声明(CRediT)
TAHZIBA HUSSAIN:撰写——审阅与编辑,撰写——初稿,可视化,验证,监督,方法论,形式化分析,数据整理,概念化。SANGHAMITRA PATI:监督,项目管理。SAI PRAVIN MOHAPATRA:方法论,调查研究,形式化分析,数据整理。GURUDUutta DASH:可视化,验证,监督,方法论,调查研究。NASREEN ISRAT:方法论,调查研究,形式化分析,数据整理。SANJEEB DHIR:方法论,
伦理审批
印度医学研究委员会(ICMR)-区域医学研究中心,布巴内斯瓦尔机构伦理委员会[ICMR-RMRCB/IНЕС-2023/24,日期:2023年2月28日]已批准本研究。
数据和材料的可用性
对本文章中使用数据的合理请求可向通讯作者提出。
利益冲突声明
? 作者声明不存在任何可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
Tahziba Hussain|Sanjeeb Dhir|Silpa Pati|Nasreen Israt|Sai Pravin Mohapatra|Gurudutta Dash|Sanghamitra Pati