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  新医学  2019, Vol. 50 Issue (1): 37-42  DOI: 10.3969/j.issn.0253-9802.2019.01.008
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邢艳芳, 柏明军, 秦军建, 李星, 黄明声. 规律运动对维持性血液透析患者Th1、Th2和Th17的免疫调节作用[J]. 新医学, 2019, 50(1): 37-42.
Xing Yanfang, Bai Mingjun, Qin Junjian, Li Xing, Huang Mingsheng. Immunomodulatory effect of regular exercise on Th1, Th2 and Th17 in maintenance hemodialysis patients[J]. Journal of New Medicine, 2019, 50(1): 37-42.

基金项目

国家自然科学基金青年科学基金项目(81700645);广州市属高校青年科研项目(1201630019);广州医科大学青年科研项目(2016A09)

通讯作者

黄明声,E-mail:huangmsh@mail.sysu.edu.cn

文章历史

收稿日期:2018-05-04
规律运动对维持性血液透析患者Th1、Th2和Th17的免疫调节作用
邢艳芳 , 柏明军 , 秦军建 , 李星 , 黄明声     
作者单位:510150 广州,广州医科大学附属第三医院肾内科(邢艳芳,秦军建);510630 广州,中山大学附属第三医院介入血管科(柏明军,黄明声),肿瘤内科(李星)
摘要: 目的 探讨规律运动对维持性血液透析患者外周血辅助性T细胞1(Th1)、Th2和Th17的影响及临床意义。方法 选择60例维持性血液透析患者,分为研究组与对照组各30例,研究组患者进行基于家庭的规律运动计划,持续6个月;对照组未进行运动计划。分别在入组时、入组6个月后采集2组患者的外周血,分离外周血单个核细胞,流式细胞仪分析2组患者外周血中Th1(CD4+IFN-γ+)、Th2(CD4+IL-4+)和Th17(CD4+IL-17+)的比例,同时记录6个月观察期内2组患者自感用力度指数达12或以上的运动次数及感染情况,比较入组时与入组6个月后的Th1、Th2和Th17比例差异。结果 2组患者均完成6个月的随访,其中研究组患者均完成6个月的规律运动计划。在6个月的观察期内,研究组达到自感用力度指数达12或以上的运动为(13.8 ±0.5)次/月,对照组则为(8.2±0.3)次/月,组间比较差异有统计学意义(P < 0.01)。6个月的观察期内,研究组患者发生感染(0.90±0.16)次/月,对照组则为(1.30±0.17)次/月,组间比较差异亦有统计学意义(t=9.385,P < 0.001)。研究组患者Th1比例由入组时的(25.97±8.55)%下降至入组6个月后的(19.83±7.60)%(P < 0.05),Th17细胞比例由入组时的(4.09±2.65)%下降至入组6个月后的(2.25±1.23)%(P < 0.05),入组时和入组6个月后的Th2比例比较差异无统计学意义(P > 0.05)。对照组在入组时和入组6个月后的Th1、Th2、Th17比例比较差异均无统计学意义(P均 > 0.05)。结论 规律运动可以使维持性血液透析患者Th1和Th17细胞水平下调,减少感染的发生,提示规律运动对免疫系统可能有一定的调节作用。
关键词: 终末期肾病    规律运动    辅助T细胞    
Immunomodulatory effect of regular exercise on Th1, Th2 and Th17 in maintenance hemodialysis patients
Xing Yanfang, Bai Mingjun, Qin Junjian, Li Xing, Huang Mingsheng     
Department of Nephrology, the Third Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University, Guangzhou 510150, China
Corresponding author: Huang Mingsheng, E-mail: huangmsh@mail.sysu.edu.cn
Abstract: Objective To investigate the effect and clinical significance of regular exercise on the peripheral T helper cells (Th1), Th2 and Th17 in the maintenance hemodialysis patients. Methods Sixty maintenance hemodialysis patients were selected and divided into the experimental (n=30) and control groups (n=30). Patients in the experimental group were prescribed with a home-based exercise program for a total duration of 6 months. Patients in the conrtol group were not given with a prescription for exercise program. Peripheral blood samples were taken upon and 6 months after the study enrollment. The mononuclear cells were separated from the peripheral blood. The proportion of Th1 (CD4+IFN-γ+), Th2 (CD4+IL-4+) and Th17 (CD4+IL-17+) cells was quantitatively detected by using flow cytometry. During 6-month observation period, the exercise frequency with a rating of perceived exertion≥12 and the infection status were recorded. The percentage of Th1, Th2 and Th17 upon and 6 months after the enrollment were statistically compared within each group. Results All patients in two groups completed the 6-month follow-up and those in the experimental group finished the 6-month exercise program. During the 6-month observation period, the exercise frequency with a rating of perceived exertion≥12 in the experimental group was (13.8±0.5) times/month, significantly lower than (8.2±0.3) times/month in the control group (P < 0.01). In the experimental group, the infection status was (0.90±0.16) times/month, significantly less than (1.30±0.17) times/month in control group(t=9.385, P < 0.001). In the experimental group, the proportion of Th1 cells upon the enrollment was (25.97±8.55)%, considerably decreased to (19.83±7.60)% at 6 months after the enrollment (P < 0.05) and the percentage of Th17 cells was declined from (4.09±2.65)% to (2.25±1.23)% (P < 0.05), whereas the proportion of Th2 cells did not significantly differ upon and 6 months after the enrollment (P > 0.05). In the control group, the proportion of Th1, Th2 and Th17 cells did not significantly differ between two time points (all P > 0.05). Conclusion Regular exercise can lower the levels of Th1 and Th17 cells, reduce the risk of infection in maintenance hemodialysis patients, prompting that regular exercise probably exerts an immunomodulatory effect upon the immune system.
Key words: End-stage renal disease    Regular exercise    T helper cell    

终末期肾病(ESRD)患者存在系统性免疫紊乱,包括全身性炎症反应和获得性免疫缺陷[1]。全身性炎症反应可导致骨质流失,加速动脉粥样硬化的进展,促进心血管疾病的发生、发展;免疫缺陷可导致感染性疾病增加,心血管疾病及感染是导致ESRD患者死亡的重要原因[2-3]。因此,系统性免疫紊乱对ESRD患者的长期生存有不良影响,调节ESRD患者的免疫系统可能会改善ESRD患者的不良预后[4]。目前的临床指南及研究均建议ESRD患者进行规律中等强度的运动锻炼,并认为规律运动有免疫调节作用[5-6]。另有报道,ESRD患者中辅助性T细胞1(Th1)、Th2水平升高,Th17水平在ESRD患者中也升高[7-8]。Th1、Th2、Th17在动脉粥样硬化过程中发挥着重要作用[9]。然而,规律运动是否可影响维持性血液透析患者Th1、Th2和Th17的水平,目前尚没有系统的报道。本研究旨在探讨规律运动对维持性血液透析患者Th1、Th2和Th17的影响及其意义,现报告如下。

对象与方法 一、研究对象

2016年6月至2017年9月在广州医科大学附属第三医院进行维持性血液透析治疗的60例患者,其诊断均由2名独立的肾脏内科医师确认,且已进入维持性血液透析治疗,卡氏行为状态(KPS)评分 > 80分。排除急性心力衰竭、严重心律失常、不稳定心绞痛、心肌梗死、严重的心脏瓣膜病变、下肢功能障碍、骨关节病或截肢者,有严重的高血压病、脑血管疾病、慢性肺疾病者,有精神病或低血糖病史者,透析过程中有低血压病者,合并急性感染(如肺炎、尿路感染)或慢性感染(包括HIV、HBV、丙型肝炎病毒)者,有肿瘤病史者,其他慢性病(如溃疡性结肠炎、肠结核、胃溃疡等)者,孕妇,近3个月内使用肾上腺皮质激素(激素)等可能影响机体免疫功能药物者,以及任何其他需要住院者。按随机数字表法分为研究组与对照组,各30例。本研究由广州医科大学附属第三医院医学伦理委员会批准,所有患者均已签署知情同意书。

二、规律运动方案的设计

所有入组患者继续原有的透析方案及基础治疗。研究组患者进行基于家庭的规律运动计划,根据最大有氧心率(MAF)180训练法设计运动计划,即受试者运动时的最高心率(次/分)=180-年龄,最低心率(次/分)=170 -年龄,运动时心率区间应维持在以上2个心率之间[10]。对于慢性病患者,运动心率整个区间下移5% ~ 10%,开始运动时,从最低心率开始,逐渐接近最高心率,指导研究组患者每周进行5次以上持续30 min的快走或散步,自感用力度指数为12 ~ 14(有些吃力),持续运动6个月,见表 1[11-12]。对照组患者可自发运动,但无运动计划。

表 1 自感用力度等级量表
三、Th1、Th2、Th17比例的检测

2组均在入组时和入组6个月后采集外周静脉血,4℃保存,6 h内使用Ficoll密度梯度离心法分离外周血单个核细胞,然后予加入蛋白转运抑制剂的细胞刺激复合物刺激3 h,再使用人CD4-PE抗体染色30 min,进而使用胞内固定破膜液破膜和胞内细胞因子染色,上述试剂均购自美国eBioscience公司。使用BD Bioscience流式细胞分析仪检测,结果使用FlowJo 10.0.7软件进行分析。记录并比较2组患者的Th1(CD4+IFN-γ+)、Th2(CD4+IL-4+)、Th17(CD4+IL-17+)。

四、研究方法

入组时收集2组维持性血液透析患者的一般资料,如年龄、性别、BMI和病因。入组6个月后对2组患者进行随访,记录2组患者在6个月的观察期中每月自感用力度指数达12或以上的运动次数,以及发生感染(体温≥38.5 ℃,血常规白细胞计数 > 10.0×109/L、中性粒细胞 > 0.80,以及相应部位病原体培养结果阳性)的次数。

五、统计学处理

使用SPSS 20.0分析数据。符合正态分布的计量资料用x±s表示,组内前后对比用配对t检验,组间对比用成组t检验;不符合正态分布的计量资料用中位数(上、下四分位数)表示,组间对比用Wilcoxon秩和检验。计数资料使用χ2检验。P < 0.05为差异有统计学意义。

结果 一、研究组与对照组维持性血液透析患者的基线资料比较

2组患者的年龄、性别构成、BMI和病因构成比较差异均无统计学意义,见表 2

表 2 研究组与对照组维持性血液透析患者的基线资料比较
二、研究组与对照组维持性血液透析患者的运动情况比较

2组患者均完成6个月的随访,其中研究组患者均完成6个月的规律运动计划。在6个月的观察期内,研究组自感用力度指数达12或以上的运动为(13.8±0.5)次/月,对照组则为(8.2±0.3)次/月,组间比较差异有统计学意义(t=53.065,P < 0.001)。

三、研究组与对照组维持性血液透析患者的感染情况比较

6个月的观察期内,研究组患者发生感染(0.90±0.16)次/月,对照组则为(1.30±0.17)次/月,组间比较差异有统计学意义(t=9.385,P < 0.001)。

四、入组时与入组6个月后研究组和对照组维持性血液透析患者的Th1比例比较

研究组患者在入组时的Th1(CD4+IFN-γ+)比例为(25.97±8.55)%,经过6个月规律运动后降至(19.83±7.56)%,入组时与入组6个月后的Th1比例比较差异有统计学意义(t=3.126,P=0.004)。对照组患者在入组时的Th1比例为(27.64±7.59)%,入组6个月后Th1比例为(25.06± 6.47)%,入组时与入组6个月后的Th1比例比较差异无统计学意义(t=1.641,P=0.112),见图 1

图 1 研究组与对照组维持性血液透析患者的Th1比例比较 A:研究组Th1比例(下方)变化的流式细胞仪检测结果;B:对照组Th1比例(下方)变化的流式细胞仪检测结果;C:定量分析结果,**P < 0.01
五、入组时与入组6个月后研究组与对照组维持性血液透析患者的Th2比例比较

研究组患者在入组时的Th2(CD4+IL-4+)比例为(2.02±0.78)%,经过6个月规律运动后为(1.82±0.85)%,入组时和入组6个月后的Th2比例比较差异无统计学意义(t=0.932,P=0.359)。对照组患者在入组时的Th2比例为(2.03±0.99)%,经过6个月规律运动后为(1.90±0.91)%,入组时和入组6个月后的Th2比例比较差异无统计学意义(t=0.547,P=0.589),见图 2

图 2 研究组与对照组维持性血液透析患者的Th2比例比较 A:研究组Th2比例变化的流式细胞仪检测结果;B:对照组Th2比例变化的流式细胞仪检测结果;C:定量分析结果
六、入组时与入组6个月后研究组与对照组维持性血液透析患者的Th17比例比较

研究组患者在入组时的Th17(CD4+IL-17+)比例为(4.09±2.65)%,经过6个月规律运动后为(2.25±1.23)%,入组6个月后的Th17比例低于入组时(t=3.334,P=0.002)。对照组患者在入组时的Th17比例为(4.02±2.59)%,经过6个月规律运动后为(3.46±2.59)%,入组时与入组6个月后的Th17比例比较差异无统计学意义(t=0.998,P=0.326),见图 3

图 3 研究组与对照组维持性血液透析患者Th17比例比较2组Th17比例变化的流式细胞仪典型检测结果见图 1AB左方,本图为定量分析结果,**P < 0.01
讨论

规律运动对维持性血液透析患者体内免疫和炎症状态的影响逐渐受到重视,但具体机制尚未明确[13-14]。既往研究均集中于免疫系统某一方面,并且结果之间的一致性欠佳,存在较大争议。Th在受到外界刺激后主要向Th1和Th2分化。Th1辅助细胞免疫,Th2增强体液免疫反应。既往研究显示,ESRD患者存在Th1比例增高,提示Th1参与了ESRD患者体内炎症状态的形成[8, 15]。体内炎症状态形成导致大量的炎症因子激活,进一步引起或加重患者的动脉粥样硬化,因此Th1是ESRD患者发生心血管疾病的非经典风险因素[16]。近年来关于运动对免疫系统的调节作用已有较多研究,同时也有学者研究运动对维持性血液透析患者生活质量的影响[17-19]。目前运动对维持性血液透析患者免疫系统的调节作用尚未见报道。本研究显示,规律运动后维持性血液透析患者Th1比例下降,可能有助于改善维持性血液透析患者体内的炎症状态。

既往研究显示,ESRD患者的Th2比例升高与肾纤维化有关[8, 20-21]。也有研究认为,ESRD患者的Th2比例下降可能与心血管疾病有关[22]。本研究暂未发现规律运动对ESRD患者的Th2产生影响,故Th2在ESRD患者中发挥着怎样的作用尚需进一步探讨。

Th17是促进炎症的重要因素、既往研究显示,ESRD患者Th17比例升高[8]。Th17可促进炎症反应及加速动脉粥样硬化的进展,这也为ESRD患者心血管疾病风险升高提供了新的解释[15, 23]。Th17可以通过TNF-α、IL-17A、IL-17F、IL-21等促进CCL2、IL-6等炎症因子及趋化因子的上调引起炎症反应,进一步引起组织损伤[23]。既往报道显示,运动训练可增加透析患者的最大耗氧量及改善患者的生活质量[24-25]。本研究显示,规律运动可以下降维持性血液透析患者Th17比例,提示规律运动可能有助于改善其体内炎症状态。

既往报道显示,规律运动对慢性肾脏病免疫紊乱具有良好的调节作用[12-13]。但有报道提示,规律运动对慢性肾脏病的免疫紊乱并未产生影响[14-15]。本研究显示,规律运动可以下降维持性血液透析患者Th1和Th17比例,从而改善其体内的炎症状态。炎症状态形成可促进动脉粥样硬化的进展[26]。运动对心血管事件的影响也有较多报道[27]。心血管事件是引起ESRD死亡的重要原因。规律运动是否可通过调节免疫系统进而减少心血管事件的发生,尚需扩大样本量及延长随访时间进一步研究。

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