儿童重症RSV感染患者的NK功能发生了改变

niwanmao

呼吸道合胞病毒（RSV）是导致幼儿呼吸系统疾病的主要原因，仅在美国每年就导致数百万次门诊就诊和数万次住院。尽管 RSV 通常引起轻微的自限性疾病，但有一些儿童会发展为严重的肺部炎症和呼吸衰竭，需要重症监护。导致重症和轻症 RSV 感染的免疫机制尚未完全阐明。

自然杀伤（NK）细胞在病毒感染的固有免疫应答中发挥关键作用。然而，在儿童 RSV 感染中的确切功能，尤其是在重症病例中，尚未完全阐明。

Reilly 等人进行并发表在《Science TRanSlaTiOnal Medicine》上的研究研究了重症RSV感染儿童的NK细胞免疫表型和功能，我们来学习一下。

材料与方法
主要采用流式细胞术分析 RSV 感染儿童和健康对照组的气道样本和外周血中的 NK 细胞群体。
- 对于气道样本：使用CD3和NKp46识别T细胞（CD3+）和 NK细胞（CD3-NKp46+）。
- 对于外周血：使用CD3和CD56识别T细胞（CD3+）和 NK细胞（CD3-CD56+）。
- 分析的其他标记物包括 CD16、CD69、NKG2D 等，以进一步分析NK 细胞亚群和活化状态。
- 以不同的效应细胞与靶细胞比例共培养 NK 细胞和靶细胞，定量分析NK杀伤能力。

免疫突触分析：

• 在玻璃载片上共培养 NK 细胞和靶细胞。
• 固定、破膜并用靶向突触相关蛋白（如穿孔素、F-肌动蛋白）的荧光抗体染色细胞。
• 使用共聚焦显微镜观察和定量分析免疫突触形成和溶细胞颗粒极化。
  

结果
1、重症 RSV 中气道 NK 细胞的改变

根据缺氧程度（SpO2/FiO2 比值）将患者分为中度和重度组。气管内吸取物的流式细胞术分析显示：
- 重症 RSV 中 NK 细胞比例增加：重症 RSV 儿童（SpO2/FiO2 < 200）气道中 NK 细胞比例显著高于中度 RSV（3%）和未感染的插管对照组（2%），达到 7%。
- T 细胞比例降低：相比之下，重症 RSV 患者的气道 T 细胞比例低于中度病例和对照组。
- 与临床严重程度相关：气道 NK 细胞比例与机械通气时间延长、SpO2/FiO2 比值降低和儿科序贯器官衰竭评估（pSOFA）评分升高呈正相关。

这些发现表明，气道 NK 细胞增加与更严重的 RSV 疾病和需要机械通气儿童的较差临床结局相关。



2、RSV 中外周血 NK 细胞的减少

接下来，对不同呼吸支持水平的 RSV 感染儿童进行了更大规模的循环 NK 细胞研究。外周血样本的流式细胞术分析显示：
- NK细胞数显著减少：与健康对照组相比，RSV 阳性患者的循环 NK 细胞数量显著减少。这种减少在需要通气的患者中最为明显，NK 细胞数量减少了 75%（42 个/μL vs 对照组 189 个/μL）。
- NK细胞亚群分布改变：在剩余的 NK 细胞中，亚群组成发生了变化。通常与细胞因子产生相关的 CD56bright NK 细胞比例增加，而细胞毒性 CD56dimCD16+ NK 细胞比例降低。
- 与疾病严重程度相关：NK 细胞减少的程度与临床严重程度指标相关，包括更高的 pSOFA 评分和更高的呼吸支持需求。

3、RSV 中 NK 细胞表型变化

对外周血 NK 细胞进行进一步的流式细胞术分析，发现了活化受体表达的改变：
- CD69 表达增加：与健康对照组相比，RSV 感染患者的 NK 细胞上早期活化标记 CD69 的表达水平更高。
- NKG2D 表达降低：RSV 患者 NK 细胞上 NKG2D（一种重要的 NK 细胞功能活化受体）的表达显著减少。
- 其他受体变化：包括 NKp30 和 NKp46。



4、RSV 中 NK 细胞的功能障碍
体外细胞毒功能分析可见：
- 细胞毒性降低：与健康对照组相比，从 RSV 感染儿童分离的 NK 细胞对靶细胞的杀伤能力降低。
- 免疫突触形成受损：尽管RSV+患者的NK细胞细胞毒性受损，但它们显示出细胞毒性介质的增加释放，包括穿孔素。这表明在RSV感染中，NK细胞可能存在靶向递送溶解颗粒到免疫突触的障碍，导致非定向颗粒释放和潜在的旁观者组织损伤。共聚焦显微镜研究进一步揭示了RSV感染中NK细胞功能损害的情况。RSV+患者的NK细胞在免疫突触处的F-肌动蛋白积累减少，并且微管组织中心（MTOC）和溶解颗粒向突触的极化受到干扰。细胞骨架重组的这种干扰可能是观察到的NK细胞细胞毒性功能损害的基础。

这些功能障碍表明，RSV 感染儿童体内剩余的 NK 细胞可能具有消除病毒感染细胞的能力降低，可能会加重疾病的严重程度。



最后，一表以概之，儿童重症 RSV 感染中 NK 细胞关键改变总结



参考文献：Reilly, R. B., et al. (2024). An altered natural killer cell immunophenotype characterizes clinically severe pediatric RSV infection. Science Translational Medicine, 16/i, eado6606. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.ado6606