(重庆医科大学附属儿童医院心胸外科 重庆 400014)
【摘要】由于经典理论认为胸腺只在机体胚胎期免疫发育中具有决定作用，外科医生在小婴儿先天性心脏病直视手术过程中“常规”切除胸腺。近年来，逐渐积累的证据显示胸腺在机体成年后并非多余，其在成年后免疫功能的维持，和特定病理状态下的免疫重建中发挥重要作用，本文整理近年来小鼠与低龄期婴儿胸腺切除后对外周血淋巴细胞计数以及分类计数、胸腺输出功能、外周血淋巴细胞功能及IgG滴度的影响，及其临床意义进行综述。
【关键词】低龄期婴儿；胸腺切除；淋巴细胞计数
【中图分类号】R394 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2016）22-0018-03
The research progress of young period of infant thymus resection of immunology Liu Hongming, Li Yonggang
Affiliated Children's Hospital of Chongqing Medical University, Chongqing 400014, China
【Abstract】The classic theory, the thymus only decisive role in the development of the embryonic immunity. Evidence to show that in recent years, the thymus gland in the body as an adult is not redundant, maintain its immune function in adulthood, and specific immune reconstruction in pathological conditions, play an important role. Young period after infant thymus excision was reviewed in this paper to categorize count, lymphocyte count, and thymic output function, the function of peripheral blood lymphocytes, and IgG drop, the influence of and its clinical significance..
【Key words】 Young babies; The thymus excision; The lymphocyte count
胸腺位于前上纵隔，心底大血管前方，是小婴儿心脏直视手术野显露和体外循环插管的天然障碍。由于经典理论认为胸腺只在机体胚胎期免疫系统发育中具有决定作用[1]，外科医生在小婴儿先天性心脏病直视手术过程中“常规”切除胸腺。研究显示，先天性心脏病患儿的胸腺组织和同龄健康儿童并无明显异常[2]。近年来，逐渐积累的证据显示胸腺在机体成年后免疫功能的维持和特定病理状态下的免疫重建中发挥重要作用[3]。先天性胸腺缺失，如DiGeorge综合征，会导致严重的免疫缺陷，需要胸腺移植来进行免疫重建；对于后天性正常胸腺的缺失，如先天性心脏病手术，缺乏大样本的研究，且已有研究的结论尚不统一，本文就低龄期胸腺切除对免疫功能的影响及临床意义进行综述。
.动物研究
1961年Miller等[4]的研究显示新生小鼠16小时内切除胸腺会引起细胞介导的免疫反应缺陷（无法对抗移植物）；1987年，Tung等[5]发现切除小鼠胸腺可以导致自身免疫性疾病的发病率增高，3日龄新生鼠的胸腺切除使自身免疫性胃炎的发病率较对照组增加50%，而且随着胸腺切除时日龄的增大发病率减低，7日新生鼠切除使自身免疫性胃炎的发病率仅增加8%，胸腺切除还可以导致其他自身免疫性疾病如卵巢炎、附睾睾丸炎等；2014年李晓勇等[6-7]的研究表明新生小鼠胸腺切除后1～2月的外周血T细胞计数和分类计数（初始T细胞，CD4+T细胞，CD8+T细胞等）均显著降低。
2.人类低龄期胸腺切除对外周血淋巴细胞计数以及分类计数的影响
有7篇不同的文献研究了新生儿期胸腺切除后外周血淋巴细胞计数及其分类计数的变化，不同时间跨度的研究结果见表1。
2.1 术前切除组和对照组的淋巴细胞计数及其分类计数没有显著性的差异，然而术后20年范围内，切除组淋巴细胞总数及T细胞明显减少，但是B细胞却没有受到明显的影响[8]。
2.2 对（外周血）原始CD4+T细胞的影响
术后12月内，胸腺切除组的外周血原始CD4+T细胞计数没有明显的减低[9]；但术后10年[10]，其绝对计数显著降低（切除组0.78±0.43*109/L，对照组1.42±0.65*109/L，P值=0.01），相对计数却没有明显的变化（切除组42.39±13.85%，对照组51.13±13.59%，P值=0.06）。胸腺切除导致外周血原始T细胞的减低[11]，在健康的个体中，外周血原始T细胞可以通过有丝分裂来保持平衡，Delphine Sauce等[12]的研究揭示了此种分裂的内在机制，假设外周原始T细胞的调节建立在来源（胸腺生成）和去路（抗原刺激后分化为效应T细胞或记忆T细胞）的基础上，胸腺切除所致的来源（胸腺生成）减少可以被外周原始T细胞有丝分裂所代偿；然而有丝分裂所并不会增加T细胞受体的多样性，且其对于新抗原的反应减低[13]，故原始T细胞的代偿仅仅为数量上的代偿，对于新抗原的反应性较低。
表1 新生儿胸腺切除对外周血淋巴细胞计数以及分类的影响
*
*注：TLC淋巴细胞总数；NS相对同龄对照组无显著性差异；S相对同龄对照组有显著性减低。
2.3 对调节性T细胞的影响
调节性T细胞对于用于维持自身耐受和免疫自稳，新生小鼠的胸腺切除会导致调节性T细胞的减低，同时导致自身免疫疾病的发病率增高[16]。人类新生儿胸腺切除也会导致调节性T细胞的减低[8,12]，导致皮肤点刺试验阳性率增高，而且新生儿胸腺切除后，调节性T细胞的减低和原始T细胞一样，会导致调节性T细胞的外周血代偿性分裂和其组成比例变化[17]，即非抑制性记忆调节性T细胞相对增高，抑制性调节性T细胞（包括原始调节性T细胞和记忆调节性T细胞）比例相对减低，这种变化可能和多发硬化或多发肉瘤病[18]有关；因此胸腺全切即使外周血T细胞有所恢复，仍可能导致远期的免疫病发症，包括自身免疫紊乱。
3.低龄期胸腺切除后胸腺输出功能的变化
T细胞受体重排删除环（TCR rearrangement excision circle，TREC）是T细胞发育过程中T细胞受体基因重排所删除的环状DNA，稳定存在于T细胞中。近年来TREC被认为是评价胸腺输出的重要指标[7]。胸腺切除导致TREC在3例患儿中不可测，表明已经出现了胸腺细胞生成（thymopoiesis）的停止[11]；且T细胞减少表现为T细胞各亚群均减少(原始T细胞，记忆T细胞，效应T细胞（CD4，CD8）)[10]。相对而言，当胸腺细胞生成的能力减低时，CD8细胞的减低程度较CD4细胞轻[10-11]，所以可以推测胸腺切除除了会导致T细胞各亚群均减少，还会引起各亚群之间的比例失衡。其后果为，虽然在体外对于各疫苗的免疫反应反应没有明显的影响[8-11]，但是在体内却会导致T细胞介导的免疫反应减低[8]。对于部分胸腺切除和完全胸腺切除的讨论，Kurobe等新生儿[8]身上的研究表明，部分胸腺切除后小鼠和患儿胸腺输出功能并没有受到明显的影响，与李晓勇等在小鼠[6] 身上的研究一致。
4.对外周血淋巴细胞功能及IgG滴度的影响
4.1 细胞免疫功能
如上所述，胸腺切除会导致宿主对抗移植物的反应降低[4]，且自身免疫性疾病的发病率增加[16]。
4.2 体液免疫功能的影响
体外实验表明，术后3月～10年患儿淋巴细胞在对于植物凝集素[8-11]、破伤风疫苗[9-10]、麻疹疫苗[8,10]、风疹疫苗[8]、肺炎链球菌多糖[11]所刺激产生的IgG滴度均没有明显的变化，体外EB病毒表面抗原也能刺激特异性CD8+T细胞脱颗粒、分泌细胞因子等[15]。
但是体内试验表明，术后2岁～10岁切除组体内IgG、IgM计量和对照组相比没有明显的变化[10-11]，但IgA、IgG1却明显减低[10]，结合其他的研究[8,14]，完全胸腺切除会显著减少外周血T细胞计数，而B细胞计数却没有明显的变化，故IgG的减低是T细胞减少，导致B细胞所受到的细胞因子刺激减弱导致的[8]。
5.低龄期胸腺切除的临床意义
根据美国疾病控制及预防中心所颁发的《小于13岁儿童H感染分类系统（1994年修订版）》[19]，患儿体内CD4+T细胞相对计数处于15%～24%之间时，成为中等免疫抑制，与临床感染率增加相关。CD4+T细胞相对计数<15%时，为重度免疫抑制，有危及生命的严重感染发生的风险[9]；在Wells等[9]（术后6月～12月）和Eysteinsdottir[10]（术后10年）的研究中切除组虽然T细胞有所降低，但没有一例降至24%以下，但是Mancebo[11]的研究却表明：术后18月患儿体内平均CD4细胞比例低至中等免疫抑制水平(15%～24%)，术后3年内患儿体内CD4细胞低至免疫缺陷的水平，有4例患儿术后CD3细胞比例接近20%。
对于T细胞减少所产生的临床后果，目前一直没有定论，但大部分的研究表明：[8-10,14]，胸腺切除对患儿不会产生明显不良的临床后果，没有因严重感染而进行重症监护治疗的病例，仅Hirotsugu Kurobe等[8]的研究显示在术后3年内切除组因感染的住院次数增高（P＜0.05）；对于此种结果有四种解释：（1）残余胸腺：因为手术时胸腺的不完全切除会导致出血风险增高，虽然大部分手术医师倾向于完全切除胸腺，但是大部分实验研究并没有确认术后患者是否有残余胸腺存在，而且2011年van Gent的研究[20]表明部分儿童术后有残余胸腺的存在；（2）代偿作用：切除胸腺后会导致T细胞的外周血分裂（如上文所述）；（3）中性粒细胞、NK细胞增多(没有显著性差异)[10]提示非特异性免疫功能被调动起来，以代偿特异性性免疫功能的缺陷（4）可能由于目前的研究对象年龄均较小，所暴露的抗原种类较少，对于这些有限的抗原种类，既存的记忆细胞足够反应。但是，胸腺除产生免疫细胞外，胸腺上皮细胞仍然在持续性的产生激素[21]，且HIV感染、化疗等导致T细胞减低，这些病人体内的胸腺在免疫重建中的作用必不可少[22]。更有研究表明[23]早期胸腺输出T细胞（recent thymic emigrants）的减少与老年人对新抗原的易感性相关，所以新生儿胸腺切除还是会对免疫功能产生影响，特别是那些需要免疫重建的人，但对于大于6月的婴儿的胸腺切除术对免疫功能没有影响[24]。
6.结语
综上所述，胸腺切除患儿有与年龄不符的免疫退化的表现，其产生新T细胞的能力的减低，而且至少在胸腺切除的25年内，T细胞数量和比例严重失衡，对记忆T细胞的产生和抗原特异性T细胞的功能产生影响，虽然没有明显的临床效应，但是这些变化（原始和记忆T细胞的比例变化，T细胞受体库的减少）被证明是早期死亡率增加（所有原因的死亡率总和）的相关因子[25]。并且目前大部分文章只统计感染性疾病的发病情况，对于自身免疫性疾病、肿瘤性疾病的研究很少，所以现在来谈论临床后果还是太早。需要进一步深入的研究。
【参考文献】
[1] Haynes BF,Heinly CS.Early human T cell development: analysis of the human thymus at the time of initial entry of hematopoietic stem cells into the fetal thymic microenvironment.J Exp Med,1995,181(4):1445-1458.
[2]陈光明,王莉佳,杨锡强,et al.先天性心脏病患儿的免疫功能状态[J].中国当代儿科杂志,2003,(05):417-420.
[3] Shanker A.Is thymus redundant after adulthood?Immunol Lett,2004,91(2-3):79-86.
[4] Miller JF.Immunological function of the thymus.Lancet, 1961,2(7205):748-749.
[5] Tung KS,Smith S,Teuscher C,et al.Murine autoimmune oophoritis,epididymoorchitis,and gastritis induced by day 3 thymectomy.Immunopathology.Am J Pathol,1987,126(2):293-302.
[6]李晓勇,李洪波,王刚,et al.先天性心脏病保留一叶胸腺较全切胸腺明显减轻术后T细胞免疫功能受损[J].免疫学杂志,2014,(10): 914-917.
[7]李晓勇,安永,李勇刚,et al.胸腺切除对小鼠胸腺功能及外周T淋巴细胞的影响[J].细胞与分子免疫学杂志,2014,(10):1018-1021.
[8] Kurobe H,Tominaga T,Sugano M,et al.Complete but not partial thymectomy in early infancy reduces T-cell-mediated immune response:three-year tracing study after pediatric cardiac surgery.J Thorac Cardiovasc Surg,2013,145(3):656-662, 662 e651-652;discussion 662.
[9] Wells WJ,Parkman R,Smogorzewska E,et al.Neonatal thymectomy:does it affect immune function? J Thorac Cardiovasc Surg,1998,115(5):1041-1046.
[10] Eysteinsdottir JH,Freysdottir J,Haraldsson A,et al.The influence of partial or total thymectomy during open heart surgery in infants on the immune function later in life.Clin Exp Immunol,2004,136(2):349-355.
[11] Mancebo E, Clemente J,Sanchez J,et al.Longitudinal analysis of immune function in the first 3 years of life in thymectomized neonates during cardiac surgery.Clin Exp Immunol,2008,154(3):375-383.
[12] Sauce D,Larsen M,Fastenackels S,et al.Lymphopenia-driven homeostatic regulation of naive T cells in elderly and thymectomized young adults.J Immunol,2012,189(12):5541-5548.
[13] Mackall CL,Hakim FT,Gress RE.T-cell regeneration:all repertoires are not created equal.Immunol Today,1997,18(5): 245-251.
[14] Turan T,Turan A,Arslan C,et al.How does neonatal thymectomy affect the immune system? Acta Cardiol,2004, 59(5):511-513.
[15] Sauce D,Larsen M,Fastenackels S,et al.Evidence of premature immune aging in patients thymectomized during early childhood.J Clin Invest,2009,119(10): 3070-3078.
[16] Bonomo A,Kehn PJ,Payer E,et al.Pathogenesis of post-thymectomy autoimmunity.Role of syngeneic MLR-reactive T cells.J Immunol, 1995, 154(12): 6602-6611.
[17] Schadenberg AW, van den Broek T,Siemelink MA, et al. Differential homeostatic dynamics of human regulatory T-cell subsets following neonatal thymectomy.J Allergy Clin Immunol, 2014, 133(1): 277-280 e271-276.
[18] Miyara M, Yoshioka Y,Kitoh A,et al.Functional delineation and differentiation dynamics of human CD4+T cells expressing the FoxP3 transcription factor.Immunity,2009,30(6):899-911.
[19] prevention CfdCa. 1994 revised classification system for human immunodeficiency virus infection in children less than 13years of age. In, 1994.
[20] van Gent R, Schadenberg AW, Otto SA, et al.Long-term restoration of the human T-cell compartment after thymectomy during infancy: a role for thymic regeneration? Blood, 2011, 118(3): 627-634.
[21]Linder J. The thymus gland in secondary immunodeficiency. Arch Pathol Lab Med, 1987, 111(12): 1118-1122.
[22] Jamieson BD, Douek DC, Killian S, et al. Generation of functional thymocytes in the human adult. Immunity, 1999, 10(5): 569-575.
[23] Goronzy JJ, Weyand CM. T cell development and receptor diversity during aging. Curr Opin Immunol,2005,17(5): 468-475.
[24] Moretta L, Mingari MC, Webb SR, et al. Imbalances in T cell subpopulations associated with immunodeficiency and autoimmune syndromes. Eur J Immunol, 1977, 7(10): 696-700.
[25] Ferguson FG, Wikby A, Maxson P, et al.Immune parameters in a longitudinal study of a very old population of Swedish people: a comparison between survivors and nonsurvivors. J Gerontol A Biol Sci Med Sci, 1995, 50(6): B378-382.
基金项目：重庆市卫生局(渝卫科教[2008]45号2008-2-148)；重庆市教委(KJ080312)
论文作者:刘洪明,李勇刚
论文发表刊物:《医药前沿》2016年8月第22期
论文发表时间:2016/8/3
标签：胸腺论文; 细胞论文; 免疫论文; 淋巴细胞论文; 术后论文; 功能论文; 小鼠论文; 《医药前沿》2016年8月第22期论文;