哮喘儿童呼吸道合胞病毒感染后血清抗F和抗G蛋白特异性IgG抗体的变化

中华儿科杂志 1998年第8期第36卷 论　　著

作者：姜晶　陈育智　王之梁　耿学辉　谭立玮　阮力

单位：100020 北京，首都儿科研究所(姜晶、陈育智、王之梁、耿学辉、谭立玮)；中国预防医学科学院病毒研究所(阮力)

关键词：哮喘；呼吸道合胞体病毒感染；膜糖蛋白类；G蛋白质类；IGG

　　【摘要】　目的　探讨血清抗呼吸道合胞病毒(RSV)抗F和抗G蛋白IgG抗体水平与哮喘儿童RSV感染及感染后病情轻重的关系。方法　以RSV(Long株)及表达RSV F和G蛋白的重组痘苗病毒为抗原， 采用酶联免疫吸附试验， 检测了66例6岁以下哮喘患儿RSV流行期间双份血清中抗RSV F和G蛋白特异性IgG抗体水平。结果　(1)本组哮喘患儿RSV感染率为35%；(2)RSV感染组哮喘患儿血清抗F和G蛋白IgG抗体滴度明显低于非RSV感染组；(3)RSV感染后哮喘中～重度发作组血清抗F蛋白IgG抗体滴度明显低于轻度发作组；(4)哮喘患儿RSV感染后恢复期较急性期血清抗F和G蛋白抗体滴度均有明显升高，其升高程度在不同年龄组及两种蛋白间差异均无显著意义。结论　血清抗F和抗G蛋白特异性IgG抗体对哮喘患儿RSV感染有一定保护作用；RSV感染后抗F和抗G蛋白特异性IgG抗体滴度的高低亦反映哮喘急性发作的轻重程度。

Specific IgG antibodies against F and G glycoproteins of respiratory syncytial virus (RSV) in asthmatic children after infection with the virus

Jiang Jing, Chen Yuzhi, Wang Zhiliang, et al. Capital Institute of Pediatrics, Beijing 100020

　　【Abstract】　Objective　To determine the level of serum specific IgG antibodies against F and G glycoproteins of respiratory syncytial virus (RSV) and the relationship between the level of these antibodies and the status of RSV infection. Methods　Indirect enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) was used to detect the IgG responses to RSV, F and G glycoproteins in paired sera of 66 asthmatic children under 6 years of age. RSV F and G glycoprotein antigens were produced by expression of recombinant vaccinia virus. Results　(1) RSV was verified in 35% of asthmatic children. (2) The mean levels of IgG F and G antibodies in acute sera were lower in those who subsequently became infected than in those who did not become infected. (3) The mean level of serum IgG antibody to F protein before infection was higher in those who had mild attack of asthma. (4) Titers of antibodis against both F and G glycoproteins significantly increased after RSV infection, but the IgG response was similar among different age groups; there were no significant differences between the IgG responses to F and G protein. Conclusion　The level of serum IgG antibodies against F and G protein would protect asthmatic patients against RSV infection, and could also reflect the severity of asthma attacks.

　　 　　【Key words】　【Key words】　Asthma　　Respiratory syncytial virus infection　　Membrane glycoproteins　　G-proteins　　IgG

　　 呼吸道合胞病毒(respiratory syncytial virus, RSV)属副粘病毒科，肺炎病毒属，是非节段性的负链RNA病毒^［1］，它有A、B两个亚型，其主要区别在G表面糖蛋白上。RSV基因组至少编码10个蛋白， 其中两个表面糖蛋白F和G^［2］是激发机体产生保护性抗体的主要抗原。有许多学者研究后认为， RSV感染与儿童哮喘的关系密切—它不仅可诱发哮喘的发生，还与哮喘病情的加重有关^［3～6］。

　　我们利用表达RSV F与G蛋白的重组痘苗病毒做抗原，检测了哮喘儿童血清抗F与抗G蛋白IgG抗体的水平，并对该两种抗体滴度与哮喘儿童RSV感染及感染后病情轻重的关系进行了初步探讨。

　　 对象和方法

　　一、实验对象 　　一、实验对象

　　收集1995年11月～1996年3月在我院哮喘专业门诊就诊的患儿共66例，其中男38例，女28例，年龄0.5～6岁，平均3.7岁，＜3岁21例，≥3岁45例。按全国儿童哮喘防治协作组制定的诊断标准^［7］曾诊为“婴幼儿哮喘”(＜3岁)或“支气管哮喘”(≥3岁)，均因近日有哮喘急性发作来就诊，肺部体检可闻喘鸣音，根据症状及体征分为轻度与中重度发作；上述患儿此次发作前8周均病情平稳，无呼吸道感染症状。我们于哮喘急性发作7天内取第一份血，4～6周(平均32.5天)后取第二份血。

　　二、实验方法

　　1.实验材料：重组痘苗病毒：表达RSV(A2株)F蛋白的重组痘苗病毒VJ120-11F株，表达RSV G蛋白的重组痘苗病毒VJ120-11G株，及痘苗病毒天坛株(VVTT)，均由中国预防医学科学院病毒研究所遗传室提供^［2］。RSV标准株(Long株)及Hep-2细胞：由本所病毒室提供。鼠抗人IgG酶结合物：购自华美医药公司，工作稀释度为1∶1000。对照血清：儿童RSV感染及非RSV感染者双份血清(经病毒分离和RSV特异性IgG抗体检测明确)由本所病毒室提供。

　　2.RSV抗原的制备：将RSV Long株（1×10⁷TCID₅₀/ml）接种于已生长成片的Hep-2细胞中，33℃培养，待细胞病变(CPE)达(++)时，将上清液弃去，加入半量的不含小牛血清的维持液继续培养，待CPE(++++)时收集，于-70℃冰箱中反复冻融3次，超声波打碎(14KC×10分钟)后于-70℃冻存待用；Hep-2细胞对照抗原亦同样处理。

　　3.RSV F与G蛋白抗原的制备：分别将TCID₅₀/ml为1×10⁷的VJ120-11F，VJ120-11G和VVTT接种于已生长成片的Hep-2细胞中，37℃培养，余步骤同RSV抗原的制备。

　　4.ELISA测定与结果的判定：将病毒抗原与对照抗原分别以包被缓冲液稀释成1∶50包被ELISA板，用1%BSA-PBS-T将待检血清从1∶20起做4倍系列稀释，以鼠抗人IgG-HRP作酶结合物，按ELISA常规步骤进行检测，阳性标本/阴性标本(P/N)值≥2.1为阳性，P/N值≥2.1的最高血清稀释度为终点滴度。如在1∶20稀释度时未测到抗体，考虑血清为4倍系列稀释，则将终点滴度定为1∶5。恢复期血清抗RSV(Long株)IgG抗体滴度较急性期有4倍以上升高者诊为RSV感染。

　　三、统计学方法

　　抗体滴度以几何平均数表达，两组抗体滴度均值的比较采用将抗体滴度取以2为底的对数，进行t检验。

　　 结果

　　一、RSV流行期66例哮喘患儿的感染情况

　　66例哮喘患儿中23例恢复期较急性期血清抗RSV特异性IgG抗体滴度有4倍以上的升高，可确诊为RSV感染，总感染率为35%。

　　二、有无RSV感染的哮喘患儿抗F与G蛋白抗体水平的比较(表1)

表1　有无RSV感染及哮喘不同发作程度患儿F和G蛋白抗体滴度比较

　　^*　P＜0.05　^**　P＜0.01　　RSV感染组哮喘患儿急性发作期血清抗F与G蛋白抗体滴度均明显低于非RSV感染组，两者差异有显著意义(P＜0.05)。

　　三、RSV感染组哮喘急性发作患儿血清抗F和G蛋白IgG抗体滴度与哮喘病情轻重的关系(表1)

　　哮喘急性发作期，轻度发作组与中～重度发作组血清抗G蛋白抗体滴度差异无显著意义(P＞0.05)，而血清抗F蛋白抗体滴度中～重度发作组却明显低于轻度发作组，差异有极显著意义(P＜0.01)。

　　四、不同年龄组的哮喘患儿RSV感染后F与G蛋白抗体反应的比较(表2)

　　从表2中可看出，哮喘患儿RSV感染后两年龄组血清抗F与G蛋白抗体滴度恢复期较急性期均有明显升高；其升高程度即升高倍数在不同年龄组间差异无显著意义(F蛋白t=0.37，P＞0.05；G蛋白t=0.10，P＞0.05)，在F与G蛋白之间差异亦无显著意义(P＞0.05)。

　　 讨论

　　支气管哮喘的病因复杂，遗传因素、环境致敏原与病毒(如RSV)感染等在哮喘的发病中均起着重要的作用；此外，病毒(如RSV)、支原体感染、接触致敏原等还可加重哮喘的病情，是哮喘急性发作的诱因。众所周知，RSV病毒是引起儿童呼吸道感染的最常见的病毒病原之一，且RSV感染在婴幼儿期及学龄前期占优势，据文献报道RSV感染后造成哮喘患儿病情加重的比例较其它病毒高。本研究对RSV流行期间哮喘患儿双份血清中抗RSV F与G蛋白IgG抗体水平进行了观察和比较。RSV F与G蛋白是激发机体产生保护性抗体的主要抗原，针对F和G蛋白的单克隆抗体可保护小鼠免受RSV的感染^［8］。除动物模型外，许多研究人员在人体中亦进行了大量的研究，如Hall等^［9］曾对15名成人RSV感染患者进行了观察，发现抗F与G蛋白IgG抗体滴度低者再次感染RSV的机率高于抗体滴度高者，并推断这两种特异性抗体对RSV感染有一定保护作用；Tristram等的另一组试验结果^［10］亦支持这一观点。同样，本研究的结果表明在RSV流行期间，RSV感染的哮喘患儿急性发作期血清抗F和G蛋白IgG抗体滴度明显低于非RSV感染组，说明Hall等的结论同样适用于哮喘患儿。

表2　不同年龄组哮喘患儿感染RSV不同病期对F及G蛋白抗体的反应

　　Hall等^［9］研究后还发现，RSV感染后急性期血清抗F与G蛋白IgG抗体滴度有症状者低于无症状者，从而认为这两种特异性抗体滴度的高低还影响到病情的轻重。本研究中RSV感染的哮喘患儿中～重度发作组血清抗F蛋白抗体滴度明显低于轻度发作组，提示此抗体滴度可反映哮喘病情的轻重；抗G蛋白抗体滴度中～重度发作症组亦低于轻度发作组，但统计学处理差异无显著意义，可能与例数少有关。由于哮喘的病因复杂，病毒(RSV)感染仅是影响其发作程度的因素之一，在今后的研究中应排除其他因素干扰后，才能进一步明确RSV F与G蛋白抗体滴度与哮喘发作程度之间的关系。

　　从表2中可见，哮喘患儿RSV感染后各年龄组恢复期较急性期血清抗F与G蛋白特异性IgG抗体滴度均有明显升高，其升高倍数相比差异无显著意义，提示机体对这两种蛋白的抗体反应程度相同，这与Fernie等^［11］提出的抗F蛋白抗体在中和病毒中较抗G蛋白抗体具有更突出作用的观点不符，有待今后深入的研究。此外，另有学者发现年龄因素对机体抗F和G蛋白的抗体反应具有明显的影响，1岁以内的婴幼儿RSV感染后，F和G蛋白的抗体反应明显低于1岁后，尤其以G蛋白更为显著^［12］。但本组病例中F与G蛋白的抗体反应在＜3岁组与3～6岁组之间尚未见明显差别。

　　另外，需要特别说明的是，对RSV感染来讲，儿童年龄越小，抗体增长速度越慢，尤其是初次感染者，需经过4～6周后抗体增长才较明显，故将本研究中急性期与恢复期血清的采集间隔确定为4～6周，以减少因抗体增长不明显而造成的假阴性结果。此外，由于条件有限，作者虽未对F和G蛋白进行提纯，但实验中将感染痘苗病毒的Hep-2细胞作为对照抗原，减少了抗原不纯对实验结果的影响，增加了方法的可信度。应该提出的是，用纯化的F和G蛋白进行研究将会进一步提高结果的精确度。

参考文献

　　1　Collins PL, Wertz GW. Gene produces and genome organization of human respiratory syncytial virus. Vaccines, 1985, 85：297.

　　2　阮力，郑浩强，徐水婵，等.呼吸道合胞病毒糖蛋白F和G在同一重组痘苗病毒中的表达.病毒学报，1992，8：101.

　　3　Sly PD, Hibbert ME. Childhood asthma following hospitalization with acute viral bronchiolitis in infancy. Pediatric Pulmonology, 1989, 7：153-158.

　　4　Sigurs N, Bjarnason R, Sigurbergsson F, et al. Asthma and immunoglobulin E antibodies after respiratory syncytial virus bronchiolitis： A prospective cohort study with matched controls. Pediatrics, 1995, 95：500-505.

　　5　 Johnston S, Pattemore P, Smith S, et al. Viral infections in exacerbations in school children with cough and wheeze： a longitudinal study. Am Rev Respir Dis, 1992, 145：A546.

　　6　Johnston SL, Pattemore PK, Sanderson G, et al. Community study of role of viral infections in exacerbations of asthma in 9-11 year old children. B M J, 1995, 310： 1225-1229.

　　7　陈育智，华云汉，文昭明，等.儿童哮喘诊断、治疗常规.中华结核和呼吸杂志，1993，16(哮喘增刊)：10-12.

　　8　Taylor G, Stott EJ , Bew M, et al. Monoclonal antibodies protect against respiratory syncytial virus infection in mice. Immunology, 1984, 52：137-142.

　　9　Hall CB, Walsh EE, Long CE, et al. Immunity to and frequency of reinfection with respiratory syncytial virus. J Infect Dis, 1991, 163： 693-698.

　　10　Tristram DA, Welliver RC, Mohar CK, et al. Immunogenicity and safety of respiratory syncytial virus subunit vaccine in seropositive children18-36 months old. J Infect Dis, 1993, 167：191-195.

　　11　Fernie BF, Cote PJ, Gerin JL, et al. Classification of hybridomas to respiratory syncytial virus glycoproteins. Proc Soc Exp Biol Med, 1982, 171：266.

　　12　Murphy BR, Alling DW, Snyder MH, et al. Effect of age and preexisthing antibody on serum antibody response of infants and children to the F and G glycoproteins during respiratory syncytial virus infection. J Clin Microbiol, 1986, 24：894-898.