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儿童持续性免疫性血小板减少性紫癜患儿滤泡辅助性T细胞改变初探

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临床免疫学?

儿童持续性免疫性血小板减少性紫癜患儿滤泡辅助性T细胞改变初探

姚鑫 李成荣 王国兵 杨军 李长钢

DOI:10.3760/cma.j.issn.0254-5101.2013.11.007

基金项目:深圳市重点科技计划项目基金(201201005)作者单位:518026遵义医学院深圳市儿童医院儿科研究所

通信作者:李成荣,Email:lichengrong_sz@163.com,电话:0755-83936273

【摘要】 目的 探讨滤泡辅助性T细胞(Tfollicularhelper,Tfh)在儿童持续性免疫性血小板减少性紫癜(persistentimmunethrombocytopenicpurpura,pITP)免疫发病机制中的可能作用。方法pITP患儿20例,采用流式细胞术检测外周血循环CD4+

CXCR5+

ICOS

high

PD-1high

T(cTfh)细胞比例及

CD19+

B细胞ICOSL(inducibleco-stimulatorligand)的表达,采用实时荧光定量PCR(real-timePCR)检测Bcl-6、c-Maf、IL-21mRNA及CD19+

B细胞ICOSLmRNA表达,酶联免疫吸附试验检测血浆IL-2、IL-6、IL-21浓度。结果 (1)pITP患儿cTfh细胞比例明显高于正常对照组[(17.45±9.04)%vs

(7.57±2.57)%,P<0.05],地塞米松(DEX)治疗7d后cTfh细胞比例明显低于治疗前[(5.93±1.64)%vs(17.45±9.04)%,P<0.05];(2)Tfh细胞转录调节因子Bcl-6及c-Maf表达较正常对照组明显增高(P<0.05);(3)pITP患儿CD19+

B细胞ICOSL蛋白和基因表达明显增高(P<0.05),DEX

治疗后CD19+

B细胞ICOSL表达与治疗前相比无明显改变(P>0.05);(4)Tfh细胞相关细胞因子IL-21血浓度和基因表达水平明显高于正常对照组(P<0.05),DEX治疗后仍显著高于对照组(P<0.05),IL-2及IL-6血浆浓度治疗前后与正常对照组相比无明显改变(P>0.05)。结论 ICOSL和IL-

21表达异常所致Tfh细胞过度活化可能与pITP患儿免疫发病机制有关;B细胞持续高表达ICOSL和IL-21持续高水平可能是导致pITP患儿病情反复发作的原因之一。

【关键词】 滤泡辅助性T细胞;Bcl-6;ICOSL;IL-21;免疫性血小板减少性紫癜

AlterationofTfollicularhelpercellsinchildrenwithpersistentimmunethrombocytopenicpurpuraYAOXin,LICheng-rong,WANGGuo-bing,YANGJun,LIChang-gang.DepartmentofMolecularImmunol-ogy,ShenzhenInstituteofPediatrics,ShenzhenChildren′sHospital,ZunyiMedicalCollege,Shenzhen518026,China

Correspondingauthor:LICheng-rong,Email:lichengrong_sz@163.com

【Abstract】 Objective ToinvestigatetheroleofTfollicularhelper(Tfh)cellsintheimmuno-pathogenesisofpersistentimmunethrombocytopenicpurpura(pITP).Methods TwentychildrenwithpITP

andtwentyhealthycontrolswereenrolledinthisstudy.TheproportionofCD4+CXCR5+ICOShighPD-1high

(cTfh)cellsandtheexpressionofICOSLonCD19+

Bcellsinperipheralbloodofthepatientsandhealthysubjectswereanalyzedbyflowcytometry.TheexpressionsofBcl-6,c-Maf,IL-21andICOSLatmRNAlevelweredetectedbyreal-timePCR.TheplasmaconcentrationsofIL-2,IL-6andIL-21weredeterminedbyELISA.Results (1)Comparedwiththehealthycontrols,theproportionsofcTfhcellsincreasedsignifi-cantlyinpatientswithpITP[(17.45±9.04)%vs.(7.57±2.57)%,P<0.05],butdecreasedwiththetreatmentofdexamethasone(DEX)for7days[(5.93±1.64)%vs.(17.45±9.04)%,P<0.05].(2)TheexpressionofBcl-6,c-MafandIL-21atmRNAlevelinpatientswithpITPwerehigherthanthoseinhealthycontrols(P<0.05).(3)Comparedwithhealthycontrols,theexpressionofICOSLatmRNAand

proteinlevelsinCD19+

Bcellsweresignificantlyup-regulatedinpatientswithpITP(P<0.05),whichshowednosignificantchangesaftertreatmentwithDEX(P>0.05).(4)TheplasmaconcentrationofIL-21wasremarkablyelevatedinpatientswithpITP,regardlessofDEXtreatment(P<0.05).ButtheplasmaconcentrationsofIL-2andIL-6showednosignificantchangescomparedwithcontrolgroup(P>0.05).Con-clusionTheimmunopathogenesisofpersistentimmunethrombocytopenicpurpuramightbeassociatedwiththehyper-activationofTfhcellscausedbyexcessiveexpressionofICOSLandIL-21.ThepersistenthighexpressionofICOSLandIL-21mightbeoneoftheimportantfactorsresultingintherecurrenceofpITPinchildren.

【Keywords】 Tfollicularhelpercell;Bcl-6;ICOSL;IL-21;Immunethrombocytopenicpurpura

免疫性血小板减少性紫癜(immunethrombocy-topenicpurpura,ITP)是儿童常见的自身免疫性出血性疾病,其病因和发病机制目前尚未完全清楚,体液免疫紊乱、T细胞亚群功能失调及细胞因子异常分泌等多种免疫功能异常参与其发病。滤泡辅助性T细胞(Tfh)是新定义的一种CD4+T细胞亚群,通过产生IL-21辅助B细胞分化并促进抗体类别转换[1-3]。已报道系统性红斑狼疮(SLE)等自身免疫性疾病外周血循环Tfh(cTfh)细胞比例增高[4-5]。目前尚无儿童ITPTfh细胞改变的系统研究报道,特别是初治后反复发作持续性ITP(persistentITP,pITP)患儿,其Tfh细胞及调控因子是否参与其发病尚待研究。本研究观察初治后反复发作的pITP患儿cTfh细胞比例及调控因子变化,进一步探讨儿童pITP可能的免疫发病机制。

材料和方法

研究对象:pITP患儿20例,其中男9例,女11例,平均年龄6.4岁(2~12岁),为2012年4月至2012年12月在我院住院就医患儿。诊断按2009年美国血液学会制定标准[6],pITP是指确诊3个月至12个月的ITP。本组20例pITP患儿均为反复发作次数大于3次但未达慢性标准:其中13例复发3次,5例复发4次,2例复发5次。本组患儿检测cTfh细胞后平均随访时间6个月(2011年6月至2012年4月),其中10例(50%)患儿又有2~3次复发,4例转变为慢性ITP(病程大于1年)。本组研究于发作期及地塞米松(DEX)治疗第7天抽血观察相关指标,采血前4周内未使用任何糖皮质激素或细胞毒性药物。同年龄正常对照组20例,其中男10例,女10例,平均年龄5.5岁(2~12岁),为我院健康体检儿童。上述两组受试者年龄、性别间均无统计学差异。受试者家属对试验均已知情,并经医院学术伦理委员会讨论通过。

cDNA合成:(1)外周血CD4+T细胞和CD19+B细胞:无菌采取肝素抗凝静脉血2ml,聚蔗糖(Fi-coll)-泛影葡胺(P=1.077)密度梯度离心法分离外周血单个核细胞(PBMC)。按试剂盒(美国Invitro-gen公司,113.31)说明,采用免疫磁珠分别分离外周血CD4+T细胞和CD19+B细胞,锥虫蓝染色判定细胞活力>95%,流式细胞术检测细胞纯度>97%;(2)总RNA提取与定量:分别取已分离外周血CD4+T细胞和CD19+B细胞,按试剂盒说明书(美国Gentra公司,0050C)步骤分离总RNA,紫外分光光度计测定RNA含量;(3)RT-PCR:按试剂盒(立陶宛MBI公司,K1632#)说明,经逆转录合成cDNA。取1μlcDNA为模板,进行PCR扩增30~40个循环,参照GenBank中目的基因mRNA序列设计相关引物(引物均由上海基康生物技术有限公司合成)(表1);(4)RT-PCR产物鉴定:取Bcl-6、c-Maf、IL-21、ICOSL及β-actin扩增产物10μl在2%琼脂糖凝胶中,90V电泳30min,回收纯化,并送交上海基康生物技术有限公司测序。测序结果与GenBank中目的基因mRNA序列比较,Bcl-6、c-Maf、IL-21、

ICOSL扩增产物与GenBank中目的基因mRNA序列完全一致。(5)荧光定量PCR(real-timePCR):采用SYBGreen试剂盒(德国QIAGen公司,204143),使用罗氏LightCycler荧光定量PCR仪检测,应用RelativeQuantificationSoftwareVer1.0软件进行分析,结果以待测基因/β-actin的比值表示。具体操作参照试剂说明书。

表1 pITP患儿表达基因的引物序列(珔x±s)

Table1.Primersequencesusedinthisstudy(珔x±s)

组别序列(5′→3′)复性

温度(℃)

产物

长度(bp)Bcl-6正向:ATGAGGAGTT

TCGGGATGTC58177

反向:CCTCTTCTGG

GATTGTTTCC

c-Maf正向:ACTGGCAATG

AGCAACTCCG58121

反向:GCTGATGATG

CGGTCGGTCT

IL-21正向:TGTGAATGACT

TGGTCCCTG58118

反向:GTTTCCTGTAT

TTGCTGACT

β-actin

正向:GAGCTACGAGC

TGCCTGACG54~60120

反向:GTAGTTTCGTG

GATGCCACAG

流式细胞术检测CD4+CXCR5+ICOShighPD-1highT细胞(cTfh)亚群及CD19+B细胞ICOSL表达:采用全血直接计数法,加入抗人CD4-eFluor450(美国BeckmanCoulter公司)、ICOS-PE(美国eBio-science公司)、CXCR5-AlexaFluor647(美国RD公司)、PD-1-FITC(美国eBioscience公司)、CD19-APC-eFluor780(美国BeckmanCoulter公司)、ICOSL-PE(美国eBioscience公司)单克隆抗体染色30min。流式细胞仪(美国BectonDickinson公司,CantoⅡ)计数,以光散射与CD4+和CXCR5+组合设门,观察该细胞亚群中CD4+CXCR5+ICOShighPD-1highT细胞比例,并以此定为cTfh细胞,全部数据经Diva

Ver6.1.3软件获取分析。

流式细胞术检测血小板相关抗体PAIgA、PAIgG、PAIgM:取清晨空腹EDTA?Na2抗凝静脉血3ml分离血小板,调整血小板浓度为2×109/L,经抗人CD61-PE(德国Miltenyi公司)、抗人IgM-FITC(德国Miltenyi公司)、抗人IgG-FITC(德国Miltenyi公司)、抗人IgA-FITC(德国Miltenyi公司)单克隆抗体染色15min。流式细胞仪(美国BectonDickinson公司,CantoII)计数,全部数据经DivaVer6.1.3软件获取分析。

酶联免疫吸附(ELISA)试验:pITP患儿及正常健康对照者空腹6h后,取肝素抗凝外周血2ml,500r/min离心5min,分离上层血浆。采用双抗体夹心ELISA(购自美国Bender公司)检测血浆中IL-2、IL-6、IL-21的浓度,具体操作步骤参见试剂盒说明书。

统计学方法:所有资料处理均用SPSS13.0软件包进行分析,检测结果以珋x±s表示,经方差齐性F检验后,采用t检验比较各组间差异(P<0.05为差异有统计学意义)。相关分析采用Pearson系数r及显著性概率P值表示。

结果

1.pITP患儿cTfh细胞比例变化:经流式细胞术观察cTfh细胞变化,结果显示:pITP患儿cTfh细胞比例与正常对照组相比明显增加[(17.45±9.04)%vs(7.57±2.57)%,P<0.05],DEX治疗后cTfh细胞比例下降,明显低于治疗前[(5.93±1.64)%vs(17.45±9.04)%,P<0.05],且与正常对照相比无明显差异[(5.93±1.64)%vs(7.57±2.57)%,P>0.05](图1)。比较分析cTfh与患儿血小板计数关系,结果显示:患儿cTfh细胞比例与血小板计数呈负相关(r=0.70,P<0.05),进一步探讨pITP患儿cTfh细胞比例与血小板相关抗体PAIgG、PAIgA、PAIgM的关系,结果显示:cTfh与PAIgG呈正相关(r=0.60,P<0.05),与PAIgM、PAIgA无明显相关性(P>0.05)(图2)。

2.Tfh细胞调控因子表达失衡:采用real-timePCR检测pITP患儿CD4+T细胞Bcl-6、c-Maf基因表达水平,结果显示:患儿Tfh细胞转录因子Bcl-6及调节因子c-Maf过表达[Bcl-6:(3.38±1.26)vs(1.15±0.32),P<0.05;c-Maf:(3.90±1.57)vs(1.86±0.64),P<0.05]。DEX治疗后,Bcl-6及1.26),P<0.05;c-Maf:(2.72±1.00)vs(3.90±1.57),P<0.05],且治疗后Bcl-6、c-Maf分别与对照组相比均无明显差异[Bcl-6:(2.10±0.78)vs(1.15±0.32),P>0.05;c-Maf:(2.72±1.00)vs(1.86±0.64),P>0.05](图

3)。

图2 pITP患儿cTfh细胞比例与血小板计数及血小板抗体PAIgG相关关系

Fig2.CorrelationanalysisbetweentheproportionofcTfhandplateletscountsorPAIgGinpatientswith

pITP

图3 pITP患儿外周血CD4+T细胞Bcl-6、c-MafmRNA表达变化

Fig3.TheexpressionsofBcl-6andc-MafatmRNAlevelinCD4+TcellsfrompatientswithpITPandhealthycontrols

注:A:cTfh细胞流式示意图;B:正常组、治疗前、治疗后cTfh细胞比例变化

图1 pITP患儿cTfh细胞比例变化

Fig1.TheproportionofCD4+CXCR5+ICOShighPD-1highTcellsinpatientswithpITP

3.CD19+B细胞ICOSL表达改变:经流式细胞术观察CD19+B细胞ICOSL表达情况,结果显示:pITP患儿CD19+B细胞ICOSL表达明显增高[(43.05±16.23)%vs(23.07±6.43)%,P<0.05],DEX治疗7d后CD19+B细胞ICOSL表达与治疗前相比无明显改变[(42.03±18.81)%vs(43.05±16.23)%,P>0.05],治疗后仍明显高于正常对照组[(42.03±18.81)%vs(23.07±6.43)%,P<0.05](图4A、B)。通过real-timePCR检测CD19+B细胞ICOSLmRNA表达变化,结果显示:pITP患儿CD19+B细胞ICOSL基因表达明显增加[(12.06±4.55)vs(4.16±2.20),P<0.05],治疗后与治疗前相比改变无统计学差异[(8.81±3.51)vs(12.06±4.55),P>0.05],治疗后仍显著高于对照组[(8.81±3.51)vs(4.16±2.20),P<0.05],进一步证实pITP患儿B细胞ICOSL过表达(图4C)。

4.pITP患儿细胞因子血浓度变化:为探讨血浆细胞因子微环境变化对cTfh细胞分化的影响,本组采用ELISA检测pITP患儿IL-2、IL-6及IL-21血浆浓度,结果显示:治疗前IL-21水平明显高于正常对照组(P<0.05),DEX治疗后虽呈下降趋势,但仍明显高于对照组(P<0.05)。与对照组或治疗后相比血浆IL-2、IL-6水平无明显改变(P>0.05,表2)。

注:A:外周血CD19+B细胞ICOSL表达流式检测示意图;B:治疗前、后CD19+B细胞ICOSL表达水平;C:CD19+B细胞ICOSL表达变化图4 pITP患儿外周血CD19+B细胞ICOSL表达

Fig4.FACSanalysisofICOSLinBcellsfrompatientswithpITPandhealthycontrols

表2 pITP患儿血浆细胞因子浓度检测结果(珔x±s)

Table2.RelativequantificationofcytokinelevelsinplasmafrompatientswithpITP(珔x±s)

组别例数对照组(n=20)治疗前(n=20)治疗后(n=20)IL-212028.01±12.81a71.18±21.70ceIL-22091.67±28.3894.13±28.51b106.63±33.90dfIL-6207.50±2.347.14±3.51b6.17±2.66df

注:a与对照组比较,P<0.05;b与对照组比较,P>0.05;c与对照组和治疗前组比较,P<0.05;d与对照组和治疗前组比较,P>0.055.CD4+T细胞IL-21表达改变:进一步采用real-timePCR检测CD4+T细胞IL-21mRNA表达水平,结果显示:pITP患儿CD4+T细胞IL-21mRNA表达明显增高[(3.10±0.89)vs(0.42±0.17),P<0.05],DEX治疗后呈下降趋势,但仍明显高于对照组[(1.63±0.53)vs(0.42±0.17),P<0.05]。

讨论

Tfh细胞是新近报道的一种T细胞亚群,其表型为CD4+CXCR5+ICOS+,在生发中心(GC)通过其表达的ICOShigh和CD40Lhigh分别与B细胞上CD40和ICOSL结合,在Tfh自分泌或外分泌的IL-21共同作用下,促进B细胞增殖、分化以及免疫球蛋白的类别转换[3,7-8]。研究发现外周血存在CD4+CXCR5+ICOShighPD-1high细胞,被命名为循环Tfh(cTfh),推测可能为外周产生的Tfh前体细胞,可通过其表达的CXCR5,快速进入滤泡,具有辅助B细胞产生抗体的潜在功能[4,9-10]。已有报道证实SLE、类风湿性关节炎和干燥综合症患者外周血cTfh比例增高,cTfh比例与自身抗体密切相关[4-5,11-12],表明cTfh细胞异常表达可能参与自身免疫性疾病的发病。

ITP是由自身抗体介导的血小板减少综合征,但导致自身抗体产生的机制尚待澄清。研究发现调节性T细胞(Treg)、Th17细胞、细胞毒性T细胞(CTL)、单核-巨噬细胞(MC)等多种免疫活性细胞可能参与ITP的发病[1-2,13-14],目前尚无儿童ITPTfh细胞改变的系统研究报道。本研究观察到pITP患儿外周血cTfh比例明显增高,cTfh细胞比例与患儿血小板计数、血小板相关抗体PAIgG密切相关,提示pITP患儿cTfh细胞异常增加可能与外周血血小板减少和血小板相关抗体的产生有关。此外,本研究观察到pITP患儿CD4+T细胞Bcl-6、c-Maf基因表达明显高于正常对照组,DEX治疗后Bcl-6、c-Maf表达明显降低。Bcl-6可促进T细胞表达ICOS、PD-1、CD40L等细胞因子,c-Maf诱导IL-21和CXCR5表达,c-Maf与Bcl-6相互协同可共同促进Tfh细胞分化[15],进一步支持cTfh异常表达可能是导致ITP体液免疫功能紊乱的机制之一。

导致pITP患儿Tfh细胞比例异常增加的机制仍有待研究。已知IL-21、IL-6及IL-2等细胞因子

微环境影响Tfh表达,IL-21和IL-6协同作用促进Tfh细胞分化,IL-2则抑制Tfh细胞分化[16-18]。本研究观察注意到pITP患儿血清IL-21浓度明显升高、IL-6和IL-2血浓度与正常对照无显著差异,提示IL-21可能是导致pITP患儿Tfh细胞过表达的主导细胞因子之一。研究已证实B细胞高表达的ICOSL与Tfh细胞上的ICOS结合后可诱导Bcl-6表达,促进Tfh分化,使Tfh产生更多的IL-21等细胞因子,增强B细胞免疫应答[7,19-20]。本研究观察发现pITP患儿CD19+B细胞高表达ICOSL基因和蛋白,DEX治疗后pITP患儿cTfh细胞比例虽明显下降、CD19+B细胞仍持续高表达ICOSL,IL-21血浓度和基因(CD4+T细胞)表达有下降趋势,但仍明显高于对照组。本组病例为多次复发的pITP患儿,在平均6个月的随访期,50%的患儿有多次复发或转变为慢性ITP,据此我们推测,B细胞持续高表达ICOSL和IL-21血浓度持续增加可能是pITP患儿病情反复发作的原因之一。DEX治疗虽然可暂时下调cTfh细胞比例,由于B细胞持续高表达ICOSL,可不断提供刺激信号给T细胞,当感染或环境因素发生改变时,在IL-21等细胞因子协同下,机体快速诱导Tfh细胞过度分化,促进Tfh细胞分化和抗血小板抗体产生,导致反复自身免疫应答。临床研究已证实ITP患儿IL-21血浓度异常增加,抗CD20单抗消除B细胞治疗顽固性ITP可获满意疗效[21-22],亦间接支持B细胞-Tfh细胞-IL-21反馈环在ITP发病中的作用。因此,进一步探讨pITP患儿B细胞持续高表达ICOSL的机制,可望为探索治疗顽固性ITP新疗法奠定理论基础。

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(收稿日期:2013-06-20)

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