一种用于研究HIV感染者免疫衰老机制的系统及方法技术方案

一种用于研究HIV感染者免疫衰老机制的系统及方法，该系统包括：样本采集单元，用于获取HIV感染者的全血样本和血浆样本；第一检测单元，用于检测全血样本中的HIV‑1 DNA病毒库的含量；第二检测单元，用于检测与免疫衰老相关的T淋巴细胞亚群的含量；第三检测单元，用于检测血浆样本中与机体炎症和稳态相关的细胞因子含量；分析单元，用于接收并分析HIV‑1 DNA、T淋巴细胞亚群和细胞因子之间的相关性以及相互影响程度。本发明专利技术建立了涵盖核酸、细胞和细胞因子的检测系统和方法，结合统计分析更加完整地从整体上反映出HIV感染者的免疫衰老的机制与进程，不仅为HIV药物的研发和评估用药效果或其他干预手段的效果提供客观的科学支撑，还有利于HIV感染者免疫功能的重建。

【技术实现步骤摘要】
一种用于研究HIV感染者免疫衰老机制的系统及方法
本专利技术涉及医学研究领域，具体涉及一种用于研究HIV感染者的免疫衰老机制的系统及方法。
技术介绍
随着医疗水平的发展，高效抗逆转录病毒治疗(Antiretroviraltherapy,ART)的应用能有效地抑制HIV(HumanImmunodeficiencyVirus,HIV)复制，大大降低艾滋病的患病率和死亡率，但是却无法完全清除体内潜伏的HIV病毒。长期的慢性病毒性感染会损伤机体正常的免疫功能，引发慢性系统性炎症，导致免疫衰老(Immunosenescence)的发生。不同于免疫退化的是，免疫衰老是一个由慢性抗原负荷引起的持续性消耗和重塑的适应过程。免疫衰老并非HIV独有，其他病毒慢性感染例如CMV和中老年人也会出现免疫衰老。目前，HIV感染者每年会进行HIVRNA的核酸检测和CD4+T淋巴细胞检测，以此评估抗病毒治疗的效果。高病毒核酸载量和低CD4+T淋巴细胞数可以作为反映治疗效果不佳的指标。但是，这两个指标却无法解释HIV感染者体内的免疫衰老过程。现有技术中，对HIV感染者免疫衰老机制的研究模型停留在对单项指标进行比较和研究，没有同时考虑核酸、细胞、细胞因子三个维度的多项指标之间的关联性和相互影响程度，因此所建立的研究模型的分析结果无法完整、准确地反映出HIV感染者的免疫衰老机制和进程。
技术实现思路
本专利技术的目的在于根据HIV感染的特殊性，提供一种用于研究HIV感染者的免疫衰老机制的系统及方法，从核酸、细胞和细胞因子三个维度，结合统计学分析方法研究三者的相互关系及影响，探索和反映HIV感染者体内的免疫衰老机制与进程，为HIV药物的研发和评估用药效果或其他干预手段的效果提供客观的科学支撑。具体地，本专利技术目的通过下述技术方案实现：一种用于研究HIV感染者免疫衰老机制的系统，包括：样本采集单元，用于获取HIV感染者的全血样本和血浆样本；第一检测单元，用于检测全血样本中的HIV-1DNA病毒库的含量，得到HIV-1DNA检测数据；第二检测单元，用于检测与免疫衰老相关的T淋巴细胞亚群的含量，得到T淋巴细胞亚群检测数据；第三检测单元，用于检测血浆样本中与机体炎症和稳态相关的细胞因子的含量，得到细胞因子检测数据；分析单元，用于接收并分析HIV-1DNA检测数据、T淋巴细胞亚群检测数据和细胞因子检测数据之间的相关性以及相互影响程度。本技术方案中，通过样品采集单元获取HIV感染者的全血样本和血浆样本后，利用第一检测单元检测全血样本中的HIV-1DNA病毒库的含量，得到HIV-1DNA检测数据。HIV-1DNA病毒库是指HIV病毒感染进入T淋巴细胞以后逆转录生成的潜伏存在于感染细胞和组织中的HIV-1DNA，在一定条件下能被再度激活形成具有复制能力的病毒。HIV-1DNA病毒库是清除HIV的主要障碍，因此将其作为一项独立的预测疾病进展的指标数据。第二检测单元用于检测与免疫衰老相关的T淋巴细胞亚群的含量。T淋巴细胞是HIV攻击的细胞，也是HIV病毒库潜伏的细胞，还是免疫衰老出现最多变化的细胞。免疫衰老会造成胸腺输出T淋巴细胞的能力减弱，T淋巴细胞过度消耗，从而降低对病毒的反应，同时HIV主要感染T淋巴细胞，可能会加剧机体的免疫衰老，形成恶性循坏。因此，本系统选择与免疫衰老相关的T淋巴细胞亚群作为研究对象，旨在反映免疫衰老在细胞中出现的异常分化、过度活化、复制衰老、过度耗竭、过度老化和胸腺输出功能减弱的情况。第三检测单元用于检测与机体炎症和稳态相关的细胞因子的含量，HIV感染会造成机体出现炎症老化，T细胞过度分化为炎症性T细胞，分泌更多炎症因子；此外，IL-7是维持外周T淋巴细胞稳态的关键调节因子。故本系统通过检测血浆中各细胞因子的含量共同反映机体的炎症与稳态。在得到HIV-1DNA检测数据、T淋巴细胞亚群检测数据、细胞因子检测数据后，分析单元利用统计学方法对各项数据进行分析，判断HIV-1DNA检测数据、T淋巴细胞亚群检测数据和细胞因子检测数据的两两相关性，以及三者间的相互影响程度。通过上述设置，本系统检测了HIV感染者全血样本中HIV-1DNA病毒库的含量和T淋巴细胞亚群的含量，检测了血浆样本中各细胞因子的分泌情况，建立了涵盖核酸、细胞和细胞因子三个维度的检测系统，将检测结果输出到分析单元后，提取T淋巴细胞亚群和细胞因子的主成分获得其综合评价值，并利用相关回归分析法分析了HIV病毒库、T淋巴细胞亚群、细胞因子的相互关系及相互影响，进而更加完整地从整体上反映出HIV感染者的免疫衰老的机制与进程，不仅为HIV药物的研发和评估用药效果或其他干预手段的效果提供客观的科学支撑，有利于HIV感染者免疫功能的重建，对其他慢性感染性疾病，甚至衰老相关的研究都具有重要作用。作为第一检测单元的优选实施方案，通过对外周血中HIV-1DNA病毒库进行荧光PCR检测精确量化HIV病毒库的复制潜能。第一检测单元提取全血样本中的所有DNA，通过PCR法检测并计算单位数量的白细胞中HIV-1DNA的拷贝数。具体地，采用人类基因组DNA提取试剂盒提取全血中所有DNA，并使用HIV-1DNA检测试剂盒的特定基因片段进行荧光PCR法检测，计算以每1×106个白细胞中HIV-1DNA的拷贝数表示，即cps/106cells。在一个或多个实施例中，第一检测单元包括定量标准曲线绘制单元，所述定量标准曲线绘制单元基于人类特异性基因片段的内参基因和HIV-1DNA的特异性基因制定双基因定量标准曲线以用于PCR定量检测。目前所使用的HIV-1DNA定量检测试剂盒在不同的实验环境尤其是不同的荧光PCR仪上进行定量检测时，需要设计出适合当前实验环境的定量标准曲线用以HIV-1DNA的定量检测。本系统的定量标准曲线绘制单元基于人类特异性基因片段的内参基因和HIV-1DNA的特异性基因制定双基因定量标准曲线，进一步地提高了定量检测的准确性。在一个或多个实施例中，第一检测单元包括有效性验证单元，用于对定性结果进行双重验证。由于定性的判定方式为是以HIV-1DNA基因检测孔Ct值43为界限的划定，而对于阈值线没有特殊的控制，可能会由于人员操作造成Ct值在43附近的样本检测结果产生误差，故本系统对检测孔Ct值在43±1的样本进行复检，以进一步提高结果的准确性。在一个实施例中，复检的方式为将42＜Ct＜43的核酸提取样本进行对倍稀释再重新上机检测；将43＜Ct＜44的样本重新提取，提取时加入的全血量加倍。如果复检结果与初检结果一致，则维持原结果的判断；如果复检结果与初检结果不一致，则判为“不确定”。在一个实施例中，所述有效性验证单元还用于验证试剂盒的有效性和/或样本的有效性。作为第二检测单元的优选实施方案，所述第二检测单元利用流式细胞术检测全血样本中与免疫衰老相关的T淋巴细胞亚群占CD4+T淋巴细胞的百分比和/或与免疫衰老相关的T淋巴细胞亚群占CD8+T淋巴细胞的百分比。在一个或多个实施例中，每类T淋巴细本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于研究HIV感染者免疫衰老机制的系统，其特征在于，包括：/n样本采集单元，用于获取HIV感染者的全血样本和血浆样本；/n第一检测单元，用于检测全血样本中的HIV-1DNA病毒库的含量，得到HIV-1DNA检测数据；/n第二检测单元，用于检测与免疫衰老相关的T淋巴细胞亚群的含量，得到T淋巴细胞亚群检测数据；/n第三检测单元，用于检测血浆样本中与机体炎症和稳态相关的细胞因子含量，得到细胞因子检测数据；/n分析单元，用于接收并分析HIV-1DNA检测数据、T淋巴细胞亚群检测数据和细胞因子检测数据之间的相关性以及相互影响程度。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于研究HIV感染者免疫衰老机制的系统，其特征在于，包括：
样本采集单元，用于获取HIV感染者的全血样本和血浆样本；
第一检测单元，用于检测全血样本中的HIV-1DNA病毒库的含量，得到HIV-1DNA检测数据；
第二检测单元，用于检测与免疫衰老相关的T淋巴细胞亚群的含量，得到T淋巴细胞亚群检测数据；
第三检测单元，用于检测血浆样本中与机体炎症和稳态相关的细胞因子含量，得到细胞因子检测数据；
分析单元，用于接收并分析HIV-1DNA检测数据、T淋巴细胞亚群检测数据和细胞因子检测数据之间的相关性以及相互影响程度。


2.根据权利要求1所述的一种用于研究HIV感染者免疫衰老机制的系统，其特征在于，所述第一检测单元提取全血样本中的所有DNA，通过PCR法检测并计算单位数量的白细胞中HIV-1DNA的拷贝数。


3.根据权利要求2所述的一种用于研究HIV感染者免疫衰老机制的系统，其特征在于，所述第一检测单元包括定量标准曲线绘制单元，所述定量标准曲线绘制单元基于人类特异性基因片段的内参基因和HIV-1DNA的特异性基因制定双基因定量标准曲线以用于PCR定量检测。


4.根据权利要求1所述的一种用于研究HIV感染者免疫衰老机制的系统，其特征在于，所述第二检测单元利用流式细胞术检测全血样本中与免疫衰老相关的T淋巴细胞亚群占CD4+T淋巴细胞的百分比和/或与免疫衰老相关的T淋巴细胞亚群占CD8+T淋巴细胞的百分比。


5.根据权利要求4所述的一种用于研究HIV感染者免疫衰老机制的系统，其特征在于，所述与免疫衰老相关的T淋巴细胞亚群包括初始T淋巴细胞、中心记忆T淋巴细胞、效应记忆T淋巴细胞、活化T淋巴细胞、衰老T淋巴细胞、老化T淋巴细胞、耗竭T淋巴细胞和胸腺输出T淋巴细胞中的一种或多种。


6.根据权利要求5所述的一种用于研究HIV感染者免疫衰老机制的系统，其特征在于，所述第二检测单元采用单克隆抗体荧光染料染色T淋巴细胞亚群，其中，初始T淋巴细胞的荧光单抗为CD3-PC7、CD4-FITC、CD8-PC5.5、CD45RA-PE、CD27-ECD；中心记忆T淋巴细胞和效应记忆T淋巴细胞的荧光单抗为CD3-PC7、CD4-FITC、CD8-PC5.5、CD45RO-PE、CD27-ECD；活化T淋巴细胞的荧光单抗为CD3-PC7、CD4-ECD、CD8-PC5.5、HLA-DR-FITC、CD38-PE；衰老T淋巴细胞的荧光单抗为CD3-PC7、CD4-ECD、CD8-PC5.5、CD57-FITC、CD28-PE；老化T淋巴细胞和耗竭T淋巴细胞的荧光单抗为CD3-PC7、CD4-FITC、CD8-PC5.5、KLRG1-PE、PD-1-ECD；胸...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭悦，张燕琳，李姗珊，
申请(专利权)人：成都市疾病预防控制中心，
类型：发明
国别省市：四川;51