La réduction de la production thymique est un mécanisme majeur de l’échec de la reconstitution immunitaire chez les patients infectés par le VIH après un traitement antirétroviral à long terme

Contexte Environ un% des adultes infectés par le VIH de type virus de l’immunodéficience humaine ne normalisent pas leurs lymphocytes T CD après un traitement antirétroviral actif hautement actif à long terme HAART La base mécanique de cet échec est incertaine. Méthodes Soixante-quatorze patients ont été régulièrement suivis pendant – années Les patients avec une charge virale plasmatique indétectable & lt; Les copies / mL pendant plus de mois ont été classées en groupes: non immunitaires immunologiques, dont le nombre de lymphocytes T CD était de & lt; / μL ou & lt;% par rapport à la valeur initiale; et répondeurs immunologiques, dont la numération lymphocytaire T était>% μL ou>% par rapport aux résultats basaux Comparés aux répondeurs immunologiques, les non immunitaires immunologiques avaient une amplitude inférieure d’augmentation naïve des lymphocytes T CD, un pourcentage inférieur d’immigrants thymiques récents CD% , et un pourcentage plus élevé de cellules T CD activées En outre, contrairement aux cellules T CD, qui ont augmenté avec la diminution de la charge virale, le pourcentage de récents immigrants thymiques CD% avait peu de changement dans la majorité des patients. modèle,, à partir de laquelle nous avons déduit que le taux initial de restauration de cellules T CD est significativement associée au pourcentage de récents immigrants thymiques CD% Conclusions Nos données indiquent que l’échec de la restauration de la numération des lymphocytes T CD suite à HAART a été associé principalement à un défaut chez les immigrants thymiques récents, ce qui suggère l’existence de l’épuisement du thymus

Traitement antirétroviral hautement actif La multithérapie antirétrovirale est capable de réduire considérablement la charge virale plasmatique à des niveaux indétectables chez les patients infectés par le virus de l’immunodéficience humaine (VIH). En conséquence, une majorité de patients pourraient reconstituer leur système immunitaire. Cette restauration de lymphocytes T CD est typiquement un processus biphasique qui comprend une augmentation rapide initiale dans les premiers mois reflétant la redistribution des lymphocytes T CD mémoire, suivie d’une lente augmentation reflétant la régénération centrale des lymphocytes T CD naïfs par le thymus Cependant, ~% des patients ne parviennent pas à améliorer significativement leur nombre de cellules T CD même avec une réplication du VIH totalement supprimée depuis longtemps Ce phénomène est connu comme échec de la reconstitution immunitaire, et ces patients sont définis comme immunologiques. INRs non répondeurs Il est important d’élucider le mécanisme de l’échec de la reconstitution immunitaire parce que les RIN avec de faibles niveaux de La numération des lymphocytes T périphériques augmente le risque de développer des complications liées au SIDA ou non liées au SIDA, y compris les maladies cardiovasculaires, hépatiques et rénales De nombreuses études ont été réalisées pour élucider les mécanismes de l’échec de la reconstitution immunologique. La numération lymphocytaire CD, la durée plus longue de l’infection par le VIH et la co-infection par d’autres virus sont des facteurs de risque associés à une faible numération lymphocytaire CD prolongée [,, -] Une mauvaise restauration des lymphocytes T CD était également liée lymphocytes T CD naïfs, en particulier les immigrants thymiques récents tels que déterminés par la quantification des cercles d’excision de réarrangement des lymphocytes T TREC, taux élevé d’apoptose des lymphocytes T CD, et l’activation excessive des cellules T [,,,,] Afin de mieux comprendre le mécanismes de la reconstitution immunitaire et d’améliorer le traitement des RIN, nous avons conçu l’étude actuelle pour étudier la cinétique des changements de sous-ensembles de cellules T chez les patients infectés par le VIH qui ont été suivis pendant – années B Sur la base des informations cinétiques obtenues, nous avons également construit un modèle mathématique pour interpréter l’hétérogénéité des schémas de reconstitution immunitaire observés chez différents individus.

Méthodes

Population étudiée

Les critères de recrutement des patients étaient les suivants: VIH séropositif, HAART naïf, âge -, les deux sexes, numération initiale des lymphocytes T CD. & lt; / μL, et pas d’infections opportunistes sévères OI ou autres maladies Après l’inscription, les patients ont commencé les régimes HAART y compris une combinaison d’inhibiteurs nucléosidiques de la transcriptase inverse INTI et inhibiteur non nucléosidique de la transcriptase inverse NNRTI, ou, inhibiteur de la protéase PI en combinaison avec Les INTI ou les INNTI ont ensuite été régulièrement suivis pendant – des années au mois,,,,, et tous les mois par la suite. La plupart des données rapportées ici étaient d’une période d’un an. diminué à un niveau indétectable & lt; copies / mL et maintenu & lt; copies / mL à tous les points de temps par la suite, ou, à un moment donné, il y avait une charge virale retournée de & gt; copies / mL Les patients ont été définis comme des INR si la restauration du nombre de lymphocytes T CD était de & lt; / μL ou & l%; par rapport à la valeur initiale après que la charge virale plasmatique soit devenue indétectable & lt; copies / mL pendant plusieurs mois; tous les autres patients ont été définis comme IRs Dix-sept IR avec la restauration du nombre de cellules T CD & gt; / μL ou & gt;% ont été sélectionnés pour exclure les patients sur la frontière, et des volontaires sains ont également été inclus comme consentement écrit éclairé ont été obtenus

Test de charge virale plasmatique au VIH

La charge virale VIH-ARN plasmatique a été mesurée par le système B-ADN QUANTIPLEXTM Bayer, version La gamme détectable est des copies / mL ~ mL / mL Lorsque la charge virale était inférieure à la limite détectable, des copies / mL ont été enregistrées pour l’analyse statistique. utilisé pour toutes les analyses

Analyses des sous-ensembles de lymphocytes T par FAC

Les PBMC ont été séparées du sang total EDTA-anticoagulé fraîchement prélevé et colorées avec des combinaisons de différents anticorps monoclonaux fluorescents suivis par une analyse par cytométrie de flux – cytomètre de flux EPICS-XL, Beckman-Coulter Inc détectant les cellules T CD, CD CD CDCD, CD T cellules CDCD, cellules TCD naïves CDCDRACDL, cellules CD CDCDRA-, CDCDCD activées, CDCDCD CDCDCD ou CDCDHLA-DR décongelées à partir d’échantillons préalablement cryoconservés ont été analysées en utilisant un cytomètre de flux BD FACSCanto I BD Biosciences pour détecter les récents immigrants thymiques de CD Les cellules T CDCDRACD et les cellules T CD apoptotiques précoces CDAnnexinVPI- Les anticorps monoclonaux immunofluorescents FITC-CD, PEcy-CD, PE-CD, PE-CDRA et FITC-CDL ont été achetés chez Beckman-Coulter et Immunotech; Le kit de détection d’apoptose PEcy-CD, PE-CD, FITC-HLA-DR et FITC-AnnexinV provenait de BD Pharmingen; APC-CD était d’eBioscience

Analyses statistiques

Toutes les analyses statistiques ont été effectuées à l’aide de SPSS for Windows Paquet statistique pour les sciences sociales, version Les variables normales ont été affichées en moyenne ± écart-type selon le test de Kolmogorov-Smirnov En comparant les moyennes des variables normales, des tests indépendants ont été utilisés pour les groupes. L’analyse de la variance ANOVA a été utilisée pour plusieurs groupes Le test t a été effectué pour comparer différents moments dans un groupe donné Les moyennes des données catégorielles ont été comparées au test de Pearson Associations Les associations entre les variables normales ont été évaluées à l’aide du test de corrélation bivariée de Pearson. ont été interrompus et quand P value & lt; ils étaient considérés comme ayant une différence significative

Le modèle mathématique de la reconstitution immunitaire

Après HAART, le nombre de cellules T CD à un moment donné a été calculé avec

N

t

: Nombre de cellules T CD à un moment donné; A: nombre de lymphocytes T CD baseline, qui est une constante; B: Pour un patient donné, le nombre de lymphocytes T CD atteindrait plateau après-années , et B se réfère à l’augmentation maximale théorique du nombre de cellules T CD qui pourrait être atteint par un patient donné, qui est également une constante ; e est un logarithme naturel; τ est une autre constante introduite dans ce modèle, et elle a été définie comme « index de restauration »

Régression non linéaire

La régression non linéaire basée sur l’équation mathématique a été effectuée manuellement en utilisant Excel. Pour les variables B et τ, on a mis B de à avec un pas de; Nous avons mis τ de à avec un pas de Dans chaque patient, pour chaque combinaison de B et τ, la somme du carré de la valeur de régression moins la valeur réelle a été calculée: Le B, τ réglé avec la plus petite somme a été défini comme résultat final

RÉSULTATS

Caractéristiques de base des patients

Au total, les patients ont été recrutés Parmi les patients qui ont eu une bonne réponse virale,% ont été trouvés immunologiques non répondeurs INR; Tableau On n’a observé aucune différence statistiquement significative entre les groupes en ce qui concerne l’âge, le sexe, la co-infection par le VHC ou la TB, l’utilisation de zidovudine AZT, la charge virale plasmatique initiale du VIH, la durée du plasma. La charge virale VIH diminue à un niveau indétectable, ou la durée aux maladies définissant le SIDA en utilisant la définition de cas de SIDA révisée par CDC Cependant, nous avons observé une différence significative entre les groupes INR et IR dans le nombre initial de lymphocytes T CD / μL et ± / μL pour les groupes INR et IR, respectivement, P & lt;

Tableau Caractéristiques de base des patients INR n = IR n = Valeur P entre les groupes Âge, années ± ± a Sexe homme / femme::> b Coïnfection: VHC% n =% n = b Co-infection: TB% n =% n = b Utilisation de l’AZT par la zidovudine% n =% n = b Maladie qui définit le SIDA% n =% n = b Ligne de base pVL logVL ± ± a Durée de diminution de pVL à & lt; copies / mL, mois ± ± a Valeur initiale CD T nombre de cellules ± ± b Co-infection: VHC% n = % n = b Coïnfection: TB% n =% n = b Utilisation de l’AZT par la zidovudine% n =% n = b Maladie définissant le SIDA% n =% n = b Ligne de base pVL logVL ± ± a Durée de diminution de pVL à & lt; copies / mL, mois ± ± a Nombre de lymphocytes T CD de référence ± ±

La cinétique de différents sous-ensembles de lymphocytes T

Avec la suppression réussie de la réplication du VIH, la charge virale plasmatique a diminué et le nombre de cellules T CD a augmenté de façon spectaculaire chez les patients. Le nombre de lymphocytes T CD a augmenté beaucoup plus lentement dans le groupe INR que dans le groupe IR. acquise après des mois de traitement Figure A et B L’augmentation de cellules mémoire CD T le nombre absolu de cellules dans chaque point de temps de suivi moins ceux de base, Δm dans le groupe INR était similaire avec le groupe IR, tandis que l’augmentation de CD naïf Les lymphocytes T Δn dans le groupe INR étaient significativement inférieurs au groupe IR Figure C et D

Vue de la figure grandDisque de téléchargementLa charge virale et les cellules T CD ont évolué dans le temps depuis l’initiation de la thérapie antirétrovirale hautement active dans les groupes immunitaires non répondeurs INR du groupe A et les répondeurs immunologiques du groupe IR B; l’augmentation du nombre de lymphocytes T CD naïfs Δn était significativement différente entre le groupe INR et le groupe IR C; L’augmentation de la mémoire CD T-cellule était similaire dans les groupes INR et IR D Un astérisque indique une différence significative. Vue AgrandirDisqueTéléchargerLa charge virale et les lymphocytes T CD ont évolué dans le temps depuis l’initiation du traitement antirétroviral hautement actif dans les groupes non répondeurs immunologiques INR et les répondeurs immunologiques IR groupe B; l’augmentation du nombre de lymphocytes T CD naïfs Δn était significativement différente entre le groupe INR et le groupe IR C; L’augmentation du nombre de lymphocytes T CD dans la mémoire était similaire dans les groupes INR et IR D Un astérisque indique une différence significative Au lieu d’utiliser des cercles d’excision de réarrangement de lymphocytes T TREC, nous avons étudié la cinétique des lymphocytes T thymiques immigrants récents en utilisant le pourcentage de CD CD T CDCDRACD / CD, CD% Comme les échantillons n’étaient pas disponibles pour tous les patients, seuls les échantillons de patients ont été mesurés pour le pourcentage de CD dans le groupe INR et dans le groupe IR; Figure A CD% était significativement moins dans le groupe INR que dans le groupe IR, et significativement réduite dans les deux groupes de patients par rapport aux volontaires sains à tous les points de temps. Figure A À notre grande surprise, le CD% parmi les cellules T CD, peu importe le groupe INR ou dans le groupe IR, avait peu de changement tout au long de la période d’étude de mois La cinétique de CD% de cellules T CD n’a pas changé dans la majorité des patients n =,%, y compris INR et IRs; Figure B bien que le pourcentage de CD chez certains patients ait augmenté de n =,%, y compris INR et IRs; La figure C ou fluctuent n =,%, y compris INR et IR; Figure D dans la phase initiale de la multithérapie et restée constante après

Le groupe Immunological non répondeurs présentait significativement moins de CD% que dans le groupe des répondeurs immunologiques à tous les moments, et dans les deux groupes de patients CD% restait similaire au fil du temps Cinétique CD% des patients: patients avec peu de changements B, augmentation de C ou D CD% fluctué dans la phase d’initiation du traitement de thérapie antirétrovirale hautement active et il est resté constant plus tard Un astérisque indique une différence significative. Le groupe Immunological non responders a significativement moins de CD% que dans le groupe des répondeurs immunologiques à tous les les deux groupes de patients CD% sont restés similaires au fil du temps. CD% de patients individuels cinétiques: patients avec peu de changements B, augmentation de C ou variation de D CD% dans la phase d’initiation du traitement antirétroviral hautement actif et reste constant plus tard Un astérisque différence

La cinétique de l’apoptose et de l’activation des lymphocytes T

Le pourcentage d’apoptose précoce des lymphocytes T CD dans le groupe INR était significativement plus élevé que dans le groupe IR au départ et au début de la multithérapie. Toutefois, ce pourcentage d’apoptose a diminué dans les deux groupes et diminué plus rapidement dans le groupe INR. Figure A Dans la phase initiale de HAART en quelques mois, le pourcentage d’activation des cellules T CD exprimant CD CDCD / CD dans le groupe INR était similaire à celui du groupe IR. Figure B Le pourcentage de lymphocytes T CDCD a diminué avec la diminution de la charge virale VIH dans les deux groupes. La diminution était plus lente dans le groupe INR. À la fin du mois, il était significativement plus élevé dans le groupe INR que dans le groupe IR ±%, P = Pour le pourcentage de cellules T CD exprimant HLA-DR, il n’y avait pas de différence statistique observée entre les cinétiques de ces groupes, sauf pour les données de point de temps-mois non montrées

Figure Vue largeDownload slideA, Le pourcentage de cellules T CD subissant l’apoptose CDAnnexin VPI- / CD Immunological non répondeurs INR groupe avait un pourcentage significativement plus élevé de cellules subissant l’apoptose dans la phase initiale de thérapie antirétrovirale hautement active, tandis que diminué à un niveau similaire à celui des répondeurs immunologiques groupe IR dans la phase ultérieure du traitement B, Le pourcentage de cellules T CD activées exprimant CD CDCD / CD Les deux groupes avaient une proportion très élevée de lymphocytes T CD activés au début et diminuait les heures supplémentaires. Cependant, il diminuait plus lentement dans le groupe INR et dans la phase postérieure. Le pourcentage de cellules T CD subissant une apoptose CDAnnexin VPI- / CD Immunological non responders INR groupe avait un pourcentage significativement plus élevé de cellules subissant l’apoptose dans la phase initiale de l’étude. traitement antirétroviral hautement actif, tout en diminuant à un niveau similaire el en tant que répondeurs immunologiques groupe IR dans la phase ultérieure du traitement B, le pourcentage de cellules T CD activées exprimant CD CDCD / CD Les deux groupes avaient une proportion très élevée de lymphocytes T CD activés au début et diminué les heures supplémentaires, cependant, il diminuait plus lentement dans INR groupe et dans la dernière phase de l’étude, il était significativement plus élevé que dans le groupe IR Un astérisque indique une différence significative

La signification physiopathologique des coefficients

D’après la définition de A et B, il était très facile de comprendre que A B détermine si un patient pourrait reconstituer son compte de lymphocytes T CD Figure A

Figure Vue largeDownload slideA, Diagramme schématique de l’équation Affiche la signification physiopathologique de tous les coefficients de l’équation B, Courbe de régression d’un patient immunologique non répondeur et d’un patient immunologique répondant à l’équation C, pente de restauration initiale fortement corrélée avec le pourcentage de récents immigrants thymiques CD%, r =, P & lt; ; Il affiche la signification physiopathologique de tous les coefficients de l’équation B, courbe de régression d’un patient immunologique non répondeur et d’un patient répondeur immunologique basé sur l’équation C, la pente de restauration initiale est fortement corrélé avec le pourcentage d’immigrants thymiques récents CD%, r =, P & lt; ; Ainsi, Bτ pourrait être appelé pente de restauration initiale Figure A, qui décrivait la réponse thérapeutique initiale Nous avons défini τ comme «indice de restauration», car plus le τ est grand, plus le temps de restauration est long. période nécessaire à un patient pour restaurer son compte de lymphocytes T CD ou atteindre AB

La pente de restauration initiale est corrélée avec le CD initial%

Pour les INR et les IR, leur nombre de cellules T CD a été ajusté dans le modèle mathématique Ici, nous avons montré les courbes de régression des patients comme exemples Figure B; le patient était un IR et le patient était un INR Plus important encore, nous avons trouvé que la pente de restauration initiale Bτ était fortement corrélée avec le pourcentage de CD% r =, P & lt; ; Figure C Étant donné que certains patients avaient un pourcentage de CD changeant dans la phase initiale de HAART, nous avons utilisé ici les moyennes de CD% au départ et de CD% au point de mois

DISCUSSION

Dans notre étude, l’application de HAART seule n’a pas pu inverser les dommages existants du thymus chez la majorité des patients. En outre, nous avons observé une récupération limitée de CD% chez / des patients mais seulement dans la phase précoce Figure C et D, ce qui est cohérent avec d’autres observations de la récupération du thymus Avec CD% restant constant au fil du temps, on pourrait facilement supposer que les IR avaient des thymiques plus récents libérés du thymus que les INR dans un certain laps de temps, et que CD% pourrait être corrélé avec le taux de CD T dddt augmentation Ainsi, nous avons proposé une équation empirique: Nt = AB [-exp-t / τ] Pakker et al a proposé une Le modèle de Pakker était simple, facile à comprendre, et a été largement accepté malgré quelques limitations. Le modèle -stage était principalement descriptiv Nous avons besoin de différents déterminants Notre modèle n’a qu’une seule équation, mais il peut couvrir des stades en même temps. Il convient aussi bien aux patients INR qu’IR. Figure B, et un seul CD% déterminant a été utilisé Ainsi, notre modèle est plus simple plus intuitif Plus important encore, nous avons trouvé que la pente de restauration initiale Bτ est fortement corrélée avec CD% avec r =, P & lt; Figure C Ce résultat était intéressant car l’augmentation rapide initiale de la restauration des lymphocytes T CD devrait refléter la redistribution des cellules T CD mémoires dans la périphérie, tandis que CD%, un marqueur de la fonction thymique, devrait refléter la lente augmentation ultérieure des cellules T CD Une explication possible est que l’organe du thymus central et le tissu lymphoïde périphérique ne sont pas séparés les uns des autres, et il existe une boucle de rétroaction régulée très précisément, similaire à la boucle thymus-moelle osseuse la fonction centrale du thymus mais reflète également la quantité de rétention de cellules T CD dans le tissu lymphoïde périphérique. Toutes les données ci-dessus, peu importe clinique ou mathématique, ont abouti à la même conclusion que l’épuisement du thymus est un mécanisme majeur de l’immunisation immunitaire. et apoptose cellulaire Les données cinétiques sur l’activation des cellules T CD ont montré que CD CDCD / CD dans le groupe INR était plus élevé par rapport au groupe IR et volontaires sains, des Figure B Il suggère que l’activation immunitaire pourrait jouer un rôle dans l’échec de la reconstitution immunologique, bien que le mécanisme d’activation continue du système immunitaire dans le groupe INR soit inconnu. Il pourrait y avoir d’autres stimulations, comme un faible niveau de La réplication du VIH due à la suppression insuffisante ; virus du réservoir rebond de temps en temps; et ceux autres que la stimulation d’antigène, telle que la translocation de microbien du système immunitaire intestinal , Helicobacter pylori , ou d’autres coïnfections. Le taux plus élevé d’apoptose de cellules T CD a été considéré comme une autre raison importante pour les pauvres. restauration des cellules Néanmoins, les données de cinétique que nous avons recueillies ont montré que même si le pourcentage d’apoptose était plus élevé dans la phase initiale de la reconstitution immunitaire, il n’y avait plus de problème lorsque le traitement HAART était administré pendant longtemps. n’étaient pas surprenants, parce que le pourcentage d’apoptose était une variable dynamique, il pourrait être inversé quand aucune réplication virale n’existe Nos données sont en désaccord avec certaines données dans la littérature La raison en est peut-être que nous avons utilisé des données d’une longue étude , tandis que d’autres ont effectué seulement un suivi à court terme qui pourrait ne pas permettre la découverte de ce phénomène. Une autre importance de nos résultats est son implication sur les conseils pour stratégie thérapeutique pour les INR Qui traiter? Maintenant, nous pourrions avoir un autre facteur autre que le nombre initial de lymphocytes T CD pour prédire qui deviendrait INR-CD% Si un patient infecté par le VIH avait un faible nombre de lymphocytes T CD et un faible CD%, il ou elle pourrait avoir besoin de traitement supplémentaire autre que HAART Quand traiter Nous croyons qu’il devrait être commencé le plus tôt possible Dans notre étude, les dommages au thymus ne s’amélioreraient pas avec le temps, même en cas de multithérapie de longue durée. Il n’y avait donc aucune raison d’attendre photosensibilité. traitement supplémentaire Comment traiter Nous ne connaissons pas encore les réponses Cependant, le point clé du traitement devrait être axé sur l’amélioration de la fonction du thymus et aider le thymus à produire plus de cellules T IL- est nécessaire pour le développement des lymphocytes T et agit dans le En outre, l’hormone de croissance GH stimule la taille et la fonction du thymus, augmente les cellules T CD naïves et améliore la thymopoïèse . Tout cela pourrait être une bonne orientation pour des études supplémentaires et pourrait donner espoir à l’INRsOf. Bien sûr, le L’étude actuelle a quelques limites Le nombre de cas était petit; la quantité de TREC peut devoir être analysée; la taille du thymus peut devoir être examinée par tomodensitométrie; et l’équation mathématique est empirique et nécessite une vérification supplémentaire

Remarques

Remerciements

Nous remercions le Professeur Chongqing Wu de l’Ecole des Sciences de l’Université Jiaotong de Beijing pour son aide généreuse avec la proposition de modèle mathématique et l’aide à la régression non linéaire. Nous avons également apprécié Stephen J Gould, Université Johns Hopkins, Xia Jin, Université de Rochester et Mengyu Zhou , Peking Union Medical College, pour leur aide dans la révision du manuscrit

Aide financière

Ce travail a été soutenu par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine [subvention à L T]; Programme national de technologies clés pour le cinquième plan quinquennal [subvention ZX-] et programme clinique clé du ministère de la Santé

Conflits d’intérêts potentiels

Tous les auteurs: Aucun conflit rapporté Tous les auteurs ont soumis le formulaire ICMJE pour la divulgation des conflits d’intérêts potentiels Conflits que les éditeurs considèrent pertinents pour le contenu du manuscrit ont été divulgués