在开始使用三种基于孕激素的激素避孕方法后,关键的HIV靶细胞标志物没有发生变化:CHIME研究的发现
《Frontiers in Immunology》:No change in key HIV target cell markers following initiation of three progestin-based hormonal contraception methods: findings from the CHIME study
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时间:2025年11月28日
来源:Frontiers in Immunology 5.9
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用激素避孕方法不会显著改变女性生殖道免疫细胞比例,但体外实验显示阴道分泌物增强了HIV感染活性,需进一步研究。
该研究聚焦于评估三种广泛使用的激素避孕方法——复方甲酸酯长效避孕注射剂(DMPA)、皮下埋植剂(ENG-implant)和左炔诺孕酮宫内节育器(LNG-IUD)——对女性生殖道免疫系统的影响,特别是与HIV感染风险相关的免疫细胞动态变化。研究团队通过多中心、前瞻性队列设计,招募118名未使用激素避孕的女性作为观察对象,采集其外周血、宫颈细胞、阴道冲洗液(CVL)及宫颈组织活检样本,结合16S rRNA测序技术分析阴道菌群特征,最终通过流式细胞术评估11项免疫细胞标记物的纵向变化。
### 研究背景与科学问题
全球约50%的育龄女性依赖现代避孕措施,其中激素类方法占比超过30%。然而,部分观察性研究提示激素避孕可能通过改变生殖道免疫微环境增加HIV感染风险。具体机制可能涉及:1)孕激素直接抑制或激活免疫细胞功能;2)生殖道菌群结构改变影响局部免疫应答;3)细胞表面标志物(如CCR5+ T细胞)数量或功能异常增强HIV感染效率。此前随机对照试验(如ECHO研究)虽显示激素避孕与HIV感染无显著关联,但其样本量较大、随访周期较长,且未全面评估免疫微环境变化。因此,研究团队通过CHIME项目,重点探究三种激素避孕方法对生殖道免疫细胞(如CCR5+ T细胞、激活状态T细胞等)及病毒体外感染能力的动态影响。
### 研究方法与设计创新
研究采用纵向追踪设计,要求参与者完成基线期(研究前两次访视)与干预期(启动激素避孕后每3个月一次,共12个月)共计8次访视。标本采集涵盖四大系统:1)外周血检测系统性免疫指标;2)阴道冲洗液(CVL)评估局部免疫微环境;3)宫颈细胞刷片(cytobrush)分析上皮层免疫细胞;4)宫颈组织活检(需额外知情同意)解析深层组织免疫状态。技术亮点包括:
- **多维度免疫标记分析**:同步检测11项关键免疫指标(如CD45+白细胞、HLA-DR+激活T细胞、Fox-P3+调节性T细胞等),覆盖免疫细胞功能、迁移、活化及增殖特性。
- **阴道菌群精准分类**:利用16S rRNA测序技术,结合分子生物学方法(如Amsel标准)明确区分细菌性阴道病(BV)和乳酸杆菌优势菌群(酸杆菌态),为机制分析提供可靠依据。
- **病毒体外感染实验**:通过 TZM-bl 细胞模型定量评估CVL液体对HIV感染能力的增强或抑制作用,建立体内-体外联合验证体系。
### 关键研究结果
1. **免疫细胞数量与功能无显著改变**:
- **CCR5+ T细胞**:所有激素避孕组别在生殖道各部位(外周血、CVL、宫颈细胞、组织活检)的CCR5+ T细胞比例均未出现统计学差异(p=0.76)。
- **其他免疫指标**:CD45+白细胞在CVL中减少约5%-8%,但未达到临床意义阈值;CD69+激活T细胞在外周血中升高12.6%(p=0.01),但与HIV感染风险无直接关联;CD4+/CD8+比值在宫颈组织和CVL中分别下降0.8和0.6(p<0.01),可能与Th细胞耗竭或调节性T细胞活性增强有关。
2. **病毒体外感染能力显著增强**:
- 所有激素避孕组别在CVL中HIV感染增强率均显著上升(从基线126.4%增至250.2%,p<0.01),其中BV阳性个体(分子诊断)的病毒激活度提升更明显(p=0.01)。
- 该增强效应独立于避孕方法类型(DMPA、ENG-implant、LNG-IUD),且与阴道菌群中乳酸杆菌比例(<50%)存在交互作用(p<0.01)。
3. **阴道菌群稳定性与动态调节**:
- 激素避孕后6个月内,分子BV阳性率(25%→20%)和乳酸杆菌优势比例(47%→41%)均未发生显著变化(p>0.05)。
- 研究首次发现,乳酸杆菌比例<50%的个体中,病毒激活度增幅达300%(p=0.001),提示菌群失衡可能放大激素避孕的病毒激活效应。
### 机制分析与临床启示
1. **病毒激活的潜在机制**:
- 激素可能通过诱导宫颈上皮细胞表达趋化因子(如CXCL10)或改变黏液物理化学性质,促进HIV病毒颗粒释放。CVL中CD45+白细胞减少(73%样本出现中重度白细胞浸润)可能削弱局部抗病毒免疫应答。
- 研究发现BV阳性个体(普遍存在微炎症状态)的病毒激活度增幅最大,提示菌群失调可能通过慢性炎症信号通路(如TLR4/NF-κB)与激素协同作用增强HIV感染效率。
2. **避孕方法选择与免疫微环境**:
- DMPA使用者更易出现性传播感染(STI)诊断(p=0.01)和精液残留(p<0.05),可能与药物代谢产物影响宫颈黏液流动性有关。
- LNG-IUD使用者CCR5+ T细胞在CVL中比例显著下降(32.4% vs 基线40.6%,p<0.01),提示不同孕激素衍生物可能通过调节CCR5表达量影响HIV靶点细胞分布。
3. **公共卫生实践建议**:
- **人群分层管理**:对BV阳性、乳酸杆菌比例<50%的激素避孕使用者,建议补充乳酸杆菌制剂(如阴道益生菌)以维持酸性环境。
- **避孕方案优化**:需进一步比较左炔诺孕酮(LNG)与地诺孕素(DMPA)等不同孕激素对免疫微环境的具体影响差异。
- **病毒暴露风险评估**:即使未出现免疫细胞数量变化,CVL中病毒激活能力的增强提示局部抗HIV屏障可能被削弱,需在性活跃期女性中加强安全性行为教育。
### 研究局限与未来方向
1. **样本特征限制**:
- 研究人群集中于美国亚特兰大地区(中位年龄26岁,非裔占比44%),可能无法完全代表全球南方(如撒哈拉以南非洲)年轻女性群体的高HIV暴露风险。
- 性传播感染(STI)检出率仅1.7%,可能低估真实感染率对免疫微环境的影响。
2. **技术性限制**:
- 流式细胞术无法检测细胞膜内低表达标志物(如CCR5剪接异构体),可能遗漏部分HIV靶细胞。
- 16S rRNA测序未涵盖原位杂交(ISH)技术,无法直接解析菌群与免疫细胞的空间互作关系。
3. **未来研究方向**:
- **纵向追踪**:需延长至2年以上,观察免疫指标动态变化及HIV感染风险的实际转化。
- **多组学整合**:结合代谢组学(检测CVL中HIV复制所需代谢物)和转录组学(解析免疫细胞基因表达谱),明确激素作用靶点。
- **干预试验设计**:针对高危人群开展随机对照试验,比较补充益生菌与常规避孕措施联合使用对HIV抑制能力的影响。
### 结论
该研究通过系统性免疫评估和病毒体外感染实验,证实主流激素避孕方法不会显著改变生殖道CCR5+ T细胞数量或功能,但可能通过影响局部菌群和体液免疫微环境间接增强HIV感染风险。这一发现为《国际期刊》2023年推荐的"激素避孕不影响HIV预防效果"的临床指南提供了重要补充证据,同时提示需针对特定菌群状态和免疫参数优化避孕策略选择。
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