目的:本研究探讨在人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV)感染中肠道菌群结构与多样性及β7~(high)CD4~+T细胞的变化特点及其相关临床意义。(1)探讨HIV感染未治疗患者、ART治疗患者和健康人群肠道菌群多样性、物种数量与群落组成及物种丰度差异;(2)分析HIV感染者外周血β7~(high)CD4~+T细胞的特征和频率及其与疾病进展的相关性;(3)分析外周血β7~(high)CD4~+T细胞在长期ART中的动态变化及其与免疫状态的关系。方法:(1)收集19例未接受抗逆转录病毒治疗(treatment na(?)ve,TN)的HIV感染者(TNs),21例接受抗逆转录病毒治疗(anti-retroviral therapy,ART)患者(ARTs)及20例健康人群(HCs)外周血和粪便样本。采用流式细胞技术检测CD4~+T细胞、CD8~+T细胞及其亚群。提取粪便细菌总DNA,采用16S r DNA高通量测序技术检测粪便菌群多样性、物种数量与群落组成及物种丰度差异。分析肠道菌群与免疫恢复之间的相关性;(2)以124例HIV感染者作为研究对象,其中80例为TNs患者,41例为ARTs患者,3例为HIV感染长期不进展者,同时选取19例年龄、性别等相匹配的健康人群作为对照。分析外周血β7~(high)CD4~+T细胞的特征和频率及其与疾病进展的相关性,采用体外病毒感染实验研究β7~(high)CD4~+T细胞对HIV的易感性,采用实时荧光定量PCR技术检测外周血β7~(high)CD4~+T细胞的HIV DNA和CA-RNA水平进而分析β7~(high)CD4~+T细胞与HIV储存库的相关性;(3)选取28例接受ART 5年以上的HIV感染者,根据治疗不同时间点进行分组,并采集患者外周血,检测β7~(high)CD4~+T细胞,定量检测外周血单个核细胞HIV DNA,分析外周血β7~(high)CD4~+T细胞在长期ART中的动态变化以及与免疫状态的关系。采用Graph Pad Prism 8.0软件进行统计学处理,组间比较采用独立样本t检验和秩和检验,相关性分析采用Pearson相关性检验。结果:(1)TNs组,ARTs组和HCs组人群的肠道菌群α多样性和β多样性差异有统计学意义(P<0.05)。菌群组成分析结果显示,在门分类水平上厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidia)、unclassified＿k＿norank＿d＿Bacteria菌门、绿弯菌门(Chloroflexi)的相对丰度以及属分类水平上大肠埃希菌-志贺菌属(Escherichia-Shigella)、粪杆菌属(Faecalibacterium)、多尔氏菌属(Dorea)、不动杆菌属(Agathobacter)、Eubacterium＿hallii＿group、乳杆菌属(Lactobacillus)、链球菌属(Streptococcus)、瘤胃球菌属(Ruminococcus)、小杆菌属(Dialister)和Anaerostipes在TNs组,ARTs组和HCs组间差异有统计学意义(P<0.05),其中HCs组肠道中厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidia)以及粪杆菌属(Faecalibacterium)、瘤胃球菌属(Ruminococcus)、不动杆菌属(Agathobacter)和小杆菌属(Dialister)相对丰度较高;TNs组肠道中变形菌门(Proteobacteria)、大肠埃希菌-志贺菌属(Escherichia-Shigella)、拟杆菌属(Bacteroides)和链球菌属(Streptococcus)相对丰度显著升高(P<0.05),而厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidia)、粪杆菌属(Faecalibacterium)、不动杆菌属(Agathobacter)、多尔氏菌属(Dorea)、小杆菌属(Dialister)、瘤胃球菌属(Ruminococcus)、罗氏菌属(Roseburia)和另枝菌属(Alistipes)的丰度显著减少(P<0.05);ARTs组肠道中放线菌门(Actinobacteria)以及链球菌属(Streptococcus)和乳杆菌属(Lactobacillus)的相对丰度显著升高(P<0.05),而粪杆菌属(Faecalibacterium)、不动杆菌属(Agathobacter)、瘤胃球菌属(Ruminococcus)、另枝菌属(Alistipes)、克雷伯氏菌属(Klebsiella)、纺锤链杆属(Fusicatenibacter)、Ruminococcus＿torques＿group和Lachnospiraceae＿NK4A136＿group的丰度显著降低(P<0.05)。与TNs组相比,ARTs组肠道中拟杆菌门(Bacteroidia)相对丰度显著升高,而变形菌门(Proteobacteria)和大肠埃希菌-志贺菌属(Escherichia-Shigella)丰度显著减少(P<0.05)。肠道差异菌群与免疫恢复指标和Th细胞亚群相关性分析结果显示,HCs组肠道中丰度较高的厚壁菌门(Firmicutes)、粪杆菌属(Faecalibacterium)、瘤胃球菌属(Ruminococcus)、不动杆菌属(Agathobacter)、另枝菌属(Alistipes)、Eubacterium＿coprostanoligenes＿group相对丰度与CD4~+T细胞、CD4/CD8T淋巴细胞比值之间存在正相关,而与CD8~+T细胞呈负相关;TNs组肠道中丰度升高的变形菌门(Proteobacteria)以及大肠埃希菌-志贺菌属(Escherichia-Shigella)、链球菌属(Streptococcus)的相对丰度与CD8~+T细胞呈正相关,而与CD4~+T细胞、CD4/CD8T淋巴细胞比值呈负相关。Th17细胞与厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidia)和unclassified＿k＿norank＿d＿Bacteria菌门的相对丰度呈正相关;Th1/Th17细胞与厚壁菌门(Firmicutes)、疣微菌门(Verrucomicrobiota)和unclassified＿k＿norank＿d＿Bacteria呈正相关;Th1和Th2细胞与厚壁菌门(Firmicutes)、疣微菌门(Verrucomicrobiota)和unclassified＿k＿norank＿d＿Bacteria菌门相对丰度呈正相关,而Th1、Th2、Th17和Th1-Th17细胞与变形菌门(Proteobacteria)、大肠埃希菌-志贺菌属(Escherichia-Shigella)和链球菌属(Streptococcus)相对丰度的升高均呈负相关,而其余丰度减少的差异菌群呈正相关。(2)与健康对照组相比,HIV感染者TNs组和ARTs组外周血β7~(high)CD4~+T细胞频率均显著降低,差异有统计学意义(P<0.05),而HIV感染长期不进展者无显著差异(P>0.05)。外周血β7~(high)CD4~+T细胞与CD4~+T细胞绝对数(r=0.7639,P<0.0001)和CD4/CD8T淋巴细胞比值(r=0.4381,P<0.0001)呈正相关,与HIV病毒载量呈负相关(r=-0.4308,P<0.0001)。β7~(high)CD4~+T细胞富含Th17细胞和Th1/Th17细胞;多数β7~(high)CD4~+T细胞为中央记忆T细胞(Tcm)。体外病毒感染实验结果显示,β7~(high)CD4~+T细胞比其他细胞亚群对HIV的易感性高,在体实验结果发现2例未接受ART治疗的HIV感染者外周血β7~(high)CD4~+T细胞HIV DNA和CA-RNA水平均高于β7~(int)CD4~+T细胞和β7~(low)CD4~+T细胞亚群。未治疗组β7~(high)CD4~+T细胞中HIV DNA水平高于β7~(low)CD4~+T细胞(P<0.05)。在接受ART治疗2年以上的HIV感染者中,β7~(high)CD4~+T细胞的HIV DNA和CA-RNA水平与β7~(low)CD4~+T细胞差异无统计学意义(P>0.05)。(3)接受ART 0-3年,外周血β7~(high)CD4~+T细胞和CD4~+T细胞绝对数以及CD4/CD8 T淋巴细胞比值显著上升,P值均<0.05,ART治疗3-5年保持相对稳定。同时,接受ART治疗1年之内HIV DNA水平显著下降(P<0.05),接受ART治疗1年之后下降相对缓慢,P>0.05。长期ARTselleckchem Smoothened Agonist中,外周血β7~(high)CD4~+T细胞绝对数动态变化与CD4~+T细胞计数(r=0.890,P<0.0001)及CD4/CD8 T淋巴细胞比值(r=0.408,P<0.0001)呈正相关,与HIV DNA水平呈负相关(r=-0.285,P=0.021)。结论:(1)HIV感染者未治疗组和接受ARTs组肠道菌群多样性与健康对照组相比,OTUs数目减少,菌群多样性和丰度降低,肠道菌群的组成发生变化。HIV感染者TNs组和ARTs组均出现肠道菌群失调现象,并且两组间肠道菌群结构和丰度存在差异。HIV感染者包括TNs组和ARTs组常见的条件致病菌的丰度增高及其与CD4~+T细胞、CD8~+T细胞和亚群之间存在相关性,其中变形菌门(Proteobacteria),大肠埃希菌-志贺selleck化学菌属(Escherichia-Shigella)和链球菌属(Streptococcus)等差异菌群可能与HIV感染者免疫状态密切相关及其在疾病进展中发挥作用;(2)HIV感染后,外周血β7~(high)CD4~+T细胞频率明显降低,与疾病进展呈负相关,β7~(high)CD4~+T细胞对HIV病毒的易感性最高。β7~(high)CD4~+T细胞富含了Th17细胞和Th1/Th17细胞,β7~(high)Th17细胞和β7~(high)CD4~+Th1/Th17细胞与疾病进展呈负相关。外周血β7~(high)CD4~+T细胞没有展现出比其他细胞亚群更富含潜伏HIV的特性;(3)长期接受ART治疗中,外周血β7~(high)CD4~+T细胞绝对数动态变化与免疫恢复呈正相关,与外周血单个核细胞HIV DNA呈负相关,β7~(high)CD4~+T细胞可能在HIV感染者免疫功能恢复及其疾病进展中发挥重要的作用。本研究为进一步了解肠道菌群和β7~(higIGZO Thin-film transistor biosensorh)CD4~+T细胞在HIV感染中的特征提供实验依据。