细胞因子“挖一挖”

文摘   科学   2023-06-05 13:41   上海  

文案 | 时小媛

审核 | 孙晓冰

排版 | 卢忻怡












什么是细胞因子

细胞因子主要是由免疫细胞(如单核、巨噬细胞、T细胞、B细胞、NK细胞等)和某些非免疫细胞(内皮细胞、表皮细胞、纤维母细胞等)经刺激而合成、分泌的一类具有广泛生物学活性的小分子蛋白质,按功能分类主要包括:白细胞介素(IL)、干扰素(IFN)、肿瘤坏死因子(TNF)、表皮生长因子、转化生长因子、集落刺激因子(CSF)、趋化因子。


细胞因子具有广泛而复杂的生物学功能,生物学功能包括:通过结合相应细胞因子受体调节细胞生长分化和效应、调控免疫应答;作为细胞间信号传递分子调节免疫应答、参与免疫细胞分化发育、介导炎症反应;刺激造血功能并参与组织修复等;参与神经-内分泌-免疫网络调节。












临床常见各种细胞因子的来源和功能











细胞因子监测的临床应用


细胞因子检测与临床上各种疾病都有密切的关系,对各种常见疾病的发生、发展、诊断、治疗以及预后均有重要的临床意义。






细胞因子与



细胞因子与感染

1.在疾病检测方面,细胞因子有天然优势,由于其窗口期及半衰期短,更利于感染的早期诊断和药效检测。



脓毒症早期,IL-1β、IL-6、IL-8、MCP-1显著升高。IL-1β可促进炎症级联反应,诱导IL-6、IL-8、MCP-1的表达。IL-10升高与脓毒症不良预后相关,持续高表达IL-10反映机体处于免疫抑制状态。


2.鉴别感染源
细胞因子的监测可以作为不明原因发热的辅助鉴别。尤其是G-/G+菌感染的鉴别病毒感染时IFN-γ水平显著升高。



3.重症相关疾病-细胞因子风暴、细胞因子释放综合征的预警、指导治疗等
    不同患者在感染过程中反应不同,如机体免疫反应过强,促炎性细胞因子过度释放,引起严重免疫病理损伤称之为“细胞因子风暴”。“细胞因子风暴”的目标是清除病毒,但也可能导致患者自身的机体损伤。脓毒症、重症感染、噬血细胞综合征、肿瘤免疫治疗、发热待查、罕见变异病毒感染或大手术患者均可引起细胞因子风暴。





重症危重症患者常有细胞因子升高的现象,外周血炎症因子如 IL 6 、CRP 进行性上升为重型和危重型临床预警指标,在治疗过程中需要根据病情监测细胞因子水平。



CAR-T细胞完成输注后,使得T细胞被激活并快速增殖,引起细胞因子的过度级联释放,即细胞因子释放综合征(CRS)这种严重的过度免疫应答,由细胞因子与免疫细胞间的正回馈循环引起。临床表现为高热、疲劳和炎症,可进一步发展为毛细血管渗漏、心功能不全、多器官功能损害等危及生命的症状,需要定期监测患者免疫状态,及时识别CRS并及早干预可减轻或预防细胞因子风暴形成,降低发病率和死亡率。CART治疗中细胞因子可作为细胞因子释放综合征(CRS)的辅助诊断指标:推荐TNF-α、IFN-γ、IL-6作为CART治疗期间的常规监测指标。另外,高表达IL-6和IL-10的淋巴瘤、骨髓瘤及前列腺癌等肿瘤患者更易对化疗药物产生耐药性。淋巴瘤相关性 HPS(LAHS)、自身免疫性疾病相关性HPS(AAHS)和感染相关HPS(IAHS)患者血清IFN-γ、IL-10水平均显著升高。










细胞因子与肿瘤
肿瘤细胞和免疫细胞间通过细胞因子产生“互动”,维持一种“动态平衡”,细胞因子的失调可能打破这种“动态平衡”,导致的肿瘤发生和发展。现已发现非小细胞肺癌、直肠癌、卵巢癌、绒癌、黑色素瘤、胃癌、骨肉瘤、淋巴瘤、鼻咽癌等多种肿瘤与Th2漂移有密切关系,且与肿瘤的恶性程度呈正相关;骨转移癌病人Th2漂移较骨肉瘤病人的Th2漂移更加明显。



IL 6 、 IL 10 等肿瘤正向因子,促进肿瘤细胞生长,肿瘤微环境进展过程中往往伴随着慢性炎症。I FN γ、 TNF 、 IL 2 等肿瘤负向因子,抑制肿瘤细胞生成。各细胞因子水平均出现低表达,提示患者免疫功能低下;肿瘤患者普遍存在细胞免疫功能低下, IFN γ、 TNF α、 IL 2 等 Th1 因子水平可评估患者目前抗肿瘤免疫功能,如果水平降低,抗肿瘤免疫功能受到抑制。肿瘤微环境进展过程中往往伴随着慢性炎症,表现为 IL 6 、 IL 10 等细胞因子水平增高。肿瘤治疗过程中,若患者 IFN γ、 TNF α、 IL 2 等水平上升, IL 6 、 IL 10 水平下降,提示治疗效果良好。若治疗过程中, IL 6 、 IL 10 水平持续升高提示治疗效果不佳。








细胞因子与自身免疫性疾病

不同的自身免疫性疾病中,Th1/Th2平衡失调的表现各不相同:类风湿性关节炎(RA)、I 型糖尿病、多发性硬化及慢性甲状腺炎等疾病中,Th1细胞因子占优势,这可能与细胞免疫的激活有关。而在系统性红斑狼疮、硬皮病以及人类免疫缺陷病毒(HIV)感染中,Th2占优势。IL-4是Th2类细胞因子的代表,在SLE、银屑病、实验性色素膜炎、实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)、RA、非胰岛素依赖型糖尿病(IDDM)等AID中发挥重要调节作用。此外,IL-4可使以Th1为主的免疫调节偏移转向以Th2为主,同时能缓解疾病而不诱导广泛强烈的免疫抑制。在使用IL-4类药物对AID进行治疗时,可通过检测Th1 类细胞因子(如IFN-γ、TNF-α)和Th2类细胞因子(如 IL-4、IL-5、IL-10、IL-13)的表达水平变化判断药物疗效。IL-12具有诱导Th0细胞向Th1细胞转化的功能,并与Th1细胞介导的AID密切相关。




细胞因子与Th1/Th2平衡-移植后排斥反应的监测、原因不明的复发性流产诊治等

在生理条件下, 机体Th1/Th2细胞处于动态平衡,Th1/Th2平衡变化是体内炎症反应与抗炎反应的基础,一旦Th1/Th2平衡失调,将会造成机体各种疾病。Th1/Th2失衡与肿瘤、自身免疫性疾病、微生物感染、移植排斥反应等多种疾病有关。Th1细胞占优势时, 机体可产生细胞免疫亢进相关性疾病, 当Th2细胞占优势时, 机体可发生体液免疫亢进相关性疾病。

大量研究表明,很多原因不明的复发性流产与免疫功能紊乱相关,特别是 Th1/Th2 失衡。研究发现,健康孕者 Th2 占优,母体 Th2 占优势,进而发挥免疫保护作用维持妊娠。原因不明的复发性流产者以 Th1 占优, Th1 型细胞因子分泌增多,免疫损伤作用增强,损害妊娠,导致流产。Th1 、 Th2 细胞因子在妊娠的免疫调节中起重要作用,决定妊娠的发展的方向,优势Th1 细胞因子表达可能是妊娠失败的免疫学因素之一。TNF α、 IFN γ、 IL 2 等 Th1 细胞因子升高,考虑免疫功能障碍影响;若均正常,可考虑其他原因,如染色体、自身抗体、 HLA 等。












小结


细胞因子的表达调控失衡与许多疾病的发生、发展相关,在急诊、ICU、呼吸科、肿瘤科、风湿免疫科、烧伤科等均有广泛的应用价值,是精准医疗、个性化治疗、合理用药的理想监测指标,对不同疾病患者均有重要的临床指导意义。


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备注:本文部分图片来源于网络





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