细胞因子的定义:
细胞因子(cytokines)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。通过结合相应受体调节细胞生长、分化和效应,调控免疫应答。
细胞因子的分类:
细胞因子可被分为白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子超家族、集落刺激因子、趋化因子、生长因子等六大类。
一、白细胞介素(Interleukin,IL)
最初是指由白细胞产生又在白细胞间发挥作用的细胞因子,虽然后来发现白细胞介素可由其他细胞产生,也可作用于其他细胞,但这一名称仍被广泛使用着。目前已报导的白细胞介素已有18种(IL1~18)
二、干扰素(Interferon,IFN)
干扰素是最先发现的细胞因子,因其具有干扰病*感染和复制的能力故称干扰素。根据来源和理化性质,可将干扰素分为α、β和γ三种类型。IFN-α/β主要由白细胞、成纤维细胞和病*感染的组织细胞产生,也称为I型干扰素。IFN-γ主要由活化T细胞和NK细胞产生,也称为II型干扰素。
三、肿瘤坏死因子(Tumornecrosisfactor,TNF)
肿瘤坏死因子是Garwell等在年发现的一种能使肿瘤细胞发生出血坏死的物质。肿瘤坏死因子分为TNF-α和TNF-β两种,前者主要由活化的单核-巨噬细胞产生,抗原刺激的T细胞、活化的NK细胞和肥大细胞也分泌TNF-α。TNF-β主要由活化的T细胞产生,又称淋巴*素(lymphotoxin,LT)。具有生物学活性的TNF-α/β为同源三聚体分子。
四、集落刺激因子(Colony-stimulatingfactor,CSF)
集落刺激因子是指能够刺激多能造血干细胞和不同发育分化阶段的造血干细胞进行增殖分化,并在半固体培养基中形成相应细胞集落的细胞因子。目前发现的集落刺激因子有粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、单核-巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)、粒细胞集落刺激因子(G-CSF)。此外,红细胞生成素(erythropoietin,EPO)、干细胞生长因子(stemcellfactor,SCF)和血小板生成素(thrombopopoietin,TPO)也是重要的造血刺激因子。
五、生长因子(Growthfactor,GF)
生长因子是具有刺激细胞生长作用的细胞因子,包括转化生长因子-β(TGF-β)、表皮细胞生长因子(EGF)、血管内皮细胞生长因子(VEGF)、成纤维细胞生长因子(FGF)、神经生长因子(NGF)、血小板源的生长因子(PDGF)等。
六、趋化性细胞因子(Chemokine)
趋化性细胞因子是一个蛋白质家族,此家族由十余种结构有较大同源性,分子量多为8~10kD的蛋白质组成,这些蛋白质在氨基端多含有一或两个半胱氨酸,根据半胱氨酸的排列方式,将趋化性细胞因子又分为亚家族。
细胞因子的作用:
众多细胞因子在体内通过旁分泌、自分泌或内分泌等方式发挥作用,具有多效性、重叠性、拮抗性、协同性等多种生理特性,形成了十分复杂的细胞因子调节网络,参与人体多种重要的生理功能。在感染期间通过免疫细胞产生细胞因子引发炎症反应,对于早期清除病原体至关重要。
细胞因子通过结合细胞表面相应的细胞因子受体而发挥生物学作用。细胞因子与其受体集合后启动复杂的细胞内分子间的相互作用,最终引起细胞基因转录的变化。
参与免疫应答与免疫调节,调节固有免疫和适应性免疫应答;刺激造血功能;刺激细胞活化、增殖和分化;诱导或抑制细胞*作用,诱导其凋亡。细胞因子的作用方式:自分泌作用、旁分泌作用、内分泌作用。
细胞因子的作用特点:多效性、重叠性、协同性、拮抗性和双重性。
细胞因子研究具有非常重要的理论和实用意义,它有助于阐明分子水平的免疫调节机理,有助于疾病的预防、诊断和治疗,特别是利用基因工程技术生产的重组细胞因子已用于治疗肿瘤、感染、炎症、造血功能障碍等,并收到良好疗效,具有非常广阔的应用前景。
细胞因子正逐渐作为佐剂用于疫苗的研制,如白介素-2、IL-12等。
细胞因子的临床意义:
通过检测血清或血浆中IL-1β(白介素-1β)、IL-2(白介素-2)、IL-4(白介素-4)、IL-5(白介素-5)、IL-6(白介素-6)、IL-8(白介素-8)、IL-10(白介素-10)、IL-12p70(白介素-12p70)、IL-17(白介素-17)、IFN-γ(干扰素-γ)、TNF-α(肿瘤坏死因子-α)、IFN-α(干扰素-α)蛋白的含量,从而判断机体所处的炎症反应及免疫状态,为疾病的辅助诊断、用药及预后干预提供参考依据。适用于儿科、风湿免疫科、妇产科/生殖中心、感染科/ICU、呼吸科、肾内科、外科、血液科、肿瘤科、皮肤性病科等。
细胞因子分泌细胞临床意义IL-6Th2细胞诱导产生急性时相反应蛋白,趋化活化中性粒细胞,增强局部炎症反应IL-8单核/巨噬细胞感染后可在1-3小时迅速增加,半衰期不超过4小时,且与感染的严重程度有关IL-10Th2细胞为重要的抑炎因子,具有免疫抑制效应,降低细胞免疫反应IL-12树突/巨噬细胞效应最强的NK细胞激活因子,可独立诱导Th1细胞的增殖和分化IL-17TH17细胞诱导促炎细胞因子的产生,在许多自身免疫性疾病患者体内显著升高TNF-α单核/巨噬/T细胞感染时能激活中性粒细胞和巨噬细胞成熟活化,导致炎症;引起肿瘤组织的出血性坏死IFN-α树突/浆细胞系统性红斑狼疮的标志性细胞因子IFN-γTh1细胞当机体发生感染时,IFN-γ水平在急性期显著升高,抑制Th2细胞活性细胞因子风暴:
细胞因子在高炎症状态下被过度分泌释放可能会引发患者体内发生“细胞因子风暴”(高细胞因子血症)的现象,从而在组织和关键器官内产生无节制的炎症。细胞因子风暴与流感、败血症/败血症休克、急性呼吸窘迫综合征等密切相关,最终导致多器官功能衰竭。导致细胞因子风暴的原因是机体免疫反应失调,最初,活化的T细胞或裂解的免疫效应细胞释放大量促炎细胞因子和趋化因子等,但随病程发展产生了失控的过激反应。这些暴增的促炎细胞因子和趋化因子(包括IL-1、IL-6、IL-17、IL-12、TNF-α、IFN-α、IFN-β、IFN-γ、MCP-1等)导致了巨噬细胞、树突状细胞(DC)、其他免疫细胞和内皮细胞的活化,后者释放的细胞因子通过自分泌和旁分泌等级联反应进一步活化更多免疫细胞,造成免疫调控网络失衡、负反馈的缺失和正反馈的不断自我放大,形成细胞因子级联反应,导致细胞因子风暴的启动,损伤自身免疫系统稳态和正常组织细胞功能。
检测原理:
基于免疫学分析方法,采用直接夹心法原理,与经典的“三明治”免疫分析方法一致。以荧光发光微球作为免疫反应的固相,利用免疫学分析方法与流式细胞仪分析相结合,用于测定人体血清或血浆中的细胞因子含量。技术原理为:荧光发光微球偶联的细胞因子抗体与生物素标记的细胞因子配对抗体和样本或校准品中的细胞因子结合形成“三明治”复合物,再与加入的藻红蛋白标记的链霉亲和素(SA-PE)反应。通过流式细胞仪进行荧光发光强度检测,从而得到样本中的细胞因子含量。
中心实验室采用流式细胞技术开展了“细胞因子12项检测”,标本为促凝血(*帽管),周一至周日全天收标本,周一至周五下午出报告。咨询。
参考文献:王玉亮等,细胞因子与细胞因子风暴。
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