细胞因子(CK)的概念:是由细胞分泌,影响细胞生物学行为,造血免疫功能和对炎症的反应的一类物质。
(抗体,补体除外)细胞因子的特点:1. 大多为5-20KDa的小分子蛋白;2.以旁分泌或自分泌形式影响附近细胞或细胞自身;3.效能高,10—12mol/L水平即有明显生物学作用。
4.一种细胞因子可由多种细胞产生,一种细胞也可产生多种细胞因子;5.细胞因子的产生受基因和环境调控;6.可发生多重,重叠的作用;7.以网络形式发挥作用;8.通过与细胞因子受体结合而对靶细胞产生作用;9.与神经,内分泌共组成细胞间信号分子系统。
细胞因子和激素1. 激素是内分泌腺产生的化学物质,内分泌腺是许多同样腺体细胞组成,通常“统一行动”;2. 激素通常随血液循环与全身,发挥“远程效应”;3. 激素通常对特定组织或细胞发挥特有效应;4. 激素调节作用通常是全身性/系统性的变化:5. 以辐射或树杈形式发挥作用。
但是,有些细胞因子和激素并没有严格的界限。
细胞因子的结构功能分类:有白介素(IL)类,干扰素(INF)类,集落刺激因子,趋化因子,肿瘤坏死因子,生长因子等。
细胞因子检测的临床应用1 特定疾病的辅助诊断。
2 评估免疫状况,判断疗效和预后。
3 细胞因子临床治疗应用的监检测。
细胞因子检测方法1. 功能检测:利用细胞因子功能特性,建立相应的生物学活性测定方法。
此法敏感性高但灵敏度不高,容易受干扰因素影响。
2. 免疫检测:制备抗细胞因子单抗或多抗测定。
特异性强,操作简便,但灵敏度不高,且不能代表其活性。
3. 分子生物学检测:利用分子杂交技术检测细胞内细胞因子mRNA表达,或用PCR扩增。
此法当前最敏感,但只代表细胞因子基因表达,不能代表当前水平。
细胞因子检测的临床应用原则细胞因子最大特点是其功能多样性,重叠性和组织细胞非特异性,所以不能像其他项目一样方式检测,基本原则是:1 使用多种方法测定因为目前每种方法都有其应用特点和局限性(生物学法主要用于测细胞因子活性,免疫学法主要用于测细胞因子蛋白含量或细胞定位,分子生物法主要用于测细胞因子基因及其表达)。
2 标本选择要适当寻常情况下,大多细胞因子浓度极低,只有在特定病理状态下才能测出。
全血多需分离得到单个核细胞再经培养刺激使细胞因子分泌后,取培养上清液检测。
局部炎症取分泌物检测。
细胞内定位或检测细胞因子基因用相应的细胞3 要同时检测多种相关的细胞因子。
特定疾病的辅助诊断举例活动性结核,外周血单个核细胞经结核抗原刺激后,胞内IL-4mRNA表达增加,IL-4分泌相应增加;而INF-γ和IL-2有所降低。
结核性胸膜炎,胸腔积液明显高于外周血,IL-4则明显低于外周血。
慢性乙肝/丙肝,外周血单个核细胞经Lps刺激后,IL-1,2明显低于正常人,而非病毒性(如酒精性,胆汁性)肝硬化则无变化。
类风湿关节炎,滑膜腔液IL-18明显增高。
溃疡性结肠炎,肠组织培养上清液IL-15活性明显增加。
支气管哮喘,外周血IL-5升高,Il-10降低。
哮喘发作时,支气管肺泡灌洗液及血清TNF-α含量增加。
评估免疫状况,判断疗效和预后举例HIV感染者,通过细胞因子检测,有助于监测免疫功能下降,判断免疫缺陷倾向。
慢性乙肝,IFN-α,IL-6和IL-8水平明显增高,与病变严重程度有关。
器官移植后,发生慢性排斥反应时IL-6水平明显增高。
胸膜炎,疟疾,血清TNF-α水平明显增高,其持续存在,预后差,死亡率高。
细胞因子检测结果的使用和评价1. 检测结果的解释应十分慎重,体液/血清,局部组织,细胞标本的结果可能不一致,它们之间的关系必须清楚才能定论;2. 检测结果与临床疾病的关系应反复验证,在相关机制关系阐明前不要仅根据某一项细胞因子水平异常而断然判定它们存在因果关系。
案总之,疾病的病理机制,细胞因子和抗细胞因子治疗均极大依赖细胞因子检测。
但由于细胞因子检测方法的可靠性和细胞因子网络的生理意义仍未十分明了。
所以对检测价值需要慎重考虑,细胞因子检测结果常常不易于解释,需要其他反复予以补充。
细胞因子和抗细胞因子治疗均应辅以细胞因子动态检测为基本手段,才能保证临床研究质量。
细胞因子受体(CKR)细胞因子必须和细胞表面受体结合后,才能激发靶细胞内一系列信号传递活动而产生生物学效应。
细胞因子受体的研究也十分迅速,已知的细胞因子受体都是跨膜蛋白。
细胞因子受体(CKR)的阻断:1 可溶性细胞因子(sCKR) 源于膜结合细胞因子受体(mCKR)的脱落和mRNA的不同剪接。
细胞因子在与mCKR mCKR结合才产生相应效应,sCKR 与细胞因子在体液结合竞争抑制mCKR,但sCKR-细胞因子结合物有转运意义。
2 分子模拟现象:微生物“窃取”机体免疫系统的“机密”,制造出与免疫分子同源产物,从而逃他免疫攻击。
3 “诱骗”受体:指模外区与功能受体结构相似,具有结合细胞因子能力,但胞浆区缺乏转导信号的能力的“受体”。
其水平是一种负调控方式。
细胞因子天然自身抗体已发现人体存在不少细胞因子的高亲和力自身抗体。
1. 产生机制目前还不清楚,有两种学说:(1)分子模拟学说,作为免疫原的实际上是细胞因子同源物,主要来源于病毒编码。
(2)免疫载体学说,某些病毒编码细胞因子受体同源物并和相应细胞因子结合。
2. 生物学意义(1)可能与免疫耐受有关。
(2)可能使某些自免和异基因移植反应病情好转。
(3)反复用重组细胞因子可诱导产生相应抗体。
(4)抗体可干扰细胞因子生物学活性检测。
(5)往往明显降低相应细胞因子疗效。
现投入临床的几种重要细胞因子总特点:(1)适应范围广,可治疗大多恶性肿瘤和病毒感染;(2)药动良好,可各种注射,也可雾吸滴眼口含腔内使用;(3)安全可靠,寻常剂量多类流感症状,大剂量时才可能发生内脏毒性,与大多数药联合应用无禁忌;(4)目前没有引起免疫紊乱报道。
IL-1:主要单核-吞噬细胞血管内皮细胞产生,主要功能:①促进T、B淋巴细胞活化、增生;②增强NK细胞和单核巨噬细胞活性;③刺激下丘脑体温调节中枢,引起发热;④介导炎症反应。
1L-12:一异源二聚体,单核-吞噬细胞产生,主要功能①促进CD8、NK细胞增殖分化,增强其杀伤活性;②诱导活化CD4+T细胞分化为CD4+Th1细胞,③抑制IL-4--LgE;④作用有种属特异。
目前已有IL-12开发产品,用于肿瘤,艾滋病,慢肝及儿童哮喘治疗。
1L-15:刺激T细胞增殖趋化作用,与CD40L协同刺激B细胞分泌IgM、IgG1和IgA,但不产生IgG4和IgE,促穿孔素和粒酶表达,提高NK活性.临床试验抗肿瘤和抑制IL-15治疗类风关。
1L-18:活化巨噬细胞和肝枯否细胞产生,强烈刺激Th1分泌IFN-γ,其能超IL-12并与IL-12有协同作用,另增强NK的FasL介导细胞毒性作用(IL-12无此作用),临床正研究用于肝炎艾滋病等IFN-γ:主要活化T细胞(Th1)和NK细胞产生,主要功能通过激活APC功能和巨噬细胞、NK、CTL细胞功能发挥抗病毒作用。
IFN-γ受体为CD119。
IFN临床应用:①抗肿瘤,可提高CHOP对NHL的疗效;可联合PUVA治疗早期MF;②抗病毒,与HARRT联合应用于艾滋病,尤其是KS和CBCL发生时,更有必要;慢乙肝凡HBV复制期,HBsAg和HBV-DNA双(+),ALT上升,有活动病变但肝功能代偿良好,均IFN治疗适应,IFN-γ抗胶原效应还利减缓肝硬化发生;长效IFN和利巴韦林是治疗丙肝主要力量;皮肤科IFN治疗疣和疱疹;③IFN栓局部用于宫颈糜烂,可促愈合且有治疗滴虫念珠菌衣原体HPVHSV及减少癌变作用;④抗IFN-γ治疗:拮抗剂NTT,抑制剂沙利度胺,IFN-γRA,利昔单抗均已用于银屑病。
IL-2:主要活化T细胞(Th1)和NK细胞产生,主要功能①上调表达和多种淋巴因子产生; ②促进T、B细胞增殖分化;③增强CD8细胞、NK细胞和NK巨噬细胞杀伤活性;诱导LAK形成,产生抗瘤作用;④作用具有沿种系谱向上的约束性。
不同细胞IL-2R不同,TB细胞为CD25,NK单核细胞为CD122β链临床应用:抗肿瘤抗病毒,提高免疫能力,促骨髓造血,减少化放疗血细胞血小板减少:①治疗艾滋病:单用即可提高CD4.下降毒载量, 和HARRT合用更可提高疗效;②治疗尖锐湿疣和疱疹,降低其复发率;③治疗恶性淋巴瘤、黑素瘤、肾癌、耐药结核;④抗IL-2治疗,主要是银屑病,采用IL-2和白喉毒素融合蛋白DAB389-IL-2,竞争抑制IL-2R,及CD25(IL-2R)单抗Dacluzamab可明显改善中重度银屑病PASI。
IL-4:主要活化T细胞(Th2)产生,主要功能:①促进T、B细胞增殖分化;②诱导Ig类别转换,促进肥IgE或IgG类抗体生成;③抑制Th1分泌IFN-γ、TNF-β、IL-2、等细胞因子,下调细胞免疫应答;④诱导活化CD4+T细胞分化为Th2细胞。
IL-4R之α链乃CD124。
IL-4体外实验有抗肿瘤作用,临床用于淋巴瘤和淋巴细胞白血病以及黑素瘤治疗,IL-4对Th1抑制效应用于治疗胰岛素依赖性糖尿病和多发性硬化,抗IL-4人源化抗体则治疗哮喘等I型过敏性疾病。
IL-5:产生和主要功能与IL-4基本相似,但生物学活性谱相对较窄,主要作用于嗜酸、嗜碱性粒细胞。
IL-10:多种细胞可产生IL-10但以Th-2为主,抑制单核-吞噬细胞活性,抑制IFN-γ和TNF-α的产生,与IL-4、5协同。
IL-6:活化单核-吞噬细胞T细胞产生,主要功能:①促进B细胞增殖分化,合成分泌Ig,②促进T细胞增殖分泌,③参与炎症反应,引起发热。
TNF-α:主要由巨噬细胞产生,主要炎症反应介质之一,在机体的抗感染免疫应答中发挥着重要作用,TNF对某些肿瘤细胞具有细胞毒作用。
主要抗肿瘤机理:①溶解杀伤抑制凋亡肿瘤细胞;②增强NK细胞和NK巨噬细胞杀伤肿瘤活性;③诱导抗瘤免疫因子产生,增强化疗作用;④逆转肿瘤细胞多药耐性(MDR)。
TNF-αR有I(p55)和II(p75)两型。
TNF“前炎症效应”,较大剂量长时使用克发生发热、毒血症、休克、DIC等,还因促脂肪分解致恶液质,使其临床应用极大受限,目前对策有:①用药前30分钟服地塞米松,肛栓吲哚美锌;②尽量局部用药;③改进结构,将TNF-α突变系删N端前7氨基酸,8位Val、9位Pro、10位Ser,15位Len依此改成Arg,Lys,Arg和Phe,生物活性增强1000倍,半衰期延长,而不良反应明显降低;近有基因工程开发新变体Nrh TNF-α,LK801和LK802;④抗TNF-α治疗,sTNF-αR依那西普,TNF-α单抗Infliximab理论上有治疗反应中血压巨变和ARDS作用,但主要目标是银屑病。