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细胞因子范文1
关键词 抑郁症,细胞因子,下丘脑-垂体-肾上腺轴,5-羟色胺,病态行为。
分类号B845
免疫系统,神经系统与行为之间的双向联系作为心理神经免疫学研究的重点,越来越得到研究者的关注。细胞因子是由淋巴细胞和巨噬细胞等免疫细胞分泌的调节免疫应答的信号分子,但目前研究发现它除了调节免疫系统的应答之外,还在中枢神经系统表达,作为一种神经调质,调节神经生化, 神经内分泌和行为的改变。抑郁症是一种对人类危害极大的心理精神疾病,常常伴有免疫功能紊乱。临床上观察到很多应用细胞因子免疫治疗的患者表现出一系列抑郁样症状,并且抗抑郁药能够阻断这些症状[1]。动物研究也发现,动物在注入前炎性细胞因子或内毒素后出现一系列神经心理行为变化:厌食,嗜睡,缺乏,体重减轻,活动下降,甚至伴有认知功能缺乏,被统称为“病态行为”[2]。这些病态行为与抑郁症状的表现在一定程度上非常相似,其机制也与应激导致的抑郁行为的机制相似,并且抗抑郁药对病态行为有显著疗效。另一方面,慢性免疫疾病患者常常伴有抑郁症,而抗细胞因子治疗慢性免疫疾病的同时,患者所伴有的抑郁症也明显好转。1999年Maes提出了“抑郁症的炎性应答系统模型”(inflammatory response model of depression),认为抑郁症与炎性应答系统的激活有关,是一种心理神经免疫紊乱性疾病,外周免疫激活通过释放前炎性细胞因子导致与抑郁症相关的各种行为,神经内分泌和神经生化改变。这种假说也被表述为“抑郁症的巨噬细胞理论”和“抑郁症的细胞因子解说”。本文综述了近几年来关于细胞因子与抑郁症的关系和验证“抑郁症细胞因子假说”的研究,希望为进一步探求抑郁症的发病机制和治疗提供新的方向。
1 免疫激活和抑郁症
1.1 抑郁症中的免疫激活
在过去的四五十年,已经有很多报道说明抑郁症病人常常伴有免疫异常。早期的研究显示了抑郁病人免疫功能抑制的倾向[3]。如抑郁症病人的外周血中白细胞亚群的改变,噬中性粒细胞吞噬作用损伤,NK细胞的细胞毒作用的抑制,以及淋巴细胞对促有丝分裂原PHA、PWA、ConA的增殖反应降低。而最近的研究则强调了抑郁症患者的免疫激活。Maes报道重症抑郁症患者阳性急性期蛋白血浆浓度升高,而阴性急性期蛋白血浆浓度降低[4]。阳性急性期蛋白升高和阴性急性期蛋白降低被认为是炎症状态的标志,进而推测到慢性抑郁症可能与慢性炎症有关。与这一报道一致的是,一些抑郁症病人表现出了前列腺素和补体等炎性标志物浓度升高[5]。Maes认为构成抑郁症的慢性炎症状态可以通过循环中的单核细胞和巨噬细胞分泌的细胞因子来解释[4]。在健康的女性中观察到用脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)刺激血液淋巴单核细胞后分泌的白细胞介素-1(interleukin-1,IL-1)和α-干扰素(interferon α,IFNα)浓度的升高与抑郁症状的抵抗和严重程度相关[6]。而也有研究表明,抑郁症病人的脑脊液中IL-1β浓度升高而白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)的浓度降低,并且IL-1的浓度与抑郁症的严重程度相关[7]。这些证据都说明了抑郁症中免疫激活的高发生率。而在动物研究中也发现长期温和应激和足电击习得性无助抑郁动物的中枢和外周IL-1β升高,并且应激前注入IL-1受体拮抗剂(interleukin-1 receptor antagonist, IL-1ra)能阻断动物抑郁样行为的产生[8]。
1.2 免疫激活相关性疾病伴随的抑郁症
抑郁症发生在很多免疫系统慢性激活相关的非感染性疾病中,如多发性硬化,过敏,风湿性关节炎和中风等,而抗炎性细胞因子治疗能够明显改善患者的抑郁症状。这些疾病相关性抑郁样症状可能很少是因为生理疾病导致的疼痛、沮丧和无能为力的心理反应而是直接由免疫激活和细胞因子释放引起的。因为有研究表明免疫紊乱领先于抑郁症的发生,并且提前应用细胞因子抑制剂可以削弱这些伴有免疫激活的抑郁症状[9]。在健康志愿者身上温和地注射LPS,在不引起个体生理疾病症状地情况下导致的免疫激活与焦虑,抑郁心境和记忆损伤正相关,而这些情绪紊乱和认知功能损伤与LPS所诱导的细胞因子的水平正相关。在动物身上也发现自身免疫性疾病伴有糖精水奖赏应答减少[8]。这些研究说明了细胞因子可能参与免疫激活相关性疾病的抑郁症的发生。
1.3 细胞因子治疗所导致的抑郁症
将细胞因子和抑郁症紧密联系起来的最直接的临床证据来自于细胞因子治疗的病人。在用前炎性因子细胞因子治疗的癌症病人中有30%~45%的病人因为治疗而出现抑郁症状和认知损伤[10]。经常用于C型肝炎细胞因子治疗的IFNα也会引起抑郁心境,厌食,下降,记忆力减退等抑郁样症状,并且这些症状在应用抗抑郁药或停止细胞因子治疗后即刻消失。研究表明IL-1和IFNα激活了细胞因子网络,如血清IFNγ,IL-6和IL-8水平升高,而IFNα诱导的IL-6和IL-8增加与焦虑和抑郁症状显著相关[11]。这些发现有力的支持了免疫激活在抑郁症发病过程中的原因性作用,为“抑郁症的细胞因子假说”提供了有力的支持和证据。
2 细胞因子诱导的行为效应
在细胞因子治疗和感染过程中,中枢前炎性细胞因子调节的心理和生理效应统称为“病态行为”(sickness behavior),包括典型的发热和抑郁样行为效应和抑郁心境,以及认知功能损伤。大部分应答是通过下丘脑调节的,这些行为改变显示了中枢动机状态。
缺乏是抑郁症一个核心症状,表现为对奖赏刺激或活动兴趣缺失,不能从奖赏刺激中得到快乐。在动物模型中,缺乏也是考察抑郁动物模型表面效度的一个很重要的指标,主要表现探究行为,社会行为,减少,美味物质的消耗量下降等[12]。1996年,Yirmiya首次应用糖精水偏爱和糖精水消耗量检测了LPS诱导的大鼠免疫激活所诱导的缺乏,研究发现LPS注射后4小时大鼠糖精水偏爱和消耗量显著降低,说明了免疫激活能够引起大鼠的缺乏,并且这种行为可以被慢性而非急性应用丙咪嗪抗抑郁药阻断,说明了细胞因子与抑郁症之间的相关性[13]。但有研究认为注射LPS可以使动物对糖精水的摄取量减少,但一般同时伴有厌食,体重减轻等,说明动物对糖精水的引用量下降可能是因为身体不适所致。De La Garza应用低剂量的细胞因子和LPS可以发现动物的体重和总的饮食量没有变化,而糖精水的饮用量明显减少,说明糖精水的摄取量减少并不是由于疾病状态下的身体不舒服引起的而是由于动物对奖赏刺激的兴趣缺失所致[14]。在颅内自我刺激的研究中也发现在注入白细胞介素-2(interleukin-2,IL-2)后,大鼠奖赏性下丘脑侧部自我刺激应答减少而不影响与奖赏无关的行为[15]。也有研究报道细胞因子抑制雌性大鼠的[16]。细胞因子引起的缺乏行为可能是通过迷走神经的快通道作用的,可逆性的阻断脑干背侧迷走复合体阻断了LPS诱导的社会性减退和前脑区LPS诱导的C-fos表达[17]。同时,抗抑郁药研究发现注射IFNα和IL-1β以前慢性注入氟罗西汀能翻转IFNα和IL-1β引起的糖精水消耗量减少[18]。而且,在这些行为中的抗抑郁应答与在长期温和应激下的抑郁模型大鼠对抗抑郁药的应答相似。以上研究为“抑郁症的细胞因子假说”提供了一个很好的行为学证据。
活动减少也是抑郁症状的一个重要表现,在抑郁症病人中表现了心理运动停止。动物模型中的活动减少主要指自主活动抑制,与抑郁病人中观察到的心理运动停止一致,主要通过旷场行为进行测试。很多研究报道了LPS诱导的自主活动抑制行为改变,而介导LPS效应的IL-1和TNFα分别注入时也能诱导自主活动抑制。在LPS治疗前注入抗炎性细胞因子IL-10能阻断了IL-1和TNFα的产生,从而阻断LPS诱导的自主活动抑制[19]。也有研究发现脑室注射IL-1β能明显降低旷场中的总路程和中央活动路程[20]。但也有报道IL-1α对SD大鼠自主活动有增加的趋势[21]。有人认为活动减少可能与细胞因子受体特异性、昼夜周期、性别和环境的熟悉程度有关[22]。也有研究认为这种活动减少是剂量依赖性的,不一定是动机行为,可能与抑郁症的心理运动停止不同[23]。因此还需要进一步的研究证明。
3 细胞因子诱导抑郁症可能的机制
细胞因子虽然被认为是在外周免疫系统激活的情况下产生的介导免疫的信号分子,但目前各种分子生物学的研究发现在大脑中枢内也存在各种细胞因子,抑郁症的各种心理和生理应答可能正是通过细胞因子的中枢效应起作用的。因为大部分细胞因子是相对较大的亲水性分子,在生理情况下不太可能通过血脑屏障,但是细胞因子可以1)通过某些血脑屏障缺失的位点如脉络从和室周器官和中隔等,被动转运到脑实质内;2)通过特定的载体蛋白主动转运通过血脑屏障,进入脑内;3)激活迷走传入神经,将信号转导到孤束核,然后转换到其它脑区如下丘脑室旁核等。外周的细胞因子信号一旦进入脑内,与脑内表达的细胞因子及其受体一起影响神经生化,神经内分泌和行为,发挥细胞因子的中枢效应[24]。细胞因子导致抑郁症的机制主要表现在以下两个方面:
3.1 脑5-羟色胺(5-hydroxytryptamin,5-HT)系统功能降低
5-HT系统功能低下是抑郁症发病的重要机制之一,而且是抗抑郁治疗的重要靶点。而前炎性细胞因子在与抑郁症密切相关的脑区如下丘脑,海马,杏仁核和前脑皮质的5-HT转化中具有重要作用。
前炎性细胞因子通过激活色氨酸前体(precursor tryptophan,TRP)代谢酶吲哚胺2,3-二氧化酶(indoleamine 2,3-dioxygenase,IDO)使突触前5-HT神经元活性降低。5-HT合成很大程度上依赖于通过血脑屏障的TRP,而细胞因子激活TRP代谢酶IDO使TRP利用率下降,IDO过渡激活导致血浆TRP消耗,伴有5-HT合成明显下降。细胞因子还可以通过降低血脑屏障摄取TRP使血清TRP到脑的利用率下降,降低5-HT的合成,造成色氨酸能系统缺陷。研究显示血浆TRP水平与IL-6和阳性急性期反应蛋白负相关,而与阴性急性期反应蛋白正相关,并且在细胞因子免疫治疗中产生的抑郁症状的发展和严重程度及细胞因子减少的浓度与血浆TRP正相关[25]。而通过抑制5-HT传导功能的利血平诱导的行为性抑郁大鼠大脑皮质,海马和下丘脑中IL-1β的含量增高,而IL-1ra可以减轻利血平引起的行为性抑郁[26]。并有研究报道LPS注入小鼠体内24小时后脑内IDO活性增加两倍[27]。此外,细胞因子激活的IDO还可以导致IDO介导的犬尿氨酸通路的代谢物产生增加,如:3-羟犬尿氨酸(3-hydroxy- kynurenine, 3OH-KYN)和喹啉酸,这两者都是在多种神经退化条件下的神经毒性物质,可以在多种精神紊乱性疾病包括焦虑症和抑郁症中观察到。3OH-KYN可能导致氧自由基(reactive oxygen species, ROS)过量产生和单胺氧化酶活性增加,导致5-HT的快速消耗,进一步加剧了突触前可利用5-HT的降低而导致抑郁症。并且,ROS过量表达使突触膜黏附性改变而影响5-HT受体的功能和密度。
此外,细胞因子还可能通过改变突触后5-HT1A及5-HT2A受体的数目或敏感性而影响5-HT转运。向大鼠外周注入重组人IL-1β所导致的糖皮质激素水平升高的应激反应可以被5-HT1A受体激动剂减弱,而被5-HT2A受体拮抗剂增强[28]。但具体机制还不清楚,需要进一步的研究。
3.2 下丘脑-垂体-肾上腺轴(hypothalamic- pituitary-adrenal axis,HPA轴)激活
慢性应激导致抑郁症的一个重要步骤就是HPA轴激活,最终导致糖皮质激素的升高,高水平糖皮质激素负反馈作用于HPA轴的下丘脑和垂体,使HPA轴的激活恢复到正常状态。细胞因子能够通过打乱外周循环的糖皮质激素对HPA轴的负反馈抑制而导致HPA轴过度激活。
细胞因子可能通过降低糖皮质激素受体(glucocorticoid receptor, GR)的易位和功能而激活HPA轴。研究显示:在大鼠身上系统应用LPS可以降低地塞米松抑制肾上腺糖皮质激素的作用,这种作用可能是通过细胞因子诱导下丘脑和垂体的GR阻抗产生的。地塞米松可以引起GR易位造成GR上调,IL-1α可以抑制这一作用;先用IL-1α预处理再注射地塞米松,可以造成地塞米松引起的GR调节基因转录受抑;IL-1α与地塞米松共同孵育可以造成GR调节基因活动受抑,并且这一作用可被IL-1ra所逆转[29]。这种中枢GR功能改变可能导致下丘脑和垂体对高水平的糖皮质激素的敏感性降低,因此导致负反馈功能缺失。此外,细胞因子激活的IDO可以通过犬尿氨酸通路产生特异代谢物喹啉酸,喹啉酸对N-甲基-D-天冬氨酸受体(N-methyl-D-aspartate receptor, NMDAR)有潜在激动剂作用,通过激活NMDAR导致细胞兴奋性毒性,海马萎缩和GR缺失。在16例应用IFNα治疗C型肝炎诱导抑郁症状的患者中,其蒙氏抑郁等级量表分数与KYN/KA率呈现显著的时间相关性[30]。也有人认为前炎性细胞因子可能是HPA轴的潜在激动剂。IL-1是导致病态行为的重要细胞因子之一,中枢IL-1及其受体在与HPA相关的多个脑区都有表达,如海马,杏仁核,下丘脑等。以上研究说明细胞因子和应激导致抑郁症的机制在HPA轴的激活和糖皮质激素增高方面是相似的,进一步从机制上说明了细胞因子与抑郁症状的关系。
4 结语
“抑郁症的细胞因子假说”为探讨抑郁症的病因学提供了一个新的观点,认为抑郁症是一种心理神经免疫性疾病,并得到了很多研究者的支持。但是目前还存在一些问题,主要表现在以下几个方面:
第一,通常造成抑郁症的是长期慢性的应激,目前采取的抑郁动物模型也主要是采用长期慢性的生理和(或)心理应激模型,如慢性强迫游泳应激,慢性温和应激,不可控性的电应激等,并且临床上观察到的细胞因子治疗患者的抑郁症状也一般在治疗2周或更长时间后出现,而动物研究中所观察到的行为则是在急性注入LPS或IL-1的状况下出现的。尽管在注射数小时后有很多病态行为出现,但是缺少注射后的长时行为效应和长期应激的行为效应。因此,对于细胞因子长时行为效应的研究可能为研究细胞因子与抑郁症之间的关系提供进一步的证据。
第二,各种支持证据大多数来源于免疫激活(如炎性疾病或注射LPS)或前炎性细胞因子治疗下的抑郁症,而在非免疫激活或免疫治疗情况下应激导致的抑郁症中所测到的细胞因子变化并不一致。鼠尾电击、母子隔离和长期温和应激可以使啮齿动物的外周和脑内的IL-1β水平升高[31],而暴露在强迫性游泳应激中的大鼠中枢和外周IL-1水平却未见明显增高[32]。也有人认为细胞因子水平升高只是应激状况下的一个外在表现,因此对于应激,细胞因子和抑郁症之间的相互作用还需要进一步研究。
虽然对于细胞因子和抑郁症之间的关系还存在很多不明确之处,然而,目前的假说已为与抑郁症相关的病理学和心理学机制研究创立了新的观点并为寻求发展新一代的抗抑郁药提供了方向。相信伴随着研究的不断深入和完善,细胞因子在抑郁症中的确切角色会逐渐明了。
参考文献
[1] Capuron L, Hauser P, Hinze-Selch D, et al. Treatment of cytokine-induction depression. Brain Behavior and Immune, 2002, 16(5): 575~580
[2] Kent S, Bluthé R M, Kelley K W, et al. Sickness behavior as a new target for drug development. Trends Pharmacology Science, 1992, 13: 24~28
[3] 祖蓓蓓. 抑郁症与免疫抑制.国外医学精神病分册,2004,31(2):97~99
[4] Maes M. Evidence for an immune response in major depression: a review and hypothesis. Progress in Neuro-Psychopharmacology & Biological psychiatry, 1995, 19: 11~38
[5]Kronfol Z. Immune dysregulation in major depression: a critical review of existing evidence. Int. J. Nuropsychophamacol, 2002, 5: 333~343
[6] Suarez E C, Lewis J C, Krishnan R R, et al. Enhanced expression of cytokines and chemokines by blood monocytes to in vitro lipopolysaccharide stimulation are associated with hostility and severity of depressive symptoms in healthy women. Psychoneuroendocrinology, 2004; 29(9): 1119~1128
[7] Levine J, Barak Y, Chengappa K N, et al. Cerebrospinal cytokine level in patients with acute depression. Neuropsycholibiology, 1999, 40: 171~176
[8] Olga J.G, Marieke C. W, Maes M, et al. Cytokines and major depression. Progress in Neuro-Psychopharmacology & Biological psychiatry, 2005, 29: 201~217
[9] Pollak Y, Ovadia H, Yirmiya R, et al. Behavior aspect of experimental autoimmune encephalomyelitis. J. Neuroimmunology, 2000, 104(1): 31~36
[10] Menzies H, Chochinov H M, Breitbart W, et al. Cytokines, cancer and depression: connecting the dots. J Support Oncol, 2005; 3(1): 55~57
[11] Constant A, Castera l, Dantzer R, et al. Mood alterations during interferon-alfa therapy in patients with chronic hepatitis C: evidence for an overlap between manic/ hypomanic and depressive symptoms. J Clin Psychiatry, 2005, 66(8): 1050~1057.
[12] 亓晓丽,林文娟. 焦虑和抑郁动物模型的研究方法和策略. 心理科学进展,2005,13(3):327~332
[13] Yirmiya R. Endotoxin produces a depressive-like episode in rats. Brain Research, 1996, 711: 163~174
[14] De La Garza R. Endotoxin- or pro-inflammatory cytokine-induced sickness behavior as animal model of depression: focus on anhedonia. Neuroscience & biobehavioral Reviews, 2005, 29: 761~770
[15] Anisman H., Kokkinidis L., Merali Z. Interleukin-2 decreases accumbal dopamine efflux and responding for rewarding lateral hypothalamic stimulation. brain research, 1996, 731(1-2): 1~11
[16] Avitsur R, Yirmiya R. Cytokines inhibit sexual behavior in female rats: I. Synergistic effects of tumor necrosis factor alpha and interleukin-1.Brain, Behavior & Immune, 1999, 13(1): 14~32
[17] Marvel F A., Chen C C, Badr N, et al. Reversible inactivation of the dorsal vagal complex blocks lipopolysaccharide-induced social withdrawal and c-Fos expression in central autonomic nuclei. Brain, Behavior, and Immunity, 2004, 18: 123~134
[18] Yirmiya R, Pollak Y, Barak O, et al. Effects of antidepressant drugs on the behavioral and physiological responses to LPS in redents. Neuropsychopharmacology, 2001, 24: 531~544
[19] Simmonsa D A, Broderick P A. Cytokines, stressors, and clinical depression: Augmented adaptation responses underlie depression pathogenesis. Progress in Neuro- Psychopharmacology & Biological Psychiatry, 2005, 29: 793 ~807
[20] 赵巍峰,刘少华,李莹莹等. 白介素-1β对大鼠自主行为影响的研究. 汕头大学医学院学报,2005,18(3):141~143
[21] Broderic P A. Interleukin 1alpha alters hippocampal serotonin and norepinephrine release during open-field behavior in SpragueDawley animals: differences from the Fawn-Hooded animal model of depression. Progress In Neuro-Psychopharmacology & Biological Psychiatry, 2002, 26 (78): 1355~ 1372.
[22] Adrian J, Dunn, & Swiergiel A H. Effects of interleukin-1 and endotoxin in the forced swim and tail suspension tests in mice. Pharmacology, Biochemistry and Behavior, 2005, 81: 688 ~ 693
[23].Dunn A J, Swiergiel A H, Beaurepaire R. Cytokines as mediators of depression: what can we learn from animal studies? Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 2005, 29: 891~909
[24] Charles L, Raison, Lucile C, et al. Cytokines sing the blues: inflammation and the pathogenesis of depression. Trends in Immunology, 2006, 27(1): 24~31
[25] Capuron L, Ravaud A, Neveu P J, et al. Association between decreased serum tryptophan concentrations and depressive symptoms in cancer patients undergoing cytokine therapy. Mol. Psychiatry, 2002, 7(5): 468~473
[26] 黄庆军,郝新玲. 脑内白介素-1β介导利血平引起的大鼠行为性抑郁. 中国行为医学科学,2003,12(5):491~492
[27] Lestage D, Verrier K, Palin, et al. The enzyme indoleamine 2,3-dioxygenase is induced in the mouse brain in response to peripheral administration of lipopolysaccharide and superantigen. Brain, Behavior and Immunity, 2002, 16: 596~601
[28] David S, Glenn E F, Jon E. Differential inhibition of stress-induced adreocortical responses by 5-HT1A agonists and by 5-HT2 and 5-HT3 antagonists. Psychoneuroendocrinology, 1995, 20(3): 239~257
[29] Pariante C M, Pearce, B D, Pisell. T L, et al. The proinflammatory cytokine, interleukin-1a, reduces glucocorticoid receptor translocation and function. Endocrinology, 1999, 140: 4359~4366
[30] Wichers M C,Koek G H,Robaeys G,et al. IDO and interferon-alpha-induced depressive symptoms: a shift in hypothesis from tryptophan depletion to neurotoxicity. Mol Psychiatry, 2005, 10(6): 538~44
细胞因子范文2
临床医学机体的免疫细胞和非免疫细胞能合成和分泌的一组多肽或低分子量蛋白质,称为细胞因子。包括干扰素(IFN)、白细胞介素(IL)、肿瘤坏死因子(TNF)、集落刺激因子(CSF)、转化生长因子(TGF)等。它们与靶细胞特异受体结合,调整细胞增殖、分化和功能活性,在神经内分泌免疫调节网络中起重要作用,在异常情况下也会导致病理反应。
1 细胞因子与临床诊断的关系
1.1 当细胞因子及其受体的缺陷时,可导致先天性缺陷和继发性缺陷两种病理情况,例如先天性的性联重症联合免疫缺陷病人(XSCID),表现为体液免疫和细胞免疫的双重缺陷,出生后必须在无菌罩中生活,往往在幼儿期因感染而夭折。现已发现这类患者的IL-2受体γ链缺陷,由此导致IL-2、IL-4和IL-7的功能障碍,使免疫功能严重受损。细胞因子的继发性缺陷往往发生在感染、肿瘤等疾病以后,如人类免疫缺陷病毒(HIV)感染并破坏TH后,可导致TM细胞产生的各种细胞因子缺陷,免疫功能全面下降,从而表现出获得性免疫缺陷综合征(AIDS)的一系列症状。
1.2 细胞因子表达过高而导致炎症加重,在炎症、自身免疫病、变态反应、休克等疾病时,某些细胞因子的表达量可成百上千倍地增加,例如类风湿关节炎患者的滑膜液中可发现IL-1、IL-6、IL-8水平明显高于正常人,而这些细胞因子均可促进炎症过程,使病情加重。应用细胞因子的抑制剂有可能治疗这类炎症性细胞因子水平升高的疾病。
1.3 细胞因子受体从细胞膜上脱落下来,可溶性细胞因子受体水平升高,存在于体液和血清中,使可溶性细胞因子受体水平升高。这类分子可能结合细胞因子,使其不再与膜表面受体结合,因而封闭了细胞因子的功能。
2 细胞因子与临床治疗的关系
目前利用基因工程技术生产重组细胞因子,作为生物应答调节剂(BRM)治疗肿瘤、造血障碍、感染等已收到良好疗效,成为新一代药物。重组细胞因子作为药物具有很多优越之处。例如细胞因子为人体自身成分,可调节机体的生理过程和提高免疫功能,很低剂量即可发挥作用,因而疗效显著,不良反应小,是一种全新的生物制剂,已成为某些疑难病症不可缺少的治疗手段。
细胞因子疗法基本上可分为两种,即细胞因子补充和添加疗法及细胞因子阻断和拮抗疗法。
2.1 细胞因子补充和添加疗法:它是通过各种途径使患者体内细胞因子水平增加,充分发挥细胞因子的生物学作用,从而抵御和治疗疾病。例如:IFN-2主要用于治疗病毒性感染和肿瘤。对病毒性肝炎、疱疹性角膜炎、带状疱疹、慢性宫颈炎等有较好疗效。IL-2目前多与LAK/TIL合用治疗实体肿瘤,对肾细胞瘤、黑色素瘤、非何杰金淋巴瘤、结肠直肠癌有较显著的疗效。TNF宜局部应用,全身应用不良反应严重。CSF用于各种粒细胞低下患者,如化疗后的辅助治疗。以上几种细胞因子的临床适应证明确、临床疗效肯定。
2.2 细胞因子阻断和拮抗疗法:其基本原理是抑制细胞因子的产生和阻断细胞因子与其相应受体的结合及受体的信号传导过程,使细胞因子的病理性作用难以发挥,该疗法适用于自身免疫疾病、移植排斥反应、感染性休克等的治疗。例如抗TNF单克隆抗体可以减轻甚至阻断感染性休克的发生,IL-1受体拮抗剂对于炎症、自身免疫性疾病等具有较好的治疗效果。
3 细胞因子与临床检验的关系
在临床检验上,细胞因子检测是判断机体免疫功能的一个重要指标,在疾病的诊断、病程观察、疗效判断及细胞因子治疗监测方面有重要意义。目前的检测方法有:(1)依赖性细胞株,即一些肿瘤细胞株必须依赖于细胞因子方能在体外增殖,因而可利用这些依赖细胞检测相应的细胞因子。(2)功能检测,即利用一些细胞因子的功能,建立相应的活性测定方法。(3)免疫测定,即利用抗原抗体反应的原理,制备出抗细胞因子的单克隆抗体或多克隆抗体,可进行免疫检测。(4)功能测定与抗体抑制所用的抗细胞因子抗体必须是具有中和活性的抗体。(5)分子杂交技术,即制备出细胞因子的基因探针,通过分子杂交技术检测细胞内细胞因子mRNA的表达。(6)多聚酶链反应技术,首先将细胞因子产生细胞的RNA提取出来,再经逆转录合成cDNA,以cDNA为模板,在细胞因子引物的引导下,即可进行PCR扩增。
研究细胞因子不仅有助于阐明分子水平的免疫调节机制,而且,有助于疾病的预防、诊断和治疗, 特别是利用细胞因子治疗肿瘤、感染、造血功能障碍以及自身免疫病等已收到初步疗效,具有非常广阔的应用前景。
细胞因子范文3
关键词:麻醉;细胞因子;平衡
前言 目前被广泛应用于临床麻醉诱导及维持、局部麻醉辅助镇静、门诊短小手术麻醉和ICU 病人镇静等领域。大量研究表明,异丙酚对围术期心、肺、脑、肝脏以及肾脏等重要器官均有一定的保护作用。近年随着神经生理学、分子生物学的发展,关于异丙酚脑保护及对细胞因子平衡调节的作用机制的研究正不断深入。
1.麻醉与细胞因子平衡的功能及内涵
细胞因子是由活化的巨噬细胞、单核细胞、淋巴细胞、内皮细胞、纤维母细胞、血小板等产生的一组具有高度生物学活性的小分子多肽。白细胞介素是细胞因子中重要的一类。多数细胞因子以单体形式存在,作为细胞间信号因子介导免疫应答和炎症反应,亦参与造血功能的调节。细胞因子通常以旁分泌或自分泌的形式作用于附近细胞或细胞因子产生细胞本身,少数炎症情况下某些细胞因子也可通过内分泌样的形式作用于远隔部位的靶器官,少数细胞因子以跨膜形式(如TNF-α)和膜结合形式(如IL-8)直接作用于相邻的靶细胞。细胞因子与激素、神经肽、神经递质共同组成细胞间信号分子系统,在信号转导、受体调节和生物学效应等多个水平上发生协同或拮抗性质的相互作用,形成细胞因子网络,主要通过以下几种方式发挥作用:①一种细胞因子诱导或抑制另一种细胞因子的产生;②调节同一种细胞因子受体的表达;③诱导或抑制其他细胞因子受体的表达。细胞因子可分为促炎性细胞因子和抗炎性细胞因子两种类型 。促炎性细胞因子包括:白介素-1、白介素-2、白介素-6、白介素-8和肿瘤坏死因子-α等;抗炎性细胞因子则包括:白介素-4、白介素-10、白介素-1受体拮抗剂、肿瘤坏死因子结合蛋白和可溶性肿瘤坏死因子受体等。前炎性细胞因子属于促炎性细胞因子类,主要包括TNF-α,IL-1,IL-6,IL-8等,主要介导免疫和炎性反应。促炎性因子和抗炎性因子相互影响作用的结果形成体内的一种平衡机制,即细胞因子平衡。
机体在遭受强病理性应激后,受损局部组织细胞发生损伤、缺血,其代谢、免疫功能也随之发生变化,免疫系统对外来抗原异物和自身被破坏组织细胞进行识别清除即产生免疫应答和炎性反应。适当的炎性反应具有保护作用,但当处于机体重症感染导致脓毒症或非感染性损伤如外科大手术、创伤等情况下,过度的炎症反应可造成自身组织器官结构和功能的严重而广泛的损害,即所谓全身炎症反应综合症,甚至诱发多脏器功能障碍。机体的这种过度炎性反应与体内单核-巨噬细胞源性的炎性介质诱导的瀑布样级联反应密切相关,细胞因子在介导这种反应的过程中起重要作用。机体损伤后为避免SIRS甚至MODS的发生,一方面限制促炎性因子的释放,更主要的是生成抗炎性因子与其抗衡。而抗炎性因子的反应一旦过度,则容易诱发代偿性抗炎症反应综合症,导致免疫功能低下,加重组织损伤。因而纠正细胞因子失衡,调节炎症反应强度对维持患者内环境稳定有重要意义,而且有研究表明,机体损伤后细胞因子能否恢复平衡与临床预后密切相关。
2.麻醉中细胞因子平衡的应用探讨
近年来,麻醉的免疫调节作用在现代麻醉中越来越受重视。患者围手术期免疫功能的变化是手术创伤和麻醉共同作用的结果,以往的研究大多仅重视手术而忽略了麻醉的影响,越来越多的研究显示麻醉亦影响机体免疫功能和细胞因子反应,对于某些大手术和高危手术,这种影响更有临床意义。一些麻醉药物通过影响细胞间的信号交流来来调节机体对损伤、应激等所产生的免疫应答,对围术期机体内环境的稳定和预后起一定的作用。静脉麻醉药异丙酚应用于临床以来,随着对其研究的不断深入,发现其可通过调节细胞因子平衡而起到器官保护作用,具体机制仍在不断探索中。
(1)IL-6与异丙酚
人成熟IL-6分子为184个氨基酸残基,分子量26kDa。IL-6原被确定为B细胞生长因子,由激活的巨噬细胞、淋巴细胞及上皮细胞分泌,能被IL-1β和TNF-α诱导。当炎症刺激时,由单核细胞、巨噬细胞和内皮细胞所释放,是急性期反应的主要细胞因子之一。IL-6在急性炎症反应中的作用主要表现为对多种细胞的促炎作用和诱导肝细胞产生免疫球蛋白和急性期反应蛋白,催化和放大了炎性反应和毒性作用,造成了组织细胞的损害,可作为反映机体炎症与疾病严重程度的重要指标。在前炎性细胞因子中,IL-6是最强的内源性启动全身性炎性反应的炎症介质,是产生急性期蛋白和集聚炎症细胞的主要效应物。Shimaoka等证实IL-6与手术应激所致的炎症反应直接相关,其增高的幅度和持续的时间与创伤程度相一致,是组织损伤的敏感标志,能够反映炎症反应的严重程度,因而可作为术后转归的评估指标。Butler等发现,开胸手术在劈开胸骨不久,患者血浆IL-6水平就开始升高,4小时后达峰值,48小时后平均浓度仍能维持在较高水平。
Joris等在通过研究开腹胆囊切除手术患者体内的细胞因子变化后已得出了类似的结果。外周血IL-6的水平还被用于一些脓毒血症诊断和治疗的一个相关指标。在大鼠内毒素诱导的休克模型中,异丙酚可明显抑制IL-6和TNF-α的产生,内毒素注射后1h给予异丙酚大鼠的死亡率为9%,内毒素注射后2h再给予异丙酚大鼠的死亡率为36%,而单独给与内毒素的大鼠死亡率高达73%,提示异丙酚通过减少促炎性因子的产生减轻炎症反应,降低内毒素休克动物的死亡率,越是早期给与异丙酚这种效果越明显。Kotani等用异丙酚5~9mg kg-1 h-1速度对患者进行麻醉维持,在不同时间段收集患者肺泡中的巨噬细胞,提取处理后发现IL-6的基因表达低于术前,说明异丙酚具有减少IL-6释放的作用。
(2) IL-8与异丙酚
IL-8又称为中性粒细胞激活蛋白1,分子量8.3kDa,是一种强而有力的PMN趋化和活化因子,由单核细胞、上皮细胞、表皮细胞、纤维母细胞及T淋巴细胞在IL-1、TNF和外源性因子细菌酯多糖的刺激下合成和分泌,主要生物学作用是趋化并激活PMN改变其外型,促使其脱颗粒;激活PMN并使其产生呼吸爆发,促进PMN的溶酶体酶活性和吞噬作用;对嗜碱性粒细胞和T细胞也有一定的趋化作用。目前认为,TNF、IL-1、IL-6诱发的炎症反应在很大程度上是通过诱导产生以IL-8为代表的趋化因子所介导而产生的,在炎症反应中起第二介质的作用,且与病灶的大体炎症程度呈正相关。Yamasaki等发现IL-8能促进白细胞浸润、积聚及细胞黏附,产生大量自由基,促进脂质过氧化和细胞因子释放失调。IL-8对神经组织早期炎症中的PMN有趋化活性和激活作用,导致氧自由基大量释放和细胞膜损伤,其降解产物的瀑布效应可迅速导致严重的组织损伤。Ott等研究表明脑室内注射IL-8能明显增加脑氧耗,升高体温,在与应激相关的神经内分泌、神经免疫中发挥一定作用。临床研究发现重度颅脑损伤患者脑脊液中IL-8含量均明显升高,其升高程度与患者死亡率呈正相关,提示IL-8也可作为反映疾病预后的一项指标,患者血清IL-8升高则预后不良。Kotani等亦证实CPB后IL-8水平升高和心功能恶化呈正相关。近年来发现IL-8与某些恶性肿瘤生长与侵袭密切相关,其机制可能与IL-8促进肿瘤内血管生成和细胞增殖、抑制肿瘤细胞凋亡及促进胶原酶活性提高肿瘤的侵袭力等义素有关。
(3)IL-10与异丙酚
手术创伤后的抗炎性保护效应自IL-10开始。IL-10是一个相对分子量为35~40kDa的非共价结合的同源二聚体多肽,最初发现IL-10是由大鼠Th2 细胞分泌,并能抑制Th1细胞合成、分泌细胞因子,所以最初被称为细胞因子合成抑制因子。IL-10可以由多种细胞合成,包括:T细胞、B细胞、单核细胞、巨噬细胞、肥大细胞等,并在炎症、免疫等方面均有调节作用。IL-10主要功能是限制和最终终止炎症反应,对免疫应答主要起抑制作用,还可以调节B细胞、NK细胞、细胞毒T细胞和辅助T细胞、肥大细胞、PMN、树突状细胞、角化细胞和内皮细胞的生长和分化。IL-10作为一种抗炎因子,是一种多功能的细胞因子,能抑制肾小球系膜细胞及其炎症因子的分泌,作为辅助T细胞及单核巨噬细胞所产生的重要因子,能抑制多种免疫活性细胞因子mRNA的转录,能抑制激活的单核细胞巨噬细胞产生其他的细胞因子如TNF-α、IFN-γ、全血培养中,分别加入临床血药浓度10倍浓度的不同麻醉药,发现硫喷妥钠、依托咪酯和异丙酚显著增加IL-10的生成,说明异丙酚可通过调节抗炎因子的生成发挥器官保护作用。IL-1β等,从而发挥其抗炎作用。Larsen 等在加有LPS的人全血培养中,分别加入临床血药浓度10倍浓度的不同麻醉药,发现硫喷妥钠、依托咪酯和异丙酚显著增加IL-10的生成,说明异丙酚可通过调节抗炎因子的生成发挥器官保护作用。
参考文献
1. 金伯泉. 细胞和分子免疫学[M]. 第二版. 北京: 科学出版社,2001,131-150.
2. 俞卫锋主编. 麻醉与复苏新论[M]. 上海: 第二军医大学出版社,2001,356-357.
3. 陈德昌. 全身性感染与机体免疫反应[J]. 中华普通外科杂志, 1998,13:195-197.
细胞因子范文4
白细胞介素家族成员众多,其中主要以抗炎症方式起作用的白介素类细胞因子主要有:白细胞介素1受体抗体(Interleukin-1 Receptor Antagonist,IL-1ra),白细胞介素4(Interleukin-4,IL-4),白细胞介素10(Interleukin-10,IL-10),白细胞介素13(Interleukin-13,IL-13)。
1 IL-1ra
Arend等[1]发现在细胞培养上清和体液中有抑制IL-1 活性物质。1985年命名为IL-1ra。1990年Eisenberg等[2]通过分子克隆技术IL-1ra 基因长1.8 kb,有编码177个氨基酸的开放阅读框架,成熟的IL-1ra 蛋白有152个氨基酸,还有一个25个氨基酸的先导序列,与IL-1β有26%~30%同源性,与IL-1α有19%同源性,基因结构与IL-1 相似。在疾病状态下,许多组织如滑膜、皮肤组织中的巨噬细胞都可产生IL-1ra[1]。人的正常皮肤,培养的角质细胞及单核细胞皆有IL-1ra mRNA表达。IL-1在体内外有广泛的生物学活性,IL-1ra 与IL-1受体结合后,本身无激动作用,但可消除或减轻IL-1的生物效应,从而机体的病理生理过程。IL-1和IL-1ra之间平衡决定IL-1在炎症过程中的作用。Isaacs等[3]用RT-PCR法检测小肠活检组织中IL-1ra mRNA,发现IBD患者急性期与炎症缓解期相比,IL-1ra mRNA表达降低。Ferretti等[4]用抗IL-1ra 剂中和内生的IL-1ra ,可延长和加剧急性小肠炎症反应和引起炎症慢性化。Casini-Raggi等[5]用特异性非交叉放免和ELISA法测IBD患者和正常对照组新鲜离体小肠粘膜细胞、小肠活检组织中的IL-1、IL-1ra,发现IBD患者IL-1ra /IL-1比值显著下降(P<0.01), IL-1ra /IL-1比值与疾病的严重程度密切相关(r=-0.7846,P<0.001)。而自限性结肠炎患者IL-1ra /IL-1比值不下降。IBD患者IL-1ra 降低与其炎症反应长期存在有关,IL-1ra /IL-1比失衡是慢性炎症疾病(包括IBD)的重要发病机制,Thomas等[6]研究认为IL-1ra 能明显改善醋酸诱导的大鼠结肠炎,抑制中性粒细胞的游走和肠坏死。对大鼠结肠中注射福尔马林和免疫复合物所致的结肠炎,IL-1ra 能减轻其炎症和组织损伤。总之,内生性IL-1ra 不足,IL-1ra /IL-1失调,可能是慢性炎症,特别是IBD的重要病因。
2 IL-4
1982年[1]首次发现IL-4。IL-4是由活化的Th2细胞和肥大细胞产生的一种细胞因子,在TH1和TH2两个亚群之间的相互作用,对Th2类细胞因子的产生和对淋巴细胞及巨噬细胞发挥免疫调节作用。Hart等[7~10]研究认为IL-4能阻滞抗体依赖性细胞毒性作用,抑制IL-1β、肿瘤坏死因子α(TNF-α),前列腺素E2(PGE2),IL-6、IL-8及一氧化氮的产生。另有学者[11]研究认为IL-4能诱导人单核细胞产生IL-1ra,B细胞产生IgG1和IgE,抑制IL-2诱导产生的淋巴活性杀伤细胞。Corcoran等[12]认为IL-4能抑制小肠胶原酶和IV型胶原酶的分泌,减弱由巨噬细胞诱导的特异性细胞基质的降解。1992年Hiester等[13]用BDF1小鼠腹腔渗出的巨噬细胞,在 Boydend小室中测定细胞因子的趋化活性,发现小鼠IL-4对巨噬细胞是一种强有力趋化剂。在免疫炎症时,抗原活化的T细胞分泌IL-4,以炎症发生为中心的外周形成趋化梯度,用IL-4能增加血液和淋巴循环中单核细胞表达CR3,促进巨噬细胞粘附到血管内皮上,然后逸出血管沿趋化梯度移动。Beckmann等[14]研究表明,IL-4可抑制巨噬细胞游走,作为IL-8的抑制因素,可引起巨噬细胞聚集,说明IL-4在控制和消除组织炎症反应中发挥重要作用,IL-4通过靶细胞表面特异性的高亲和力IL-4受体而发挥生物学作用。Seheriber等[15]研究显示,IL-4对取自IBD的单核细胞的免疫调节作用明显减弱,其抑制IL-1,TNF-α,超氧化物阴离子产生的能力减弱,使IL-1ra/IL-1比值升高能力也异常。他们提出:IBD患者IL-4调节作用减弱的一个重要机制是患者单核细胞表达的IL-4受体减少。
3 IL-10
IBD患者血清中IL-10的具体来源迄今仍不清楚。Del-prete等[16]认为IL-10由不同细胞产生,人IL-10主要由CD+4细胞分泌,大多数Th1、Th2、Th0细胞克隆也产生相当多的IL-10。另些学者[17~19]认为CD+8细胞、IBD患者周围单核细胞、小肠粘膜细胞都可分泌IL-10。Fiorentino等[20]在体外研究显示IL-10通过抑制巨噬细胞和T细胞功能在调节免疫反应中发挥重要作用。De Wall Malefyt等[21]认为IL-10多相活性表现在对特殊抗原T细胞增生抑制和下调单核巨噬细胞产生的Ⅱ类MHC分子表达。有些学者[17,22,23]研究发现IL-10能抑制TNF-α、IFN-r、IL-1α、IL-1β、IL-6、IL-8的mRNA和蛋白质表达。Kucharzik等[24]研究发现,活动性溃疡性结肠炎(UC)和克隆病(CD)患者与健康人对照,IL-10浓度显著升高,相反在UC和CD患者缓解期与健康人相比无明显升高,UC和CD之间IL-10浓度无统计学意义。认为IL-10与IBD的活动性有关,进一步研究发现,类固醇对IL-10浓度似乎无影响。在活动性IBD患者接受类固醇治疗过程中,检查IL-10每天的变化量,发现所有患者的IL-10量升高,疾病缓解后IL-10量下降,接受类固醇治疗抑或未用类固醇治疗均无明显不同。Scheriber等[25]认为IL-10在UC和CD之间以及与正常对照组之间均无差异。其研究显示:IL-10使IBD患者对外周血单核细胞和LPMC分泌的IL-1β和TNF-α下降,并诱导IL-1ra产生。在体外试验中,他们向IBD患者的外周血单核细胞和LPMC加入IL-10,发现IL-10能使IBD患者已下降的IL-1ra/IL-1比值恢复正常。因此认为IBD患者IL-10的调节功能是正常的。kühn等[26]通过基因突变将小鼠IL-10基因敲出,结果小鼠诱发慢性结肠炎,这些小鼠显示肠上皮的MHCⅡ类分子的异常表达,提示小肠抗原引起肠道免疫反应失控,从而证实IL-10具有肠道免疫调节作用。Nielsew等[27]研究,IL-10mRNA表达在多数UC患者中下降,在CD患者并不减少,IL-4mRNA表达在CD患者小肠组织中减少。他们认为UC和CD可能存在着不同的免疫作用。
4 IL-13
80年代末在对Th细胞产生的淋巴因子功能研究中,发现Th2细胞克隆产生一种新的活性蛋白P600。1989年Brown等[28]发表了P600全长cDNA序列和氨基酸顺序,人IL-13cDNA单一开放阅读框架编码长132个氨基酸多肽。在1993年Keystone细胞因子专论会上命名为IL-13。Muzio等[29]报道IL-13可诱导人单核细胞和多形核细胞产生IL-1ra,可使IL-1ra转录的半衰期从1.3 h分别延长至4.5 h和12 h。通过RT-PCR检测发现IL-13不仅能调节可溶性IL-1ra的形成,且能诱导细胞内IL-1ra表达。由于IL-1ra是一种炎症拮抗因子,其表达提高就相对抑制了IL-1炎症效果的产生。Minty等[30]报道IL-13在体外能产生强的抑制经脂多糖(LPS)诱导的人外周血单个核细胞(PBMC)所分泌的IL-6,IL-6、IL-1和TNF-α一起对异常感染和免疫有加剧作用,IL-13在4 h内就可抑制经LPS攻击的PBMC培养中的IL-6mRNA积累,它似可直接作用于产生IL-6的单个核细胞。IL-13还能降低 经LPS激活的人单核细胞培养物中IL-1α、IL-1β、IL-12、IL-8的浓度,能促进IL-1ra的产生,提示IL-13的抗炎作用在于全面阻止炎性因子的合成。Mckenzie等[31]将hIL-13加入到有CD+4T细胞存在的高纯度的B细胞培养体系中,发现B细胞产生的IgM、IgG可增加4~12倍。自IL-13命名以来,通过对IL-13生物学功能研究发现,IL-13和IL-4有许多相似功能。二者都主要由Th2亚群细胞产生,hIL-13和hIL-4基因均定位于5号染色体上,IL-13基因在IL-4基因上游50 kb处,在调节单核/巨噬细胞、人B淋巴细胞等方面功能相似,它们之间差异在于对T淋巴细胞功能的调节方面。Zurawski等[32]认为IL-13的作用较IL-4局限,因IL-13对T淋巴细胞和小鼠B淋巴细胞没有作用,表明IL-13在免疫反应中仍是单独起作用的,同时发现IL-13对B淋巴细胞作用在人和鼠不同,可能与T淋巴细胞活化后IL-13的产生早于IL-4,而其分泌的持续时间又长于IL-4有关,认为IL-13可能作用于早期免疫反应。Kuchar-zik等[33]研究发现抗炎性细胞因子IL-4、IL-13和IL-10均能抑制单核细胞分泌IL-1β,且有剂量依赖关系,IL-10能下调活动期IBD患者所有的致炎细胞因子,IL-13、IL-4作用稍弱。而非活动期IBD患者的致炎细胞因子,上述三者均可下调,在对照组用IL-13治疗后,TNF-α,IL-6也可下降。
细胞因子范文5
关键词:川崎病;肿瘤坏死因子-α;干扰素-γ;白细胞介素-12
川崎病(KD)又名皮肤粘膜淋巴结综合征,是一种原因不明确的儿童常见的自身免疫性血管炎综合征,其主要并发症为严重的心血管系统损害,尤其是冠状动脉病变,目前在美国、日本及我国川畸病已取代了急性风湿病作为儿童后天获得性心脏病的最主要原因[1]。近年,细胞因子如肿瘤坏死因子-α(TNF-α),干扰素-γ(INF-γ)和白细胞介素-12(IL-12)在川崎病诊断、鉴别诊断及疗效判断中受到关注。本研究对32例川崎病急性期患儿静脉血中三种细胞因了的检测,现报告如下:
1资料与方法
1.1一般资料 2011年6月到2013年6月,到我院诊治的32名川畸病患儿为实验组。根据临床表现以及血液学和影像学提示,32例患儿均符合急性期KD的诊断标准[2]。其中男18例,女14例,中位年龄6.5(2~15岁)。对照组选择同期到我院体检中心体检的正常儿童,共32例,男女比例选择与实验组相似。男19例,女12例,中位年龄7.1(2~16)。
1.2方法
1.2.1标本收集 用肝素钠抗凝管采集患者和对照组儿童的静脉血10ml.其中5ml用于TNF-α,另5ml用于IL-12的测定。再取用无肝素采集管采集15ml用于INF-γ测定。
1.2.2 TNF-α含量的测定 以鼠源性的抗TNF-α单抗以每孔400ng的量,在PH9的碳酸-碳酸钠缓冲液中包被96孔板中,并4℃过夜。取出后洗涤3次,加入预先备好的待测样本及标准的TNF-α(制作标准曲线用)。37℃孵育2h。用洗涤液洗涤3次,加入羊抗鼠TNF-α抗体,37℃孵育2h后,再洗涤3次,加入辣根过氧化物酶标记的兔抗羊IgG,37℃孵育2h后加入底物显色。终止显色后在自动酶标仪上测定浓度,并以标准曲线为基准求得TNF-α的含量。以Mean±SDng/ml的形式表示结果。
1.2.3 INF-γ含量测定 将上述采得的用于INF-γ测定的静脉血在室温凝固30min,1000r/min离心15min,收集血清。检测IFN-α用人IFN-α检测Elisa试剂盒,操作步骤为分别设空白孔(空白对照孔不加样品及酶标试剂,其余各步操作相同)、标准孔、待测样品孔。在酶标包被板上标准品准确加样50μl,待测样品孔中先加样品稀释液40μl,然后再加待测样品10μl(样品最终稀释度为5倍)。将样品加于酶标板孔底部,尽量不触及孔壁,轻轻晃动混匀。用封板膜封板后置37℃温育30min。将20倍浓缩洗涤液用蒸馏水20倍稀释后备用。小心揭掉封板膜,弃去液体,甩干,每孔加满洗涤液,静置30s后弃去,如此重复5次,拍干。每孔加入酶标试剂50μl,空白孔除外。再用封板膜封板后置37℃温育30min。小心揭掉封板膜,弃去液体,甩干,每孔加满洗涤液,静置30s后弃去,如此重复5次,拍干。每孔先加入显色剂A50μl,再加入显色剂B50μl,轻轻震荡混匀,37℃避光显色15min。每孔加终止液50μl,终止反应(此时蓝色立转黄色)。以空白孔调零,450nm波长依序测量各孔的吸光度(OD值)。终止显色后在自动酶标仪上测定浓度,并以标准曲线为基准求得IFN-α的含量。以Mean±SD ng/ml的形式表示结果.
1.2.4IL-12含量测定 酶联免疫吸附试验(ELBA)试剂盒购自武汉博士德试剂公司,其他常规试剂由实验中心配置,全自动酶标仪由意大利希亚克公司生产。采用双抗体夹心ELISA测定血清IL-12的浓度,具体操作步骤严格按照试剂盒说明书。采用速率散射比浊法检测hs-CRP和CP含量,使用Beckman公司Array一360特定蛋白分析仪,具体操作步骤严格按照试剂盒说明书。
1.3统计学方法 采用SPSS 13.0统计软件。计量资料采用均x±s表示,采用独立样本t检验比较对照组和不同时间窗KD组的细胞因子的差异。以P<0.05 为差异有显著性。
2结果
2.1TNF-α含量的对比结果 KD组患儿外周血中TNF-α含量的平均值是:(56.31±20.12) ng/ml,而对照组的患儿的平均值为(25.28±10.41 )ng/ml。通过独立样本t检验分析,P=0.008<0.05,差异具有显著性。
2.2 INF-γ含量的对比结果 KD组患儿外周血中INF-γ含量的平均值是:(22.2±9.42)ng/ml,而对照组的患儿的平均值为(8.37±10.21)ng/ml。通过独立样本t检验分析,P=0.001<0.05。
2.3 IL-12含量的对比结果 KD组患儿IL-12含量平均为:(35.64±14.16)pg/ml,对照组患儿外周血中IL-12含量平均为:(21.02±4.50)pg/ml。通过独立样本t检验分析,P=0.012<0.05。
3讨论
川崎病(KD)是儿童期一种常见免疫相关性血管炎综合征,有逐年增多趋势,目前认为KD是小儿获得性心脏病的主要病因[3]。到目前为止虽然川崎病精确的发病机制还没有被完全的阐明,但是大量证据表明T细胞介导的免疫调节异常在川崎病的发病机理中发挥了重要的作用。
肿瘤坏死因子,是目前为止抗肿瘤能力最强的细胞因子,也是被研究得最多。它是单核-巨噬细胞分泌的单核细胞刺激因子,在炎症和免疫反应中起着重要的作用。研究表明,川崎病患者体内TNF的含量有明显增加[4]。在正常情况下 ,TNF-α浓度较低,适量的TNF-α对机体有保护作用,在疾病的病理改变下,TNF-α大量分泌,以致对机体产生损害作用。至于是否还有其它因素影响,尚待进一步探讨[5]。本研究的结果为川崎病儿童体内外周血TNF-α含量显著高于正常儿童含量提供了临床依据。
INF-γ主要由辅助T(Th)细胞产生,INF-γ是可调节Th细胞极化的细胞因子 。在这种调节机制中, 细胞分泌的INF-γ 发挥着十分重要的作用,能显著地促进Th1应答,且抑制Th2应答[6]。升高的机理可能是患儿血清中血管内皮生长因子水平明显低于正常患儿,也可能是由于患儿外周血T、B淋巴细胞调节紊乱,机体的免疫功能发生川崎病的原因。在我们这次研究中,也可以看到川崎病患儿外周血中的INF-γ的含量与对照组患儿体内INF-γ的含量差异具有显著性。这里后期应该追加急性川崎病和慢性川崎病患儿体内外周血INF-γ含量比较的研究,以提供更完善的证据证明INF-γ的含量可以反映再障疾病的严重程度。
IL-12是启动Th1细胞的重要因子。而IL-12协同其他的细胞因子组成的细胞因子网可以决定机体免疫应答的类型。本次研究的结果显示川崎病患儿外周血IL-12的含量明显高于对照组正常儿童的含量。提示IL-12在川崎病的发生、发展的过程中具有一定的作用。已经有研究证实,IL-12可以诱导Th1细胞分泌INF-γ[7]。本次研究只是做了川崎病患儿与正常儿童IL-2的差别的研究,并没有研究IL-2含量的高低与病情严重程度的关系。要得到这方面的结果,需在今后的研究中进行急慢性川崎病患儿细胞因子的对比和相关性研究。
综上所述,在川崎病患儿的疾病发展过程中,通过对TNF-α、INF-γ和IL-2的监测,可以有效的了解疾病的病情、治疗效果和疾病的预后,具有重要的临床意义。本次研究的结果,为研究川崎病的新治疗靶点提供了有效的临床依据。同时,也启发我们发现了一些新的研究思路,有助于我们将来更好的认识,特别是儿童这个特殊群体的川崎病。
参考文献:
[1]麦贤弟.川畸病[M]//李文益.儿科学新理论和新技术.北京:人民卫生出版社,2002:474.
[2] PINNA G S,KAFETZIS D A,TSELKAS O I,eta1.Kawasaki disease:an overview[J].Curt Opin Infect Dis,2008,21(3):263-270.
[3]林瑶,杜忠东.川畸病冠状动脉病变的治疗现状和发展[j].中华儿科杂志,2006,44(12):901
[4]Shinohara K.Increased production of tumor necrosis factor-alpha by peripheral blood mononuclear cells in the patients with aplastic anemia[J].Am J Hematol,1999,37:75.
[5]冯越.再生障碍性贫血患儿血清TNF-α、INF-γ和T细胞亚群检测的临床意义.放射免疫学杂志,2008,21(6):511-512.
细胞因子范文6
[关键词] 白癜风;血清;细胞因子
[中图分类号] R758.4+1[文献标识码]A [文章编号]1673-7210(2009)03(a)-009-03
A review of progress study of correlated cytokine in serum of vitiligo patients TANG Xiao-qin1, YAN Ming2, ZHANG Lan-lan1
(1.Pharmacy College, Shihezi University, Shihezi832000, China; 2. Institute of Traditional Uighur Medicine, Xinjiang Uighur Autonomous Region, Urumqi830049, China)
[Abstract] Vitiligo is a kind of frequent acquired skin disease charactered as skin pigment loss,more and more evidences indicated that immunifaction theory is close to the morbidity of vitiligo. There are lots of literatures about the change of correlated cytokine to vitiligo patients serum have been reported. Study on cytokine is helpful with illuminating immunological regulation on the molecular level.This review detailed the correlated cytokine study on vitiligo patients serum in recent years.
[Key words] Vitiligo;Serum;Cytokine
白癜风是一种常见的获得性、以局部或全身皮肤色素脱失为特征的皮肤疾病,其发病机制学说不同,越来越多的证据表明白癜风患者免疫学改变是全方位的。研究表明,体内的各种细胞因子之间并不是孤立存在的,而是有着复杂的相互作用,它们之间通过合成和分泌的相互调节,受体表达的相互调节、生物学效应的相互影响等组成一个复杂的细胞因子互作网络。它们在细胞之间传递信息,调节细胞的生理过程,提高机体的免疫力。细胞因子研究有助于阐明分子水平的免疫调节机制,有助于疾病的预防、诊断和治疗。本文对近几年来针对白癜风患者血清中的各细胞因子的研究成果进行综述。
1泌乳素(PRL)
泌乳素既是一个内分泌激素,又是一个细胞因子。维持机体正常免疫功能,调节细胞免疫和体液免疫,对机体各器官包括皮肤起着广泛的调节作用。马百芳等[1]通过放射免疫法测定了白癜风患者的PRL水平,发现进展期患者的血清PRL水平均高于正常人,而稳定期患者的改变无显著差异,从另一个角度证实了PRL免疫参与了白癜风的发病。
2内皮素-1(ET-1)
内皮素-1(ET-1)是由21个氨基酸残基组成的强血管收缩肽,在维持人体系统及外周血管张力中起重要作用,它还是许多细胞的促分裂剂。除此之外,早期报道ET-1还能促进黑素细胞的生长、分化以及黑素的生成,对黑素细胞还具有较强的趋化作用[2]。
有研究表明白癜风患者血清中ET-1的水平较正常人低下[3],这与管晓春等[4]测定白癜风稳定期患者白斑区组织液中ET-1的结果一致,但杜鹃等[5]报道白癜风患者血清中ET-1的水平较正常人显著增高。研究证明ET-1可以促进黑素细胞的黏附和迁移[2],所以推测ET-1低下可能是白癜风发病的其中一个诱因,但还需要进一步的研究。
3粒细胞、巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)
研究表明GM-CSF是促黑素细胞增殖的一种细胞因子,其表达显著下降可阻碍黑素细胞增殖,并可能阻碍幸存的黑素细胞分化和白癜风的康复。杜宇等[6]的实验结果显示散发型白癜风患者血清GM-CSF水平明显降低,并与疾病活动性有关,与Yu等[7]研究结果一致,而顾劲松等[8]的实验结果表明局限性和散发型患者血清中的GM-CSF显著高于正常对照,且进展期显著高于稳定期,而节段型不增高,这支持节段型和非节段型白癜风发病机制不同的假说。
白癜风患者血清中GM-CSF水平降低还是升高,是否阻碍黑素细胞的增殖和分化、能否反应白癜风自身免疫的启动,这些还需要深入的实验研究。
4可溶性细胞间黏附分子-1(sICAM-1)
有研究证明细胞间黏附分子-1(ICAM-1)是中性白细胞与黑素细胞黏附的必需因子,促进淋巴细胞与黑素细胞黏附,从而导致黑素细胞破坏。有学者报道,血清中sICAM-1的水平与细胞中ICAM-1分子的数量呈正比,周渭珩等[9]采用ELISA试验发现白癜风患者血清中sICAM-1浓度明显增高,与正常对照组比较有显著性差异,且sICAM-1浓度进展期显著高于稳定期,但稳定期与正常对照组的sICAM-1浓度无显著差异,与洪为松等[10]的研究结果一致,说明白癜风与自身免疫密切相关,支持了细胞免疫参与白癜风发病的观点。sICAM-1可作为白癜风活动性的一个标志。
5白介素(IL)及其受体
5.1 IL-2和可溶性白介素-2受体(sIL-2R)
彭安厚等[11]和隋连金等[12]采用ELISA方法测定,结果表明白癜风患者IL-2水平虽有下降,但无显著性差异,进展期与稳定期之间也无显著性差异,解春桃[13]报道其下降的水平有显著性差异。有研究表明IL-2主要促进CD4+T细胞增殖,抑制CD8+T细胞增殖,其水平下降可导致免疫失衡。
sIL-2R由IL-2诱导产生,同时又作为一种低亲和力受体与细胞膜上白细胞介素-2受体竞争结合IL-2,作用类似封闭因子,其通过活化T淋巴细胞周围的IL-2和抑制已活化的T淋巴细胞的克隆性扩增,从而抑制机体的免疫反应[13]。彭安厚等[11]报道寻常型白癜风患者血清的sIL-2R水平升高,较正常对照组有显著性差异,且进展期水平显著高于稳定期,这与其他学者[13-15]的结果一致,提示患者血清中存在T细胞异常活化,表明白癜风患者细胞免疫紊乱,缪泽群等[15]的结果还表明对于节段性患者,其表达水平和正常人无显著差异。
5.2 IL-6
IL-6是来源于单核巨噬细胞及淋巴细胞的多功能细胞因子,它除了参与机体的炎症反应和抗感染防御机制外,还与自身免疫性疾病的发生密切相关。Kirnbauer等[16]认为许多细胞因子如IL-6能导致黑素细胞表面的ICAM-1表达增加。汪京峡等[17]的实验结果显示进展期白癜风患者血清中IL-6水平较正常人显著增高,这可能表明IL-6不仅增加黑素细胞ICAM-1的表达,促进中性白细胞与黑素细胞的吸附,而且导致B细胞的活化,产生自身抗体,从而导致白癜风患者中黑素细胞的破坏。但是进展期水平与稳定期、局限型和泛发型之间无明显差别,这与顾劲松[8]的研究结果一致。
5.3 IL-8
IL-8主要来源于单核巨噬细胞,它对T淋巴细胞、中性粒细胞有强烈的趋化和激活作用。LI等通过ELISA、PCR方法证明IL-8促进了抗黑素细胞IgG抗体的作用,而该抗体导致IL-8从培养的角朊细胞中释放增加,因此,通过抗黑素细胞IgG抗体的刺激,从黑素胞及角朊细胞中释放的IL-8可能吸引T淋巴细胞积聚到白癜风皮损处,增强局部的炎症反应,促进黑素细胞的细胞毒反应。
汪京峡等[17]报道进展期白癜风患者的血清中IL-8水平明显高于正常对照组及稳定期患者,并且泛发性白癜风IL-8水平高于局限性患者。这不仅提示白癜风患者体内趋化机制存在异常,IL-8可能参与白癜风免疫机制的假说,而且对检测病情有一定的临床意义,可提供免疫学的治疗依据。
5.4 IL-18
IL-18是近年来新发现的一种细胞因子,主要来源于单核巨噬细胞,同时也可由表皮角质形成细胞合成表达。IL-18可刺激辅T细胞1(Th1)、自然杀伤细胞(NK细胞)产生 IFN-γ、IL-2等细胞因子及Fasl,促进T细胞增殖,抑制IL-10的产生,并增强NK细胞的细胞毒效应。因此有学者推测血清IL-18水平增高可促进T细胞增殖,刺激产生与Th1细胞和NK细胞相关的细胞因子而参与白癜风的炎症反应及发病过程。杜宇等[19]采用ELISA测定了寻常性三型患者血清中IL-18,发现其水平较正常对照组明显增高,且进展期高于稳定期,而节段型白癜风患者血清IL-18无显著性改变。邓剑等[20]的结果与其一致。
5.5 IL-1β、IL-4、IL-10、IL-12
顾劲松[8]使用放射免疫法测得局限型、泛发性白癜风患者的IL-1β水平较正常人显著增高。进展期和稳定期无显著差异。隋连金等[12]报道白癜风局限型、泛发性患者血清中IL-4的水平高于正常对照,且进展期高于稳定期;IL-10水平明显低于正常对照,进展期水平虽然低于稳定期,但无显著性差异;IL-12水平与正常对照无显著性差异。但是这些发生变化的细胞因子对于白癜风的发病有什么影响还需要大量研究。
6干扰素-γ(IFN-γ)
IFN-γ是最早发现的细胞因子,它可加强黑素细胞ICAM-1的表达,ICAM-1可促进白细胞与黑素细胞黏附,进而引起黑素细胞的破坏。IFN-γ还是一种诱导型一氧化氮合酶(iNOS)的诱导因子,其通过产生大量NO引起黑素细胞自身破坏并导致皮肤色素脱失。杜宇等[19]的研究结果显示局限型和散发型患者血清IFN-γ水平较正常对照组明显升高,与其他学者[8、20]的结果一致。另外,进展期IFN-γ水平高于稳定期[12、20]。
7肿瘤坏死因子-α(TNF-α)
TNF-α主要由活化的单核-巨噬细胞产生,具有多种生物效应,可介导抗肿瘤及调节机体的免疫功能,并且也参与炎症病变的多方面病理变化。有学者也曾指出TNF-α可激活诱导型一氧化氮合酶,产生大量的一氧化氮,对黑素细胞产生细胞毒性作用,该结果可部分解释散发型白癜风血清TNF-α水平升高的原因。杜宇等[18]实验结果显示散发型白癜风血清TNF-α水平明显高于正常对照组,节段型白癜风患者皮肤和组织液TNF-α水平与正常对照组比较,无显著性差异,表明TNF-α可能参与非节段型白癜风的发病。有学者[12,17]还研究表明进展期患者TNF-α的水平高于正常对照及稳定期患者,且稳定期患者与正常对组以及局限性与泛发性患者间TNF-α的水平差异均无统计学意义。
8小结
现代医学常用的光化学疗法、糖皮质激素、免疫调节剂等治疗白癜风,虽有一定疗效,但长期应用易产生毒副作用,因此有些学者将研究方向转向细胞因子。相信随着研究的深入,白癜风的发病机制将会被阐明,针对白癜风发病机制的有效治疗方法和药物将会被学者们发现。
[参考文献]
[1]马百芳,赵欣,王淑敏.白癜风患者血清泌乳素水平的检测[J].中国麻风皮肤病杂志,2000,16(2):94.
[2]牟宽厚,张宪旗,余兵,等.内皮素-1对黑素细胞黏附和迁移的影响[J].中南大学学报(医学版),2004,29(3):247-251.
[3]陈菲菲,朱晓芳,王琴.白癜风患者血清中血管内皮素-1水平测定[J].黑龙江医学,2005,29(11):851.
[4]管晓春,何颖红,崔璐玲,等.白癜风患者血浆和皮肤组织液内皮素-1的测定[J].中国中西医结合皮肤性病学杂志,2003,2(1):27-28.
[5]杜娟,王微,张文娟,等.白癜风患者皮肤组织液内皮素-1(ET-1)的测定[J].临床皮肤科杂志,2002,31(2):75-76.
[6]杜宇,杨西群,杨保华,等.白癜风患者血清和皮肤组织液粒细胞巨噬细胞集落刺激因子水平的检测[J].岭南皮肤性病科杂志,2004,11(4):319-320.
[7]Yu HS, Chang KL, Yu CL, et al. Alteration in IL-6,IL-8,GM-CSF,TNF-alpha,and IFN-gamma release by peripheral mononuclear cells in patients with active vilitigo [J].J Invest Dermatol,1997,108:527-529.
[8]顾劲松,涂彩霞,谭雪晶,等.白癜风患者血清白介素、肿瘤坏死因子及粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子检测[J].中华皮肤科杂志,2003,36(2):73-75.
[9]周渭珩,洪为松,许爱娥.白癜风患者血清可溶性细胞间黏附分子-1的检测[J].中国中西医结合皮肤性病学杂志,2005,4(1):20-21.
[10]洪为松,尉晓冬,周渭珩,等.白癜风患者血清中抗酪氨酸酶抗体及可溶性细胞间黏附分子-1的检测[J].中华皮肤科杂志,2005,38(10):612-614.
[11]彭安厚,陆洪光.白癜风患者血清中IL-2和sIL-2R检测[J].中华皮肤科杂志,2006,39(10):605.
[12]隋连金,戎丽娟,王炜.白癜风患者血清相关细胞因子的检测[J].中国麻风皮肤病杂志,2006,22(5):386-388.
[13]解春桃.白癜风患者治疗前后血清 IL- 2、sIL-2R、TNF-α和外周血 B细胞及T淋巴细胞亚群检测的临床意义[J].放射免疫学杂志,2007, 20(5):412-414.
[14]季素珍,施惠娟,沈丽玉.白癜风患者血清中可溶性白介素-2受体的检测[J].中国皮肤性病学杂志,1999,13(1):15-16.
[15]缪泽群,饶玲璋,盛晚香,等.白癜风患者血清免疫球蛋白、补体及可溶性白细胞介素-2受体水平的检测[J].武汉大学学报(医学版),2004,25(3):311-313.
[16]Kirmbauer R, Charvat B, Schauer E, et al. Modulation of intercellular adhesion molecule-1 expression on human melanocytes and melanoma cells: Evidenc for a regulatory role of IL-6、IL-7、 INF -βand UVB light [J].J Invest Dermatol,1992,98:320-326.
[17]汪京峡,段爱霞,张大军.白癜风患者血清中白介素及肿瘤坏死因子水平变化的研究[J].皮肤病与性病,2006,28(1):4-5.
[18]杜宇,陈德宇,杨西群,等.白癜风患者血清和皮肤组织液肿瘤坏死因子-α水平的检测[J].泸州医学院学报,2005,28(1):22-24.
[19]杜宇,陈德宇,杨西群,等.白癜风患者血清和皮肤组织液 IL-18 及 IFN-γ水平变化的研究[J].中国皮肤性病学杂志,2004,18(10):582-584.