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慢性炎症作為一種沉默的「殺手」,它在體內數十年而無任何症狀,可以在災難性疾病的爆發前難以覺察,也不引起看得見的外部疾患。
「炎症」是我們祖先對很多疾病的統稱。免疫學提示人們炎症所表現出來的「紅,腫,熱」的現象,其實是由各類炎症因子所引起的局部血管擴張,血流增加,以及免疫細胞向感染組織組織滲透的結果。
炎症是把雙刃劍
為了使機體保持在一種健康的生理狀態,免疫系統每天進行各種內部清理工作。這種狀態被稱為「機體平衡」狀態(Homeostasis)。很明顯,無論是外源性或內源性「炎症」的發生都是對機體「平衡」狀態的破壞。
炎症本身是人體不可缺少的重要免疫性防禦機能,但是不必要、長期、過剩的慢性炎症反應,將造成臟器功能損傷。
很多情況,疾病並沒有能夠得到治療而僅僅是得到某種層度的控制,因此造成一種長期存在的炎症狀態,此種情況稱之為「慢性炎症」(Chronic Inflammation)。慢性炎症與很多疾病的發生或惡化有著密切的關係。
慢性炎症的長期化和增幅過程。圖片:愛學術
美國病理學者Gerrity等最初於1979年使用動物動脈硬化模型,發現動脈硬化形成的初期病理變化是炎症細胞(單核細胞,巨噬細胞)黏附在血管內皮,從而奠定了動脈硬化炎症學說的根基。
動脈斑塊形成。圖片:網路
已有研究證實,動脈硬化等慢性病的產生乃至衰老以及壽命密切相關,所以,伴隨著動脈硬化炎症學說的確立(1999年)之後,湧現出大量慢性炎症與癌症、心腦血管疾病和死亡率的相關研究,結果幾乎一致地揭示了,分析人體內慢性炎症水平相對精確地預測了這些慢性疾病 的發生、發展和惡化。
19世紀中葉德國病理學家Rudolf Virchow(魯道夫·魏爾嘯)在腫瘤組織中觀察到了浸潤的白細胞,據此首次提出了炎症與腫瘤之間可能存在著某種聯繫的觀點,認為腫瘤起源於慢性炎症。
隨後越來越多的研究表明炎症與腫瘤之間存在密切聯繫,各種炎症因素通過參與、改變微環境的形成影響腫瘤的發生與轉移。
炎症標誌物的檢測
當機體的免疫系統受到破壞失衡後,自身的抗體和(或)自身的淋巴細胞攻擊自身的細胞和組織,產生一系列損傷和功能障礙時,受損組織在發生炎症的過程中常會產生大量的炎性產物,主要包括急性時相反應蛋白和補體成分等,通稱為炎性標誌物。檢驗炎性標誌物可有效評估疾病活動性、監控療效和判斷預後。
在人體研究中,身體內的慢性炎症水平的增加,通常在體表上沒有出現明顯的炎症反應(例如,慢性鼻竇炎慢性咽炎等),但血壓化驗時,炎症標誌物濃度(例如:高敏C反應蛋白、白介素(IL)-1、IL-6、腫瘤壞死因子僅(TNF-α)、補體C3和白細胞計數等)在個體內長期存在差異,臨床上將這種差異界定在正常範圍內。
常用於炎症水平評估的炎症因子指標。圖片:網路
hs-CRP又叫超敏C反應蛋白,CRP是肝臟產生的炎症反應糖蛋白,是血管炎症反應的敏感標誌物,在動脈粥樣硬化斑塊的形成過程中,CRP、補體復合物和泡沫細胞等沉積在動脈壁內,CRP可與脂蛋白結合, 激活補體系統, 產生大量炎症介質,釋放氧自由基, 造成血管內膜損傷、血管痙攣及不穩定斑塊脫落, 加重動脈粥樣硬化所致的管腔狹窄以及ACI的發生 。
hs-CRP對(有可能發生心血管疾病的族群)是非常實用而且有效的危險指標,可以輔助醫師採取適當的治療措施,從而降低心血管疾病的風險。
IL-6(白介素-6)作為一種促炎和調節免疫的多效能細胞因子,具有炎症放大作用,參與疾病的發生發展過程及機體的炎症反應和免疫應答。心肌梗死後可促發炎症反應,產生大量的IL-6,進一步誘導肝臟產生CRP,還可以促進心肌細胞表達黏附分子,增強白細胞和心肌細胞的黏附作用,加重心肌細胞的損傷。IL-6的增加還會促進自身免疫性疾病的產生,如類風濕性關節炎、系統性紅斑狼瘡、克羅恩氏病等。
IL-8(白介素-8)的主要來源是單核細胞、組織巨噬細胞、T細胞、血管內皮細胞等,腫瘤細胞也可分泌。IL-8的釋放肯能是心絞痛患者冠狀動脈病變局部炎性激活和凝血異常反應的標誌,也是冠狀動脈病變不穩定的信號。
近年的研究被證實,IL-8刺激乳腺癌細胞生成,誘導乳腺癌細胞生長及運動遷移。
TNF-α 是最早發現的能使腫瘤組織細胞發生出血性壞死的細胞因子,因此得名腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF),它主要由脂肪組織中的巨噬細胞、脂肪細胞、內皮細胞和淋巴細胞等產生分泌,也可由腫瘤細胞分泌。大劑量TNF-α可引起惡病質,患者呈進行性消瘦,因而TNF-α又稱惡病質素。
TNF-α就像「雙面人」一樣,既參與抗感染、抗腫瘤,又在腫瘤微環境中,激發腫瘤血管的新生。
與炎症相關的重要生物標誌物
傳統炎症生物標誌物
(1)外周血白細胞總數及分類(WBC)
(2)紅細胞沉降率(ESR)
(3)中性粒細胞鹼性磷酸酶(NAP)積分
(4)內毒素
近年開始臨床應用和新型的炎症標誌物
(1)降鈣素原(PCT)
(2)白細胞介素6(IL-6)
(3)C反應蛋白(CRP)
(4)人血清澱粉樣蛋白A(SAA1)
(5)人胰蛋白酶原2(PRSS2)
(6)脂多糖結合蛋白(LBP)
(7)可溶性髓系細胞表達觸發受體-1(sTREM-1)
(8)可溶性尿激酶型纖溶酶原激活物受體(suPAR)
(9)腎上腺髓質素前體(pro-ADM)
(10)SCD14亞型(Presepsin)
減少炎症發生的對策
定期的篩查體內炎症水平,是預防疾病、提早監測和了解體內免疫狀態的簡單手段之一。如果發現體內存在炎症,請不要簡單粗暴的吃消炎藥,要找到誘發炎症的真正原因,才是良策,譬如調整良好的作息習慣,飲食的多樣化,以及適當的運動等。
一些慢性炎症也有望用幹細胞來緩解,近年已有多項研究初步揭示,幹細胞可有效減輕損傷臟器的炎症反應程度, 有利於組織向再生修復發展。
由於間充質幹細胞具有先天性低免疫原性,通過直接接觸,分泌可溶性因子作用於免疫細胞,可發揮免疫調節的功能。此外,還可趨向定位於炎症部位,調控炎症相關的細胞因子,減輕炎症反應,從而發揮抗炎作用。
早在2018年初,《Nature》子刊上便有研究顯示,科學家發現了一種抗炎因子(CD200)在胎盤間充質幹細胞中高度表達,不僅抑制了促炎因子的生成,同時還會增加抗炎反應因子和免疫調節因子的形成,從而發揮疾病治療的作用。
DOI:https://doi.org/10.1038/emm.2017.233
這正是因為間充質幹細胞(MSC)可通過分泌細胞因子,減少炎症、減少組織細胞凋亡、促進內源性組織器官的幹祖細胞增殖及進行免疫調節,從而作為種子細胞達到修復組織器官的效果。
此外,國外科學家還在研究中發現,通過靜脈單次注射間充質幹細胞還可以防止嚴重關節炎的發生,並可減少血清中的炎性細胞因子。
近年來,幹細胞已被應用至多種炎症性疾病的人體治療研究中,包括骨關節炎、類風濕關節炎、炎症性心肌病、胰腺炎等等,並取得了初步的療效。相信未來幹細胞治療將造福於更多目前只能靠藥物維持的「絕症」患者。
本文作者 | 摩西
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