『科学大院』过犹不及的免疫反应：细胞因子风暴如何加速病情

文章来自“科学大院”公众号
作者：王红艳董宸
2019新冠病毒（2019nCoV）疫情让一些本来陌生的专业术语走进了大众的视线，比如， “细胞因子风暴（cytokine storm）” 。

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一线治疗的专家表示，新冠病人有的早期发病并不是非常凶险，但是后期突然会一个加速。尤其是很多病人出现细胞因子风暴现象，是新冠肺炎患者轻症向重症和危重症转换的一个重要节点，同时也是重症和危重症患者死亡的一个重要原因。
细胞因子风暴，到底是怎么产生的，又能怎么控制呢？
免疫系统的联络官
免疫系统是人体的安全卫士，它的“军队”就是各种免疫细胞。先天免疫的“主力军”如巨噬细胞、树突状细胞、中性粒细胞等能识别自然界各种病原微生物，产生多种、大量的细胞因子。细胞因子就像先天免疫系统（左圈）与继发性免疫系统（右圈）的“联络官” ，在各类“军种”的免疫细胞之间形成网络，传递信息，使得人体及时、快速、精确地控制和清除病原微生物。

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细胞因子是一大类多功能、分子量小、分泌型的蛋白质，更加易于通过血液和淋巴液循环到达机体其他部位，比如肾脏、肝脏、骨髓、脾脏和淋巴结。当机体遭遇病原微生物感染时，免疫细胞、感染部位的上皮细胞与血管/淋巴管内皮细胞会产生多种细胞因子，细胞因子将免疫细胞召集至感染部位，共同构成清除感染的防御反应。
细胞因子可以分成两大类：一类是促炎症细胞因子，可以帮助激活很多种免疫细胞，促进炎症反应的发生和发展。第二类是抑炎型细胞因子，顾名思义，能够消退或抑制炎症反应，使机体回归稳态。
受到病原微生物感染时，免疫细胞、上皮细胞、内皮细胞等所释放的各种细胞因子，通过作用在其他多种细胞表面的受体，建立各种细胞因子以至各种免疫细胞之间网络，精密并及时调控抗感染免疫应答的进程和程度。当机体利用细胞因子和其他免疫效应分子清除病原微生物后，炎症反应消退，机体恢复稳态。
例如，白细胞介素IL6既促进白细胞介素IL1β和肿瘤坏死因子TNFα的表达，也可以帮助其他淋巴细胞活化，或者招募更多中性粒细胞和巨噬细胞积聚在感染组织。起拮抗或抑制炎症功能的细胞（比如调节性T细胞， Treg）和细胞因子（白细胞介素IL10及TGF-β）在炎症反应消退期发挥重要作用。
主要的细胞因子种类包括：白细胞介素（interleukin ,IL）、干扰素（interferon ,IFN）、趋化因子(chemokine ,CK)、肿瘤坏死因子（tumor necroptosis factor ,TNF）、转化生长因子β (TGF-β)家族、集落刺激因子（colony-stimulating factor ,CSF）或生长因子（growth factor）。

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“细胞因子风暴”现象如何产生？
中国有句俗话“过犹不及” ，很适合描述炎症反应作为双刃剑，对机体发挥的双重作用。如果免疫细胞以及细胞因子过度生成，就会产生细胞因子风暴，是引起急性呼吸窘迫综合征和多脏器衰竭的重要原因。
“细胞因子风暴”这一概念最早来源于1993年时美国科学家James L.M. Ferrara ，他发现在器官移植后，如果移植器官被宿主视作“非己” ，就会发生免疫排斥反应，体液中一种细胞因子白介素-1（IL-1）异常升高了数百倍。而后十余年间， “细胞因子风暴”的含义被不断拓展，包括用于描述细菌、真菌等感染引起的重度脓毒症，病毒感染导致肺炎等现象。近几年，在CART治疗肿瘤过程中，一些病人会出现产生大量IL-6等细胞因子的症状，也被一些临床医生成为细胞因子风暴，需要给予积极的消退炎症反应的治疗措施。