TNF-α：促炎細(xì)胞因子

TNF-α即腫瘤壞死因子α，也被稱作cachectin和TNFSF1A，是TNF超家族的配體。它是一種多效細(xì)胞分子，在炎癥、細(xì)胞凋亡和免疫系統(tǒng)發(fā)育中起著核心作用。

TNF-α由巨噬細(xì)胞、單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、CD4 +T細(xì)胞、NK細(xì)胞分泌。許多轉(zhuǎn)化細(xì)胞分泌TNF-α。TNF-α屬于促炎細(xì)胞因子，參與正常炎癥反應(yīng)和免疫反應(yīng)，可以協(xié)同調(diào)節(jié)其它細(xì)胞因子的產(chǎn)生、細(xì)胞存活和死亡來(lái)協(xié)調(diào)組織的穩(wěn)態(tài)。

TNF-α存在兩種生物活性形式：跨膜形（tmTNF-α）和分泌形（sTNF-α）。在許多病理狀態(tài)下表達(dá)增多，包括敗血癥、惡性腫瘤、心臟衰竭和慢性炎性疾病。TNF-α也可以由腫瘤相關(guān)微環(huán)境中的惡性細(xì)胞和免疫細(xì)胞產(chǎn)生，其作為內(nèi)源性腫瘤啟動(dòng)子，通過(guò)產(chǎn)生炎癥生態(tài)環(huán)境來(lái)促進(jìn)惡性疾病的進(jìn)展。

TNF-α對(duì)各種腫瘤細(xì)胞有細(xì)胞毒性，是介導(dǎo)細(xì)菌感染的免疫應(yīng)答的一個(gè)重要因素。在感染性休克、自身免疫疾病、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、炎癥和糖尿病也扮演了重要的角色。

TNF是一種真正的多效因子，具有多種生物學(xué)效應(yīng)。它可直接作用于T細(xì)胞、B細(xì)胞、Mφ、NK細(xì)胞等效應(yīng)細(xì)胞， 在細(xì)胞水平上發(fā)揮作用。

    TNF與相應(yīng)的受體結(jié)合后可向細(xì)胞內(nèi)移，被靶細(xì)胞溶酶體攝取導(dǎo)致溶酶體穩(wěn)定性降低，各種酶外泄，引起細(xì)胞溶解。也有認(rèn)為TNF激活磷脂酶A2，釋放超氧化物而引起DNA斷裂，磷脂酶A2抑制劑可降低TNF的抗病效應(yīng)。TNF或可改變靶細(xì)胞糖代謝，使細(xì)胞內(nèi)PH降低，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。
TNF可作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞，通過(guò)激活前凝血質(zhì)的平衡和血管內(nèi)皮細(xì)胞的抗凝物活性，損傷內(nèi)皮細(xì)胞或?qū)е卵芄δ芪蓙y，使血管損傷和血栓形成，造成腫瘤組織的局部血流阻斷而發(fā)生出血、缺氧壞死。因?yàn)槟[瘤細(xì)胞周圍有豐富的血管組織，若破壞這些血管系統(tǒng)，就可阻斷腫瘤細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)、能量的供應(yīng)，因而可有效地治療腫瘤。

    TNF可引起發(fā)熱并誘導(dǎo)肝細(xì)胞急性期蛋白的合成 。TNF引起發(fā)熱可能是通過(guò)直接刺激下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞和刺激巨噬細(xì)胞釋放IL-1而引起，還可通過(guò)IL-1、TNF-α刺激其它細(xì)胞產(chǎn)生IL-6。TNF作為內(nèi)源性熱原質(zhì)是其負(fù)面效應(yīng)的一個(gè)體現(xiàn)。

    TNF還可促進(jìn)細(xì)胞的增殖和分化。TNF促進(jìn)T細(xì)胞MHCⅠ類抗原表達(dá)，增強(qiáng)IL-2依賴的胸腺細(xì)胞、T細(xì)胞增殖能力，促進(jìn)IL-2、CSF和IFN-γ等淋巴因子產(chǎn)生，強(qiáng)有絲分裂原或外來(lái)抗原刺激B細(xì)胞的增殖和Ig分泌。TNF-α對(duì)某些腫瘤細(xì)胞具有生長(zhǎng)因子樣作用，并協(xié)同EGF、PDGF和胰島素的促增殖作用，促進(jìn)EGF受體表達(dá)。TNF也可促進(jìn)c-myc和c-fos等與細(xì)胞增殖密切相關(guān)的原癌基因的表達(dá)，引起細(xì)胞周期G0期向G1期轉(zhuǎn)變。最近報(bào)導(dǎo)TNF-β（LT）是EB病毒轉(zhuǎn)化淋巴母細(xì)胞的自分泌生長(zhǎng)因子，抗LT抗體、s-TNFR以及TNF-α能抑制EB病毒轉(zhuǎn)化淋巴細(xì)胞的增殖。
TNF在體外可刺激骨質(zhì)破壞和再吸收，抑制新骨形成。將重組TNF加入體外骨培養(yǎng)物可使多核的破骨細(xì)胞數(shù)增加，礦化的骨質(zhì)質(zhì)量下降，骨膠原（骨質(zhì)的主要成分）合成抑制。TNF刺激骨吸收是通過(guò)誘導(dǎo)成骨細(xì)胞產(chǎn)生一種可溶性因子完成的。

    TNF也可對(duì)機(jī)體免疫功能起調(diào)節(jié)作用。它能促進(jìn)T細(xì)胞及其它殺傷細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷；它也可促進(jìn)CTL表達(dá)MHCⅠ類抗原，并增強(qiáng)CTL對(duì)病毒感染細(xì)胞的殺傷作用。

    另外，TNF-α可通過(guò)影響嗜中性粒細(xì)胞活性發(fā)揮作用。嗜中性粒細(xì)胞是一種特殊的白細(xì)胞，它可提供第一道防線，吞噬或殺傷入侵的微生物。在細(xì)胞急性炎癥反應(yīng)階段，它也是一種基本的存在物，可使宿主組織承受損傷。TNF-α刺激嗜中性粒細(xì)胞可引起噬菌作用、脫顆粒作用和呼吸爆發(fā)活動(dòng)的增加。TNF可提高中性粒細(xì)胞的吞噬能力，增加過(guò)氧化物陰離子產(chǎn)生。同時(shí)TNF-α可提高中性粒細(xì)胞合成PAF的作用并刺激它們釋放AA，從而增強(qiáng)ADCC功能，刺激細(xì)胞脫顆粒核分泌髓過(guò)氧化物酶。TNF預(yù)先與內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)可使其增加MHCⅠ類抗原、ICAM-1的表達(dá)，IL-1、GM-CSF和IL-8的分泌，并促進(jìn)中性粒細(xì)胞粘附到內(nèi)皮細(xì)胞上，從而刺激機(jī)體局部炎癥反應(yīng)，TNF-α的這種誘導(dǎo)作用要比TNF-β為強(qiáng)。TNF刺激單核細(xì)胞核巨噬細(xì)胞增加瘤細(xì)胞HLA-DR表達(dá)有助于增加腫瘤的免疫原性，提高機(jī)體的免疫反應(yīng)。后來(lái)還發(fā)現(xiàn)TNF可促進(jìn)正常人成纖維細(xì)胞及惡性肺腺癌等多種細(xì)胞產(chǎn)生GM-CSF，這種繼發(fā)于TNF的GM-CSF分泌將使粒細(xì)胞及Mφ數(shù)目增加，有助于機(jī)體的防御反應(yīng)。

TNF-α在炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)的上游啟動(dòng)階段，是Th1信號(hào)通路關(guān)鍵的細(xì)胞因子，可以誘導(dǎo)膠質(zhì)形成細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)細(xì)胞間粘附分子（ICAM-1），促使活化的中性粒細(xì)胞和T細(xì)胞由表皮向真皮遷移。TNF-α也參與Th17信號(hào)通路，與樹(shù)突狀細(xì)胞和組織細(xì)胞相互作用產(chǎn)生IL-12和IL-23；IL-23參與初始T細(xì)胞分化成Th17細(xì)胞的過(guò)程，隨后Th17細(xì)胞分泌IL-17A、IL-17F、IL-6、IL-22、IL-26和TNF-α；上調(diào)的Th22細(xì)胞增加了IL-22和TNF-α分泌，導(dǎo)致IL-22刺激角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖。

TNF-α的生物學(xué)功能多種多樣，作用機(jī)制也比較復(fù)雜，一方面對(duì)某些類型的感染具有抵抗力，另一方面會(huì)導(dǎo)致病理并發(fā)癥，這可能與激活的各種信號(hào)通路有關(guān)。

TNF-α可通過(guò)激活中性粒細(xì)胞和血小板、增強(qiáng)巨噬細(xì)胞/NK細(xì)胞的殺傷能力以及刺激免疫系統(tǒng)來(lái)增強(qiáng)感染抵抗力，還可在多種自身免疫性疾病中發(fā)揮病理作用，如移植物抗宿主排斥反應(yīng)和類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎。TNF-α具有抗惡性細(xì)胞毒性，在動(dòng)物模型中與干擾素聯(lián)合使用，可治愈侵襲性非免疫原腫瘤。TNF-α還參與生理性睡眠調(diào)節(jié)。服用外源性TNF-α可誘導(dǎo)睡眠增加。

TNF-α與跨膜TNFR相互作用，通過(guò)du特而復(fù)雜的信號(hào)通路控制細(xì)胞生存或誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。TNF-α介導(dǎo)激活TNFR1調(diào)節(jié)多種過(guò)程通過(guò)細(xì)胞凋亡決定細(xì)胞命運(yùn)。通過(guò)NF-κB信號(hào)途徑激活TNFR2會(huì)起到細(xì)胞保護(hù)重要作用。所有有核細(xì)胞都表達(dá)TNF受體。

TNF具有明顯的腫瘤壞死作用，因而其治療作用的研究已在許多國(guó)家開(kāi)展，動(dòng)物實(shí)驗(yàn) 的結(jié)果比較樂(lè)觀， 但在臨床Ⅰ期和Ⅱ期試驗(yàn)中，由于副作用較大給TNF的臨床應(yīng)用帶來(lái)了陰影。下面首先介紹一下與TNF有關(guān)的疾病。

(一)TNF與某些疾病的關(guān)系
1、感染性休克
    目前認(rèn)為革蘭氏陰性桿菌或腦膜炎球菌引起的彌漫性血管內(nèi)凝血、中毒性休克是由于細(xì)菌內(nèi)毒素刺激機(jī)體產(chǎn)生過(guò)量TNF-α，引起發(fā)熱，心臟、腎上腺嚴(yán)重?fù)p害，呼吸循環(huán)衰竭、甚至引起死亡，其TNF水平與病死率正相關(guān)。其發(fā)病機(jī)理可能是TNF刺激內(nèi)皮細(xì)胞，導(dǎo)致炎癥、組織損傷和凝血。TNF也是急性肝壞死的重要因素。病毒性暴發(fā)型肝衰竭外周血細(xì)胞誘生TNF，IL-1活性提高，且與病情程度相關(guān)。目前有關(guān)TNF介導(dǎo)內(nèi)毒素休克的機(jī)理還不很清楚。有人認(rèn)為TNF能促進(jìn)前凝血酶原活性物質(zhì)生成，抑制內(nèi)皮細(xì)胞凝血么調(diào)節(jié)蛋白的表達(dá)，改變凝血功能；還促進(jìn)吞噬細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生IL-1和白三烯，導(dǎo)致DIC和內(nèi)毒素休克。TNF抗體（抗血清或單克隆抗體）在小鼠、家兔和狒狒體內(nèi)均有效地阻止致死性內(nèi)毒素休克的發(fā)生。應(yīng)用抗TNFMcAb治療膿毒癥和化膿性休克已進(jìn)入Ⅲ期臨床試驗(yàn)，抗TNF嵌合抗體治療細(xì)菌性感染也已開(kāi)始Ⅰ期臨床試驗(yàn)。

2、引起惡液質(zhì)
    TNF-α又稱惡液素（cachectin），可誘發(fā)機(jī)體發(fā)生惡液質(zhì)。其特征是肌肉和脂肪細(xì)胞衰竭（這是由于TNF使食欲減退，脂蛋白酶合成抑制所致）等。非常高濃度的TNF還可引起心臟血管的變化和代謝紊亂。

3、與肥胖癥中的胰島素抗性有直接關(guān)系
    大量實(shí)驗(yàn)證據(jù)已證實(shí)TNF-α對(duì)肥胖期間的胰島素耐受性有重要作用?？赡艿臋C(jī)制是其參與了胰島素的信號(hào)過(guò)程、介導(dǎo)胰島素受體阻斷的過(guò)程等。胰島素抗性會(huì)帶來(lái)許多病理學(xué)問(wèn)題，如引發(fā)糖尿病、引發(fā)高脂癥、動(dòng)脈硬化和高血壓等。所以對(duì)肥胖過(guò)程中TNF-α的產(chǎn)生和信號(hào)研究將帶來(lái)肥胖中胰島素抗性的潛在治療途徑。然而目前尚有許多疑問(wèn)有待解決：肥胖促發(fā)脂肪細(xì)胞產(chǎn)生TNF-α的生理成分是什么？TNF-α活動(dòng)的組織基礎(chǔ)是什么？Ser磷酸化的IRS-1抑制胰島素受體活性的機(jī)制是什么？

    鑒于上述弊端，目前許多學(xué)者在試圖建立新的單獨(dú)用藥方案及聯(lián)合治療措施，以降低TNF用量，減少副作用的發(fā)生（或程度），達(dá)到最佳療效效果。