綜述｜細(xì)胞因子與再生醫(yī)學(xué)
細(xì)胞因子 再生醫(yī)學(xué)發(fā)展的三大要素之一
再生醫(yī)學(xué)是美容醫(yī)學(xué)的五大發(fā)展技術(shù)之一。其技術(shù)發(fā)展的三大要素是細(xì)胞療法、細(xì)胞因子療法和細(xì)胞外基質(zhì)療法。細(xì)胞療法是再生醫(yī)學(xué)的核心，而干細(xì)胞療法是再生醫(yī)學(xué)核心的核心。細(xì)胞因子是具有免疫調(diào)節(jié)和效應(yīng)功能的低分子量蛋白質(zhì)或稱小分子多肽，其在再生醫(yī)學(xué)中的作用與功能較復(fù)雜，種類繁多，且機(jī)制也更加多樣性，在人體整個生命活動中有更多的未知。
美容醫(yī)學(xué)學(xué)科的兩大任務(wù)是“美容與長壽”。三大發(fā)展原則是安全有效、微創(chuàng)與無創(chuàng)和綜合療法。再生醫(yī)學(xué)的五大技術(shù)包括常規(guī)技術(shù)、微創(chuàng)與無創(chuàng)技術(shù)、再生醫(yī)學(xué)、抗衰老醫(yī)學(xué)和量子順勢醫(yī)學(xué)。其技術(shù)發(fā)展的核心是再生醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展。再生醫(yī)學(xué)技術(shù)發(fā)展的三大要素是細(xì)胞療法、細(xì)胞因子療法和細(xì)胞外基質(zhì)療法。然而細(xì)胞療法是再生醫(yī)學(xué)的核心，而干細(xì)胞療法是再生醫(yī)學(xué)核心的核心。
何為細(xì)胞因子
細(xì)胞因子（cytokine）是一類能在細(xì)胞間傳遞信息，具有免疫調(diào)節(jié)和效應(yīng)功能的低分子量蛋白質(zhì)或小分子多肽，其在體內(nèi)含量甚微，因其是免疫原、絲裂原或其他刺激劑，可誘導(dǎo)多種細(xì)胞產(chǎn)生低分子量的可溶性蛋白（多肽），具有調(diào)節(jié)固有免疫和適應(yīng)性免疫，促進(jìn)血細(xì)胞生成和生長以及損傷組織修復(fù)等功能。細(xì)胞因子可分為白細(xì)胞介素（interleukin, IL）、干擾素（interferon, IFN）、腫瘤壞死因子（tumornecrosis factor,TNF）、集落刺激因子（colony stimulating factor, CSF）、生長因子、趨化性細(xì)胞因子等。
眾多的細(xì)胞因子在體內(nèi)通過旁分泌、自分泌或內(nèi)分泌等方式發(fā)揮作用，同時具有多效性、重疊性、拮抗性、協(xié)同性等多種生理特性，從而形成較復(fù)雜的細(xì)胞因子調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)，參與人體多種重要的生理功能。細(xì)胞因子是由機(jī)體多種細(xì)胞分泌的小分子蛋白質(zhì)形成，并通過結(jié)合細(xì)胞表面的相應(yīng)受體而發(fā)揮生物學(xué)作用。如此細(xì)胞因子被稱為單核因子（monokine）、淋巴細(xì)胞因子（lymphokine）、CSF 等。由不同細(xì)胞分泌不同的細(xì)胞因子，如IL、IFN、TNF、生長因子和趨化性細(xì)胞因子等均屬血細(xì)胞因子，共有100余種以上，其中部分已應(yīng)用于臨床和美容醫(yī)學(xué)臨床。
細(xì)胞因子的種類、作用及功能
1 種類
⑴IL。1979年，在第2屆淋巴因子的國際會議上，將介導(dǎo)細(xì)胞間相互作用的一些細(xì)胞稱為IL，迄今已知有18種以上參與了相互介導(dǎo)作用。該介素是由淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞或其他非單核細(xì)胞所產(chǎn)生的細(xì)胞因子。與美容相關(guān)的因子主要有IL- 1，IL- 2和IL- 6。
⑵CSF。對CSF的研究始于20世紀(jì)60年代。在對造血細(xì)胞體外研究中發(fā)現(xiàn)，一些細(xì)胞因子刺激造血干細(xì)胞在半固體培養(yǎng)液中形成細(xì)胞集落，這類因子被稱為 CSF。從廣義上認(rèn)知，凡是刺激造血細(xì)胞的因子都可稱為CSF，而刺激造血干細(xì)胞因子和胚胎干細(xì)胞的白血病抑制因子等均有集落刺激活性。
⑶IFN。早在1957年，Lssacs等先發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞因子是由病毒感染的細(xì)胞產(chǎn)生的一種因子，可抵抗病毒及干擾病毒的復(fù)制，稱為IFN。其是由白細(xì)胞、纖維母細(xì)胞和活化的T細(xì)胞產(chǎn)生。根據(jù)其來源和結(jié)構(gòu)可分為IFN-α、IFN-β、IFN- γ等十余種不同的亞型，其生物活性基本相同，除抗病毒外，尚有抗腫瘤、調(diào)節(jié)免疫機(jī)制、控制細(xì)胞增殖及引起發(fā)熱等作用。IFN于1991年在中國已通過新藥評審，且在臨床中得到廣泛應(yīng)用。
⑷TNF。TNF是直接引起細(xì)胞壞死的細(xì)胞因子, 根據(jù)其來源和結(jié)構(gòu)分為 TNF-α 和TNF-β，前者是由單核巨噬細(xì)胞產(chǎn)生，后者是由活化的T細(xì)胞產(chǎn)生，又名為淋巴毒素（lymphotoxin）。TNF 除有殺死腫瘤細(xì)胞的作用外，尚可引起發(fā)熱和炎癥反應(yīng)。大劑量應(yīng)用 TNF-α可引起惡病質(zhì)發(fā)生，并引起患者進(jìn)行性消瘦，又稱為惡病質(zhì)素。
⑸淋巴因子（lymphokine）。由活化的淋巴細(xì)胞產(chǎn)生白細(xì)胞因子，稱為淋巴因子。如白細(xì)胞介素2～13、TNF-β、IFN-γ等。
⑹單核因子（monacine）。由單核巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子，如IL- 1、6、8，TNF- α，IFN-α 等。
⑺非淋巴細(xì)胞。是由非單核巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子，主要由基質(zhì)細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞產(chǎn)生，如EPO、IL-11、SCF和內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生的IL- 8 和 IFL-β 等。
⑻轉(zhuǎn)化生長因子-β家族。其有多種細(xì)胞分泌，主要有 TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3，以及骨形成蛋白等。
⑼生長因子。生長因子包括表皮生長因子（EGF）、血小板衍生生長因子（PDGF）、成纖維細(xì)胞生長因子（FGF）、干細(xì)胞生長因子（HGF）、胰島素樣生長因子- 1（TGF-Ⅰ）、IGF-Ⅱ、白血病抑制因子（LIF）、神經(jīng)生長因子（NGF）、抑瘤素M（OSM）、血小板衍生的內(nèi)皮細(xì)胞因子（PDFCGF）、轉(zhuǎn)化生長因子-α（TGF-α）、血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子（VEGF）等。
⑽趨化因子家族（chemokine family），包括4個亞組。
2 細(xì)胞因子的特點(diǎn)、作用與功能
目前研究發(fā)現(xiàn)，正式命名的細(xì)胞因子有數(shù)十種以上，且每種細(xì)胞因子的數(shù)量甚少，但均具有主要的生物學(xué)活性。其共同特點(diǎn)：
⑴天然的細(xì)胞因子分為靜態(tài)或休眠，必須激活后才能合成或分泌細(xì)胞因子，它是由抗原、絲裂原或其他刺激物激活免疫細(xì)胞和相關(guān)的其他細(xì)胞；也有細(xì)胞無須外源激活化細(xì)胞因子。
⑵具有多向性和靶向性。一種細(xì)胞產(chǎn)生多種細(xì)胞因子，一種細(xì)胞因子由多種細(xì)胞產(chǎn)生，且作用于不同的靶細(xì)胞。
⑶即時性。即細(xì)胞隨時合成和分泌細(xì)胞因子，隨時發(fā)揮其生物學(xué)的作用；細(xì)胞因子極少儲存。
⑷對靶細(xì)胞作用的強(qiáng)度取決于細(xì)胞因子的局部濃度和靶細(xì)胞類型。
⑸細(xì)胞因子在局部產(chǎn)生，且在局部發(fā)揮作用。
⑹具有相互調(diào)節(jié)，相互調(diào)控和相互協(xié)同的作用。
⑺主要參與免疫和炎癥反應(yīng)，并影響反應(yīng)的強(qiáng)度和持續(xù)時間。
⑻不同細(xì)胞因子在結(jié)構(gòu)上有很大差異，一般多數(shù)細(xì)胞因子為小分子多肽，多由約 100 個氨基酸組成，無明顯的氨基酸序列的同源性，其分子量不超過60 KD。
小分子多肽是一類能在細(xì)胞間傳遞信息，具有免疫調(diào)節(jié)功能，由10～50個氨基酸組成。多肽細(xì)胞因子主要有控制人體生長、發(fā)育，免疫調(diào)節(jié)和促進(jìn)新陳代謝的平衡作用；可100%被人體吸收，而且不易被各種酶所破壞并優(yōu)先吸收，不需要消化。如果多肽細(xì)胞因子減少，可使兒童的生長、發(fā)育變得緩慢，甚至停止，形成侏儒癥；如果成人或老年人的多肽細(xì)胞因子減少，可使自身的免疫力下降，代謝紊亂，內(nèi)分泌失調(diào)，并可引起各種疾病，使自身全面衰老，甚至過早衰老等[1- 2]。
細(xì)胞因子受體
細(xì)胞因子發(fā)揮再生作用，主要是通過與靶細(xì)胞表面高親和力的特異性受體結(jié)合后而發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)，或稱細(xì)胞表面可特異性識別細(xì)胞因子，與之結(jié)合后對細(xì)胞間產(chǎn)生相互作用，是增加細(xì)胞分化等生物學(xué)功能的特殊蛋白質(zhì)，被稱為細(xì)胞因子受體。其細(xì)胞受體由膜外區(qū)（細(xì)胞因子組合區(qū)）、跨膜區(qū)（疏水性氨基酸區(qū)）和膜內(nèi)區(qū)（信號傳導(dǎo)區(qū)3個功能區(qū)組成。受體水平存在相似性（共享鏈），通過使用其共同的信號傳導(dǎo)途徑而發(fā)揮類似的生物學(xué)效應(yīng)。根據(jù)受體膜外區(qū)氨基酸序列，將其分為3個受體家族：免疫球蛋白超家族造血生長因子受體家族（HPR）、神經(jīng)生長因子受體超家族Ig家族和干擾素受體超家族等。在自然狀態(tài)下，細(xì)胞因子受體主要以膜結(jié)合細(xì)胞因子受體并存在于血清等體液中，是可溶性細(xì)胞因子受體[3- 4]。
細(xì)胞因子的生物學(xué)活性
1 免疫細(xì)胞之間錯綜復(fù)雜的調(diào)節(jié)關(guān)系
細(xì)胞因子是傳遞這種調(diào)節(jié)信號不可少的信息分子。其通過研究細(xì)胞因子的免疫網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)，可以更好地理解人體完整的免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)機(jī)制，有助于指導(dǎo)細(xì)胞因子作為生物應(yīng)答調(diào)節(jié)而應(yīng)用于臨床免疫性疾病的治療[2]。
2 免疫效應(yīng)分子
免疫細(xì)胞在針對抗原（特別是細(xì)胞抗原）行使免疫應(yīng)用功能時，免疫效應(yīng)分子是其中的重要效應(yīng)分子之一。與抗體和補(bǔ)體等其他免疫效應(yīng)分子相比，細(xì)胞因子的免疫效應(yīng)在抗腫瘤細(xì)胞內(nèi)寄生、感染、移植排斥等功能中發(fā)揮著主要作用。
3 造血細(xì)胞刺激劑
從多能造血干細(xì)胞到成熟免疫細(xì)胞的分化發(fā)育中，幾乎每一階段都需要有細(xì)胞因子的參與。在培養(yǎng)基中，造血干細(xì)胞的分化增強(qiáng)產(chǎn)生了大量的子代細(xì)胞，由于其不能擴(kuò)散而形成細(xì)胞簇，稱之為集落。這些子代細(xì)胞不僅刺激造血干細(xì)胞的細(xì)胞因子，而且刺激著集落的數(shù)量和大小，被稱為 CSF。目前，多種刺激造血細(xì)胞因子被廣泛應(yīng)用于臨床血液病的治療，有著非常好的發(fā)展前景。
4 炎癥反應(yīng)的促進(jìn)劑
炎癥是機(jī)體對外來刺激產(chǎn)生的一種病理反應(yīng)過程，其表現(xiàn)為局部紅、腫、熱、痛癥狀。在組織病理學(xué)中檢查發(fā)現(xiàn)，大量的炎性細(xì)胞和炎性細(xì)胞聚集活化以及炎癥介質(zhì)的釋放，可直接刺激發(fā)熱中樞而引起全身發(fā)燒。目前，利用細(xì)胞因子來抑制治療炎癥性疾病，臨床中已獲得初步的療效。
細(xì)胞因子與疾病
在病理狀態(tài)下，細(xì)胞因子會出現(xiàn)異常性表達(dá)，表現(xiàn)為細(xì)胞因子及其受體的缺陷，而細(xì)胞因子表達(dá)過高，會使可溶性細(xì)胞因子受體的水平增加。
1 細(xì)胞因子及其受體缺陷
包括先天性缺陷和繼發(fā)性缺陷[5- 6]，表現(xiàn)為液體免疫和細(xì)胞免疫的雙重缺陷，可使患者的免疫功能嚴(yán)重受損，從而導(dǎo)致感染、腫瘤等發(fā)生。由于免疫功能全面下降，可表現(xiàn)出獲得性免疫缺陷綜合征的系列癥狀。
2 細(xì)胞因子過高表達(dá)
在患有炎癥、自身免疫、變態(tài)反應(yīng)等疾病時，因某些細(xì)胞因子的表達(dá)量成百上千倍增加，促進(jìn)了炎癥過程，從而使病癥加重，故可采用細(xì)胞因子抑制劑來治療細(xì)胞因子水平升高性疾病。
3 可溶性細(xì)胞因子受體水平升高
由于細(xì)胞膜表面的細(xì)胞因子受體膜脫落，使其成為可溶性細(xì)胞因子受體而存在于體液和血清中。當(dāng)在某些疾病發(fā)生時，會出現(xiàn)可溶性細(xì)胞因子受體水平升高，以及結(jié)合細(xì)胞因子增加，細(xì)胞因子不再與膜表面的細(xì)胞因子受體結(jié)合，實(shí)際上是封閉了細(xì)胞因子的功能[7- 10]。
細(xì)胞因子治療
目前，利用基因工程技術(shù)產(chǎn)生重組的細(xì)胞因子作為生物應(yīng)答調(diào)節(jié)劑，已用于臨床治療腫瘤、感染、造血功能障礙等，并獲得了較好的療效。細(xì)胞因子已成為新一代的治療藥物，其低劑量即可發(fā)揮藥效作用，且不良反應(yīng)較輕，是一種全新的生物制劑，也是對一些疑難雜癥不可缺少的治療手段。
目前已獲批準(zhǔn)的藥物有干擾素α、β、γ、ε，PO，GM-CSF，G-CSF，IL- 3；臨床試驗(yàn)的藥物有 IL- 1、3、4、6、11，M- CSF，SCF，TGF- β 等。其通過各種途徑而使體內(nèi)細(xì)胞因子水平增加，達(dá)到治療疾病的目的。臨床治療效果較好的有 IFN、IL- 2、TNF、CSF。細(xì)胞因子阻斷和拮抗療法是抑制細(xì)胞因子的產(chǎn)生和阻斷細(xì)胞因子與其受體結(jié)合，以及受體后信號的傳導(dǎo)過程，使細(xì)胞因子的病理性作用難以發(fā)揮。
細(xì)胞因子的檢測
對細(xì)胞因子的檢測不僅是基礎(chǔ)免疫研究的有效手段，同時在臨床對疾病診斷、療效判斷及細(xì)胞因子治療檢測方面具有重要價值。但是，由于細(xì)胞因子在體內(nèi)的含量甚微，對細(xì)胞因子檢測的實(shí)施較為困難，而且采用不同方法所得的結(jié)果差異也較大，其準(zhǔn)確性難以判斷。目前檢測方法有[11- 12]：
⑴生物學(xué)檢測法。包括細(xì)胞增殖法、靶細(xì)胞殺傷法、細(xì)胞因子誘導(dǎo)的產(chǎn)品分析法和細(xì)胞病變抑制法。
⑵免疫學(xué)檢測法。
⑶分子生物學(xué)方法。
以上檢測方法，各有其優(yōu)缺點(diǎn)。生物學(xué)檢測法為常用方法，比較敏感、可靠，但檢測時間較長，步驟繁多，不易掌握；免疫學(xué)檢測法較簡單、迅速，且敏感度低于生物學(xué)檢測；分子生物學(xué)檢測法是檢測基因的表達(dá)，主要用于對機(jī)制的探討。
細(xì)胞因子與美容醫(yī)學(xué)
皮膚生長期一般在25歲左右就結(jié)束了，也就是說25歲是年輕肌膚與老化肌膚的分水嶺，之后生長與老化是同時進(jìn)行的。人體內(nèi)細(xì)胞因子的自然生理含量極少，由于其生理功能和生物學(xué)效應(yīng)貫穿于人體生長發(fā)育的全過程，故其扮演著重要角色。當(dāng)前，細(xì)胞因子是醫(yī)療美容市場應(yīng)用較廣泛的物質(zhì)之一，但醫(yī)療美容工作者和求美者對細(xì)胞因子用于美麗和年輕的作用機(jī)制認(rèn)知甚少。
目前應(yīng)用生物美容的生長細(xì)胞因子有EGF、FGF、KGF，以及其他細(xì)胞因子（VEGF、hGF、IGF- 1）。
⑴EGF。于1962年由Montalcini和Cohen發(fā)現(xiàn),并1986年獲得了諾貝爾獎，從此揭開了皮膚衰老之謎。因其能促使皮膚的年輕化，故被稱為“美麗因子”。主要作用是調(diào)節(jié)表皮與上皮細(xì)胞生長及分化增殖，促進(jìn)毛細(xì)血管生長，改善細(xì)胞微環(huán)境，從而保持細(xì)胞的活性等。
⑵FGF。包括酸性成纖維細(xì)胞生長因子（aFGF）和堿性成纖維細(xì)胞生長因（bFGF）。這兩種細(xì)胞因子均能促進(jìn)成纖維細(xì)胞生長，提高皮膚合成膠原蛋白的功能，從本質(zhì)上改善了皮膚的狀況。其主要作用是修復(fù)損傷、去皺、美白、祛斑、防粉刺等。
⑶KGF。該生長因子屬于FGF家族。由間充質(zhì)細(xì)胞分泌，并通過旁分泌途徑來刺激上皮細(xì)胞增殖，促進(jìn)且維持人角化細(xì)胞、表皮細(xì)胞及上皮細(xì)胞的增殖、遷移分化和存活等，并能促使皮膚毛囊、皮脂腺前體細(xì)胞增強(qiáng)和分化，激發(fā)頭皮毛囊的發(fā)育，預(yù)示生發(fā)的潛在應(yīng)用。
⑷其他。VEGF能促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖及血管生成，增加血管通透性，對改善皮膚微環(huán)境循環(huán)并增強(qiáng)皮膚細(xì)胞的合成代謝起著重要作用；hGF是由人腦垂體前葉分泌的。自1985年羅德曼將hGF 應(yīng)用于臨床30余年來的研究表明，IGF-1、腦垂體前葉分泌-1的hGH能獨(dú)立存在2～4 min，并由肝臟迅速轉(zhuǎn)化為IGF-1在體內(nèi)發(fā)揮作用。IGF-1與PDGF有協(xié)同作用，能增加表皮和內(nèi)皮的再生。
健康與疾病，或美麗與年輕都是由綜合因素形成的，而細(xì)胞因子僅是綜合因素之一。由此可見，對于綜合問題必須要用解決綜合問題的方法，因其是客觀現(xiàn)實(shí)與真理[13- 24]。
存在問題
由于細(xì)胞因子屬細(xì)胞活性成分，且易失活和降解，因此對溫度及光照射pH值均有嚴(yán)格的要求。目前，細(xì)胞因子的應(yīng)用仍存在一些需要解決的問題：
⑴半衰期短，穩(wěn)定性較差。hGH血中半衰期僅為17～45 min，與其性特征不能滿足應(yīng)用hGH的需求。
⑵透皮吸收方式亟待解決。對于透皮吸收細(xì)胞因子的臨床應(yīng)用，一直是一項影響療效和存在不良反應(yīng)的難題。目前，納米技術(shù)及量子醫(yī)學(xué)技術(shù)的應(yīng)用正在實(shí)驗(yàn)研究和臨床驗(yàn)證中。
⑶使用劑量難于把握。細(xì)胞因子在人體內(nèi)含量極微，因此在局部應(yīng)用的劑量較難掌握。目前，國內(nèi)外正在通過試驗(yàn)研究對順勢醫(yī)學(xué)的無窮小劑量原理進(jìn)行臨床驗(yàn)證。
⑷治療技術(shù)單一，效果不理想。健康和疾病的原理均是整體性、綜合性的。因此，人類必須更新對健康和疾病整體性、綜合性等原理的認(rèn)知。
結(jié)語
21 世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)，核心是再生醫(yī)學(xué)問題，而細(xì)胞因子是再生醫(yī)學(xué)的三大要素之一。如此，細(xì)胞因子是當(dāng)今重大且需面對的問題，需要引起人類對細(xì)胞因子理論和臨床
應(yīng)用進(jìn)行深入研究[25]。
