Cytokine tiền viêm là gì? Các nghiên cứu khoa học liên quan

Cytokine tiền viêm là các protein tín hiệu được tiết ra bởi tế bào miễn dịch nhằm kích hoạt và điều hòa phản ứng viêm chống lại tác nhân gây hại. Chúng tham gia điều phối miễn dịch bẩm sinh và mắc phải, đóng vai trò thiết yếu trong viêm cấp và mạn, nhưng có thể gây bệnh nếu mất kiểm soát.

Giới thiệu

Cytokine tiền viêm (pro-inflammatory cytokines) là nhóm cytokine quan trọng trong hệ miễn dịch, chịu trách nhiệm chính trong việc khởi đầu và điều phối phản ứng viêm. Các phân tử này bao gồm protein nhỏ hoặc glycoprotein có khả năng truyền tín hiệu giữa các tế bào miễn dịch như đại thực bào, bạch cầu đơn nhân và tế bào T, nhằm phản ứng nhanh và hiệu quả trước sự xâm nhập của tác nhân gây bệnh hoặc tổn thương mô.

Sản xuất cytokine tiền viêm thường diễn ra tại vị trí viêm, nơi các thụ thể nhận biết mầm bệnh (PAMPs) hoặc các tín hiệu tổn thương nội sinh (DAMPs) hoạt hóa các tế bào miễn dịch. Sau khi được tiết ra, cytokine này lan truyền để kích hoạt phản ứng viêm tại chỗ và toàn thân, giúp điều tiết phản ứng miễn dịch theo hướng bảo vệ cơ thể. Việc điều hòa chính xác nồng độ cytokine là cần thiết để tránh phản ứng quá mức dẫn đến tổn thương mô và bệnh lý.

Đặc điểm phân tử và phân loại

Cytokine tiền viêm thường là protein hoặc glycoprotein có kích thước nhỏ, khoảng từ 8 đến 30 kDa, hoạt động ở nồng độ rất thấp, trong khoảng picomolar đến nanomolar. Chúng gắn kết với thụ thể màng đặc hiệu trên tế bào mục tiêu và kích hoạt các con đường tín hiệu nội bào như NF-κB, JAK/STAT, PI3K/Akt và MAPK, dẫn đến thay đổi biểu hiện gen liên quan đến miễn dịch và viêm.

Những cytokine tiền viêm phổ biến và có vai trò quan trọng bao gồm:

  • IL-1α và IL-1β: gây sốt, tăng tính thấm thành mạch, kích hoạt đại thực bào.
  • IL-6: kích thích tổng hợp protein pha cấp ở gan như CRP, có vai trò trong sốt và viêm hệ thống.
  • TNF-α: kích hoạt tế bào nội mạc, tăng tính thấm mao mạch và gây apoptosis tế bào đích.
  • IFN-γ: tăng cảm ứng MHC, kích hoạt đại thực bào và tế bào NK.
  • IL-17A và IL-18: đóng vai trò trong viêm mạn và tự miễn.

Cytokine được phân loại theo cấu trúc, tín hiệu và mục tiêu tác động, giúp hiểu rõ cơ chế và vai trò của từng phân tử trong phản ứng viêm.

Cơ chế hoạt động

Cơ chế khởi động bắt đầu khi tế bào miễn dịch tiếp xúc với tín hiệu viêm từ PAMPs (pathogen-associated molecular patterns) hoặc DAMPs (damage-associated molecular patterns) thông qua các thụ thể như TLRs (Toll-like receptors). Khi đó, tín hiệu dẫn truyền nội bào kích hoạt các yếu tố phiên mã như NF-κB, AP-1 và IRF để tăng sinh tổng hợp cytokine tiền viêm.

Cytokine sau khi được tiết ra sẽ gắn vào thụ thể tương ứng trên tế bào đích, khởi động các tín hiệu sau:

  • NF‑κB: kiểm soát biểu hiện gen viêm, chemokine và yếu tố đông máu.
  • MAPK: điều hòa tế bào, enzyme tổng hợp hóa chất trung gian và đáp ứng stress.
  • JAK/STAT: điều phối phản ứng miễn dịch qua việc kích hoạt và biệt hóa tế bào T hoặc B.

Mạng lưới tín hiệu phức tạp này tạo thành hệ thống khuếch đại phản ứng, giúp đạt hiệu quả viêm nhanh trong thời gian ngắn.

Vai trò trong phản ứng viêm cấp tính

Cytokine tiền viêm là nhân tố trung tâm trong giai đoạn viêm cấp, thúc đẩy phản ứng sớm nhằm bảo vệ cơ thể khỏi nhiễm trùng hoặc tổn thương. Chúng gây giãn mạch, tăng tính thấm mao mạch và kích hoạt nội mạc, tạo điều kiện cho bạch cầu rời khỏi mạch máu để đến vị trí tổn thương.

Một số vai trò cụ thể:

  • TNF‑α: làm tăng tính thấm mạch và hoạt hóa nội mạc, giúp bạch cầu di chuyển ra ngoài mạch.
  • IL‑1β: kích hoạt vùng dưới đồi gây sốt, tăng chuyển hóa và cải thiện đáp ứng miễn dịch.
  • IL‑6: thúc đẩy gan tổng hợp protein pha cấp như CRP và fibrinogen để hỗ trợ phản ứng viêm.

Phản ứng viêm cấp mục tiêu là bảo vệ và khắc phục tổn thương; khi nguyên nhân bệnh khống chế được, cytokine kháng viêm như IL-10 và TGF-β sẽ đảo chiều phản ứng để làm lành tổn thương và khôi phục cân bằng nội môi.

Vai trò trong bệnh viêm mạn tính

Khi phản ứng viêm không được giải quyết hoàn toàn, sự hiện diện kéo dài của cytokine tiền viêm sẽ duy trì trạng thái viêm mạn tính – nền tảng sinh lý bệnh của nhiều rối loạn mạn tính và tự miễn. Trong các tình trạng này, các cytokine như TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-17A và IFN-γ tiếp tục được sản xuất với cường độ thấp nhưng dai dẳng, gây tổn thương mô liên tục, thúc đẩy xơ hóa và kích hoạt các tế bào viêm mạn như đại thực bào M1 và lympho T hiệu ứng.

Trong viêm khớp dạng thấp (RA), TNF-α và IL-6 đóng vai trò trung tâm trong hoạt hóa đại thực bào, biệt hóa tế bào T, tăng tiết MMPs (matrix metalloproteinases) và RANKL – từ đó gây thoái hóa sụn và tiêu xương. Ở bệnh Crohn, IL-23/IL-17 pathway được chứng minh là chịu trách nhiệm chính trong tăng thấm ruột, hoạt hóa tế bào T và kéo dài tổn thương viêm.

Cytokine tiền viêm cũng liên quan đến quá trình viêm âm ỉ trong các bệnh chuyển hóa như xơ vữa động mạch (do TNF-α và IL-1β kích hoạt nội mạc), tiểu đường type 2 (liên quan đến IL-6) và béo phì (tăng nồng độ leptin và IL-1).

Cytokine tiền viêm trong bệnh truyền nhiễm

Cytokine tiền viêm đóng vai trò thiết yếu trong kiểm soát nhiễm trùng cấp tính, đặc biệt trong giai đoạn đầu khi hệ miễn dịch bẩm sinh chưa huy động đầy đủ tế bào chuyên biệt. Trong nhiễm virus, IL-1β, TNF-α và IFN-γ kích hoạt các tế bào NK, tăng biểu hiện MHC và thúc đẩy apoptosis tế bào nhiễm virus.

Tuy nhiên, trong một số trường hợp như nhiễm trùng huyết, sốt xuất huyết hoặc COVID-19, đáp ứng quá mức có thể dẫn đến "bão cytokine" (cytokine storm) – tình trạng mất kiểm soát phản ứng viêm, gây tổn thương đa cơ quan, suy hô hấp và tử vong. Nồng độ IL-6, TNF-α và IL-1β trong máu cao tương quan mạnh với tiên lượng xấu ở bệnh nhân nặng.

Trong đại dịch COVID-19, nghiên cứu tại Nature Medicine (2020) cho thấy nồng độ IL-6 huyết tương tăng mạnh ở bệnh nhân cần thở máy, góp phần vào tổn thương phổi cấp và hội chứng suy hô hấp cấp tính (ARDS). Điều này mở đường cho các liệu pháp chống IL-6 (tocilizumab) trong điều trị bệnh nhân COVID-19 nặng.

Liệu pháp kháng cytokine

Sự phát triển của liệu pháp sinh học nhắm đích các cytokine tiền viêm đã tạo ra bước ngoặt lớn trong điều trị các bệnh viêm mạn và tự miễn. Các kháng thể đơn dòng hoặc chất ức chế thụ thể được thiết kế để trung hòa hoạt tính cytokine, ngăn chặn chuỗi phản ứng viêm ở cấp phân tử mà không làm suy giảm toàn bộ miễn dịch.

Các thuốc sinh học chính hiện đang được sử dụng gồm:

  • Anti-TNF: infliximab, adalimumab, etanercept – điều trị viêm khớp dạng thấp, viêm cột sống dính khớp, bệnh Crohn.
  • Anti-IL-6R: tocilizumab – điều trị RA, COVID-19 nặng, hội chứng ngược cytokine.
  • Anti-IL-1: anakinra, canakinumab – điều trị hội chứng tự viêm như CAPS, Still’s disease.
  • Anti-IL-17 hoặc IL-23: secukinumab, ustekinumab – điều trị vảy nến, viêm khớp vảy nến.

Những liệu pháp này đã cải thiện rõ rệt chất lượng sống của hàng triệu bệnh nhân, đồng thời giúp giảm chi phí điều trị dài hạn nhờ ngăn chặn tiến triển bệnh từ sớm.

Các kỹ thuật phân tích cytokine

Việc định lượng chính xác cytokine tiền viêm là thiết yếu trong nghiên cứu và lâm sàng để chẩn đoán, đánh giá mức độ viêm, theo dõi đáp ứng điều trị hoặc dự đoán nguy cơ biến chứng. Các kỹ thuật thường dùng gồm:

  • ELISA: phát hiện cytokine đơn lẻ với độ nhạy cao và chi phí hợp lý.
  • Multiplex assay (Luminex): phân tích đồng thời nhiều cytokine trên cùng mẫu huyết thanh hoặc dịch mô.
  • qPCR: đo lường mRNA cytokine, phản ánh hoạt động phiên mã trong tế bào miễn dịch.
  • Flow cytometry: kết hợp đánh dấu nội bào và bề mặt để xác định nguồn sản xuất cytokine theo từng quần thể tế bào.

Gần đây, các cảm biến sinh học dựa trên aptamer hoặc graphene đang được phát triển để đo realtime cytokine tại chỗ, đặc biệt hữu ích trong theo dõi bệnh nhân ICU hoặc can thiệp sớm khi có dấu hiệu bão cytokine.

Xu hướng nghiên cứu và ứng dụng

Nghiên cứu cytokine tiền viêm hiện đang tập trung vào các hướng liên ngành kết hợp sinh học phân tử, kỹ thuật gen và trí tuệ nhân tạo để phát hiện sớm và can thiệp chính xác hơn. Một số hướng nghiên cứu nổi bật gồm:

  • Giải mã mạng lưới cytokine và phản hồi chéo giữa miễn dịch bẩm sinh – mắc phải.
  • Ứng dụng công nghệ CRISPR để kiểm soát biểu hiện gen cytokine trong tế bào miễn dịch.
  • Tích hợp AI để phân tích mẫu cytokine đa biến và dự báo tiến triển bệnh.

Hơn nữa, các nghiên cứu về ảnh hưởng của microbiome lên cân bằng cytokine tiền – kháng viêm đang mở ra hướng tiếp cận mới cho điều trị bệnh viêm mạn thông qua điều chỉnh hệ vi sinh vật.

Tài liệu tham khảo

  1. Dinarello C.A., “Overview of the IL-1 family in innate inflammation and acquired immunity,” Immunological Reviews, 2018.
  2. Tanaka T. et al., “IL-6 in inflammation, immunity, and disease,” Cold Spring Harb Perspect Biol, 2014.
  3. Beutler B., “TNF, immunity and inflammation: a perspective,” Immunol Rev, 2021.
  4. Vabret N. et al., “Immunology of COVID-19: current state of the science,” Immunity, 2020.
  5. Nature Medicine – Cytokine storm and severe COVID-19. Link
  6. ThermoFisher Scientific – Cytokine detection technologies. Link
  7. NIH NIAID – Immune System Research Resources. Link

Các bài báo, nghiên cứu, công bố khoa học về chủ đề cytokine tiền viêm:

Liệu pháp chống TNFα trong điều trị Viêm khớp dạng thấp: Những gì chúng ta đã học được? Dịch bởi AI
Annual Review of Immunology - Tập 19 Số 1 - Trang 163-196 - 2001
Viêm khớp dạng thấp (RA), một bệnh lý hệ thống, được đặc trưng bởi phản ứng viêm mạn tính ở màng hoạt dịch của các khớp và liên quan đến sự thoái hóa của sụn và sự xói mòn của xương gần khớp. Nhiều cytokine tiền viêm bao gồm TNFα, chemokine và yếu tố tăng trưởng được biểu hiện ở các khớp bị bệnh. Cơ sở lý luận rằng TNFα đóng vai trò trung tâm trong việc điều chỉnh các phân tử này và tiềm n...... hiện toàn bộ
#Viêm khớp dạng thấp #TNFα #kháng thể đơn dòng #liệu pháp chống TNFα #cytokine tiền viêm
Tổn thương phổi cấp tính: Một cái nhìn lâm sàng và phân tử Dịch bởi AI
Archives of Pathology and Laboratory Medicine - Tập 140 Số 4 - Trang 345-350 - 2016
Tổn thương phổi cấp tính (ALI) và hội chứng suy hô hấp cấp (ARDS) là một quá trình liên tục của những thay đổi ở phổi xảy ra từ nhiều loại tổn thương phổi khác nhau, thường dẫn đến tình trạng bệnh tật đáng kể và thường là tử vong. Nghiên cứu về bệnh sinh phân tử của ALI/ARDS đang tiếp diễn, với mục tiêu phát triển các sinh marker phân tử tiên đoán và liệu pháp dựa t...... hiện toàn bộ
#Tổn thương phổi cấp tính #Hội chứng suy hô hấp cấp #Bệnh sinh phân tử #Sinh marker phân tử #Cytokine tiền viêm
THAY ĐỔI NỒNG ĐỘ CYTOKINE HUYẾT THANH Ở BỆNH NHÂN VIÊM PHỔI CỘNG ĐỒNG DO VI KHUẨN
Tạp chí Y học Việt Nam - Tập 502 Số 2 - 2021
Đặt vấn đề: Viêm phổi cộng đồng (VPCĐ) là một trong những bệnh nhiễm trùng đường hô hấp dưới có tỷ lệ mắc và tỷ lệ tử vong cao. Nồng độ cytokine huyết thanh có vai trò quan trọng trong đánh giá mức độ nặng và tiên lượng bệnh nhân viêm phổi. Mục tiêu: Đánh giá sự thay đổi nồng độ cytokine huyết thanh ở bệnh nhân viêm phổi cộng đồng do vi khuẩn. Đối tượng và phương pháp: Nghiên cứu trên 78 bệnh nhân...... hiện toàn bộ
#Viêm phổi mắc phải cộng đồng #Đặc điểm vi khuẩn #Cytokine
Vai trò chức năng của các phân nhóm monocyte trong gan đối với sự tiến triển của viêm gan và xơ gan in vivo Dịch bởi AI
Fibrogenesis & Tissue Repair - Tập 5 - Trang 1-8 - 2012
Viêm kéo dài trong tổn thương gan mạn tính gây ra sự phát triển của xơ gan ở chuột và con người. Các mô hình thí nghiệm về xơ gan cho thấy tầm quan trọng của đại thực bào gan, được gọi là tế bào Kupffer, trong việc duy trì viêm bằng cách giải phóng các cytokine và chemokine pro-inflammatory, cũng như kích hoạt các tế bào sao gan (HSC). Các nghiên cứu gần đây trên chuột cho thấy rằng những hành độn...... hiện toàn bộ
#viêm gan #xơ gan #đại thực bào #monocyte #tế bào Kupffer #cytokine #HSC #chemokine
Điều chỉnh sự phân hóa xương bởi các cytokine tiền viêm IL-1β và TNF-α: các kết luận hiện tại và tranh cãi Dịch bởi AI
Springer Science and Business Media LLC - Tập 35 - Trang 957-971 - 2022
Việc điều trị các bệnh gãy xương phức tạp vẫn là một vấn đề khó khăn cần giải quyết trong lĩnh vực chấn thương chỉnh hình. Trong kỹ thuật mô xương, việc sử dụng các tế bào gốc trung mô (MSCs) để sửa chữa mô mang lại hy vọng cho lĩnh vực y học về các bệnh xương. Các MSCs có khả năng phân hóa thành tế bào osteoblast và thúc đẩy quá trình tái tạo xương. Số lượng nghiên cứu ngày càng tăng cho thấy môi...... hiện toàn bộ
#cytokine tiền viêm #MSCs #phân hóa xương #TNF-α #IL-1β #môi trường viêm
Kỹ thuật hemoperfusion sử dụng cartridge Jafron HA330 kết hợp với máy lọc máu BBraun Dialog+ ở bệnh nhân bị viêm phổi coronavirus 2019 và sốc nhiễm trùng: một báo cáo ca bệnh Dịch bởi AI
Journal of Medical Case Reports - Tập 17 - Trang 1-6 - 2023
Việc sử dụng hemoperfusion để loại bỏ cytokine và các chất trung gian viêm đang ngày càng trở nên phổ biến, đặc biệt ở bệnh nhân mắc bệnh coronavirus 2019, những người đã được công chúng biết đến với tình trạng bão cytokine. Tuy nhiên, tình trạng bão cytokine đã được giới y học hồi sức cấp cứu biết đến từ lâu. Một trong những phương pháp để loại bỏ cytokine là sử dụng kỹ thuật lọc và hấp phụ kết h...... hiện toàn bộ
#hemoperfusion #cytokines #thẩm phân máu #viêm phổi coronavirus 2019 #sốc nhiễm trùng #sức khỏe cộng đồng #chăm sóc cấp cứu
Ảnh hưởng của hỗn hợp thực phẩm chức năng đến các cytokine viêm và các phát hiện sinh hóa ở bệnh nhân COVID-19 nhập viện: một thử nghiệm lâm sàng ngẫu nhiên mù đôi Dịch bởi AI
Springer Science and Business Media LLC - Tập 24 - Trang 1-9 - 2023
Đại dịch bệnh Coronavirus 2019 (COVID-19) đã cho thấy ảnh hưởng đến các khuyến nghị về dinh dưỡng. Một số thực phẩm chức năng đã được chứng minh là hữu ích trong việc điều trị cho những người mắc COVID-19. Tuy nhiên, rất ít thông tin về tác động của việc kết hợp các thực phẩm chức năng trong việc kiểm soát bệnh. Nghiên cứu này nhằm điều tra tác động của hỗn hợp thực phẩm chức năng đến mức độ cytok...... hiện toàn bộ
Hạ nhiệt làm giảm tổn thương tế bào thần kinh thông qua ức chế sự hoạt hóa của vi mô thần kinh, bao gồm việc ức chế sản xuất cytokine của vi mô thần kinh và thực bào Dịch bởi AI
Springer Science and Business Media LLC - Tập 41 - Trang 459-468 - 2020
Mặc dù hạ nhiệt liệu pháp (TH) mang lại tác dụng bảo vệ thần kinh, nhưng cơ chế tế bào chịu trách nhiệm cho hiệu ứng bảo vệ thần kinh của TH vẫn chưa được làm sáng tỏ hoàn toàn. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã điều tra ảnh hưởng của TH đối với sự hoạt hóa của vi mô thần kinh để xác định liệu hạ nhiệt có làm giảm tổn thương tế bào thần kinh thông qua sự hoạt hóa của vi mô thần kinh hay không. Sa...... hiện toàn bộ
#hạ nhiệt liệu pháp #tổn thương tế bào thần kinh #hoạt hóa vi mô thần kinh #cytokine tiền viêm #thực bào #nitric oxide synthase cảm ứng
Trans-Chalcone, một tiền chất flavonoid, ức chế viêm da do UV và stress oxy hóa ở chuột bằng cách nhắm đến NADPH oxidase và sản xuất cytokine Dịch bởi AI
Photochemical & Photobiological Sciences - Tập 16 - Trang 1162-1173 - 2020
Trans-Chalcone là một tiền chất flavonoid thực vật, chưa được nghiên cứu nhiều về hoạt động sinh học của nó trong các quá trình viêm. Trong nghiên cứu này, cơ chế chống viêm và chống oxy hóa của việc sử dụng trans-chalcone đường toàn thân, một tiền chất flavonoid, đối với viêm da do bức xạ cực tím (UV) và stress oxy hóa ở chuột không lông đã được điều tra thông qua các thông số sau: phù nề da, hoạ...... hiện toàn bộ
#trans-Chalcone #viêm da #stress oxy hóa #bức xạ UV #cytokine #chuột không lông
Mức độ cytokine tiền viêm trong nước bọt ở bệnh nhân hội chứng miệng bỏng trước và sau điều trị bằng liệu pháp laser mức thấp Dịch bởi AI
Lasers in Medical Science - Tập 28 - Trang 297-301 - 2012
Mục tiêu của nghiên cứu này là xác định mức độ của yếu tố hoại tử khối u tiền viêm alpha (TNF-α) và interleukin-6 (IL-6) trong nước bọt chưa kích thích của các đối tượng mắc hội chứng miệng bỏng (BMS) trước và sau điều trị bằng liệu pháp laser mức thấp (LLLT). BMS được đặc trưng bởi cảm giác bỏng rát đau đớn liên tục ở niêm mạc miệng có vẻ lâm sàng bình thường. Một mẫu gồm 40 bệnh nhân liên tiếp đ...... hiện toàn bộ
#Cytokine tiền viêm #hội chứng miệng bỏng #điều trị #nước bọt #liệu pháp laser mức thấp
Tổng số: 18   
  • 1
  • 2