細(xì)胞因子風(fēng)暴：機(jī)制、研究與體外模型構(gòu)建策略在生命科學(xué)和免疫學(xué)研究中，“細(xì)胞因子風(fēng)暴”是一個(gè)無法忽視的高頻術(shù)語。它不僅是重癥感染（如COVID-19）、膿毒癥、CAR-T治療等過程中危及生命的核心病理生理事件，更是連接基礎(chǔ)免疫與臨床轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵研究節(jié)點(diǎn)。從科研試劑的應(yīng)用角度，深入理解其發(fā)生機(jī)制并建立可靠的體外研究模型，對于藥物篩選、致病機(jī)理探索和安全性評估具有至關(guān)重要的意義。一、細(xì)胞因子風(fēng)暴的本質(zhì)：免疫系統(tǒng)的“失控”放大細(xì)胞因子風(fēng)暴，亦稱細(xì)胞因子釋放綜合征，本質(zhì)上是一種嚴(yán)重的全身性炎癥反應(yīng)。它并非由某種單一因子引起，而是免疫系統(tǒng)在應(yīng)對強(qiáng)烈刺激時(shí)，正反饋調(diào)節(jié)機(jī)制失衡，導(dǎo)致多種細(xì)胞因子在短時(shí)間內(nèi)急劇、過量釋放，從而形成的一場“信使分子”海嘯。在正常情況下，細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)精密、有序，遵循“協(xié)同與拮抗”的平衡原則。然而，當(dāng)機(jī)體遭遇特定強(qiáng)力觸發(fā)因素時(shí)，大量的免疫細(xì)胞（如巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞等）被過度激活，它們會失控性地分泌高濃度的促炎細(xì)胞因子。這些因子又進(jìn)一步激活更多的免疫細(xì)胞，形成一個(gè)自我放大的正反饋循環(huán)，最終沖破機(jī)體調(diào)控能力的上限，導(dǎo)致風(fēng)暴的發(fā)生。二、風(fēng)暴中的核心“演員”：關(guān)鍵細(xì)胞因子類別在細(xì)胞因子風(fēng)暴中，不同家族的細(xì)胞因子扮演著不同角色，共同推動了病理進(jìn)程。作為科研人員，識別和研究這些核心因子是構(gòu)建模型和開展干預(yù)研究的第一步。1.促炎細(xì)胞因子“先鋒”（TNF-α,IL-1β）：它們是炎癥反應(yīng)中最早期、最上游的介質(zhì)。腫瘤壞死因子-α和白細(xì)胞介素-1β

能強(qiáng)力激活血管內(nèi)皮細(xì)胞，促進(jìn)炎癥細(xì)胞浸潤，并直接引發(fā)發(fā)熱、低血壓等全身癥狀，是風(fēng)暴的“點(diǎn)火器”和放大器。2.免疫細(xì)胞“增殖與活化”信號（IL-6,IL-2）：白細(xì)胞介素-6是CRS中最核心的標(biāo)志性因子之一。它由被激活的巨噬細(xì)胞等產(chǎn)生，不僅能促進(jìn)肝細(xì)胞產(chǎn)生C反應(yīng)蛋白（CRP）等急性期蛋白，還能驅(qū)動T、B細(xì)胞的終末分化與活化，是連接先天性與適應(yīng)性免疫并導(dǎo)致全身性損傷的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。白細(xì)胞介素-2作為T細(xì)胞生長因子，在CAR-T療法相關(guān)的CRS中地位突出，其水平反映了T細(xì)胞的活化與擴(kuò)增規(guī)模。3.趨化因子“導(dǎo)航系統(tǒng)”：諸如MCP-1、IL-8等趨化因子在風(fēng)暴中濃度飆升。它們的作用是在組織中建立化學(xué)濃度梯度，將中性粒細(xì)胞、單核/巨噬細(xì)胞等大量“招募”到炎癥或靶器官，造成局部組織的免疫病理損傷。干擾素（IFN-γ）的“助推”作用：由活化的NK細(xì)胞和T細(xì)胞產(chǎn)生的干擾素-γ，是巨噬細(xì)胞的強(qiáng)力激活劑。它能極顯著地增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的吞噬和細(xì)胞因子分泌能力，從而將炎癥信號級聯(lián)放大，是風(fēng)暴演進(jìn)中的重要“助推器”。三、構(gòu)建體外研究模型：核心策略與試劑選擇在藥物研發(fā)和機(jī)制研究中，建立穩(wěn)定、可重復(fù)的體外細(xì)胞因子風(fēng)暴模型，是評估藥物效價(jià)和安全性的關(guān)鍵前置步驟。這高度依賴于對免疫通路的理解和高品質(zhì)科研試劑的應(yīng)用。模式識別受體激動劑誘導(dǎo)法：機(jī)制模擬：模擬病原體感染。使用高純度的重組蛋白如LPS（脂多糖，TLR4激動劑）或Pam3CSK4（TLR2激動劑）直接刺激先天免疫細(xì)胞（如人外周血單核細(xì)胞或巨噬細(xì)胞系）。應(yīng)用：可快速誘發(fā)以單核/巨噬細(xì)胞來源因子（如TNF-α,IL-6,IL-1β）為主的炎癥反應(yīng)，是研究天然免疫應(yīng)答和抗炎藥物的經(jīng)典模型。T細(xì)胞受體定向激活法：機(jī)制模擬：模擬CAR-T或超級抗原引起的CRS。使用抗CD3/CD28抗體等T細(xì)胞激活劑，直接刺激人外周血單個(gè)核細(xì)胞中的T細(xì)胞。應(yīng)用：該模型能更真實(shí)地再現(xiàn)T細(xì)胞依賴性CRS，可觀察到IL-2、IFN-γ、GM-CSF等T細(xì)胞來源因子的爆發(fā)式釋放，是評估針對適應(yīng)性免疫的干預(yù)策略的有效工具。多重細(xì)胞因子疊加刺激法：機(jī)制模擬：模擬風(fēng)暴中后期的復(fù)雜細(xì)胞因子環(huán)境。在細(xì)胞培養(yǎng)體系中，聯(lián)合加入多種關(guān)鍵的重組細(xì)胞因子，觀察其對特定靶細(xì)胞（如內(nèi)皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞）的協(xié)同損傷效應(yīng)。應(yīng)用：用于研究風(fēng)暴的終末效應(yīng)，如血管滲漏、組織損傷等，專注于下游機(jī)制而非起始誘因。四模型構(gòu)建的關(guān)鍵考量與試劑質(zhì)量控制為確保體外研究結(jié)果的可靠性與可重復(fù)性，在研究設(shè)計(jì)與試劑選擇上需重點(diǎn)關(guān)注以下幾點(diǎn)：細(xì)胞來源的選擇：使用人原代免疫細(xì)胞（如PBMCs）能最大程度模擬體內(nèi)環(huán)境，但需考慮供體差異；使用特定細(xì)胞系則重復(fù)性更好，但生理相關(guān)性可能降低。試劑的質(zhì)量核心：生物活性：用于刺激的激動劑（如LPS、抗體）須具有明確且高的生物活性，以確保有效激活信號通路。低內(nèi)毒素：所有用于細(xì)胞培養(yǎng)的試劑，尤其是重組蛋白，其內(nèi)毒素水平必須極低，避免引入非預(yù)期的TLR4通路激活，干擾模型特異性。純度與特異性：

高純度的試劑是減少脫靶效應(yīng)和非特異性激活的保證。結(jié)語細(xì)胞因子風(fēng)暴是免疫系統(tǒng)失衡的極端體現(xiàn)，對其進(jìn)行深入的體外研究，是連