生存和死亡是存在于所有生物的一對矛盾，它們維持著生物界的平衡，機體的免疫系統(tǒng)亦不例外，免疫細(xì)胞的增殖和死亡是免疫系統(tǒng)得以保持自身平衡的重要條件。
細(xì)胞的死亡是人們很早就注意到的現(xiàn)象。1972年Kerr首先提出了有別于一般死亡意義的一種新的概念，稱之為凋謝（apoptosis)。對凋謝的研究近年來進展很快，引起了多學(xué)科的廣泛重視，為腫瘤和自身免疫性疾病的防治等研究方面提供了新的思路。
（一)凋謝的概念
細(xì)胞的死亡有兩種方式，第一種是細(xì)胞在受到嚴(yán)重的操作后發(fā)和的死亡，通常表現(xiàn)為細(xì)胞的突然死亡。在死亡過程的最早期，線粒體的功能和形態(tài)即發(fā)生變?nèi)私?jīng)，繼之，細(xì)胞失去自身平衡，細(xì)胞膜的操作導(dǎo)致滲透壓平衡的失調(diào)，細(xì)胞出現(xiàn)腫脹，最后胞膜破裂，胞漿內(nèi)容物外泄，引起組織器官的炎癥反應(yīng)，這種方式被稱為壞死（necrosis)。
另一種細(xì)胞死亡的方式是1972年Kerr等在正常的生理狀態(tài)下觀察到的，這處死亡方式最初被描述為一種正常生理狀態(tài)下的形態(tài)學(xué)改變。8年以后，這個實驗小組將這種形式的細(xì)胞死亡命名為凋謝，以區(qū)別于壞死。凋謝是機體的正常細(xì)胞在受到生理性和病理性刺激后啟動的自發(fā)的死亡過程，是一種主動的、信號依賴的過程，包括胞漿內(nèi)Ca2+、cAMP升高，RNA和蛋白質(zhì)合成增加。其典型的特征是一種內(nèi)源性核酸內(nèi)切酶的激活和由此導(dǎo)致的細(xì)胞染色體DNA的降解，DNA在核小體外被切斷，形成約185bp或整數(shù)倍長度的DNA片段，DNA電泳時形成特征性的梯形（ladder)電流條帶。這種細(xì)胞死亡方式的另一個特點是，降解的胞漿及胞核成份被包裹于膜性成分中而形成凋謝小體（apoptosis bodies)，胞膜成份和結(jié)構(gòu)的改變可以被吞噬細(xì)胞表面的粘附分子及磷脂酰絲氨酸受體（phosphatidylserine receptor)快速識別，凋謝細(xì)胞被吞噬并降解，因此不引起局部的炎癥反應(yīng)。
（二)凋謝與壞死、程序化細(xì)胞死亡
壞死是由于補體或裂解性病毒等致細(xì)胞裂解因素造成的細(xì)胞胞膜的直接損傷，或是由于其它因素干擾胞膜上的能量依賴泵的功能而造成細(xì)胞水分、離子濃度的失衡，導(dǎo)致細(xì)胞膜破裂，胞漿內(nèi)容物外泄，進而引起炎癥，是一種病理狀態(tài)下的細(xì)胞死亡。
在描述細(xì)胞死亡的術(shù)語中，還有一個概念是程序化細(xì)胞死亡（programmed cell death,PCD)。PCD最初是發(fā)育學(xué)的一個術(shù)語，是指機體發(fā)育過程中出現(xiàn)的一系列與發(fā)育相關(guān)的細(xì)胞生理性死亡過程。后來，這個概念被用來指由基因介導(dǎo)的細(xì)胞死亡，例如放射性照射的未成熟T細(xì)胞經(jīng)歷的死亡過程。啟動PCD的因素通常為正常的生理信號，其發(fā)生需要有某些基因的表達(dá)，給將發(fā)生PCD的細(xì)胞加入RNA或蛋白質(zhì)合成抑制劑，不但不會促進PCD的發(fā)生，反而延遲或阻止PCD的發(fā)生。
凋謝和程序化細(xì)胞死亡并不是完全相同的，大部份的PCD過程伴有凋謝的形態(tài)學(xué)改變。但某些物種組織細(xì)胞在發(fā)育過程中經(jīng)歷的PCD并沒有凋謝典型的胞膜出泡、染色質(zhì)局限化和DNA降解。本文中，我們把凋謝和程序化細(xì)胞死亡當(dāng)成是一種通用的概念。
（三)與凋謝相關(guān)的基因
所有的PCD過程都有新基因的表達(dá)和蛋白質(zhì)的合成，在絕大多數(shù)凋謝也是如此。PCD所需的蛋白在正常的細(xì)胞中是非組成性表達(dá)的，即這些基因的表達(dá)是誘導(dǎo)性的。已報道有大量的基因可能與PCD的發(fā)生有關(guān)，它們促進或抑制PCD的發(fā)生，如c-fos、c-myc、TGF-β、p53、bcl-2、apt-4、apt-5、nuc-1、ces-2、ced-3、egl-1等。到目前為止，這些基因中只有小部分被確定為PCD所必需，如p53和cel-1等。到目前為止，這些基因中只有小部分被確定為PCD所必需，如p53和c-myc的表達(dá)可以誘導(dǎo)某些T細(xì)胞和白血病細(xì)胞發(fā)生PCD，將p53基因轉(zhuǎn)入白血病細(xì)胞中即可迅速引起PCD。bcl-2是抵抗PCD的基因，bcl-2基因的缺失突變將促進PCD的發(fā)生。目前，這些基因影響PCD的機制還不十分清楚。
各種免疫細(xì)胞都存在有凋謝的現(xiàn)象，這對保持免疫系統(tǒng)的平衡十分重要。誘導(dǎo)免疫系統(tǒng)PCD的因素有生理性和非生理性的。生理性因素如細(xì)胞因子濃度的改變、B細(xì)胞發(fā)育過程中Ig基因的重排等。非生理地因素如電離輻射、加熱、藥物等。體外培養(yǎng)的淋巴細(xì)胞對電離輻射尤為敏感，即使暴露在2-5Rad下也能產(chǎn)生形態(tài)改變，X身線和Y射線可誘導(dǎo)靜止期的淋巴細(xì)胞出現(xiàn)典型的凋謝改變，這一過程有賴于大分子的合成。加熱對于胸腺細(xì)胞來說是一種PCD凋謝特征的DNA降解。其它因素如甲醇、DMSO等在低濃度條件下可誘導(dǎo)PCD，濃度過高時則引起細(xì)胞的壞死。
干細(xì)胞在骨髓的造血環(huán)境中受到基質(zhì)細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)、生長因子和抑制因子的作用。這些因素共同作用，控制造血干細(xì)胞的自我更新和分化。細(xì)胞因子在造血干細(xì)胞的凋謝過程中發(fā)揮重要的作用，IL-3、GM-CSF、IL-6等不僅對于造血干細(xì)胞的增殖分化是必須的，而且對保持干細(xì)胞的存活也是必不可少的。去除這引起細(xì)胞因子將是致干細(xì)胞發(fā)生凋謝。因此，有的學(xué)者提出了一類新的造血因子概念，即造血挽救因子（survival factors)，這類因子的存在可以阻斷細(xì)胞凋謝的機制，通過其嘗試的變化影響凋謝，達(dá)到地造血干細(xì)胞調(diào)節(jié)的作用。EPO、IL-3、GM-CSF、G-CSF等對造血干細(xì)胞凋謝均有抑制作用。目前認(rèn)為EPO對凋謝的抑制機理是，紅系干細(xì)胞發(fā)育從CFU-E或更早的BFU-E開始進入對EPO的依賴階段，在這一時期，如果失去EPO的維持，紅系干細(xì)胞將發(fā)生凋謝，EPO的作用只是抑制干細(xì)胞發(fā)生凋謝，但對細(xì)胞的DNA合成并漢骨促進作用。CFU-E中的紅系干細(xì)胞在無EPO存在的條件下培養(yǎng)16小時，70%的DNA被降解，在EPOSCF存在的條件下，DNA的降解比率分別為3%和42%。
1.胸腺細(xì)胞的發(fā)凋謝 淋巴干細(xì)胞通過血流進入胸腺，在胸腺中的發(fā)育成熟過程中要發(fā)生基因的重排和分化，同時，胸腺細(xì)胞要經(jīng)歷嚴(yán)格的選擇過程，只有那些對自身MHC分子親和力較高的細(xì)胞克隆才被允許發(fā)育為CD4+和CD8+雙陽性細(xì)胞（陽性選擇)。其中那些對自身抗原和力較高的胸腺細(xì)胞必須清除（陰性選擇)。胸腺細(xì)胞在胸腺中的陽性選擇和陰性選擇是通過凋謝機制來實現(xiàn)的，其機制與胸腺細(xì)胞和胸腺基質(zhì)細(xì)胞間的相互作用有關(guān)。大部分的胸腺細(xì)胞是未經(jīng)陽性選擇或陰性選擇過的，因此其平均壽命很短，只有3-4天，代表了胸腺中凋謝的整體水平。在胸腺細(xì)胞中，凋謝與內(nèi)源性糖皮質(zhì)激素有關(guān)，未成熟胸腺細(xì)胞對糖皮質(zhì)激素是敏感的，而成熟T細(xì)胞對糖皮質(zhì)激素則是抵抗的。
2.活化T細(xì)胞與凋謝 靜止T細(xì)胞受到絲裂原CD3-TCR抗體的誘導(dǎo)而發(fā)生增殖，產(chǎn)生細(xì)胞因子。同樣的信號在未成熟T細(xì)胞和T細(xì)胞雜交瘤則誘導(dǎo)細(xì)胞的凋謝，這種凋謝也稱為活化誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡（activation-inducedcell death, AICD)。決定這種差別的因素目前還不完全清楚，可能與Ca2+流量和蛋白激酶C（PKC)有關(guān)。蛋白激酶C可以阻斷引起核酸內(nèi)切酶海參性所需的Ca2+流，它可能通過抗原刺激依賴的第二因子（如IL-1激活的蛋白激酶C)的存在與否來誘導(dǎo)凋謝或增殖。
活化誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡并不僅僅限于未成熟的胸腺細(xì)胞和T細(xì)胞雜交瘤，在成熟的外周T細(xì)胞也發(fā)現(xiàn)了類似的情況。表達(dá)TCRαβ或TCRγδ的小鼠和人T細(xì)胞在受到抗CD3-TCR抗體、PHA或抗Fas單抗的誘導(dǎo)時發(fā)生凋謝。
（1)活化狀態(tài)的外周T細(xì)胞更易發(fā)生凋謝：經(jīng)絲裂原活化和體外擴增培養(yǎng)的人外周T細(xì)胞對凋謝更為敏感。小鼠脾臟T細(xì)胞在對凋謝易感之前也需要受到抗原的激活。在活化的T細(xì)胞中，對凋謝的敏感性在CD4+和CD8+T細(xì)胞亞群之間無差異，在小鼠CD4+細(xì)胞中，Th1和Th2亞群之間亦無明顯的區(qū)別。
（2)細(xì)胞因子在凋謝中的作用www.med126.com：目前關(guān)于細(xì)胞因子在體外誘導(dǎo)和阻止凋謝中發(fā)揮作用的報道不盡一致。在輔助性T細(xì)胞亞群和細(xì)胞毒T細(xì)胞亞群中，不僅其激活和增殖需要依賴IL-2，其存活也需要IL-2的支持。如在上述細(xì)胞的培養(yǎng)基中支除IL-2可使細(xì)胞在6小時內(nèi)進入PCD。在體內(nèi)，這種對細(xì)胞因子的信賴性與機體在抗原清除后擴增的效應(yīng)淋巴細(xì)胞亞群的消失有關(guān)。以防止過高和維持時間過長的免疫應(yīng)答。
（3)抗原誘導(dǎo)的T細(xì)胞的凋謝：抗CD3單克隆抗體及PHA雖然能有效地誘導(dǎo)外周T細(xì)胞的活化，但它們不是生理性的刺激劑。目前認(rèn)為AICD也能以抗原特異性的方式發(fā)生于T細(xì)胞，如超抗原葡萄球菌腸毒素（SF)能在體外及體內(nèi)誘導(dǎo)活化T細(xì)胞的凋謝�？乖T導(dǎo)的T細(xì)胞的凋謝也發(fā)生于同種異體抗原的刺激，當(dāng)同時異體抗原再次刺激機體時，有20%-30%的同種異體反應(yīng)細(xì)胞發(fā)生了AICD。
（4)AICD的調(diào)節(jié)及其意義：相同的抗原在通過CD3-TCR刺激靜止T細(xì)胞活化的同時，也啟動了活化T細(xì)胞的凋謝過程。那么，靜止細(xì)胞和活化細(xì)胞發(fā)生凋謝是如何調(diào)節(jié)的呢？一種可能的機制是某一特定的T細(xì)胞克隆的活化和凋謝是同時進行的，抗原的量決定增殖抑或凋謝。SE超抗原在誘導(dǎo)部分活化細(xì)胞（40%-50%)凋謝的同時，也有MHCⅡ抗原陽性的抗原提呈細(xì)胞的作用下誘導(dǎo)其m.payment-defi.com余T細(xì)胞（50%-60%)的增殖。AICD是外周T細(xì)胞克隆清除（clonal deletion)的一種機制，有助于機體免疫耐受機制的建立，也是對細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)的補充。當(dāng)抗原活化的T細(xì)胞與特異性抗原接觸時誘導(dǎo)部分T細(xì)胞發(fā)生AICD，使得機體能在一定范圍內(nèi)限制免疫應(yīng)答的強度。
B細(xì)胞根據(jù)其分化的不同階段對抗原的刺激有不同的反應(yīng)。前B細(xì)胞在發(fā)育過程中必須經(jīng)歷免疫球蛋白的基因重排�；蛑嘏盼闯晒Φ腂細(xì)胞將發(fā)生凋謝，重排成功的前B細(xì)胞最先表達(dá)膜表面IgM，如果前B細(xì)胞在這個階段接觸抗原，它們將會夭折，這是機體去除自身抗原反應(yīng)細(xì)胞的一種機制。因為大多數(shù)出現(xiàn)在骨髓的抗原是自身抗原。mIgM、mIgD陽性B細(xì)胞如無抗原刺激一般于24小時之內(nèi)在脾臟中死亡，脾臟B細(xì)胞胞核有高濃度的Ca2+、Mg2+，可誘導(dǎo)內(nèi)源性的核酸內(nèi)切酶，與無抗原刺激B細(xì)胞的凋謝有關(guān)。B細(xì)胞mIg結(jié)合相應(yīng)抗原的親和力成熟在保持B細(xì)胞的存活中起重要作用，只有對抗原刺激能產(chǎn)生高親和力抗體的B細(xì)胞才能逃避凋謝。
免疫系統(tǒng)其它細(xì)胞中的嗜酸性粒細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞都與炎癥發(fā)生密切相關(guān)。體外實驗表明，它們各自在炎癥中的作用可通過細(xì)胞因子對凋謝的發(fā)生來加以調(diào)節(jié)。髓樣細(xì)胞系HL-60細(xì)胞在培養(yǎng)時，除小部分細(xì)胞自發(fā)分化外，大部分細(xì)胞在經(jīng)歷5-7天的培養(yǎng)時間后發(fā)生凋謝。單核細(xì)胞在失去某些刺激時將發(fā)生PCD，F(xiàn)MLP、C5a、MCP-1、TGF-β、IL-2、IL-4和IL-6都不能阻止單核細(xì)胞的凋謝，而適當(dāng)濃度的IL-1β、TNF-α、TIFN-γ和GM-CSF等炎癥因子則能阻斷單核細(xì)胞PCD過程。活化的單核細(xì)胞也通過自分泌方式產(chǎn)生IL-1β、TNF-α和GM-SCF。有趣的是，TNF-α在成熟單核細(xì)胞和單核細(xì)胞系U937中對PCD的誘導(dǎo)作用是完全相反的。新鮮分離的嗜酸性粒細(xì)胞在體外培養(yǎng)72-96小時后即進入PCD，而具有促進嗜酸性粒細(xì)胞集落形成作用的IL-5能使嗜酶性粒細(xì)胞的PCD過程推遲80小時。LPS、C5a和FMLP在體外能以劑量依賴式推遲中性粒細(xì)胞的PCD過程。炎癥因子對嗜酸性粒細(xì)胞和中性粒細(xì)胞PCD的推遲，有助于死亡的細(xì)胞被巨噬細(xì)胞完整地攝入并加以清除。
（金伯泉 孫凱)
