Фактор некроза опухоли – белковое соединение, основной функцией которого является некротическое повреждение и рассасывание опухолевых клеток. В организме он определяется в двух формах – альфа и бета. ФНО-альфа синтезируется моноцитами, макрофагами, Т-лимфоцитами, эндотелиальными и миелоидными клетками. У здоровых людей его содержание в крови незначительно, усиленная выработка начинается при проникновении в организм инфекционных агентов и их токсинов. Уровень этого белка в крови начинает расти уже через 40 минут после контакта с антигенами и достигает максимума через 2-3 часа. ФНО-бета вырабатывается Т-лимфоцитами, его уровень в крови возрастает спустя двое суток после инфицирования. У больных ревматоидным артритом молекулы изомера альфа определяются в суставной жидкости, у пациентов с острым воспалительным заболеванием – в моче.
Фактор некроза опухоли относится к цитокинам. В организме он выполняет характерные для этой группы соединений функции: усиливает воспаление, активизирует иммунную защиту, оказывает цитотоксическое действие, участвует в процессах кроветворения, передает информацию между основными системами организма. Он увеличивает проницаемость стенок сосудов, повышает температуру тела, стимулирует производство острофазных белков в печени, усиливает пролиферацию B- и T-лимфоцитов, подавляет реакции гиперчувствительности замедленного типа. При нормальном кроветворении ФНО оказывает подавляющий эффект на ткани, в которых производятся клетки крови, при угнетенном кроветворении он стимулирует этот процесс. Цитотоксическое действие данного фактора реализуется через образование в клеточных мембранах активных соединений окиси азота и кислорода – супероксид радикалов. Атаке подвергаются опухолевые клетки и клетки, поврежденные инфекционными агентами. Вместе с цитотоксическим действием осуществляется активное расщепление жировой ткани, приводящее к кахексии. Все основные эффекты в организме реализуются альфа формой ФНО, бета действует местно.
В клинических лабораториях уровень фактора некроза опухоли определяется в венозной крови. Исследование выполняется методами иммуноанализа. Результаты находят применение во многих областях клинической практики, так как отражают не только активность иммунной системы при попадании в организм инфекции, но и наличие воспалительных процессов, повреждения тканей. Анализ востребован в иммунологии, инфекционистике, онкологии, травматологии и некоторых других сферах.
Анализ крови на фактор некроза опухоли выполняется в рамках углубленного исследования иммунного статуса . Такая оценка иммунитета показана пациентам с хроническими и вялотекущими воспалительными процессами, частыми бактериальными инфекциями, прогрессирующими иммунными патологиями. Нередко исследование назначается для мониторинга ревматоидного артрита, системной красной волчанки , хронических легочных заболеваний. К другим показаниям для анализа крови на ФНО относятся онкологические патологии, тяжелые формы атеросклероза сосудов головного мозга и сердца, травмы и ожоги. Результаты исследования отражают активность воспалительного процесса, степень поражения тканей, поэтому применяются для отслеживания динамики состояния пациентов.
Исследование фактора некроза опухоли не используется для диагностики конкретных патологий, так как повышение его концентрации характерно для широкого спектра инфекционных, воспалительных и опухолевых заболеваний и состояний с повреждением тканей. В клинической практике анализ получил распространение благодаря высокой чувствительности – концентрация цитокина повышается с началом патологического процесса и изменяется пропорционального его развитию. Это позволяет использовать данный анализ для мониторинга течения заболеваний, определения тактики лечения.
Концентрация фактора некроза опухоли определяется в венозной крови. Ее забор выполняется утром, натощак или через 3-4 часа после еды. За день до анализа нужно отказаться от употребления алкогольных напитков, избегать психоэмоционального напряжения и физических нагрузок. За час до сдачи крови необходимо воздержаться от курения. Также стоит сообщить врачу об используемых лекарственных средствах, чтобы их влияние было учтено при интерпретации результата. Кровь берется из локтевой вены с помощью пункции. Она собирается в герметичную пробирку и доставляется в лабораторию.
Материалом для исследования фактора некроза опухоли является сыворотка, поэтому перед анализом кровь помещают в центрифугу, где происходит разделение форменных элементов и плазмы. После этого из плазмы выводятся факторы свертывания, остается сыворотка. Исследование ФНО выполняется иммуноферментным методом. Он состоит из двух этапов. Сначала в сыворотку добавляются антитела, которые являются специфическими к ФНО. Образуются комплексы «антиген-антитело». Затем в смесь добавляется фермент, который изменяет окраску специфических комплексов. По интенсивности цвета образца рассчитывается концентрация фактора некроза опухоли. Подготовка результатов анализа занимает до 2 рабочих дней.
Результаты анализа на фактор некроза опухоли в крови в большинстве лабораторий выражаются в пиктограммах на миллилитр. Коридор нормы в этом случае составляет от 0 до 8,2 пг/мл. Если измерение выполняется в пиктограммах на литр, то коридор референсных значений составляет от 0 до 50 пг/л. Физиологические факторы не оказывают влияния на уровень ФНО в крови, поэтому при отклонении результатов от нормы необходимо обратиться к врачу.
Существует несколько причин повышения уровня фактора некроза опухоли в крови. Концентрация данного белка увеличивается при инфекционных заболеваниях. Наиболее выраженные отклонения от нормы определяются у пациентов с инфекционным эндокардитом , рецидивирующим
Фактор некроза опухоли-альфа – определение концентрации в крови белка, продуцируемого иммунокомпетентными клетками и участвующего в комплексной регуляции воспалительных и иммунных процессов в организме человека.
Синонимы русские
ФНО-α, кахектин.
Синонимы английские
Tumor necrosis factor-alpha, TNF-α, cachectin.
Единицы измерения
Пг/мл (пикограмм на миллилитр).
Какой биоматериал можно использовать для исследования?
Венозную кровь.
Как правильно подготовиться к исследованию?
Общая информация об исследовании
Фактор некроза опухоли относится к классу цитокинов – белков, которые вырабатываются различными клетками иммунной системы для регуляции комплекса межклеточных взаимодействий при иммунном ответе. Название белка отражает лишь один из его биологических эффектов, обнаруженный в опытах на мышах, после которых и был открыт ФНО. Однако роль этого цитокина не ограничивается разрушением опухолевых клеток - помимо этого, ФНО принимает ключевое участие в регуляции иммунного ответа.
Основные клетки, продуцирующие фактор некроза опухоли, это активированные моноциты и макрофаги. Также ФНО может выделяться гранулоцитами периферической крови, естественными киллерами и Т-лимфоцитами. Главными стимуляторами секреции фактора некроза опухоли являются вирусы, микроорганизмы и продукты их метаболизма (например, липополисахариды грамотрицательных бактерий). Кроме того, роль стимуляторов могут выполнять и другие цитокины, вырабатываемые иммунными клетками: интерлейкины, колониестимулирующие факторы, интерфероны.
Основные биологические эффекты фактора некроза опухоли:
цитотоксическая активность – ФНО обуславливает геморрагический некроз опухолевых клеток, а также вызывает гибель клеток, пораженных вирусами;
оказывает иммуномодулирующее действие - активирует гранулоциты, макрофаги, гепатоциты (усиливается продукция белков острой фазы), стимулирует синтез других провоспалительных цитокинов;
стимулирует пролиферацию и дифференцировку нейтрофилов, Т- и В-лимфоцитов, усиливает поступление их из костного мозга в кровь и миграцию в очаг воспаления.
Выраженность биологических эффектов ФНО зависит от его концентрации. Так, в низких концентрациях он действует преимущественно в месте выработки, опосредуя локальные иммуновоспалительные процессы. Однако в высоких концентрациях он может приводить к гиперактивации цитокинов и потере контроля организмом за воспалением и иммунными реакциями.
Фактор некроза опухоли играет основную роль в развитии некоторых критических состояний. В начальных стадиях развития синдрома системной воспалительной реакции (SIRS) и сепсиса происходит увеличение концентрации ФНО в крови (под влиянием бактериальных эндотоксинов). В настоящее время считается, что высокие концентрации ФНО на фоне тяжелой инфекции и сепсиса приводят к развитию септического шока. ФНО способен вмешиваться в процессы обмена жиров и углеводов и вызывать у пациентов с опухолями и длительными инфекционными заболеваниями истощение и кахексию.
Помимо цитотоксической активности против опухолевых и инфицированных клеток, ФНО принимает участие и в реакциях отторжения трансплантированных органов и тканей. Повышение концентрации цитокина в крови в ранние сроки после трансплантации может косвенно говорить о начале реакции отторжения. ФНО участвует в патогенезе многих аутоиммунных заболеваний, в том числе ревматоидного артрита.
Это далеко не исчерпывающий список биологических эффектов ФНО. Однако перечисленные эффекты фактора некроза опухоли определяют основные диагностические потребности исследования его концентрации.
Для чего используется исследование?
Когда назначается исследование?
Что означают результаты?
Референсные значения:
Кто назначает исследование?
Ревматолог, онколог, трансплантолог, терапевт, врач общей практики.
Литература
Henry"s Clinical Diagnosis and Management by Laboratory Methods, 23e by Richard A. McPherson MD MSc (Author), Matthew R. Pincus MD PhD (Author). St. Louis, Missouri: Elsevier, 2016. Page 974.
A Manual of Laboratory and Diagnostic Tests, 9th Edition, by Frances Fischbach, Marshall B. Dunning III. Wolters Kluwer Health, 2015. Page 644.
Клиническая лабораторная диагностика: национальное руководство: в 2 т. – T. I / Под ред. В. В. Долгова, В. В. Меньшикова. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. С. 236-237.
Одним из ряда белковых компонентов, провоцирующих гибель онкоклеток является фактор некроза опухолей. Сам по себе ФНО - это многофункциональный цитокин (гормоноподобный белковый элемент, продуцируемый защитными клетками), который воздействует на обменные процессы липидов, свертывание и функциональность эндотелиальных клеточных компонентов, выстилающих сосуды. Перечисленные особенности могут провоцировать отмирание клеток. Блокираторы, подавляющее работу естественного ФНО, мешают нормальному функционированию природной сопротивляемости.
Данные медикаменты относятся к целевому типу лечения. Они обладают таким лечебным действием:
В сочетании с Мелфаланом задействуется при устранении саркомных поражений мягких тканей рук и ног;
. благодаря увеличению дозы интерлейкинов 1,8 и 1,6 оказывается воздействие на формирование веществ, которые препятствуют прогрессированию онкоочага;
. используется как вспомогательный медикамент при нейтрализации осложнений, спровоцированных онкологией;
. антагонисты ФНО - действенное средство для лечения людей, имеющих немеланомные кожные поражения (например, базально-клеточную карциному, плоскоклеточную онкологию, лимфому).
Как лекарственное средство ФНО определяется только при определенных клинических опытах. Нынешняя онкология до сих пор не обладает необходимым перечнем знаний об этих медикаментах. Оптимальное количество вещества зависит от конкретной раковой ситуации.
Лекарствами общего воздействия являются:
. Ремицад;
. Хумира;
. Цертолизумаб;
. Голимумаб;
. Меркаптопурин (задействуется при лимфоме Т-клеточного типа).
Обоснованность использования фактора некроза опухолей при устранении онкопатологий определяется индивидуально при помощи анализов. Цена данной процедуры зависит от полноты обследования, авторитета и технической оснащенности мед. учреждения, показателей иных диагностических мероприятий. Исходя из этого, можно сказать, что цена колеблется в районе 2-8 тыс. руб. В эту стоимость обязательно включается иммуноферентный анализ.
Сбор информации о состоянии природной сопротивляемости осуществляется при частых бактериальных инфекциях, продолжительных воспалениях, при наличии патологий аутоиммунного типа. Также, проверка проводится при наличии онкопоражений, дефектов соединительных тканей, хронических легочных патологий.
Прежде всего, утром натощак сдается кровь для анализа (перед сдачей запрещены почти все жидкости кроме воды). Временной промежуток между последним употреблением еды и сдачей анализа должен составлять минимум 8 часов. За полчаса до взятия образца крови противопоказана даже минимальная физическая активность. Забирается кровь из вены.
Норма 0-8,21 пг/мл.
Превышение
:
. инфекционные патологии типа гепатита С;
. эндокардит инфекционного типа;
. аутоиммунные дефекты;
. аллергические дефекты (например, бронхиальная астма);
. ревматоидный артрит;
. миеломная патология.
Понижение:
. иммунный дефицит наследственного либо приобретенного типа;
. прием лекарств - кортикостероидов, цитостатиков;
. желудочная онкология;
. пернициозная анемия.
Современная медицина фактор некроза опухоли задействует аккуратно, т.к. определенные исследования доказали, что это фундаментальный элемент при прогрессировании сепсиса и токсического шока. Наличие данного белкового компонента стимулировало активность бактерий и вирусов. Также выявлено, что ФНО является частью процесса, при котором формируются аутоиммунные патологии (к примеру, ревматоидный артрит), при которых природная сопротивляемость человека принимает нормальные клетки организма за чужие и атакует их.
Чтобы минимизировать токсическое воздействие, нужно соблюдать такие меры:
. применять методику локально;
. комбинировать с иными медикаментами;
. работать с белками, обладающими минимальной токсичностью;
. использовать во время процедур нейтрализующие антитела.
. из-за повышенной токсичности всегда задействовать ограничено.
Опухолевые образования способены эффективно противостоять иммунной защите организма. Кроме того, сам онкоочаг может продуцировать ФНО, провоцируя паранеопластические синдромы. Также, опухоль умеет вырабатывать рецепторы к фактору некроза опухоли. Так называемое «облако», состоящее из данных рецепторов, плотно окружает очаг, оберегая его от повреждения. Еще стоит помнить о том, что цитокины обладают двойственным воздействием. Иными словами, они могут как тормозить, так и стимулировать опухолевое разрастание, поэтому контролирующие органы так и не дали добро на массовое применение препарата.
Каждый пациент сталкивается с тем, что химиотерапия на 3 и 4 стадиях перестает уменьшать опухоль и метастазы.
Это показатель к тому, что пора переходить на более современные методы терапии рака. Для подбора эффективного метода лечения вы можете обратиться за
На консультации обсуждаются: - методы инновационной терапии;
- возможности участия в экспериментальной терапии;
- как получить квоту на бесплатное лечение в онкоцентр;
- организационные вопросы.
После консультации пациенту назначается день и время прибытия на лечение, отделение терапии, по возможности назначается лечащий доктор.
Альтернативные названия: ФНО-α, англ.: tumor necrosis factor (TNF)
ФНО активно участвует в любом иммунном ответе организма, поэтому его концентрация зависит от интенсивности воспалительного процесса. Определение концентрации ФНО играет огромную роль в определении тактики лечения при таких крайне тяжелых состояниях как сепсис, аутоиммунные заболевания, СПИДе, полиорганной недостаточности. Также повышение изменение уровня этого показателя находится в прямой зависимости от тяжести хронической сердечной недостаточности и бронхиальной астмы.
Венозная кровь в объеме 3-5 мл. Для анализа используется сыворотка крови, получаемая путем центрифугирования цельной крови.
Иммуноферментный анализ.
Специальной подготовки не требуется. Пищевой режим, эмоциональные и физические нагрузки не влияют на уровень показателя. Рекомендуется сдавать кровь утром натощак.
ФНО определяет в некоторой степени патогенез тяжелых патологических состояний. На международных конференциях, на которые опираются национальные рекомендации по лабораторной диагностике.
Согласно национальным рекомендациям по лабораторной диагностике нормальным уровнем ФНО считается 0-50 пг/л (пикограмм на литр). В большинстве лабораторий принято измерять количество ФНО в пикограммах на миллилитр. В этом случае референсным уровнем является уровень от 0 до 8,2 пг/мл.
Огромное значение имеет изучение уровня показателя в динамике. Снижение концентрации ФНО по мере прогрессирования заболевания говорит в пользу стабилизации состояния пациента и росте вероятности положительного исхода.
Определение уровня ФНО играет роль в определении прогноза заболевания. На основании этого показателя определяется оптимальная тактика лечения тяжелейших заболеваний. Дальнейшее изучение механизмов взаимодействия фактора некроза опухоли с клетками и тканями позволит в дальнейшем выработать более эффективные методы лечения сепсиса, аутоиммунных заболеваний. Появляются данные о возможности использования ФНО в диагностике специфической онкопатологии.
Недостатком данного метода можно считать низкую специфичность, не позволяющую только по определению уровня показателя предположить конкретную патологию. Поэтому исследование ФНО должно сопровождаться в обязательном порядке назначением общеклинических анализов крови, инструментальных методов обследования (УЗИ, КТ, рентгенографии, ЭКГ).
ФНО-a и ФНО-b - два близких белка (гомологичны около 30% аминокислотных остатков) - проявляют сходную активность по отношению к воспалительной реакции, иммунным и опухолевым процессам. ФНО-а, впервые обнаруженный в сыворотке мышей, которым вводили бактериальные продукты, индуцирует некроз опухолевых клеток. ФНО-b, или лимфотоксин, был найден в лимфатических узлах иммунизированных крыс.Источником ФНО-а является активированный макрофаг ,ФНО-b - активированная T-клетка . Оба фактора через одинаковые специфические рецепторы TNF клеточной поверхности вызывают лизис клеток лимфомы, некроз саркомы, индуцированной метилхолантреном, активируют полиморфноядерные лейкоциты, проявляют антивирусную активность.
ФНО-альфа (называемый также кахектином) - это пироген. Играет важную роль в патогенезе септического шока, вызванного грамотрицательными бактериями. Под влиянием ФНО-альфа резко увеличивается образование макрофагами и нейтрофилами перекиси водорода и других свободных радикалов. При хроническом воспалении ФНО-альфа активирует катаболические процессы и тем самым способствует развитию кахексии - симптома многих хронических заболеваний.
При изучении различных продуктов, секретируемых активированными макрофагами, был получен фактор, который лизировал большой набор опухолевых клеток in vivo и in vitro. По основному биологическому эффекту он получил название - фактор некроза опухолей.
В параллельных исследованиях из культур активированных Т-клеток выделили другой фактор, также обладавший литической активностью по отношению к чужеродным клеткам. По типу клеток, продуцирующих этот фактор, его стали обозначать как лимфотоксин. Детальное изучение этих факторов вскрыло близкое структурное и функциональное сходство между ними. Настоящее их наименование - фактор некроза опухолей-альфа (ФНО-альфа) и фактор некроза опухолей-бета (ФНО-бета, лимфотоксин).
Колониестимулирующие факторы - гормоны, стимулирующие образование моноцитов и нейтрофилов в костном мозге.
При исследовании культуры кроветворных клеток показано, что для размножения и дифференцирования клеток необходимы специфические факторы роста. Факторы, поддерживающие гемопоэз в такой культуре, это гликопротеины и обычно их называют колониестимулирующими факторами, или КСФ. Из все возрастающего числа КСФ, которые были идентифицированы, одни циркулируют в крови и действуют как гормоны , в то время как другие играют роль локальных химических медиаторов.
Эти цитокины (колониестимулирующие факторы) участвуют в регуляции деления и дифференцировки стволовых клеток костного мозга и клеток - предшественников лейкоцитов крови. Балансом различных КСФ в определенной мере обусловлено соотношение между различными типами образующихся в костном мозге лейкоцитов. Некоторые КСФ стимулируют дальнейшую дифференцировку клеток и вне костного мозга.
Из КСФ гормонального типа лучше всего изучен эритропоэтин , который вырабатывается в почках и регулирует эритропоэз (образование эритроцитов).
За выживание и пролиферацию плюрипотентных стволовых клеток и большинства типов их коммитированных потомков эритроидного ряда ответственен второй колониестимулирующий фактор - интерлейкин 3 (ИЛ-3).Было выявлено также четыре различных КСФ, стимулирующих в культуре клеток формирование колоний нейтрофилов и макрофагов . Эти КСФ синтезируются клетками разного типа, в том числе эндотелиальными клетками , фибробластами , макрофагами и лимфоцитами. Это выше упомянутый интерлейкин 3 и более избирательные ГМ-КСФ (для гранулоцитов и макрофагов), Г-КСФ (для гранулоцитов) и М-КСФ (для макрофагов). Как и эритропоэтин, все эти КСФ являются гликопротеинами. Их воздействие на клетки-предшественники заключается не только в запуске механизма образования дифференцированных колоний, но и в активации специализированных функций (таких, как фагоцитоз и убивание клеток-мишеней) у клеток с законченной дифференцировкой.
Механизмы действия цитокинов
Различают интракринный, аутокринный, паракринный и эндокринный механизмы действия цитокинов. 1. Интракринный механизм - действие цитокинов внутри клетки-продуцента; связывание цитокинов со специфическими внутриклеточными рецепторами. 2. Аутокринный механизм - действие секретируемого цитокина на саму секретирующую клетку. Например, интерлейкины-1, -6 -18, ФНОα являются аутокринными активирующими факторами для моноцитов/макрофагов. 3. Паракринный механизм - действие цитокинов на близкорасположенные клетки и ткани. Например, ИЛ-1, -6 -12 и -18, ФНОα, продуцируемые макрофагом, активируют Т-хелпер (Th0), распознающий антиген и МНС макрофага (Схема аутокринно-паракринной регуляции иммунного ответа). 4. Эндокринный механизм - действие цитокинов на расстоянии от клеток-продуцентов. Например, ИЛ-1, -6 и ФНОα, помимо ауто- и паракринных воздеиствий могут оказывать дистантное иммунорегуляторное действие, пирогенный эффект индукцию выработки белков острой фазы гепатоцитами, симптомы интоксикации и мультиорганные поражения при токсико-септических состояниях.
Механизм нарушения
Многие тяжелые заболевания приводят к значительному повышению уровня ИЛ-1 и ФНО-альфа . Эти цитокины способствуют активации фагоцитов, их миграции в место воспаления, а также высвобождению медиаторов воспаления - производных липидов, то есть простагландина Е2 , тромбоксанов и фактора активации тромбоцитов . Кроме того, они прямо или опосредованно вызывают расширение артериол , синтез адгезивных гликопротеидов , активируют Т- и В-лимфоциты. ИЛ-1 запускает синтез ИЛ-8 , способствующего хемотаксису моноцитов и нейтрофилов и выходу ферментов из нейтрофилов. В печени снижается синтез альбумина и усиливается синтез белков острой фазы воспаления , включая ингибиторы протеаз , компоненты комплемента , фибриноген , церулоплазмин , ферритин и гаптоглобин . Уровень С-реактивного белка , который связывается с поврежденными и погибшими клетками, а также некоторыми микроорганизмами, может повышаться в 1000 раз. Возможно также значительное повышение концентрации амилоида A в сыворотке и его отложение в различных органах, приводящее к вторичному амилоидозу . Важнейшим медиатором острой фазы воспаления является ИЛ-6 , хотя ИЛ-1 и ФНО альфа тоже могут вызывать описанные изменения функции печени. ИЛ-1 и ФНО альфа усиливают влияние друг друга на местные и общие проявления воспаления, поэтому сочетание этих двух цитокинов даже в небольших дозах способно вызвать полиорганную недостаточность и стойкую артериальную гипотонию . Подавление активности любого из них устраняет это взаимодействие и заметно улучшает состояние больного. ИЛ-1 сильнее активирует Т- и В-лимфоциты при 39*С, чем при 37*С. ИЛ-1 и ФНО альфа вызывают снижение без жировой массы тела и потерю аппетита , приводящие к кахексии при длительной лихорадке . Эти цитокины попадают в кровоток лишь на короткое время, но его оказывается достаточно, чтобы запустить продукцию ИЛ-6 . ИЛ-6 постоянно присутствует в крови, поэтому его концентрация в большей степени соответствует выраженности лихорадки и других проявлений инфекции. Тем не менее, ИЛ-6 в отличие от ИЛ-1 и ФНО альфа не считают летальным цитокином.
Список использованной литературы
Симбирцев А.С. [Текст] / Цитокины: классификация и биологические функции // Цитокины и воспаление.-2004.-Т.3.-№2.-С.16-23
Кольман, Я. Наглядная биохимия [Электронный ресурс] / Рём К.-Г. - http://www.chem.msu.su/rus/teaching/kolman/378.htm
Цитокины [Электронный ресурс] - http://nsau.edu.ru/images/vetfac/images/ebooks/microbiology/stu/immun/cytokyni.htm
База знаний по биологии человека [Электронный ресурс] / Иммунология: Цитокины. - http://humbio.ru/humbio/immunology/imm-gal/00142edc.htm
Аутокринно-паракринная регуляция иммунного ответа
Фактор некроза опухолей
Интерлейкин 18 (интерферон-гамма-индуцирующий фактор)
