Interleukin-6 - การวิจัยความสำคัญและบรรทัดฐาน

Interleukin-6 เป็นโมเลกุลส่งสัญญาณที่สำคัญที่สุดชนิดหนึ่งที่ผลิตโดยเซลล์ในระบบภูมิคุ้มกัน แม้ว่า interleukin-6 จะมีผลหลายทิศทาง แต่ภารกิจหลักคือการประสานกระบวนการอักเสบในร่างกายในระหว่างที่ความเข้มข้นของมันเพิ่มขึ้นถึง 100 เท่า

สารบัญ:

1. Interleukin-6 - บทบาทในร่างกาย
2. Interleukin-6 - กลไกการกระตุ้น
3. Interleukin-6 - การเผาผลาญของธาตุเหล็ก
4. Interleukin-6 - โรคแพ้ภูมิตัวเอง
5. Interleukin-6 - โรคอ้วนและโรคเกี่ยวกับการเผาผลาญอื่น ๆ
6. Interleukin-6 - ความผิดปกติทางจิต
7. Interleukin-6 - การกำหนดในห้องปฏิบัติการ
8. Interleukin-6 - การกำหนดในห้องปฏิบัติการ
9. Interleukin-6 - การบำบัดตามเป้าหมาย

Interleukin-6 (ย่อว่า IL-6) เป็นโมเลกุลสัญญาณที่อยู่ในกลุ่มของไซโตไคน์ IL-6 ผลิตและหลั่งออกมาโดยเซลล์ของระบบภูมิคุ้มกันเช่น:

• โมโนไซต์
• มาโครฟาจ
• ลิมโฟไซต์

นอกจากนี้เซลล์ที่ไม่มีภูมิคุ้มกันเช่น:

• ไฟโบรบลาสต์
• keratinocytes
• chondrocytes
• เซลล์สร้างกระดูก
• เยื่อบุผนังหลอดเลือด

นอกจากนี้เซลล์มะเร็งบางชนิดสามารถสร้าง IL-6 ได้

Interleukin-6 - บทบาทในร่างกาย

IL-6 ถูกระบุครั้งแรกว่าเป็นปัจจัยสร้างความแตกต่างของเซลล์ B การศึกษาในภายหลังพบว่า IL-6 มีผลกระทบหลายทิศทางและเชิงระบบเช่น:

• เริ่มต้นและพัฒนาการตอบสนองต่อการอักเสบ
• กระตุ้นให้เกิดการสังเคราะห์โปรตีนที่เรียกว่า ระยะเฉียบพลัน
• การกระตุ้นเซลล์ต้นกำเนิดจากไขกระดูกโดยเฉพาะจากสายของแกรนูโลไซต์และมาโครฟาจ
• การควบคุมการเผาผลาญของกระดูกโดยการกระตุ้นเซลล์สร้างกระดูก
• การกระตุ้นและความแตกต่างของเซลล์ T
• การกระตุ้นของแกน hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA)
• กระตุ้นให้เกิดผล pyrogenic โดยการเพิ่มอุณหภูมิของร่างกายและกระตุ้นการผลิต prostaglandins

ที่น่าสนใจคือ IL-6 ได้รับการแสดงให้เห็นว่าเป็นไซโตไคน์แบบกิจกรรมคู่ซึ่งหมายความว่าในอีกด้านหนึ่งสามารถแสดงฤทธิ์ต้านการอักเสบได้โดยการกระตุ้นสิ่งที่เรียกว่า ของวิถีการส่งสัญญาณแบบคลาสสิกมันมีส่วนร่วมในการเพิ่มจำนวนของเซลล์เยื่อบุผิวในลำไส้และยับยั้งการตายตามโปรแกรม (apoptosis) ในทางกลับกันมันทำให้เกิดผลต่อการอักเสบโดยการเปิดใช้งานสิ่งที่เรียกว่า ส่งสัญญาณทางเดินแล้วกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกัน

ภายใต้สภาวะทางสรีรวิทยาระดับของ IL-6 ในเลือดจะต่ำ ปัจจัยหลักที่กระตุ้นการผลิต IL-6 คือแบคทีเรีย (เช่น LPS) และแอนติเจนของไวรัส เมื่อติดเชื้อจุลินทรีย์หรือความเสียหายของเนื้อเยื่อที่เกิดจากตัวอย่างเช่นการบาดเจ็บการตอบสนองของภูมิคุ้มกันเฉียบพลันจะพัฒนาขึ้นและระดับของ IL-6 จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

Interleukin-6 - กลไกการกระตุ้น

แอนติเจนของจุลินทรีย์ได้รับการยอมรับจากตัวรับ TLR ของเซลล์ (ตัวรับคล้ายโทลล์) ที่พบใน บนพื้นผิวของมาโครฟาจ นอกจากนี้สารที่ไม่ติดเชื้อเช่นความเสียหายของเนื้อเยื่อที่เกิดจากการไหม้สามารถกระตุ้นให้เกิดการแตกของเซลล์ซึ่ง TLRs สามารถรับรู้ได้เช่นกัน ผลของการกระตุ้น TLR ที่ทำให้เกิดการแสดงออกของ IL-6 ในเซลล์

ตับถือเป็นอวัยวะเป้าหมายหลักของ IL-6 มานานแล้ว ตับจะตอบสนองอย่างรวดเร็วต่อการปรากฏตัวของ IL-6 ผ่านการสังเคราะห์โปรตีนที่เรียกว่า ระยะเฉียบพลันซึ่งรวมถึง: C-reactive protein (CRP), serum amyloid A (SAA), fibrinogen, hepcidin, haptoglobin และ alpha-1-antitrypsin ดังนั้นในทางคลินิกจึงใช้ระดับเลือดของโปรตีนระยะเฉียบพลันเพื่อประเมินความรุนแรงของการอักเสบ

จากนั้น IL-6 จะกระตุ้นเซลล์ภูมิคุ้มกันจำนวนหนึ่งเช่นเซลล์ T และเซลล์ B ซึ่งจะเปลี่ยนเป็นเซลล์พลาสมาที่สร้างแอนติบอดี เมื่อ IL-6 ไปถึงไขกระดูกจะกระตุ้นความแตกต่างของเซลล์ต้นกำเนิดในเลือดรวมทั้ง การเจริญเติบโตของ megakaryocytes ที่ปล่อยเกล็ดเลือด การเพิ่มขึ้นของเกล็ดเลือดเป็นลักษณะของการอักเสบ

ด้วยกลไกที่กล่าวถึงข้างต้น IL-6 จะเริ่มต้นและควบคุมการตอบสนองต่อการอักเสบเฉียบพลันและอำนวยความสะดวกในการลุกลามเข้าสู่ระยะต่อเนื่อง การยืดระยะต่อเนื่องเป็นเวลานานส่งผลให้เซลล์ของระบบภูมิคุ้มกันสะสมในเนื้อเยื่อและถูกทำลาย ดังนั้นการผลิต IL-6 จึงต้องได้รับการควบคุมอย่างเคร่งครัดเนื่องจากปริมาณที่ไม่ถูกต้องอาจส่งผลให้เกิดโรคอักเสบเช่นมะเร็งหรือโรคแพ้ภูมิตัวเอง

Interleukin-6 - การเผาผลาญของธาตุเหล็ก

IL-6 กระตุ้นการผลิตเฮปซิดินซึ่งมีผลต่อการควบคุมระดับธาตุเหล็กโดยมีอิทธิพลต่อกลไกการขนส่งเหล็ก ดังนั้นเฮปซิดินจึงยับยั้งการปลดปล่อยธาตุเหล็กจากมาโครฟาจและเซลล์ตับรวมถึงการดูดซึมกลับในลำไส้

กลไกนี้มีเหตุผลทางชีววิทยาเนื่องจากในระหว่างการติดเชื้อการขาดธาตุเหล็กจะ จำกัด การเพิ่มจำนวนของจุลินทรีย์และเป็นหนึ่งในกลไกของการป้องกันการติดเชื้อ

ผลของการอักเสบเป็นเวลานานและ hepcidin ส่วนเกินคือโรคโลหิตจางที่เกี่ยวข้องกับโรคเรื้อรัง

Interleukin-6 - โรคแพ้ภูมิตัวเอง

IL-6 ช่วยอำนวยความสะดวกในการพัฒนาการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันที่ได้รับและกำหนดทิศทางของมัน ประชากรที่แตกต่างกันของ Th lymphocytes (ตัวช่วย) มีบทบาทสำคัญในการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันและเมื่อเปิดใช้งานโดยไซโตไคน์ที่เหมาะสมพวกมันสามารถแยกความแตกต่างในทิศทางที่เฉพาะเจาะจงของการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกัน

IL-6 ทำให้เกิดความแตกต่างของลิมโฟไซต์ Th เป็นลิมโฟไซต์ Th17 ซึ่งมีส่วนช่วยในการป้องกันการติดเชื้อแบคทีเรียหรือเชื้อรา ในทางกลับกัน IL-6 ยับยั้งความแตกต่างของเม็ดเลือดขาวชนิด Th1 ซึ่งมีบทบาทในการสร้างภูมิคุ้มกัน

เชื่อกันว่าการรบกวนของกฎระเบียบที่สนับสนุนต่อเซลล์เม็ดเลือดขาว Th17 มีส่วนเกี่ยวข้องกับการพัฒนาของโรคแพ้ภูมิตัวเองเนื่องจากจะรบกวนความทนทานของภูมิคุ้มกันต่อเนื้อเยื่อของตัวเอง ดังนั้นในขณะที่ IL-6 อาจป้องกันโรคติดเชื้อหลายชนิด แต่กิจกรรมของมันดูเหมือนจะเป็นกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจกลไกการทำงานของโรคภูมิต้านตนเอง

ข้อสังเกตเหล่านี้ได้รับการยืนยันจากการศึกษาในหนูและมนุษย์ซึ่งการปิดกั้นการผลิต IL-6 ช่วยลดความอ่อนแอต่อโรค Castleman โรคไขข้ออักเสบหรือโรคลูปัส erythematosus ในระบบ

Interleukin-6 - โรคอ้วนและโรคเกี่ยวกับการเผาผลาญอื่น ๆ

ปัจจุบันมีการตั้งสมมติฐานว่าโรคอ้วนเป็นโรคที่มาพร้อมกับการอักเสบเรื้อรังระดับต่ำ macrophages Pro-inflammatory ที่พบในเนื้อเยื่อไขมันทางพยาธิวิทยาเป็นหนึ่งในแหล่งที่สำคัญที่สุดของ IL-6 ในผู้ที่มีน้ำหนักตัวเกิน

IL-6 มาจากเนื้อเยื่อไขมันอาจมีผลเสียต่อการเผาผลาญของร่างกายและอื่น ๆ ผ่านการสลายไขมันและไตรกลีเซอไรด์มากเกินไปและความไวของอินซูลินลดลง แสดงให้เห็นว่าความเข้มข้นของ IL-6 ในเลือดมีความสัมพันธ์อย่างมากกับโรคอ้วนภาวะดื้อต่ออินซูลินและกลุ่มอาการเมตาบอลิซึม

Interleukin-6 - ความผิดปกติทางจิต

บ่อยครั้งที่ผู้ที่เป็นโรคแพ้ภูมิตัวเองหรือโรคเกี่ยวกับระบบเผาผลาญมักมีอาการอ่อนเพลียเรื้อรังความผิดปกติของการนอนหลับและการง่วงนอนตอนกลางวันมากเกินไป

สาเหตุหนึ่งอาจเกิดจากการกระตุ้นของระบบภูมิคุ้มกัน - การอักเสบที่ริเริ่มโดย IL-6 ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมระหว่างระบบภูมิคุ้มกันและระบบประสาท ดังนั้นจึงมีความสามารถในการควบคุมเศรษฐกิจของระบบประสาท

ที่น่าสนใจคือความเข้มข้นของ IL-6 ในร่างกายจะตรงกับจังหวะ circadian โดยที่ความเข้มข้นของมันจะต่ำลงในตอนกลางวันและสูงขึ้นในเวลากลางคืน สิ่งนี้อาจอธิบายถึงการเกิดอาการง่วงนอนในระดับที่ไม่ใช่ทางสรีรวิทยาตลอดทั้งวัน

ความสามารถในการอักเสบโดยเฉพาะอย่างยิ่ง IL-6 มีผลต่อระดับของสารสื่อประสาทเช่นเซโรโทนินทำให้เกิดข้อสันนิษฐานว่าไซโตไคน์ที่มีฤทธิ์ต้านการอักเสบอาจเกี่ยวข้องกับความผิดปกติทางจิตเช่นภาวะซึมเศร้าหรือโรคจิตเภท IL-6 อาจมีผลต่อวิถีการเผาผลาญในสมองโดย:

• การกระตุ้นของแกน hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) ซึ่งส่งผลให้มีการหลั่งฮอร์โมนความเครียดเพิ่มขึ้น - คอร์ติซอล
• การลดระดับของเซโรโทนินและเมลาโทนินอันเป็นผลมาจากทริปโตเฟนเปลี่ยนไปสู่วิถีไคนูเรนีน (ทริปโตเฟนเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์เซโรโทนินและเมลาโทนิน)
• neurogenesis คือกระบวนการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ (โดยเฉพาะในฮิปโปแคมปัส)

แสดงให้เห็นว่าคนที่เป็นโรคซึมเศร้าจะเพิ่มการทำงานของเซลล์ของระบบภูมิคุ้มกันและเพิ่มความเข้มข้นของ IL-6 ในเลือด

ข้อสังเกตเหล่านี้ยังได้รับการยืนยันจากการศึกษาในหนูทดลองที่ให้สารผสมไซโตไคน์ใต้ผิวหนัง

ในสัตว์ฟันแทะทำให้เกิดอาการทั่วไปของภาวะซึมเศร้า - อ่อนเพลียนอนไม่หลับเบื่ออาหาร ในวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์นี้เรียกว่า "ทฤษฎีการอักเสบของภาวะซึมเศร้า"

แสดงให้เห็นว่าระดับ IL-6 ที่สูงขึ้นในวัยเด็ก (ซึ่งอาจส่งผลเช่นจากประสบการณ์ที่กระทบกระเทือนจิตใจ) มีความสัมพันธ์กับความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นในการเป็นโรคซึมเศร้าและโรคจิตในวัยผู้ใหญ่ นอกจากนี้ยังพบระดับ IL-6 ที่เพิ่มขึ้นในผู้ที่เป็นโรคจิตเภทขั้นรุนแรงและโรคอารมณ์สองขั้ว ที่น่าสนใจคือระดับของมันลดลงอย่างมีนัยสำคัญหลังการรักษาและในการให้อภัย

Interleukin-6 - การกำหนดในห้องปฏิบัติการ

การศึกษาแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของ pro-inflammatory cytokines ซึ่งรวมถึง IL-6 นั้นสูงกว่าในผู้สูงอายุ 2–4 เท่าเมื่อเทียบกับเด็ก ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า "การอักเสบ" ซึ่งเป็นการอักเสบที่มาพร้อมกับความชรา

แม้ว่าจะยังไม่ได้มีการชี้แจงพื้นฐานระดับโมเลกุลของปรากฏการณ์นี้ แต่เชื่อว่าอาจเป็นผลจาก การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของฮอร์โมนเพศตามอายุเนื่องจากการผลิต IL-6 ขึ้นอยู่กับพวกเขา

ระดับของ IL-6 ที่เพิ่มขึ้นในเลือดพบได้ในผู้ป่วยวัยหมดประจำเดือนและวัยหมดประจำเดือน เชื่อกันว่าความเข้มข้นของ IL-6 ที่เพิ่มขึ้นตามอายุอาจเป็นสาเหตุหนึ่งของความผิดปกติของอายุที่มีลักษณะคล้ายกับอาการของการอักเสบเรื้อรังเช่นโรคกระดูกพรุนโรคโลหิตจางหรือการเพิ่มขึ้นของโปรตีน CRP

Interleukin-6 - การกำหนดในห้องปฏิบัติการ

ในสภาวะการอักเสบความเข้มข้นของ IL-6 อาจเพิ่มขึ้นถึง 100 เท่าดังนั้นความเข้มข้นในเลือดอาจเป็นตัวบ่งชี้การอักเสบที่ไว แต่ไม่เฉพาะเจาะจง ความเข้มข้นของ IL-6 พิจารณาจากเลือดดำขณะอดอาหาร
ความเข้มข้นของ IL-6 อาจเพิ่มขึ้นใน:

• ในโรคภูมิต้านตนเองเช่นโรคข้ออักเสบรูมาตอยด์โรคข้ออักเสบไม่ทราบสาเหตุของเด็กและเยาวชนโรคลำไส้อักเสบ
• เนื้องอกเช่นมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักมะเร็งตับมะเร็งต่อมน้ำเหลือง
• โรคเกี่ยวกับระบบประสาทเช่นโรคอัลไซเมอร์
• โรคปอดเช่นโรคหอบหืด
• การติดเชื้อแบคทีเรียและไวรัส
• โรคเกี่ยวกับการเผาผลาญเช่นโรคอ้วนเบาหวานชนิดที่ 2 โรคเมตาบอลิก
• โรคโลหิตจางเรื้อรัง
• ความผิดปกติทางจิตเช่นภาวะซึมเศร้าโรคจิตเภท
• โรคกระดูกพรุน
• การเกิดลิ่มเลือด
• ปฏิกิริยาการปฏิเสธการปลูกถ่าย
• ภาวะแทรกซ้อนทางสูติกรรม

การประเมินความเข้มข้นของ IL-6 ในเลือดในการปฏิบัติทางคลินิกช่วยให้:

• การประเมินความรุนแรงของการติดเชื้อ
• การวินิจฉัยภาวะติดเชื้อโดยเฉพาะในทารกแรกเกิด
• การประเมินการพยากรณ์โรคในตับอ่อนอักเสบเฉียบพลันและปอดบวม
• การประเมินความเสี่ยงเบื้องต้นของการปฏิเสธการปลูกถ่าย
• ตรวจสอบสภาพของผู้ป่วยหลังการผ่าตัด
• การติดตามการตั้งครรภ์ที่คุกคาม

Interleukin-6 - การบำบัดตามเป้าหมาย

เนื่องจากการอักเสบที่เป็นสื่อกลางของ IL-6 เกี่ยวข้องกับโรคเรื้อรังหลายชนิดอาจเป็นเป้าหมายในการรักษาที่สำคัญ ต.

ocilizumab เป็นแอนติบอดี monoclonal IgG แบบ humanized ที่ควบคุมตัวรับ IL-6 โดยการผูกกับตัวรับ tocilizumab จะบล็อกการส่งสัญญาณผ่าน IL-6

การทดลองทางคลินิกกับ tocilizumab เริ่มขึ้นในช่วงปลายทศวรรษ 1990 และได้รับการอนุมัติอย่างเป็นทางการครั้งแรกสำหรับการรักษาโรค Castleman ในญี่ปุ่นในปี 2548

ตั้งแต่นั้นมา tocilizumab ได้รับการอนุมัติให้เป็นวิธีการบำบัดทางชีววิทยาขั้นแรกสำหรับการรักษาโรคข้ออักเสบรูมาตอยด์ในระดับปานกลางถึงรุนแรงในกว่า 100 ประเทศและสำหรับโรคข้ออักเสบที่ไม่ทราบสาเหตุของเด็กและเยาวชนในญี่ปุ่นอินเดียสหรัฐอเมริกาและสหภาพยุโรป

ขณะนี้การทดลองทางคลินิกกำลังอยู่ระหว่างการประเมินประสิทธิภาพของโทซิลิซูแมบในโรคเรื้อรังอื่น ๆ

แอนติบอดีอีกชนิดหนึ่งที่ปิดกั้นทางเดินของ IL-6 คือ sirukumab ซึ่งกำลังอยู่ระหว่างการทดลองทางคลินิกในการรักษาโรคซึมเศร้า

วรรณคดี:

1. Gołąb J. , Jakubisiak M. , Stokłosa T. , Lasek W. Immunology PWN 2555
2. Borovcanin M. M. et al. Interleukin-6 ในโรคจิตเภท - มีความเกี่ยวข้องในการรักษาหรือไม่? หน้าจิตแพทย์. 2560, 8, 221.
3. Grygiel-Górniak B. และ Puszczewicz M. ความเหนื่อยล้าและ interleukin 6 - ความสัมพันธ์หลายแง่มุม โรคข้อ 2015, 53, 4, 207-212
4. Narazaki M. และ Kishimoto T. Cytokine IL-6 แบบสองหน้าในการป้องกันตัวเองและโรค Int J Mol วิทย์. 2561, 19 (11), 3528.
5. Kontny E. และMaśliński W. Interleukina 6 - ความสำคัญทางชีวภาพและบทบาทในการเกิดโรคของโรคข้ออักเสบรูมาตอยด์ โรคข้อ 2552, 47, 1, 24-33
6. Czepulis N. และ Wieczorowska-Tobis K. Interleukin 6 และอายุยืนยาว Nowiny Lekarskie 2013, 82, 1, 97–100
7. Wojtaszek M. et al. การประเมินประโยชน์ในการพยากรณ์โรคของ Il-6 ในปฏิกิริยาการอักเสบ. การพยาบาลสาขาวิสัญญีวิทยาและผู้ป่วยหนัก 2558, 1 (1), 31–38.

เกี่ยวกับผู้แต่ง

Karolina Karabin, MD, PhD, นักชีววิทยาระดับโมเลกุล, นักวินิจฉัยในห้องปฏิบัติการ, Cambridge Diagnostics Polska นักชีววิทยาที่มีความเชี่ยวชาญด้านจุลชีววิทยาและนักวินิจฉัยในห้องปฏิบัติการที่มีประสบการณ์มากกว่า 10 ปีในการทำงานในห้องปฏิบัติการ จบการศึกษาจากคณะแพทยศาสตร์ระดับโมเลกุลและเป็นสมาชิกของ Polish Society of Human Genetics หัวหน้าทุนวิจัยที่ห้องปฏิบัติการการวินิจฉัยระดับโมเลกุลที่ภาควิชาโลหิตวิทยามะเร็งวิทยาและโรคภายในของมหาวิทยาลัยการแพทย์แห่งวอร์ซอว์ เธอปกป้องตำแหน่งแพทย์ด้านวิทยาศาสตร์การแพทย์ในสาขาชีววิทยาการแพทย์ที่ 1 คณะแพทยศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยการแพทย์แห่งวอร์ซอ ผู้เขียนผลงานทางวิทยาศาสตร์และวิทยาศาสตร์ยอดนิยมมากมายในสาขาการวินิจฉัยในห้องปฏิบัติการอณูชีววิทยาและโภชนาการ ในแต่ละวันในฐานะผู้เชี่ยวชาญในสาขาการวินิจฉัยทางห้องปฏิบัติการเขาดำเนินการแผนกสำคัญที่ Cambridge Diagnostics Polska และร่วมมือกับทีมนักโภชนาการที่ CD Dietary Clinic เขาแบ่งปันความรู้เชิงปฏิบัติเกี่ยวกับการวินิจฉัยโรคและการรักษาโรคด้วยอาหารกับผู้เชี่ยวชาญในการประชุมการฝึกอบรมและในนิตยสารและเว็บไซต์ เธอสนใจเป็นพิเศษเกี่ยวกับอิทธิพลของวิถีชีวิตสมัยใหม่ที่มีต่อกระบวนการทางโมเลกุลในร่างกาย

อ่านบทความเพิ่มเติมโดยผู้เขียนคนนี้