细胞毒性

“细胞毒性”一词描述的是一种物质破坏或伤害细胞的能力。细胞毒性一词通常用于癌症治疗的语境中，用来描述化疗药物对癌细胞的影响。这些药物旨在特异性地靶向并消灭快速分裂的细胞，这是癌细胞的一个特征。细胞毒性化疗药物通过干扰 DNA 复制、细胞分裂和代谢等功能来导致癌细胞死亡。这最终会导致肿瘤消退和缩小。

虽然化疗药物主要靶向癌细胞，但它们也可能损害体内快速分裂的健康细胞，如胃肠道系统、骨髓和毛囊中的细胞。由此可能导致胃肠道问题、脱发和骨髓抑制（血细胞计数低）等副作用。总而言之，细胞毒性化疗是癌症治疗的基石，在减轻肿瘤负担和改善患者预后方面发挥着重要作用。

细胞毒性细胞的作用

细胞毒性细胞，通常被称为杀伤细胞或细胞毒性淋巴细胞，对于免疫系统抵御感染、癌细胞和病原体至关重要。这些特化的免疫细胞通过一种称为细胞毒性的机制，能够识别并消灭异常或外来细胞。了解细胞毒性细胞在免疫监视和身体防御过程中的作用，有助于开发针对各种疾病的免疫疗法。

• 细胞毒性细胞的类型：自然杀伤（NK）细胞、细胞毒性巨噬细胞和细胞毒性 T 淋巴细胞（CTL）是一些被归类为细胞毒性细胞的免疫细胞类型。这些细胞类型各自具有不同的作用方式，并对免疫防御和监视做出不同的贡献。
• 细胞毒性 T 淋巴细胞（CTL）：它们是白细胞，由 T 淋巴细胞产生。当它们识别出恶性或受感染细胞表面的特定抗原时，它们会被激活。激活后，CTL 会释放细胞毒性化学物质，如颗粒酶和穿孔素，这些化学物质会导致靶细胞发生程序性细胞死亡，即凋亡。
• 自然杀伤（NK）细胞：NK 细胞是一种固有免疫细胞类型，可以在无需预先致敏的情况下识别和消灭恶性或受感染的细胞。许多线索可以触发自然杀伤（NK）细胞，例如应激诱导配体的存在或靶细胞上缺乏自身的 MGC（主要组织相容性复合体）分子。激活的自然杀伤（NK）细胞释放的细胞毒性颗粒（包括颗粒酶和穿孔素）会导致靶细胞裂解。
• 巨噬细胞：它们是吞噬和消化感染和细胞碎片等物质的免疫细胞。它们也称为细胞毒性巨噬细胞。M1 巨噬细胞，即细胞毒性巨噬细胞，是具有增强的细胞毒性潜力的巨噬细胞，使它们能够通过释放活性氧和细胞毒性化学物质直接杀死靶细胞。
• 靶细胞的识别：免疫监视是细胞毒性细胞识别异常或外来细胞表面表达的特定分子标记物或抗原的过程，它们通过此过程识别靶细胞。这些标记物可能是肿瘤相关抗原、病毒抗原或应激诱导的配体，这些配体表明细胞功能障碍或损伤。
• CTL 识别：CTL 识别靶细胞表面的抗原，并与主要组织相容性复合体 I 类（MHC-I）分子相关。T 细胞受体（TCR）通过与来自细胞内病原体或异常细胞蛋白的特定肽抗原结合，实现抗原识别。
  NK 细胞识别靶细胞基于激活和抑制信号的平衡。健康细胞表达的自身 MHC 分子与 NK 细胞上的抑制性受体结合，以阻止其激活。另一方面，恶性或受感染的细胞可能表达应激诱导的配体或下调 MHC 分子，这会通过与激活性受体结合来激活和杀死 NK 细胞。
• 激活和效应功能：为了中和威胁，细胞毒性细胞在识别靶细胞后会被激活并动员其细胞毒性效应机制。穿孔素和颗粒酶的释放，以及吸引和激活其他免疫细胞的细胞因子和趋化因子的产生，是激活细胞毒性细胞的一系列信号事件的最终结果。
• 释放细胞毒性颗粒：形成孔隙的蛋白质穿孔素会刺入靶细胞的质膜，为颗粒酶进入细胞质打开通道。颗粒酶是丝氨酸蛋白酶，它们会切割 DNA 修复和细胞存活所需的细胞内底物，从而导致靶细胞凋亡。
• 诱导细胞凋亡：细胞膜起皱、染色质浓缩和 DNA 断裂是这种严格控制的细胞死亡形式的特征。靶细胞因细胞毒性细胞激活 caspase 级联反应和切割关键凋亡调节剂而发生凋亡。
• 细胞毒性的调控：为避免过度组织损伤和自身免疫，细胞毒性细胞的活性受到严格调控。调节性 T 细胞（Tregs）调控效应 T 细胞的活性，细胞因子控制细胞毒性细胞的增殖和活性，抑制性受体则减弱细胞毒性反应。
• 抑制性受体：在没有感染或细胞应激的情况下，CTL 和 NK 细胞会产生抑制性受体，这些受体识别自身 MHC 分子并阻止细胞毒性激活。当抑制性受体信号失调时，病原体或癌细胞可以逃避免疫系统并引起自身免疫疾病。

调节性 T 细胞，或称 Tregs，是一类 T 细胞，它们通过抑制效应 T 细胞（如细胞毒性 T 细胞）的活性来防止自身免疫和维持免疫稳态。通过细胞间相互作用以及分泌免疫抑制性细胞因子，如转化生长因子-β（TGF-β）和白细胞介素-10（IL-10），Tregs 施加其抑制作用。

细胞因子，包括白细胞介素-2（IL-2）、干扰素-γ（IFN-γ）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α），主要决定了细胞毒性细胞的活性和增殖的调控。这些细胞因子影响免疫监视，诱导细胞毒性，并控制对感染和肿瘤的炎症反应。

细胞毒性药物

细胞毒性药物是一类用于癌症治疗的药物，它们可以杀死癌细胞或阻止其生长。它们也被称为细胞毒性制剂或细胞毒性化疗。这些药物通过阻碍细胞分裂和繁殖的能力来发挥作用，最终导致细胞死亡。作为癌症治疗的基石，细胞毒性药物与其他治疗方法（如放疗、靶向治疗和手术）相结合，可以为患者提供最佳的治疗效果。

细胞毒性药物的作用方式取决于具体药物及其分子靶点。然而，根据其作用方式，它们通常可分为几类：

• 烷化剂：烷化剂是最传统且最常用于癌症治疗的细胞毒性药物之一。这些药物通过向 DNA 分子引入烷基来起作用，这会损害 DNA 并阻止癌细胞增殖。顺铂、替莫唑胺和环磷酰胺是烷化剂的一些例子。这些药物对多种恶性肿瘤有效，包括乳腺癌和卵巢癌等实体瘤、淋巴瘤和白血病。
• 抗代谢物：抗代谢物通过干扰 DNA 和 RNA 分子的合成来阻止癌细胞的繁殖和增殖。这些药物的结构与天然代谢物相似，并与之竞争掺入 DNA 或 RNA，从而导致 DNA 复制错误和细胞死亡。吉西他滨、甲氨蝶呤和氟尿嘧啶（5-FU）是抗代谢物的一些例子。抗代谢物用于治疗包括乳腺癌、结直肠癌和胰腺癌在内的肿瘤。
• 拓扑异构酶抑制剂：在细胞分裂过程中，拓扑异构酶抑制剂会干扰称为拓扑异构酶的酶的活性，这些酶参与 DNA 的解旋和修复。这些药物通过阻断拓扑异构酶来阻止 DNA 复制并损害 DNA，从而导致细胞死亡。伊立替康、拓扑替康和依托泊苷是几种拓扑异构酶抑制剂。这些药物用于治疗白血病、卵巢癌和肺癌。
• 抗微管剂：微管对于细胞分裂和组织至关重要，但抗微管剂会干扰其功能。这些药物通过改变微管动力学来阻碍细胞分裂并阻止有丝分裂纺锤体的形成。长春花生物碱，如长春新碱，和紫杉类药物，如紫杉醇，是抗微管剂的例子。这些药物用于治疗淋巴瘤、肺癌和乳腺癌。
• 蒽环类药物：蒽环类药物是一类细胞毒性药物，它们由某些细菌产生的天然化合物制成。这些药物通过嵌入 DNA 分子和抑制拓扑异构酶来导致 DNA 损伤和细胞死亡。柔红霉素和阿霉素是两种蒽环类药物。蒽环类药物在治疗多种癌症方面有效，包括白血病、淋巴瘤和乳腺癌。
• 铂类药物：铂类药物，如顺铂和卡铂，通过形成 DNA 加合物来损害 DNA 转录和复制，从而导致 DNA 损伤和细胞死亡。这些药物常用于治疗多种恶性肿瘤，包括肺癌、卵巢癌和睾丸癌。

细胞毒性药物有几种给药途径：静脉注射、口服或注射。癌症的类型和分期、患者的整体健康状况以及预期的治疗方案都会影响细胞毒性药物的具体方案和剂量。细胞毒性药物通常与其他治疗方法结合使用，以提高其疗效并降低药物耐药性的可能性。

虽然细胞毒性药物在杀死癌细胞方面非常有效，但它们也可能对体内快速分裂的正常细胞产生不利影响，这可能导致脱发、胃肠道问题和骨髓抑制（血细胞计数低）等副作用。接受细胞毒性化疗的患者通常会接受支持性护理措施，例如止吐药、促进新血细胞生成的生长激素和营养支持，以尽量减少这些副作用。

细胞毒性物质相关的风险

尽管细胞毒性化合物因其选择性靶向和清除快速分裂细胞的能力而在医学上非常有用，但如果处理或使用不当，它们可能非常危险。这些化合物包括一些药物和用于研究实验室、制药制造和其他行业的化学品，以及用于癌症治疗的化疗药物。了解与细胞毒性化合物相关的风险对于保护实验室人员、医疗保健专业人员和公众至关重要。

• 对医疗保健专业人员的健康风险在准备、给药和处置过程中，处理细胞毒性药物的医护人员，如护士、化学家和药房技术员，面临接触这些化学品的风险。长期使用细胞毒性药物可能导致一系列健康并发症，包括皮肤刺激、呼吸系统问题、生殖问题以及患多种癌症的风险增加。最小化这些风险需要采取适当的安全措施，例如使用个人防护装备（PPE），如防护服、口罩和手套，并遵守安全操作规程。
• 环境污染：当细胞毒性化合物处置不当时，可能会污染环境，对生态系统、人口和野生动物造成威胁。许多来源，如医疗机构的废水、制药厂和居民家庭，可能将细胞毒性药物释放到环境中。这些物质在环境中具有长半衰期，并可能在土壤、水和食物链中积累，从而对生态系统和生物造成威胁。
• 药物耐药性：长期使用细胞毒性药物可能导致耐药癌细胞的出现，这会降低化疗的疗效并限制患者的治疗选择。通过多种机制，如 DNA 修复途径的改变、药物外排泵的增强以及药物靶点的突变，癌细胞可以发展出对致命性治疗的耐药性。药物耐药性是癌症治疗中的一个重大障碍，这凸显了开发替代疗法和克服耐药机制的策略的必要性。
• 研究实验室职业危害：化学暴露、溢出和事故是处理细胞毒性化合物的科学家和实验室工作人员面临的职业风险。细胞毒性化学品在吸入、摄入或皮肤接触时，可能导致急性中毒、化学灼伤和全身症状，如恶心、头晕和呼吸窘迫。为了降低接触风险并确保实验室安全，适当的培训、风险评估以及使用工程控制（如通风橱和遏制设备）至关重要。
• 社区意外接触：社区中意外接触细胞毒性物质有多种方式，例如化学品或药物的溢出、泄漏和处理不当。在家中储存的细胞毒性药物可能意外地与儿童、宠物和家庭成员接触，从而导致不良健康后果。为了降低意外接触的风险并保护公众健康，适当的储存、处置和教育措施至关重要。

细胞毒性化学品暴露可能导致一系列生殖健康问题，包括不孕、流产和出生缺陷。在医疗保健、实验室和其他使用细胞毒性化合物的行业工作的工人可能会在工作场所接触到可能对其生殖系统有害的化学品。通过正确遵循安全程序，包括佩戴防护装备、安装通风系统以及制定生殖健康监测计划，可以降低这些风险。