Cytokine là gì? Tác động như thế nào tới sức khỏe tổng thể?

Cytokine là những protein do tế bào miễn dịch sản xuất, đóng vai trò như “tín hiệu báo động” trong cơ thể. Chúng giúp điều phối phản ứng chống nhiễm trùng, viêm, và phục hồi tổn thương, đồng thời ảnh hưởng đến sự phát triển và hoạt động của nhiều loại tế bào khác. Hiểu Cytokine là gì sẽ giúp lý giải tại sao cơ thể có thể phản ứng nhanh với vi khuẩn, virus hay các tình trạng viêm mạn tính.

Cytokine là gì? Các loại Cytokine chính

Cytokine là các protein tín hiệu nhỏ được cơ thể sản xuất bởi các tế bào, đặc biệt là tế bào miễn dịch, để điều hòa các phản ứng sinh học. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc điều phối hệ miễn dịch, phản ứng viêm và quá trình trao đổi tế bào. Cytokine không chỉ được sản xuất trong các tình trạng bệnh lý mà còn xuất hiện ở trạng thái bình thường, giúp duy trì cân bằng sinh lý của cơ thể.

Theo nghiên cứu của Dinarello, C. A. (2000, Mỹ, được đăng trên The New England Journal of Medicine), Cytokine có khả năng tác động cả tế bào gần (paracrine), tế bào sản xuất (autocrine) và tế bào xa (endocrine), làm cho chúng trở thành các phân tử trung tâm trong điều hòa hệ miễn dịch.

Một số đặc điểm quan trọng của Cytokine:

• Kích thước nhỏ, thường từ 5–20 kDa.
• Hoạt động ở nồng độ rất thấp (pico- đến nanomolar).
• Tương tác với các thụ thể đặc hiệu trên màng tế bào.
• Hoạt động theo cơ chế tự điều chỉnh, có thể kích thích hoặc ức chế các quá trình sinh học khác nhau.

Cytokine được phân loại dựa trên chức năng sinh học và nguồn gốc sản xuất, mỗi nhóm có vai trò riêng trong điều hòa hệ miễn dịch và phản ứng viêm. Một số loại chính thường gặp gồm Interleukin, Tumor Necrosis Factor, Interferon, Colony-Stimulating Factors và Chemokine.

• Interleukin (IL) là nhóm cytokine được sản xuất chủ yếu bởi các tế bào bạch cầu và tác động trực tiếp lên các tế bào miễn dịch khác. Ví dụ điển hình gồm IL-1, IL-6 và IL-10. Trong đó, IL-1 và IL-6 chủ yếu kích thích phản ứng viêm và gây sốt, còn IL-10 đóng vai trò điều hòa và ức chế quá trình viêm, giúp cơ thể tránh tình trạng viêm quá mức. Theo nghiên cứu của Garlanda, C., et al. (2013, Nature Reviews Immunology), nồng độ IL-6 trong máu có thể tăng lên từ 10–50 pg/mL trong các phản ứng viêm cấp tính.
• Tumor Necrosis Factor (TNF), tiêu biểu là TNF-α, chủ yếu được sản xuất bởi các đại thực bào. Cytokine này kích thích quá trình viêm, gây sốt và thúc đẩy chết tế bào theo chương trình (apoptosis). Nghiên cứu của Tracey, K. J., et al. (1986, Science) ghi nhận TNF-α tăng đáng kể trong các bệnh nhiễm trùng nặng, có thể đạt tới 500 pg/mL trong huyết tương.
• Interferon (IFN) gồm các loại IFN-α, IFN-β (type I) và IFN-γ (type II), có vai trò chính trong chống virus và tăng cường khả năng nhận diện của hệ miễn dịch. IFN-γ, theo nghiên cứu của Pestka, S., et al. (2004, Cytokine), có thể kích thích biểu hiện MHC trên tế bào, từ đó tăng cường phản ứng miễn dịch tế bào và khả năng tiêu diệt tác nhân gây bệnh.
• Colony-Stimulating Factors (CSF), ví dụ GM-CSF và G-CSF, chịu trách nhiệm kích thích sản xuất và trưởng thành các tế bào máu từ tủy xương. Theo nghiên cứu của Metcalf, D. (2008, Blood), G-CSF có thể làm tăng sinh bạch cầu trung tính gấp 5–10 lần trong tủy xương, đóng vai trò quan trọng trong duy trì và phục hồi hệ miễn dịch.
• Chemokine là các cytokine chuyên biệt có khả năng hướng dòng di chuyển của tế bào miễn dịch đến các vị trí viêm hoặc nhiễm trùng. Các ví dụ phổ biến gồm CXCL8 (IL-8) và CCL2. Theo nghiên cứu của Zlotnik, A., & Yoshie, O. (2012, Immunity), nồng độ chemokine CXCL8 trong huyết tương có thể tăng từ 50–200 ng/mL khi cơ thể gặp nhiễm trùng cấp tính, giúp điều phối tế bào miễn dịch nhanh chóng đến nơi cần thiết.

Cytokine có tác dụng gì?

Cytokine có tác dụng gì là vấn đề được nhiều người quan tâm. Thực tế, Cytokine là các protein tín hiệu quan trọng trong cơ thể, có nhiều tác dụng nổi bật trong điều hòa hệ miễn dịch và duy trì cân bằng sinh lý. Cụ thể:

• Điều hòa phản ứng miễn dịch: Cytokine giúp kích hoạt hoặc ức chế các tế bào miễn dịch, đảm bảo cơ thể phản ứng thích hợp với các tác nhân gây bệnh. Ví dụ, IL-2 kích thích sự sinh sản của tế bào T, còn IL-10 giúp ức chế phản ứng viêm quá mức.
• Kích thích phản ứng viêm: Một số cytokine như IL-1, IL-6 và TNF-α tham gia vào quá trình viêm, giúp tiêu diệt mầm bệnh tại chỗ nhiễm trùng, đồng thời cảnh báo các mô lân cận về nguy cơ nhiễm trùng.
• Chống nhiễm virus và vi khuẩn: Interferon (IFN) là loại cytokine quan trọng trong chống virus. Chúng giúp tăng cường khả năng nhận diện tế bào nhiễm virus và kích hoạt tế bào miễn dịch tiêu diệt tác nhân gây bệnh.
• Điều phối sự phát triển và biệt hóa tế bào: Colony-Stimulating Factors (CSF) thúc đẩy sản xuất và trưởng thành các tế bào máu từ tủy xương, đảm bảo số lượng tế bào miễn dịch đủ đáp ứng nhu cầu cơ thể.
• Hướng dẫn di chuyển tế bào miễn dịch: Chemokine là nhóm cytokine giúp dẫn đường các tế bào miễn dịch tới vị trí viêm hoặc nhiễm trùng, đảm bảo phản ứng miễn dịch tập trung và hiệu quả.

Cytokine hoạt động như “điều phối viên” trong cơ thể, giúp hệ miễn dịch nhận biết, phản ứng và kiểm soát các tác nhân gây hại, đồng thời duy trì cân bằng để tránh tổn thương các mô khỏe mạnh.

Cơn bão Cytokine là gì?

Cơn bão cytokine” (cytokine storm) là một hiện tượng sinh lý nguy hiểm, xảy ra khi cơ thể sản xuất quá mức các cytokine, những protein tín hiệu điều hòa hệ miễn dịch. Thông thường, cytokine giúp điều phối phản ứng miễn dịch, chống lại virus, vi khuẩn hoặc tác nhân gây bệnh. Tuy nhiên, khi lượng cytokine tăng quá cao và mất kiểm soát, phản ứng viêm trở nên cực kỳ mạnh mẽ, gây tổn thương mô và các cơ quan trong cơ thể.

Hiện tượng này thường xuất hiện trong các bệnh nhiễm trùng nặng, chẳng hạn như cúm A/H5N1, SARS, MERS, hoặc COVID-19 nặng. Khi cơn bão cytokine xảy ra, các cytokine như IL-6, TNF-α, IFN-γ… tăng đột biến, dẫn đến tình trạng viêm toàn thân, phù phổi, sốc nhiễm trùng và đôi khi có thể dẫn đến tử vong.

Nghiên cứu của Mehta, P., et al. (2020, The Lancet) ghi nhận trong các ca COVID-19 nặng, nồng độ IL-6 có thể tăng gấp 10–20 lần so với bình thường, đồng thời TNF-α và các interleukin khác cũng tăng cao, làm suy giảm chức năng đa cơ quan.

Ứng dụng lâm sàng và điều trị liên quan tới Cytokine

Từ những năm 1980, Cytokine đã trở thành nền tảng quan trọng trong nhiều liệu pháp y học hiện đại. Ứng dụng của Cytokine ngày càng mở rộng, đặc biệt trong điều trị ung thư, các bệnh tự miễn và bệnh truyền nhiễm.

Liệu pháp cytokine trong điều trị ung thư

 IFN-α và IL-2 là hai cytokine đầu tiên được sử dụng để điều trị ung thư thận và u hắc tố ác tính (New England Journal of Medicine, 1995). Mặc dù hiệu quả chưa cao bằng các liệu pháp miễn dịch hiện đại, chúng đã mở ra kỷ nguyên sử dụng hệ miễn dịch như một “vũ khí nhắm đích” chống ung thư. Ngày nay, liệu pháp CAR-T, được FDA phê duyệt từ 2017, dựa phần lớn vào khả năng cytokine kích hoạt tế bào T để tiêu diệt tế bào ung thư.

Thuốc ức chế cytokine (biologics)

Một tiến bộ lớn là phát triển các thuốc kháng cytokine như kháng IL-6, TNF-α hay IL-17. Các thuốc này hiện được sử dụng rộng rãi trong:

• Viêm khớp dạng thấp
• Viêm ruột mạn tính (IBD)
• Vảy nến
• Hội chứng bão cytokine.

Nghiên cứu từ New England Journal of Medicine (2021) cho thấy, thuốc ức chế IL-6 giúp giảm tỷ lệ tử vong ở bệnh nhân COVID-19 nặng, minh chứng rõ ràng về vai trò quan trọng của Cytokine trong kiểm soát phản ứng viêm quá mức.

Tăng cường hệ miễn dịch ở bệnh nhân suy giảm miễn dịch

Các Cytokine như G-CSF (granulocyte colony-stimulating factor) được dùng để phục hồi bạch cầu trung tính sau hóa trị, giúp bệnh nhân giảm nguy cơ nhiễm trùng (Holmes et al., Journal of Clinical Oncology, 2002).

Ứng dụng trong vaccine và liệu pháp gen

Một số vaccine thế hệ mới được thiết kế để kích thích cơ thể tiết ra Cytokine, từ đó tăng cường mức độ đáp ứng miễn dịch. Đây là hướng nghiên cứu đang phát triển mạnh mẽ tại Mỹ và châu Âu (HogenEsch et al., Clinical Microbiology Reviews, 2018).

Điều trị các bệnh tự miễn

Nhiều bệnh tự miễn phát sinh từ sự mất cân bằng Cytokine. Việc điều chỉnh mạng lưới cytokine giúp cải thiện triệu chứng và giảm nguy cơ tổn thương lâu dài ở các cơ quan (Feldmann & Maini, Immunity, 2001).

Những hiểu lầm và tin đồn về Cytokine

Do khái niệm cytokine khá phức tạp và thường được nhắc đến trong bối cảnh đại dịch, không ít hiểu lầm về chúng đã lan truyền trên mạng xã hội. Dưới đây là một số quan niệm sai phổ biến mà người đọc hay gặp:

“Cytokine luôn có hại” – Sai

Cytokine chỉ gây hại khi cơ thể sản xuất quá mức, dẫn đến phản ứng viêm mất kiểm soát. Trong trạng thái bình thường, chúng là tuyến phòng thủ quan trọng, giúp cơ thể chống lại virus, vi khuẩn và các tác nhân gây bệnh khác.

“Bổ sung thực phẩm giúp ngăn bão cytokine” – Không có cơ sở

Hiện nay không có thực phẩm hay thực phẩm chức năng nào có thể ngăn chặn cơn bão cytokine. Tình trạng này liên quan đến rối loạn miễn dịch nghiêm trọng và chỉ được kiểm soát bằng các liệu pháp y khoa đặc hiệu.

“Vaccine gây bão cytokine” – Sai sự thật

Vaccine hoạt động bằng cách kích thích hệ miễn dịch ở mức kiểm soát, nhằm tạo ra kháng thể và tế bào miễn dịch bảo vệ cơ thể. Không có bằng chứng khoa học cho thấy các vaccine được phê duyệt gây ra cơn bão cytokine (CDC, 2023).

“Cytokine chỉ là chất gây viêm” – Không chính xác

Cytokine vừa có khả năng gây viêm, vừa có tác dụng kháng viêm và giúp chữa lành tổn thương. Chúng không phải là “chất gây bệnh” đơn thuần mà là các phân tử điều hòa cân bằng hệ miễn dịch.

“Càng tăng cytokine càng khỏe” – Hiểu lầm nguy hiểm

Tăng quá mức cytokine có thể gây tổn thương mô và cơ quan nghiêm trọng. Hệ miễn dịch khỏe mạnh là hệ miễn dịch cân bằng, không phải lúc nào cũng vận hành ở mức tối đa.

Tóm lại, Cytokine là gì không chỉ là câu hỏi khoa học mà còn là chìa khóa để hiểu rõ cách cơ thể phản ứng với bệnh tật và duy trì sức khỏe. Khi nắm được vai trò của Cytokine, từ việc điều hòa miễn dịch đến phản ứng viêm, chúng ta có thể chủ động hơn trong việc phòng ngừa và cải thiện các tình trạng sức khỏe liên quan. 

Nguồn tham khảo:

• https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33075298/
• https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34177139/
• https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39518964/
• https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38157195/