COVID-19——细胞因子风暴检测

发表时间：2020-09-28 16:49作者：莱兹生物

COVID-19

过度炎症和细胞因子风暴‍

典型免疫反应涉及根据清除的病原体类型，产生协调淋巴细胞分化的细胞因子。感染一旦消除，免疫系统最终将进行自我调节并关闭。但是，在某些情况下，免疫反应并没有停止，反而过量产生炎性细胞因子，导致宿主细胞发生系统性损伤。

所谓的细胞因子风暴或细胞因子释放综合征（CRS）的特征为促炎反应激进与抗炎反应不足，从而导致免疫反应稳态失衡。细胞因子风暴病理学研究中确定的关键指标包括TNF-α、干扰素、IL-1β、MCP-1（CCL2），最重要的是IL-6¹。

以T细胞为主的活化或免疫细胞的溶解，诱导IFN-γ或TNF-α的释放。从而导致巨噬细胞、树突细胞、其他免疫细胞和内皮细胞的活化。这些细胞活化后，进一步释放促炎性细胞因子。巨噬细胞和内皮细胞产生大量白细胞介素6（IL-6），激活T细胞和其他免疫细胞并形成一个导致细胞因子风暴的正反馈回路，，从而诱导释放更多细胞因子和趋化因子，同时使急性期蛋白上调。所导致的细胞因子风暴综合征是异质性的，常见症状为免疫失调，引发过度炎症、发烧、血细胞减少、脾肿大、肝炎、凝血病，并可能导致致命性多系统器官功能障碍。

与高反应性免疫系统相关的传染病可由不同的病原体引起，例如细菌（例如中毒性休克综合征（TSS））和病毒（例如流感、爱泼斯坦-巴尔病毒、SARS和SARS COV-2）。此外，已在癌症的免疫治疗和CAR-T细胞治疗等治疗环境中对细胞因子风暴进行了描述。利用治疗性单克隆抗体对患者进行治疗时，可刺激产生大量的细胞因子释放综合征，该综合征使免疫治疗产生危及生命的副作用²。根据Cheng等人最近的发表文献，暴露于有机污染物可能引发高反应性免疫反应。暴露于多环芳烃类物质可导致与细胞因子风暴相关的细胞因子血清水平升高³。‍

与细胞因子风暴或细胞因子释放综合征相关的蛋白生物标志

靶标	类型	与细胞因子释放综合征（CRS）相关的作用
G-CSF（CSF-3）	细胞因子（集落刺激因子）	CRS，与sHLH和重症COVID-19相关的细胞因子谱分析
GM-CSF	细胞因子（集落刺激因子）	CRS期间释放的炎性细胞因子，刺激IL-6
IFN-α	细胞因子（干扰素），促炎	CRS中的关键因子，对病毒有天然免疫力
IFN-γ	细胞因子（干扰素），促炎	SARS 患者中的 CRS 关键介质，预测COVID-19后果的潜在标志物，潜在治疗靶标
IL-1β	细胞因子，促炎	在 CRS 中起核心作用，被认为是COVID-19的潜在靶标
IL-2	细胞因子，促炎	CRS4 期间释放的因子，刺激IL-6
IL-4	细胞因子，抗炎	对免疫反应动态平衡起重要作用，刺激IL-6
IL-5	细胞因子	败血症的主要生物标志物，参与 CRS，在流感病毒感染引起的CRS 中起作用
IL-6	细胞因子，促炎	CRS的关键介质，潜在治疗靶标，阻断IL-6可能对因CRS导致的肺部重度炎症有益，与非 ICU 患者相比，COVID-19 ICU患者的血浆水平升高
IL-8（CXCL8）	趋化因子（CXC 型），促炎	SARS患者的CRS，各种免疫细胞的化学诱导物
IL-10	细胞因子，抗炎	对免疫反应动态平衡起重要作用，刺激IL-6
IL-12p70	细胞因子，促炎	在 CRS 中起作用
IL-13	细胞因子，免疫调节	由NK细胞分泌，在MAS中起作用
IL-17A（CTLA-8）	细胞因子，促炎	TSS激发的CRS中起作用，与PAH暴露相关的细胞因子风暴中的水平升高
IL-18	细胞因子，促炎	与SARS患者的CRS有关
IP-10（CXCL10）	趋化因子（CXC 型）	与sHLH和重症COVID-19相关的CRS，与非ICU患者相比，ICU患者的血浆水平升高
MCP-1（CCL2）	趋化因子（CC 型）	在CRS中起核心作用，与sHLH相关；SARS患者和重症COVID-19患者中的CRS，与非ICU患者相比，ICU患者的血浆水平升高
MIP-1 α（CCL3）	趋化因子（CC 型）	与sHLH和重症COVID-19相关的细胞因子谱分析；与非ICU患者相比，ICU患者的血浆水平升高，用于预测COVID-19疾病严重程度/后果的潜在标志物
MIP-1 β（CCL4）	趋化因子（CC 型）	败血症和CRS的一般生物标志物
TNF-α	肿瘤坏死因子	在CRS中起核心作用，阻断TNF-α可能对因 CRS 导致的肺部重度炎症有益。与非ICU患者相比，ICU患者的血浆水平升高
TNF β	肿瘤坏死因子	SARS患者中的CRS，在TNF主导的超抗原反应（导致STSS）中起作用
缩写–COVID-19：冠状病毒疾病 2019，ICU：重症看护室，MAS：巨噬细胞活化综合征，PAH：多环芳烃，sHLH：继发性吞噬淋巴细胞组织细胞增生症，SARS：严重急性呼吸系统综合征，STSS：链球菌中毒性休克综合征

生物标志物定量检测平台

ELISA和抗体对试剂盒
ProQuantum^TM高灵敏度免疫检测试剂盒
ProcartaPlex^TM多因子检测试剂盒

不同检测平台免疫试剂盒特点

	抗体对试剂盒	包被ELISA试剂盒	一步法ELISA试剂盒	ProQuantum HS试剂盒	ProcartaPlex免疫检测
即用型试剂	是，需要包被过夜	是	是	是	是
灵敏度	< 10 pg/mL	< 10 pg/mL	< 5 pg/mL	< 0.1 pg/mL	< 10 pg/mL
检测范围	< 5-500 pg/mL	< 5-250 pg/mL	< 7.8 -500 pg/mL	0.064 -5000 pg/mL	< 5-2000 pg/mL
样本体积	10-100 μL	10-100 μL	25-50 μL	2-5 μL	25-50 μL
孵育时间	3-4.5 hr	2.5-4 hr	4 hr	2 hr	3.5 hr
多重检测	否	否	否	否	是
单孔内检测蛋白数量	1	1	1	1	1-80
反应底物	HRP-TMB	HRP-TMB	HRP-TMB	FAM（荧光）	R-PE（荧光）
需要的仪器	酶标仪	酶标仪	酶标仪	RT-PCR	Luminex仪器
读板时间	2 min	2 min	2 min	36-72 min	20-60 min
96孔板	可选购	包含	包含	NA	包含

不同免疫检测试剂盒组分比较

	抗体对试剂盒	包被ELISA试剂盒	一步法ELISA试剂盒	ProQuantum HS试剂盒	ProcartaPlex免疫检测
96孔板	可选购	*	*	NA	平底
捕获抗体	*	预包被	预包被	*	微珠捕获抗体
检测抗体	*	*	*	*	*
标准品	*	*	有额外的标准品条	*	*
终止液	不包含	*	*	NA	NA
底物溶液	*	*	*	NA	SA-PE
稀释缓冲液	*	*	样品稀释液	*	*
洗液	不包含	*	*	NA	*
包被缓冲液	*	NA	NA	NA	NA

利用Procartaplex对多分析物定量检测

由于确实存在导致细胞因子风暴的许多不同病因和病理条件，并且并非所有涉及细胞因子释放的综合征都获得同一病原性细胞因子分析谱，因此人们对分析更广泛的免疫调节标志物水平以获得对患者免疫状况的整体认识非常感兴趣。若要研究更广泛的生物标志物，推荐使用以下试剂盒：

Panel 名称	货号	分析物
细胞因子风暴检测订制Panel
21-Plex Human ProcartaPlex Panel	PPX-21	G-CSF (CSF-3),GM-CSF,IFN alpha,IFN-γ,IL-1β,IL-2,IL-4,IL-5,IL-6,IL-8 (CXCL8),IL-10,IL-12p70,IL-13,IL-17A (CTLA-8),IL-18,IP-10 (CXCL10),MCP-1 (CCL2),MIP-1 alpha (CCL3),MIP-1 beta (CCL4),TNF-α,TNF beta
人类细胞因子检测
Immune Monitoring 65-Plex Human ProcartaPlex Panel	EPX650-10065-901	APRIL，BAFF，BLC (CXCL13)，CD30，CD40L，ENA-78 (CXCL5)，Eotaxin (CCL11)，Eotaxin-2 (CCL24)，Eotaxin-3 (CCL26)，FGF-2，Fractalkine (CX3CL1)，G-CSF (CSF-3)，GM-CSF，GRO α (CXCL1)，HGF，IFN-α，IFN-γ，IL-10，IL-12p70，IL-13，IL-15，IL-16，IL-17A (CTLA-8)，IL-18，IL-1 α，IL-1β，IL-2，IL-20，IL-21，IL-22，IL-23，IL-27，IL-2R，IL-3，IL-31，IL-4，IL-5，IL-6，IL-7，IL-8 (CXCL8)，IL-9，IP-10 (CXCL10)，I-TAC (CXCL11)，LIF，MCP-1 (CCL2)，MCP-2 (CCL8)，MCP-3 (CCL7)，M-CSF，MDC，MIF，MIG (CXCL9)，MIP-1 α (CCL3)，MIP-1 β (CCL4)，MIP-3 α (CCL20)，MMP-1，NGF β，SCF，SDF-1 α，TNF β，TNF-α，TNF-RII，TRAIL，TSLP，TWEAK，VEGF-A
Cytokine/Chemokine/Growth Factor Convenience 45-Plex Human ProcartaPlex Panel 1	EPX450-12171-901	BDNF，EGF，Eotaxin (CCL11)，FGF-2，GM-CSF，GRO α (CXCL1)，HGF，IFN-γ，IFN-α，IL-1RA，IL-1β，IL-1 α，IL-2，IL-4，IL-5，IL-6，IL-7，IL-8 (CXCL8)，IL-9，IL-10，IL-12p70，IL-13，IL-15，IL-17A (CTLA-8)，IL-18，IL-21，IL-22，IL-23，IL-27，IL-31，IP-10 (CXCL10)，LIF, MCP-1 (CCL2)，MIP-1 α (CCL3)，MIP-1 β (CCL4)，NGF β，PDGF-BB，PlGF-1，RANTES (CCL5)，SCF，SDF-1 α，TNF-α，TNF β，VEGF-A，VEGF-D
Cytokine & Chemokine Convenience 34-Plex Human ProcartaPlex Panel 1A	EPX340-12167-901	Eotaxin (CCL11)，GM-CSF，GRO α (CXCL1)，IFN-α，IFN-γ，IL-1β，IL-1 α，IL-1RA，IL-2，IL-4，IL-5，IL-6，IL-7，IL-8 (CXCL8)，IL-9，IL-10，IL-12p70，IL-13，IL-15，IL-17A (CTLA-8)，IL-18，IL-21，IL-22，IL-23，IL-27， IL-31，IP-10 (CXCL10)，MCP-1 (CCL2)，MIP-1 α (CCL3)，MIP-1 β (CCL4)，RANTES (CCL5)，SDF-1 α，TNF-α，TNF β
Inflammation 20-Plex Human ProcartaPlex Panel	EPX200-12185-901	E-selectin (CD62E)，GM-CSF，ICAM-1，IFN-α，IFN-γ，IL-1 α，IL-1β，IL-4，IL-6，IL-8 (CXCL8)，IL-10，IL-12p70，IL-13，IL-17A (CTLA-8)，IP-10 (CXCL10)，MCP-1 (CCL2)，MIP-1 α (CCL3)，MIP-1 β (CCL4)，P-Selectin，TNF-α
小鼠细胞因子检测
Immune Monitoring 48-Plex Mouse ProcartaPlex Panel	EPX480-20834-901	BAFF，BTC，ENA-78，Eotaxin (CCL11)，G-CSF，GM-CSF，GRO α (CXCL1)，IFN-α，IFN-γ，IL-10，IL-12p70，IL-13，IL-15，IL-17A，IL-18，IL-19，IL-1 α，IL-1β，IL-2，IL-22，IL-23，IL-25 (IL-17E)，IL-27，IL-28，IL-2Ra，IL-3，IL-31，IL-33，IL-33R，IL-4，IL-5，IL-6，IL-7，IL-7Ra，IL-9，IP-10 (CXCL10)，Leptin，LIF，MCP-1 (CCL2)，MCP-3 (CCL7)，M-CSF，MIP-1 α (CCL3)，MIP-1 β (CCL4)，MIP-2 α (CXCL2)，RANKL，RANTES，TNF-α，VEGF-A
Cytokine & Chemokine Convenience 36-Plex Mouse ProcartaPlex Panel 1A	EPX360-26092-901	BAFF，BTC，ENA-78，Eotaxin (CCL11)，G-CSF，GM-CSF，GRO α (CXCL1)，IFN-α，IFN-γ，IL-10，IL-12p70，IL-13，IL-15，IL-17A，IL-18，IL-19，IL-1 α，IL-1β，IL-2，IL-22，IL-23，IL-25 (IL-17E)，IL-27，IL-28，IL-2Ra，IL-3，IL-31，IL-33，IL-33R，IL-4，IL-5，IL-6，IL-7，IL-7Ra，IL-9，IP-10 (CXCL10)，Leptin，LIF，MCP-1 (CCL2)，MCP-3 (CCL7)，M-CSF，MIP-1 α (CCL3)，MIP-1 β (CCL4)，MIP-2 α (CXCL2)，RANKL，RANTES，TNF-α，VEGF-A
灵长类细胞因子检测
Cytokine/Chemokine/Growth Factor 37-Plex NHP Panel	EPX370-40045-901	CD40L, G-CSF (CSF-3), GM-CSF, IFN alpha, IFN-γ, IL-1β, IL-1RA, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8 (CXCL8), IL-10, IL-12p70, IL-13, IL-15, IL-17A (CTLA-8), IL-18, IL-23, SCF, TNF-α, BLC, Eotaxin (CCL11), IP-10 (CXCL10), I-TAC (CXCL11), MCP-1 (CCL2), MIG (CXCL9), MIP-1 alpha (CCL3), MIP-1 beta (CCL4), SDF-1 alpha, BDNF, FGF-2, NGF beta, PDGF-BB, SCF, VEGF-A, VEGF-D
Cytokine & Chemokine 30-Plex NHP Panel	EPX300-40044-901	CD40L, G-CSF (CSF-3), GM-CSF, IFN alpha, IFN-γ, IL-1β, IL-1RA, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8 (CXCL8), IL-10, IL-12p70, IL-13, IL-15, IL-17A (CTLA-8), IL-18, IL-23, TNF-α, BLC (CXCL13), Eotaxin (CCL11), IP-10 (CXCL10), I-TAC (CXCL11), MCP-1 (CCL2), MIG (CXCL9), MIP-1 alpha (CCL3), MIP-1 beta (CCL4), SDF-1 alpha