細(xì)胞凋亡是指為維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，由基因控制的細(xì)胞自主的有序的死亡。細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死不同，細(xì)胞凋亡不是一件被動的過程，而是主動過程，它涉及一系列基因的激活、表達(dá)以及調(diào)控等的作用，它并不是病理條件下，自體損傷的一種現(xiàn)象，而是為更好地適應(yīng)生存環(huán)境而主動爭取的一種死亡過程。
細(xì)胞凋亡是細(xì)胞的一種基本生物學(xué)現(xiàn)象，在多細(xì)胞生物去除不需要的或異常的細(xì)胞中起著必要的作用。它在生物體的進化、內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定以及多個系統(tǒng)的發(fā)育中起著重要的作用。細(xì)胞凋亡不僅是一種特殊的細(xì)胞死亡類型，而且具有重要的生物學(xué)意義及復(fù)雜的分子生物學(xué)機制。
凋亡是多基因嚴(yán)格控制的過程。這些基因在種屬之間非常保守，如Bcl-2家族、caspase家族、癌基因如C-myc、抑癌基因P53等，隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展對多種細(xì)胞凋亡的過程有了相當(dāng)?shù)恼J(rèn)識，但是迄今為止凋亡過程確切機制尚不完全清楚。而凋亡過程的紊亂可能與許多疾病的發(fā)生有直接或間接的關(guān)系。如腫瘤、自身免疫性疾病等，能夠誘發(fā)細(xì)胞凋亡的因素很多，如射線、藥物等。
其實從嚴(yán)格的詞學(xué)意義上來說，細(xì)胞程序性死亡與細(xì)胞凋亡是有很大區(qū)別的。細(xì)胞程序性死亡的概念是1956年提出的，PCD是個功能性概念，描述在一個多細(xì)胞生物體中某些細(xì)胞死亡是個體發(fā)育中的一個預(yù)定的，并受到嚴(yán)格程序控制的正常組成部分。例如蝌蚪變成青蛙，其變態(tài)過程中尾部的消失伴隨大量細(xì)胞死亡，高等哺乳類動物指間蹼的消失、顎融合、視網(wǎng)膜發(fā)育以及免疫系統(tǒng)的正常發(fā)育都必須有細(xì)胞死亡的參與。這些形形色色的在機體發(fā)育過程中出現(xiàn)的細(xì)胞死亡有一個共同特征：即散在的、逐個地從正常組織中死亡和消失，機體無炎癥反應(yīng)，而且對整個機體的發(fā)育是有利和必須的。因此認(rèn)為動物發(fā)育過程中存在的細(xì)胞程序性死亡是一個發(fā)育學(xué)概念，而細(xì)胞凋亡則是一個形態(tài)學(xué)的概念，描述一件有著一整套形態(tài)學(xué)特征的與壞死完全不同的細(xì)胞死亡形式。但是一般認(rèn)為凋亡和程序性死亡兩個概念可以交互使用，具有同等意義。
雖然凋亡與壞死的最終結(jié)果極為相似，但它們的過程與表現(xiàn)卻有很大差別。
壞死（necrosis）：壞死是細(xì)胞受到強烈理化或生物因素作用引起細(xì)胞無序變化的死亡過程。表現(xiàn)為細(xì)胞脹大，胞膜破裂，細(xì)胞內(nèi)容物外溢，核變化較慢，DNA降解不充分，引起局部嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)。
凋亡是細(xì)胞對環(huán)境的生理性病理性刺激信號，環(huán)境條件的變化或緩和性損傷產(chǎn)生的應(yīng)答有序變化的死亡過程。其細(xì)胞及組織的變化與壞死有明顯的不同。
1）胸腺細(xì)胞成熟過程中的凋亡：胸腺細(xì)胞經(jīng)過一系列的發(fā)育過程而成為各種類型的免疫活性細(xì)胞。在這一發(fā)展過程中，涉及了一系列的陽性細(xì)胞選擇和陰性細(xì)胞選擇過程。以形成CD4+的T淋巴細(xì)胞亞型及CD8+的T淋巴細(xì)胞亞型；同時，對識別自身抗原的T細(xì)胞克隆進行選擇性地消除，其細(xì)胞克隆死亡的機制主要是通過程序性細(xì)胞死亡。因此，正常的免疫系統(tǒng)發(fā)育的結(jié)局，既形成了有免疫活性的淋巴細(xì)胞，又產(chǎn)生了對自身抗原的免疫耐受。耐受機制的形成，主要靠識別自身抗原的T淋巴細(xì)胞克隆的程序性細(xì)胞死亡機制的活化。
2）活化誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡：（activation-induced cell death，AICD）是T淋巴細(xì)胞程序性死亡的又一個主要類型。正常的T淋巴細(xì)胞在受到入侵的抗原刺激后，
T淋巴細(xì)胞被激活，并誘導(dǎo)出一系列的免疫應(yīng)答反應(yīng)。機體為了防止過高的免疫應(yīng)答，或防止這種免疫應(yīng)答無限制地發(fā)展下去，便有AICD來控制激活T細(xì)胞的壽命。實際上：T淋巴細(xì)胞的增殖與T淋巴細(xì)胞AICD具有共同的信號通路。T淋巴細(xì)胞受到刺激后就開始活化，活化以后的T淋巴細(xì)胞如果有生長因子的存在，即發(fā)生生殖反應(yīng)，如果沒有或較少的生長因子的存在，則發(fā)生AICD。3）淋巴細(xì)胞對靶細(xì)胞的攻擊：免疫活性細(xì)胞，特別是淋巴因子激活的殺傷細(xì)胞（LAK），是過繼性免疫治療的一種重要形式。在抗腫瘤、抗病毒及免疫調(diào)節(jié)中具有重要作用。這些免疫活性細(xì)胞在攻擊腫瘤細(xì)胞、病毒感染的細(xì)胞時，可誘導(dǎo)靶細(xì)胞發(fā)生程序性死亡。
細(xì)胞凋亡之所以成為人們研究的一個熱點，在很大程度上決定于細(xì)胞凋亡與臨床病毒的密切關(guān)系。這種關(guān)系不僅表現(xiàn)在凋亡及其機制的研究，闡明了一大類免疫病的發(fā)病機制，而且由此可以導(dǎo)致疾病新療法的出現(xiàn)，特別是細(xì)胞凋亡與腫瘤及艾滋病之間的密切關(guān)系倍受人們重視。
1） HIV病毒感染造成CD4+細(xì)胞減少是通過細(xì)胞凋亡機制
HIV感染引起艾滋病，其主要的發(fā)病機制是HIV感染后特異性地破壞CD4+細(xì)胞，使CD4+以及與其相關(guān)的免疫功能缺陷，易招致機會性感染及腫瘤，但HIV感染后怎樣特異性破壞CD4+細(xì)胞呢？近年認(rèn)為，CD4+T淋巴細(xì)胞絕對數(shù)顯著減少的原因，主要是通過細(xì)胞凋亡機制造成的。這不僅闡明了AIDS時CD4+T細(xì)胞減少的主要原因，同時也為AIDS的治療研究指明了一個重要的探索方向。
2）從細(xì)胞凋亡角度看，腫瘤的發(fā)生是由于凋亡受阻所致
一般認(rèn)為惡性轉(zhuǎn)化的腫瘤細(xì)胞是因為失控生長，過度增殖，從細(xì)胞凋亡的角度看則認(rèn)為是腫瘤的凋亡機制受到抑制不能正常進行細(xì)胞死亡清除的結(jié)果。腫瘤細(xì)胞中有一系列的癌基因和原癌基因被激活，并呈過表達(dá)狀態(tài)。這些基因的激活和腫瘤的發(fā)生發(fā)展之間有著及為密切的關(guān)系。癌基因中一大類屬于生長因子家族，也有一大類屬于生長因子受體家族，這些基因的激活與表達(dá)，直接刺激了腫瘤細(xì)胞的生長，這些癌基因及其表達(dá)產(chǎn)物也是細(xì)胞凋亡的重要調(diào)節(jié)因子許多種類的癌基因表達(dá)以后，即阻斷了腫瘤細(xì)胞的凋亡過程，使腫瘤細(xì)胞數(shù)目增加，因此，從細(xì)胞凋亡角度來理解腫瘤的發(fā)生機制，是由于腫瘤細(xì)胞的凋亡機制，腫瘤細(xì)胞減少受阻所致。因此，通過細(xì)胞凋亡角度和機制來設(shè)計對腫瘤的治療方法就是重建腫瘤細(xì)胞的凋亡信號轉(zhuǎn)遞系統(tǒng)，即抑制腫瘤細(xì)胞的生存基因的表達(dá)，激活死亡基因的表達(dá)。
3）細(xì)胞凋亡的研究將給自身免疫病帶來真正的突破
自身免疫病包括一大類難治性的免疫紊亂而造成的疾病，自身反應(yīng)性T淋巴細(xì)胞及產(chǎn)生抗體的B淋巴細(xì)胞是引起自身免疫病的主要免疫病理機制，正常情況下，免疫細(xì)胞的活化是一個極為復(fù)雜的過程。在自身抗原的刺激作用下，識別自身抗原的免疫細(xì)胞被活化，從而通過細(xì)胞凋亡的機制而得到清除。但如這一機制發(fā)生障礙，那么識別自身抗原的免疫活性細(xì)胞的清除就會產(chǎn)生障礙。有人觀察到在淋巴增生突變小鼠中觀察到Fas編碼的基因異常，不能翻譯正常的Fas跨膜蛋白分子，如Fas異常，由其介導(dǎo)的凋亡機制也同時受阻，便造成淋巴細(xì)胞增殖性的自身免疫疾患。
4）神經(jīng)系統(tǒng)的退行性病變：目前知道老年性癡呆是神經(jīng)細(xì)胞凋亡的加速而產(chǎn)生的。阿爾茨海默病（AD）是一種不可逆的退行性神經(jīng)疾病，淀粉樣前體蛋白（APP）早老蛋白-1（PS1）早老蛋白-2（PS2）的突變導(dǎo)致家族性阿爾茨海默?。‵AD）。研究證明PS參與了神經(jīng)細(xì)胞凋亡的調(diào)控PS1、PS2的過表達(dá)能增強細(xì)胞對凋亡信號的敏感性。Bcl-2基因家族兩個成員Bcl-xl和Bcl-2參與對細(xì)胞凋亡的調(diào)節(jié)。
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