1、免疫講義細胞因子第一節 細胞因子概述細胞因子的發現1986年，美國科學家斯坦利科恩（StanleyCohen）和麗塔列維-蒙塔爾奇尼（RitaLevi-Montalcini）獲得諾貝爾生理學或醫學獎。2012年12月31日，麗塔列維蒙塔爾奇尼(Rita Levi-Montalcini)30日在羅馬住所病逝，享年103歲。據蒙塔爾奇尼的侄女稱，“蒙塔爾奇尼是30日中午在家睡覺時，安靜地離開了人世。”“人們把你單獨留下的好處是你不必與這個世界競爭，但不利的方面是你必須向人們證實你所從事的工作是真實的”。StanleyCohenStanleyCohen（1922- ）RitaLevi-Montalc

2、ini（1909-2012）早期細胞因子的研究1947年 Levi-Montalcini進入華盛頓大學開始研究腫瘤細胞對雞胚神經生長的促進作用，并發現了NGF（其被引用最多的論文是1968年發表的關于NGF的論文，引用次數為790次）；1953年 StanleyCohen進入了Levi-Montalcini的實驗室，進行NGF性質（蛋白還是核酸？）的研究，意外發現了作為核酸酶的蛇毒（唾液腺）中含有大量的NGF；1958年 StanleyCohen離開華盛頓大學，前往范得比爾特大學醫學院，繼續研究NGF，但在進行小鼠實驗時，意外發現了唾液腺中含有的另一種生長因子EGF；早期的細胞因子研究是艱難的

3、，1986年日本人平井嘉騰為了研究IL-1，從10升的細胞培養上清中僅純化得到了8微克的IL-1;1987年，第一種具有趨化作用的細胞因子IL-8被發現1988年， ValenteAJ等發現了第一個趨化因子CCL2(MCP-1)1957年, 發現干擾素 Interferon1969年, 提出淋巴因子 (Lymphokine) 的概念1974年, 定名細胞因子 (Cytokine) 近年來對于細胞因子的研究發展迅速，已有百余種細胞因子被發現; 細胞因子產品已應用于臨床。有專門研究細胞因子的學會 ( 如 International cytokine society) 和 刊 物 (如 Cytoki

4、ne).細胞因子的發現細胞因子的概念細胞因子(Cytokine,CK)是由細胞分泌的具有生物活性的小分子蛋白物質的統稱。細胞因子介導多種免疫細胞間的相互作用有多種其他名稱：單核因子、淋巴因子、集落刺激因子、生長因子等等。細胞因子的共同特性低分子量（1530kD）的蛋白或糖蛋白；天然的細胞因子由抗原、絲裂原或其他刺激物活化的細胞分泌；多以單體形式存在；以非特異性方式發揮作用；以較高的親和力與其受體結合；細胞因子的分泌是一個短時自限過程。細胞因子可以旁分泌、自分泌或內分泌的方式發揮作用一種細胞可產生多種細胞因子；不同類型的細胞也可產生一種或幾種相同的細胞因子；一種細胞因子可對多種靶細胞發揮作用，產

5、生多種不同的生物學效應，稱多效性；幾種不同的細胞因子也可同一種靶細胞發生作用，產生相同或相似的生物學效應，稱重疊性；一種細胞因子可以抑制另一種細胞因子的某些生物學作用，表現為拮抗效應；可以增強另一細胞因子的某些生物學作用表現為協同效應。第二節 細胞因子的分類和生物學活性細胞因子的分類白介素 在白細胞間發揮作用的細胞因子；干擾素 具有干擾病毒感染和復制的能力；腫瘤壞死因子 一種能使腫瘤發生出血壞死的物質；集落刺激因子 指能刺激多能造血干細胞和不同發育分化階段的造血干細胞進行增殖分化，并在半固體培養基中形成相應集落的細胞因子；生長因子 具有刺激細胞生長作用的細胞因子，如HGF、EGF和VEGF；趨

6、化性細胞因子一類一級結構相似小分子細胞因子,能夠趨化細胞定向移動的,而且在免疫細胞和器官的發育、免疫應答過程、炎癥反應、病原體感染、創傷修復及腫瘤形成和轉移等方面發揮廣泛的生理和病理作用。包括C、CC、CXC和CX3C等亞家族。細胞因子的生物學活性抗感染和抗腫瘤 主要由單核-巨噬細胞分泌，表現為抗感染和抗腫瘤作用調節免疫 主要由抗原活化的T淋巴細胞分泌，調節淋巴細胞的激活、生長、分化和發揮效應。刺激造血 由骨髓基質細胞和T細胞等產生刺激造血的細胞因子，在血細胞的生成方面起重要作用參與和調節炎癥反應 一些細胞因子如IL-1, 8等具有促進炎癥反應和/或趨化作用,另一些細胞因子如IL-4, 10等

7、具有抑制炎癥的作用。IFN-a干擾病毒的機制病毒病毒復制抑制病 毒復制信號轉導IFN-aIFN-誘導蛋白誘導刺激胞核 胞核 白細胞介素-1對心血管系統的作用細胞因子網絡細胞因子間可相互誘生 IL-1能誘生IFN、IL-1、IL-2、IL-4等，IL-2能誘生TNF、IL-2、LT等細胞因子可調節細胞因子受體的表達 IL-1、IL-5、IL-6等可促進IL-2受體的表達；IL-1能降低TNF受體的密度細胞因子生物活性之間的相互影響 B細胞和T細胞活化過程中，常需要兩種以上細胞因子的協同作用或彼此調節第三節 細胞因子受體細胞因子受體與信號轉導從細胞因子結合其受體開始，到某些基因轉錄的啟動，要經歷復

8、雜的細胞內分子間的相互作用，這樣的作用過程稱為細胞因子的信號轉導細胞因子受體都是跨膜蛋白，由胞膜外區、跨膜區和胞漿區組成免疫球蛋白基因超家族 受體的細胞膜外區有一個或多個免疫球蛋白樣結構域。I型細胞因子受體家族 其胞膜外區有兩個不連續的半胱氨酸殘基和WSXWS基序。II型細胞因子受體家族 其胞膜外區有四個不連續的半胱氨酸殘基。III型細胞因子受體家族 有富含半胱氨酸的基序。趨化因子受體家族 G蛋白偶聯受體，由7個疏水性的跨膜區組成，和相應的配體結合后，經偶聯GTP結合蛋白而發揮生物學效應細胞因子受體的分類 I型細胞因子受體家族的多數成員屬多亞單位受體，其中一種亞單位是細胞因子結合亞單位，另一為

9、細胞信號傳遞亞單位。多種I型細胞因子受體有共用的相同的信號傳遞亞單位。可溶性細胞因子受體多亞單位受體與細胞因子受體共用亞單位 X-性連鎖重癥聯合免疫缺陷病患的在無菌環境下生活年。第四節 細胞因子與臨床應用細胞因子與疾病的關系細胞因子與感染 感染后誘生的細胞因子既可參與機體抗感染免疫，也能引起發熱、參與急性期反應及感染性休克。細胞因子的受體也可以作為病毒的受體，如CXCR4或CCR5參與HIV的感染細胞因子與腫瘤 細胞因子對腫瘤的作用具有雙重性，既能殺傷腫瘤，也能促進腫瘤生長。細胞因子與自身免疫病 某些細胞因子能促進某些自身組織細胞表達MHC-II類抗原，從而使這些細胞具有抗原遞呈功能，可激活T

10、效應細胞導致自身組織的損害細胞因子與超敏反應 IL-4和IFN能調節IgE的生成和FcRII的表達細胞因子與移植排斥反應 在排斥反應發生時，局部和全身的某些細胞因子水平升高細胞因子與其他疾病 IL-3、CSF產生異常 與造血功能異常的疾病有關。TNF可誘發急性肝壞死、惡液質。細胞因子與疾病的關系細胞因子風暴與全身炎癥反應綜合征在嚴重感染時細胞因子的全身性釋放不受控制,血液中持續高水平促炎因子引起全身炎癥反應綜合征，稱為細胞因子風暴(Cytokine Storm)。此時血液中不但有大量促炎細胞因子,抗炎細胞因子也顯著增加,導致伴有免疫抑制的膿毒性休克和多器官系統衰竭(MOF)。感染誘發ARDS時

11、,病人血漿中促炎細胞因子均顯著增加,死亡病人血漿中細胞因子水平呈持續升高,而成活病人血漿中細胞因子只短暫升高。因此,血漿中細胞因子的高水平持續存在與病人的預后有關。SARS、H5N1禽流感和H7N9禽流感患者死亡，大多與細胞因子風暴、SIRS、ARDS和MOF等免疫功能嚴重紊亂有關，可能僅有少數是病毒本身直接損傷重要組織細胞所致。細胞因子及其相關制劑的臨床應用細胞因子：如IL-2、干擾素和G-CSF等等細胞因子及其受體的抗體：如赫賽汀細胞因子拮抗劑可溶性細胞因子受體：如可溶性IL-1R細胞因子是基因工程藥物的主要產品1982 年首次在美國批準重組人胰島素生產，多年來已批準了近數百種基因工程藥物

12、上市，如干擾素、白介素、胰島素、生長激素、紅細胞生成素、粒細胞集落刺激因子、粒細胞巨噬細胞集落刺激因子、組織纖溶酶原激活劑t、鏈激酶、堿性成纖維細胞生長因子等，其中主要是細胞因子。細胞因子臨床應用存在的問題體內效果遠不如在體外理想體內應用毒性反應相當嚴重細胞因子的半衰期過短（以分鐘計）細胞因子可能引起的病理反應細胞因子病理反應拮抗劑適應癥IL-1發熱,炎癥,休克,低血壓,-胰島細胞毒性炎癥性疾病,休克,類風濕關節炎,糖尿病,白血病等IL-2發熱,滲漏綜合征,貧血,低血壓移植排斥,自身免疫病IL-3發熱,流感樣癥狀,刺激肥大細胞和嗜鹼性粒細胞,刺激白血病細胞IL-4發熱,促進IgE產生,I型變態

13、反應哮喘等I型變態反應IL-6發熱,炎癥,刺激骨髓瘤細胞骨髓瘤,炎癥性疾病IL-8炎癥炎癥性疾病IL-9哮喘哮喘GM-CSF發熱, 流感樣癥狀, 刺激白血病細胞白血病TNF發熱,炎癥,惡液質,休克休克, 炎癥性疾病,惡液質,類風濕關節炎IFN發熱, 流感樣癥狀,炎癥炎癥性疾病TPO骨髓纖維化，微血栓形成EGF刺激某些腫瘤細胞增殖腫瘤bFGF刺激某些腫瘤增殖、轉移腫瘤細胞因子療法可以改進的方面細胞因子的局部應用誘導機體持續產生內源性細胞因子細胞因子導向療法改進細胞因子在體內的應用方案 聯合應用優于單獨用細胞因子基因療法抗VEGF單抗貝伐珠單抗是抗VEGF的人源化單抗，主要通過中和VEGF來阻斷其

14、與內皮細胞上的受體結合，使得腫瘤細胞不能得到養分和氧，起到治療腫瘤的作用。貝伐珠單抗阿伐斯汀(Avastin)，還可用于老年性黃斑變性的治療抗腫瘤壞死因子抗體抗腫瘤壞死因子單抗：用于治療克隆病、類風濕關節炎、頑固性銀屑病、潰瘍性結腸炎、酒精性肝病和強直性脊柱炎等等。可分為三種： 英夫利昔單抗 (infliximAb，嵌合單抗，類克) 阿達木單抗(adalimumab，人工合成) certolizumab pegol（人工合成）抗EGF受體單抗曲妥珠單抗（赫賽汀）為一種針對HER-2/neu的重組人源化IgG單克隆抗體，能特異性識別Her-2調控的細胞表面蛋白HER-2，使其通過內吞噬作用離開胞

15、膜進入核體內，抑制其介導的信號傳導，從而起到治療腫瘤的作用。曲妥珠單抗用于治療輔助化療后的HER-2陽性乳腺癌患者，可明顯延長患者的無病生存期細胞因子受體拮抗劑/Fc段融合蛋白an interleukin 1 (IL1) antagonist (anakinra)單抗藥物的不良反應曲妥珠單抗過敏性休克、心臟毒性、精神癥狀阿倫珠單抗低血壓、寒顫、發熱、惡心、嘔吐、氣短、支氣管痙攣、皮疹、疲乏、呼吸困難、頭痛、腹瀉、感染等。貝伐珠單抗栓塞性疾病、胃穿孔、高血壓、疲勞、白細胞數量異常、卵巢衰竭、下頜骨壞死和眼內炎等英夫利昔單抗結核、李斯特菌病、球霉菌病感染的風險增加了27倍。在活動性結核患者停止英夫

16、利西單抗治療時可能會出現結核病的反常反應,即免疫重建炎性綜合征。其臨床表現有發熱加重、肺部滲出、低氧、淋巴結腫大和出現顱內結核感染的表現教學案例-5李夢南上初中就開始腿疼，有的醫生說是長身體的時候，沒事兒；也有醫生說是風濕給開了膏藥，始終沒有確診。2010年的時候，李夢南下炕都很困難，上廁所也蹲不下去了。那一年的9月份，祖孫第一次到哈爾濱看病，風濕科主任Z大夫的專家號，Z大夫沒看片子就排除了風濕因素，骨科給出的結論是雙腿滑膜炎。李夢南在哈醫大醫院打了一個封閉針，拿了一些口服藥，回到家里，又繼續在家附近農墾管理局的醫院打了6次封閉針。打完后，李夢南并沒有好轉，走路一瘸一拐的。2011年4月，他們

17、再次到哈醫大骨科住院檢查。查了4天，確診是強直性脊柱炎，Z大夫也確認了這個結果，轉到風濕免疫科治療，并采用“類克”（英夫利昔單抗）治療，費用為3個療程3.9萬元。“類克”的效果很好，第一次打完，李夢南的腿就不疼了。不過，醫生推薦藥物的時候，沒有跟他解釋藥物的禁忌和副作用。教學案例-5 隔了兩周，李夢南第三次到哈爾濱看病。他到了哈爾濱就開始發高燒，連續燒了8天都在38攝氏度到41攝氏度，在哈醫大診斷的結果是肺結核，結核性胸膜炎和肺積水。醫生說，必須先治好肺結核，才可以繼續用“類克”。因為不能報銷李夢南只好先回扎蘭屯進行抗癆治療。治療3個月后，他再次回哈爾濱治療強直性脊柱炎，醫生說，類克風險太大了，還是回家吃3個月口服藥之后再說。兩天后，李夢南的肺結核復發。這一次，長期的病痛讓他變得暴躁，半夜里起來踢墻和大喊。2011年12月，李夢南第五次到哈爾濱看病，做了肺CT和化驗，結論是