第五章细胞因子
主要内容
(一)细胞因子的概念与种类
1.细胞因子(CK)机体多种细胞分泌的小分子蛋白质或多肽,通过与细胞表面相应受体结合发挥抗感染、抗肿瘤、免疫调节、参与炎症反应、促进细胞生长和组织修复等多种生物学作用。
2.细胞因子的分类按来源分为两类:淋巴因子(LK)和单核因子(MK);按结构和功能可分为以下六类:
(1)白细胞介素(IL):是一组能介导白细胞和其他细胞间相互作用的细胞因子。
主要作用是调节细胞生长,参与免疫应答和介导炎症反应。
(2)干扰素(IFN):因其能干扰病毒感染和复制而命名。
IFN有α、β和γ三种类型。
IFN-α和IFN-β合称为Ⅰ型干扰素,主要由被病毒感染的细胞、单核-巨噬细胞、成纤维细胞产生,其作用以抗病毒、抗肿瘤为主,也有一定的免疫调节作用。
IFN-γ又称Ⅱ型干扰素,由活化的T细胞和NK细胞产生,其作用以免疫调节为主,抗病毒、抗肿瘤作用不及Ⅰ型干扰素。
(3)肿瘤坏死因子(TNF):因最初发现其能引起肿瘤组织出血坏死而得名。
主要的有TNF-α、TNF-β。
TNF-α由单核-吞噬细胞产生,大剂量可引起恶液质。
TNF-β由活化的T细胞产生又称淋巴毒素。
TNF能发挥抗肿瘤、抗病毒、免疫调节作用,也能引起发热反应、炎症反应和恶液质。
(4)集落刺激因子(CSF):能够刺激造血干细胞和不同发育分化阶段的造血祖细胞增殖分化的一组细胞因子。
(5)趋化性细胞因子:是一类促进炎症的细胞因子,其主要作用是招募血液中的单核细胞、中性粒细胞、淋巴细胞等进入感染发生的部位。
(6)生长因子(TGF):具有刺激细胞生长作用的细胞因子。
有些生长因子也可抑制免疫应答,如转化生成因子-β(TGF-β)可抑制多种免疫细胞的增殖、分化及免疫效应。
(二)细胞因子的共同特性
1.理化特点和分泌特点
(1)理化特点:多数是小分子糖蛋白。
多以单体形式存在(如IL-1、IL-2),少数以二聚体(如IL-10、IL-12)、多聚体形式存在(TNF为三聚体)。
(2)分泌特点为:①自分泌;②旁分泌;③内分泌,少数如TNF表现为内分泌效应。
2.来源和产生特点
(1)多源性体内多种细胞都可产生,包括①免疫细胞;②基质细胞;③某些肿瘤细胞。
(2)有多向性即一种细胞因子可由不同种类细胞产生,而同一种细胞也可产生多种细胞因子。
(3)自限性①合成具有自限性;②合成后迅速分泌,无储备和蓄积;③作用时间有限,细胞因子易被迅速降解。
3.作用特点
(1)多效性即一种细胞因子可作用于多种靶细胞,产生多种生物学效应。
如IL-2具有促进T、B细胞分化增殖,增强T C和NK细胞杀伤活性,活化巨噬细胞等多种生物学作用。
(2)重叠性即几种不同的细胞因子作用于同一种靶细胞,产生相同或相似的生物学效应。
如IL-4、IL-6、IL-13均可刺激B细胞增殖分化。
(3)协同性即一种细胞因子强化另一种细胞因子的功能。
如IL-3和IL-11共同刺激造血干细胞的分化。
(4)拮抗性即一种细胞因子抑制其他细胞因子的功能。
如IFN-γ可刺激Th细胞向Th1细胞分化,而IL-4可抑制IFN-γ这一作用。
众多的细胞因子在机体内存在,因作用的多效和重叠而形成相互交叉,相互间有促进和抑制,形成十分繁杂的细胞因子调节网络。
(三)细胞因子的主要生物学作用
1.抗病毒、抗肿瘤杀伤清除被病毒感染的靶细胞和肿瘤靶细胞主要依赖NK细胞、巨噬细胞和效应性T C细胞。
许多细胞因子可以增强这些免疫细胞的杀伤活性。
例如IFN-α/β可激活NK细胞,在感染的早期杀伤病毒感染细胞和杀伤肿瘤细胞;IL-2可促进Th1细胞活化产生IFN-γ;IFN-γ可促进靶细胞表达MHC-Ⅰ类分子,增强T C细胞的杀伤作用,IFN-γ可激活NK和巨噬细胞杀伤靶细胞;IL-2、TNF、IFN-γ可通过促进靶细胞表达Fas,间接诱导靶细胞凋亡。
2.免疫调节免疫细胞可通过分泌细胞因子对免疫应答发挥促进或抑制作用。
例如,IFN-γ可诱导细胞表达MHC-Ⅱ类分子,促进抗原提呈,而IL-10则抑制抗原提呈;IL-2、IL-4、IL-5、IL-6可促进T细胞、B细胞活化、增殖分化,而TGF-β则表现抑制作用;IL-4、IL-10
抑制Th1细胞形成,而IFN-γ、IL-12则抑制Th2细胞形成。
3.促进炎症反应炎症反应是机体清除入侵病原体的重要机制,许多细胞因子参与炎症的反应过程。
例如IL-1、TNF-α、IFN-γ等细胞因子促进血管内皮表达粘附分子,增强白细胞与血管的粘附,有助于白细胞的炎性渗出;IL-8等趋化因子促进炎性细胞向炎症部位聚集,IL-1、TNF-α作为内源性致热原引起发热反应。
4.刺激造血促进细胞生长和组织修复在免疫应答和炎症反应过程中,血细胞被大量消耗,器官组织细胞也有损伤。
集落刺激因子等细胞因子可刺激骨髓造血,调控血细胞的生成和补充;生长因子可促进细胞生长;IL-8可促进血管的新生。
这对组织损伤的修复有意义。