免疫学细胞因子

第五章 细胞因子,主要内容：细胞因子的概念及种类细胞因子的共同特点主要细胞因子的免疫学功能IFN的生物学特性,重点：1.细胞因子的概念及种类 2.细胞因子作用的共同特点 3.细胞因子的生物学作用,细胞因子(cytokine，CK)： 一类由免疫细胞（单核巨噬细胞、T细胞、B细胞、NK细胞等）和相关细胞（血管内皮细胞、表皮细胞、成纤维细胞）产生的高活性多功能蛋白质分子。,第一节 细胞因子的种类,补体、免疫球蛋白和生理性细胞产物不属于细胞因子,（一）按产生CK的细胞类型分类1. 淋巴因子（lymphokine）: IL-26，914，IFN-，TNF-2. 单核因子（monokine）: IL-1，6，8，TNF-3. 其他细胞产生的CK：红细胞生成素（EPO），IFN-等,细胞因子通过结合细胞表面的相应受体发挥生物学作用。,（二）细胞因子的功能分类,白细胞介素(interleukin, IL)干扰素(Interferon, IFN)集落刺激因子(colony stimulating factor, CSF)肿瘤坏死因子(Tumor necrosis factor,TNF)生长因子(Growth factor, GF)趋化因子(chemokine CK),白细胞介素 （interleukins，ILs）是由活化的单核-巨噬细胞或淋巴细胞产生的一类主要负责信号传递，联络白细胞的活化、增殖和分化作用的细胞因子。 产生细胞： 淋巴细胞、单核吞噬细胞等 作用 介导白细胞间相互作用、调节细胞的生长分化、参与免疫应答和介导炎症反应 种类：IL-1-IL-30,IL-4、,IL-2、IL-6、IL-12,1. IL-1 (又称淋巴细胞刺激因子) ： 细胞来源：主要由活化的单核巨噬细胞产生。存在形式：IL-1和IL-1。主要生物学功能： 局部低浓度免疫调节： 协同刺激APC和T细胞活化，促进B细胞增殖和分泌抗体。 大量产生内分泌效应： 诱导肝脏急性期蛋白合成；引起发热和恶病质。,2.IL-2 (又称T细胞生长因子,TCGF) ： 细胞来源：主要由T细胞产生。 作用方式：以自分泌和旁分泌方式发挥效应。 主要生物学功能： （1）活化T细胞，促进细胞因子产生； （2）刺激NK细胞增殖，增强NK杀伤活性及产生 细胞因子，诱导LAK细胞（lymphokine acitvated killer）产生； （3）促进B细胞增殖和分泌抗体； （4）激活巨噬细胞。,3. IL-4 细胞来源：主要由Th2细胞、肥大细胞及嗜 碱性粒细胞产生。 主要功能： （1）抑制Th1细胞活化及分泌细胞因子； （2）促进细胞增殖、分化； （3）诱导IgG1和IgE产生； （4）增强巨噬细胞、Tc细胞功能； （5）协同IL-3刺激肥大细胞增殖等。,IgG1,IgE,4. IL-6： 细胞来源：主要由单核巨噬细胞、 Th2细胞、 血管内皮细胞、成纤维细胞产生。 主要功能： （1）刺激活化细胞增殖，分泌抗体； （2）刺激细胞增殖及CTL活化； （3）刺激肝细胞合成急性期蛋白，参与炎症反应； （4）促进血细胞发育。,5. IL-10： 细胞来源： 主要Th2细胞和单核巨噬细胞产生。 主要功能： （1）抑制前炎症细胞因子产生； （2）抑制MHC -II类分子和B-7分子的表达； （3）抑制Th1细胞合成IL-2、IFN-等细胞因子； （4）可促进B细胞分化增殖。,6. IL-12： 细胞来源：主要由单核-巨噬细胞、B细胞产生。 主要功能： （1）激活和增强NK细胞杀伤活性及IFN-产生； （2）促进Th0细胞向Th1细胞分化，分泌IL-2、IFN-； （3）增强CD8+ CTL细胞杀伤活性； （4）可协同IL-2诱生LAK细胞； （5）抑制Th0细胞向Th2细胞分化和IgE合成。,二. 干扰素(interferon, IFN)： 干扰素：由干扰素诱生剂诱导动物细胞产生的一类具有抗病毒、抗肿瘤及免疫调节等多种生物学活性的的可溶性糖蛋白。 1. 分型 - 根据其来源、结构及生物学性质： I型： IFN-、IFN- 细胞来源： IFN-：白细胞（主要为单核吞噬细胞）产生； IFN-：成纤维细胞产生（二者结合相同受体）； 主要诱生剂：病毒 II型: IFN- 主要细胞来源：活化的Th1细胞、 CD8+ CTL和NK 细胞； 主要诱生剂：抗原或有丝分裂原。,2. 主要生物学活性： I 型干扰素： （1）抗病毒和抗肿瘤： A. 诱导宿主细胞产生抗病毒蛋白，干扰病毒复制； B. 增强NK细胞对病毒感染细胞和肿瘤细胞杀伤； C. 促进MHC-I类分子表达，增强CTL对病毒感染 细胞和肿瘤等靶细胞的杀伤。 （2）免疫调节： 与II型干扰素类似。,病毒,BACK,II型干扰素： （1）免疫调节作用(主要)： a. 活化巨噬细胞； b. 促进APC(s)表达MHC-II类分子，提高抗原递呈能力； c. 促进MHC-I类分子表达，增强NK细胞和CTL细胞的杀伤活性； d. 促进B细胞分化、增殖； e. 抑制Th2细胞分化及细胞因子合成。 （2）抗病毒和抗肿瘤作用(与I型干扰素类似)。,摘自Microbiology and Immunology on-line,三、 肿瘤坏死因子(Tumor necrosis factor,TNF)：可以直接诱导肿瘤细胞凋亡的细胞因子。分类：TNF ：活化的单核巨噬细胞产生TNF：活化的T细胞产生，亦称淋巴毒素。两种TNF的分子量为51kD， 结构为同源三聚体，具有相同的结合受体和生物学活性,TNF的生物学活性,1 杀瘤、抑瘤作用（1）直接杀伤或抑制肿瘤细胞（2）激活NK细胞和巨噬细胞，间接发挥作用（3）损伤血管内皮细胞，促进血栓的形成，阻断肿瘤组织的血流供应，导致肿瘤出血坏死2 免疫调节作用（1）刺激靶细胞合成分泌细胞因子，如IL-1、IL-6、IL-8等（2）增强T、B细胞对抗原和有丝分裂原的增殖反应（3）增强Tc细胞对靶细胞的杀伤活性3 促进炎症反应（1）分泌IL-1、 IL-8等炎症分子和趋化因子（2）增强中性粒细胞和单核吞噬细胞的吞噬功能,四. 集落刺激因子 (colony- stimulating factor，CSF)： 概念：是一组促进造血细胞，尤其是造血干细胞增殖、分化和成熟的因子。粒细胞集落刺激因子（granulocyte-CSF, G-CSF)巨噬细胞集落刺激因子（macrophage-CSF，MCSF)粒细胞巨噬细胞集落刺激因子（granulocyte-maceophage-CSF, GM-CSF)红细胞生成素（erythropoietin, EPO)干细胞生成因子（stem cell factor,SCF)多能集落刺激因子（multi-CSF),五、生长因子(Growth factor)是一类可介导不同类型细胞生长和分化的细胞因子。根据其功能和作用的靶细胞不同，分别命名为：转化生长因子（transforming growth factor-,TGF)表皮生长因子（epidermal growth factor, EGF)血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor, VEGF)成纤维细胞生长因子（fibroblast growth factor, FGF)神经生长因子(nerve growth factor, NGF)血小板衍生的生长因子（platelet derived growth factor, PDGF) 肝细胞生长因子（hepatic growth factor, HGF),六、趋化因子(Chemokine) 一组具有趋化作用的细胞因子,能吸引免疫细胞到免疫应答局部,参与免疫调节和免疫病理反应。,主要功能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。,1、理化特性 绝大多数细胞均为低分子量（1530KD）的分泌型糖蛋白，一般由100个左右的氨基酸组成。多数细胞因子以单体形式存在，只有少数细胞因子如二聚体（IL-5、12）；三聚体（TNF)。,第二节 细胞因子的共同特点,2.细胞因子产生的多源性,T细胞,B细胞,胸腺细胞,IL-10,T细胞,巨噬细胞集落刺激因子,IL-14,IL-12,IL-10,IL-9,一种细胞可产生多种细胞因子,一种细胞因子可由不同类型的细胞产生,肥大细胞,胸腺细胞,B,IL-4,多效性,活化、增殖、分化,增殖,增殖,3.生物学功能的多效性,4.生物学活力的高效性,4.合成快，降解也快（短暂的自限性分泌）,细胞因子的半衰期短，在动物机体内含量少，活性高，这与细胞因子同靶细胞表面特异性受体之间具有极高的亲和力有关。,5. 生物学作用重叠性协同性与拮抗性；,拮抗性,重叠性,协同性,6.须与靶细胞上相应的受体结合才能发挥作用。,7.作用方式：非特异性，既不与抗原反应，也不表现抗原特异性。,8.多以自分泌和旁分泌形式发挥效应。,9.细胞因子的网络性。,一种细胞可分泌多种细胞因子，同一细胞因子对不同靶细胞可产生不同的作用。,第三节 细胞因子的生物学活性,1、抗病毒2、抗感染3、抗肿瘤4、刺激造血功能5、参与和调节炎症反应6、细胞因子参与调节神经-内分泌系统的作用7、免疫调节作用,（1）参与免疫细胞的分化和发育免疫细胞的起源与分化 T细胞和B细胞的分化发育 外周免疫细胞的分化,免疫细胞的起源与分化,IFN等可诱导抗原递呈细胞表达MHC分子，从而促进抗原递呈作用；IL-2、IL-4、IL-5、IL-6等可促进T/B细胞激活、增殖和分化；趋化因子可诱导不同免疫细胞的定向运动，并参与其激活；TNF等参与免疫效应阶段的细胞毒作用等。,（2）参与免疫应答和免疫调节：,图：Ig转换与细胞因子,第五节 细胞因子的临床应用,用于疾病的诊断用于疾病的治疗,细胞因子在疾病诊断中的作用,1、用于疾病的诊断,2、用于疾病的治疗,表2-1 细胞因子在疾病治疗中的作用,表2-2 细胞因子在疾病治疗中的作用,3、细胞因子在兽医学中的应用,兽用IFN已被广泛应用于动物病毒性疾病的预防和治疗，如新城疫、禽流感、传染性法氏囊病、传染性喉气管