醫(yī)學(xué)免疫學(xué) 細(xì)胞因子

醫(yī)學(xué)免疫學(xué)細(xì)胞因子第1頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三內(nèi)容要點(diǎn)

1.細(xì)胞因子的概念

2.細(xì)胞因子的共同特性

3.細(xì)胞因子的種類(lèi)

4.細(xì)胞因子的生物學(xué)作用

5.細(xì)胞因子在臨床上的應(yīng)用第2頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

細(xì)胞因子的概念

細(xì)胞因子是由活化的免疫細(xì)胞或非免疫細(xì)胞合成并分泌的一類(lèi)具有多種生物學(xué)活性的可溶性小分子多肽或糖蛋白。

細(xì)胞因子作為細(xì)胞間的信息傳遞分子，在調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答、介導(dǎo)炎癥反應(yīng)、刺激造血和組織修復(fù)等方面均發(fā)揮著重要作用。

第3頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

一、細(xì)胞因子的共同特性

1．理化特性：多為低分子量多肽或糖蛋白（1）分子量多為8～30KD（＜200個(gè)aa）（2）存在形式分泌型（3）結(jié)構(gòu)

1）單體如IL-2、IL-3等

2）二聚體如IL-5、IL-10、IL-12等

3）三聚體TNF

第4頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

2．分泌特點(diǎn)（1）多源性（2）自限性

第5頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

3．生物學(xué)作用特點(diǎn)

(1)作用方式：主要為自分泌、旁分泌效應(yīng)；

(2)與受體結(jié)合發(fā)揮高效性作用：10－12mol/L(3)作用的多樣性及復(fù)雜性：多效性重疊性拮抗性協(xié)同性網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)

(4)作用的兩面性第6頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第7頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

二、細(xì)胞因子的分類(lèi)及主要功能白細(xì)胞介素interleukins，ILs干擾素interferon，IFN腫瘤壞死因子tumornecrosisfactor，TNF集落刺激因子colony-stimulatingfactor，CSF趨化性細(xì)胞因子chemokines生長(zhǎng)因子growthfactor，GF---六大類(lèi)（按功能分類(lèi)）第8頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（一）白細(xì)胞介素（interleukins，ILs）

能夠介導(dǎo)白細(xì)胞間及其他細(xì)胞間相互作用的細(xì)胞因子。

1.IL-1

（1）來(lái)源單核－巨噬細(xì)胞產(chǎn)生。（2）主要生物學(xué)功能局部低濃度－－免疫調(diào)節(jié)：刺激T細(xì)胞、NK細(xì)胞、巨噬細(xì)胞活化。

大量產(chǎn)生－－內(nèi)分泌效應(yīng)：誘導(dǎo)肝臟急性期蛋白合成；引起發(fā)熱。

第9頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2.IL-2

（1）來(lái)源主要由T細(xì)胞產(chǎn)生。（2）作用方式以自分泌和旁分泌方式發(fā)揮效應(yīng)。（3）主要生物學(xué)功能

1）刺激T細(xì)胞生長(zhǎng)和分化；

2）激活NK細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，增強(qiáng)NK殺傷活性，誘導(dǎo)LAK細(xì)胞產(chǎn)生；

3）促進(jìn)CTL的功能；

第10頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3.IL-4

（1）來(lái)源主要由Th2細(xì)胞、肥大細(xì)胞及嗜堿性粒細(xì)胞產(chǎn)生。（2）主要功能

1）促進(jìn)Ｂ細(xì)胞活化、增殖、分化；

2）促進(jìn)IgE產(chǎn)生；

3）促進(jìn)Th2細(xì)胞分化；

4）抑制Th1細(xì)胞活化。

第11頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

4.IL-6

（1）來(lái)源主要由單核-巨噬細(xì)胞、Th2細(xì)胞、

血管內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞產(chǎn)生。（2）主要功能

1）刺激活化Ｂ細(xì)胞增殖，分泌抗體；

2）刺激Ｔ細(xì)胞增殖及CTL活化；

3）刺激肝細(xì)胞合成急性期蛋白，參與炎癥反應(yīng)；

第12頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

5.IL-10

（1）來(lái)源主要Th2細(xì)胞和單核-巨噬細(xì)胞等產(chǎn)生。

（2）主要功能

1）抑制活化的單核細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子；

3）抑制Th1細(xì)胞合成細(xì)胞因子；

4）促進(jìn)B細(xì)胞分化增殖。第13頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

6.IL-12

（1）來(lái)源主要由樹(shù)突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、B細(xì)胞產(chǎn)生。（2）主要功能

1）激活NK細(xì)胞殺傷活性；

2）促進(jìn)Th1細(xì)胞分化；

3）增強(qiáng)CTL細(xì)胞殺傷活性；

第14頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

（二）干擾素(interferon,IFN)

1.分型(根據(jù)其來(lái)源、結(jié)構(gòu)及生物學(xué)性質(zhì))I型IFN-α、IFN-β等（1）來(lái)源

IFN-α白細(xì)胞產(chǎn)生；

IFN-β成纖維細(xì)胞產(chǎn)生；

（2）主要誘生劑：病毒、polyI:C(人工合成雙股RNA)。

II型IFN-

（1）主要來(lái)源活化的Th1細(xì)胞、CD8+CTL和

NK細(xì)胞；（2）主要誘生劑抗原或有絲分裂原。

第15頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2.主要生物學(xué)活性

（1）抗病毒作用（2）抗腫瘤作用（3）免疫調(diào)節(jié)作用第16頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三摘自MicrobiologyandImmunologyon-line第17頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三名稱(chēng)氨基酸數(shù)受體產(chǎn)生細(xì)胞功能IFN-α166CD118白細(xì)胞抗病毒，促進(jìn)MHCI類(lèi)分子的表達(dá)IFN-β166CD118成纖維細(xì)胞抗病毒，促進(jìn)MHCI類(lèi)分子的表達(dá)IFN-143CD119T細(xì)胞、NK細(xì)胞激活巨噬細(xì)胞，促進(jìn)MHC分子表達(dá)和抗原提呈，抑制Th2細(xì)胞干擾素

第18頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

（三）腫瘤壞死因子(tumornecrosisfactor，TNF)

根據(jù)來(lái)源和結(jié)構(gòu)不同，可分為T(mén)NF-α、TNF-β1.TNF-α

（1）組成及分子量同源三聚體,51KD。（2）來(lái)源單核巨噬細(xì)胞（主要）；

T細(xì)胞、NK細(xì)胞和肥大細(xì)胞。

第19頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（3）主要功能低濃度---自分泌、旁分泌效應(yīng)

1)誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)

2)促進(jìn)MHC-I類(lèi)分子表達(dá)，增強(qiáng)CTL對(duì)靶細(xì)胞(如病毒感染細(xì)胞)的殺傷。

3)殺傷腫瘤細(xì)胞第20頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

高濃度---內(nèi)分泌效應(yīng)

1）引起發(fā)熱；

2）協(xié)同IL-1、IL-6誘導(dǎo)肝細(xì)胞合成急性期蛋白；

3）抑制骨髓造血干細(xì)胞的分裂；

4）引起代謝紊亂，導(dǎo)致惡液質(zhì)；

第21頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2.TNF-β

又稱(chēng)淋巴毒素（lymphotoxin，LT）與TNF-α的氨基酸序列為28%同源性，二者結(jié)合同一受體。（1）來(lái)源活化的T細(xì)胞。（2）生物學(xué)功能與TNF-α相似，在局部發(fā)揮效應(yīng)；

第22頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三腫瘤壞死因子超家族成員名稱(chēng)氨基酸數(shù)受體產(chǎn)生細(xì)胞功能TNF-α157CD120aCD120b巨噬細(xì)胞NK細(xì)胞T細(xì)胞局部炎癥激活內(nèi)皮細(xì)胞TNF-β171CD120aCD120bT細(xì)胞B細(xì)胞殺傷靶細(xì)胞激活內(nèi)皮細(xì)胞CD40L261CD40T細(xì)胞肥大細(xì)胞激活B細(xì)胞類(lèi)別轉(zhuǎn)換FasL278CD95T細(xì)胞誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡第23頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

（四）集落刺激因子

(colony-stimulatingfactor，CSF)

1.概念選擇性刺激造血干細(xì)胞分化發(fā)育成某一細(xì)胞譜系的細(xì)胞因子的統(tǒng)稱(chēng)。

2.種類(lèi)包括SCF、GM-CSF、G-CSF、

M-CSF、EPO、TPO、IL-3等。第24頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3.主要功能干細(xì)胞因子(stemcellfactor,SCF)(1)來(lái)源骨髓基質(zhì)細(xì)胞

(2)生物學(xué)功能

1）刺激多能造血干細(xì)胞發(fā)育；

2）刺激肥大細(xì)胞增殖。

第25頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

粒細(xì)胞集落刺激因子(G-CSF)

（1）來(lái)源單核-巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞等。

（2）生物學(xué)功能

1）

刺激粒細(xì)胞前體細(xì)胞的分化成熟；

2）增強(qiáng)成熟粒細(xì)胞吞噬殺傷功能，延長(zhǎng)存活時(shí)間。巨噬細(xì)胞集落刺激因子（M-CSF）

(1)來(lái)源單核-巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞等。

(2)生物學(xué)功能

1）刺激單核-巨噬細(xì)胞增殖分化；

2）延長(zhǎng)單核-巨噬細(xì)胞存活時(shí)間，增強(qiáng)其功能。第26頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

紅細(xì)胞生成素（erythropoietin,EPO）

(1)來(lái)源腎小管周?chē)g質(zhì)細(xì)胞。

(2)生物學(xué)功能促骨髓紅細(xì)胞前體分化為成熟RBC。血小板生成素

(thrombopoietin,TPO)

(1)

來(lái)源平滑肌細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞。

(2)生物學(xué)功能刺激巨核細(xì)胞分化成熟形成血小板。第27頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三集落刺激因子名稱(chēng)氨基酸數(shù)受體產(chǎn)生細(xì)胞功能GM－CSF127CD116巨噬細(xì)胞T細(xì)胞刺激髓樣單核細(xì)胞向粒細(xì)胞、單核細(xì)胞增殖分化G－CSF177/174G-CSFR成纖維細(xì)胞單核細(xì)胞刺激中性粒細(xì)胞的發(fā)育和分化EPO165EPoR腎間質(zhì)細(xì)胞肝細(xì)胞刺激紅細(xì)胞前體細(xì)胞的分化成熟TPO332平滑肌細(xì)胞內(nèi)皮細(xì)胞刺激骨髓巨核細(xì)胞的分化成熟第28頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

（五）趨化性細(xì)胞因子

1.概念吸引白細(xì)胞向一定方向移行，也可刺激白細(xì)胞活化的小分子蛋白。

2.據(jù)半胱氨酸殘基排列基序不同分4個(gè)亞族：（1）CXC亞族氨基端的兩個(gè)半胱氨酸被其它任一氨基酸分開(kāi)。

IL-8---為主要代表

主要功能趨化中性粒細(xì)胞，介導(dǎo)炎癥反應(yīng)。第29頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第30頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

（2）CC亞族---氨基端的兩個(gè)半胱氨酸相鄰

MCP-1(單核細(xì)胞趨化蛋白-1)為主要代表

1)來(lái)源活化的T細(xì)胞。

2)主要功能趨化并活化單個(gè)核細(xì)胞。（3）C亞族---氨基端只含有一個(gè)半胱氨酸。

1)成員lymphotactin(淋巴細(xì)胞趨化蛋白)。

2)主要功能趨化淋巴細(xì)胞。

（4）CX3C亞族---兩個(gè)半胱氨酸被三個(gè)氨基酸隔開(kāi)。

1)成員Fractalkine。

2)主要功能趨化淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞。第31頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

（六）生長(zhǎng)因子（growthfactor，GF）

主要成員

1.TGF-β(transforminggrowthfactor-β，

轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β)；

2.EGF(epithelialgrowthfactor，

表皮生長(zhǎng)因子)；

3.FGF(fibroblastgrowthfactor，

成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子)；

4.NGF(nervegrowthfactor，

神經(jīng)生長(zhǎng)因子)；

5.PDGF(platelet-derivedgrowthfactor，

血小板源性生長(zhǎng)因子)；

6.VEGF(vascularendothelialcellgrowthfactor，

血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子)等。第32頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三TGF-1.來(lái)源T、B細(xì)胞，巨噬細(xì)胞及腫瘤細(xì)胞等

2.生物學(xué)功能（免疫抑制調(diào)節(jié)劑）

(1)抑制T細(xì)胞增殖和細(xì)胞因子產(chǎn)生；

(2)抑制B細(xì)胞增殖和T細(xì)胞依賴(lài)性多克隆抗體的產(chǎn)生；

(3)抑制NK細(xì)胞活化和IL-2的LAK細(xì)胞誘導(dǎo)作用；

(4)抑制Mφ活化和前炎性細(xì)胞因子產(chǎn)生；

(5)抑制多種細(xì)胞增殖（如內(nèi)皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞），但促成纖維細(xì)胞增殖，加速傷口愈合；

(6)某些腫瘤細(xì)胞分泌TGF-，可逃避免疫應(yīng)答。第33頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

三、細(xì)胞因子的生物學(xué)活性

（一）抗感染和抗腫瘤作用

（二）介導(dǎo)和調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答（三）刺激造血細(xì)胞增殖和分化（四）參與和調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)（五）促進(jìn)創(chuàng)傷的修復(fù)第34頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三四、細(xì)胞因子受體

膜外區(qū)（細(xì)胞因子結(jié)合區(qū)）跨膜區(qū)（富含疏水性氨基酸區(qū)）胞質(zhì)區(qū)（信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)區(qū)）細(xì)胞因子受體（跨膜糖蛋白）第35頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

細(xì)胞因子受體家族分五類(lèi)

——根據(jù)膜外區(qū)結(jié)構(gòu)特征

1.免疫球蛋白超家族

(1)

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)膜外區(qū)具有免疫球蛋白樣功能區(qū)。

(2)

成員包括IL-1、IL-6、M-CSF、SCF的受體。第36頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2.Ⅰ型細(xì)胞因子受體家族(造血因子受體家族)

（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)膜外區(qū)近氨基端有二個(gè)不連續(xù)保守半胱氨酸殘基（C），其羧基端存在Trp-Ser-X-Trp-Ser（W-S-X-W-S，X為任一氨基酸）殘基序列。（2）成員包括

IL-2~IL-7、IL-9、IL-11、IL-13、IL-15、

GM-CSF、G-CSF的受體等3.Ⅱ型細(xì)胞因子受體家族(干擾素受體家族)（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)膜外區(qū)近氨基端含有四個(gè)不連續(xù)保守半胱氨酸殘基。（2）成員包括I型、II型IFN的受體。第37頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4.TNF受體家族（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)膜外區(qū)富含半胱氨酸基序。（2）成員包括TNF受體、Fas蛋白及CD40分子。5.趨化因子受體家族(G蛋白偶聯(lián)受體家族)

（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)含有7個(gè)疏水性跨膜區(qū)

(-螺旋結(jié)構(gòu))，胞質(zhì)區(qū)與G蛋白(結(jié)合GTP的蛋白)結(jié)合，將信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi)部。（2）成員包括CXCR--結(jié)合CXC趨化因子(如IL-8)CCR--結(jié)合CC趨化因子(如MCP-1)。第38頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第39頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期三五、細(xì)胞因子與臨床（一）細(xì)胞因子與多種疾病的發(fā)生有關(guān)如與中毒性休克、某些腫瘤的形成及多種免疫相關(guān)疾病的發(fā)生有關(guān)。（二）細(xì)胞因子與疾病的診斷和治療第40頁(yè)，共47頁(yè)，2023年