李群芳（山東醫(yī)學高等?？茖W校 濟南 250002）姜寧朋（山東省科技情報研究所 濟南）

細胞因子是由活化的淋巴細胞、單核巨噬細胞及一些基質、內皮細胞和成纖維細胞產生的一類非抗體、非補體的可溶性物質。1957年Tsaacs等發(fā)現(xiàn)病毒誘導細胞產生一種能干擾病毒復制的可溶性蛋白質，將其命名為干擾素，這是正式命名的第一個(類)細胞因子[11]。此后，人們陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一系列的細胞因子。20世紀70～80年代是細胞因子研究十分活躍的時期，在此階段，有關細胞因子的研究有兩個重要發(fā)展：一是細胞因子命名的統(tǒng)一；二是細胞因子純化、鑒定技術的發(fā)展和基因重組技術的應用。細胞因子具有廣泛而重要的功能，但正常情況下機體內產量極微，因此，通過分子生物學手段獲得重組細胞因子是臨床應用及進一步闡明細胞因子功能的重要一步。到目前為止[1]，至少有7種動物的多種細胞因子被克隆，這些細胞因子包括了IL-1～IL-13、干擾素(IFN)、腫瘤壞死因子(TNF)、粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子(GM-CSF)等，在已克隆的細胞因子中，大多數(shù)已獲得表達，其中以綿羊的表達種類最多，包括IL-1、IL-2、IL-6、IL-8、IL-10、TNF-A、INF-C等。牛、雞、豬、貓等的IL-2也已獲得重組蛋白，其它細胞因子的表達正在研究。

1 細胞因子的分類

細胞因子種類很多，根據(jù)細胞因子的基本理化性狀和主要生物學活性進行綜合分類，主要細胞因子有[12]：1.1 白細胞介素(interleukins，IL) 為在白細胞之間傳遞免疫調節(jié)信息的生物分子，目前已認定了至少15種IL(IL-1～15)，成為免疫學中最龐大、也是最重要的一類細胞因子。

1.2 干擾素(interferons，IFN) 為能干擾病毒在宿主細胞內復制的一類蛋白質?，F(xiàn)已知IFN可分成不同的類型，有廣泛的抗病毒、抗腫瘤和免疫調節(jié)作用。

1.3 造血生長因子(himopoieticgrowthfactors，HGF) 能使造血前體細胞分化增殖的生物分子；主要作用是調節(jié)機體的造血功能，包括各種集落刺激因子和紅細胞生成素等。

1.4 腫瘤壞死因子(tumornecrosisfactor，TNF) 能使腫瘤組織壞死并能殺傷腫瘤培養(yǎng)細胞的一類細胞因子，其中由巨噬細胞產生的稱為TNF-α、由淋巴細胞產生的稱為TNF-β。

1.5 其他細胞因子[2]除了上述幾類主要的細胞因子之外，還有一些細胞因子與免疫學相關。如轉化生長因子(transforminggrowthfactor,TGF)、白細胞病抑制因子(leukemiainhibitoryfactor,LIF)、癌抑制素M(omcosatinM,OncoM)、單核細胞趨化蛋白1(monocytechemoattarctantprotein1,MCP-1)等。有些細胞因子雖然與免疫學也有關聯(lián)，但其主要生物學活性不是影響免疫系統(tǒng)，如神經生長因子(nervegrowthfactor,NGF)、表皮生長因子(epidermalgrowthfactor,DGF)、血小板來源的生長因子(plateletderivedgrowthfactor,PDGF)、胰島素樣生長因子(insulinlikegrowthfactor,IGF)等等。

2 細胞因子的作用特點

盡管細胞因子種類繁多，但它們具有許多共同特性，有別于免疫球蛋白和其他生物分子。

2.1 多源性 一種細胞因子可由多種細胞產生，幾乎沒有一種細胞因子是由單一類型細胞產生的，而且誘導細胞因子產生的因素也多種多樣。

2.2 多效性 每種細胞因子的生物學活性都不是單一的。各種細胞因子都是通過其特異性受體而發(fā)揮作用，但同樣的受體可分布在不同類型的細胞上，因此可介導不同的生物活性[3]。

2.3 高效性 細胞因子多具有微量強效的特點，一般在濃度為10-15～10-10mol/L時即可刺激靶細胞，表現(xiàn)很強遙生物學活性，與內分泌激素的效果相似，是免疫球蛋白等分子不能及的。

2.4 速效性 對激發(fā)因素的反應迅速，雖然細胞因子一般不是預先合成儲存于細胞內，但其基因的轉錄和分子的合成與釋放極其快捷。

2.5 短效性 一般，細胞因子基因的轉錄時間不象其他基因那么長，其mRNA分子不穩(wěn)定、易分解，而且細胞因子的半衰期又很短，所以細胞因子作用的時間都很短暫。

2.6 局效性 由于細胞因子具有短效性而且微量，所以在進入循環(huán)前多被稀釋和滅活，只能靠其高效性和高速性在分泌局部發(fā)揮作用，即自分泌效應和旁分泌效應；只有少數(shù)因子在大量分泌時可進入循環(huán)發(fā)揮作用[4]。

2.7 網絡性 各種細胞因子的生物學活性常常相互關聯(lián)，一種細胞因子可以誘導另一種因子的產生，或者抑制其它因子的分泌，這種連鎖的生物學效應形成了一個復雜的、開放式的細胞因子網絡，共同調節(jié)機體的免疫功能及生理平衡。

2.8 難檢性 細胞因子的檢測極其困難，即使用目前最敏感的免疫學方法，也難以從血清等標本中直接對細胞因子進行定量檢測。

3 細胞因子的免疫佐劑作用

3.1 分子免疫佐劑 免疫佐劑是指與抗原同時或預先應用，能增強機體針對抗原的免疫應答能力，或改變免疫反應類型的物質。包括無機佐劑(如氫氧化鋁)、有機佐劑(如脂多糖、分支桿菌)及合成佐劑等[5]。免疫佐劑能輔助疫苗刺激機體產生強的免疫應答，將使機體更好的獲得對病原體的保護免疫。目前在動物實驗中使用最廣泛的是弗氏不完全佐劑和完全佐劑，這是一類強有力的Thl細胞活化劑，能誘導有效的細胞和體液免疫，但由于其嚴重的副作用，其使用受到了限制。研究發(fā)現(xiàn)細胞因子、協(xié)同刺激分子以及補體可作用于體內免疫活性細胞，促進其分化與增殖，或加強其活性與功能，或影響細胞內生物活性分子的表達與分泌，因而它們作為佐劑引起了廣泛的[13]。

3.2 細胞因子的免疫佐劑效應 近年來，隨著細胞因子研究的進展，發(fā)現(xiàn)許多細胞因子也具有明顯的免疫佐劑效應，可增強機體對抗原的反應性或增強抗原的免疫原性[6]。在基因工程疫苗研制中，常把細胞因子基因(如IL-2、GM-CSF等)和保護抗原基因連接在一起，構成融合蛋白，以增強疫苗的抗體產生和細胞免疫水平，其免疫佐劑的作用主要表現(xiàn)為以下兩個方面：（1）增強機體的抗感染能力。前蘇聯(lián)學者證明[14]，α-IFN對小鼠及家兔的實驗性沙門氏菌感染有拮抗作用，可顯著提高感染動物的存活率，活化巨噬細胞的殺菌能力，并促進沙門氏菌的清除。對沙門氏菌感染的患者進行了干擾素治療，3d內連續(xù)注射α干擾素，10d后重復上述治療，繼續(xù)常規(guī)注射1個月，全部患者均康復，隨訪3年，未發(fā)現(xiàn)并發(fā)癥[7]。對急性腹膜炎患者，常規(guī)治療中加入干擾素治療，可使病程縮短，減輕毒血癥，對老年急性膽囊炎患者，如加用干擾素治療，可使臨床體征消失，主要實驗室檢查正常，減少手術風險。（2）加強疫苗的保護效應。理想的疫苗接種，應能刺激機體產生強而持久的特異性免疫反應，但目前許多疫苗接種后多激發(fā)的免疫反應，或其強度不足，或其維持時間短，其原因可能與制備疫苗的抗原性較弱有關。最近的研究表明，若在抗原注射的同時或預先注射細胞因子，可明顯增強針對該抗原的免疫應答能力[8]。一些細胞因子是理想的免疫佐劑，具有佐劑效應的細胞因子主要包括IL-2、1L-4、IL-5、IL-10、IL-12、IFN、TNF、和GM-CSF等?？袢∫呙缗c白介素2聯(lián)合免疫，可提高抗狂犬病病毒的抗體水平及特異性細胞毒性T細胞活性，Rothel等用羊泰勒焦蟲重組抗原的免疫試驗表明[15]：以IL-1β或TNF- α為佐劑，可顯著提高其抗體產生水平，IL-1可增強小鼠對牛血清白蛋白的二次抗體反應，增強腫瘤抗原的免疫原性，IL-2可促進風疹病毒、單純瘡疹病毒及肺炎桿菌接種后的特異性免疫反應并獲得保護力，乙肝疫苗接種失敗率約為10%，如同時使用細胞因子佐劑，可大大增加接種成功率[9]。其他細胞因子如IL-3、IL-4、IL-6、IL-10和TNF也具有明顯的佐劑效應，他們分別增強機體對利什曼原蟲、腫瘤抗原的免疫應答能力[10]。

3.3 細胞因子佐劑效應的作用機制 輔助性T細胞(Th)包括Thl和Th2亞群，這兩個亞群的發(fā)現(xiàn)解釋了長期困惑的問題，即細胞免疫與體液免疫反應的交互抑制現(xiàn)象。研究者早已發(fā)現(xiàn)，針對某種抗原的免疫反應如以細胞介導免疫反應(如遲發(fā)超敏反應，DTH)為主，則體液反應(抗體產生)受抑制，反之則細胞免疫受抑制，其調節(jié)機制始終未得到明確解釋[16]。近年來，隨著細胞因子研究的進展，尤其是IL-10的發(fā)現(xiàn)，證明了細胞因子的優(yōu)勢分泌現(xiàn)象，即Thl細胞主要產生IL-2.、IFN-γ、TNF-β等，而Th2細胞主要分泌IL-4、IL-5、IL-6.、IL-10，而IL-10對Thl細胞因子的產生有明顯的抑制作用。根據(jù)其所產生細胞因子的主要生物學活性可知，Thl細胞主要促進細胞介導免疫，而Th2細胞以促進抗體產生為主，加之IL-10對Thl的抑制效應，可以部分地解釋交互抑制現(xiàn)象[17]。因此，細胞因子的佐劑效應也因其對Th亞群的作用或其產生來源而有所不同。

實驗發(fā)現(xiàn)，表達IL-l受體的T細胞主要是Th2細胞，Th2細胞可接受IL-l刺激而增殖。因此，IL-1的佐劑效應主要表現(xiàn)為對抗體產生的促進作用，免疫受抑動物接種菌苗時，若同時注射白介素，其特異性抗體滴度都增高，疫苗的保護效應增強[18]。反之，IL-2由Thl細胞產生，其佐劑效應以促進細胞免疫反應為主，對抗體的產生無明顯促進作用，Heath等人認為可能與Thl細胞受IL-2活化后同時產生大量的IFN-γ有關。有實驗表明[19]，IFN-γ可能抑制Th2細胞的增殖，他們的實驗發(fā)現(xiàn)，菌苗接種前2d注射IFN-γ可抑制特異性抗體的產生，并改變免疫球蛋白亞類的比例，而接種后使用則可逆轉對抗體的抑制作用。4 前景與展望

目前，細胞因子已由原來的基礎研究向應用研究發(fā)展。當前，免疫抑制性的動物傳染病日漸增多，急需免疫增強型的新型疫苗，或加強傳統(tǒng)疫苗的免疫效果，以干擾素、白介素等作為免疫佐劑可能是解決目前眾多疫苗，特別是寄生蟲疫苗效果不良或不穩(wěn)定問題的有效途徑之一，是被人們普遍看好并具有廣闊應用前景的新型佐劑，利用細胞因子增強或調節(jié)機體的非特異性免疫，不僅會有效防治禽畜疾病，而且將在畜牧業(yè)生產中產生巨大的經濟效益，更為重要的是，在獸醫(yī)上開展大量的細胞因子研究可為人類疾病提供理想的模型，推動人類健康事業(yè)的發(fā)展，隨著對細胞因子研究的不斷深入，學者們對細胞因子的拮抗劑、細胞因子的基因導入療法、細胞因子與基因工程抗體、細胞因子基因工程藥物、細胞因子與毒素等復合物，進行了越來越多的研究，在人類疾病的治療上顯示了廣闊的前景。

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