第三节 免疫分子
第三节 免疫分子
免疫分子分为膜型和分泌型两类，膜型包括B细胞抗原受体（BCR）、T细胞抗原受体（TCR）、主要组织相容性复合体（MHC）、白细胞分化抗原（CD）等。分泌型包括抗体、补体和细胞因子等。本节主要介绍细胞因子，其他内容见相关章节。
细胞因子
细胞因子（cytokine，CK）是由免疫细胞及组织细胞分泌的在细胞间发挥生物学作用的一类小分子可溶性多肽蛋白的统称。通过结合细胞表面相应受体调节细胞生长、分化和调节免疫应答。以细胞因子为靶点的生物制剂在肿瘤、自身免疫病、免疫缺陷病、感染等治疗方面具有临床应用价值。
1. 细胞因子的共同特性
- 多源性：一种CK可由多种细胞产生，一种细胞可产生多种CK，且诱导产生CK的因素也多种多样；
- 高效性：CK具有微量高效特点，在10⁻¹⁰～10⁻¹² mol/L即可发挥作用；
- 自分泌与旁分泌性：CK主要作用于产生细胞本身或邻近细胞，多在局部发挥短暂效应；
- 多效性：一种细胞因子作用于多种靶细胞，产生多种生物学效应；
- 重叠性：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-6和IL-13均可刺激B细胞增殖；
- 拮抗与协同性：一种细胞因子具有抑制其他细胞因子的功能，如IL-4抑制干扰素γ刺激Th细胞向Th1细胞分化的功能；同时一种细胞因子也具有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成熟。
2. 主要的细胞因子及作用
（1）白细胞介素（interleukin，IL）：最初发现细胞因子是由白细胞产生又在白细胞间发挥作用，故称为白细胞介素且一直沿用至今。目前已发现了31种IL，分别被命名为IL-1～31，其主要作用是调节机体免疫应答、介导炎症反应和刺激造血功能。
（2）干扰素（interferon，IFN）：是由多种细胞产生的具有广泛抗病毒、抗肿瘤和免疫调节作用的可溶性蛋白。干扰素是最早发现的细胞因子，因具有干扰病毒感染和复制的功能，故得名。根据其来源、生物学活性和性质的不同，可分为Ⅰ型和Ⅱ型。Ⅰ型干扰素包括IFN-α和IFN-β，主要由白细胞、成纤维细胞和被病毒感染的组织细胞产生；Ⅱ型干扰素即IFN-γ，主要由活化的T细胞和NK细胞产生。Ⅰ型和Ⅱ型干扰素均具有抗病毒、抗肿瘤和免疫调节等生物学作用。Ⅰ型干扰素主要发挥抗病毒、抗肿瘤作用，同时具有免疫调节作用。Ⅱ型干扰素以免疫调节作用为主，同时具有抗病毒、抗肿瘤作用。
（3）肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）：是一类能引起肿瘤细胞出血坏死的细胞因子。主要有TNF-α和TNF-β两种，其生物学作用基本相似，主要包括：①杀/抑瘤作用；②免疫调节作用；③抗感染作用；④致炎与致热作用。
（4）集落刺激因子（colony stimulating factor，CSF）：是指在体内外均能够选择性刺激多能造血干细胞定向增殖与分化、形成某一谱系细胞集落的细胞因子。目前发现的集落刺激因子包括：巨噬细胞集落刺激因子（M-CSF）、粒细胞集落刺激因子（G-CSF）、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）、多重集落刺激因子（multi-CSF，又称IL-3）、干细胞因子（SCF）、红细胞生成素（EPO）和血小板生成素（TPO）。
（5）生长因子（growth factor，GF）：是一类可介导不同类型细胞生长和分化的细胞因子，如转化生长因子β（TGF-β）、表皮生长因子（EGF）、成纤维细胞生长因子（FGF）、血小板生长因子（PDGF）、神经生长因子（NGF）和血管内皮生长因子（VEGF）等。它们均不同程度地促进相应细胞增殖。其中转化生长因子-β（TGF-β），不仅影响一些非免疫细胞的增殖和分化，而且对免疫系统还有显著的负性调节作用。
（6）趋化因子（chemokine）：趋化因子主要是由白细胞与造血微循环中的基质细胞分泌的一个蛋白质家族，其主要功能是吸引血液中的单核细胞、中性粒细胞、淋巴细胞等进入感染发生的部位，以清除抗原。
3. 细胞因子的生物学作用与临床应用
（1）CK的生物学作用：①抗病毒抗肿瘤作用；②免疫调节作用；③刺激造血作用；④参与炎症反应。
（2）CK的临床应用：用现代生物技术研发的CK、CK拮抗剂和抗CK抗体已在临床广泛应用，常用于：①感染性疾病的治疗：如IFN用于治疗病毒性肝炎、角膜炎和感染性生殖器疣，IL-2用于艾滋病的辅助治疗；②肿瘤治疗：如IFN用于淋巴瘤、多发性骨髓瘤及膀胱癌的治疗，IL-2回输肿瘤患者具有一定疗效；③免疫相关疾病的治疗：如IL-10用于类风湿关节炎的治疗，CSF用于白细胞减少症的治疗，IL-2与生物毒素形成融合蛋白，可定向杀伤表达IL-2R的靶细胞，用于移植免疫治疗。
| 名称 | 主要产生的细胞 | 生物学作用 |
|---|---|---|
| 白介素（IL） | ||
| IL-1 | 活化单核吞噬细胞、成纤维细胞、血管内皮细胞 | 刺激造血干细胞增殖分化；促进 T、B 淋巴细胞活化、增殖；引起发热；介导炎症反应 |
| IL-2 | 活化的 T 细胞（Th1）、NK 细胞 | 诱导活化 T、B 淋巴细胞增殖分化；增强 TC、NK 和单核吞噬细胞活性 |
| IL-3 | 活化的 T 细胞、肥大细胞 | 刺激多能造血干细胞增殖分化；促进肥大细胞增殖分化 |
| IL-4 | 活化的 T 细胞（Th2）、肥大细胞、嗜碱性粒细胞 | 促进 T、B 细胞增殖分化；诱导 Ig 类别转换产生 IgE；增强巨噬细胞作用；抑制 Th1 细胞免疫应答能力 |
| IL-5 | 活化的 T 细胞（Th2） | 促进 B 细胞生长与分化，诱导 IgA 合成；促进嗜酸性粒细胞生长与分化 |
| IL-6 | 活化的 T 细胞（Th2）、巨噬细胞、成纤维细胞 | 刺激 T、B 细胞分化增殖；促进 B 细胞杂交瘤及浆细胞瘤生长；引起发热 |
| IL-8 | 单核吞噬细胞、血管内皮细胞 | 吸引中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和 T 细胞定向趋化活动；活化中性粒细胞和嗜酸性粒细胞脱颗粒；诱发炎症反应及超敏反应 |
| IL-10 | 活化的 T 细胞（Th2）、单核吞噬细胞 | 抑制 Th1 细胞合成分泌 IFN-γ 等因子；促进 B 细胞增殖和产生抗体；抑制单核吞噬细胞的功能 |
| IL-12 | 单核吞噬细胞、B 细胞 | 促进 B 细胞合成 Ig 及其类别转换；促进 TC、NK、LAK 细胞增殖分化，增强杀伤能力 |
| IL-13 | 活化的 T 细胞（Th2） | 诱导 B 细胞增殖分化；抑制单核巨噬细胞合成分泌炎性因子 |
| 肿瘤坏死因子（TNF） | ||
| TNF-α | 单核吞噬细胞 | 诱发炎症反应；具有抗肿瘤、抗病毒和免疫作用；有致热作用及引起恶病质 |
| TNF-β | 活化的 T 细胞 | 与 TNF-α 生物学作用相似，但只在局部发挥效应 |
| 干扰素（IFN） | ||
| IFN-α/β | 白细胞、成纤维细胞 | 抗病毒、抗肿瘤（强），免疫调节作用（弱） |
| IFN-γ | 活化 T 细胞、NK 细胞 | 免疫调节作用（强），抗病毒、抗肿瘤（弱） |
| 集落刺激因子（CSF） | ||
| G-CSF | 单核吞噬细胞、成纤维细胞 | 刺激粒细胞前体细胞的分化成熟；促进成熟粒细胞吞噬杀伤功能，延长其存活时间 |
| M-CSF | 单核吞噬细胞、成纤维细胞、内皮细胞 | 促进单核吞噬细胞分化增殖，延长其存在时间，增强其功能 |
| GM-CSF | 活化的 T 细胞、单核吞噬细胞、内皮细胞 | 刺激骨髓各系前体细胞向粒细胞和单核细胞分化 |