医学免疫学细胞因子

医学免疫学细胞因子第1页，共39页，2023年，2月20日，星期四

第六章细胞因子

（cytokine，CK）

第一节细胞因子的共同特点第二节细胞因子的分类第三节细胞因子受体第四节细胞因子的免疫学功能第五节细胞因子与临床第2页，共39页，2023年，2月20日，星期四一、概念细胞因子（cytokine，CK）是因免疫原、丝裂原或其他因子刺激细胞（免疫细胞、非免疫细胞），由细胞合成、分泌的具有生物活性的低分子量蛋白质或多肽的统称。

CK为生物信息分子，具有调节固有免疫和适应性免疫应答，促进造血，以及刺激细胞活化、增殖和分化等功能。细胞因子概述二、命名单核因子：单核吞噬细胞产生淋巴因子：淋巴细胞产生集落刺激因子：刺激骨髓干细胞或祖细胞分化成熟

第3页，共39页，2023年，2月20日，星期四第一节细胞因子的共同特点

一、细胞因子的基本特征：

1.小分子（8-30kD）蛋白质；2.可溶性；3.高效性，在极低的浓度下即有生物学活性；4.通过结合细胞表面相应受体发挥生物学效应；5.可诱导产生；6.半衰期短；7.效应范围小，绝大多数为近距离发挥作用

二、细胞因子的作用方式：自分泌、旁分泌或内分泌

IL-2T细胞自分泌细胞因子的靶细胞也是其产生细胞IL-12T细胞DC旁分泌细胞因子的靶细胞与其产生细胞非同一细胞，而是邻近细胞TNF-αMo/Mφ远处靶细胞内分泌高浓度细胞因子作用于远处的靶细胞第4页，共39页，2023年，2月20日，星期四第5页，共39页，2023年，2月20日，星期四第一节细胞因子的共同特点三、细胞因子的功能特点

多效性

一种CK可对多种靶细胞发挥作用产生多种不同的生物学效应重叠性

不同细胞因子可作用于同一靶细胞产生相同或相似的生物学效应拮抗性一种CK抑制其他CK的功能协同性

一种CK增强其他CK的功能网络性第6页，共39页，2023年，2月20日，星期四IL-4Th细胞肥大细胞胸腺细胞B细胞细胞因子的多效性第7页，共39页，2023年，2月20日，星期四B细胞细胞因子的协同性IL-4IL-5+更有效地诱导IgE类别转换第8页，共39页，2023年，2月20日，星期四B细胞细胞因子的拮抗性IL-4INF-γINF-γ能阻断IL-4诱导的IgE类别转换第9页，共39页，2023年，2月20日，星期四细胞因子的多源性与多向性

IL-2IFN-

TNF-T细胞IFN-T细胞NK细胞第10页，共39页，2023年，2月20日，星期四细胞因子的网络性第11页，共39页，2023年，2月20日，星期四第二节细胞因子的分类白细胞介素interleukin，IL干扰素interferon，IFN肿瘤坏死因子tumornecrosisfactor，TNF集落刺激因子colony-stimulatingfactor，CSF趋化因子chemokine生长因子growthfactor，GF根据结构和功能，细胞因子分6类：第12页，共39页，2023年，2月20日，星期四第二节细胞因子的分类一、白细胞介素（interleukin，IL）

原指由白细胞产生在白细胞间发挥调节作用的CK，现通指一类结构与功能已基本明确，在细胞间有重要调节作用的CK。如：单核巨噬细胞

IL-1TH1细胞

IL-2TH2细胞IL-4、5、6

目前已知IL有IL1～IL-38。第13页，共39页，2023年，2月20日，星期四第二节细胞因子的分类一、白细胞介素（interleukin，IL）

名称产生细胞效应淋巴细胞活化因子(LAF）IL-1单核巨噬细胞，树突状细胞纤维母细胞内皮细胞T和B细胞增殖和分化,刺激造血细胞,参予炎症反应T细胞生长因子IL-2活化的T细胞T和B增殖分化，增强NK细胞，单核细胞杀伤活性多集落刺激因子(multi-CSF）IL-3活化的T细胞多能造血干细胞增殖，促肥大细胞，嗜酸，嗜碱性粒细胞增殖与分化第14页，共39页，2023年，2月20日，星期四第二节细胞因子的分类二、集落刺激因子

(colony-stimulatingfactor，CSF)

概念：指能够刺激多能造血干细胞和不同发育分化阶段的造血祖细胞增殖、分化的细胞因子的统称。包括：SCF、GM-CSF、G-CSF、M-CSF、EPO、

TPO、IL-3（multi-CSF）等。第15页，共39页，2023年，2月20日，星期四第二节细胞因子的分类三、干扰素家族（interferon,IFN）名称类型主要产生细胞功能IFN-αⅠ型干扰素

浆细胞样树突状细胞，淋巴细胞，单核-巨噬细胞抗病毒，免疫调节，促进MHCⅠ类和Ⅱ类分子的表达IFN-βⅠ型干扰素

成纤维细胞抗病毒，抗肿瘤，免疫调节，促进MHCⅠ和Ⅱ类分子的表达IFN-Ⅱ型干扰素活化T细胞、NK细胞激活巨噬细胞，抗病毒，促进MHC分子表达和抗原提呈，抑制Th2细胞分化，促进Th1细胞分化

是作用于细胞后产生的一种具有抗病毒、免疫调节、抗肿瘤等多功能糖蛋白。第16页，共39页，2023年，2月20日，星期四干扰素抗病毒作用第17页，共39页，2023年，2月20日，星期四第二节细胞因子的分类四、肿瘤坏死因子(tumornecrosisfactor，TNF)

根据来源和结构不同，可分为TNF-α、TNF-β（一）TNF-α：细胞来源：活化的单核巨噬细胞（主要）；T细胞、NK细胞和肥大细胞。（二）TNF-β

又称淋巴毒素（lymphotoxin，LT）与TNF-α的氨基酸序列为28%同源性，二者结合同一受体。

细胞来源：激活的T细胞。

TNF生物学功能：调节适应性免疫、杀伤靶细胞、诱导细胞凋亡。第18页，共39页，2023年，2月20日，星期四第19页，共39页，2023年，2月20日，星期四第二节细胞因子的分类五、趋化因子（chemokines）（一）概念：吸引白细胞向一定方向移行，也可刺激白细胞活化的小分子蛋白。（二）按照半胱氨酸残排列基序不同分亚族：1.CC亚家族：MCP-1，对单核细胞、T细胞、DC等有趋化激活作用。2.CXC亚家族：IL-8，趋化激活中性粒细胞，刺激血管生成。3.C亚家族：

Lymphotactin，对T细胞、NK细胞、DC等有趋化作用。4.CX3C亚家族：Fanctalkine，对单核细胞、T细胞、有趋化作用。第20页，共39页，2023年，2月20日，星期四第二节细胞因子的分类五、趋化因子（chemokines）第21页，共39页，2023年，2月20日，星期四第二节细胞因子的分类六、其他细胞因子（一）包括TGF-β(transforminggrowthfactor-β，转化生长因子-β)2.EGF(epithelialgrowthfactor，表皮生长因子)；3.FGF(fibroblastgrowthfactor，成纤维细胞生长因子)；4.NGF(nervegrowthfactor，神经生长因子)；5.PDGF(platelet-derivedgrowthfactor，血小板源性生长因子)；6.VEGF(vascularendothelialcellgrowthfactor，血管内皮细胞生长因子)等。第22页，共39页，2023年，2月20日，星期四第二节细胞因子的分类六、其他细胞因子(二)TGF-（TGF-1、TGF-2和TGF-3）

1.细胞来源：T、B细胞、巨噬细胞及肿瘤细胞等。

2.生物学功能（免疫抑制调节剂）

(1)抑制T细胞增殖和细胞因子产生；

(2)抑制B细胞增殖和T细胞依赖性多克隆抗体的产生；

(3)抑制NK细胞活化和IL-2的LAK细胞诱导作用；

(4)抑制Mφ活化和前炎性细胞因子产生；

(5)抑制多种细胞增殖（如内皮细胞、上皮细胞和平滑肌细胞），但促成纤维细胞增殖，加速伤口愈合；

(6)某些肿瘤细胞分泌TGF-，可逃避免疫应答。第23页，共39页，2023年，2月20日，星期四第三节细胞因子受体细胞因子受体（跨膜糖蛋白）

膜外区（细胞因子结合区）跨膜区（富含疏水性氨基酸区）

胞质区（信号转导区）

细胞因子通过结合细胞上相应受体而发挥生物学作用。第24页，共39页，2023年，2月20日，星期四第三节细胞因子受体（一）细胞因子受体分类-根据膜外区结构特征分5类1.Ⅰ类细胞因子受体家族(造血因子受体家族)

（1）结构特点：膜外区近氨基端有二个不连续保守半胱氨酸残基（C），其羧基端存在

Trp-Ser-X-Trp-Ser（WSXWS，X代表任一氨基酸）残基序列。（2）成员包括

IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-9、

IL-11、IL-13、IL-15、GM-CSF、G-CSF的受体等。第25页，共39页，2023年，2月20日，星期四第三节细胞因子受体2.Ⅱ型细胞因子受体家族(干扰素受体家族)（1）结构特点：膜外区近氨基端含有四个不连续保守半胱氨酸残基。（2）成员包括：I型、II型IFN的受体。3.肿瘤坏死因子受体家族

（1）结构特点：膜外区富含半胱氨酸基序。（2）成员包括：TNF受体、NGF受体、Fas蛋白及CD40分子。第26页，共39页，2023年，2月20日，星期四第三节细胞因子受体4.免疫球蛋白超家族(IgSF)(1)结构特点：膜外区具有免疫球蛋白样功能区。

(2)成员包括：IL-1、IL-6、M-CSF、SCF的受体。第27页，共39页，2023年，2月20日，星期四第三节细胞因子受体5.趋化因子家族受体(G蛋白偶联受体家族)

（1）结构特点：含有7个疏水性跨膜区(-螺旋结构)，胞质区与G蛋白(结合GTP的蛋白)结合，将信号转导入细胞内部。（2）成员包括：

CXCR---结合CXC型趋化因子（如IL-8）

CCR----结合CC型趋化因子（如MCP-1）。第28页，共39页，2023年，2月20日，星期四第四节细胞因子受体第29页，共39页，2023年，2月20日，星期四第三节细胞因子受体（二）可溶型CKR和CKR拮抗剂1.可溶型CKR

（1）存在：血清、尿液等体液。（2）可能作用：

A.与膜受体竞争结合细胞因子，抑制细胞因子的作用。

B.与细胞因子结合,转运至机体相关部位，增加局部细胞因子的浓度，发挥其生物学作用。2.CKR拮抗剂（天然存在）作用：抑制细胞因子与相应受体的结合从而干扰机体的免疫功能。如：IL-1受体拮抗剂（IL-1Ra）结合IL-1R而抑制IL-1的活性；痘病毒产生的TNF和IL-1结合蛋白抑制和消除TNF和IL-1的致炎症作用。第30页，共39页，2023年，2月20日，星期四可溶型细胞因子受体和拮抗剂第31页，共39页，2023年，2月20日，星期四第四节细胞因子的免疫学功能一、调控免疫细胞的发育、分化和功能

1.调控免疫细胞在中枢免疫器官的发育、分化

2.调控免疫细胞在外周免疫器官的发育、分化、活化和功能

IL-4、IL-5、IL-6和IL-3等可促进B细胞的活化、增殖和分化为抗体产生细胞

IL-2、15促T细胞增殖

IL-12促T向Th1的分化

IFN-γ活化M-Mφ、CTL等

IL-2刺激CTL增殖与分化等第32页，共39页，2023年，2月20日，星期四第33页，共39页，2023年，2月20日，星期四第四节细胞因子的免疫学功能二、调控机体的免疫应答

多种细胞因子通过激活相应的免疫细胞直接或间接调控固有免疫应答和适应性免疫应答，发挥抗感染、抗肿瘤、诱导凋亡等功能。1、抗感染作用

（1）抗菌免疫：（2）抗病毒免疫：2.抗肿瘤作用：可直接或间接发挥抗肿瘤作用3.诱导细胞凋亡：在TNF家族中，有一些细胞因子可直接杀伤靶细胞或诱导细胞凋亡4.其它作用：刺激造血、促进组织创伤修复、促进血管的生成等。

第34页，共39页，2023年，2月20日，星期四第35页，共39页，2023年，2月20日，星期四第36页，共39页，2023年，2月20日，星期四第五节细胞因子与临床（一）细胞因子与疾病的发生1.细胞因子风暴（cytokinestorm）：

是指由于机体感染微生物后引起体液中多种细胞因子如TNF-α、IL-1、IL-6、IL-12、IFN-α、IFN-β、IFN-γ、MCP-1和IL-8等迅速大量产生的现象。细胞因子风暴也是引起急性呼