《医学免疫学》 课件：第七章 细胞因子

第七章

细胞因子第一节细胞因子受体第二节第三节第四节

目录几种重要的细胞因子细胞因子的共同特性细胞因子的生物学作用细胞因子及其受体的临床意义第五节学

习

目

标

具备严谨认真的工作态度;具有民族自信、科技向善、坚守底线的职业素养。素质目标说出几种重要的细胞因子；理解细胞因子共同特性和生物学作用；了解细胞因子受体和其临床意义。知识目标能列举出与细胞因子相关的治疗药物。能力目标

第一节几种重要的细胞因子根据细胞因子的结构和功能，可将细胞因子分为白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子、集落刺激因子、生长因子和趋化因子六大类。（一）白细胞介素（interleukin,IL）主要是由淋巴细胞、单核-巨噬细胞和其它非免疫细胞产生，能介导白细胞间或白细胞和其它细胞间相互作用的细胞因子。目前已正式命名的有40种，按照发现顺序，命名为IL-1～IL-40，其主要生物学作用是调节细胞生长分化，参与免疫应答和介导炎症反应。（二）干扰素（interferon,IFN）是具有干扰病毒感染和复制作用的细胞因子。分为IFN-α、IFN-β、IFN-γ三种类型。1.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，

也称为Ⅰ型干扰素；2.IFN-γ主要由活化的T细胞和NK细胞产生，称为Ⅱ型干扰素。

各型IFN作用基本相同，即具有抗病毒、抗肿瘤和免疫调节作用，但Ⅰ型干扰素侧重于抗病毒和抗肿瘤，Ⅱ型干扰素侧重于免疫调节。（三）肿瘤坏死因子（tumornecrosisfactor,TNF）是一类能引起肿瘤组织出血坏死的细胞因子。1.根据来源和结构不同分为TNF-α和TNF-β两种。

前者主要由活化的单核-巨噬细胞产生；后者主要由活化的T细胞产生，又称淋巴毒素（lymphotoxin，LT）。2.TNF家族目前已经发现TRAIL(TNFrelatedapoptosis-inducingligand)、FasL、CD40L等30余种细胞因子。TNF除有抗肿瘤和抗病毒作用外，还有免

疫调节、促进和参与炎症反应等作用。（四）集落刺激因子（colonystimulatingfacter，CSF）1.是由活化T细胞、单核-巨噬细胞、血管内皮细胞和成纤维细胞等产生的，能刺

激多能造血干细胞和不同发育阶段的造血干细胞进行分化的，并在半固体培养基中形成细胞集落的一组细胞因子。2.目前发现的CSF有粒细胞集落刺激因子（G-CSF）、

单核-巨噬细胞集落刺激因子（M-CSF）、

粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）、

干细胞因子（stemcellfactor，SCF）、

促红细胞生成素（erythropoietin，EPO）、

血小板生成素（thrombopoietin，TPO）等。（五）生长因子（growthfactor,GF）1.是指具有刺激细胞生长作用的细胞因子。2.主要包括转化生长因子（TGF-β）、

表皮生长因子（EGF）、

血管内皮生长因子（VEGF）、

成纤维细胞生长因子（FGF）、

神经生长因子（NGF）、

血小板衍生的生长因子（PDGF）、

肝细胞生长因子（HGF）等。（六）趋化因子（chemokine）是一类对不同靶细胞具有定向趋化、定位、分化或活化作用的细胞因子。主要由活化的单核-巨噬细胞、血管内皮细胞、成纤维细胞和活化的T细胞等产生的具有趋化功能的细胞因子。1.主要功能是吸引血液中的中性粒细胞、单核细胞、淋巴细胞等至感染发生的部位，参与炎症反应过程。2.趋化因子分为四个亚家族：C亚家族、CC亚家族、CXC亚家族、CX3C亚家族。已

发现的趋化因子有CXCLl-16,CCLl-28,XCLl-2和CX3CL1。

第二节细胞因子的共同特性多数细胞因子是小分子量的多肽或糖蛋白，主要以单体形式存在，有些以膜结合形式表达于细胞表面。一、细胞因子分泌特点（一）多向性指一种细胞因子可由不同类型的细胞分泌产生，一种细胞可产生

多种细胞因子。（二）自限性指产生细胞因子的细胞受刺激后，通常只能短暂地分泌细胞因子。

因为细胞因子无前体状态的储存，故其合成具有自限性。二、细胞因子作用方式高效性

细胞因子必须通过与靶细胞表面的相应受体结合才能发挥生物学效应。极微量（pmol／L）就能发挥显著的生物学效应，但作用时效短暂。三、细胞因子的功能特点网络性免疫细胞之间通过具有不同生物学效应的细胞因子相互刺激、彼此约束，形成复杂而有序的细胞因子网络，对免疫应答进行调节，维持免疫系统的稳态平衡。多效性IL-4B细胞T细胞肥大细胞诱导IgE类别转换促Th0向Th2分化增殖重叠性T细胞IL-2IL-7IL-15增殖协同性IL-4IL-5B细胞IL-5加强IL-4诱导IgE类别转换拮抗性IL-4IFN-7B细胞IFN-7阻断IL-4诱导IgE类别转换=

第三节细胞因子的生物学作用一、调控免疫细胞的发育、分化和功能（一）调控免疫细胞在中枢免疫器官的发育、分化和功能骨髓多能造血干细胞(HSC)发育分化为不同谱系的免疫细胞的过程受到骨髓基质细胞分泌的多种细胞因子(IL-7、SCF、CXCL12等）调控。1.SCF、IL-3可刺激早期造血干细胞的增殖分化，2.GM-CSF可刺激髓系干细胞的增殖分化，3.G-CSF、M-CSF、EPO分别促进粒细胞、单核细胞、红细胞增殖与分化，4.IL-6和IL-11促进巨核系干细胞增生与分化，5.IL-7对淋巴系干细胞的增生与分化起促进作用。（二）调控免疫细胞在外周免疫器官的发育、分化、活化和功能1.IL-4、IL-5、IL-6、和IL-13等可促进B细胞的活化、增殖和分化为抗体产生细胞。2.多种细胞因子调控B细胞分泌lg的类别转换，如IL-4可诱导lgGl和lgE的产生；TGF-β和IL-5可诱导lgA的产生。3.IL-2、IL-7、IL-18等活化T细胞并促进其增殖，IL-12和IFN-γ诱导T细胞向Thl亚

群分化，而IL-4诱导T细胞向Th2亚群分化。TGF-β诱导T细胞向调节性T细胞(Treg)分化，而TGF-β与IL-6共同诱导T细胞向Th17亚群分化，IL-23促进Th17细

胞的增殖和功能的维持。4.IL-2、IL-6和IFN-Y明显促进CTL的分化并增强其杀伤功能。5.IL-15刺激NK细胞增殖，IL-5刺激嗜酸性粒细胞分化为杀伤蠕虫的效应细胞等。二、调控机体的免疫应答（一）抗感染和抗肿瘤作用1.

IFN可诱导正常细胞产生抗病毒蛋白，能抑制病毒在细胞内的复制，阻止病毒感染和扩散。2.TNF具有直接抑制和杀死肿瘤细胞的作用。3.些细胞因子能通过单一或共同作用激活巨噬细胞和NK细胞，发挥抗感染和抗肿瘤作用。（二）介导炎症反应1.IL-1、TNF等可作用于体温调节中枢引起发热；2.IL-1、TNF和IFN可促进吞噬细胞和血管内皮细胞的黏附；3.IL-1、IL-8、TNF具有趋化作用，可吸引吞噬细胞到达感染部位，使之活化并产生多种炎

症因子或介质，加重炎症反应。（三）诱导细胞凋亡1.如TNF-α可诱导肿瘤细胞或病毒感染细胞发生凋亡；2.活化T细胞表达的Fas配体(FasL)可通过膜型或可溶性形式结合靶细胞上的受体Fas，

诱导其凋亡。细胞因子与神经肽、神经递质、激素均是神经-内分泌-免疫系统网络的关键信息分子，参与对机体整体生理功能的调节。

细胞因子可促进或抑制神经细胞分化、成熟、再生、移行以及神经递质、内分泌激素的释放；

神经系统和内分泌系统也可抑制和促进细胞因子的合成和分泌。三、参与神经-内分泌-免疫网络调控

第四节细胞因子受体细胞因子受体均为跨膜分子，由胞膜外区、跨膜区和胞质区组成，具有一般膜受体的特性。细胞因子受体根据其结构特点被分为以下六个家族。1.I型细胞因子受体家族(typeIcytokinereceptorfamily)，也称血细胞生成素受体家族(hematopoietinreceptorfamily)，2.II型细胞因子受体家族(typeIIcytokinereceptorfamily)，也称干扰素受体家族(interferonreceptorfamily)3.III型细胞因子受体家族(typeIIcytokinereceptorfamily)，也称肿瘤坏死因

子受体家族(tumornecrosisfactorreceptorfamily)，4.免疫球蛋白超家族受体(lgsuperfamilyreceptor,lgSFR)，也称IL-IR家族(IL-1receptorfamily)5.IL-17受体家族(IL-17receptorfamily)6.趋化因子受体家族(chemokinereceptorfamily)，也称7次跨膜受体家族，属

于G蛋白偶联受体超家族。I型细胞因子受体家族II型细胞因子受体家族III型细胞因子受体家族免疫球蛋白超家族受体IL-17受体家族趋化因子受体家族保守的半胱氨酸WSXWS

第四节细胞因子及其受体的临床意义一、细胞因子与疾病的发生（一）细胞因子风暴(cytokinestorm)也称高细胞因子血症，表现为短期内机体大量分泌多种细胞因子，引发全身炎症反应综合征，严重者可导致多器官功能障碍综合征。在异常情况下，机体促炎细胞因子和抗炎细胞因子之间的平衡失调，体液中迅速、大童产生多种促炎细胞因子，包括TNF-α、IL-1、IL-6、IL-12、IFN-α、IFN-β、IFN-γ、MCP-1、IL-18等，形成细胞因子风暴。细胞因子风暴可发生于多种疾病，如移植物抗宿主病、急性呼吸窘迫综合征（ARDS）、严重急性呼吸综合征（SARS）、新型冠状病毒（SARS-COV-2）感染、脓毒血症、流感等。（二）致热与炎症病理损害1.IL-1、TNF-α和IL-6均为内源性致热原，可作用于下丘脑体温调节中枢，引起发热；2.TNF-α,IL-1等可刺激内皮细胞和白细胞释放一系列炎性介质（如一氧化氮、氧自由

基等），改变凝血功能，导致组织损伤与弥散性血管内凝血，从而在感染性休克中

起重要作用。3.应用重组IL-1受体拮抗物阻断IL-1与IL-lR结合，可降低人内毒素性休克病死率。细胞因子及其受体表达异常与某些肿瘤发生、发展密切相关。1.例如骨髓瘤细胞表面高表达IL-6R，高于正常浆细胞10倍以上，并且可分泌大量IL-6，应用抗IL-6抗体可抑制体外培养的骨髓瘤细胞生长。2.细胞因子VEGF是肿瘤新生血管的必要细胞因子。对VEGF及血管内皮生长因子受体

（VEGFR）的阻断型药物已经在临床上市并取得了很好的效果。（三）肿瘤的发生及免疫逃逸（四）免疫系统相关疾