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干扰素生物学作用的研究进展

放大字体  缩小字体 发布日期:2007-08-13  来源:兽药市场指南  作者:信风  浏览次数:596

干扰素(Interferon,IFN)是人和动物细胞受到适宜的刺激时产生的一种微量的、具有高度生物学活性的糖蛋白,是由Issacs和Lindenmann等于1957年利用鸡胚绒毛尿囊膜研究流感病毒干扰现象时发现的。随着分子生物学及DNA重组技术的迅速发展,应用基因工程技术将会生产出大量高效的干扰素应用于人畜疾病。同时中药也能诱导机体产生干扰素,从而发挥其各种生物学作用,相信随着中药有效成分的进一步深入研究,干扰素将会得到更为广泛的应用。

一、干扰素的分类

干扰素是诱生蛋白,正常细胞一般不自发产生干扰素,只存在合成干扰素的潜能,干扰素的基因处于被抑制的静止状态。根据干扰素的来源、生物学性质及活性可分为以下两大类。
1.Ⅰ型干扰素 Ⅰ型干扰素包括IFN-α与IFN-β等。IFN-α主要由单核-巨噬细胞产生,此外B细胞和成纤维细胞也能合成IFN-α;IFN-β主要由成纤维细胞产生。IFN-α/β二者结合相同受体,分布广泛,包括单核-巨噬细胞、多形核白细胞、B细胞、T细胞、血小板、上皮细胞、内皮细胞与肿瘤细胞等。
2.Ⅱ型干扰素Ⅱ型干扰素即γ干扰素,主要由活化的T细胞(包括Th0、TH1细胞和几乎所有的CD8+T细胞)和NK细胞产生,IFN-γ可以以细胞外基质相连的形式存在,故通过旁邻方式控制细胞生长,其可以分布在除成熟红细胞以外的几乎所有细胞表面。

二、干扰素的来源

基因工程干扰素 在体外大规模生产人工干扰素,这就是基因工程干扰素。基因工程α-干扰素系从人体细胞中克隆出α-干扰素基因,然后将此基因与大肠杆菌表达载体连接物构成重组表达质粒,转化到大肠杆菌中,从而获得高效表达人α-干扰素蛋白的工程菌。工程菌经发酵后可收集到大量菌体,将菌体破裂,用先进的生物工程手段将α-干扰素蛋白从菌体中分离、纯化,即得到高纯度的人基因工程α-干扰素。基因工程α-干扰素与血源性干扰素相比,具有无污染、安全性高、纯度高、比活性高、成本低、疗效确切等优点中国兽药114网。
中药诱导干扰素 现代研究证实,中药中有许多具有内源性干扰素诱生作用或促诱生作用的药物,清热解毒的中草药如板蓝根、茵陈黄、知母等用于乙型脑炎、病毒性肝炎等,已被证实有比较强的促进诱生干扰素的作用。其主要通过IFN-LI2-NKC网络、细胞因子网络、T细胞网络、免疫细胞网络、机体水平分泌-免疫网络来诱生干扰素,并通过增强机体免疫力及对疾病的抵抗力,从而在根本上达到杀灭和控制病毒及病原微生物的作用。中药具有低毒副作用、不良反应低等特点,因此应用中药诱生干扰素来治疗疾病前景广阔。

三、干扰素生物学作用的研究进展

抗病毒作用 干扰素具有独特的抗病毒作用,是宿主产生的细胞因子,在抗病毒感染中发挥着重要的、必不可少的作用。Ⅰ型干扰素是免疫系统中的主要抗病毒防御与调节因子。机体在早期的病毒感染期间,Ⅰ型干扰素即可控制病毒的生长和增殖。它一方面直接激活免疫细胞,另一方面可间接抑制病毒的复制过程。除此之外,Ⅰ型干扰素还可以活化自然杀伤细胞和巨噬细胞,从而达到促进树突状细胞的活化,并同时诱发周围的CD41亚型T淋巴细胞、T辅助细胞在区别效应细胞上产生大量水平的Ⅰ型干扰素,达到保护CD81细胞,防止诱导抗体细胞死亡的功能。并且也会在机体内显示出一个有效的T淋巴细胞与B淋巴细胞佐剂的作用。另据报道,IFN-γ与IFN-β有相互加强抗病毒的作用。
抗菌作用干扰素的抗菌作用主要体现于IFN-γ。IFN-γ能通过下调转铁蛋白受体减少细菌供铁量或通过诱导产生内源性NO直接抑制细胞内细菌,还能增加单核巨噬细胞的吞噬小体——溶酶体溶解细菌作用,通过以上途径共同达到消灭细菌的作用。
抗寄生虫作用 干扰素的抗寄生虫作用主要表现于IFN-γ上,干扰素可激活巨噬细胞(Mφ),活化的Mφ可表达高水平的诱导型-氧化氮合酶(iNOS)催化L-精氨酸产生NO,NO对接种病原体有抑制和杀伤作用。并据报道,IFN-γ能激活Mφ产生NO,同时促进NO合成作用受剂量依赖性,剂量越高作用越明显。Daubener等(2001)发现用IFN-γ刺激人脑微血管内皮细胞(HBMEC)能诱导其抗弓形虫病。IFN-γ刺激后的HBMEC能抑制弓形虫生长,提高TNF-α的出现,这与IDO的活性有关。另外,在HBMEC的培养中加入过量的色氨酸能完全抑制IFN-γ-TNF-α介导的抗弓形虫病,表明IDO能介导其保护性,并且据报道,IFN-γ依赖IDO的表达而起作用。
参与免疫调节参与免疫调节的为干扰素为IFN-γ,又称为免疫调节作用干扰素。免疫调节干扰素可对IgG的Fc受体表达,从而有利于巨噬细胞对抗原的吞噬,K、NK细胞对靶细胞的杀伤以及T、B淋巴细胞的激活,增强机体免疫应答能力。IFN-γ可使巨噬细胞表面MHCⅡ类分子的表达增加,增强其抗原递呈能力。此外还可以通过增强巨噬细胞表面表达Fc受体,促进巨噬细胞吞噬免疫复合物、抗体包被的病原体和肿瘤细胞。同时还可以刺激中性粒细胞,增强其吞噬能力,活化NK细胞,增强其细胞毒作用等作用来参与免疫调节。
抗肿瘤作用干扰素是一个在防御肿瘤发展的先天的和适应的必需细胞因子,IFN-γ由特异性抗原刺激T淋巴细胞产生,其结构与I型干扰素不同,不耐酸,为机体主要的巨噬细胞刺激因子,对机体免疫反应有多方面的调节作用。能激活效应细胞,提高自然杀伤细胞、巨噬细胞和肿瘤浸润淋巴细胞的活性,促进单核细胞循环,增强免疫细胞表面抗原和抗体的表达,刺激IL-2、肿瘤坏死因子、干扰素-α等细胞因子的产生,抑制肿瘤细胞分裂,诱导基因全成抗病毒蛋白等。Siegbert(2003)等发现,IFN-α对神经型胰腺肿瘤细胞有抗增殖的作用,且此种抗增殖反应与机能性和非机能性神经内分泌瘤是相似的。

四、不良反应

随着干扰素在治疗疾病上的广泛应用,其不良反应也逐渐显露出来,干扰素最常见的不良反应为发热、寒颤、头痛、肌肉痛等,亦可见到注射部位疼痛、硬结、恶心、白细胞减少等症状,有时甚至会引起出血,继发感染以及自身免疫性疾病。此外,干扰素引起的不良反应还见于心血管系统、消化系统、泌尿系统、血液系统及神经系统等。干扰素的不良反应与个体因素、既往用药史及用药时间有着极为密切的关系,其具体机制有待于进一步研究。另外,药物引起不良反应发生率有性别差异,因此,临床上应用干扰素要严格掌握适应症,完善各项检查,更应加强用药监测,尽量做到早发现、早预防、早治疗,将干扰素的不良反应降到最低。

五、小结

综上所述,干扰素对于机体的生命活动具有极其重要的意义。目前的研究结果表明,已知的干扰素几乎可以影响生物体免疫反应的全过程,同时对细胞的作用过程和功能也是多方面的。另外,中药诱生干扰素已成为广大学者关注的热点之一,随着中药有效成分的逐步研究,此方面将会得到进一步的发展。因此,干扰素发展前景广阔,值得我们进一步深入研究,为药物的可持续发展奠定坚实基础。(作者:和翀翼 吴晨晨 武瑞)

 
 
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