干扰素生物学特性及应用研究进展

干扰素生物学特性及应用研究进展王斌斌１，２，王贵平２，李春玲２，莫内１（１．内蒙古农业大学动物科学与医学学院，内蒙古呼和浩特０１００１８；２．广东省农业科学院兽医研究所，广东广州５１０６４０）收稿日期：２００７－０１－２２干扰素（ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｎｓ，ＩＦＮｓ）是在一定的干扰素诱导剂作用下，由特定细胞的基因控制所产生的，具有抗病毒、抗肿瘤和调节免疫等作用的一类高活性、多功能诱生糖蛋白［１］。

由Ｉｓａａｃｓ和Ｌｉｎ－ｄｅｎｍａｎｎ于１９５７年在利用鸡胚绒毛尿囊研究流感病毒的干扰现象时发现并命名的。

ＩＦＮ的作用机制研究表明，它并非直接作为反式作用因子对其效应分子的基因组进行调控，而是借助受体介导的信号转导系统，引发一系列特异的生化反应而调控效应分子［２］。

ＩＦＮ通过诱生多种抗病毒蛋白，抑制病毒在细胞内的复制，以增强ＮＫ细胞活性及其他免疫调节作用，有效地遏制病毒侵袭和感染的发生，抑制肿瘤细胞生长，清除早期恶变细胞。

由于ＩＦＮ具有广谱、高效抗病毒功能，且对免疫系统起关键调节作用，因此成为当今免疫学、遗传学和分子生物学研究最为活跃的领域之一。

在兽医临床上，ＩＦＮ已广泛应用于多种疾病的预防和治疗。

１干扰素的分类国际最新分类标准，按ＩＦＮ与受体结合的原则将其分为ＴｙｐｅⅠ、ＴｙｐｅⅡ、ＴｙｐｅⅢ三大类型［３］。

ＴｙｐｅⅠ干扰素按其与抗体结合的抗原性不同又可分为α、β、γ、τ、ω等。

与ＴｙｐｅＩ受体相结合的ＩＦＮ中，ＩＦＮ－β、γ、τ、ω等的抗原性与ＩＦＮ－α不同，且本身只有一种，没有亚型或亚亚型。

ＩＦＮ－α又分１３种以上亚型，如ＩＦＮα－１、２、３等，还有亚亚型，如ＩＦＮα－ｌａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ以及ＩＦＮα－２ａ、ＩＦ－Ｎα－２ｂ、ＩＦＮα－２ｃ等。

ＴｙｐｅⅡ干扰素只有一种，即ＩＦＮ－γ。

ＴｙｐｅⅢ干扰素目前有三种亚型，分别为ＩＦＮ－λ１、ＩＦＮ－λ２和ＩＦＮ－λ３。

根据制备方法的不同分为天然干扰素和基因工程重组干扰素。

目前对ＩＦＮ－α、β、γ生物学功能和作用机理的研究报道较多。

ＩＦＮ的来源因哺乳动物种类、细胞类型、诱生剂的性质及诱生条件而异。

人ＩＦＮ－α来自白细胞，人ＩＦＮ－β来自纤维细胞，均具有抗酸特性，主要参与抗病毒、抗肿瘤作用。

其中，ＩＦＮ－α抗病毒作用最强。

ＩＦＮ－γ来自人淋巴细胞，对酸性敏感，具有抑制病毒复制调节作用，但其抗病毒作用比ＴｙｐｅⅠ干扰素弱，主要参与诱导主要组织相容性抗原（ＭＨＣ）的表达和免疫调节效应，也称为免疫干扰素。

２干扰素的生物学特性２．１免疫调节作用ＩＦＮ在临床上，常作为免疫调节剂使用［１］。

ＩＦＮ可增强ＩｇＧ的Ｆｃ受体表达，从而有利于巨噬细胞（ＭΦ）对抗原的吞噬，有利于Ｋ细胞、ＮＫ细胞对靶细胞的杀伤及对Ｔ、Ｂ淋巴细胞的激活。

因此，ＩＦＮ可提高机体的免疫应答能力。

ＴｙｐｅⅠ干扰素是天然免疫和获得性免疫的桥梁，可激活ＮＫ细胞的细胞毒性并促进其增殖调节机体免疫。

ＴｙｐｅⅡ干扰素不但有激活ＮＫ细胞的功能，而且能抑制Ｂ细胞分泌ＩｇＥ，从而避免因ＩｇＥ水平过高而发生Ⅰ型超敏反应，还能恢复抑制性Ｔ细胞的功能，减少免疫复合物的局部沉积，抑制Ⅲ型超敏反应的发生［４］。

在促进免疫调节方面，研究最多的是ＩＦＮ－γ。

ＩＦＮ－γ主要通过参与辅助性Ｔ淋巴细胞（Ｔｈ细胞）向Ｔｈ１型分化来调节免疫应答。

Ｋｉｍ［５］以ＩＦＮ－γ质粒分别与人类免疫缺陷病毒（ＨＩＶ）ｅｎｖ／ｒｅｖ、猪流感病毒（ＳＩＶ）ｇａｇ／ｐｏｌＤＮＡ疫苗共同免疫猕猴，结摘要：干扰素（ＩＦＮ）是一类具有广泛生物学活性的糖蛋白，它具有调节机体免疫功能、抗病毒、抗寄生虫、抗肿瘤以及对妊娠的识别和维持作用等多种作用，是机体防御系统的重要组成部分。

本文概述了ＩＦＮ的分类与命名、生物学特性及其在兽医临床上的应用进展。

关键词：干扰素；生物学特性；进展中图分类号：Ｓ８１４．８文献标识码：Ａ文章编号：１００５－８５６７（２００７）０３－００１３－０３广东畜牧兽医科技２００７年（第３２卷）第３期专题综述１３・・果ＩＦＮ－γ能显著增强抗原特异性Ｔ细胞介导的免疫反应。

Ｐｅｒｔｍｅｒ［６］以ＩＦＮ－γ质粒与流感血凝素（ＨＡ）ＤＮＡ疫苗共同免疫幼鼠和成鼠，发现ＩＦＮ－γ可促进记忆性脾细胞由分泌ＩＦＮ－γ和白细胞介素５（ＩＬ－５）转向只分泌ＩＦＮ－γ，在幼鼠模型中还观察到以ＩｇＧ２ａ为主的抗体反应。

Ｃｈｏｗ［７］报道ＩＦＮ－γ质粒与乙肝病毒（ＨＢＶ）ＤＮＡ疫苗共免疫，可诱导显著的Ｔｈ１型细胞免疫和高ＩｇＧ２ａ抗体滴度，但明显抑制Ｔｈ２型免疫反应和ＩｇＧ１的产生，还观察到极其显著的杀伤性Ｔ淋巴细胞（ＣＴＬ）活性。

２．２抗病毒作用ＩＦＮ具有广谱抗病毒作用，但是它不直接杀伤病毒，而是诱导宿主细胞产生多种酶来干扰病毒复制的各个环节。

病毒复制的每一阶段几乎都受到ＩＦＮ的抑制作用。

ＩＦＮ产生以后，首先是结合在邻近的同种细胞的受体上，使该细胞产生多种蛋白，包括抗病毒调节物和转录调节因子，从而发挥抗病毒作用。

三个ＩＦＮ家族结合于不同的受体，通过类似的信号传导途径，发挥生物学效应［８］。

由于ＩＦＮ同时具有抗病毒和调节免疫功能的双重作用，所以抗病毒效果比一般药物强而持久。

猪白细胞干扰素是一种非特异性广谱抗病毒生物制剂，可用于治疗猪流行性腹泻、猪轮状病毒性腹泻、温和型猪瘟和牛病毒性腹泻，以及紧急预防小鹅瘟等，效果较理想［９，１０］。

杨华［９］运用猪白细胞干扰素对小鹅瘟进行了试验性治疗。

实验表明，猪白细胞干扰素进入自然感染病毒的患鹅体内后，能刺激机体产生抗病毒球蛋白、抑制病毒的繁殖。

刘万钧等［１０］报道，猪白细胞干扰素在乳猪空肠结扎肠段中可明显干扰猪流行性腹泻病毒的繁殖活性。

猪白细胞干扰素对犬病毒性疾病（如细小病毒等）具有一定辅助治疗作用，而对犬非病毒性疾病基本无效。

大量试验证明，ＩＦＮ可用来有效防治马立克氏病（ＭＤ）、新城疫（ＮＤ）、传染性法氏囊病（ＩＢＤ）、流感（ＡＩ）、传染性支气管炎（ＩＢ）、传染性喉气管炎（ＩＬＴ）、鸡痘（ＦＰ）、鸭乙型肝炎（ＤＨＢＶ）等禽病，随着禽类干扰素基因的成功克隆及表达技术的不断发展，重组产品的研究逐渐向临床过渡，展现出广阔的应用前景。

Ｐｌａｃｈｙ等［１１］进行了鸡重组干扰素防治劳斯肉瘤病毒（ＲＳＶ）的研究，Ｍａｒｃｕｓ等［１２］采用饮水给药的方法进行了重组ＣｈＩＦＮ－α抗新城疫病毒（ＮＤＶ）的研究，均获得了显著的抗病毒效果。

在牛干扰素方面，牛病毒性腹泻（ＢＶＤ）和黏膜病（ＭＤ）、单纯疱疹病毒、牛传染性鼻气管炎病毒、牛副流感病毒－３型、牛呼吸道合胞体病毒、牛腺病毒、水泡性口炎病毒、人多头瘤病毒、羊的慢病毒、猫和人的免疫缺陷病毒等在体外对重组牛干扰素都很敏感［１３］。

２．３抗寄生虫作用这种作用主要从以下３个途径实现：①通过激活ＭΦ，产生“呼吸爆发”，释放氧自由基，通过氧自由基攻击脂质膜，破坏寄生虫体达到杀灭目的；②通过Ｌ－精氨酸途径发挥作用，由活化的ＭΦ产生ＮＯ，从而抑制靶细胞的ＤＮＡ合成和线粒体的呼吸作用，致使靶细胞代谢功能障碍；③ＩＦＮ诱导成纤维细胞和ＭΦ合成吲哚胺－２，３－双氧酶，使色氨酸大量分解，导致虫体色氨酸缺乏，从而抑制虫体在体内的增殖［１４］。

ＩＦＮ－γ具有比较强的抗球虫作用，能提高实验雏鸡的相对增重率，降低球虫卵囊排出量和肠道病变。

Ｍｉｎ［１５］在研究多种细胞因子对艾美尔球虫ＤＮＡ疫苗的佐剂效应时，发现ＩＦＮ－γ基因可显著抑制该寄生虫的增殖。

Ｇａｚｚｉｎｅｌｌｉ、Ｓｕｚｕｋｉ、Ｊｏｈｎｓｏｎ及Ｍｕｒｒａｙ等［１６］分别对弓形虫的研究发现，ＩＦＮ主要是通过第一和第二种途径发挥作用。

２．４抗肿瘤作用ＩＦＮ有明显的抗肿瘤作用，至少对数十种肿瘤有效。

ＩＦＮ抗肿瘤的作用机制是相当复杂的，主要有３个方面：①抑制肿瘤病毒的繁殖；②抑制肿瘤细胞的分裂；③调节机体免疫系统杀伤肿瘤细胞。

ＩＦＮ抗细胞分裂活性具有明显的选择性，对肿瘤细胞的活性比正常细胞高５００～１０００倍。

且主要作用于细胞分裂的Ｇ１期［１］。

王鲁等（２００５）利用裸鼠模型研究ＩＦＮ－α对肝癌的影响，通过对肝癌转移复发、肿瘤生长的抑制、肝癌血管的形成、肝癌血管内皮等指标，发现ＩＦＮ－α可干扰内皮细胞基因转录水平来影响内皮细胞的功能，进而抑制肝癌血管生成，降低肝癌的转移与复发。

ＩＦＮ－γ还能增强癌胚抗原（ＣＥＡ）ＤＮＡ疫苗的抗肿瘤效果，观察到高水平的Ｔｈ１型免疫反应和杀伤性Ｔ淋巴细胞（ＣＴＬ）作用，血清中ＩＦＮ－γ分泌显著增高而白细胞介素４（ＩＬ－４）显著降低，呈现保护性免疫反应，因而不仅能抑制肿瘤的发展，而且能抑制转移性同源ＣＥＡ阳性Ｐ８１５瘤细胞的生长［１７］。

２．５对妊娠的识别和维持作用ＩＦＮ－τ对反刍动物的繁殖起重要作用，作为一种怀孕识别信号，ＩＦＮ－τ可抑制雌激素受体α－基因的转录，调节专题综述干扰素生物学特性及应用研究进展—王斌斌，等１４・・子宫内膜的雌激素、催产素等的受体（但不调节孕酮受体），延长黄体寿命。

Ｇｏｄｋｉｎ等［１８］研究发现，绵羊妊娠识别阶段，ＯＰＴ－１（ＩＦＮ－τ）在妊娠第１５～１７天达到峰值，ＯＰＴ－１可以诱导子宫内膜中某些蛋白分泌增加，还有抗溶黄体和促进胚胎着床作用。

Ｌｅｂｏｎ等［１９］发现牛ＩＦＮ－τ是一种孕体分泌蛋白，不但可延长黄体寿命，还能减少发情期奶牛及子宫上皮培养液中前列腺素Ｆ型（ＰＧＦ）的分泌。

ＩＦＮ对妊娠的识别与维持作用确切的作用机理目前还不清楚，据推测，可能是通过抑制子宫内膜对催产素的敏感性，来达到妊娠维持作用。

３干扰素应用研究存在的问题有许多问题有待进一步探讨。

首先，从多个角度对ＩＦＮ的结构进行改造，以赋于其新的功能以及大量生产高质量的ＩＦＮ制剂，可能是最重要的两大问题。

不同ＩＦＮ的组织亲和性和生物学作用亦有待了解，ＩＦＮ的提纯和测定方法尚不够稳定和简化。

近年来ＩＦＮ的研究取得了一些进展，已有商品化的猪、犬、鸡等重组ＩＦＮ产品面市。

但目前ＩＦＮ的研究仍停留在基础研究和临床试验阶段。

动物ＩＦＮ的研究滞后，且由于经济价值的原因，在兽医临床的应用上还主要局限于宠物疾病的治疗。

在食用动物疾病的治疗主要局限在试验阶段，主要辅助治疗病毒病和寄生虫病，而且大多数集中在猪、鸡、鱼等少数动物。

在临床应用效果上，ＩＦＮ的副反应一般较轻，但随着应用浓度的增加和疗程的延长，发现肌注ＩＦＮ可能引起发热反应，注射部位可出现红斑及疼痛。

极个别发生病毒抗体下降、血沉加速和谷丙转氨酶（Ｓ－ＧＰＴ）上升，使用ＩＦＮ后血中出现ＩＦＮ抗体等，而且其部分原因尚不清楚。

反应严重者偶可引起白细胞和血小板暂时性减少，但停药后即恢复。

有报道认为，大量重组ＩＦＮ－τ的使用会引起体温增高，黄体酮循环浓度降低及外周血淋巴细胞增殖的抑制这些不可忽视的副作用。