干扰素的研究进展

扰素的研究进展
李雅林、牛钟相
干扰素是由培养的细胞或细胞体因病毒感染或其他诱生剂作用所产生的一类非特异性抗病毒物质，干扰素由寄主细胞编码，是细胞基因自我稳定的反应产物，是调节细胞功能的重要物质。

干扰素是一种分子量为20-30Kda的糖蛋白。

对哺乳动物的研究表明，其干扰素具有两种类型：即Ⅰ型和Ⅱ型。

前者又分为IFN-α、IFN-β、IFN-ω；后者仅有一类，即IFN-γ。

鸡干扰素至少存在Ⅰ型和IFN-γ两个型别。

有3种类型的干扰素，即由纤维素和上皮细胞形成的纤维素上能上能下细胞干扰素、由白细胞形成的白细胞干扰素以及T细胞在特异性免疫基础上形成的免疫干扰素。

在兽医上，干扰素可用作免疫佐剂，在抗病毒感染时，在初次免疫反应尚未形成前发挥免疫作用。

一、 IFN基因结构：
IFN根据其生物学及抗原性不同，分为IFN-α、IFN-β、IFN-γ3种类型。

目前已发现人IFN-α有20余种亚型，人IFN-β及IFN-γ3各只有1种，未发现亚型。

IFN基因全长约2.2kb，由5′端非编码区、信号肽编码区、IFN结构蛋白编码区和3′端非编码区组成。

其中IFN-α基因无内含子，信号肽编码区有69个碱基对（bp），编码23个氨基酸多肽；结构蛋白编码区长498bp，编码166个氨基酸结构蛋白。

不同亚型，其氨基酸序列不同。

IFN-β基因也无内含子，信号肽编码区仅有63bp，编码21个氨基酸多肽；结构蛋白编码区长498bp，编码166个氨基酸结构蛋白。

IFN-α和IFN-β基因串联在一起，定位于人第9对染色体短臂。

IFN-γ基因含3个内含子，信号肽编码区有69bp，编码23个氨基酸多肽；结构基因编码区有429bp，编码143个氨基酸结构蛋白。

定位于人第12对染色体长臂。

信号肽具有引导蛋白质分泌到细胞外的功能。

二、IFN的作用及机理：
1.抗病毒作用。

三型干扰素均有抗病毒作用，动物实验证明，γ干扰素抗病毒活性远较α型低，γ和β型干扰素有相互加强抗病毒作用，干扰素虽
有抗病毒作用，但抑制病毒的程度，因病毒不同而千差万别，甚至同一病毒的不同血清型对干扰素的敏感性亦不相同。

干扰素作用于易感细胞，形成抗病毒蛋白，从而发挥抗病毒作用。

已知抗病毒蛋白至少有3种：蛋白激酶、磷酸二脂酶和2-5A合成酶，前2种能破坏细胞核糖体转译病毒蛋白质，后一种酶能降解mRNA，有的抗病毒蛋白还能抑制转录酶，阻止mRNA的形成，还有的能抑制病毒DNA和RNA的合成。

干扰素是机体抗病毒感染的细胞中产生干扰素，虽然不能抑制感染细胞中的病毒复制，但可释放至周围细胞中，刺激这些细胞产生抗病毒蛋白质，阻止病毒增殖。

在发生病毒血症数小时后，血清中即出现干扰素，并很快循环至靶细胞，抑制病毒增殖，防止病毒扩散。

在恢复过程中，局部取集大量淋巴细胞，产生α型和γ型干扰素参与细胞免疫，同体液免疫共同发挥作用。

2.抗肿瘤作用。

γ型干扰素抗肿瘤活性比α型和β型干扰素高100倍。

干扰素的抗肿瘤作用主要表现在：（1）抑制肿瘤病毒的增殖，但必须连续使用干扰素，才能显示抑瘤效果；（2）抑制肿瘤细胞增生，其作用随肿瘤细胞的增加而增强；（3）干扰素能改变瘤细胞表面的性能，诱发新的抗原，从而易被免疫监视细胞识别，并加以排斥；（4）通过免疫调节作用，增强机体抗肿瘤能力，如激活巨噬细胞，增强NK和ADCC效应。

干扰素能使NK细胞杀伤靶细胞的作用增高70%-90%，NK细胞亦能产生干扰素，其产生干扰素的量与抗肿瘤的活性呈正相关。

3.免疫调节作用。

大量实验证明，干扰素对整个机体的免疫功能包括免疫监视、免疫防卫、免疫稳定等均有不同程度的调节作用。

随所用干扰素剂量的不同，而对免疫呈现不同的作用。

较大剂量的干扰素如10 6-10 7单位，在细胞免疫方面能抑制T细胞增殖，主要是DNA合成受阻；影响迟发性变态反应及异体组织抑制排斥反应的发生；在体液免疫方面，可抑制初次抗体反应和再次抗体反应，即可抑制IgM也可抑制IgG的合成，还可抑制IgE的合成与释放。

较小剂量的干扰素对T、B细胞的功能明显增加，如用200-800u/ml 干扰素处理T细胞时，可使T细胞的功能明显增加，吩咐用1000-2000u/ml 干扰素处理“低反应”的B细胞时，可使形成抗体的细胞增加。

4.干扰素的免疫佐剂作用。

细胞因子作为佐剂始于20世纪80年代初。

许多实验都证明白细胞介素（interleukins，IL）、干扰素以及肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）具有较强的佐剂活性并且对降低副反应也有定功效。

细胞因子作为佐剂的研究目前还处于实验阶段，但由于它优于其它佐剂的众多优势，作为人用佐剂其前景还是很广阔的。

研究发现γ干扰素可以刺激白细胞介素I（IL-1）的产生并增加抗原递呈细胞的MHCⅡ型抗原表达，且TNFα-IFNγ能协同提高MHCⅡ型表达。

1987年，Playfair和Kesouza 用小鼠观察了重组γ干扰素的免疫佐剂效果，它们将IFNγ与虐疾疫苗混合免疫，发现可以明显提高保护效果，而单纯使用IFNγ对疟疾病原菌无效。

其它实验也有相似结果，Anderson等将IFNγ与水泡性口炎病毒亚单位疫苗同时使用，可在第2次免疫时大幅度提高抗体水平并增加保护力，Heath等也证实IFNγ可提高抗生素蛋白的免疫应答，也有人作了IFNγ提高利什曼原虫抗免疫效果的实验。

已证实IFNγ作为佐剂在低应答抗体鼠系，CD4T细胞缺陷鼠和抗体亲和性成熟遗传缺陷鼠等有特殊优势。

研究还发现，细胞因子必须与抗原置于同一位置才能发挥合适效应。

当IFNγ在抗原不同位置给予时，很少或无佐剂作用，即使剂量提高，也无作用或对抗原起抑制作用。

5.干扰素对细胞凋亡的作用。

细胞凋亡是由基因或其它因素调控的活组织细胞的自我消亡过程。

近年的研究发现，IFN可影响细胞的基因表达及跨膜信号传递，从而影响细胞凋亡。

干扰素对有些细胞表现为促进凋亡，而对另一些细胞则表现为抑制凋亡。

这种双重效应，在临床上具有重要的应用价值。

（1）治疗恶性血液现：在国外，干扰素已成为慢性粒细胞白血病（CML）的标准治疗，是不能施行骨髓移植（BMT）者的首先治疗药物。

（2）治疗恶性肿瘤：基于干扰素能诱导宫颈癌细胞及非黑素瘤皮肤癌细胞凋亡的特性，干扰素已有效地用于宫颈癌及皮肤癌的治疗。

（3）控制炎症反应：激活的巨噬细胞是清除细胞内病原体的主要效应细胞，但异常激活的巨噬细胞可导致自由基、溶酶及炎症性细胞因子的产生，导致机体的广泛性损伤，甚至迅速导致脓毒性休克和死亡。

干扰素能诱导巨噬细胞凋亡的特性，可用于上述情况，以调节巨噬细胞的功能状态，从而避免巨噬细胞异常激活所产生的严重后果。

（4）输血中的应用：γ干扰素能对抗分离、保存等因素所引起的中性粒细胞，并保护其功能，有利于提高接受粒细胞输注者的抗感染能力。

（5）
BMT中的应用BMT后骨髓空虚期，输血对于提高机体抵抗力、防治感染等具有重要意义，而输注未照射的血液，可导致严重移植物抗宿主病（GVHD）的发生，利用γ干扰素可对抗照射等因素所致的中性粒细胞损伤，可将其用于骨髓移植后的输血，以增加所输血液中的中性粒细胞，增加机体的抵抗力，同时减少输血相关的GVHD的发生。

三、干扰素产品发展现状及展望：
除了干扰素的上述作用，目前已有多种利用重组DNA技术生产的人类白细胞α干扰素：α-2b干扰素，Intron(Schering Pough)，α-2a干扰素，Roferon(Roche)和α-1α干扰素，Sinogen(Kexing)等；一种人类淋巴母细胞产生的天然干扰素，其中含有9种干扰素亚类，称为α-nl干扰素，Wellferon(Glaxo Wellcom)，广泛应用于慢性丙型肝炎临床治疗；一种非天然干扰素称为组合干扰素Inferen(Consensus Interferon,CIFN,Amgen)，已经结束三期临床验证，并在国外获准临床上扩大试用。

还有一些β和γ干扰素正在评价中。

近年报道干扰素联合病毒唑治疗可提高干扰素的疗效，对生化和病毒的ETR和SR值与对照组相比均有升高。

标准干扰素疗程后复发的患者用这种联合治疗也可取得较好的效果，但对于干扰素无应答者，联合治疗效果较差。

为提高干扰素的疗效，近年开展了新型干扰素的研究，改变干扰素的结构，寻找新型药物，以提高治疗的效果。

重组甲硫氮酸组合干扰素1或称Infergen(γ-met IFN-conseneus-Interferon)是一个由166个氮基酸组成的析型非天然Ⅰ型干扰素，其分子量为19500道尔顿，是根据已知11种α干扰素亚型的氨基酸序列，筛选各序列等位点上出现频率最高的氨基酸，构建成合成重组互补DNA，转染给大肠杆功的表达产物。

这种非天然重组组合干扰素与等当量成分天然α-2α和α-2b干扰素相比较，体外对自然杀伤细胞的抗病毒活性、抗增殖作用以及基因诱导活性增多有明显增高。

初步看来改变干扰素的结构似乎是提高干扰素疗效的新方向。

在许多研究者证胆细胞因子可增强疫苗免疫力的同时，Holden等于1997年又发表了关于抗原DNA与细胞历子基因克隆于同一载体构建重组体提高小鼠免疫应答的研究报告。

该研究认为抗原-细胞因子-DNA重组体免疫具有临床应用前景，可增强和改变免疫应答反应，而且简便、有效，一次免疫可诱导强烈的细胞免疫应答。

目
前，干扰素在临床上尚存在如下问题：（1）同一疾病在不同患者的疗效不一致，如治疗CML，身液学缓解率为30%-80%，治疗病毒肝炎的总有效率约40%-50%；干扰素治疗一般需用较大剂量，疗效呈剂量依赖性，但随着剂量的增加，毒副反应亦增加。

最常见的剂量依赖型的副反应是注射后数小时出现感冒样症状，例如畏寒、发热、乏力、头痛、肝体疼痛、关节痛、肌肉痛、恶心和心悸等，多发于干扰素治疗的早期。

（2）对于兽医临床，由于干扰素的成本高，制备困难，除非在某些特殊情况，大规模用于动物疾病的防制是不现实的，也不经济的。

但是，干扰素诱生剂的成本低、使用方便，可能在动物病毒病的防治上得到更多的应用。

当然，对诱生剂的种类、应用方法、毒性作用等许多方面要进行深入研空，在积累大量实验数据的基础上，才能用于实践。