FK506FK506作用机理刘志红作用机理刘志红Molecular structure of tacrolimusMolecular formula: C44H69NO12H2OHOH3COCH3OHOCH3H2OCH3H3CO OCH3NOOOOH3CHC3OOHCyclophilinCyclophilinCyclophilinCsCsCsCnBCaMCnACnBCaMCnAAntigenNF-AT IL-2productionCa2+Ca2+*FKBPFKBPFKBPPrografPrografPrografCnBCaMCa2+ Ca2+CnA*Molecular mechanism of action of tacrolimusAntigen presenting cellHelper T cellPeptide +MHC-II classActivatedTCR/CD3B7CD28ZAP70PLC 1IP3Ca2+CalcineurinActivationNF-AT c/pInhibitionFKBP12TacrolimusDAGPKCRas/GAP?Raf/MEK?MAPKJunFosJunFosNF-AT c/pNF-AT c/pNF-ATCD28RECD28RCIL-2PPP(Nucleus)FK506的免疫抑制作用的免疫抑制作用* *除除除除ILIL2 2之外可以抑制之外可以抑制之外可以抑制之外可以抑制ILIL1 1 ，ILIL3 3，ILIL4 4， ILIL6 6 ，ILIL7 7， ILIL8 8，ILIL1010 及及及及IFN-IFN- 的表达。的表达。的表达。的表达。* *抑制抑制抑制抑制T T淋巴细胞的活化淋巴细胞的活化淋巴细胞的活化淋巴细胞的活化* *抑制细胞毒性抑制细胞毒性抑制细胞毒性抑制细胞毒性T T T T淋巴细胞的产生淋巴细胞的产生淋巴细胞的产生淋巴细胞的产生, , , ,包括包括包括包括“NaiveNaive” ” ” ” 及及及及“PrimedPrimed”细胞。细胞。细胞。细胞。* *抑制特异性抑制特异性抑制特异性抑制特异性T T T T辅助细胞增生的诱导。辅助细胞增生的诱导。辅助细胞增生的诱导。辅助细胞增生的诱导。FK506FK506的临床应用的临床应用* * FK506FK506用于用于用于用于肾移植排异反应的治疗肾移植排异反应的治疗肾移植排异反应的治疗肾移植排异反应的治疗 急性排异反应急性排异反应急性排异反应急性排异反应 难治性急性排异反应难治性急性排异反应难治性急性排异反应难治性急性排异反应 CsA CsA CsA CsA中毒的切换中毒的切换中毒的切换中毒的切换 慢性排异反应（慢性移植性肾病）慢性排异反应（慢性移植性肾病）慢性排异反应（慢性移植性肾病）慢性排异反应（慢性移植性肾病）* * FK506FK506用于用于用于用于非移植性肾病的治疗非移植性肾病的治疗非移植性肾病的治疗非移植性肾病的治疗 狼疮性肾炎狼疮性肾炎狼疮性肾炎狼疮性肾炎 膜性肾病膜性肾病膜性肾病膜性肾病T cellRecipient APCDonorAPCShed donor antigensindirectMHC+ peptideSecond signalMHC+ peptideSecond signaldirectTCRFK506抑制急性和慢性排异反应的机制抑制急性和慢性排异反应的机制 Direct rejection Acute rejection Indirect rejection Chronic rejectionNaive T cellsPrimed T cells（+）（+）FK506对细胞因子产生的影响对细胞因子产生的影响Afferent PhaseAPCT cell HLATCREfferent PhaseRegulatory PhaseCytokine productionT cell proliferationCTL generationMacrophage activationNK cell activationAlloantibody productionCell cycle arrestT cell apoptosisImmunologicMemoryRejection肾移急性排异肾组织中细胞因子mRNA表达谱的变化 n 急性排异急性排异 无排异无排异 pIL-2 10 100% 0 0.014IL-2 10 100% 0 0.014IFNr 56 71.4% 28.5% 0.185IFNr 56 71.4% 28.5% 0.185IL-10 55 83.6% 16.3% IL-10 55 83.6% 16.3% 0.00010.0001TGF-TGF- 58 67.2% 32.7% 0.58 58 67.2% 32.7% 0.58Suthanthiran M. Kidney Int,1997;58:S15肾移慢性排异肾组织中细胞因子mRNA表达谱的变化 n 慢性排异慢性排异 无排异无排异 pIL-2 10 20% 80% 0.72IL-2 10 20% 80% 0.72IFNr 56 26.7% 73.2% 0.82IFNr 56 26.7% 73.2% 0.82IL-10 55 21.8% 78.1% 0. 16IL-10 55 21.8% 78.1% 0. 16TGF-TGF- 58 87.7% 17.2% 58 87.7% 17.2% 0.010.01Suthanthiran M. Kidney Int,1997;58:S15IL-10 急急性排异反应性排异反应TGF- 慢性排异反应慢性排异反应 FK506 vs. CsA* FK506FK506能更有效地抑制能更有效地抑制IL-10IL-10的产生。的产生。* CsACsA刺激刺激TGF-TGF-的产生的产生,FK506,FK506抑制抑制 TGF- TGF-的的产生。产生。IL-10免疫刺激作用免疫刺激作用*活化活化IL-2非依赖性非依赖性T T细胞的活性。细胞的活性。*提高提高B B细胞的功能细胞的功能, ,使抗体产生增加。使抗体产生增加。*增加增加CD8+ T T细胞和细胞和NK细胞的活性。细胞的活性。IL-10在急性排异反应中的作用在急性排异反应中的作用*急性排异肾组织中急性排异肾组织中IL10表达增加。表达增加。* *给予外源性给予外源性IL10可以加重移植物排异反可以加重移植物排异反应，而用应，而用IL10抗体则能明显延长移植物抗体则能明显延长移植物的存活时间。的存活时间。IL-10 IL-10 在狼疮性肾炎中的作用在狼疮性肾炎中的作用n nSLE SLE 患者外周血患者外周血 IL-10 IL-10 分泌细胞数明显分泌细胞数明显较正常人多较正常人多n nSLE SLE 活动时，血清中活动时，血清中 IL-10 IL-10 水平明显增水平明显增高高n n动物实验发现给予外源性动物实验发现给予外源性 IL-10 IL-10 能诱发能诱发SLESLEn nNZB/W NZB/W 小鼠给予抗小鼠给予抗 IL-10 IL-10 抗体能预防抗体能预防SLESLE的发生的发生FK506具有拟激素样作用具有拟激素样作用Corticosteroid therapy: mechanism of actionThe effects of corticosteroid therapy are largely anti-inflammatory;but many adverse effects include fluid retention, weight gain, diabetes,bone mineral loss, and thinning of the skin. Usually corticosteroids areadministered in combination with other drugs to keep the toxic sideeffects at a minimum. FK506的拟激素效应的拟激素效应,不仅可以使不仅可以使激素在较低剂量发挥其作用激素在较低剂量发挥其作用,也为采也为采用不含激素的免疫抑制治疗方案提用不含激素的免疫抑制治疗方案提供了依据。供了依据。FK506具有保护内皮细胞抗血栓形具有保护内皮细胞抗血栓形成的作用成的作用TGF- Soluble or vitronectin-bound active PAI-1U-PA activity Plasmin formation Fibrinolysis MMP activation ECM degradation Fibroblasts invation of the fibrin matrixECM protein accumulationCollagen depositionFibrosis Thrombosis+FK506具有促进肝细胞再具有促进肝细胞再生的功能生的功能 肝细胞再生肝细胞再生（Hepatic regeneration）抑制作用抑制作用:Azathioprine, cortical steroid 促进作用：促进作用：FK506,CsA FK506CsAEffect of CyA and FK506 on Hepatocyte DNA SynthesisAddition to the Incubation Medium(MEM+Insulin)NRS 110 15 88 9 71 14 53 5NRS+CyA 92 10 82 10 56 8 57 7NRS+FK506 86 11 83 4 59 9 52 6Vehicle-treated rat serum 130 18 124 10 106 6 82 10CyA-treated rat serum 140 7 167 11* 196 12* 170 11*FK506-treated rat serum 154 16 306 28 + 286 26+ 244 17+% serum 5 10 20 30 (3H)-Thymidine Incorporation (cpm 10-3/mg DNA)* Significantly different from group no . 4(P0.05)+ Significantly different from group no . 4(P0.02) and 5(P0.01) Vehicle No 2,930 650 Vehicle Unilateral nephrectomy 5,012 559* FK506 Unilateral nephrectomy 4,971 702* Vehicle No 13,420 16,216 40% small intestine Vehicle resection 73,711 17,071+ 40% small intestine FK506 resection 78,823 30,973+(3H)- Thymidine Incorporation (cpm/mg DNA)(3H)- Thymidine Incorporation in kidney and Small Intestine From Normal, Nephrectomized, or Small Intesine-Resected Rats Treated or Nor with FK506Treatment(IM) Surgey* Significantly different from thymidine incorporation in kidneys from non-operated animals(P0.05)+ Significantly different from thymidine incorporation in the small inntestine from non-operated animals(P0.05)FK506促进肝细胞再生机制促进肝细胞再生机制 FK506促进细胞再生作用为器官特促进细胞再生作用为器官特异性。异性。FK506对肝细胞并无直接促进对肝细胞并无直接促进再生作用，其作用的产生需借助相关再生作用，其作用的产生需借助相关调节因子，如肝细胞生长调节因子。调节因子，如肝细胞生长调节因子。FK506促进肝细胞再生机制（促进肝细胞再生机制（2） FK506促进细胞再生的作用能被促进细胞再生的作用能被IL2，IL12所阻断，提示所阻断，提示FK506该作用与其免该作用与其免疫调节作用有关。疫调节作用有关。FK506在慢性排异反应中的作用在慢性排异反应中的作用 免疫性因素免疫性因素 HLA配型（配型（DRBA）急性排异（早期，反复发作）急性排异（早期，反复发作）CMV感染感染持续低水平排异反应持续低水平排异反应 非免疫性因素非免疫性因素供肾供肾 （年龄，肾单位）（年龄，肾单位）缺血再灌注损伤缺血再灌注损伤高血压，高血脂高血压，高血脂肥胖，糖尿病肥胖，糖尿病炎症反应炎症反应内皮细胞受损内皮细胞受损平滑肌细胞增殖平滑肌细胞增殖血管腔狭窄、缺血损伤、纤维化血管腔狭窄、缺血损伤、纤维化慢性移植肾功能衰竭慢性移植肾功能衰竭 移植后肾病移植后肾病缺缺 血血 排异反应排异反应药物药物移植物损伤移植物损伤PDGFFGFA细胞外基质聚积细胞外基质聚积 组织纤维化组织纤维化细胞增殖细胞增殖 慢性排异慢性排异慢性移植性肾病慢性移植性肾病内皮细胞损伤内皮细胞损伤凝血凝血高血压高血压TGF-11FK506能抑制供者特异性能抑制供者特异性抗体抗体(DSA)的产生的产生Th0Th0Th2BTh1Mac T cells MacrophagesIL-12IL-4IL-4IL-10IFN- Antibody formation抗体介导的排异反应抗体介导的排异反应（Antibody mediated rejection）体液性排异反应体液性排异反应( (Humoral rejection)* 循环中存在抗供者特异性抗体循环中存在抗供者特异性抗体*肾组织管周毛细胞血管肾组织管周毛细胞血管C4d染色阳性染色阳性急性排异反应急性排异反应 I型：II型：III型：抗体介导的排异反应抗体介导的排异反应 （体液性排异反应）（体液性排异反应）细胞介导的排异反应细胞介导的排异反应 体液性排异反应（体液性排异反应（Humoral rejection）不仅介导急性排异的发生，它）不仅介导急性排异的发生，它在慢性排异的发生中同样起着重要的作在慢性排异的发生中同样起着重要的作用用, ,直接关系到病人的远期预后。直接关系到病人的远期预后。0 2 6 9 12 moths100 80 60 40 20 0DSA titers(In % of initial value)Pat 1Pat 2Pat 3Pat 4Kinetics of circulating donor-specific antibodies (DSA) in four patients with chronic humoral rejection after the rescue therapy with tacrolimusFK506抑制急性排异反应抑制急性排异反应 * 抑制抑制Naive T淋巴细胞活性淋巴细胞活性, 阻断直接排异反应阻断直接排异反应* 抑制抑制IL-10产生产生* 抑制血管内血栓形成抑制血管内血栓形成* 抑制抗体介导的体液免疫反应抑制抗体介导的体液免疫反应FK506抑制慢性排异反应抑制慢性排异反应 * 抑制抑制Primed T淋巴细胞活性，阻断间接淋巴细胞活性，阻断间接 排异反应排异反应(Indirect rejection)。 * 抑制抑制TGF- 产生产生,减轻间质纤维化和硬减轻间质纤维化和硬 化病变。化病变。* 抑制抗供者特异性抗体抑制抗供者特异性抗体(DSA)的产生，的产生， 保护血管内膜，防止血管硬化的发生保护血管内膜，防止血管硬化的发生。FK506的其它特点的其它特点* FK506具有拟激素样作用，具有拟激素样作用， 减少激素的用量减少激素的用量 。* FK506具有促进肝细胞再生具有促进肝细胞再生 的作用，短期内提升血浆的作用，短期内提升血浆 白蛋白水平。白蛋白水平。FK506的合理用药的合理用药 CsA与与 FK的异同的异同 CsA FK IL2抑制作用抑制作用 防止器官移植急排防止器官移植急排 对对CD4的作用的作用 对对CD8的作用的作用 （naive） (primed) 对对IL10的作用的作用 - 副作用副作用: 多毛、齿龈增生多毛、齿龈增生 - 高血压、高脂血症高血压、高脂血症 - 肾毒性肾毒性 高血糖高血糖 - 神经系统神经系统 - 对对TGF 的作用的作用 提高提高TGF - 抑制抑制TGF 受体受体 - FK506选用应注意1 1、肥胖肥胖2 2、糖尿病家族史、糖尿病家族史T淋巴细胞活化的三条主要途径1.1.1.1.CalcineurinCalcineurin活化，激活细胞因子和活化，激活细胞因子和活化，激活细胞因子和活化，激活细胞因子和T T细胞活细胞活细胞活细胞活 化基因转录。化基因转录。化基因转录。化基因转录。G0-G1phase.G0-G1phase.G0-G1phase.G0-G1phase.2.2.2.2.De novoDe novo 嘌呤合成增加，淋巴细胞增殖。嘌呤合成增加，淋巴细胞增殖。嘌呤合成增加，淋巴细胞增殖。嘌呤合成增加，淋巴细胞增殖。3.3.3.3.ILIL2 2与其受体结合，继而活化雷帕霉素靶分子与其受体结合，继而活化雷帕霉素靶分子与其受体结合，继而活化雷帕霉素靶分子与其受体结合，继而活化雷帕霉素靶分子 （Target of Rapamycin,TORTarget of Rapamycin,TOR),),),),使使使使T T细胞增殖。细胞增殖。细胞增殖。细胞增殖。G1-S G1-S G1-S G1-S phase.phase.phase.phase.FK506治疗方案中加用钙离子拮抗剂治疗方案中加用钙离子拮抗剂(CCB)1.降压作用。降压作用。2.2.FK506所致肾毒性与其收缩血管作用有关。所致肾毒性与其收缩血管作用有关。 CCB能够拮抗能够拮抗FK506缩血管作用缩血管作用, ,减轻肾毒减轻肾毒性。性。3.3.CCB与与FK506均需经细胞色素均需经细胞色素P450代谢。代谢。 这种竟争性作用能增加这种竟争性作用能增加FK506浓度，减少用浓度，减少用药量，同时也使其副作用减少。药量，同时也使其副作用减少。FK506治疗方案中加用钙离子拮抗剂治疗方案中加用钙离子拮抗剂(CCB)4.CCB可以通过调节细胞浆内可以通过调节细胞浆内Ca+的浓度的浓度, , 调控相关基因的表达调控相关基因的表达, ,调节免疫反应。调节免疫反应。5.5.在免疫抑制剂治疗方案中加入在免疫抑制剂治疗方案中加入CCB, ,能使能使 移植一年存活率提高移植一年存活率提高5-10%。FK506疗效个体间差异疗效个体间差异（PharmacogeneticsPharmacogenetics） FKBP12基因多态性基因多态性 细胞色素细胞色素P450基因多态性基因多态性 FK506血药浓度的个体差异与药物代谢血药浓度的个体差异与药物代谢和作用途径特定分子的基因多态性有关。和作用途径特定分子的基因多态性有关。根据基因型筛查不敏感病人有可能提高疗根据基因型筛查不敏感病人有可能提高疗效，减少副作用。效，减少副作用。药物在临床应用中的评价和选择药物的疗效药物的疗效药物的副作用药物的副作用病人服药的顺应性病人服药的顺应性结束结束