细胞因子的临床应用细胞因子的临床应用上海市第六人民医院上海市第六人民医院 李志强李志强根据细胞因子的主要功能可将临床根据细胞因子的主要功能可将临床应用的细胞因子分为四大类：应用的细胞因子分为四大类：（）抗病毒及抑制细胞生长制剂，（）抗病毒及抑制细胞生长制剂，IFN IFN a a、b b、g g 三类，还有亚类。三类，还有亚类。（）调控细胞生长制剂（）调控细胞生长制剂IL-1IL-1至至IL-12 IL-12 。（）（）特异性调控细胞的生长制剂，特异性调控细胞的生长制剂，如髓系细胞生长因子，包括如髓系细胞生长因子，包括IL-3IL-3、GM-CSF GM-CSF 、G-CSFG-CSF、M-CSFM-CSF、EPO TPOEPO TPO等。等。（）抑制细胞生长或直接杀伤细（）抑制细胞生长或直接杀伤细胞的能力制剂，胞的能力制剂，TNFTNF等。等。一、粒细胞集落刺激因子一、粒细胞集落刺激因子 在骨髓造血干细胞进行分化、在骨髓造血干细胞进行分化、增殖过程中，需要造血因子是集落增殖过程中，需要造血因子是集落刺激因子（简称刺激因子（简称CSF)CSF)。包括：。包括：粒细胞集落刺激因子、粒细胞集落刺激因子、粒细胞粒细胞- -巨噬细胞集落刺激因子、巨噬细胞集落刺激因子、巨噬细胞集落刺激因、巨噬细胞集落刺激因、白细胞介素白细胞介素3 3 等。等。G-CSFG-CSF较特异地作用于粒细胞和较特异地作用于粒细胞和巨噬细胞的巨噬细胞的前驱细胞前驱细胞( (简称简称CFU-CFU-GM)GM)。促进其增殖及分化，促进其增殖及分化，增加中性粒细胞计数，增加中性粒细胞计数，促进中性粒细胞游走、吞噬及促进中性粒细胞游走、吞噬及杀菌能力。杀菌能力。 人人G-CSFG-CSF基因位于基因位于1717号染色号染色体体q21-q22q21-q22上。上。 G-CSF G-CSF 由单核巨噬细胞、血由单核巨噬细胞、血管内皮细胞、成纤维细胞、骨髓管内皮细胞、成纤维细胞、骨髓间质细胞、中性粒细胞产生。间质细胞、中性粒细胞产生。G-CSF G-CSF 对其靶细胞具有以下作用：对其靶细胞具有以下作用：（1 1）对多能造血干细胞的作用：）对多能造血干细胞的作用： 缩短多能造血干细胞的静止期缩短多能造血干细胞的静止期(Go (Go 期期) )，诱导其进入细胞周期，与，诱导其进入细胞周期，与IL-3IL-3作用叠加，促进干细胞集落的作用叠加，促进干细胞集落的形成。形成。（2 2）对粒细胞、巨噬细胞系前驱细）对粒细胞、巨噬细胞系前驱细胞胞 ( CFU-GM) ( CFU-GM) 的作用：的作用：骨髓粒细胞系的骨髓粒细胞系的早幼粒细胞，早幼粒细胞，促促进其增殖、分化及成熟；进其增殖、分化及成熟；提高中性粒细胞碱性磷酸酶提高中性粒细胞碱性磷酸酶(NAP) (NAP) 活性；活性；促进中性粒细胞及干细胞释放于促进中性粒细胞及干细胞释放于外周血中。外周血中。（3 3）提高中性粒细胞机能作用：）提高中性粒细胞机能作用： G-CSF G-CSF 在增强对成熟红细胞补体在增强对成熟红细胞补体(C3b) (C3b) 受体膜表达；受体膜表达；提高对外来异物的粘着能力。提高对外来异物的粘着能力。（4 4）对单核细胞的作用：对单核细胞的作用： G-CSFG-CSF可诱导单核细胞的游可诱导单核细胞的游走。走。（5 5）对血管内皮细胞的作用：）对血管内皮细胞的作用： 诱导血管内皮细胞的游走及诱导血管内皮细胞的游走及增殖，与组织的修复相关。增殖，与组织的修复相关。粒细胞巨噬细胞集落激因子粒细胞巨噬细胞集落激因子(GM-(GM-CSF)CSF)是由是由T T细胞、单核巨噬细胞、内皮细胞、单核巨噬细胞、内皮细胞、成纤维细胞受抗原刺激诱导产细胞、成纤维细胞受抗原刺激诱导产生的。生的。 GM-CSFGM-CSF还具有对前成红细胞系的前驱还具有对前成红细胞系的前驱细胞细胞(BFU-E)(BFU-E)的刺激作用及对巨核细胞的刺激作用及对巨核细胞系驱细胞的刺激作用系驱细胞的刺激作用(Meg-CSF)(Meg-CSF)。 GM-CSFGM-CSF是以较未成熟的前驱是以较未成熟的前驱细胞为靶细胞的造血因子，较细胞为靶细胞的造血因子，较之之G-CSFG-CSF更更广泛广泛的生物作用。但的生物作用。但对对中性粒细胞中性粒细胞系的作用，仍以系的作用，仍以G-CSFG-CSF特异而且迅速。特异而且迅速。应用于应用于增加造血干细胞移植时中性粒细胞计增加造血干细胞移植时中性粒细胞计数。数。恶性肿瘤化放疗法（恶性淋巴瘤、急恶性肿瘤化放疗法（恶性淋巴瘤、急性白血病、肺癌、卵巢癌等）所致的中性白血病、肺癌、卵巢癌等）所致的中性粒细胞减少症；性粒细胞减少症；骨髓增生异常综合症、再生障碍性贫骨髓增生异常综合症、再生障碍性贫血时中性粒细胞计数减少；血时中性粒细胞计数减少；先天性、特发性中性粒细胞减少症。先天性、特发性中性粒细胞减少症。二、干扰素二、干扰素 19571957年年IssacsIssacs和和LindenmannLindenmann用流感病毒干扰鸡胚绒毛尿囊膜用流感病毒干扰鸡胚绒毛尿囊膜细胞，产生一种能使未受过感染细胞，产生一种能使未受过感染的细胞产生对病毒有抵抗能力的的细胞产生对病毒有抵抗能力的蛋白，故命名为干扰素蛋白，故命名为干扰素( (简称简称IFN)IFN)。根据抗原特异性和分子结构将其根据抗原特异性和分子结构将其分为分为 、 、 三大三大类，由于干扰类，由于干扰素的核苷酸与氨基酸的顺序不一，素的核苷酸与氨基酸的顺序不一，又可分为多种亚型。又可分为多种亚型。 干扰素基因位于干扰素基因位于9 9号染色体。号染色体。 干扰素基因位于干扰素基因位于9 9号染色体。号染色体。 干扰素基因位于干扰素基因位于6 6号染色体上。号染色体上。干扰素的作用：干扰素的作用：（1 1）激活了几种阻止病毒蛋白合成）激活了几种阻止病毒蛋白合成的酶。的酶。（2 2）由于干扰素的）由于干扰素的mRNAmRNA，从而影响从而影响病毒在细胞内复制增殖。病毒在细胞内复制增殖。（3 3）激活了淋巴细胞非特异性细胞）激活了淋巴细胞非特异性细胞毒作用，激活毒作用，激活NKNK细胞。细胞。（4 4）巨噬细胞被激活，对肿瘤细胞）巨噬细胞被激活，对肿瘤细胞有细胞毒作用。有细胞毒作用。（5 5）调节主要组织相容复合物）调节主要组织相容复合物(MHC)(MHC)的抗原表达，调节的抗原表达，调节T T淋巴细胞淋巴细胞对外来抗原的识别。对外来抗原的识别。干扰素对造血的影响干扰素对造血的影响干扰素能抑制髓系细胞集落形成、干扰素能抑制髓系细胞集落形成、B B淋巴细胞的增殖以及髓系细胞的淋巴细胞的增殖以及髓系细胞的分化；分化；干扰素能激活巨噬细胞、淋巴细干扰素能激活巨噬细胞、淋巴细胞和自然杀伤细胞（胞和自然杀伤细胞（NKNK细胞），刺细胞），刺激产生白细胞介素激产生白细胞介素（ILIL1 1）。）。干扰素能影响血小板衍化生长干扰素能影响血小板衍化生长因子，转移生长因子和表皮生长因子，转移生长因子和表皮生长因子的作用，从而影响纤维原细因子的作用，从而影响纤维原细胞的增生。胞的增生。 抑制骨髓网硬蛋白纤维化抑制骨髓网硬蛋白纤维化。实验研究证明实验研究证明低浓度干扰素可刺激造血，低浓度干扰素可刺激造血，是通过促进人外周血单个核细是通过促进人外周血单个核细胞分泌克隆刺激因子（胞分泌克隆刺激因子（CSFCSF）；）；高浓度干扰素则可抑制造血，高浓度干扰素则可抑制造血，可能是阻滞祖细胞以下阶段细可能是阻滞祖细胞以下阶段细胞的成熟、分化。胞的成熟、分化。例如：例如：应用干扰素后导致血细胞下应用干扰素后导致血细胞下降，停用干扰素后降，停用干扰素后24247272小时可小时可恢复，在如此短时间内恢复提示恢复，在如此短时间内恢复提示可能存在白细胞在体内重新分布可能存在白细胞在体内重新分布有关。有关。 一般应用干扰素后，外周血一般应用干扰素后，外周血象在部分病例有所下降，其程度象在部分病例有所下降，其程度与剂量、疗效呈正相关。与剂量、疗效呈正相关。可引起血象下降剂量为每日每公可引起血象下降剂量为每日每公斤体重斤体重10104 410105 5单位以上。单位以上。干扰素对造血抑制最敏感的是：干扰素对造血抑制最敏感的是：粒细胞、其次是血小板，而对红细粒细胞、其次是血小板，而对红细胞的抑制作用最弱。胞的抑制作用最弱。具有可逆性。具有可逆性。干扰素临床应用干扰素临床应用 血液系统疾病的治疗中，包括：血液系统疾病的治疗中，包括：毛细胞白血病；慢性髓细胞性白细胞；毛细胞白血病；慢性髓细胞性白细胞；非霍奇金淋巴瘤；多发性骨髓瘤；骨非霍奇金淋巴瘤；多发性骨髓瘤；骨髓增生异常综合症；真性红细胞增多；髓增生异常综合症；真性红细胞增多；B B细胞型慢性淋巴细胞白血病；骨髓纤细胞型慢性淋巴细胞白血病；骨髓纤维化伴髓外化生者等。维化伴髓外化生者等。干扰素的毒性和副作用干扰素的毒性和副作用严重程度与剂量和用药次数相严重程度与剂量和用药次数相关。关。个体差异。个体差异。自限性。自限性。（一）小剂量干扰素可引起发热反（一）小剂量干扰素可引起发热反应，有时伴有轻度寒战和肌肉痛、应，有时伴有轻度寒战和肌肉痛、头痛、关节痛、疲劳感等，一般注头痛、关节痛、疲劳感等，一般注射后射后2 24 4小时出现，常见于首次用小时出现，常见于首次用药后。药后。（二）精神抑郁、嗜睡、健忘、偏（二）精神抑郁、嗜睡、健忘、偏头痛。头痛。（三）厌食，恶心等消化系统症状，最（三）厌食，恶心等消化系统症状，最终导致体重下降。终导致体重下降。（四）常伴心动过速，故心功能不全的（四）常伴心动过速，故心功能不全的患者使用干扰素就有可能发生充血性心患者使用干扰素就有可能发生充血性心衰的危险，特别是在延长使用时间后易衰的危险，特别是在延长使用时间后易于发生。然而，干扰素对心肌细胞无直于发生。然而，干扰素对心肌细胞无直接作用。接作用。（五）白细胞数减少是最常见的副作用，（五）白细胞数减少是最常见的副作用，但停药后可很快自行恢复。但停药后可很快自行恢复。（六）蛋白尿是最常见泌尿系统症状，（六）蛋白尿是最常见泌尿系统症状，但与剂量无关。但与剂量无关。（七）干扰素是一种蛋白质，具有免疫（七）干扰素是一种蛋白质，具有免疫原性，可引起抗体产生。原性，可引起抗体产生。 临床上，肿瘤复发与干扰素中和抗临床上，肿瘤复发与干扰素中和抗体的形成有关。使用重组干扰素发生这体的形成有关。使用重组干扰素发生这种情况时，可该用天然干扰素可使肿瘤种情况时，可该用天然干扰素可使肿瘤重新缓解重新缓解。 三、三、促红细胞生成素促红细胞生成素 促红细胞生成素（促红细胞生成素（EPOEPO）是第一个是第一个被发现的造血刺激因子，是调节红细胞被发现的造血刺激因子，是调节红细胞生成的主要激素。生成的主要激素。 19771977年年MiyakaMiyaka等从人尿中成功地分等从人尿中成功地分离纯化离纯化EPOEPO，但天然含量较少。但天然含量较少。 19851985年通过基因重组在哺乳动物细年通过基因重组在哺乳动物细胞中获得了高效表达胞中获得了高效表达。 重组重组EPOEPO（rhEPOrhEPO）与天然与天然EPOEPO的的结构和生物学作用相似。结构和生物学作用相似。 EPOEPO基因位于基因位于7 7号染色体。号染色体。 EPOEPO通过作用于通过作用于前期成红细胞前期成红细胞的前驱细胞（的前驱细胞（BFUBFUE E）和和后期成红后期成红细胞的前驱细胞（细胞的前驱细胞（CFUCFUE E）的增殖的增殖和分化，调节和维持体内血中红和分化，调节和维持体内血中红细胞数，而细胞数，而EPOEPO的结合量又随着的结合量又随着细胞的成熟而直线上升。细胞的成熟而直线上升。 贫血的患者在使用贫血的患者在使用EPOEPO后，骨后，骨髓中的髓中的BFUBFUE E数量明显增加，而数量明显增加，而且且DNADNA合成效率也提高。合成效率也提高。 肾衰晚期的患者在使用肾衰晚期的患者在使用EPOEPO后，后，血小板数量普遍增加。血小板数量普遍增加。临床应用临床应用肾性贫血疗效非常肯定，是一种替代肾性贫血疗效非常肯定，是一种替代治疗。治疗。非肾性贫血包括非肾性贫血包括: : 骨髓增生异常综合骨髓增生异常综合症（症（MDSMDS）, , 再生障碍性贫血（再生障碍性贫血（AAAA）多多发性骨髓瘤（发性骨髓瘤（MMMM）, ,非霍奇金淋巴瘤非霍奇金淋巴瘤（NHLNHL）造血干细胞移植，实体肿瘤性造血干细胞移植，实体肿瘤性贫血等。贫血等。四、血小板生成素四、血小板生成素TPOTPO的产生部位现较公认的器的产生部位现较公认的器官为肝、肾、大脑。官为肝、肾、大脑。TPOTPO既有刺激巨核细胞增殖作既有刺激巨核细胞增殖作用，又有促进巨核细胞成熟产用，又有促进巨核细胞成熟产生血小板的功能。生血小板的功能。 在临床治疗工作中，血小板减在临床治疗工作中，血小板减少，到目前为止只能依赖输注血少，到目前为止只能依赖输注血小板浓缩液或单采血小板。小板浓缩液或单采血小板。 多人份血小板浓缩液注极易引多人份血小板浓缩液注极易引起产生抗血小板抗体，导致输血起产生抗血小板抗体，导致输血反应。另外，又可抑制内源性反应。另外，又可抑制内源性TPOTPO产生，延缓血小板恢复。产生，延缓血小板恢复。TPOTPO的分子生物学特性的分子生物学特性产生部位：肝、肾脏、大脑等。产生部位：肝、肾脏、大脑等。内源性内源性TPOTPO：人：人TPOTPO基因位于基因位于3 3号染色号染色体，相对分子质量为为体，相对分子质量为为3636 10103 3。 基因重组基因重组TPOTPO：经酶切及糖基化等加：经酶切及糖基化等加工修饰，由工修饰，由332332个氨基酸的组成，相个氨基酸的组成，相对分子质量为对分子质量为60-70 60-70 10 103 3。 TPO的作用机理的作用机理诱导造血干细胞诱导造血干细胞 向巨核细胞分化；向巨核细胞分化；刺激巨核细胞增殖和核内复制；刺激巨核细胞增殖和核内复制； 增加巨核细胞的胞浆底物，最终形增加巨核细胞的胞浆底物，最终形成碎片；成碎片；促进血小板的生成；促进血小板的生成；释放功能性循环血小板。释放功能性循环血小板。TPO的主要作用的主要作用TPOPtateletTPOIL-11EPOMegakaryocyteTPOIL-3EPOMeg-Progenitor cellSCFSCFIL-3GM-CSFTPOIL-1IL-3IL-6Flt3SCFGM-CSFTPOCFU-MegCFU-GEMM临床研究临床研究肿瘤肿瘤放化疗诱发的严重血小板减少放化疗诱发的严重血小板减少大剂量化疗配合外周血干细胞动员大剂量化疗配合外周血干细胞动员自体骨髓移植血小板的动员自体骨髓移植血小板的动员慢性慢性血小板减少（血小板减少（HIVHIV、 ITP )ITP )肝脏疾病肝脏疾病特比澳（特比澳（TPO)TPO)三期临床试验三期临床试验接受化疗的恶性淋巴瘤、支气管肺癌患者或其接受化疗的恶性淋巴瘤、支气管肺癌患者或其它实体肿瘤患者它实体肿瘤患者; ;诱导缓解后接受巩固治疗的急性白血病。诱导缓解后接受巩固治疗的急性白血病。ITPITP慢性难治性慢性难治性ITPITP患者患者病程病程66个月；个月；经正规糖皮质激素和达那唑、免疫抑制剂治疗经正规糖皮质激素和达那唑、免疫抑制剂治疗或脾切除术无效；或脾切除术无效；血小板计数血小板计数303010109 9/L/L。期临床试验的期临床试验的结论结论有效性有效性减低血小板下降程度和增高血小板恢复程度；减低血小板下降程度和增高血小板恢复程度；加速血小板计数恢复速度；加速血小板计数恢复速度；减少化疗后输注血小板次数和数量。减少化疗后输注血小板次数和数量。特比澳可一过性升高特比澳可一过性升高ITPITP患者的血小板计数，并能维持一段患者的血小板计数，并能维持一段时间。时间。安全性安全性不良反应轻，安全性较好。不良反应轻，安全性较好。 个别患者可出现一过性滴低度抗个别患者可出现一过性滴低度抗TPOTPO抗体，该抗体不具有抗体，该抗体不具有中和中和TPOTPO的活性。的活性。对对HbHb、WBCWBC、肝肾功能无明显影响。对血小板形态、聚集、肝肾功能无明显影响。对血小板形态、聚集功能和凝血功能无明显影响。功能和凝血功能无明显影响。五、五、肿瘤坏死因子肿瘤坏死因子 肿瘤坏死因子（肿瘤坏死因子（TNFTNF）是由激活是由激活的巨噬细胞产生，且在体内外能够特的巨噬细胞产生，且在体内外能够特异性杀伤某些肿瘤细胞，而对正常细异性杀伤某些肿瘤细胞，而对正常细胞不起作用。胞不起作用。巨噬细胞产生的命名为巨噬细胞产生的命名为TNFTNF ；淋巴细胞产生的命名为淋巴细胞产生的命名为TNFTNF 。 TNFTNF 和和 二者具有共同受体，生二者具有共同受体，生物活性相似，它们的基因定位于第物活性相似，它们的基因定位于第6 6号号染色体短臂。染色体短臂。 TNFTNF 能激活中性粒细胞的吞噬能激活中性粒细胞的吞噬功能和粘附在内皮细胞上的能力；还能功能和粘附在内皮细胞上的能力；还能使各种细胞诱生使各种细胞诱生GMGMCSFCSF，对体外培养对体外培养的各种造血祖细胞呈强烈的抑制作用。的各种造血祖细胞呈强烈的抑制作用。 TNFTNF杀伤肿瘤细胞还需要机杀伤肿瘤细胞还需要机体免疫系统的共同参与，除具有体免疫系统的共同参与，除具有直接杀伤肿瘤细胞作用外，还与直接杀伤肿瘤细胞作用外，还与多种效应细胞及细胞因子尤其是多种效应细胞及细胞因子尤其是IFNIFN 有关。有关。主要表现在三个方面：主要表现在三个方面：（1 1）对）对TNFTNF不敏感的肿瘤细胞合并使用不敏感的肿瘤细胞合并使用TNFTNF和和IFNIFN 产生细胞毒作用。产生细胞毒作用。（2 2）对）对TNFTNF敏感的肿瘤细胞、较低剂量敏感的肿瘤细胞、较低剂量的的TNFTNF和和IFNIFN 联合应用即可加强肿瘤联合应用即可加强肿瘤细胞的细胞毒作用。细胞的细胞毒作用。（3 3）体外合并使用）体外合并使用TNFTNF和和IFNIFN 可使可使靶细胞存活率大大下降。靶细胞存活率大大下降。副作用副作用（1 1）寒战、发热、关节疼痛、腹泻和暂时性）寒战、发热、关节疼痛、腹泻和暂时性体重下降。体重下降。（2 2）一过性转氨酶升高。）一过性转氨酶升高。（3 3）血小板白细胞减少。）血小板白细胞减少。停用后副作用即可消失。使用前应用消炎痛停用后副作用即可消失。使用前应用消炎痛等非特异性解热镇痛药可使发热反应减弱。等非特异性解热镇痛药可使发热反应减弱。TNFTNFa a在有肝功能不全、高血压、低血压或在有肝功能不全、高血压、低血压或有明显阻塞性呼吸道疾病患者中应当慎用。有明显阻塞性呼吸道疾病患者中应当慎用。 TNFTNF的毒副作用同时也存在两重的毒副作用同时也存在两重性：性：TNFTNF的抗肿瘤作用可由于体温升高的抗肿瘤作用可由于体温升高而更有效；血栓的形成可造成瘤细胞而更有效；血栓的形成可造成瘤细胞局部血流阻断而发生坏死。局部炎症局部血流阻断而发生坏死。局部炎症对肿瘤的消退也有重要作用。对肿瘤的消退也有重要作用。