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《家禽抗肿瘤和抗病素养感染新制剂—干扰素》

时间:2006-11-27栏目:西医学论文

[论文]    家禽肿瘤和病毒感染性疾病的治疗一直是困惑禽病防治的难题之一。至今仍未有一类药物能特异性地有效杀灭家禽病毒性病原,干扰和抑制其病原的复制。据报道,中药制剂对某些病毒性禽病具有较好的治疗作用,但其作用机理不尽祥析。细胞因子干扰素(Interferon,IFN)的出现及其临床试验证明,该类细胞因子在病毒性禽病和禽肿瘤的治疗上极具临床应用前景。1957年Isaacs和Lindenmann首先发现了病毒干扰现象,即病毒感染的细胞能产生一种因子。作用于其他细胞干扰病毒的复制,因而命名为干扰素。目前已知干扰素并不能直接杀伤病毒,而是诱导宿主细胞产生数种酶,干扰病毒的基因转录或病毒蛋白组分的翻译。根据产生干扰素细胞的来源不同、理化性质和生物学活性的差异;可分为α-干扰素(Interferon α,IFN一α)、β-干扰素(IFN-β)、γ-干扰素(IFN-γ)。

家禽是否存在干扰素及是否存在有类似于哺乳动物的各类干扰素,一直是近年来有争议的问题。1994年。Sckellick等克隆到鸡胚成纤维细胞干扰素基因。该cDNA编码区全长579bp。编码162个氨基酸。前31个为信号肽。成熟的IFN含有131个氨基酸,分子量为14.5KU。其DNA与哺乳动物Ⅰ型IFN只有43%的序列同源性,与IFN-Ⅴ的同源性为31%。1997年Lamdrecht等根据Sckellick发展的干扰素序列设计引物,通过PCR扩增得到丝裂原刺激的鸡脾淋巴细胞产生的干扰素基因,在大肠杆菌及真核细胞内表达可产生具有生活活性的IFN。

1干扰素的产生

IFN-α和IFN-β有许多相似之处:①两种IFN基因来自同一个祖先基因(commonancester  gene);②由产生;③结合相同的受体并发挥相似的生物学作用。IFN-α/β以往称为Ⅰ型IFN,主要由白细胞、成纤维细胞等在细菌、DNA或RNA病毒、多聚肌苷酸、多聚胞苷酸(polyI-C)、多核苷酸等刺激物诱导下产生。IFN-γ主要由活化的T细胞产生,在小鼠。由ThI亚群产生。当抗原、PHA或ConA刺激后、T细胞分泌IFN-γ,通常与白细胞介素-2(IL-2)的产生相一致、目前认为巨噬细胞活化因子(MAF)的主要活性存在于IFN-γ中。此外,活性NK细胞亦可产生IFN-γ。

2干扰素的分子结构和基因

IFN-α和IFN-β基因位于人9号染色体和小鼠的4号染色体。并连锁在一起。IFN-α基因至少有20个,成串排列在一个区域,元内含子。同一种属IFN-α不同基国产物其氨基酸同源性≥80%。人和小鼠IFN-β基因只有一个,无内含子,与IFN-α基因连锁在一起。IFN-β与IFN-α氨基酸组成的26%-30%同源性。IFN-α由两个亚族组成,分别称为IFN-α1和IFN-α2,其中IFN-α1至少由20个有功能的基因成员。目前只有90%左右的同源性,IFN-α2亚族有5-6个基因成员,目前只发现l个有功能的基因,其余是假基因。人和小鼠IFN-γ在DNA水平上,有65%左右的分子由143个氨基酸组成,糖蛋白以同源双体存在,分子量为40Kda,其生物学作用有严格的种属特异性。

3干扰素的受体

一般认为,IFN-α和IFN-β结构相同的受体,IFN-α/βR基因定位于21号染色体。受体的亲和力Kd在10-9—10-10M之间。受体膜外结构属细胞因子受体中干扰素受体素族。IFN-α/β受体分布相当广泛。包括单核细胞、巨噬细胞;多形核白细胞、B细胞、T细胞、血小板、上皮细胞、内皮细胞和肿瘤细胞等。IFN-γR基因定位于第6号染色体小鼠在第10号染色体,IFN-γ受体分布广泛。受体阳性细胞每个细胞约表达100—1000个受体。亲和力Kd在10-9—5×10-10M。裸肽分子量50Kda,糖基化后90Kda,其N末端与IFN-α/β受体有一定的同源性,具有种属特异性。目前认为。IFN-γR可能存在着第2条链。

4   干扰素的生物学作用

4.1   INF-α/β的生物学作用

4.1.1   抗病毒作用:IFN-α/β具有广谱抗病毒作用。其作用机理是:①通过抑制某些病毒的吸附、脱壳和最初的病毒核酸转录,病毒蛋白合成以及成熟病毒的释放等不同环节;②通过NK、巨噬细胞和CTL杀伤病毒感染相细胞。

4.1.2    抑制某些细胞的生长(cytostaic):如抑制成纤维细胞,上皮细胞、内皮细胞和造血细胞的增殖,其机制可能通过使细胞停留在GO/CI期,降低DNA合成,下调C-MYC、C-FOS等细胞原癌基因转录水平。下调某些生长因子受体表达,如EGF、R、胰岛素-IR和M-CSFR等。

4.1.3    免疫调节作用;促进大多数细胞MHCI类抗原的表达,活化NK细胞和CTL。

4.1.4    抑制和杀伤肿瘤细胞;IF-Nα/β杀伤肿瘤细胞主要是通过促进机体免疫功能,提高巨噬细胞、NK和CTL的杀伤水平。

4.2 IFN-γ的生物学作用

4.2.1   诱导单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞、皮肤成纤维细胞、血管内皮细胞和星状细胞等MHCIT类抗原的表达,使其参与抗原提呈和特异性免疫的识别过程。此外,IFN-γ克上调内皮细胞Ⅰ-CAM-1(CD54)表达,促进巨噬细胞FcrR表达,协同诱导并促进巨噬细胞杀伤病原微生物。

4.2.2    促进LPS体外刺激小鼠B促进T细胞IL-2R表达。

4.2.3    协同IL-2诱导LAK活性,促进T细胞IL-2R表达。

4.2.4    诱导急性期蛋白合成,诱导髓样细胞分化。

5   干扰素抑制病毒复制的作用机理

有很多类型的细胞在被某些病毒感染几小时内就能产生干扰素,几天内就能达到高浓度,能在初次免疫反应尚未形成之前。发挥兔疫作用。干扰素有宿主细胞的基因编码。病毒感染细胞后、病毒遗传物质和宿主细胞核糖体作用。使靶细胞产生干扰素的编码基因去抑制,产干扰素。干扰素细胞内释放出来可保护与其接后的其他细胞下受感染。干扰素对未感染细胞的作用是通过对它们的DNA去抑制作用而实现的。由于这种去抑制作用,未感染细胞产生一种称作翻译——抑制——蛋白质(TIP)的物质,它可以阻止病毒RNA侵占细胞核糖体,因此抑制病毒的复制。病毒进入细胞→病毒RNA附着于宿主细胞核糖体→使形成干扰素mRNA的宿主细胞DNA顺反子去

抑制→干扰素mRNA刺激干扰素产生→干扰素进入细胞→使形成翻译抑制蛋白质。mRNA的细胞DNA顺反子去抑制→TIP形成并结合到核糖体→TIP阻止病毒RNA结合到核糖体

6   干扰素的临床作用

IFN是第一个应用于临床的基因工程产品;目前IFN-α、IFN-β、IFN-γ都有基因工程产物,40多个国家使用干扰素制剂。治疗30多种疾病、但主要是用于临床肿瘤和病毒性感染等治疗。与之相类似。IFN在家禽肿瘤和病毒性疾病的临床治疗上也有极其广泛的应用前景,(见表1)主要表现在以下两方面:

6.1   治疗病毒性感染

6.2   抗肿瘤:IFN抗肿瘤的机理是:①抑制肿瘤细胞增殖;②

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