《家禽抗腫瘤和抗病素養(yǎng)感染新制劑—干擾素》

[論文]

家禽腫瘤和病毒感染性疾病的治療一直是困惑禽病防治的難題之一。至今仍未有一類藥物能特異性地有效殺滅家禽病毒性病原，干擾和抑制其病原的復(fù)制。據(jù)報道，中藥制劑對某些病毒性禽病具有較好的治療作用，但其作用機(jī)理不盡祥析。細(xì)胞因子干擾素（Interferon，IFN）的出現(xiàn)及其臨床試驗證明，該類細(xì)胞因子在病毒性禽病和禽腫瘤的治療上極具臨床應(yīng)用前景。1957年Isaacs和Lindenmann首先發(fā)現(xiàn)了病毒干擾現(xiàn)象，即病毒感染的細(xì)胞能產(chǎn)生一種因子。作用于其他細(xì)胞干擾病毒的復(fù)制，因而命名為干擾素。目前已知干擾素并不能直接殺傷病毒，而是誘導(dǎo)宿主細(xì)胞產(chǎn)生數(shù)種酶，干擾病毒的基因轉(zhuǎn)錄或病毒蛋白組分的翻譯。根據(jù)產(chǎn)生干擾素細(xì)胞的來源不同、理化性質(zhì)和生物學(xué)活性的差異；可分為α-干擾素（Interferon α，IFN一α）、β-干擾素（IFN-β）、γ-干擾素（IFN-γ）。

家禽是否存在干擾素及是否存在有類似于哺乳動物的各類干擾素，一直是近年來有爭議的問題。1994年。Sckellick等克隆到雞胚成纖維細(xì)胞干擾素基因。該cDNA編碼區(qū)全長579bp。編碼162個氨基酸。前31個為信號肽。成熟的IFN含有131個氨基酸，分子量為14.5KU。其DNA與哺乳動物Ⅰ型IFN只有43%的序列同源性，與IFN－Ⅴ的同源性為31%。1997年Lamdrecht等根據(jù)Sckellick發(fā)展的干擾素序列設(shè)計引物，通過PCR擴(kuò)增得到絲裂原刺激的雞脾淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的干擾素基因，在大腸桿菌及真核細(xì)胞內(nèi)表達(dá)可產(chǎn)生具有生活活性的IFN。

1干擾素的產(chǎn)生

IFN－α和IFN－β有許多相似之處：①兩種IFN基因來自同一個祖先基因（commonancester

gene）；②由產(chǎn)生；③結(jié)合相同的受體并發(fā)揮相似的生物學(xué)作用。IFN-α/β以往稱為Ⅰ型IFN，主要由白細(xì)胞、成纖維細(xì)胞等在細(xì)菌、DNA或RNA病毒、多聚肌苷酸、多聚胞苷酸（polyI-C）、多核苷酸等刺激物誘導(dǎo)下產(chǎn)生。IFN-γ主要由活化的T細(xì)胞產(chǎn)生，在小鼠。由ThI亞群產(chǎn)生。當(dāng)抗原、PHA或ConA刺激后、T細(xì)胞分泌IFN-γ，通常與白細(xì)胞介素-2（IL－2）的產(chǎn)生相一致、目前認(rèn)為巨噬細(xì)胞活化因子（MAF）的主要活性存在于IFN-γ中。此外，活性NK細(xì)胞亦可產(chǎn)生IFN－γ。

2干擾素的分子結(jié)構(gòu)和基因

IFN-α和IFN－β基因位于人9號染色體和小鼠的4號染色體。并連鎖在一起。IFN-α基因至少有20個，成串排列在一個區(qū)域,元內(nèi)含子。同一種屬IFN-α不同基國產(chǎn)物其氨基酸同源性≥80%。人和小鼠IFN-β基因只有一個，無內(nèi)含子，與IFN－α基因連鎖在一起。IFN-β與IFN-α氨基酸組成的26%-30%同源性。IFN－α由兩個亞族組成，分別稱為IFN－α1和IFN－α2，其中IFN-α1至少由20個有功能的基因成員。目前只有90%左右的同源性，IFN－α2亞族有5－6個基因成員，目前只發(fā)現(xiàn)l個有功能的基因，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個氨基酸組成，糖蛋白以同源雙體存在，分子量為40Kda，其生物學(xué)作用有嚴(yán)格的種屬特異性。

3干擾素的受體

一般認(rèn)為，IFN-α和IFN-β結(jié)構(gòu)相同的受體，IFN-α/βR基因定位于21號染色體。受體的親和力Kd在10-9—10-10M之間。受體膜外結(jié)構(gòu)屬細(xì)胞因子受體中干擾素受體素族。IFN－α/β受體分布相當(dāng)廣泛。包括單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞；多形核白細(xì)胞、B細(xì)胞、T細(xì)胞、血小板、上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞等。IFN－γR基因定位于第6號染色體小鼠在第10號染色體，IFN－γ受體分布廣泛。受體陽性細(xì)胞每個細(xì)胞約表達(dá)100—1000個受體。親和力Kd在10-9—5×10-10M。裸肽分子量50Kda，糖基化后90Kda，其N末端與IFN－α/β受體有一定的同源性，具有種屬特異性。目前認(rèn)為。IFN-γR可能存在著第2條鏈。

4

干擾素的生物學(xué)作用

4.1

INF-α/β的生物學(xué)作用

4.1.1

抗病毒作用：IFN-α/β具有廣譜抗病毒作用。其作用機(jī)理是：①通過抑制某些病毒的吸附、脫殼和最初的病毒核酸轉(zhuǎn)錄，病毒蛋白合成以及成熟病毒的釋放等不同環(huán)節(jié)；②通過NK、巨噬細(xì)胞和CTL殺傷病毒感染相細(xì)胞。

4.1.2

抑制某些細(xì)胞的生長（cytostaic）：如抑制成纖維細(xì)胞，上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和造血細(xì)胞的增殖，其機(jī)制可能通過使細(xì)胞停留在GO/CI期，降低DNA合成，下調(diào)C-MYC、C-FOS等細(xì)胞原癌基因轉(zhuǎn)錄水平。下調(diào)某些生長因子受體表達(dá)，如EGF、R、胰島素-IR和M-CSFR等。

4.1.3

免疫調(diào)節(jié)作用；促進(jìn)大多數(shù)細(xì)胞MHCI類抗原的表達(dá)，活化NK細(xì)胞和CTL。

4.1.4

抑制和殺傷腫瘤細(xì)胞；IF－Nα/β殺傷腫瘤細(xì)胞主要是通過促進(jìn)機(jī)體免疫功能，提高巨噬細(xì)胞、NK和CTL的殺傷水平。

4.2IFN-γ的生物學(xué)作用

4.2.1

誘導(dǎo)單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、皮膚成纖維細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞和星狀細(xì)胞等MHCIT類抗原的表達(dá)，使其參與抗原提呈和特異性免疫的識別過程。此外，IFN-γ克上調(diào)內(nèi)皮細(xì)胞Ⅰ-CAM-1（CD54）表達(dá)，促進(jìn)巨噬細(xì)胞FcrR表達(dá)，協(xié)同誘導(dǎo)并促進(jìn)巨噬細(xì)胞殺傷病原微生物。

4.2.2

促進(jìn)LPS體外刺激小鼠B促進(jìn)T細(xì)胞IL－2R表達(dá)。

4.2.3

協(xié)同IL-2誘導(dǎo)LAK活性，促進(jìn)T細(xì)胞IL-2R表達(dá)。

4.2.4

誘導(dǎo)急性期蛋白合成，誘導(dǎo)髓樣細(xì)胞分化。

5

干擾素抑制病毒復(fù)制的作用機(jī)理

有很多類型的細(xì)胞在被某些病毒感染幾小時內(nèi)就能產(chǎn)生干擾素，幾天內(nèi)就能達(dá)到高濃度，能在初次免疫反應(yīng)尚未形成之前。發(fā)揮兔疫作用。干擾素有宿主細(xì)胞的基因編碼。病毒感染細(xì)胞后、病毒遺傳物質(zhì)和宿主細(xì)胞核糖體作用。使靶細(xì)胞產(chǎn)生干擾素的編碼基因去抑制，產(chǎn)干擾素。干擾素細(xì)胞內(nèi)釋放出來可保護(hù)與其接后的其他細(xì)胞下受感染。干擾素對未感染細(xì)胞的作用是通過對它們的DNA去抑制作用而實現(xiàn)的。由于這種去抑制作用，未感染細(xì)胞產(chǎn)生一種稱作翻譯——抑制——蛋白質(zhì)（TIP）的物質(zhì)，它可以阻止病毒RNA侵占細(xì)胞核糖體，因此抑制病毒的復(fù)制。病毒進(jìn)入細(xì)胞→病毒RNA附著于宿主細(xì)胞核糖體→使形成干擾素mRNA的宿主細(xì)胞DNA順反子去抑制→干擾素mRNA刺激干擾素產(chǎn)生→干擾素進(jìn)入細(xì)胞→使形成翻譯抑制蛋白質(zhì)。mRNA的細(xì)胞DNA順反子去抑制→TIP形成并結(jié)合到核糖體→TIP阻止病毒RNA結(jié)合到核糖體

6

干擾素的臨床作用

IFN是第一個應(yīng)用于臨床的基因工程產(chǎn)品；目前IFN－α、IFN-β、IFN－γ都有基因工程產(chǎn)物，40多個國家使用干擾素制劑。治療30多種疾病、但主要是用于臨床腫瘤和病毒性感染等治療。與之相類似。IFN在家禽腫瘤和病毒性疾病的臨床治療上也有極其廣泛的應(yīng)用前景，（見表1）主要表現(xiàn)在以下兩方面：

6.1

治療病毒性感染

6.2

抗腫瘤：IFN抗腫瘤的機(jī)理是：①抑制腫瘤細(xì)胞增殖；②誘導(dǎo)CTL、NK等殺傷細(xì)胞。并協(xié)間IL-2增強(qiáng)LAK活性；③誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞表達(dá)MHCI類抗原，增加對殺傷細(xì)胞的敏感性。

表1：干擾素在家禽病毒感染及腫瘤疾病治療上的應(yīng)用

腫

瘤

性

疾

病

疾病

馬立克氏病

白血病

網(wǎng)狀內(nèi)皮組織增殖病

火雞淋巴細(xì)胞增殖病

病因不明的腫瘤病

病

毒

性

疾

病

喉氣管炎

雞新城疫

腦脊髓炎

流感

腺病毒感染

雞痘

病毒性腸炎感染

呼腸孤病毒感染

傳染性法氏囊病

傳染性支氣管炎

傳染小病毒感染

傳染性貧血

病毒性肝為