User:Gaofeng Z/一型干扰素

概述

一型干扰素是在炎症反应，免疫调控，肿瘤细胞识别，和T细胞反应等过程中起重要作用的细胞因子。在人类基因组中，13个功能性干扰素基因聚集在9p21.3染色体区段内长约400 kb的部分。这个基因簇包括了13个阿尔法干扰素基因（分别为IFNA1，IFNA2，IFNA4，IFNA5，IFNA6，IFNA7，IFNA8，IFNA10，IFNA13，IFNA14，IFNA16，IFNA17和IFNA21），以及各一个的欧米茄（IFNW1），艾普西隆（IFNE），卡帕（IFNK），和贝塔（IFNB1）；另外还包括11个干扰素假基因。 干扰素和干扰素受体结合。所有的一型干扰素结合于同一类特定的细胞表面受体合体，称作阿尔法干扰素受体（IFNAR）。IFNAR是一个异源二聚体，由两个不同的亚基IFNAR1和IFNAR2组成。 所有的哺乳动物都能产生一型干扰素，而且在鸟类，爬行动物，两栖动物和鱼类中也发现了类似的同源物。

生产来源和功能

包括淋巴细胞（自然杀伤细胞，B细胞和T细胞），巨噬细胞，成纤维细胞，内皮细胞，成骨细胞在内的很多细胞类型都可以产生阿尔法和贝塔干扰素。这两种干扰素能够激活巨噬细胞和自然杀伤细胞内的干扰素调节因子3/7通路（IRF3/7）从而发挥抗病毒和抗肿瘤反应。浆细胞样树突状细胞在抗原的激活下是最为有效的一型干扰素生产者。欧米茄干扰素由在病毒感染或肿瘤浸润处的白细胞产生。 阿尔法干扰素通过改变下丘脑中温敏神经元的活动来产生发热反应。具体机制是结合神经元表面的阿片类受体从而使其释放前列腺素2。临床上有时使用类似的机制来缓解疼痛，因此阿尔法干扰素可以被用作止痛药。小鼠实验证实，贝塔干扰素抑制免疫细胞表达生长因子以减缓肿瘤生长；同时也抑制其他细胞生产促血管生长因子，从而进一步抑制肿瘤组织的血管发生。一型干扰素的负调节过程在小鼠和人体中都及其重要。目前已经发现一些内源性的调节物，比如SOCS1和AIP。

哺乳动物干扰素种类

目前已在多种哺乳动物体内发现了以下不同种类的一型干扰素，已命名的有阿尔法（α），贝塔（β），卡帕（κ），德尔塔（δ），伊普西隆（ε），陶（τ），欧米伽（ω），和泽塔干扰素（ζ，也称作限制蛋白 limitin）。其中的阿尔法，贝塔，和陶干扰素可以作用于不同的物种之中。【10】

阿尔法干扰素

阿尔法干扰素主要由浆细胞样树突状细胞（plasmacytoid dendritic cells，pDCs）产生来行使抗病毒天然免疫功效。阿尔法干扰素基因包括IFNA1, IFNA2, IFNA4, IFNA5, IFNA6, IFNA7, IFNA8, IFNA10, IFNA13, IFNA14, IFNA16, IFNA17, IFNA21等13个聚集在9号染色体上的13个基因。 人工合成的阿尔法干扰素可以用作治疗毛细胞白血病。国际非专有药名协会（INN）给其的专业名称为干扰素阿尔法（interferon alfa）。重组蛋白类型被命名为Interferon alfacon-1，而聚乙二醇化的产物则命名为聚乙二醇干扰素阿尔法2a和聚乙二醇干扰素阿尔法2b。 重组猫欧米伽干扰素是一种在临床兽医领域使用的猫科动物阿尔法干扰素（而并非名字所暗示的欧米伽干扰素）。

贝塔干扰素

成纤维细胞生产大量的贝塔干扰素并产生抗病毒天然免疫反应。目前已经发现两种贝塔干扰素基因，1（IFNB1）和3（IFNB3）。

伊普西隆，卡帕，陶，德尔塔，和泽塔干扰素

目前的人体研究似乎指向伊普西隆，卡帕，陶，和泽塔干扰素都来源于同一个IFNK基因的变种。相比之下，只有反刍动物能够产生陶干扰素（欧米伽干扰素的一个变种）。目前为止只发现了小鼠可以产生泽塔干扰素，而其同源物德尔塔干扰素存在于广大的非人灵长类动物和非啮齿类胎盘哺乳动物中。绝大部分但并非全部的胎盘哺乳动物可以产生功效型的伊普西隆和卡帕干扰素。

欧米伽干扰素

目前认为人体内的欧米伽干扰素只存在一个功效型基因（IFNW1），其余的七种（IFNWP2，4，5，9，15，18，19）均为假基因。相对比之下，很多非灵长类的哺乳动物可以产生多个欧米伽干扰素亚型。

纽干扰素（IFN-ν）

这种干扰素在人体中一般认为是假基因，但其可能在家猫的基因组里存在功效。在其他非猫科动物的胎盘哺乳动物体中也被认作是假基因；在某些物种体内，此假基因的序列和结构保存完整；而在其他一些物种里则经常发生突变甚至无法被鉴定出。

一型干扰素和癌症

临床疗法

1980年至今，一些干扰素亚型被用作标准的抗肿瘤免疫疗法，特别是阿尔法干扰素被美国食品药品监督管理局认可为抗肿瘤药物。目前，制药公司生产几种重组型或聚乙二醇化的阿尔法干扰素用作临床治疗，比如IFNα2a，IFNα2b和聚乙二醇化IFNα2b可以用作治疗毛细胞白血病，黑色素瘤，肾细胞癌，卡波西肉瘤，多发性骨髓瘤，滤泡性和非霍奇金淋巴瘤以及慢性髓细胞性白血病。贝塔干扰素在日本被用作治疗胶质母细胞瘤，髓母细胞瘤，星形细胞瘤和黑色素瘤。

癌症中干扰素基因簇的拷贝数变异

一个从9937个病人数据库进行的研究显示干扰素基因的拷贝数变异在24种不同的癌症类型的十分普遍。干扰素基因簇的缺失和一些肿瘤的死亡率增加有强相关行，尤其是发生在子宫，肾，和脑部等器官的癌症。肿瘤基因组图谱（PanCancer）也显示干扰素基因簇的缺失和肿瘤患者的整体存活率降低有关，比如胶质母细胞瘤患者的总体生存期限从93个月（二倍体）骤降至24个月。

一型干扰素的其他临床使用

和PD-1/PD-L1抑制剂共同使用

通过D-1/PD-L1抑制剂和一型干扰素的组合疗法，研究人员旨在解决多种耐药机制并增强整体抗肿瘤免疫反应。此方法已经通过临床前和临床检验并显示出针对黑色素瘤和肾细胞瘤良好的协同效应。这些研究揭示了肿瘤微环境中T细胞浸润和活化的增加、记忆T细胞的发展，并且能够延长患者生存期。

抗病毒疗法

由于干扰素具有强大的抗病毒功效，重组干扰素蛋白可以用来治疗慢性病毒感染。目前标准的抗慢性乙肝和丙肝病毒感染疗法就是使用聚乙二醇化阿尔法干扰素。

多发性硬化

目前有四种IFN-β1变体获得 FDA 批准用于治疗复发性多发性硬化症，但是此法并不适合用于治疗具有进行性、非复发性多发性硬化症的患者。尽管目前的具体作用机制还不清楚，但是贝塔干扰素可以减轻多发性硬化患者的脑部病变，增加抗炎症细胞因子生成，以及减少T细胞在脑部的浸润。

一型干扰素疗法副作用

一型干扰素治疗效果的主要限制因素之一是副作用发生率高。大约15%到40%经历干扰素疗法的患者会发展出重度抑郁症。相对少见的副作用还包括焦虑，嗜睡，精神病，和帕金森症。干扰素疗法导致的的情绪障碍可以通过停止治疗来逆转，而抑郁症可以通过选择性血清素再摄取抑制剂类抗抑郁药进行有效治疗。

一型干扰素病

一型干扰素病是一类遗传性自身炎症和自身免疫性疾病，特征是一型干扰素及其下游干扰素激活基因的上调。这类疾病的临床症状范围非常广泛，而且有时类似于胎儿的宫内病毒感染症状，尽管在一型干扰素病中这些症状并非由任何传染源引起。此类遗传病的病因在很大程度上仍不清楚，但在病人中发现的最常见的基因突变与核酸调控有关，因此大多数研究人员认为，这些突变是由于天然免疫系统无法区分宿主和外来入侵微生物的 DNA 和 RNA 而引起的。

非哺乳动物来源的一型干扰素

鸟类一型干扰素已被鉴定并初步分为三个亚型，分别为干扰素I、干扰素II 和干扰素III，但其亚型分类的精准确认仍有待对鸟类基因组进行更广泛的鉴定。 蜥蜴体内的功效型一型干扰素可以在蜥蜴基因组数据库中找到。 龟类一型干扰素已被纯化，并且它们与哺乳动物的同源物相似。 两栖动物一型干扰素的存在是通过发现编码其受体链的基因推断出来的，但是目前它们的蛋白尚未被纯化，其基因也尚未被克隆。 硬骨鱼类的一型干扰素首先在斑马鱼中克隆出来，随后在包括鲑鱼和鳜鱼在内的许多其他硬骨鱼类中也克隆出来。除少数例外，与鸟类以及尤其是哺乳动物的干扰素对比起来，硬骨鱼类干扰素以单基因形式存在（但是在多倍体鱼基因组中可以观察到多基因存在，这可能是由全基因组复制引起的）。与羊膜动物中的一型干扰素基因不同，硬骨鱼类一型干扰素基因含有内含子，并且其位置与其直系同源物（某些白细胞介素）的内含子位置相似。尽管存在这一重要基因结构差异，根据其蛋白质三维结构，这些鱼类干扰素依旧被归类为一型干扰素。在哺乳动物中，所有一型干扰素都与同一类受体复合物（IFNAR）结合，而不同种类的硬骨鱼一型干扰素则与不同的受体复合物结合。到目前为止，已在硬骨鱼中鉴定出若干一型干扰素（IFNa、b、c、d、e、f 和 h），某些物种中只存在一个亚型，比如绿河豚；而在鲑鱼中有多达六种亚型。此外最近还在鳜鱼中鉴定出的新亚型 IFNh。

一型干扰素

概述

一型干扰素是在炎症反应，免疫调控，肿瘤细胞识别，和T细胞反应等过程中起重要作用的细胞因子。在人类基因组中，13个功能性干扰素基因聚集在9p21.3染色体区段内长约400 kb的部分。这个基因簇包括了13个阿尔法干扰素基因（分别为IFNA1，IFNA2，IFNA4，IFNA5，IFNA6，IFNA7，IFNA8，IFNA10，IFNA13，IFNA14，IFNA16，IFNA17和IFNA21），以及各一个的欧米茄（IFNW1），艾普西隆（IFNE），卡帕（IFNK），和贝塔（IFNB1）；另外还包括11个干扰素假基因。 干扰素和干扰素受体结合。所有的一型干扰素结合于同一类特定的细胞表面受体合体，称作阿尔法干扰素受体（IFNAR）。IFNAR是一个异源二聚体，由两个不同的亚基IFNAR1和IFNAR2组成。 所有的哺乳动物都能产生一型干扰素，而且在鸟类，爬行动物，两栖动物和鱼类中也发现了类似的同源物。

生产来源和功能

包括淋巴细胞（自然杀伤细胞，B细胞和T细胞），巨噬细胞，成纤维细胞，内皮细胞，成骨细胞在内的很多细胞类型都可以产生阿尔法和贝塔干扰素。这两种干扰素能够激活巨噬细胞和自然杀伤细胞内的干扰素调节因子3/7通路（IRF3/7）从而发挥抗病毒和抗肿瘤反应。浆细胞样树突状细胞在抗原的激活下是最为有效的一型干扰素生产者。欧米茄干扰素由在病毒感染或肿瘤浸润处的白细胞产生。 阿尔法干扰素通过改变下丘脑中温敏神经元的活动来产生发热反应。具体机制是结合神经元表面的阿片类受体从而使其释放前列腺素2。临床上有时使用类似的机制来缓解疼痛，因此阿尔法干扰素可以被用作止痛药。小鼠实验证实，贝塔干扰素抑制免疫细胞表达生长因子以减缓肿瘤生长；同时也抑制其他细胞生产促血管生长因子，从而进一步抑制肿瘤组织的血管发生。一型干扰素的负调节过程在小鼠和人体中都及其重要。目前已经发现一些内源性的调节物，比如SOCS1和AIP。

哺乳动物干扰素种类

目前已在多种哺乳动物体内发现了以下不同种类的一型干扰素，已命名的有阿尔法（α），贝塔（β），卡帕（κ），德尔塔（δ），伊普西隆（ε），陶（τ），欧米伽（ω），和泽塔干扰素（ζ，也称作限制蛋白 limitin）。其中的阿尔法，贝塔，和陶干扰素可以作用于不同的物种之中。

阿尔法干扰素

阿尔法干扰素主要由浆细胞样树突状细胞（plasmacytoid dendritic cells，pDCs）产生来行使抗病毒天然免疫功效。阿尔法干扰素基因包括IFNA1, IFNA2, IFNA4, IFNA5, IFNA6, IFNA7, IFNA8, IFNA10, IFNA13, IFNA14, IFNA16, IFNA17, IFNA21等13个聚集在9号染色体上的13个基因。 人工合成的阿尔法干扰素可以用作治疗毛细胞白血病。国际非专有药名协会（INN）给其的专业名称为干扰素阿尔法（interferon alfa）。重组蛋白类型被命名为Interferon alfacon-1，而聚乙二醇化的产物则命名为聚乙二醇干扰素阿尔法2a和聚乙二醇干扰素阿尔法2b。 重组猫欧米伽干扰素是一种在临床兽医领域使用的猫科动物阿尔法干扰素（而并非名字所暗示的欧米伽干扰素）。

贝塔干扰素

成纤维细胞生产大量的贝塔干扰素并产生抗病毒天然免疫反应。目前已经发现两种贝塔干扰素基因，1（IFNB1）和3（IFNB3）。

伊普西隆，卡帕，陶，德尔塔，和泽塔干扰素

目前的人体研究似乎指向伊普西隆，卡帕，陶，和泽塔干扰素都来源于同一个IFNK基因的变种。相比之下，只有反刍动物能够产生陶干扰素（欧米伽干扰素的一个变种）。目前为止只发现了小鼠可以产生泽塔干扰素，而其同源物德尔塔干扰素存在于广大的非人灵长类动物和非啮齿类胎盘哺乳动物中。绝大部分但并非全部的胎盘哺乳动物可以产生功效型的伊普西隆和卡帕干扰素。

欧米伽干扰素

目前认为人体内的欧米伽干扰素只存在一个功效型基因（IFNW1），其余的七种（IFNWP2，4，5，9，15，18，19）均为假基因。相对比之下，很多非灵长类的哺乳动物可以产生多个欧米伽干扰素亚型。

纽干扰素（IFN-ν）

这种干扰素在人体中一般认为是假基因，但其可能在家猫的基因组里存在功效。在其他非猫科动物的胎盘哺乳动物体中也被认作是假基因；在某些物种体内，此假基因的序列和结构保存完整；而在其他一些物种里则经常发生突变甚至无法被鉴定出。

一型干扰素和癌症

临床疗法

1980年至今，一些干扰素亚型被用作标准的抗肿瘤免疫疗法，特别是阿尔法干扰素被美国食品药品监督管理局认可为抗肿瘤药物。目前，制药公司生产几种重组型或聚乙二醇化的阿尔法干扰素用作临床治疗，比如IFNα2a，IFNα2b和聚乙二醇化IFNα2b可以用作治疗毛细胞白血病，黑色素瘤，肾细胞癌，卡波西肉瘤，多发性骨髓瘤，滤泡性和非霍奇金淋巴瘤以及慢性髓细胞性白血病。贝塔干扰素在日本被用作治疗胶质母细胞瘤，髓母细胞瘤，星形细胞瘤和黑色素瘤。

癌症中干扰素基因簇的拷贝数变异

一个从9937个病人数据库进行的研究显示干扰素基因的拷贝数变异在24种不同的癌症类型的十分普遍。干扰素基因簇的缺失和一些肿瘤的死亡率增加有强相关行，尤其是发生在子宫，肾，和脑部等器官的癌症。肿瘤基因组图谱（PanCancer）也显示干扰素基因簇的缺失和肿瘤患者的整体存活率降低有关，比如胶质母细胞瘤患者的总体生存期限从93个月（二倍体）骤降至24个月。

一型干扰素的其他临床使用

和PD-1/PD-L1抑制剂共同使用

通过D-1/PD-L1抑制剂和一型干扰素的组合疗法，研究人员旨在解决多种耐药机制并增强整体抗肿瘤免疫反应。此方法已经通过临床前和临床检验并显示出针对黑色素瘤和肾细胞瘤良好的协同效应。这些研究揭示了肿瘤微环境中T细胞浸润和活化的增加、记忆T细胞的发展，并且能够延长患者生存期。

抗病毒疗法

由于干扰素具有强大的抗病毒功效，重组干扰素蛋白可以用来治疗慢性病毒感染。目前标准的抗慢性乙肝和丙肝病毒感染疗法就是使用聚乙二醇化阿尔法干扰素。

多发性硬化

目前有四种IFN-β1变体获得 FDA 批准用于治疗复发性多发性硬化症，但是此法并不适合用于治疗具有进行性、非复发性多发性硬化症的患者。尽管目前的具体作用机制还不清楚，但是贝塔干扰素可以减轻多发性硬化患者的脑部病变，增加抗炎症细胞因子生成，以及减少T细胞在脑部的浸润。

一型干扰素疗法副作用

一型干扰素治疗效果的主要限制因素之一是副作用发生率高。大约15%到40%经历干扰素疗法的患者会发展出重度抑郁症。相对少见的副作用还包括焦虑，嗜睡，精神病，和帕金森症。干扰素疗法导致的的情绪障碍可以通过停止治疗来逆转，而抑郁症可以通过选择性血清素再摄取抑制剂类抗抑郁药进行有效治疗。

一型干扰素病

一型干扰素病是一类遗传性自身炎症和自身免疫性疾病，特征是一型干扰素及其下游干扰素激活基因的上调。这类疾病的临床症状范围非常广泛，而且有时类似于胎儿的宫内病毒感染症状，尽管在一型干扰素病中这些症状并非由任何传染源引起。此类遗传病的病因在很大程度上仍不清楚，但在病人中发现的最常见的基因突变与核酸调控有关，因此大多数研究人员认为，这些突变是由于天然免疫系统无法区分宿主和外来入侵微生物的 DNA 和 RNA 而引起的。

非哺乳动物来源的一型干扰素

鸟类一型干扰素已被鉴定并初步分为三个亚型，分别为干扰素I、干扰素II 和干扰素III，但其亚型分类的精准确认仍有待对鸟类基因组进行更广泛的鉴定。 蜥蜴体内的功效型一型干扰素可以在蜥蜴基因组数据库中找到。 龟类一型干扰素已被纯化，并且它们与哺乳动物的同源物相似。 两栖动物一型干扰素的存在是通过发现编码其受体链的基因推断出来的，但是目前它们的蛋白尚未被纯化，其基因也尚未被克隆。 硬骨鱼类的一型干扰素首先在斑马鱼中克隆出来，随后在包括鲑鱼和鳜鱼在内的许多其他硬骨鱼类中也克隆出来。除少数例外，与鸟类以及尤其是哺乳动物的干扰素对比起来，硬骨鱼类干扰素以单基因形式存在（但是在多倍体鱼基因组中可以观察到多基因存在，这可能是由全基因组复制引起的）。与羊膜动物中的一型干扰素基因不同，硬骨鱼类一型干扰素基因含有内含子，并且其位置与其直系同源物（某些白细胞介素）的内含子位置相似。尽管存在这一重要基因结构差异，根据其蛋白质三维结构，这些鱼类干扰素依旧被归类为一型干扰素。在哺乳动物中，所有一型干扰素都与同一类受体复合物（IFNAR）结合，而不同种类的硬骨鱼一型干扰素则与不同的受体复合物结合。到目前为止，已在硬骨鱼中鉴定出若干一型干扰素（IFNa、b、c、d、e、f 和 h），某些物种中只存在一个亚型，比如绿河豚；而在鲑鱼中有多达六种亚型。此外最近还在鳜鱼中鉴定出的新亚型 IFNh。