细胞因子白介素与肿瘤坏死因子

　白细胞介素（IL） 在1979年第二届国际淋巴因子专题讨论会上，将来自单核-巨噬细胞、T淋巴细胞所分泌的某些非特异性发挥免疫调节和在炎症反应中起作用的因子称为白细胞介素（interleukin，IL）。目前已知许多IL是来自单核-巨噬细胞和淋巴细胞以外的其它细胞。已正式命名的白细胞介素有IL-1～IL-23。

白介素的生物功能

参与免疫应答与免疫调节 刺激造血细胞发育，分化 和参与损伤组织的修复 参与神经、内分泌系统和细胞因子共同构成细胞间信号传递的分子系统 参与细胞凋亡和抗肿瘤作用 参与炎症和免疫病理性的组织损害

来源 结构与性质 生物学活性 临床应用

　　（一）IL-2 　　1976年Morgan等发现小鼠脾细胞培养上清中含有一种刺激胸腺细胞生长的因子，由于这种因子能促进和维持T细胞长期培养，称为T细胞生长因子（t cell growth factor,　TCGF），1979年统一命名为白细胞介素2（interleukin 2,IL-2)。

1.IL-2的产生　 IL-2主要由T细胞或T细胞系产生。

主要由 T 细胞产生的细胞因子 IL-2 IFN-g IL-4 IL-5 IL-10

IL-2 结构 a A D B C -S--S-------- 105 58 HOOC NH2 a B’ A C D P56 B C58 COOH 105 -S--S-------- A C B a D HOOC NH2 105 58

IL-2 受 体 高亲和力IL-2 受体 g b a 低亲和力IL-2受体 中等亲和力IL-2 受体 IL-2

IL-2R IL-4R IL-7R IL-9R IL-15R g -链 参 与 组 成 的 细 胞 因 子 受 体 共用的 g 链

IL-2 的 免 疫 生 物 学 效 应 IL-2 活化 Th1细胞 活化T细胞 巨噬细胞 促进细胞增 殖，分化， 与Ig 合成 NK 细胞 活化T细胞 B 细胞 巨噬细胞 促进细胞增 殖，分化， 与Ig 合成 促进增殖、 产生淋巴因子 活化（LAK） 抑制细胞毒性， 促进IL-1的分泌 IL-2 的 免 疫 生 物 学 效 应

IL-2 的 生 物 学 作 用 APC 呈递抗原 抗原 IL-1 活化T细胞（IL-2产生的前体细胞） 分化 NK IL-1 g-IFN IL-4 IL-5 IL-6 Th1 APC Mj 呈递抗原 抗原 活化T细胞（IL-2产生的前体细胞） LAK 增殖分化 并分泌抗体 B 抗原刺激 分化 复制 IL-2反应细胞 （TH 或TC 细胞） IL-2 的 生 物 学 作 用

Th1 +IL-2 +IL-4 IL-2 IFN-g IL-4 IL-10 抑制 细胞免疫 体液免疫 Th0 Th2 Th1 和 Th2 细 胞 的 分 化

Th1-Th2 分 泌 细 胞 因 子 的 相 互 调 节 及 其 效 应 B 细胞，巨噬细胞 Th2细胞，肥大细胞 IL-12 IL-4 IL-10 Th1 Th2 IFN-g IL-2 IFN-g IL-2 IL-4 IL-3 IL-4 IFN-g IL-12 IL-12 IL-5 IFN-g IL-5 IL-6 IL-13 IL-4 , IL-110 , IL-13 IL-10 TNF-b B细胞 Tc 细胞 活化 巨噬细胞 活化 B细胞 肥大细胞生长 嗜酸性粒细胞生长与分化 IgG 2a IgM ，IgG 1， IgA， IgE

产生： （1）CD4阳性或CD8阳性T细胞：有丝分裂原刺激CD4阳性或CD8阳性T细胞亚群均可产生IL-2；同种异体抗原主要刺激CD4阳性T细胞分泌IL-2。PBMC、脾脏、淋巴结和扁桃腺中的T细胞受到刺激后都能产生IL-2。

（2）T细胞肿瘤细胞系或白血病细胞系：人和动物某些T细胞白血病细胞系或肿瘤细胞在有丝分裂原、钙离子载体（如A23187）或PMA刺激下可产生高水平的IL-2。如长臂猿T细胞系MLA144可自发产生IL-2，小鼠胸腺瘤细胞系EL-4和人Jurkat细胞静止状态不合成和分泌IL-2，刺激后可分泌高水平的IL-2。

　（3）T淋巴细胞杂交瘤：T淋巴细胞杂交瘤123，FS6-14.13，HT-24A等在ConA刺激下产生IL-2。 　（4）应用基因工程技术制备：1983年Taniguchi等从ConA刺激的Jurkat白血病T细胞中克隆成功IL-2cDNA，并在大肠杆菌中得到高水平的表达。目前应用基因工程技术所制备和纯化的IL-2已用于临床治疗某些肿瘤和其它疾病。

2.IL-2的分子结构和基因　 人IL-2含有133氨基酸残基，分子量为15.5kDa。天然IL-2在N端含有糖基，但糖基对IL-2的生物学活性无明显影响，等电点在6.6～8.2。IL-2分子含有3个半胱氨酸，分别位于第58、105和125位氨基酸，其中58位与105位半胱氨酸之间所形成的链内二硫键对于保持IL-2生物学活性起重要作用。

在IL-2基因产物的提纯和复性过程中，如二硫键配错或分子间形成二硫键都会降低IL-2的活性。现已有应用点突变，将第125号位半胱氨酸突变为亮氨酸或丝氨基，使只能形成一种二硫键，保证了在IL-2复性过程的活性。

还有报道用蛋白工程技术生产新型rIL-2，将IL-2分子第125位半胱氨酸改为丙氨酸，改构后IL-2比活性比天然IL-2明显增加。人IL-2基因定位于第4号染色体，长约5kb，由4个外显子和3个内含子组成。人和小鼠IL-2基因DNA序列有63%同源性。

3.IL-2的受体　 IL-2R是由α、β和γ三条链组成。 （1）IL-2Rα链： Uchiyama(1981)首次制备了抗活化T细胞抗原Tac的McAb，与IL-2相互竞争结合到Tac阳性细胞。 Tac（p55）即为IL-2受体α链（或亚单位），又称CD25，是活化T淋巴细胞的标志。 1984年Leonard将Tac分子的cDNA克隆成功。

Tac分子为糖蛋白，由272个氨基残基组成，包括21个氨基酸残基信号肽.2个N-糖基化位点，人Tac的基因定位于第10号染色体。 在骨髓移植中如除去Tac阳性供体细胞可以降低移植物抗宿主反应（GVHR），现已进入Ⅱ期临床验证。也可用抗IL-2r McAb选择性地封闭、消除活化的效应细胞，从而治疗同种异体移植物排斥反应及某些自身免疫性疾病。

（2）IL-2Rβ链： 分子量70kDa，故又称p70，在人白细胞分化抗原中编号为CD122。人IL-2Rβ链基因定位于22号染色体。成熟IL-2Rβ链有525个氨基酸，5个N糖基化位点，包括胞膜外区、穿膜区和胞浆区。胞膜外区由214个氨基酸组成，有8个Cys，其结构上有1个红细胞生成素（EPO）受体超家族特征性的结构域，还有1个Ⅲ型纤维粘连蛋白结构域。

跨膜区25个氨基酸。胞浆区有286个氨基酸，与EPO受体胞浆区有一定的同源性。IL-2Rβ链本身无酪氨酸激酶区，但胞浆区中有两个结构域：一个是靠近膜端的丝氨酸富含区，在IL-2诱导的增殖信号传递中起重要作用；另一个是与酪氨酸激酶相联的酸性区域。

缺乏酸性区域的IL-2Rβ链突变体能传导增殖信号，并诱导转录c-myc,不能介导诱导转录因子Fos的作用；缺乏丝氨酸富含区的IL-2Rβ链突变体不能诱导细胞增殖及c-myc的转录。因此，酪氨酸激酶途径似乎与c-fos 基因的诱导有关，而非激酶依赖的途径与c-myc基因的诱导有关。IL-2Rβ链主要分布于T细胞、大颗粒淋巴细胞、B细胞、pre-T细胞。

（3）IL-2Rγ： 糖蛋白，含347个氨基酸，分子量64kDa。胞膜结构特征属于红细胞生成素家族成员，胞浆区含86个氨基酸，从288～321位氨基酸序列似乎同源于src同源区2（SH2)，此区能与一些磷酸化蛋白中磷酸化酪氨酸残基相连，参与信号的转导。IL-2Rγ链表达于多种淋巴样细胞表面，如Molt-β、Molt-4、Jurkat、MT-1、MT-2以及EB病毒感染的Raji细胞。

（4）IL-2R的组成与亲和力的关系： 单独IL-2Rγ链不能结合IL-2，但对于中亲和力IL-2R（βγ链）、高亲和力IL-2R（αβγ链）的组成、IL-2的内化以及信号转导是必需的。X-性联重症联合免疫缺陷症病人的IL-2Rγ基因发生突变而丧失IL-2R功能。

三种亲和力IL-2R的组成 组成 亲和力（Kd) 细胞分布举例 α链（p55,CD25) 低，10-8M B淋巴细胞 β链（p70,CD122)+γ链 中，10-9M YT（NK细胞株）， MLA144 α链+β链+γ链 高，10-11M PHA刺激母细胞， HUT102B2

（5）可溶性IL-2R： 可溶性IL-2R（sIL-2R）是膜结合形式IL-2Rα链的脱落物，分子量45kDa。在人类T细胞白血病Ⅰ型病毒（HTLV-I）感染的HUT102B2细胞培养上清中含有大量sIL-2R。

PBMC经丝裂原、CD3McAb和同种异体抗原刺激后可释放sIL-2R。正常人血清和尿液中亦可检出少量sIL-2R。sIL-2R可能与膜表面IL-2R（mIL-2R）竞争结合IL-2，从而成为一种免疫抑制物质。sIL-2R增高可见于某些恶性肿瘤、自身免疫病、病毒感染性疾病以及移植排斥等。

4.IL-2的生物学作用　 IL-2的作用具有沿种系谱向上有约束性，向下无约束性的特点，如人的IL-2能促进小鼠T细胞的增殖，而小鼠的IL-2不能维持人T细胞的生长。IL-2体内的半衰期只有6.9分钟。

有报道用PEG对IL-2加以修饰，对生物学活性无影响，半衰期可延长7倍左右。目前关于IL-2的生物学作用大都是体外实验的结果。具有中和活性的抗IL-2抗体可抑制IL-2的生物学活性。

（1）Th、Tc和Ts细胞都是IL-2的反应细胞： IL-2对静止T细胞作用较弱。 胸腺细胞和T细胞经抗原、有丝分裂原或同种异体抗原刺激活化后有在IL-2存在的条件下进入S期，维持细胞的增殖。IL-2可刺激T细胞转铁蛋白受体（TfR，CD71）、胰岛素受体、MHCⅡ类抗原的表达，并产生多种淋巴因子如IFN-γ、IL-4、IL-5、IL-6、TNF-β及CSF等。

（2）诱导CTL、NK和LAK等多种杀伤细胞的分化和效应功能，并诱导杀伤细胞产生IFN-γ、TNF-α等细胞因子。IL-2可增强CTL细胞穿孔素（perforin)基因的表达。

（3）直接作用于B细胞，促进其增殖、分化和Ig分泌。已发现活化的B细胞也可具有IL-2R，IL-2对B细胞的调节作用除通过刺激T细胞分泌B细胞增殖和分化因子外，还可能有直接的调节作用。 （4）活化巨噬细胞。 　　

5.IL-2的临床应用　 目前重组IL-2已用于临床治疗肿瘤以及感染性疾病等。

（1）抗肿瘤： IL-2在体外可诱导PBMC或肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）成为淋巴因子激活的杀伤细胞（LAK）。LAK/IL-2对肾细胞癌、黑素瘤、非何杰金氏淋巴瘤、结肠直肠癌有较明显疗效，对肝癌、卵巢癌、头颈部鳞癌、膀胱癌、肺癌等有不同程度的疗效。 近年来已开始采用IL-2基因治疗对黑素瘤、肾细胞癌以及神经母细胞瘤等肿瘤等进行临床验证。

（2）治疗感染性疾病： 动物实验结果表明，IL-2对某些因细胞免疫功能低下而受病毒感染，需增强细胞免疫功能的病人有一定疗效。IL-2本身无直接抗病毒活性，它是通过增强CTL、NK活性以及诱导IFN-γ产生而介导抗病毒感染的。

目前用IL-2治疗活动性肝炎已显示出可喜的苗头，对于单纯疱疹病毒感染、AIDS病（已进入Ⅱ期临床验证）、结节性麻风、结核杆菌感染等也有一定疗效。如rIL-2明显延长结核杆菌H37RV株感染小鼠和豚鼠的半数死亡时间，降低死亡率，减少感染动物脾、肺组织内的结核杆菌数。

（3）免疫佐剂作用（adjuvanticity): 应用IL-2作为佐剂与免疫原性弱的亚单位疫苗联合应用，可提高机体保护性免疫应答的水平。此外，最近发现IL-2具有降低血压作用，IL-2治疗高血压已进入Ⅰ期临床验证。

（4）采用IL-2白喉毒素融合蛋白治疗类风湿性关节炎进入Ⅰ/Ⅱ期临床验证，约有74%患者病情得到改善，IL-2融合毒素主要作用于CD4阳性淋巴细胞，有较好的选择性。

疗效缓慢且最终疗效偏低 明显的副作用:发热,全身不适等 rIL-2体内大剂量使用毒性作用较大，可引起毛细血管渗漏综合征（capillary leak syndrome，CLS）。此外，IL-2半衰期短，有时还可在体内诱导产生一定抗体。美国Immunex应用抗IL-2Rα链McAb预防骨髓移植后GVHR进入Ⅱ期临床试验。

(二）IL-11 IL-11最初由Paul等在灵长类动物骨髓基质细胞株Pu-34培养上清发现的。这种生长因子可刺激IL-6依赖的小鼠浆细胞瘤细胞系T1165.85.2.1的生长，即使在有中和活性抗IL-6McAb的存在，仍有这种刺激作用，以后证实这种因子与脂肪形成抑制因子（adipogenesis inhibitory factor, AGIF)是同一物质。1990年命名为白细胞介素11（interleukin 11,IL-11)。

1.IL-11的产生　 　　　 主要由间充质来源的粘附细胞（mesenchymal-derived adherent cell)产生，如骨髓基质细胞、基质成纤维细胞、人胚肺成纤维细胞和滋养层细胞。 IL-1刺激Pu-34细胞后IL-11明显升高。

2.IL-11的分子结构和基因　 人IL-11基因定位于19号染色体，含有5个外显子和4个内含子。成熟的人IL-11分子含178个氨基酸残基，分子量23kDa，不含半胱氨酸残基，亦无潜在的糖基化位点。

在5′UTR含有与RNA多聚酶Ⅱ结合的TATA盒；3′UTR含有多个ATTTA重复序列，可能与降低mRNA的稳定性有关；此外，还有一些序列可能与干扰素诱导元件（或因子）如SP-1和AP-1相结合。

3.IL-11受体　 迄今为至特异性结合IL-11的人IL-11受体α链尚未基因克隆成功。PU34细胞每个细胞有138个IL-11结合位点，亲和力Kd为1.2×10-10M。目前已经证实，gp130是IL-11受体的信号转导亚单位，gp130是IL-11R以及IL-6R、LIFR、OSMR、CNTFR所共有的。

IL-6 与 IL-11 受 体 IL-6R IL-11R gp130 gp130

4.IL-11的生物学活性　 　IL-11的功能与IL-1、IL-6、G-CSF和SCF的功能相近。 （1）促进B细胞抗体的生成，这一作用依赖于CD4T细胞的存在。 体内实验证明，IL-11可使小鼠脾脏抗原特异性PFC水平和血清中特异性抗体升高。

（2）促进某些IL-6依赖细胞株如TF-1的生长，IL-11与IL-6可诱导靶细胞产生相似的酪氨酸蛋白磷酸化以及原癌基因jun-B的表达。

（3）与IL-3、IL-4协同作用于骨髓造血干细胞，缩短干细胞Go期。

（5）IL-11对小鼠骨髓和胎儿肝脏来源的不同分化阶段红系祖细胞具有刺激作用，在早期阶段需要与IL-3或SCF协同，而在分化晚期，IL-11单独可促进CFU-E的成熟。

（6）诱导肝细胞急性期蛋白合成。 （7）抑制脂蛋白脂酶（lipoprotein lipase, LPL)活性和脂肪细胞的分化，因此，又称为脂肪形成抑制因子（AGIF）。

小鼠体内应用IL-11可诱导抗体产生细胞的产生，血小板升高，增加骨髓来源祖细胞细胞周期的速率。

在骨髓抑制的小鼠中，IL-11可促进外周血中血小板、红细胞和粒细胞的数量。在骨髓移植小鼠中，IL-11可明显促进外周血中性粒细胞和血小板水平的恢复。

三、肿瘤坏死因子 1975年Carswell等发现接种BCG的小鼠注射LPS后，血清中含有一种能杀伤某些肿瘤细胞或使体内肿瘤组织发生出血坏死的因子，称为肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)。 1985年Shalaby把巨噬细胞产生的TNF命名为TNF-α，把T淋巴细胞产生的淋巴毒素(lymphotoxin,LT)命名为TNF-β。TNF-α又称恶质素。

主要由巨噬细胞产生的细胞因子 IL-1 IL-6 IL-12 和 IL-18 TNF与TNF受体超家族

1. TNF的产生 (1)TNF-α是一种单核因子，主要由单核细胞和巨噬细胞产生，LPS是较强的刺激剂。IFN-γ、M-CSF、GM-CSF对单核细胞/巨噬细胞产生TNF-α有刺激作用，而PGE则有抑制作用。前单核细胞系U937、前髓细胞系HL-60在PMA刺激下可产生较高水平的TNF-α。T淋巴细胞、T细胞杂交瘤、 T淋巴样细胞系以及NK细胞等在PMA刺激下也可分泌TNF-α。SAC、PMA、 抗IgM可刺激正常B细胞产生TNF-α。此外，中性粒细胞、LAK、星状细胞、内皮细胞、平滑肌细胞亦可产生TNF-α。

2)TNF-β是一种淋巴因子，抗原和丝裂原均可刺激T淋巴细胞分泌TNF-β。PMA刺激RPMI1788B淋巴母细胞可分泌高水平TNF-β。

2. TNF的分子结构和基因 (1)人的TNF-α基因长约2.76kb，由4个外显子和3个内含子组成，与MHC基因群密切连锁，分别定位于第6对。 1984年从HL-60、U937等细胞中克隆成功rHu TNF-αcDNA，并在大肠杆菌中获得高表达。 人TNF-α前体由233个氨基酸残基组成，含76个氨基酸残基的信号肽，切除信号肽后成熟型TNF-α为157氨基酸残基，非糖基化，第69位和101位两个半胱氨酸形成分子内二硫键。rHu TNF-α分子量为17kDa。

肿瘤坏死因子 （TNF-a）

rHu TNF-α与rMu TNF-α有79％氨基酸组成同源性，TNF-α的生物学作用似无明显的种属特异性。

最近有人报道通过基因工程技术表达了N端少2个氨基酸(Val、Arg)的155氨基酸人TNF-α， 具有更好的生物学活性和抗肿瘤效应。

(2)人和小鼠TNF-β基因分别定位于第6和第17号染色体。HuTNF-β分子由205 个氨基酸残基组成，含 34 氨基酸残基的信号肽，成熟型Hu TNF-β分子为171个氨基酸残基，分子量25kDa。 rMu TNF-β分子由202氨基酸残基组成，包括33个氨基酸残基的信号肽，成熟分子169个氨基酸残基，与Hu TNF-β有79％的同源性。Hu TNF-β与Hu TNF-α DNA同源序列达56％，氨基酸水平上同源性为36％。

TGF-b

TNF-a 对 淋 巴 组 织 的 作 用 骨 髓 T 细胞 B 细胞 巨噬细胞 中性粒细胞 IL-2 IL-4 g -IFN TNF-a Mj T 细胞 B 细胞 巨噬细胞 中性粒细胞 IL-2 IL-4 g -IFN TNF-a 上调细胞因子产生水平（IL-2，IL-4，g -IFN，CSF） 上调 IL-2 受体的表达 诱导分化 上调抗体 产生数量 上调前列腺素产生水平 上调细胞因子产生水平（IL-1，IL-6，IL-8，GM-CSF） 趋化并活化中性粒细胞 体内刺激产生CSF 上调造血功能 TNF-a 对 淋 巴 组 织 的 作 用

3. TNF的受体 (1)TNF-R的分型: Ⅰ型TNF-R，此型受体可能在溶细胞活性上起主要作用； COOH Type I NH2 Type II TNF-R (1)TNF-R的分型: Ⅰ型TNF-R，此型受体可能在溶细胞活性上起主要作用； Ⅱ型TNF-R, 此型受体可能与信号传递和T细胞增殖有关。 两型TNF-R均包括胞膜外区、穿膜区和胞浆区三个部分, 胞膜外区有28％的同源，但在胞浆区无同源性，可能与介导不同的信号转导途径有关。TNF-R属于神经生长因子受体(NGFR)超家族。

N COOH Type I NH2 Type II TNF-R

 TNF-α和TNF-β的受体可能是同一的。TNF-R存在于多种正常及肿瘤细胞表面， 一般每个细胞受体数目在103～104，如ME-180肿瘤细胞系TNF-αR约2000/个细胞，Kd为2×10-10M。不同细胞表面TNF-αR的数目和亲和力似乎与细胞对TNF-α的敏感性并不平行。 TNF-α与相应受体结合后信号传递的机理尚不清楚，可能与活化蛋白激酶C(PKC)，催化受体蛋白磷酸化有关。

(2)可溶性TNFR: TNF结合蛋白(TNF-BP)是TNFR的可溶性形式，有sTNF RⅠ(TNF-BPI)和sTNFRⅡ (TNF-BPⅡ)两种。一般认为sTNFR具有局限TNF活性，或稳定TNF的作用，在细胞因子网络中有重要的调节作用。

Seckiner 1988年发现发热患者尿中有TNF抑制物,分子量为33kDa。 Olsson 1989年在慢性肾功不全患者血和尿中也发现有TNF-BP。TNF-BP可与TNF特异结合，抑制TNF活性，如抑制其细胞毒活性和诱导IL-1产生，可促进皮下接种Meth A肉毒的生长，可能为肿瘤逃逸宿主抗肿瘤的机制之一。

正常人血清中TNF-PB为1～2ng/ml，也可见于正常妊娠尿中。炎症、内毒素血症、脑膜炎双球菌感染、SLE、HIV感染、肾功不全时以及肿瘤时可升高。可溶性TNFR可有效地减轻佐剂性关节炎的病理改变以及败血症休克。

TNF生物学活性 与受体结合,引起细胞破坏,死亡 损伤内皮细胞,激活凝血系统 引起机体发热 促进细胞增殖分化,调节机体免疫功能 抑制新骨生成,刺激骨吸收 激活嗜中性粒细胞和巨噬细胞

与受体结合,引起细胞破坏死亡 可能原因: 溶酶体稳定性降低,酶外泄,细胞溶解 磷脂酶A2激活,超氧化物释放,DNA断裂 影响糖代谢,细胞死亡

损伤内皮细胞,激活凝血系统 内皮细胞损伤,血管功能紊乱 凝血系统激活,血管内血栓形成,供血障碍

引起机体发热 内源性致热源: 直接刺激下丘脑体温调节中枢 刺激IL-1的释放,间接刺激IL-6的释放

促进细胞增殖分化, 调节机体免疫功能 TNF促进T细胞MHCⅠ类抗原表达，增强IL-2依赖的胸腺细胞、T细胞增殖能力，促进IL-2、CSF和IFN的分泌 ,以及B细胞的增殖和Ig分泌。TNF-α对某些肿瘤细胞具有生长因子样作用，并协同EGF、PDGF和胰岛素的促增殖作用，促进EGF受体表达。

抑制新骨生成,刺激骨吸收 实验支撑 破骨细胞增加, 矿化的骨质质量下降, 骨胶原合成抑制

激活嗜中性粒细胞和巨噬细胞 噬菌作用 脱颗粒作用 呼吸爆发作用 促进粒细胞吸附到内皮细胞上 促进巨噬细胞的活化,加速IL-2受体表达

TNF抗肿瘤 最最明显的生物学活性

抗肿瘤的机制 TNF受体介导的直接杀伤 抑制细胞生长和诱导凋亡 损伤肿瘤的血供系统导致坏死 引起肿瘤局部的炎症和机体的免疫反应 逆转肿瘤细胞的多药耐药,增加化疗敏感

TNF受体介导的直接杀伤 TNF与相应受体结合后向细胞内移，被靶细胞溶酶体摄取导致溶酶体稳定性降低，各种酶外泄，引起细胞溶解。也有认为TNF激活磷脂酶A2，释放超氧化物而引起DNA断裂，磷脂酶A2抑制剂可降低TNF的抗病效应。TNF可或改变靶细胞糖代谢,使细胞内pH降低，导致细胞死亡。

抑制细胞生长和诱导凋亡 TNF与受体结合后，可通过细胞内的一系列级联反应，诱导肿瘤细胞凋亡。

损伤肿瘤的血供系统导致坏死 肿瘤的血液供应丰富，对血液供应所减少较为敏感。细胞毒性作用,摧毁实体瘤周围的血管上皮组织，血栓的形成， 另外，一般肿瘤周围血管组织是没有规则和不完善的，它们表现为血管的多曲折性和多结性等。远离血管，因此化疗药物很难预期达到这些肿瘤周围并发挥作用， 而TNF-α能明显降低实体瘤周围间隙组织的压力，扩大肿瘤周围上皮组织的间隙，并改变肿瘤周围血管的通透性，使联用的化疗药物到达这些靶组织周围, 而且TNF-α能延长药物在肿瘤周围的持续时间,发挥抗肿瘤作用。 超过一定浓度的TNF-α具有明显的抗新生血管形成作用。

引起肿瘤局部的炎症 和机体的免疫反应 TNF-α对免疫细胞树突状细胞具有催熟作用，具有激活和刺激T细胞作用。TNF-α可导致肿瘤局部的炎症反应，增强单核细胞、巨噬细胞和中性粒细胞的杀伤作用，增强T细胞的增殖和杀伤作用，还可诱导产生其他细胞因子如IL-2、IFN等，通过“级联作用”发挥更强的杀肿瘤活性。 另外，TNF-α通过对核内基因的调控，促进肿瘤抑制基因P53的表达，从而加强机体自身的抗肿瘤作用。

逆转肿瘤细胞的多药耐药, 增加化疗敏感 TNF可以逆转肿瘤细胞的多药耐药，增加对化疗药物的敏感性，因而与化疗药物有较好的协同作用。 用对阿霉素耐药的K562细胞株进行研究的结果显示，TNF-α可使K562细胞的耐药性有明显的逆转。 局部灌流治疗时观察到，TNF可使美法伦在肿瘤局部的浓度提高，从而提高美法伦的抗肿瘤活性。

TNF杀伤肿瘤的机理还不十分清楚，与补体或穿孔素(perforin)杀伤细胞相比，TNF杀伤细胞没有穿孔现象,而且杀伤过程相对比较缓慢。TNF杀伤肿瘤组织细胞可能与以下机理有关。

机制（了解）

FADD—caspase-8途径 TRAF2—JNK途径 TRAF2—NF-κB途径 TRAF2—cIAPs途径 RIP—NF-κB途径

TNF抗肿瘤作用临床研究概况 局部用药 全身用药

1. 局部用药的临床研究 大量的临床研究结果表明，TNF单独或配合其他抗肿瘤药，用于肿瘤的局部给药，可在肿瘤局部获得较高的TNF浓度，达到较好的治疗效果，而不出现全身大剂量用药所引起的严重不良反应。 （1）直接瘤内注射 （2）腔内注射 （3）隔离肢体灌流 （4）隔离肝脏灌注 总之，TNF的局部用药，解决了全身用药难以达到有效浓度，或用药量过大病人难以耐受的问题，使得肿瘤局部的TNF浓度和维持时间能达到有效抗肿瘤的效果，为肿瘤的治疗提供了一条有效的途径。

2. TNF全身用药抗肿瘤效果 由于TNF早期的临床研究应用的是野生型的TNF，因毒副作用较大而难以给予较大的剂量，故临床效果并不如体外实验和动物实验的结果那么令人鼓舞。随着基因工程技术的应用，出现了多种高效低毒的突变体，这些突变体进行临床试验的结果也不断有所报道。 （1）TNF单用于肿瘤的治疗 （2）TNF与其他抗肿瘤药物合用

临床上与TNF联合用药 治疗方案 1. 与抗癌药物联合用药 2. 与其他细胞因子合用 3. 与温热疗法并用

1. 与抗癌药物联合用药 体外实验证实，rhTNF与顺铂或更生霉素联合应用有一定的协同抗癌作用，以rhTNF和更生霉素联合应用效果更好。 TNF与丝裂霉素联合应用产生协同的细胞毒作用，其机制可能是TNF通过受体进入细胞，使细胞停留在G2期，继而在M期溶解；丝裂霉素也是作用于M期的药物，故两者可产生较好的协同作用 TNF与抗癌药物的协同作用可解释为共同破坏肿瘤细胞蛋白质代谢和细胞分裂，从而抑制或杀伤肿瘤细胞。此外，TNF本身可以逆转肿瘤对化疗药物的耐药性，提高化疗药物的疗效。

2. 与其他细胞因子合用 （1）TNF与γ-干扰素(IFN-γ)协同抗肿瘤作用 通过不同的环节，IFN-γ可增加肿瘤细胞表面的TNF受体，协同抑制肿瘤细胞蛋白质的合成；TNF作用于G2期或M期，IFN-γ作用于S期，两种因子联合应用能协同增强抗肿瘤作用。 （2）TNF与白细胞介素- (IL-2)协同作用 在TNF治疗时，肿瘤周围注射IL-2能明显增加一些肿瘤对TNF的敏感性。有研究表明，使用TNF之前，IL-2只能增加毒性反应而无抗肿瘤作用，但在TNF使用48小时后，IL-2与其产生协同作用，能明显地抑制肿瘤生长。有研究者发现无论体内或体外，IL-2均可刺激巨噬细胞分泌TNF，TNF又可诱导T细胞表达IL-2受体，使T细胞感应IL-2的免疫调节作用，形成正相调节，以增强机体的免疫力。

3. 与温热疗法并用 研究发现，TNF对肺癌等的杀伤能力有明显的温度依赖性，在40℃条件时杀瘤活性最强，因此，结合温热疗法可提高TNF的疗效。

有关TNF的最新研究现状 （1）以TNF基因导入肿瘤细胞，诱导机体主动免疫 （2）将TNF基因导入免疫细胞，利用过继免疫治疗肿瘤

以TNF基因导入肿瘤细胞，诱导机体主动免疫 患者自体或同种肿瘤细胞在体外转入TNF基因，其致瘤性消失，但仍保留免疫原性，将其作为瘤苗接种，使机体对肿瘤细胞产生主动免疫，同时转入TNF基因的肿瘤细胞又可分泌TNF，机体免疫和TNF的杀伤作用相协同，可达到较好的抗肿瘤效果。

1991年初将TNF基因插入逆转录病毒载体后转染TIL治疗肿瘤的人体实验在美国开始，标志着这一领域的研究进入一个新的阶段。 Rosenberg等应用逆转录病毒载体导入TNF-α基因的TIL回输治疗晚期黑色素瘤患者50例，取得了一定的疗效。 1994年我国学者颜安庆等也成功地研究了逆转录病毒介导的IL-2和TNF-α融合基因在卵巢癌细胞中的表达，并观察到了对肿瘤细胞生长的抑制作用。 上海第二医科大学附属新华医院与复旦大学附属肿瘤医院合作进行了肿瘤坏死因子-α基因抑制耐药性人乳腺癌细胞的研究，得出结论：外源性TNF-α基因的导入能有效抑制耐药细胞，阻滞细胞周期、抑制端粒酶活性可能为其主要机制。

（2）将TNF基因导入免疫细胞，利用过继免疫治疗肿瘤 对肿瘤有免疫力的供者淋巴细胞或肿瘤患者自身的淋巴细胞，在体外导入TNF基因，经培养、增殖后再回输至患者体内，这些回输的免疫细胞在发挥特异的免疫反应的同时，尚可在肿瘤周围大量分泌TNF，增强其抗肿瘤活性。用于TNF过继免疫治疗的效应细胞有淋巴因子激活的淋巴细胞（LAK细胞）、肿瘤浸润性淋巴细胞（TIL）、淋巴结引流区淋巴细胞（DNL）等。 TNF受体基因导入肿瘤细胞，使肿瘤细胞表面THFR的表达增加，更易于结合TNF，使TNF的作用得以充分发挥。

（3）将TNF受体基因转入肿瘤细胞，提高对TNF的敏感性 TNF杀伤肿瘤细胞的主要机制是于肿瘤表面的TNF受体结合，通过受体产生的一系列效应来发挥作用。对某些肿瘤效果不理想的原因的是肿瘤细胞表面缺乏TNF受体。将TNFR1（在TNF杀伤肿瘤中起主导作用的受体亚型）基因导入肿瘤细胞，可使原来TNF受体不表达或低表达的肿瘤细胞也可表达TNF受体，增加其对TNF的敏感性，提高TNF的抗肿瘤效果。

新型TNF的研究 一些新的TNF突变体、TNF的类似物不断被发现。