细胞因子在免疫细胞治疗中的应用

编者为您总结了免疫细胞治疗研究中常见的细胞因子作用机制、对不同细胞亚群的扩增特性，有助于科研工作者合理应用不同细胞因子的组合，获得高杀伤活性，高特异性的免疫细胞。如利用GM-CSF/IL-3/IL-12刺激的DC细胞可特异性诱导CD4+  T细胞向Th1细胞分化，从而维持长时程抗肿瘤活性；利用IL21替代IL2进行T细胞激活、扩增，可优先扩增 “年轻态” 的CD27+CD28+CD8+  T细胞，而不会诱导Treg扩增等等。

白细胞介素2（IL-2）：

白细胞介素2广泛应用于促进T细胞和NK细胞的活化和增殖。白介素2能够刺激NK细胞增殖、增加细胞毒作用并刺激NK细胞分泌多种细胞因子。

IL2活化T细胞的一个缺点是可以激活CD4+  FoxP3  Treg调节细胞。Treg可以抑制T细胞的活化和肿瘤杀伤。其次，白细胞介素2还可以诱导活化的T细胞凋亡。IL-2还会引起T细胞过度分化，形成杀伤能力较弱的老化T细胞。目前对IL2的观点认为它是T细胞的调节因子而不是纯粹的激活因子。因此逐渐有被其他白介素如IL7, IL15,IL21等取代的趋势。

白细胞介素7（IL-7）：

      白细胞介素7通过与白介2共用γc受体亚单位，刺激T细胞的存活增殖和维持。白介素7可以为Naïve T细胞和记忆T细胞提供持续的刺激信号。相对于IL2的功能，IL7激活CD8+ T细胞而不会激活CD4+  FoxP3+  Treg细胞。在小鼠模型中，IL7可刺激抗原特异性T细胞的增殖，并在两项临床试验中应用。白介7的另一个临床应用为化疗或造血干细胞移植后用于恢复T细胞数量。

白细胞介素15（IL-15）：

      白细胞介素15通过与白介2共用γc受体亚单位，刺激T细胞的活化与增殖。白介素15的在免疫细胞治疗中的优势在于不会引起活化的T细胞凋亡。IL15在免疫治疗中的另一个特性是维持记忆性T细胞，从而对长期抗肿瘤活性中起到重要作用。白介15抗肿瘤的特性源于其对CD8+效应T细胞的刺激活性，同时IL15可活化NK细胞，NKT细胞和γδT细胞。

白细胞介素21（IL-21）：

      白细胞介素21与其他白介2家族成员一样通过一个特异性受体亚单位及IL2受体γc亚单位复合受体发挥其生物学功能。IL21的多种生物学效应包括：促进CD4+和CD8+ T细胞的增殖，增强CD8+ T细胞和NK细胞的细胞毒性而不引起活化产生的细胞凋亡。

      IL21与IL2相比一个显著优势在于优先扩增CD27+CD28+的CD8+ T细胞。通常认为这一细胞类群是“年轻”的T细胞，具有更强的细胞毒作用。同时IL21不会引起Treg的扩增。由于IL21体外刺激抗原特异性T细胞产生和提高对抗原亲和力的卓越效果，在免疫细胞治疗中得到越来越广泛的应用。

白细胞介素12（IL-12）：

      白细胞介素12是活化的T细胞和NK细胞的生长因子。促进CD4+ T细胞分化为CD4+ Th1 T细胞，增强CD8+ CTLs细胞活性。白介12通过多种机制促进免疫细胞的肿瘤杀伤活性，其作用机制与剂量、时间、其他相互作用的细胞因子等有关。在小鼠抗黑色素体内模型中，高剂量的IL12通过NK细胞起作用，而低剂量的IL12则通过NKT起到肿瘤杀伤作用。

白细胞介素18（IL-18）：

      白细胞介素18能够刺激NK细胞和CD8+ T细胞分泌伽马干扰素（IFNγ），增强NK细胞与CD8+ T细胞的细胞毒作用。白介18的其他生物学作用包括促进巨噬细胞的活化，Th1 CD4+ T细胞的发育，促进淋巴细胞表达FasL等功能。

伽马干扰素（IFN-γ）:

伽马干扰素属于II类干扰素可以激活巨噬细胞，诱导抗原呈递细胞(APCs)上的MHC I, MHC II和共激活分子表达。此外，伽马干扰素可以诱导蛋白酶体的表达变化从而增强抗原呈递能力。伽马干扰素还可以促进CD4+ T细胞向Th1分化，阻遏依赖于IL-4的B细胞亚型切换。伽马干扰素通过磷酸化JAK1和JAK2蛋白进而激活JAK-STAT细胞途径。

干扰素的免疫调节作用表现在对宿主免疫细胞活性的影响，如对巨噬细胞、T细胞、B细胞和NK细胞等均有一定作用：促进巨噬细胞MHCⅡ类分子的表达，增强其抗原递呈能力；促进B细胞和CD8+T细胞的分化，但不能促进其增殖；增强TH1细胞的活性，增强细胞免疫功能；增强中性粒细胞吞噬能力；活化NK细胞，增强其细胞毒作用；使某些正常不表达MHCⅡ类分子的细胞（如血管内皮细胞、某些上皮细胞和结缔组织细胞）表达MHCⅡ类分子，发挥抗原递呈作用。

白细胞介素4（IL-4）：

IL-4通过抑制巨噬细胞的生长，从而引导单核细胞向DC方向分化。培养体系中不加IL-4时单核细胞将分化为巨噬细胞。同时，IL-4还有降低细胞表面CD14分子的表达。CD14表达水平的降低是单核细胞分化为DC的重要标志。

白细胞介素-4的生物作用包括刺激活化B细胞和T细胞增殖、 CD4+T细胞分化成II型辅助T细胞，刺激Th2分泌IL-4, IL-5,IL-6, IL-10和IL-13。它也在调节体液免疫和适应性免疫中起关键作用,诱导B细胞抗体类别转换向IgE，上调MHC II的产生。

IL-4和GM-CSF (Cat.No:GMP-CC79)共同作用可使单核细胞定向分化为未成熟DC(immatureDC)，此时的DC具有较强的抗原摄取和加工能力，但抗原递呈能力较弱。因此建议与促DC成熟的TNF-α(Cat.No:GMP-C008)顺序使用。

相对于IL4对Th2特异性的诱导作用，IL12可特异性诱导Th1的分化，从而维持长时程的抗肿瘤活性，在体外细胞培养中得到越来越多的应用。

粒细胞巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）:

GM-CSF是发现最早的对于DC有作用的细胞因子之一。GM-CSF在DC培养中的功能是促进单核细胞向大巨噬样细胞分化，促进细胞表面MHC II类分子的表达，从而增强细胞的抗原递呈功能。此外，GM-CSF还可促进DC的存活。GM-CSF在多种肿瘤模型中表现出激活免疫反应的活性。GM-CSF抗肿瘤活性来源于其激活巨噬细胞和树突状细胞（DCs）的生物学功能。GM-CSF还能促进DC细胞成熟，促进共刺激分子上调和CD1d受体表达，从而参与抗原呈递功能。早期的研究表明CD4+和CD8+ T细胞参与了GM-CSF激活的抗肿瘤免疫。最近的研究表明GM-CSF参与的抗肿瘤活性中，NKT起到重要作用。

肿瘤坏死因子（TNFα）:

TNF-α可下调未成熟DC的巨胞饮作用和表面Fc受体的表达，上调细胞表面 MHC I类、II类分子和B7家族分子(CD80, CD86等)的表达，使未成熟DC分化为成熟DC(mature DC)，此时DC的抗原摄取和加工能力明显减弱，而抗原递呈能力显著增强，可极强的激活T细胞。TNF刺激单核细胞和巨噬细胞分泌IL-1，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-γ等淋巴因子产生，增强有丝分裂原或外来抗原刺激B细胞的增殖和Ig分泌。

白细胞介素1（IL-1α、IL-1β）：

IL-1α与IL-1β由不同的基因编码，在体内共用相同的受体，具有同样的生物学活性。IL-1可体外刺激CD4+T细胞的增殖，诱导IL-2的产生，共刺激CD8+/IL1R+T细胞活化，并刺激成熟的B细胞增殖和免疫球蛋白的分泌。

当IL-1α与IFN-γ(Cat.No:GMP-CI57)和激活性CD3单抗(Cat.No:GMP-A018)合用时，可以明显提高CIK 的细胞毒作用。