《干扰素的作用》PPT课件.ppt
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1、中国科学院微生物研究所中国科学院微生物研究所刘文军博士生导师、教授刘文军博士生导师、教授干扰素研究进展及临床应用干扰素研究进展及临床应用病毒感染后的机体反应病毒感染后的机体反应干扰素及白介素干扰素及白介素自然杀伤细胞自然杀伤细胞T细胞免疫细胞免疫非特异性免疫非特异性免疫特异性免疫特异性免疫干扰素抗病毒作用干扰素抗病毒作用人类一直没有找到一个象对抗细菌感染一样对抗人类一直没有找到一个象对抗细菌感染一样对抗病毒的有力武器,当时免疫学的发展促成了人类病毒的有力武器,当时免疫学的发展促成了人类疫苗的研制成功,通过疫苗人们成功的抵御住了疫苗的研制成功,通过疫苗人们成功的抵御住了天花、麻疹、脊髓灰质炎的侵
2、袭天花、麻疹、脊髓灰质炎的侵袭.对于流感病毒感染却一直没有取得很好的突破,对于流感病毒感染却一直没有取得很好的突破,由于流感病毒容易变种的原因,流感疫苗一直未由于流感病毒容易变种的原因,流感疫苗一直未能研发成功,但仍有很多科学家在不遗余力的进能研发成功,但仍有很多科学家在不遗余力的进行着流感病毒疫苗及其免疫接种等相关的研究。行着流感病毒疫苗及其免疫接种等相关的研究。从从20世纪世纪30年代开始,许多科学家就发现了在两年代开始,许多科学家就发现了在两个以上病毒混合感染同一宿主细胞时出现在病毒个以上病毒混合感染同一宿主细胞时出现在病毒之间的拮抗作用,也就是病毒之间的干扰现象。之间的拮抗作用,也就是
3、病毒之间的干扰现象。对于病毒干扰现象的分子机制,以及寻找引起干对于病毒干扰现象的分子机制,以及寻找引起干扰现象的活性物质得研究一直被科学家所关注扰现象的活性物质得研究一直被科学家所关注 1957年,年,Isaacs和和Lindenmann在研究流感病毒在研究流感病毒时,先把流感病毒加温灭活,然后与鸡胚绒毛尿时,先把流感病毒加温灭活,然后与鸡胚绒毛尿囊膜块一起培养,把没有吸附到细胞的灭活病毒囊膜块一起培养,把没有吸附到细胞的灭活病毒彻底洗去,在彻底洗去,在37条件下几小时之后去掉膜块,条件下几小时之后去掉膜块,另外加入新鲜的鸡胚绒毛尿囊膜块,另外加入新鲜的鸡胚绒毛尿囊膜块,37培养过培养过夜后用
4、活病毒进行攻击,结果发现流感病毒的繁夜后用活病毒进行攻击,结果发现流感病毒的繁殖明显的被抑制了殖明显的被抑制了这明确地说明灭活的流感病毒的侵入,可诱导细这明确地说明灭活的流感病毒的侵入,可诱导细胞产生一种可溶性蛋白质去干绕病毒的繁殖。这胞产生一种可溶性蛋白质去干绕病毒的繁殖。这种蛋白质命名为干扰素(种蛋白质命名为干扰素(interferon,IFN)干扰素基因序列研究结果表明,该序列早干扰素基因序列研究结果表明,该序列早在在5亿亿l0亿年前就存在于生命细胞的基因亿年前就存在于生命细胞的基因序列中,是生物体内一种古老的保护因子。序列中,是生物体内一种古老的保护因子。它通过对细胞一系列其它基因组的
5、诱导和它通过对细胞一系列其它基因组的诱导和抑制作用,调节细胞功能,防御外来物质抑制作用,调节细胞功能,防御外来物质特别是异种核酸的侵入,维持细胞的正常特别是异种核酸的侵入,维持细胞的正常生理状态。生理状态。它是细胞功能的一种产物,对生物进化具它是细胞功能的一种产物,对生物进化具有普遍意义有普遍意义 干扰素是诱生蛋白,正常细胞一般不自发产生干扰素,只干扰素是诱生蛋白,正常细胞一般不自发产生干扰素,只具有合成干扰素的潜能。具有合成干扰素的潜能。干扰素基因处于被抑制的静止状态,在有诱发剂存在的条干扰素基因处于被抑制的静止状态,在有诱发剂存在的条件下,便能摆脱抑制、获得表达。利用半数细胞病变抑制件下,
6、便能摆脱抑制、获得表达。利用半数细胞病变抑制法法(CPEI50)测到诱导生成的干扰素活性测到诱导生成的干扰素活性干扰素的分子量一般在干扰素的分子量一般在2O100 kD,一般在,一般在56下下30 min不会被灭活,不会被灭活,-20下可长期保存。下可长期保存。在在pH稳定性方面,稳定性方面,I型干扰素具有耐酸性,在型干扰素具有耐酸性,在pH 2O100中很稳定。中很稳定。型干扰素不耐酸,也不耐热,即在型干扰素不耐酸,也不耐热,即在pH 2时不稳定,在时不稳定,在56下下30 min会被破坏。会被破坏。干扰素一般由干扰素一般由13O17O个氨基酸组成,含个氨基酸组成,含17种以上的氨种以上的氨
7、基酸,其中的天冬氨酸、谷氨酸和亮氨酸含量较高。基酸,其中的天冬氨酸、谷氨酸和亮氨酸含量较高。干扰素的概念及产生机理干扰素的概念及产生机理1.概念:概念:2.干扰素(干扰素(IFN)是病毒或其它因素如干扰素诱生剂,是病毒或其它因素如干扰素诱生剂,剌激脊椎动物组织细胞(体外或体内)产生的一种能剌激脊椎动物组织细胞(体外或体内)产生的一种能干扰病毒增殖的特殊蛋白质。干扰病毒增殖的特殊蛋白质。2.产生机理产生机理:病毒与细胞病毒与细胞DNA中干扰素基因的中干扰素基因的“抑制物抑制物”结合,消结合,消除抑制作用,导致产生特异除抑制作用,导致产生特异mRNA合成干扰素。合成干扰素。干扰素被释放以后进入另一
8、个细胞,与细胞干扰素被释放以后进入另一个细胞,与细胞“作用因作用因子约束物子约束物”结合导致产生干扰素。结合导致产生干扰素。干扰素的种类干扰素的种类细胞来源细胞来源诱生剂诱生剂型型IFNIFN白细胞(主要为单核吞噬细胞)白细胞(主要为单核吞噬细胞)病毒,病毒,polyI-C(polyI-C(人人工合成双股工合成双股RNA)RNA)IFNIFN成纤维细胞成纤维细胞型型IFNIFN活化的活化的Th1Th1细胞、细胞、CD8+CTLCD8+CTL和和NKNK细胞细胞抗原或有丝分裂原抗原或有丝分裂原干扰素的作用干扰素的作用一、一、型干扰素型干扰素(1)抗病毒和抗肿瘤)抗病毒和抗肿瘤 1)诱导宿主细胞产
9、生抗病毒蛋白,干扰病毒复制;)诱导宿主细胞产生抗病毒蛋白,干扰病毒复制;2)增强)增强NK细胞对病毒感染细胞和肿瘤细胞杀伤;细胞对病毒感染细胞和肿瘤细胞杀伤;3)促进)促进MHC-类分子表达,增强类分子表达,增强CTL对病毒感染对病毒感染 细胞和肿瘤等靶细胞的杀伤。细胞和肿瘤等靶细胞的杀伤。(2)免疫调节:)免疫调节:与与型干扰素类似。型干扰素类似。干扰素的作用干扰素的作用二、二、型干扰素型干扰素(1)主要起免疫调节作用)主要起免疫调节作用 1)活化巨噬细胞;)活化巨噬细胞;2)促进)促进APC(s)表达表达MHC-类分子,提高抗原递呈能力;类分子,提高抗原递呈能力;3)促进)促进MHC-类分
10、子表达和增强类分子表达和增强CTL细胞的杀伤活性细胞的杀伤活性;4)增强)增强NK细胞的杀伤活性;细胞的杀伤活性;5)促进)促进B细胞分化、增殖;细胞分化、增殖;6)抑制)抑制Th2细胞分化及细胞因子合成。细胞分化及细胞因子合成。(2)抗病毒和抗肿瘤作用)抗病毒和抗肿瘤作用(与与型干扰素类似型干扰素类似)。T细胞细胞巨噬细胞巨噬细胞B 细胞细胞粒细胞粒细胞IFNNK 细胞细胞内皮细胞内皮细胞T 细胞细胞lNK 细胞细胞激活激活提高提高NK细胞活性细胞活性分化分化抑制细胞分裂抑制细胞分裂1.抗病毒活性抗病毒活性2.抑制细胞分裂抑制细胞分裂3.抑制血细胞生成抑制血细胞生成4.促进促进MHC和和 M
11、HC 分子表达分子表达多种细胞多种细胞干扰素的作用干扰素的作用作用特点作用特点高效性高效性非特异性非特异性发挥作用迅速发挥作用迅速抗病毒作用具有广谱性抗病毒作用具有广谱性种属特异性种属特异性干扰素抗病毒机理干扰素抗病毒机理最初感染的细胞由于最初感染的细胞由于病毒核酸剌激被诱导产生干扰素病毒核酸剌激被诱导产生干扰素,它透过细胞膜向外扩散并进入血液循环进入其它细胞。它透过细胞膜向外扩散并进入血液循环进入其它细胞。干扰素不能直接阻止病毒吸附、穿入或释放,而是作干扰素不能直接阻止病毒吸附、穿入或释放,而是作用于宿主细胞,使其用于宿主细胞,使其产生抗病毒蛋白质产生抗病毒蛋白质,附着于细胞,附着于细胞的核
12、蛋白体上,选择性地抑制病毒的核蛋白体上,选择性地抑制病毒mRNA翻译为病毒翻译为病毒蛋白质,从而影响病毒结构蛋白和酶类的合成,使复蛋白质,从而影响病毒结构蛋白和酶类的合成,使复制受到阻抑而呈现抗病毒的作用。制受到阻抑而呈现抗病毒的作用。干扰素抗病毒机理干扰素抗病毒机理干扰素具有干扰素具有广谱抗病毒作用广谱抗病毒作用,又具有,又具有细胞种属特细胞种属特征征。即某一种动物产生的干扰素只能保护同种属。即某一种动物产生的干扰素只能保护同种属或近缘种属动物细胞。或近缘种属动物细胞。干扰素是一种活性很强的生物制剂,但对没有抗干扰素是一种活性很强的生物制剂,但对没有抗原性(或抗原性很弱),故既能原性(或抗原
13、性很弱),故既能治疗病毒性疾病治疗病毒性疾病,亦具有亦具有抗肿瘤和调节免疫机能抗肿瘤和调节免疫机能的作用。的作用。干扰素抗病毒机理干扰素抗病毒机理人干扰素治疗病毒性疾病的疗效人干扰素治疗病毒性疾病的疗效病毒病病毒病病毒病原病毒病原疗效疗效慢性活动性肝炎慢性活动性肝炎HBV约约40%患者患者HBe 阴转,与激素联用可以阴转,与激素联用可以提高疗效提高疗效丙型肝炎丙型肝炎HCV约约25%50%患者患者ALT下降或正常下降或正常艾滋病艾滋病HIV抑制艾滋病患者抑制艾滋病患者HBV 的复制;延长的复制;延长HIV 带毒无症状者发病的潜伏期带毒无症状者发病的潜伏期;病毒性角膜炎腺病毒病毒性角膜炎腺病毒H
14、SV1缩短病程,减少复发缩短病程,减少复发,痊愈率痊愈率90%巨细胞病毒巨细胞病毒HCMV尿毒症消失,降低发病率尿毒症消失,降低发病率普通感冒普通感冒HRV缩短病程,排毒减少缩短病程,排毒减少作用机理作用机理不是直接杀灭病毒不是直接杀灭病毒 IFN 细胞基因细胞基因 抗病毒蛋白抗病毒蛋白 (蛋白激酶蛋白激酶,磷酸二脂酶磷酸二脂酶,2-5腺嘌呤核苷合成腺嘌呤核苷合成)自身和邻近细胞自身和邻近细胞 降解病毒降解病毒mRNA 抑制病毒蛋白合成抑制病毒蛋白合成 抑制病毒组装、释放抑制病毒组装、释放 抑制病毒复制抑制病毒复制 中断病毒感染;限制病毒扩散中断病毒感染;限制病毒扩散 生物学活性生物学活性:广
15、谱的抗病毒作用;抑制病毒感染、阻止广谱的抗病毒作用;抑制病毒感染、阻止 病毒在体内扩散、促进痊愈病毒在体内扩散、促进痊愈;调节免疫功能;调节免疫功能;抑制肿瘤细胞生长;抑制肿瘤细胞生长;IFN作用特点作用特点:产生的时间早;产生的时间早;中断受染细胞的病毒感染,限制病毒扩散;中断受染细胞的病毒感染,限制病毒扩散;IFN诱导的抗病毒蛋白,只对病毒起作用,诱导的抗病毒蛋白,只对病毒起作用,不影响宿主细胞蛋白质合成。不影响宿主细胞蛋白质合成。与抗病毒药物的比较与抗病毒药物的比较1.残留残留2.耐药性耐药性3.对机体的损伤对机体的损伤与疫苗的比较与疫苗的比较灭活苗灭活苗1、不能产生细胞免疫;、不能产生
16、细胞免疫;2、有免疫空白期;、有免疫空白期;3、特异性;、特异性;4、必须在健康状态,应激强。、必须在健康状态,应激强。弱毒苗弱毒苗1、特异性;、特异性;2、潜在返强威胁;、潜在返强威胁;3、应激强、应激强干扰素对于病毒的作用干扰素对于病毒的作用l用干扰素处理感染蓝耳病毒的猪巨噬细胞,可用干扰素处理感染蓝耳病毒的猪巨噬细胞,可抑制抑制PRRSVPRRSV增殖增殖l处理处理Marc-145Marc-145细胞后,可抑制细胞后,可抑制PRRSVPRRSV野毒株野毒株和细胞适应性毒株增殖和细胞适应性毒株增殖l猪重组干扰素可抑制感染传染性胃肠炎冠状病猪重组干扰素可抑制感染传染性胃肠炎冠状病毒的猪上皮细
17、胞和肺巨噬细胞中病毒复制毒的猪上皮细胞和肺巨噬细胞中病毒复制l猪干扰素可抑制感染猪瘟病毒的单核细胞和肺猪干扰素可抑制感染猪瘟病毒的单核细胞和肺巨噬细胞的病毒复制。巨噬细胞的病毒复制。l动物体内试验表明,同时注射猪瘟疫苗和干扰动物体内试验表明,同时注射猪瘟疫苗和干扰素,可增强对猪瘟病毒的防御能力;感染素,可增强对猪瘟病毒的防御能力;感染TGEVTGEV的仔猪,可在肠道上皮组织中迅速产生的仔猪,可在肠道上皮组织中迅速产生抗抗TGEVTGEV的的IFN-IFN-。联合干扰素预防口蹄疫病毒感染l猪干扰素猪干扰素、均能抑制口蹄疫病毒在宿主内的增均能抑制口蹄疫病毒在宿主内的增殖殖l型、型、型干扰素结合起来
18、后具有更佳的抗病毒型干扰素结合起来后具有更佳的抗病毒活性,产生更多干扰素诱导基因(活性,产生更多干扰素诱导基因(ISGsISGs)l体外实验表明联合干扰素能有效地保护动物,被体外实验表明联合干扰素能有效地保护动物,被保护的动物不会产生病毒保护的动物不会产生病毒NSNS蛋白抗体。蛋白抗体。Mauro Pires Moraes,2007干扰素提高口蹄疫疫苗的免疫效果干扰素提高口蹄疫疫苗的免疫效果联合干扰素抑制口蹄疫病毒血症联合干扰素抑制口蹄疫病毒血症干扰素抑制口蹄疫病毒形成的噬斑干扰素抑制口蹄疫病毒形成的噬斑我们产品的优点我们产品的优点1.干扰素是目前所知机体干扰素是目前所知机体发挥抗病毒作用最快
19、发挥抗病毒作用最快的第一的第一病毒防御体系,可使机体在病毒防御体系,可使机体在1-3周内对病毒重复感染周内对病毒重复感染具有抗御作用;具有抗御作用;2.经过基因工程改造的重组干扰素经过基因工程改造的重组干扰素广谱抗病毒、增强广谱抗病毒、增强机体免疫力机体免疫力的作用,混合其他细胞因子同时使用,的作用,混合其他细胞因子同时使用,启动生物网络,可增强对病毒的抑制作用,提高机启动生物网络,可增强对病毒的抑制作用,提高机体自身对病毒的清除能力,既可用于治疗,也可用体自身对病毒的清除能力,既可用于治疗,也可用于预防。于预防。1.分离分离 RNA samplesAMVRTcDNA(template)mRN
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