1別名

惡液質(zhì)素（Cachectin）

巨噬細(xì)胞毒素（Macrophage cytotoxin）

壞死素（Necrosin）

細(xì)胞毒素(Cytotoxin)

腫瘤壞死因子α(Tumour necrosis factor-α)

出血因子(Hemorrhagic factor)

巨噬細(xì)胞毒性因子(Macrophage cytotoxic factor)

分化誘導(dǎo)因子(Differentiation-inducing factor)

2來源

巨噬細(xì)胞(Macrophages)

自然殺傷細(xì)胞(Natural killer cells)

T淋巴細(xì)胞(T-lymphoblastoid Cells)

B淋巴細(xì)胞(B-lymphoblastoid Cells)

肥大細(xì)胞(Mast cells)

成纖維細(xì)胞(Fibroblasts)

平滑肌細(xì)胞(Smooth muscle cells)

乳腺腫瘤細(xì)胞(Breast tumor cells)

卵巢腫瘤細(xì)胞(Ovarian tumour cells)

星形膠質(zhì)細(xì)胞(Astrocytes)

L-929細(xì)胞(L-929 cells)

枯氏細(xì)胞(Kupffer’s cells)

上皮細(xì)胞(Epidermal cells)

顆粒細(xì)胞（Granulosa cells）

3TNF基因特點(diǎn)

人類TNF-α基因于1985年成功克隆，定位于6p21.4，長(zhǎng)約3.6 kbp，有4個(gè)外顯子和3個(gè)內(nèi)含子，與主要組織相容性復(fù)合體（MHC）基因緊密連鎖位于HLA-B 和 HLA-C2 位點(diǎn)之間的 MHC3 類基因區(qū)內(nèi)，由TNFA和TNFB組成，分別編碼TNFα和TNFβ。位于啟動(dòng)子區(qū)238位和308位存在單核苷酸多態(tài)性，被認(rèn)為可調(diào)節(jié)TNF的轉(zhuǎn)錄水平，與慢性乙肝、自身免疫性疾病、胰島素抵抗、腫瘤等多種疾病的易感性相關(guān)。TNF基因編碼的mRNA約1.7 kbp，在其3`非翻譯區(qū)有一段許多細(xì)胞因子都具有的保守TTATTTAT序列（AU富含元件，ARE）。

佛波酯是TNF的誘導(dǎo)劑，能通過靠近啟動(dòng)子區(qū)TATAA框的一小段序列誘導(dǎo)TNF的轉(zhuǎn)錄。

4TNF蛋白特性

1 人TNF-α前體由233個(gè)氨基酸組成（26 kDa），其中包含由76個(gè)氨基酸殘基組成的信號(hào)肽，在TNF轉(zhuǎn)化酶TACE的作用下，切除信號(hào)肽，形成成熟的157個(gè)氨基酸殘基的TNF-α（17 kDa）。由于沒有蛋氨酸殘基，故不存在糖基化位點(diǎn)，其中第69位和101位兩個(gè)半*形成分子內(nèi)二硫鍵。人類 TNF-α與小鼠 TNF-α有79%氨基酸組成同源性，TNF-α的生物學(xué)作用似無明顯的種屬特異性。zui近有人報(bào)道通過基因工程技術(shù)表達(dá)了N端少2個(gè)氨基酸（Val、Arg）的155氨基酸人TNF-α，具有更好的生物學(xué)活性和抗腫瘤效應(yīng)。此外，還有用基因工程方法，將TNF-α分子氨基端7個(gè)氨基酸殘基缺失，再將8Pro、9Ser和10Asp改為8Arg、9Lys和10Arg，或者再同時(shí)將157Leu改為157Phe，改構(gòu)后的TNF-α比天然TNF體外殺傷L929細(xì)胞的活性增加1000倍左右，在體內(nèi)腫瘤出血壞死效應(yīng)也明顯增加。TNF-α和β發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)的天然形式是同源的三聚體。

2 人類TNF-β分子由205個(gè)氨基酸殘基組成，含34氨基酸殘基的信號(hào)肽，成熟型TNF-β分子為171個(gè)氨基酸殘基，分子量25kDa。

3 人類TNF-β與TNF-α其DNA同源序列達(dá)56%，氨基酸水平上同源性為36%。應(yīng)用X射線晶體衍射技術(shù)證明， TNF是由三個(gè)相同的單體亞單位組成的致密三聚體， 單體亞單位呈楔形，由β片層折疊形成β夾心結(jié)構(gòu)(β-Sandwich structure)。

5TNF受體

1.1 TNF-R的分型

TNFR可分為兩型

Ⅰ型TNF-R（又稱TNFR1、CD120a、p55），439氨基酸殘基，55kDa，其對(duì)應(yīng)的mRNA有4.5Kbp，可表達(dá)于所有類型的細(xì)胞上，在溶細(xì)胞活性上起主要作用。

Ⅱ型TNFR（又稱TNFR2、CD120b、p75）426氨基酸殘基，75kDa，其對(duì)應(yīng)的mRNA有3Kbp，僅表達(dá)于免疫和內(nèi)皮細(xì)胞上，與信號(hào)傳遞和T細(xì)胞增殖有關(guān)。

1.2 TNFR的結(jié)構(gòu)功能特點(diǎn)

兩型TNFR都為糖蛋白，均包括胞膜外區(qū)、跨膜區(qū)和胞內(nèi)區(qū)三個(gè)部分，胞外區(qū)有28%的同源，但在胞漿區(qū)無同源性，可能與介導(dǎo)不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑有關(guān)。多項(xiàng)研究證實(shí)，腫瘤壞死因子主要通過與TNF-R1作用而發(fā)揮生物活性。TNF蛋白與TNF-R1胞外區(qū)相結(jié)合誘導(dǎo)TNF-R1聚集和釋放死亡結(jié)構(gòu)域沉默子（SODD），隨后TRADD與TNF-R1中的死亡結(jié)構(gòu)域結(jié)合招募更多的接頭蛋白，例如RIP，TRAF-2和FADD等。這些接頭蛋白再招募其它參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的重要蛋白而發(fā)揮作用。

目前對(duì)TNF-R2的結(jié)構(gòu)和功能了解并不多，不過它缺乏死亡結(jié)構(gòu)域，因此不能促進(jìn)細(xì)胞凋亡過程。然而，TNF-R2可以通過活化NF-κB和JNK通路或者抑制TRAF-2干擾程序性細(xì)胞死亡（PCD）。

1.3 TNFR的分布

TNFR存在于多種正常及腫瘤細(xì)胞表面，一般每個(gè)細(xì)胞受體數(shù)目在500~5000/細(xì)胞，如ME-800腫瘤細(xì)胞系TNFR約2000/細(xì)胞，Kd為2×10-10M。不同細(xì)胞表面TNFR的數(shù)目和親和力似乎與細(xì)胞對(duì)TNF-α的敏感性并不平行。

1.4 可溶性TNFR

TNF結(jié)合蛋白（TNF-BP）是TNFR的可溶性形式，有sTNFRⅠ(TNF-BPⅠ)和sTNFRⅡ(TNF-BPⅡ)兩種。一般認(rèn)為sTNFR具有局限TNF活性，或穩(wěn)定TNF的作用，在細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)中有重要的調(diào)節(jié)作用。Seckiner1988年發(fā)現(xiàn)發(fā)熱患者尿中有TNF抑制物，分子量為33 kDa。Olsson1989年在慢性腎功能不全患者血和尿中也發(fā)現(xiàn)有TNF-BP。TNF-BP可與TNF特異結(jié)合，抑制TNF活性，如抑制其細(xì)胞毒活性和誘導(dǎo)IL-1產(chǎn)生，可促進(jìn)皮下接種Meth A病毒的生長(zhǎng)，可能為腫瘤逃逸宿主抗腫瘤的機(jī)制之一。正常人血清中TNF-BP為1~2 ng/ml，也可見于正常妊娠尿中。炎癥、內(nèi)毒素血癥、腦膜炎雙球菌感染、SLE、HIV感染、腎功能不全時(shí)以及腫瘤時(shí)可升高?？扇苄訲NFR可有效地減輕佐劑性關(guān)節(jié)炎的病理改變以及敗血癥休克。

6TNF受體超家族

目前，研究人員已經(jīng)證實(shí)腫瘤壞死因子蛋白同系物超家族存在著29個(gè)不同的受體（圖1）。這些受體可以被分為三個(gè)主要群體：

　　*類受體是在胞質(zhì)尾區(qū)包含死亡結(jié)構(gòu)域（DD）。通過配體與相應(yīng)的包含死亡結(jié)構(gòu)域的受體結(jié)合可以招募胞內(nèi)含有死亡結(jié)構(gòu)域的受體，例如Fas相關(guān)死亡結(jié)構(gòu)域蛋白（FADD/MORT1）和TNF受體相關(guān)的死亡結(jié)構(gòu)域蛋白（TRADD），它們一起構(gòu)成了所謂的死亡誘導(dǎo)信號(hào)復(fù)合物（DISC）。這些分子導(dǎo)致caspase活化，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，但也可以招募TNF受體相關(guān)因子（TRAF）的家庭成員。

第二類受體在胞質(zhì)尾區(qū)包含一個(gè)或多個(gè)TRAF相互作用基序（TIM）。激活此類受體可以直接募集TRAF家族成員，zui終激活多個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的關(guān)鍵分子，如絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）（如c-Jun N末端激酶JNK），P38（P38MAPK），細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（ERK），核因子kappa-B抑制物激酶（IKK）和磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）。

第三類受體不包含功能性細(xì)胞內(nèi)信號(hào)結(jié)構(gòu)域或者基序。雖然這些“誘餌"受體并不參與細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)，它可以與其它兩組的受體競(jìng)爭(zhēng)性的與相應(yīng)配體結(jié)合。^[1] 

7TNF的生物學(xué)活性

TNF-α和TNF-β的生物學(xué)作用極為相似，這可能與分子結(jié)構(gòu)的相似性和受體的同一性有關(guān)。但在某些生物學(xué)作用方面也有不同之處。

1.1 殺傷或抑制腫瘤細(xì)胞

TNF在體內(nèi)、體外均能殺死某些腫瘤細(xì)胞，或抑制增殖作用。腫瘤細(xì)胞株對(duì)TNF-α敏感性有很大的差異，TNF-α對(duì)極少數(shù)腫瘤細(xì)胞甚至有刺激作用。用*、放等處理腫瘤細(xì)胞（如小鼠成纖維細(xì)胞株L929）可明顯增TNF-α殺傷腫瘤細(xì)胞活性。體內(nèi)腫瘤對(duì)TNF-α的反應(yīng)也有很大的差異，與其體外細(xì)胞株對(duì)TNF-α的敏感性并不平行。同一細(xì)胞系可能有敏感株和抵抗株如L929-S和L929-R。此外，靶細(xì)胞內(nèi)源性TNF的表達(dá)可能會(huì)使細(xì)胞抵抗外源性TNF的細(xì)胞毒作用，因此通過誘導(dǎo)或抑制內(nèi)源性TNF的表達(dá)可改變細(xì)胞對(duì)外源性TNF的敏感性。巨噬細(xì)胞結(jié)合型TNF可能參與對(duì)靶細(xì)胞的殺傷作用。

TNF殺傷腫瘤的機(jī)理還不十分清楚，與補(bǔ)體或穿孔素殺傷細(xì)胞相比，TNF殺傷細(xì)胞沒有穿孔現(xiàn)象，而且殺傷過程相對(duì)比較緩慢。TNF殺傷腫瘤組織細(xì)胞可能與以下機(jī)理有關(guān)。

1.1.1 直接殺傷或抑制作用。TNF與相應(yīng)受體結(jié)合后向細(xì)胞內(nèi)移，被靶細(xì)胞溶酶體攝取導(dǎo)致溶酶體穩(wěn)定性降低，各種酶外泄，引起細(xì)胞溶解。也有認(rèn)為TNF激活磷脂酶A2，釋放超氧化物而引起DNA斷裂，磷脂酶A2抑制劑可降低TNF的抗病效應(yīng)。TNF可或改變靶細(xì)胞糖代謝，使細(xì)胞內(nèi)pH降低，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。

1.1.2 通過TNF對(duì)機(jī)體免疫功能的調(diào)節(jié)作用，促進(jìn)T細(xì)胞及其它殺傷細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷。

1.1.3 TNF作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞，損傷內(nèi)皮細(xì)胞或?qū)е卵芄δ芪蓙y，使血管損傷和血栓形成，造成腫瘤組織的局部血流阻斷而發(fā)生出血、缺氧壞死。

1.2 提高中性粒細(xì)胞的吞噬能力，增加過氧化物陰離子產(chǎn)生，增強(qiáng)ADCC功能，刺激細(xì)胞脫顆粒和分泌髓過氧化物酶。TNF預(yù)先與內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)可使其增加MHCⅠ類抗原、ICAM-1的表達(dá)，IL-1、GM-CSF和IL-8的分泌，并促進(jìn)中性粒細(xì)胞粘附到內(nèi)皮細(xì)胞上，從而刺激機(jī)體局部炎癥反應(yīng)，TNF-α的這種誘導(dǎo)作用要比TNF-β為強(qiáng)。TNF刺激單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞分泌IL-1，并調(diào)節(jié)MHCⅡ類抗原的表達(dá)。

1.3 抗感染：如抑制瘧原蟲生長(zhǎng)，抑制病毒復(fù)制（如腺病毒Ⅱ型、胞疹病毒Ⅱ型），抑制病毒蛋白合成、病毒顆粒的產(chǎn)生和感染性，并可殺傷病毒感染細(xì)胞。TNF抗病毒機(jī)理不十分清楚。

1.4 TNF是一種內(nèi)源性熱原質(zhì)，引起發(fā)熱，并誘導(dǎo)肝細(xì)胞急性期蛋白的合成。TNF引起發(fā)熱可能是通過直接刺激下丘腦提問調(diào)節(jié)中樞和刺激巨噬細(xì)胞釋放IL-1而引起，還可通過IL-1、TNF-α刺激其它細(xì)胞產(chǎn)生IL-6。

1.5 促進(jìn)髓樣白血病細(xì)胞向巨噬細(xì)胞分化，如促進(jìn)髓樣白血病細(xì)胞ML-1、單核細(xì)胞白血病細(xì)胞U937、早幼粒白血病細(xì)胞HL60的分化，機(jī)理不清楚。TGF-β可抑制TNF-α多種生物學(xué)活性，但不一致TNF-α對(duì)髓樣白血病細(xì)胞分化的誘導(dǎo)作用，甚至還有協(xié)同效應(yīng)。

1.6 促進(jìn)細(xì)胞增殖和分化：TNF促進(jìn)T細(xì)胞MHCⅠ類抗原表達(dá)，增強(qiáng)IL-2依賴的胸腺細(xì)胞、T細(xì)胞增殖能力，促進(jìn)IL-2、CSF和IFN-γ等淋巴因子差生，增強(qiáng)有絲分裂原或外來抗原刺激B細(xì)胞的增殖和Ig分泌。TNF-α對(duì)某些腫瘤細(xì)胞具有生長(zhǎng)因子樣作用，并協(xié)同EGF、PDGF和胰島素的促增殖作用，促進(jìn)EGF受體表達(dá)。TNF也可促進(jìn)c-myc和c-fos等與細(xì)胞增殖密切相關(guān)原癌基因的表達(dá)，引起細(xì)胞周期有G0期向G1期轉(zhuǎn)變。zui近報(bào)道TNF-β（LT）是EB病毒轉(zhuǎn)化淋巴母細(xì)胞的自分泌生長(zhǎng)因子，抗LT抗體、sTNFR以及TNF-α能一直EB病毒轉(zhuǎn)化淋巴細(xì)胞的增殖。

IL-1、IFN-γ和GM-CSF對(duì)TNF的生物學(xué)作用有明顯的增強(qiáng)作用，可能與增加細(xì)胞TNF受體的表達(dá)有關(guān)。已報(bào)道一種抗TNF-α單克隆抗體，可模擬TNF-α的某些生物學(xué)作用，這種現(xiàn)象在其它因子中還尚未見到。^[2] 

8TNF與臨床

1.1 *中的應(yīng)用

TNF在人、鼠腫瘤細(xì)胞株或原代培養(yǎng)的人癌細(xì)胞中，以及荷瘤裸鼠中都表現(xiàn)出殺瘤或抑瘤作用和免疫調(diào)節(jié)活性。應(yīng)用TNF在治療腫瘤等方面大多尚處于臨床試驗(yàn)階段，其也可與IL-2聯(lián)合治療腫瘤，目前認(rèn)為全身用藥的療效不及局部用藥，后者如病灶內(nèi)注射，局部濃度高且副作用也較輕。近年來已采用TNF基因治療開始對(duì)黑色素瘤等腫瘤進(jìn)行臨床驗(yàn)證。另外，TNF胸膜內(nèi)給藥，可以使轉(zhuǎn)移性胃癌和乳腺癌病人的胸水中的癌細(xì)胞顯著減少甚至*消失。

2003年，國(guó)內(nèi)也是世界上*例突變體新型人重組腫瘤壞死因子（nrhTNF）獲得批準(zhǔn)生產(chǎn)。

1.2 感染性休克

目前認(rèn)為革蘭氏陰性桿菌或腦膜炎球菌引起的彌漫性血管內(nèi)凝血、中毒性休克是由于細(xì)菌內(nèi)毒素刺激機(jī)體產(chǎn)生過量TNF-α，引起發(fā)熱，心臟、腎上腺嚴(yán)重?fù)p害，呼吸循環(huán)衰竭，甚至引起死亡，其TNF水平與病死率正相關(guān)。其發(fā)病機(jī)理可能是TNF刺激內(nèi)皮細(xì)胞，導(dǎo)致炎癥、組織損傷和凝血。TNF也是急性肝壞死的重要因素。病毒性暴發(fā)型肝衰竭外周血細(xì)胞誘生TNF，IL-1活性升高，且與病情程度相關(guān)。目前有關(guān)TNF介導(dǎo)內(nèi)毒素性休克的機(jī)理還不很清楚。有認(rèn)為TNF能促進(jìn)吞噬細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生IL-1和白三烯，導(dǎo)致DIC和內(nèi)毒素休克。TNF抗體（抗血清或單克隆抗體）在小鼠、家兔和狒狒體內(nèi)均有效地阻止致死性內(nèi)毒素休克的發(fā)生。

1.3 惡液質(zhì)

TNF-α又稱惡液素，可誘發(fā)機(jī)體發(fā)生惡液質(zhì)。

1.4 TNF與病原的關(guān)系

TNF還具有類似IFN抗病毒作用，阻止病毒早期蛋白質(zhì)的合成，從而抑制病毒的復(fù)制，并與IFN-α和IFN-γ協(xié)同抗病毒作用。另一方面，TNF誘導(dǎo)HIV-1基因在T細(xì)胞中表達(dá)。TNF在HIV感染的CD4+細(xì)胞中活化或誘導(dǎo)NF-Κb，NF-κB結(jié)合于HIV的長(zhǎng)末端重復(fù)序列（LTR）的增強(qiáng)子部位，活化HIV基因，可能與艾滋病發(fā)病有關(guān)。艾滋病患者單核細(xì)胞TNF-α產(chǎn)生增加，血清中TNF-α水平升高。此外，TNF還表現(xiàn)出抗菌和抗瘧疾的功效。

1.5 與風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的關(guān)系

在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎病人的關(guān)節(jié)滑液中可以檢測(cè)到TNF，認(rèn)為其與關(guān)節(jié)炎的發(fā)病有關(guān)。多種抗炎藥物可以降低TNF的產(chǎn)生。目前已有TNF的拮抗劑上市，如：依那西普（etanercept），可用于活動(dòng)性類風(fēng)濕關(guān)節(jié)、活動(dòng)性強(qiáng)直性脊柱炎等的治療。^[

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