1. 發現與分類
早在1965年,Wheelock等在PHA刺激的人外周血白細胞培養上清中鑒定出一種具有抗病毒活性的“免疫干擾素"(immune interferon),但在酸性條件下易失活。1973年,Youngert和Salvin從淋巴細胞培養上清中分離出一種抗原性不同于I型IFN的新型IFN,命名為Ⅱ型IFN;1980年國際委員會正式命名其為干擾素?γ(IFN?γ)。隨后1981年,Goeddel等成功克隆出IFN?γ基因,為后續結構與功能研究奠定了基礎。
2. 產生與調控
2.1 細胞來源
IFN?γ主要由激活的T細胞(尤其是Th1亞群)和NK細胞分泌。Th1細胞在抗原、PHA或ConA刺激后迅速分泌IFN?γ,與IL?2產生呈同步趨勢;活化的NK細胞在IL?12、IL?15、IL?18等刺激下也可分泌IFN?γ。
2.2 基因表達調控
人IFNG基因位于染色體12號,長度約3.4 kb,編碼143個氨基酸的前體蛋白;小鼠Ifng基因位于10號染色體,編碼133個氨基酸的成熟分子。IFNG基因的轉錄依賴于增強子復合體(enhanceosome)與HMG I(Y)等轉錄因子的結合,如HMG A1等因子介導染色質構象變化以促進轉錄活性。
3. 分子結構
成熟的人IFN?γ單體含六條α螺旋,通過反向交叉形成同源二聚體,分子量約40 kDa,糖基化后可提高穩定性與活性。小鼠IFN?γ在氨基酸序列上與人僅有約40%同源性,因此具有嚴格的種屬特異性。
4. 受體與信號轉導
4.1 受體組成
IFN?γ受體由兩條鏈組成:配體結合鏈IFNGR1(50 kDa)和信號轉導鏈IFNGR2(90 kDa),分別位于人6號、小鼠10號染色體;每個細胞表面表達100–1000個受體,親和力KD約10??–5×10?11 M。
4.2 JAK?STAT通路
IFN?γ與IFNGR1/2結合引發受體二聚化,激活受體關聯的JAK1/JAK2,后者磷酸化STAT1,并伴隨其二聚體轉位至細胞核,結合γ?干擾素活化點(GAS)啟動子元件,誘導20余種特異基因表達,包括IP?10、2?5A合成酶等。
5. 生物學功能
5.1 抗病毒與抗菌
IFN?γ可誘導巨噬細胞和樹突細胞表達MHCⅡ分子,促進抗原提呈;同時上調iNOS合成,一氧化氮抑制病原體復制;P1激酶抑制病毒蛋白翻譯,2?5A合成酶裂解病毒RNA。
5.2 免疫調節
IFN?γ上調內皮細胞ICAM?1,促進巨噬細胞FcγR表達,協同TNF?α清除微生物;在B細胞中抑制IL?4誘導的IgE與IgG1產生,但促進IgG2a分泌;與IL?2協同增強LAK活性并促進T細胞IL?2R表達。
5.3 腫瘤免疫
IFN?γ在腫瘤微環境中通過增強抗原呈遞和T細胞募集抑制腫瘤生長,但長期暴露可誘導抗PD?1/PD?L1免疫檢查點抑制劑(ICIs)耐受,如在黑色素瘤中通過JAK突變影響響應,成為重要的生物標志物和靶向策略研究方向。
6. 臨床應用與研究進展
6.1 疾病生物標志物
近期研究發現,慢性疲勞綜合征和Long Covid患者血清IFN?γ水平升高,可作為診斷與療效監測指標;在長Covid患者中,IFN?γ水平與癥狀緩解高度相關,提示其作為潛在治療靶點的價值。
6.2 治療策略
重組人IFN?γ(Actimmune®)用于慢性肉芽腫病等免疫缺陷性疾病;在腫瘤免疫治療中,IFN?γ或IFN?γ相關基因簽名已被用作ICIs療效預測標志物,且正評估聯合JAK/STAT抑制劑或增強型IFN?γ酶工程體的安全性與有效性。
隨著對IFN?γ信號耐受機制的深入研究,如細胞內負調節因子SOCS1/3及微環境中IFN?γ梯度的分布模型,將為優化IFN?γ基因治療、設計精準的IFN?γ調控生物制劑提供新思路。此外,利用病毒蛋白及偏倚激動劑(biased agonist)構建精細調控的IFN?γ衍生物,有望實現更安全高效的臨床干預。
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