1別名

惡液質素（Cachectin）

巨噬細胞毒素（Macrophage cytotoxin）

壞死素（Necrosin）

細胞毒素(Cytotoxin)

腫瘤壞死因子α(Tumour necrosis factor-α)

出血因子(Hemorrhagic factor)

巨噬細胞毒性因子(Macrophage cytotoxic factor)

分化誘導因子(Differentiation-inducing factor)

2來源

巨噬細胞(Macrophages)

自然殺傷細胞(Natural killer cells)

T淋巴細胞(T-lymphoblastoid Cells)

B淋巴細胞(B-lymphoblastoid Cells)

肥大細胞(Mast cells)

成纖維細胞(Fibroblasts)

平滑肌細胞(Smooth muscle cells)

乳腺腫瘤細胞(Breast tumor cells)

卵巢腫瘤細胞(Ovarian tumour cells)

星形膠質細胞(Astrocytes)

L-929細胞(L-929 cells)

枯氏細胞(Kupffer’s cells)

上皮細胞(Epidermal cells)

顆粒細胞（Granulosa cells）

3TNF基因特點

人類TNF-α基因于1985年成功克隆，定位于6p21.4，長約3.6 kbp，有4個外顯子和3個內含子，與主要組織相容性復合體（MHC）基因緊密連鎖位于HLA-B 和 HLA-C2 位點之間的 MHC3 類基因區內，由TNFA和TNFB組成，分別編碼TNFα和TNFβ。位于啟動子區238位和308位存在單核苷酸多態性，被認為可調節TNF的轉錄水平，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。TNF基因編碼的mRNA約1.7 kbp，在其3`非翻譯區有一段許多細胞因子都具有的保守TTATTTAT序列（AU富含元件，ARE）。

佛波酯是TNF的誘導劑，能通過靠近啟動子區TATAA框的一小段序列誘導TNF的轉錄。

4TNF蛋白特性

1 人TNF-α前體由233個氨基酸組成（26 kDa），其中包含由76個氨基酸殘基組成的信號肽，在TNF轉化酶TACE的作用下，切除信號肽，形成成熟的157個氨基酸殘基的TNF-α（17 kDa）。由于沒有蛋氨酸殘基，故不存在糖基化位點，其中第69位和101位兩個半*形成分子內二硫鍵。人類 TNF-α與小鼠 TNF-α有79%氨基酸組成同源性，TNF-α的生物學作用似無明顯的種屬特異性。zui近有人報道通過基因工程技術表達了N端少2個氨基酸（Val、Arg）的155氨基酸人TNF-α，具有更好的生物學活性和抗腫瘤效應。此外，還有用基因工程方法，將TNF-α分子氨基端7個氨基酸殘基缺失，再將8Pro、9Ser和10Asp改為8Arg、9Lys和10Arg，或者再同時將157Leu改為157Phe，改構后的TNF-α比天然TNF體外殺傷L929細胞的活性增加1000倍左右，在體內腫瘤出血壞死效應也明顯增加。TNF-α和β發揮生物學效應的天然形式是同源的三聚體。

2 人類TNF-β分子由205個氨基酸殘基組成，含34氨基酸殘基的信號肽，成熟型TNF-β分子為171個氨基酸殘基，分子量25kDa。

3 人類TNF-β與TNF-α其DNA同源序列達56%，氨基酸水平上同源性為36%。應用X射線晶體衍射技術證明， TNF是由三個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夾心結構(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，其對應的mRNA有4.5Kbp，可表達于所有類型的細胞上，在溶細胞活性上起主要作用。

Ⅱ型TNFR（又稱TNFR2、CD120b、p75）426氨基酸殘基，75kDa，其對應的mRNA有3Kbp，僅表達于免疫和內皮細胞上，與信號傳遞和T細胞增殖有關。

1.2 TNFR的結構功能特點

兩型TNFR都為糖蛋白，均包括胞膜外區、跨膜區和胞內區三個部分，胞外區有28%的同源，但在胞漿區無同源性，可能與介導不同的信號轉導途徑有關。多項研究證實，腫瘤壞死因子主要通過與TNF-R1作用而發揮生物活性。TNF蛋白與TNF-R1胞外區相結合誘導TNF-R1聚集和釋放死亡結構域沉默子（SODD），隨后TRADD與TNF-R1中的死亡結構域結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轉導的重要蛋白而發揮作用。

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

1.3 TNFR的分布

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

1.4 可溶性TNFR

TNF結合蛋白（TNF-BP）是TNFR的可溶性形式，有sTNFRⅠ(TNF-BPⅠ)和sTNFRⅡ(TNF-BPⅡ)兩種。一般認為sTNFR具有局限TNF活性，或穩定TNF的作用，在細胞因子網絡中有重要的調節作用。Seckiner1988年發現發熱患者尿中有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現有TNF-BP。TNF-BP可與TNF特異結合，抑制TNF活性，如抑制其細胞毒活性和誘導IL-1產生，可促進皮下接種Meth A病毒的生長，可能為腫瘤逃逸宿主抗腫瘤的機制之一。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、內毒素血癥、腦膜炎雙球菌感染、SLE、HIV感染、腎功能不全時以及腫瘤時可升高。可溶性TNFR可有效地減輕佐劑性關節炎的病理改變以及敗血癥休克。

6TNF受體超家族

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

　　*類受體是在胞質尾區包含死亡結構域（DD）。通過配體與相應的包含死亡結構域的受體結合可以招募胞內含有死亡結構域的受體，例如Fas相關死亡結構域蛋白（FADD/MORT1）和TNF受體相關的死亡結構域蛋白（TRADD），它們一起構成了所謂的死亡誘導信號復合物（DISC）。這些分子導致caspase活化，誘導細胞凋亡，但也可以招募TNF受體相關因子（TRAF）的家庭成員。

第二類受體在胞質尾區包含一個或多個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終激活多個信號轉導通路的關鍵分子，如絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）（如c-Jun N末端激酶JNK），P38（P38MAPK），細胞外信號調節激酶（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胞內信號結構域或者基序。雖然這些“誘餌"受體并不參與細胞內信號傳導，它可以與其它兩組的受體競爭性的與相應配體結合。^[1] 

7TNF的生物學活性

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

1.1 殺傷或抑制腫瘤細胞

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

TNF殺傷腫瘤的機理還不十分清楚，與補體或穿孔素殺傷細胞相比，TNF殺傷細胞沒有穿孔現象，而且殺傷過程相對比較緩慢。TNF殺傷腫瘤組織細胞可能與以下機理有關。

1.1.1 直接殺傷或抑制作用。TNF與相應受體結合后向細胞內移，被靶細胞溶酶體攝取導致溶酶體穩定性降低，各種酶外泄，引起細胞溶解。也有認為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。TNF可或改變靶細胞糖代謝，使細胞內pH降低，導致細胞死亡。

1.1.2 通過TNF對機體免疫功能的調節作用，促進T細胞及其它殺傷細胞對腫瘤細胞的殺傷。

1.1.3 TNF作用于血管內皮細胞，損傷內皮細胞或導致血管功能紊亂，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生出血、缺氧壞死。

1.2 提高中性粒細胞的吞噬能力，增加過氧化物陰離子產生，增強ADCC功能，刺激細胞脫顆粒和分泌髓過氧化物酶。TNF預先與內皮細胞培養可使其增加MHCⅠ類抗原、ICAM-1的表達，IL-1、GM-CSF和IL-8的分泌，并促進中性粒細胞粘附到內皮細胞上，從而刺激機體局部炎癥反應，TNF-α的這種誘導作用要比TNF-β為強。TNF刺激單核細胞和巨噬細胞分泌IL-1，并調節MHCⅡ類抗原的表達。

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

1.4 TNF是一種內源性熱原質，引起發熱，并誘導肝細胞急性期蛋白的合成。TNF引起發熱可能是通過直接刺激下丘腦提問調節中樞和刺激巨噬細胞釋放IL-1而引起，還可通過IL-1、TNF-α刺激其它細胞產生IL-6。

1.5 促進髓樣白血病細胞向巨噬細胞分化，如促進髓樣白血病細胞ML-1、單核細胞白血病細胞U937、早幼粒白血病細胞HL60的分化，機理不清楚。TGF-β可抑制TNF-α多種生物學活性，但不一致TNF-α對髓樣白血病細胞分化的誘導作用，甚至還有協同效應。

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

IL-1、IFN-γ和GM-CSF對TNF的生物學作用有明顯的增強作用，可能與增加細胞TNF受體的表達有關。已報道一種抗TNF-α單克隆抗體，可模擬TNF-α的某些生物學作用，這種現象在其它因子中還尚未見到。^[2] 

8TNF與臨床

1.1 *中的應用

TNF在人、鼠腫瘤細胞株或原代培養的人癌細胞中，以及荷瘤裸鼠中都表現出殺瘤或抑瘤作用和免疫調節活性。應用TNF在治療腫瘤等方面大多尚處于臨床試驗階段，其也可與IL-2聯合治療腫瘤，目前認為全身用藥的療效不及局部用藥，后者如病灶內注射，局部濃度高且副作用也較輕。近年來已采用TNF基因治療開始對黑色素瘤等腫瘤進行臨床驗證。另外，TNF胸膜內給藥，可以使轉移性胃癌和乳腺癌病人的胸水中的癌細胞顯著減少甚至*消失。

2003年，國內也是世界上*例突變體新型人重組腫瘤壞死因子（nrhTNF）獲得批準生產。

1.2 感染性休克

目前認為革蘭氏陰性桿菌或腦膜炎球菌引起的彌漫性血管內凝血、中毒性休克是由于細菌內毒素刺激機體產生過量TNF-α，引起發熱，心臟、腎上腺嚴重損害，呼吸循環衰竭，甚至引起死亡，其TNF水平與病死率正相關。其發病機理可能是TNF刺激內皮細胞，導致炎癥、組織損傷和凝血。TNF也是急性肝壞死的重要因素。病毒性暴發型肝衰竭外周血細胞誘生TNF，IL-1活性升高，且與病情程度相關。目前有關TNF介導內毒素性休克的機理還不很清楚。有認為TNF能促進吞噬細胞和內皮細胞產生IL-1和白三烯，導致DIC和內毒素休克。TNF抗體（抗血清或單克隆抗體）在小鼠、家兔和狒狒體內均有效地阻止致死性內毒素休克的發生。

1.3 惡液質

TNF-α又稱惡液素，可誘發機體發生惡液質。

1.4 TNF與病原的關系

TNF還具有類似IFN抗病毒作用，阻止病毒早期蛋白質的合成，從而抑制病毒的復制，并與IFN-α和IFN-γ協同抗病毒作用。另一方面，TNF誘導HIV-1基因在T細胞中表達。TNF在HIV感染的CD4+細胞中活化或誘導NF-Κb，NF-κB結合于HIV的長末端重復序列（LTR）的增強子部位，活化HIV基因，可能與艾滋病發病有關。艾滋病患者單核細胞TNF-α產生增加，血清中TNF-α水平升高。此外，TNF還表現出抗菌和抗瘧疾的功效。

1.5 與風濕性關節炎的關系

在類風濕性關節炎病人的關節滑液中可以檢測到TNF，認為其與關節炎的發病有關。多種抗炎藥物可以降低TNF的產生。目前已有TNF的拮抗劑上市，如：依那西普（etanercept），可用于活動性類風濕關節、活動性強直性脊柱炎等的治療。^[

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