人粒细胞- 巨噬细胞集落刺激因子( granulocyte - macrophage colony - stimulating factor, GM - CSF)是一种在造血调控和免疫调节等方面有重要作用的细胞因子,以往人们主要应用其促进骨髓粒系、单核细胞系、巨噬细胞系的发育和成熟,增加外周血成熟粒细胞、单核巨噬细胞功能等方面的作用,用于急性白血病,肿瘤放疗后粒细胞减少,骨髓移植后造血恢复,外周血干细胞动员等疾病。本文主要综述了其在变态反应性疾病中的作用及临床新用途。

1　GM - CSF概述

1. 1　人GM - CSF生物学特性　1977年Burgess等从小鼠肺条件培养液中发现一种能刺激粒细胞和巨噬细胞形成集落的因子,命名为GM - CSF。1984年和1985年小鼠和人GM - CSF的互补脱氧核糖核酸( cDNA)分别克隆成功。

1. 2　GM - CSF的分子结构和基因　人和鼠GM - CSF基因DNA序列有高度同源性,基因组约2. 5 kb长,包括4个外显子和3个内含子。小鼠GM - CSF基因位于11号染色体,在人则位于第5号染色体长臂,在白细胞介素3 ( IL - 3)基因下游9 kb处。此外,人的IL - 4、IL - 5、M - CSF、M - CSF受体(C - fms)和早期生长应答基因- 1 ( early growth response gene - 1, EGR - 1)也位于第5号染色体的长臂。

1. 3　GM - CSF受体　人和小鼠GM - CSFR均由α、β两条链组成,单独α链与配体的结合为低亲合力,β链单独不结合配体,但与α链共同组成高亲和力受体,在信号转导中起主要作用。α、β两条链胞膜外结构均属于造血因子受体超家族(或称红细胞生成素受体超家族)成员。已证实GM - CSFRβ链为IL - 3、IL - 5受体所共用,但在人和小鼠β链的共同情况有所差异。GM - CS2FR主要分布于髓系细胞,但分布的方式有所不同。在中性粒细胞表面仅有GM - CSFR的α和β链,而无白细胞介素5受体( IL- 5R)和白细胞介素3受体( IL - 3R)的α链,因而IL - 3、IL - 5对GM - CSF与中性粒细胞表面GM - CSFR结合不发生竞争,由于α链数目少于或等于β链的数目,所以中性粒细胞表面仅有高亲和力GM - CSFR,而无低亲和力受体。IL - 3、GM - CSF两种细胞因子均可作用于单核细胞,而且可以相互竞争结合。单核细胞可同时表达IL - 3、GM - CSF的高亲和力受体,也表达这两种低亲和力受体,提示在单核细胞表面这两种细胞因子受体α链表达的数目多于β链。在嗜酸性粒细胞表面同时表达IL - 3、IL - 5和GM - CSF三种受体,而且IL - 3、IL - 5和GM - CSF三种配体均可相互竞争抑制。嗜碱性粒细胞亦具有这三种受体,但结合相应配体的能力依次是GM - CSF > IL - 3 > IL - 5。

1. 4　GM - CSF的产生　T细胞、B细胞、巨噬细胞、肥大细胞、内皮细胞、成纤维细胞等均可产生GM - CSF。其中T细胞和巨噬细胞一般在免疫应答或炎症介质刺激过程中直接产生;而内皮细胞、成纤维细胞可能通过IL - 1和肿瘤坏死因子( TNF)的诱导而产生。见表1。

表1　产生GM - CSF的细胞和刺激物