1957年Isaacs和Lindenmann首先发现了病毒干扰现象，即病毒感染的细胞能产生一种因子，作用于其他细胞干扰病毒的复制，因而命名为干扰素。目前已知干扰素并不能直接杀伤病毒，而是诱导宿主细胞产生数种酶，干扰病毒的基因转录或病毒蛋白组分的翻译。根据产生干扰素细胞来源不同、理化性质和生物学活性的差异，可分为α-干扰素（interferon α,IFN-α)、β-干扰素（interferon β,IFN-β)和γ-干扰素（interferon γ,IFN-γ)。
（一)IFN-α和IFN-β
IFN-α和IFN-β有许多相似之处，如：（1)两种IFN基因来自同一个祖先基因（common ancester gene)；（2)由相同的细胞在相同的刺激物诱导下产生；（3)结合相同的受体，并发挥相似的生物学效应。
1.IFN-α/β的产生 IFN-α/β以往称为Ⅰ型IFN，主要由白细胞、成纤维细胞等在细菌、DNA或RNA病毒、多聚肌苷酸多聚胞苷酸（Poly I-C)、多核苷酸等刺激物诱导下产生。IFN-α/β在pH2或pH11以及热（56℃)条件下仍稳定，而IFN-γ则很易丧失活性。
2.IFN-α/β的分子结构和基因 IFN-α和IFN-β基因均位于人9号染色体和小鼠4号染色体，并连锁在一起。IFN-α基因至少有20个，成串排列在一个区域，无内含子，同一种属IFN-α不同基因产物其氨基酸同原性≥80%。人和小鼠IFN-β基因只有一个，无内含子，与IFN-α基因连锁在一起。IFN-β与IFN-α氨基酸组成有26～30%同源性。IFN-α由2个亚族（subfamily)组成，分别称为IFN-α1和IFN-α2，其中IFN-α1至少由20个有功能的基因组成，彼此间有90%左右的同源性；IFN-α2亚族有5～6个基因成员，目前只发现1个有功能的基因，其余是假基因。
IFN-α分子不同亚型由166/165个的氨基酸组成，无糖基，分子量约19kDa左右，不同种属之间同源性70%左右。IFN-α分子含有4个Cys1-99,Cys29-139之间形成两个分子内二硫键。IFN-α的生物学作用有一定的种属特异性。
人IFN-β分子含166个氨基酸，有糖基，分子量为23kDa，含有3个半胱氨酸，分别在17、31和141位氨基酸。31与141位半胱氨酸之间形成的分子内二硫键对于IFN-β生物学活性非常很重，141Cys被Tyr替代后则完全丧失抗病毒作用，而Cys17被Ser替代后不仅不影响生物学活性，反而是使IFN-β分子稳定性更好。糖基对生物学活性无影响。小鼠IFN-β分子只有一个Cys17，分子内无二硫键。IFN-β的生物学作用有较强的种属特异性。
3.IFN-α/β体受 一般认为，IFN-α和IFN-β结合相同的受体，IFT-α/βR基因定位于21号染色体，受体的亲和力Kd在10-9～10-10M之间，受体胞膜外结构属细胞因子受体中干扰素受体家族。IFN-α/β受体分布相当广泛，包括单核细胞、巨噬细胞、多形核白细胞、B细胞、T细胞、血小板、上皮细胞、内皮细胞和肿瘤细胞等。医.学全.在.线网站www.lindalemus.com
4.IFN-α/β的生物学作用
（1)抗病毒作用：IFN-α/β具有广谱的抗病毒作用，其作用机理是：①通过抑制某些病毒的吸附（如VSV)、脱衣壳和最初的病毒核酸转录（如SV-40、HSV-1、流感病毒和VSV)、病毒蛋白合成（如SVS、SV-40)以及成熟病毒的释放（如逆转录病毒、HSV-1)等不同环节；②通过NK、巨噬细胞和CTL杀伤病毒感染靶细胞。
（2)抑制某些细胞的生长(cytostatic)，如抑制成纤维细胞、上皮细胞、内皮细胞和造血细胞的增殖，其机理可能通过使细胞停留在Go/G1期，降低DNA合成，下调c-myc、c-fos等细胞原癌基因转录水平，下调某些生长因子受体表达，如EGf R、胰岛素-I R和M-CSFR等。
（3)免疫调节作用：促进大多数细胞MHCⅠ类抗原的表达，活化NK细胞和CTL。
（4)抑制和杀伤肿瘤细胞：IFN-α/β杀伤肿瘤细胞主要是通过促进机体免疫功能，提高巨噬细胞、NK和CTL的杀伤水平。
不同的INF-α亚型的诱生、抗病毒和免疫调节活性可有所不同，例如①同一病毒在不同细胞中诱生IFN-α亚型种类有很大差别，如仙台病毒在人白细胞中以诱生IFN-α1为主，其次为IFN-α2，少量IFN-α14；而在类淋巴母细胞中却以诱生IFN-α2为主，IFN-α1为次，无IFN-α14；在单核细胞中则主要诱导IFN-α8。②INF-α的不同亚型对于不同靶细胞表现出不同的抗病毒活性，如Hu IFN-α1在MDBK细胞上的抗病毒活性比Wish细胞高20～30倍，而HuIFN-α2a在这两种细胞中抗病毒活性无明显差别。③不同IFN-α亚型对不同病毒的抗病毒作用有很大差异，如HuIFN-α1抑制肾综合征出血热病毒的繁殖能力比IFN-α2a高15倍。④不同IFN-α亚型对MHC抗原表达、NK活性以及细胞因子产生的调节作用也有较大的差异，如Hu IFN-α1可促进单核细胞MHCⅡ类抗原的表达，而Hu IFN-α2则无这种诱导作用。
（二)IFN-γ
1965年Wheelock等首先在PHA刺激的白细胞培养上清中发现具有IFN样抗病毒物质，但在pH2条件下即失去抗病毒的活性。1973年Youngert和Salvin发现来自淋巴细胞培养上清中存在一种IFN，但抗原性不同于以往发现的IFN，遂命名为Ⅱ型IFN，1980年统一命名为IFN-γ。1981年Goeddle等将IFN-γ基因克隆成功。
1.IFN-γ的产生 主要由活化T细胞产生，在小鼠，由Th1亚群产生。当抗原、PHA或ConA刺激后T细胞分泌IFN-γ，通常与IL-2的产生相一致。目前认为巨噬细胞活化因子（MAF)的主要活性存在于IFN-γ中。此外，活化NK细胞也可产生IFN-γ。
2.IFN的分子结构和基因 人和小鼠IFN-γ基因分别定位于12号和10号染色体，在DNA水平上IFN-γ基因与IFN-α/β基因无同源性。人和小鼠IFN-γ在DNA水平上有65%左右同源性，在氨基酸水平的同源性只有40%左右。小鼠成熟IFN-γ分子由133个氨基酸残基组成。人IFN-γ成熟分子由143个氨基酸组成，糖蛋白，以同源双体形式存在，分子量为40kDa，其生物学作用有严格的种属特异性。
3.IFN-γ受体 人IFN-γR基因定位于第6号染色体，小鼠在第10号染色体。IFN-γ受体分布广泛，受体阳性细胞每个细胞约表达100～1000个受体，亲和力kD10-9～5*10-11M。裸肽分子量50kDa，糖基化后90kDa，其N末端与IFNα/β受体有一定的同源性，具有种属特异性。目前认为人IFN-γR可能存在着第二条链。
IFN-γR为穿膜糖蛋白，胞膜外区、穿膜外区、穿膜区和胞浆区分别有228、21和223个氨基酸残基，从胞膜外区结构特征来看，属于细胞因子受体干扰素受体家族，最近命名为CDw119。
IFN-γ配体诱导IFN-γR二聚体化在信号转导中可能起重要作用，并与受人本的磷酸化有关。IFN-γ与受体结合后可活化多种IFN-γ调节的基因。目前已知，IFN-γ刺激后至少有20种蛋白被表达，其中12种是IFN刺激后所特有的。这种表达是由于活化特异的DNA结合蛋白使其从胞浆移位到胞核，如干扰素刺激的基因因子2（interferon-stimulated gene fac-tor 2,ISGF2)和γ-干扰素激活因子（gamma-interferon activation factor,GAF或STAT91)结合到IFN基因启动子中两个称之为γ干扰素活化点（gamma-interferon activation site,GAS)和干扰素刺激的反应元件（interferon-stimulated response element,ISRE)的位置上。IFN-γ可促进HLA-B、HLA-DR、IP-10、P1激酶和2-5A合成酶的全成，其中P1激酶可抑制病毒蛋白的翻译，而2-5A合成酶则可裂解病毒RNA。
4.IFN-γ的生物学活性 IFN-γ生物学作用有较严格的种属特异性，人IFN-γ只作用于人或灵长类动物的细胞。
（1)诱导单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞、皮肤成纤维细胞、血管内皮细胞、星状细胞等MHCⅡ类抗原的表达，使其参与抗原提呈和特异性免疫的识别过程。此外，IFN-γ可上调内皮细胞ICAM-1（CD54)表达，促进巨噬细胞FcγR表达，协同诱导TNF并促进巨噬细胞杀伤病原微生物。
（2)促进LPS体外刺激小鼠B细胞分泌和IgG2a，降低IgG1、IgG2b、IgG3和IgE的产生；抑制由IL-4诱导小鼠B细胞增殖，IgG1和IgE产生以及FcεRⅡ表达；促进SAC诱导的人B细胞的增殖。
（3)协同IL-2诱导LAK活性，促进T细胞IL-2R表达。
（4)诱导急性期蛋白合成，诱导髓样细胞分化。
