第6章 细胞因子(cytokine)
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6第六章细胞因子总结
炎症是机体对外来刺激产生的一种病理反应过程，
症状表现为局部的红肿热痛，病理检查可发现有 大量炎症细胞，如粒细胞、巨噬细胞的局部浸润 和组织坏死，在这一过程中，一些细胞因子起到 重要的促进作用，如IL-1、IL-6、IL-8、TNFα等 可促进炎症细胞的聚集、活化和炎症介质的释放， 可直接刺激发热中枢引起全身发烧，加重炎症症 状。在许多炎症性疾病中都可检测到上述细胞因 子的水平升高。用某些细胞因子给动物注射，可 直接诱导某些炎症现象，这些实验充分证明细胞 因子在炎症过程中的重要促进作用。
大量产生－－内分泌效应： 诱导肝脏急性期蛋白合成；引起发热和恶病 质。
2.IL-2 (又称T细胞生长因子,TCGF) ： 细胞来源：主要由T细胞产生。 作用方式：以自分泌和旁分泌方式发挥效应。 主要生物学功能： （1）活化T细胞，促进细胞因子产生； （2）刺激NK细胞增殖，增强NK杀伤活性及产生 细胞因子，诱导LAK细胞产生； （3）促进B细胞增殖和分泌抗体； （4）激活巨噬细胞。
2．合成、分泌特性：
(1) 多源性； (2) 多向性； (3) 短时自限性分泌；
3．作用特性： (1) 高效性: 10-12mol/L； (2) 主要为自分泌、旁分泌效应； (3) 非特异性、多效性及重叠性； (3) 拮抗性； (4) 双重性； (5) 网络效应； (6) 细胞因子与激素、神经肽和神经递质共同 组成细胞间信号分子系统。
的相互调控、生物学效应的相互影响而组成 细胞因子网络。
Байду номын сангаас胞因子的生物学活性
1.免疫细胞的调节剂 细胞因子具有广泛的生物学活性，能促进 靶细胞的增殖和分化，增强抗感染和细胞 杀伤效应，促进或抑制其它细胞因子和膜 表面分子的表达，促进炎症过程，影响细 胞代谢等。
症状表现为局部的红肿热痛，病理检查可发现有 大量炎症细胞，如粒细胞、巨噬细胞的局部浸润 和组织坏死，在这一过程中，一些细胞因子起到 重要的促进作用，如IL-1、IL-6、IL-8、TNFα等 可促进炎症细胞的聚集、活化和炎症介质的释放， 可直接刺激发热中枢引起全身发烧，加重炎症症 状。在许多炎症性疾病中都可检测到上述细胞因 子的水平升高。用某些细胞因子给动物注射，可 直接诱导某些炎症现象，这些实验充分证明细胞 因子在炎症过程中的重要促进作用。
大量产生－－内分泌效应： 诱导肝脏急性期蛋白合成；引起发热和恶病 质。
2.IL-2 (又称T细胞生长因子,TCGF) ： 细胞来源：主要由T细胞产生。 作用方式：以自分泌和旁分泌方式发挥效应。 主要生物学功能： （1）活化T细胞，促进细胞因子产生； （2）刺激NK细胞增殖，增强NK杀伤活性及产生 细胞因子，诱导LAK细胞产生； （3）促进B细胞增殖和分泌抗体； （4）激活巨噬细胞。
2．合成、分泌特性：
(1) 多源性； (2) 多向性； (3) 短时自限性分泌；
3．作用特性： (1) 高效性: 10-12mol/L； (2) 主要为自分泌、旁分泌效应； (3) 非特异性、多效性及重叠性； (3) 拮抗性； (4) 双重性； (5) 网络效应； (6) 细胞因子与激素、神经肽和神经递质共同 组成细胞间信号分子系统。
的相互调控、生物学效应的相互影响而组成 细胞因子网络。
Байду номын сангаас胞因子的生物学活性
1.免疫细胞的调节剂 细胞因子具有广泛的生物学活性，能促进 靶细胞的增殖和分化，增强抗感染和细胞 杀伤效应，促进或抑制其它细胞因子和膜 表面分子的表达，促进炎症过程，影响细 胞代谢等。
5 细胞因子
ห้องสมุดไป่ตู้T细胞：IL-2、7、18等活化T细胞并促进 其增殖。诱导Th0向不同的亚群分化 （Th1、Th2、Th17、Treg）
（三）刺激造血
造血干细胞和祖细胞：IL-3和SCF(stem cell factor)
髓样祖细胞和髓系细胞：GM-CSF，GCSF，M-CSF
淋巴样干细胞：IL-7EPO(erythropoietin) 单个谱系的细胞因子：EPO促进红细胞
四个亚家族：①CC亚家族②CXC亚家族③C 亚家族④CX3C亚家族 其他细胞因子： TGF-β、VEGF、FGF、EGF
三、细胞因子的生物学活性
Function of cytokines
(一)调节固有免疫应答
DC： IL-1β和TNF-α等可诱导iDC成熟分化。 IFN-γ上调MHC-Ⅰ、Ⅱ类分子的表达。趋化因 子调节DC的迁移和归巢。
生成 ，TPO，IL-11促进巨核细胞分化和 形成血小板
(四)促进凋亡和直接杀伤靶细胞
TNF-α和LT-α诱导肿瘤细胞和病毒感染 细胞凋亡
Fas和FasL
（五）促进创伤的修复
TGF-β刺激成纤维细胞和成骨细胞促进 损伤组织修复。VEGF、FGF、EGF。
四、细胞因子的受体(receptor)
第六章 细胞因子 cytokine
细胞因子的定义(definition)
细胞因子（cytokine）是由免疫原、丝裂 原或其他因子刺激细胞所产生的低分子 量可溶性蛋白质，为生物信息分子，具 有调节固有免疫和适应性免疫应答，促 进造血，以及刺激细胞活化、增殖和分 化等功能。根据产生的细胞,也可称为:
IL-2,IL-4,IL-7, IL-9,IL-15和IL-21受体有 相同的链
（三）刺激造血
造血干细胞和祖细胞：IL-3和SCF(stem cell factor)
髓样祖细胞和髓系细胞：GM-CSF，GCSF，M-CSF
淋巴样干细胞：IL-7EPO(erythropoietin) 单个谱系的细胞因子：EPO促进红细胞
四个亚家族：①CC亚家族②CXC亚家族③C 亚家族④CX3C亚家族 其他细胞因子： TGF-β、VEGF、FGF、EGF
三、细胞因子的生物学活性
Function of cytokines
(一)调节固有免疫应答
DC： IL-1β和TNF-α等可诱导iDC成熟分化。 IFN-γ上调MHC-Ⅰ、Ⅱ类分子的表达。趋化因 子调节DC的迁移和归巢。
生成 ，TPO，IL-11促进巨核细胞分化和 形成血小板
(四)促进凋亡和直接杀伤靶细胞
TNF-α和LT-α诱导肿瘤细胞和病毒感染 细胞凋亡
Fas和FasL
（五）促进创伤的修复
TGF-β刺激成纤维细胞和成骨细胞促进 损伤组织修复。VEGF、FGF、EGF。
四、细胞因子的受体(receptor)
第六章 细胞因子 cytokine
细胞因子的定义(definition)
细胞因子（cytokine）是由免疫原、丝裂 原或其他因子刺激细胞所产生的低分子 量可溶性蛋白质，为生物信息分子，具 有调节固有免疫和适应性免疫应答，促 进造血，以及刺激细胞活化、增殖和分 化等功能。根据产生的细胞,也可称为:
IL-2,IL-4,IL-7, IL-9,IL-15和IL-21受体有 相同的链
(整理)第六章细胞因子
第六章细胞因子第一节细胞因子的共同特点一、细胞因子的概念细胞因子(cytokine)是由机体多种细胞分泌的小分子蛋白质，通过结合细胞表面的相应受体发挥以调节免疫应答为主的生物学作用。
二、细胞因子的命名细胞因子按其产生来源可分为：由单个核吞噬细胞产生的细胞因子称为单核因子(monokine)；由淋巴细胞产生的细胞因子称为淋巴因子(lymphokine)等。
按其作用可分为干扰素、集落刺激因子、肿瘤坏死因子、生长因子和趋化因子等。
部分由不同细胞分泌的细胞因子，其基因及编码蛋白与结构清楚者，在免疫调节、造血和炎症中发挥重要作用，又称为白细胞介素(interleukin，IL)。
三、细胞因子作用方式天然的细胞因子由抗原、丝裂原或其他刺激物所活化的细胞所分泌，通过旁分泌(paracrine)、自分泌(autocrine)或内分泌(endocrine)的方式发挥作用。
若某种细胞因子作用的靶细胞(细胞因子作用的细胞)也是其产生细胞，则该细胞因子对靶细胞表现出的生物学作用方式称为自分泌，如T淋巴细胞产生的白细胞介素-2(IL-2)可刺激T淋巴细胞本身生长。
若某种细胞产生的细胞因子主要作用于邻近的细胞，则该细胞因子对靶细胞表现出的生物学作用方式称为旁分泌，如树突状细胞产生的IL-12促进T淋巴细胞增殖及分化。
少数细胞因子如TNF-α、IL-1在体液中浓度很高时也作用于远处的靶细胞，表现为内分泌方式。
图细胞因子的自分泌、旁分泌或内分泌作用A. 自分泌；B. 旁分泌；C. 内分泌四、细胞因子作用特点细胞因子通常具有多效性、重叠性、拮抗性和协同性。
①多效性：一种细胞因子可作用于多种靶细胞，产生多种生物学效应，如干扰素可上调有核细胞表达MHC Ⅰ类分子，也可激活巨噬细胞。
②重叠性：几种不同的细胞因子作用于同一种靶细胞，产生相同或相似的生物学效应，如IL-2和IL-4均可刺激T淋巴细胞增殖。
③拮抗性：一种细胞因子抑制其他细胞因子的功能，如IL-4可抑制IFN- 刺激Th细胞向Thl细胞分化的功能。
免疫学细胞因子
节、抗肿瘤和控制细胞增殖
IFNg(II型)：Tcell、NK细胞产生，主要作用是激活巨噬细
胞、诱导MHC分子表达、促进Th1细胞分户及抗病毒
第二节 细胞因子的分类及生 物学活性
4、肿瘤坏死因子(Tumor necrosis factor,TNF)
可直接诱导肿瘤细胞凋亡的细胞因子,包括 TNF, TNF
产 生
非免疫细胞：血管内皮细胞、成纤维细胞、某些肿瘤细胞
分
（骨髓瘤细胞）
类
第一节 细胞因子的共同特 点
➢ 多为小分子多肽 ➢ 在较低浓度下既有生物学活性 ➢ 通过结合cell表面高亲和力受体发挥作用 ➢ 作用特点
1. 自分泌：Tcell产生的IL-2 2. 旁分泌：DC产生IL-12作用于Tcell 3. 内分泌：TNF在高浓度时可通过血流做用于远处的
factor,CSF) 3、干扰素(Interferon,IFN) 4、肿瘤坏死因子(Tumor necrosis
factor,TNF) 5、趋化因子(Chemokine) 6、生长因子(Growth factor)
第二节 细胞因子的分类及生 物学活性
1、白细胞介素(Interleukin,I❖ 1957年，发现干扰素（IFN） ❖ 1969年，提出淋巴因子（lymphokine）的概念 ❖ 1974年，定名细胞因子（cytokine）
❖ 近十余年,细胞因子发展迅猛, 现已发现几十种细胞因 子，并形成研究细胞因子的专门学说——细胞因子学
概述
细胞因子（cytokine）
redundancy
IL-4、 IL-5
均有刺激B细胞增
B
殖的功能
IL-4
协同性
synergy
+
6第六章细胞因子
第一节 细胞因子及其受体概述
一、细胞因子的来源和分布
体内多种免疫细胞（如T细胞、B细胞、单核/ 巨噬细胞、NK细胞等）和非免疫细胞（如血管内 皮细胞、表皮细胞、成纤维细胞等）均可产生细 胞因子。此外，某些肿瘤细胞也可产生某些种类 的细胞因子。
一般情况下，免疫细胞是细胞因子的主要来源， 尤其是激活的淋巴细胞和单核/巨噬细胞可产生多种 细胞因子。据此，可根据细胞因子的来源将其分为 淋巴因子(lymphokine)和单核因子（monokine）。 前者包括IL-2、IL-4、IL-5、IFN等；后者包括肿 瘤坏死因子- （TNF-）、IL-1、IL-6、IL-8等。 多数细胞因子是以可溶性蛋白的形式分布于组 织间质和体液中，但某些细胞因子（如TNF等）可以 跨膜分子形式表达于产生细胞的表面。
此外，细胞因子还发挥重要的免疫调节作用。 一般情况下，多数细胞因子具有正向调节作用；但 TGF-、IL-10等则具有重要的负向调节作用。
Cytokines of innate and adaptive immunity
（三）介导固有免疫和炎症反应 多种细胞因子参与天然免疫和炎症反应的启动 及其效应。其中，IL-6、IL-1、IFN、TNF和趋化因 子家族是启动抗菌性炎症反应的关键因子，又被称 为促炎细胞因子（pro-inflammatory cytokine）。 细胞因子可介导不同炎症效应，例如：多种促 炎细胞因子可促进炎症细胞表达黏附分子，从而增 强白细胞与血管内皮细胞的黏附作用，促进白细胞 的炎性渗出；IL-1、IL-6、TNF、趋化因子等可促进 炎症细胞激活，增强它们的吞噬和杀伤作用；趋化 因子可介导炎症细胞的趋化运动，促进它们向炎症 灶集聚；
（二）作用的高效性 细胞因子与其受体高亲和力结合，使细胞因 子的生物学作用具有高效性。在体内，pmol（甚 至fmol）水平的细胞因子即可显示明显的生物学 效应。例如，1pg干扰素即能保护100万个细胞抵 御1000万病毒颗粒的感染。
医学免疫学 第6讲 细胞因子
趋化因子 细菌产物、白三烯B4、C52、中性细胞阳离子蛋 白、细胞因子(ILs、TNF调理素Fc、C3b)
发热 疼痛 IL-1、IL-6、TNF、PG PGE2、缓激肽
组织损伤 氧自由基、溶酶体酶、NO
二、炎性介质 1.概念： 指参与炎症反应的各种细胞因子 。
2.常见炎性介质：
作用 主要炎性介质种类
血管扩张 组胺、缓激肽、PGE2、PGD2、PGF2、PGh、NO 血管通透 组胺、缓激肽、C3a、C5a、LTC4、 LTD4、 性增高 LTE4、PAF、P物质、活性氧代谢产物 粘附分子 选择蛋白类、Ig类、整合蛋白类、粘液样糖蛋白
3.结构：大多为穿膜的蛋白或糖蛋
白，含胞膜外区、穿膜区和胞浆 区。少数是碳水化合物。 4.分布：血细胞和非造血细胞。
二、粘附分子
(cell adhesion molecules, CAM)
介导细胞间或细胞与细胞外基质
间相互接触和结合的分子的统称。
①整合素家族
②免疫球蛋白超家族（IgSF）
③选择素家族：成员L、P、E。
第6讲 细胞因子
细胞因子好比
“指挥信息系统”。
1.细胞因子（cytokine）
由机体的免疫细胞（单核-巨噬细胞、
淋巴细胞）或非免疫细胞（成纤维细
胞、内皮细胞等）分泌的具有生物学
活性的小分子蛋白质的统称，它们能
调节多种细胞的生理功能。
2.细胞因子的共同特性：
②分泌特点：*必须经刺激物刺激才能产生。 ③作用特点：活性极强，非特异性作用 ④相互作用构成细胞因子网络。 ①化学性质：小分子量的蛋白质或糖蛋白。 *分泌是一个短时自限过程。 自分泌、旁分泌、内分泌 多效性 重叠性 拮抗性 协同性 *同种细胞可产生多种细胞因子。
第6章 细胞因子(cytokine)
2.调节免疫应答
生长、分化和发挥效应。
IL-2、 IFN-γ
主要由抗原活化的T淋巴细胞分泌，调节淋巴细胞的激活、
Properties of cytokines (a)
Properties of cytokines (b)
3.诱导细胞凋亡
IL-2可诱导抗原活化的T淋巴细胞凋亡，TNF可诱
导肿瘤细胞凋亡。 4.刺激造血
生长因子（growth factor, GF）
趋化性细胞因子（chemokine）
白细胞介素（interleukin, IL)
因来源于白细胞,参与白细胞之间的信息交流 而得名. 迄今已发现IL-1---IL-35。
干扰素（interferon, IFN）
具有干扰病毒复制的功能
分类：(P61,表6-1)
第六章
细 胞 因 子 (cytokine)
细胞因子(cytokine)
一、概述
免疫应答过程涉及多种免疫细胞间的相互作用，而 这些作用是由可溶性分子和细胞膜分子所介导。 介导免疫细胞间信息交流的可溶性分子主要是细胞 因子。
1、概念
细胞因子是由多种细胞，特别是活化的免疫细胞
分泌的、介导细胞与细胞之间相互作用、具有多种生
I型IFN： IFN-α 、IFN-β 等，主要由白细胞、成纤维细胞
和病毒感染细胞产生。
II型IFN： IFN-γ ，主要由活化T细胞、NK细胞产生。
肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor, TN： 主要由单核 巨噬细胞产生。 TNF-： 主要由淋巴细胞 产生，又称淋巴 毒素。
由骨髓基质细胞和T细胞等产生刺激造血的细胞因子，在
血细胞的生成方面起重要作用。如SCF、EPO等
06细胞因子
抗感染作用：
介导和调节适应性免疫应答的细胞因子
细胞因子在Ig类别转换中的作用
细胞因子对Th1和Th2细胞的调节作用
3.
抗肿瘤，直接杀伤靶细胞，促进凋 亡：TNF，Fas-FasL 促进血管的生成，促进组织损伤修 复：VEGF，EGF
4.
细胞因子风暴 发热及炎症反应 肿瘤 超敏反应 自身免疫病 免疫缺陷病 移植排斥反应
链
链
链
IL-4R
IL-9R
IL-15R
IL-2R
1.
◦ 在中枢免疫器官： IL-3、IL-4、GMCSF、EPO ◦ 在外周免疫器官：调节适应性免疫应答： IL-2, 4~6, 13,15, IFN-γ、TNF、IL-10, TGF-β
调控免疫细胞的发育、分化、功能：
2.
◦ 抗细菌作用： IL-1、TNF、IL-6、IL-8、 IL-12， IFN-γ， IL-4 ◦ 抗病毒作用：IFN-α/β、IFN-γ、IL-12、 MIP
细胞因子 （cytokine）
细胞因子：
由机体多种细胞分泌的、通过结合 细胞表面的相应受体在细胞之间发挥
调控作用的可溶性小分子多肽或糖蛋
白。
1.
白细胞介素(IL)：已发现30余种， 分别命名为IL-1~IL-30。
2.
干扰素(IFN)：具有干扰病毒感染和 复制的能力。分为IFN-α,β,γ。
Ⅰ型干扰素：IFN-α和IFN-β，由DC和 病毒感染细胞产生，主要功能：抗病毒 Ⅱ型干扰素： IFN-γ，由活化T细胞和 NK细胞产生，主要功能：免疫调节
3.
肿瘤坏死因子(TNF)：使肿瘤出血 坏死。TNF-α，TNF-β
◦ 抑瘤作用，局部炎症反应
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物学功能的小分子可溶性蛋白质的统称。
2、细胞因子的命名
根据其产生细胞的种类命名：
淋巴细胞产生的：淋巴因子 根据其主要生物学功能命名: 白细胞介素（interleukin, IL) 干扰素（interferon, IFN）
肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor, TNF）
集落刺激因子（colony stimulating factor, CSF） 生长因子（growth factor, GF） 趋化性细胞因子（chemokine）
B
IFN-g 阻断IL-4 诱导类别转化的 作用，IL-4抑制 IFN-g
三 细胞胞介素（interleukin, IL) 2、干扰素（interferon, IFN） 3、肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor, TNF） 4、集落刺激因子（colony stimulating factor, CSF）
分类： IFN-α 、IFN-β 、 IFN-γ 三类。
Actions of type I (, ) interferons
Actions of interferon-g
肿瘤坏死因子超家族（tumor necrosis factor, TNF）
TNF-： 主要由单核 巨噬细胞产生。 LT： 主要由淋巴细胞 产生 两种TNF具有相似 的结合受体和生物学 活性。该家族至少有 19种成员
活化、增殖、分化
B
多效性 pleiotropy
IL-4 胸腺细胞
增殖
增殖 肥大细胞
重叠性 IL-2、 redundancy IL-4、 IL-5
B
均有刺激B细胞 增殖的功能
协同性 synergy
IL-4 + IL-5
B
B细胞
更有效地诱导 IgE类别转换
拮抗性 antagonism
IL-4 IFN-g
5、生长因子（growth factor, GF）
6、趋化性细胞因子（chemokine）
白细胞介素（interleukin, IL)
因来源于白细胞,参与白细胞之间的信息交流而得名。 迄今已发现IL-1~IL-35。(IL-2/4/6/12)
干扰素家族（interferon, IFN）
因具有干扰病毒的感染和复制作用而得名。
能吸引免疫细胞到免疫应答局部,参与免疫调节
和免疫病理反应。
chemotaxis
生长因子（growth factor, GF）
一类可介导不同类型细胞生长和分化的细胞因子。
例如：
转化生长因子 (transforming growth factor-β ，TGF-β) 表皮生长因子 (epithelial growth factor，EGF） 血管内皮生长因子（VEGF） 成纤维细胞生长因子（FGF）
3.刺激造血 由骨髓基质细胞和T细胞等产生刺激造血的细胞因子，在 血细胞的生成方面起重要作用。如SCF、EPO等
4.诱导细胞凋亡 IL-2可诱导抗原活化的T淋巴细胞凋亡，TNF可诱导肿瘤 细胞凋亡。 5.促进创伤的修复 表皮生长因子（EGF）促进上皮细胞等增值，有利伤口 愈合。
五. 细胞因子的临床应用
四. 细胞因子的生物学活性
1.调节固有免疫应答
主要由单核-巨噬细胞分泌的CK，表现为抗病毒和细菌 感染作用。 抗病毒感染：IFN-α、IFN-β 抗细菌感染：TNF-α、TNF-β、IL-1、IL-6
2.调节适用性免疫应答
主要由抗原活化的T淋巴细胞分泌，在淋巴细胞的激活、 生长、分化阶段发挥效应。 IL-2、 IFN-γ
第六章
细 胞 因 子 P60 (cytokine)
一、概述
免疫应答过程涉及多种免疫细胞间的相互作用，而 这些作用是由可溶性分子和细胞膜分子所介导。 介导免疫细胞间信息交流的可溶性分子主要是细胞 因子。
1、概念
细胞因子是由多种细胞，特别是活化的免疫细胞
分泌的、介导细胞与细胞之间相互作用、具有多种生
二 细胞因子的共同特点
1、在低浓度下即有生物学活性，通过结合细胞表面高亲和力受 体发挥作用。 2、细胞因子分泌方式多样性 CK可以自分泌、旁分泌或内分泌的方式发挥作用。
3 细胞因子的作用具有多效性、重叠性、拮抗性或协同性
一种细胞因子可对多种靶细胞发挥作用，产生多种 不同的生物学效应，称多效性； 几种不同的细胞因子也可对同一种靶细胞发生作用，产 生相同或相似的生物学效应，称重叠性； 一种细胞因子可以抑制另一种细胞因子的某些生物学 作用，表现为拮抗效应； 一种细胞因子可以增强另一细胞因子的某些生物学作用表 现为协同效应。
（一）细胞因子与疾病的发生
细胞因子具有双重作用： 有利：免疫调节、促进造血、抗感染，抗肿瘤。 有害：炎症、休克、发热、自身免疫病、肿瘤。
比如：INF-α:类风湿性关节炎、强直性脊柱炎等。
“细胞因子风暴”：指机体感染微生物后引起的体液中多种细胞 因子迅速大量产生的现象。如：感染H5N1禽流感病毒的个体上 出现的SRDS和多脏器衰竭的重要原因。
集落刺激因子 （colony stimulating factor, CSF）
是一组在体内外均可选择性刺激造血祖细胞增殖、
分化并形成某一谱系细胞集落的细胞因子。 包括：M-CSF、G-CSF、GM-CSF、 SCF、EPO等。
集落刺激因子的作用
趋化因子(chemokine)
是一类对不同靶细胞具有趋化效应的细胞因子 家族。根据结构和功能分为4个亚家族。 主要作用：
（二）细胞因子及相关生物制品
1986年： IFN-α 1989年：EPO 1991年：G-CSF