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IL-2對T細胞的作用 IL-2是T細胞生長因子，能使T細胞在試管內長期存活，刺激T細胞進入細胞分裂周期。IL-2能增強T細胞的殺傷活性，在體外它與IL-4、IL-5和IL-6一起共同誘導細胞毒性T細胞（Tc）的產生，并使其活性大大增強，延長其生長期；在體內IL-2也能增強抗原誘導的TC活性，甚至可以輔助抗原和半抗原直接在祼鼠體內誘導產生TC?；。
由IL-2誘導產生的TC輸入體內后可產生明顯抗腫瘤作用，但TC在體內不易存活，如同時再輸入少量IL-2，則可明顯延長Tc在體內的存活時間，并增強其抗腫瘤效果。IL-2并可誘導T細胞分泌IFN-γ，TNF,CSF等細胞因子。
2．IL-2對NK細胞的作用 IL-2可促進NK細胞的增殖，維持NK細胞長期生長。腫瘤病人經IL-2治療后，血中NK細胞數量明顯增加。IL-2在體內、外都能增強NK細胞活性。在體外，IL-2于短時間內就可使NK細胞活性增強。腫瘤病人經IL-2治療后NK細胞活性變明顯增強，且有累積效應，即隨著IL-2劑量的增加和療程的延長，NK細胞活性亦因之不斷增強，IL-2并能矯正NK細胞活性低下狀態，使之恢復正常或超過正常。白血病病人外周血單核細胞（PBMC，其中10%是NK細胞），經IL-2培養后具明顯的細胞毒作用，以此輸回給病人治療白血病。IL-2還能促進NK細胞分泌IFN-γ，增加其表達IL-2R+亞基等。
3．IL-2對LAK、TIL細胞的作用 IL-2可促進LAK,TIL細胞的體外存活、擴增及活化LAM（即淋巴因子激活的殺傷細胞lymphokine activated killer cells）。LAK是淋巴細胞與IL-2接觸后產生的一種具有抗腫瘤效應的殺傷細胞，只有在IL-2的存在下LAK才能產生，亦只有在IL-2存在下，LAK才能發揮其效果。實驗證明，淋巴細胞經IL-2培育后所得LAK細胞的活力，比不加IL-2培育的強100~1000倍，而且LAK只識別腫瘤抗原，對宿主正常細胞沒有影響。LAK與IL-2合用，對原發性及轉移性腫瘤，均有明顯抗腫瘤作用。
LAK與IL-2合用治療腫瘤雖取得了臨床效果，但在制備LAK時須抽取病大量周圍血單個核細胞，須多次回輸并伴用大劑量IL-2，價格昂貴且毒副作用大，于是人們極力尋找一種抗腫瘤效果好、毒副作用小的方法于1986年從實體瘤組織中分離到腫瘤浸潤性淋巴細胞（tumor infiltrating lymphocytes，TIL），在體外經IL-2激活可大量擴增，并對腫瘤細胞具高度殺傷作用，其體外殺傷腫瘤的效果比LAK強50~100倍，并僅須伴用少量IL-2就可發揮明顯抗腫瘤效果，毒副作用小。
4．IL-2對B細胞的作用
IL-2可促進B細胞表達IL-2R，促使B胞增殖和產生免疫球蛋白，并刺激巨噬細胞，提高其吞噬能力。近年發現，重組IL-2可刺激某些中樞神經細胞的生長和成熟，并作用于嗎啡肽受體，產生鎮痛作用。有關白細胞介素一2 (IL-2）的調節免疫作用。
5．IL-2對腫瘤細胞的作用 IL-2的抗腫瘤作用除與LAK,TIL有關外，還與其誘導NO的產生有關。實驗發現對LAK無效的Meth A小鼠皮膚癌，用IL-2治療可見存活期延長，且小鼠尿中NO2???-含量較對照組高8倍；如同時應用NO誘導抑制劑L-NMMA，使尿中NO含量下降60%，同時使IL-2組的存活期大大縮短，提示IL-2誘導NO合成，是其抗腫瘤作用機制之一。
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