細胞調(diào)節(jié)因子是一組小分子或中等分子量的可溶性蛋白質(zhì)（多肽)與糖蛋白，具有強大的和多方面的生物效應(yīng)。它們均作用于特異的靶細胞表面受體，通過細胞內(nèi)信號傳導(dǎo)和第二信使介導(dǎo)，調(diào)節(jié)細胞的增殖、分化、生長、出血、骨發(fā)生、免疫過程、創(chuàng)傷的愈合、炎癥反應(yīng)等。較大分子量的調(diào)節(jié)因子前身物質(zhì)經(jīng)蛋白酶切水解為較小的活性分子（成熟分子)，糖蛋白分子中的含糖結(jié)構(gòu)對其藥理動力學(xué)有顯著影響。已知不少疾病過程與細胞因子生成的失平衡有密切聯(lián)系，它們異常過度的分泌可誘發(fā)和延長病理過程，有些疾病可惡化，或受到一些起始因子（如病毒與細胞的感染等)的作用后，造成細胞分泌異常而發(fā)病。細胞因子的生成異常亦與一些免疫介導(dǎo)的疾病有關(guān)，如過敏、哮喘、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、自身免疫性全細胞缺乏癥、牛皮癬等。細胞因子廣泛地介入惡性腫瘤的增殖分化、轉(zhuǎn)移，如多發(fā)性骨髓瘤，急性白血病，慢性淋巴細胞白血病，霍奇金病。細胞因子更廣泛地從多層次以多種形式介導(dǎo)一系列炎癥發(fā)病進程，如胰腺炎、毛細管滲出性綜合征、骨質(zhì)疏松癥、創(chuàng)傷愈合、腎衰等。因此，近年來，細胞因子的分泌表達及其作用引起多方面專家的關(guān)注和研究，細胞因子的檢測也迅速發(fā)展起來。
本節(jié)從生物化學(xué)與分子生物學(xué)基礎(chǔ)對其發(fā)展中的幾個基本問題作一簡介。
細胞因子的發(fā)現(xiàn)近半個世紀，由于其生物學(xué)作用的多效性，細胞來源的多樣性，曾經(jīng)賦予過不少名稱。自80年代基因工作和蛋白質(zhì)的優(yōu)化技術(shù)發(fā)展，細胞因子基因被克隆至今，雖然多種細胞因子的蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)被闡明，其相應(yīng)的mRNA及DNA序列分析及其染色體定位被確認，但由于一種細胞因子可由多種細胞產(chǎn)生，不同細胞來源的細胞因子又有相似的生物學(xué)作用（多效性)，加上生物學(xué)作用的環(huán)境依賴性，因此命名至今不夠滿意，更不甚統(tǒng)一，分類上的意義也是相對的，有的側(cè)重考慮其細胞來源，有的著重于參照其生物學(xué)作用，見表2-12。
表2-12 細胞因子的分類
| 1．促紅細胞生成素（EPO) | 5．腫瘤壞死因子（TNF) |
| 2．集落刺激因子（CSF) | 腫瘤壞死因子α（TNF-α) |
| 粒細胞巨噬細胞集落刺激因子（GM-CSF) | 腫瘤壞死因子β（TNF-β) |
| 粒細胞集落quanxiangyun.cn/kuaiji/刺激因子（G-CSF) | 6．干擾素（IFN) |
| 巨噬細胞集落刺激因子（M-CSF或CSF-1) | 干擾素α-1（IFNα-1) |
| 干細胞因子（CSF) | 干擾素α-2（IFNα-2) |
| 白介素-3或多集落刺激因子（IL-3或multi-F) | 干擾素β（IFNβ) |
| 白血病抑制因子（LIF) | 干擾素γ（IFNγ) |
| 胰島素樣生長因子（IGF) | 7．轉(zhuǎn)化生成因子（TGF) |
| 3．血小板生成素（TPO) | 轉(zhuǎn)化生長因子β-1（TGFβ-1) |
| 4．白介素（IL) | 轉(zhuǎn)化生成因子β-2（TGFβ-2) |
| 白介素-1α（IL-1α) | 轉(zhuǎn)化生長因子β-3（TGFβ-3) |
| 白介素-1β（IL-1β) | 8．巨噬細胞炎性蛋白（MIP) |
| 白介素-2（IL-2) | 巨噬細胞炎性蛋白1α（MIP-1α) |
| 白介素-3（IL-3或multi-CSF) | 巨噬細胞炎性蛋白1β（MIP-1β) |
| 白介素-4到白介素-13（IL-4，IL-5，IL-6，IL-7，IL-8，IL-9，IL-10，IL-12，IL-13) | 巨噬細胞炎性蛋白2（MIP-2) |
| 9．其他 | |
| 單核細胞化學(xué)吸附蛋白-1（MCP-1) | |
| 血小板因子4（PF4) | |
| β-凝集球蛋白 | |
| 黑色瘤生長刺激活性（GROimgSA) |
有些研究者按其主要特征，歸納為以下幾類：
1．天然免疫的效應(yīng)分子（如α/β干擾素，TNF，IL-1，IL-6等)。
2．炎癥反應(yīng)的激活因子（IL-1，IL-5，IFN-1等)。
3．淋巴細胞活化生成與分化的調(diào)節(jié)因子（IL-2，IL-4，TGFβ等)。
4．未成熟免疫細胞生長分化的刺激因子（IL-3，IL-7，GM-CSF，M-CSF，G-CSF)。
也有一些研究者依據(jù)其生物學(xué)特征從臨床病理出發(fā)分為以下6大類：
1．炎癥因子（介導(dǎo)炎癥發(fā)生發(fā)展)又稱為炎癥反應(yīng)因子（inflamatoryfactor)(如IL-1，IL-6，IL-8，TNF等)。
2．殺傷因子（cytotoxicfactor)（如TNF-γ，TNF-β)。
3．干擾素（有抗病毒作用的IFN-γ，β，α)。
4．白介素類，促細胞活化、增殖、分化、調(diào)節(jié)其功能。
5．成血因子（hematopoieticfactor)(SCF，IL-3，GM-CSF，G-CSF，M-CSF等)
6．轉(zhuǎn)化生長因子（transforminggrowthfactor，TGF)。
最近由于分子生物學(xué)研究的進展，將已發(fā)現(xiàn)的細胞因子以分子結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，結(jié)合其基因組合受體類型，將它們歸納為以下6個不同的家族，列表2-13下可供參考。
表2-13 細胞因子的結(jié)構(gòu)型家族
| 家族（family) | 細胞因子（cytokines) | 受體類型（receptortype) |
| Haematopoietins(4α-helicalbundles) | IL-2,IL-3,IL-4,IL-5,IL-6,IL-7,IL-8,IL-9,IL-14,G-CSF,GM-CSF,CNTF,OSM,LIF,Epo | CytokinereceptorclassI |
| IL-10,IFNαIFNβIFNγ | CytokinereceptorclassII | |
| EGF(β-sheet) | EGF,TGFα | Tyrosinekinase |
| FGFα，F(xiàn)GFβ | Splittyrosinekinase | |
| IL-1α,IL-1β,IL-1Rα | IL-1receptor | |
| TNF(jellyrollmotif) | TNFα,TNFβ,LTβ | |
| Cysteineknot | NGF | |
| TGFβ1,TGFβ2,TGFβ3 | Serine/threoninekinase | |
| PDGF,VEGF | Tyrosinekinase | |
| Chemokines | ||
| (triple-strandedantiparallelβ-sheetinGredkkeymotif) | IL-8,MIP-1α,MIP-1β,MIP-2,PF-4,PBP,I-309/TCA-3,MCP-1,MCP-2,MCP-3,γIP-10 | Rhodopsinsuperfamily |
各個細胞因子的生物化學(xué)及其分子生物學(xué)正在積累大量的資料，學(xué)者可從以下幾方面了解和收集有關(guān)材料加以深入系統(tǒng)的研究。
1．使用過的其它名稱，多數(shù)細胞因子在發(fā)現(xiàn)它們存在的早期，曾基于其生物效應(yīng)的某一側(cè)面或其發(fā)現(xiàn)的歷史、細胞來源以及生物檢測方法的使用而使用過多種名稱，這些名稱不一定是反映該因子最本質(zhì)的方面，并易混淆，宜予注意。
2．分子大小、分子特征、分子量。
3．氨基酸序列和三維空間結(jié)構(gòu)（包括來自X線及NMR獲得的數(shù)據(jù))
4．交叉反應(yīng)性（crossreactivity)，比較不同種屬（如人和鼠)細胞因子氨基酸序列的一致性及其差異。
5．已知可以分泌該細胞因子的細胞類型及細胞因子的表達調(diào)控。
6．主要物理化學(xué)性質(zhì)，包括前體的分子量和去除信號肽后成熟分子的分子量及其酶切點。
7．基因結(jié)構(gòu)及其染色體定位，包括有關(guān)外顯子和內(nèi)含子的基因結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的氨基酸序列。
8．受體的描述、類型，包括蛋白質(zhì)的主區(qū)域細胞膜結(jié)合的模式和糖基化的程度，受體細胞分布，受體的物理化學(xué)性質(zhì)，氨基酸序列，染色體定位等。
9．受體后信號傳遞體制和類型-細胞內(nèi)信號傳遞途徑的了解情況。
研究細胞因子在各種病理生理情況下的活動、分泌以及在治療中使用細胞因子制劑的效應(yīng)，都要求能有效地檢測體內(nèi)細胞因子的含量（濃度水平)，以及檢測細胞因子的功能（生物效應(yīng))。
從前以細胞因子的生物學(xué)特征作為其含量分析的基礎(chǔ)，免疫分析及其它免疫化學(xué)或生物化學(xué)技術(shù)亦可用于此細胞因子的測定和部分鑒定，表2-14總結(jié)了已用于細胞因子功能測定和濃度（含量)測定的方法。
表2-14 細胞因子分析
| 生物分析 | 酶聯(lián)免疫吸附分析（ELISA) |
| 動物分析 | 其它 |
| 增殖分析 | 受體結(jié)合分析 |
| 骨髓集落形成分析 | 免疫化學(xué)程序 |
| 細胞毒性或細胞穩(wěn)定quanxiangyun.cn/shiti/性分析 | 細胞或細胞中的測定 |
| 抗病毒分析 | 勻漿生物分析或免疫分析 |
| 次級分子分泌的誘導(dǎo) | 免疫組化或免疫細胞分析 |
| 趨化作用或化學(xué)促進作用分析 | 流式細胞計數(shù) |
| 細胞因子分泌活性的抑制 | 酶聯(lián)免疫印跡（ELISPOT) |
| 免疫分析 | 反相溶血斑分析 |
| 放射免疫分析（RIA) | 細胞因子mRNA原位雜交 |
| 免疫放射光譜分析（IRMA) |
人細胞因子實驗測定的標準化：人細胞因子的實驗測定中仍存在諸多問題，選擇分析方法不恰當(dāng)則可能導(dǎo)致混亂甚至錯誤的結(jié)論。有時有必要同時選擇幾種方法分析某些細胞因子。生物分析方法特異性差，那些使用細胞株的生物分析可能與不同細胞因子反應(yīng)，而且可受非細胞因子分子的影響。用于維持細胞生物的細胞因子能強烈地影響某些依賴細胞對一些細胞因子的反應(yīng)程度。有的細胞在連續(xù)傳代后可能失去對某些細胞因子的反應(yīng)性，此外，由于抑制劑如受體拮抗劑、可溶性細胞因子受體或其他拮抗劑分子的存在，測得細胞因子活性結(jié)果可能會比實際活性偏低。
由于蛋白酶的存在或與抑制劑如可溶性受體形成復(fù)合物，免疫分析能測得失去生物活性或具部分生物活性的細胞因子分子，并可受到基質(zhì)效應(yīng)的影響。此外，特異性問題影響了細胞因子mRNA測定，而mRNA水平亦不一定與具生物活性的細胞因子水平相一致。其它影響自動免疫分析方法準確性的問題還包括抗體的選擇、分析的不均勻、分子糖基化的不同、寡聚體的形成及循環(huán)受體的影響，雖然免疫分析的結(jié)果并不一定反映細胞因子的生物活性，但一般而言，免疫分析及其它配體結(jié)合分析都更容易標準化。
目前，英國已能提供下列細胞因子的標準化參考試劑：IL-1α，IL-1β，IL-2-9，GM-SCF，M-CSF，TGF-α，TGF-β，TGF-γ，SCF，LIF（白血病抑制因子)，IFN-α1，IFN-α2b，IFNγ，還能供應(yīng)IFN-α2a，IFN-β及IFN-γ的國際標準。但于細胞因子分子的不均勻，其分析的標準化仍是問題。因此，要求各實驗室的細胞因子分析應(yīng)參考國際標準。某些細胞因子具有易被破壞的特性，從而要求非常細致和標準化的取樣。
隨著細胞因子在治療上的不斷應(yīng)用，其測定方法亦得到了廣泛的發(fā)展，臨床檢師必須選用正常的分析方法支持臨床醫(yī)生，為臨床診斷提供相對簡易的實驗程序和準確的操作技術(shù)。
