細(xì)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(qiáng)大的和多方面的生物效應(yīng)。它們均作用于特異的靶細(xì)胞表面受體，通過細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)和第二信使介導(dǎo)，調(diào)節(jié)細(xì)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(xì)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(xì)胞的感染等)的作用后，造成細(xì)胞分泌異常而發(fā)病。細(xì)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(xì)胞缺乏癥、牛皮癬等。細(xì)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(xì)胞白血病，霍奇金病。細(xì)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(jìn)程，如胰腺炎、毛細(xì)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(xì)胞因子的分泌表達(dá)及其作用引起多方面專家的關(guān)注和研究，細(xì)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(xì)胞因子的發(fā)現(xiàn)近半個世紀(jì)，由于其生物學(xué)作用的多效性，細(xì)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(xì)胞因子基因被克隆至今，雖然多種細(xì)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(rèn)，但由于一種細(xì)胞因子可由多種細(xì)胞產(chǎn)生，不同細(xì)胞來源的細(xì)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(xì)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(xì)胞因子的分類
| 1．促紅細(xì)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(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子（GM-CSF) | 腫瘤壞死因子β（TNF-β) |
| 粒細(xì)胞集落bhskgw.cn/kuaiji/刺激因子（G-CSF) | 6．干擾素（IFN) |
| 巨噬細(xì)胞集落刺激因子（M-CSF或CSF-1) | 干擾素α-1（IFNα-1) |
| 干細(xì)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(xì)胞炎性蛋白（MIP) |
| 白介素-2（IL-2) | 巨噬細(xì)胞炎性蛋白1α（MIP-1α) |
| 白介素-3（IL-3或multi-CSF) | 巨噬細(xì)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(xì)胞炎性蛋白2（MIP-2) |
| 9．其他 | |
| 單核細(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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(jìn)展，將已發(fā)現(xiàn)的細(xì)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(xì)胞因子的結(jié)構(gòu)型家族
| 家族（family) | 細(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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(xì)胞因子的細(xì)胞類型及細(xì)胞因子的表達(dá)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(diǎn)。
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(xì)胞膜結(jié)合的模式和糖基化的程度，受體細(xì)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(xì)胞內(nèi)信號傳遞途徑的了解情況。
研究細(xì)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(xì)胞因子制劑的效應(yīng)，都要求能有效地檢測體內(nèi)細(xì)胞因子的含量（濃度水平)，以及檢測細(xì)胞因子的功能（生物效應(yīng))。
從前以細(xì)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(xì)胞因子的測定和部分鑒定，表2-14總結(jié)了已用于細(xì)胞因子功能測定和濃度（含量)測定的方法。
表2-14 細(xì)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(xì)胞毒性或細(xì)胞穩(wěn)定bhskgw.cn/shiti/性分析 | 細(xì)胞或細(xì)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(xì)胞分析 |
| 趨化作用或化學(xué)促進(jìn)作用分析 | 流式細(xì)胞計(jì)數(shù) |
| 細(xì)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(xì)胞因子mRNA原位雜交 |
| 免疫放射光譜分析（IRMA) |
人細(xì)胞因子實(shí)驗(yàn)測定的標(biāo)準(zhǔn)化：人細(xì)胞因子的實(shí)驗(yàn)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(xì)胞因子。生物分析方法特異性差，那些使用細(xì)胞株的生物分析可能與不同細(xì)胞因子反應(yīng)，而且可受非細(xì)胞因子分子的影響。用于維持細(xì)胞生物的細(xì)胞因子能強(qiáng)烈地影響某些依賴細(xì)胞對一些細(xì)胞因子的反應(yīng)程度。有的細(xì)胞在連續(xù)傳代后可能失去對某些細(xì)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(xì)胞因子受體或其他拮抗劑分子的存在，測得細(xì)胞因子活性結(jié)果可能會比實(shí)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(xì)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(xì)胞因子mRNA測定，而mRNA水平亦不一定與具生物活性的細(xì)胞因子水平相一致。其它影響自動免疫分析方法準(zhǔn)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(xì)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(biāo)準(zhǔn)化。
目前，英國已能提供下列細(xì)胞因子的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)。但于細(xì)胞因子分子的不均勻，其分析的標(biāo)準(zhǔn)化仍是問題。因此，要求各實(shí)驗(yàn)室的細(xì)胞因子分析應(yīng)參考國際標(biāo)準(zhǔn)。某些細(xì)胞因子具有易被破壞的特性，從而要求非常細(xì)致和標(biāo)準(zhǔn)化的取樣。
隨著細(xì)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(shí)驗(yàn)程序和準(zhǔn)確的操作技術(shù)。
