一、生物学功能
细胞因子是一类由免疫细胞(如巨噬细胞、T细胞、B细胞、NK细胞等)和非免疫细胞(如内皮细胞、成纤维细胞等)在特定刺激下合成并分泌的小分子蛋白质,具有广泛的生物学活性。其核心功能包括:
1.免疫调节:
调控免疫细胞的发育、分化和活化,如IL-2促进T细胞增殖,IFN-γ激活巨噬细胞。
参与固有免疫和适应性免疫应答,调节炎症反应和抗感染过程。
2.炎症调控:
促炎细胞因子(如IL-1、IL-6、TNF-α)引发炎症反应,招募免疫细胞至感染或损伤部位。
抗炎细胞因子(如IL-10、TGF-β)抑制过度炎症,维持免疫平衡。
3.细胞生长与分化:
生长因子(如EGF、FGF、VEGF)促进细胞增殖、分化和组织修复。
集落刺激因子(如GM-CSF、G-CSF)刺激造血干细胞分化为血细胞。
4.其他功能:
参与肿瘤发生、发展和免疫逃逸(如TNF-α诱导肿瘤细胞凋亡)。
调节胚胎发育、神经发生和血管生成。
二、分类体系
根据结构和功能,细胞因子可分为以下六大类:
1.白细胞介素(IL):
由白细胞产生,调控免疫细胞发育与活化。
例如:IL-2促T细胞增殖,IL-10抑制炎症。
2.干扰素(IFN):
抗病毒防御主力军,分α/β/γ三型。
例如:IFN-α/β抑制病毒复制,IFN-γ激活免疫应答。
3.肿瘤坏死因子(TNF):
诱导肿瘤细胞凋亡,参与炎症级联反应。
例如:TNF-α由巨噬细胞产生,TNF-β由T细胞产生。
4.集落刺激因子(CSF):
促进造血干细胞分化。
例如:GM-CSF刺激粒细胞生成,EPO促进红细胞生成。
5.趋化因子:
引导免疫细胞迁移。
例如:CXCL8招募中性粒细胞,CCL2招募单核细胞。
6.生长因子(GF):
促进细胞生长和分化。
例如:EGF促进表皮细胞增殖,VEGF促进血管生成。
三、精准检测技术
细胞因子的检测技术多样,根据检测原理可分为免疫学方法、分子生物学方法和质谱法:
1.免疫学方法:
ELISA:通过抗原-抗体反应定量检测细胞因子,操作简便、灵敏度高,但仅能单指标检测。
Luminex液相芯片:基于荧光编码微球,实现多指标高通量检测,样本用量少、精密度高。
流式细胞术(FCM):结合胞内染色技术,可区分Th1/Th2细胞亚群分泌的细胞因子。
2.分子生物学方法:
RT-PCR:检测细胞因子mRNA表达水平,适用于低丰度RNA的定量分析。
数字PCR:绝对定量低至单细胞水平的细胞因子mRNA。
3.质谱法:
质谱成像:定位肿瘤微环境中细胞因子的空间分布特征。
4.新兴技术:
可穿戴式电化学传感器:实时追踪脓毒症患者IL-6波动。
人工智能建模:机器学习预测类风湿关节炎患者TNF抑制剂治疗响应概率。