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免疫系統(tǒng)的反應(yīng)主要可分為兩個主要組成部分：先天性和適應(yīng)性免疫。
圖示先天免疫和適應(yīng)性免疫細胞。 （來自Nat Rev Rheumatol. 2021 Aug 2.）
T細胞作為免疫細胞的一種，是適應(yīng)性免疫的中堅力量，在抗感染、抗腫瘤等免疫應(yīng)答中發(fā)揮重要作用。
細胞因子可以幫助T細胞有效對抗“敵人"，清除自身損傷細胞。不同細胞因子表現(xiàn)出廣泛的多效性，以協(xié)調(diào)先天性和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)，通過分析免疫細胞產(chǎn)生的細胞因子，可以幫助分析和評估細胞的免疫功能，如CD4細胞，根據(jù)其分泌的細胞因子可分為不同的亞群（如下圖所示），在機體健康和疾病狀態(tài)發(fā)揮不同的作用。
CD4+ T細胞亞群分化及其譜系特征細胞因子的保護和致病作用。（圖片來自Cytokine. 2015 Jul; 74(1): 5–17.）
IsoPlexis單細胞分泌蛋白組技術(shù)，實現(xiàn)在單細胞水平對免疫細胞分泌的多達32種細胞因子進行分析，找到在免疫應(yīng)答反應(yīng)中具有強作戰(zhàn)能力的“超級英雄細胞"，并通過*的“細胞多功能指數(shù)（PSI）"更地分析免疫細胞的綜合功能，以加深對免疫相關(guān)科學問題的探索，幫助推進免疫相關(guān)療法的開發(fā)，用于腫瘤、抗感染、自身免疫病等領(lǐng)域。
而這些細胞因子，分別發(fā)揮什么作用呢？
對于T細胞，根據(jù)其產(chǎn)生的細胞因子作用，我們可以大致將其分為5大職能模塊：
免疫效應(yīng)功能
免疫效應(yīng)是指那些直接參與抵抗外來病原體（病毒、細菌等）、抗腫瘤、清除機體有害細胞的免疫反應(yīng)中的細胞因子，如顆粒酶B、γ-干擾素等。
細胞因子 | 來源 | 功能 |
Granzyme B（顆粒酶B） | 細胞毒性(CD8+)T細胞和NK細胞、非細胞毒性細胞（如嗜堿性粒細胞、肥大細胞等） | • 與穿孔素一起，共同誘導(dǎo)靶細胞凋亡，從而清除癌細胞或被病毒或細菌感染的細胞 • 可通過刺激細胞因子釋放參與炎癥反應(yīng) • 顆粒酶B水平升高也與一些自身免疫疾病、皮膚病和1型糖尿病有關(guān) |
IFN-γ（γ-干擾素） | 活化的CD4細胞（Th1）、CD8細胞和NK細胞 | • 通過抗病毒、抗增殖和免疫調(diào)節(jié)功能在宿主防御中發(fā)揮重要作用 • 可促進巨噬細胞激活，介導(dǎo)抗病毒和抗菌免疫，增強抗原提呈，協(xié)調(diào)先天免疫系統(tǒng)的激活 • 抑制Th2的分化和刺激Th1的生長而影響T輔助細胞亞型的發(fā)育 |
MIP-1α/CCL-3 | 單核細胞和巨噬細胞、活化后的T細胞、B細胞等 | • 巨噬細胞炎性蛋白1（MIP-1α）在單核/巨噬細胞受到細菌內(nèi)毒素或促炎因子（IL-1β等）刺激后產(chǎn)生的主要因子 • 對多種免疫效應(yīng)細胞包括T細胞、B細胞、單核細胞及中性粒細胞等具有顯著趨化作用 • 還參與NK細胞和CTL介導(dǎo)的細胞溶解作用，參與炎癥和腫瘤局部免疫過程，介導(dǎo)其他細胞因子的釋放 |
Perforin（穿孔素） | 細胞毒性T細胞和NK細胞 | • 當與靶細胞密切接觸相互作用后，細胞可釋放穿孔素，在靶細胞膜上形成多聚穿孔素管狀通道，導(dǎo)致靶細胞溶解破壞 |
TNF-α | T細胞、單核細胞、巨噬細胞、DC細胞、NK細胞、B細胞等 | • 是腫瘤壞死因子的一種類型，有很多作用，包括直接殺傷腫瘤細胞，防止細菌感染，調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng) • TNF-α水平升高與腫瘤、糖尿病，尤其是自身免疫性疾病有關(guān)，如類風濕性關(guān)節(jié)炎（RA）、銀屑病關(guān)節(jié)炎、多發(fā)性硬化癥和克羅恩病 |
TNF-β/LT-α | 活化的T淋巴細胞 | • 介導(dǎo)許多炎癥、免疫刺激和抗病毒應(yīng)答 • 具有腫瘤細胞毒作用 • 增強中性粒細胞和巨噬細胞的胞吞作用 |
免疫刺激作用
免疫刺激因子是指在免疫應(yīng)答中可以刺激免疫細胞產(chǎn)生、增殖、活化和功能增強的細胞因子。
如果將免疫細胞對抗外來病原體或腫瘤細胞比喻成一場戰(zhàn)爭的話，那么免疫刺激因子就是增加我方戰(zhàn)斗人員（免疫細胞）人員儲備和提升戰(zhàn)斗能力的助力啦~當前方戰(zhàn)場有人員損失時，可以及時補充后備力量。
細胞因子 | 來源 | 功能 |
GM-CSF | CD4+ T細胞、巨噬細胞、纖維細胞等 | • 促進造血前體細胞的生長和分化，包括粒細胞、單核巨噬細胞、嗜酸性粒細胞等 • 活化巨噬細胞 |
IL-2 | 活化的CD4+T細胞（Th1）和CD8+T細胞、NK細胞 | • 在T細胞發(fā)育和擴增中起重要作用，可刺激活化的T細胞增殖、產(chǎn)生細胞毒性（CD8+）T細胞，還可通過產(chǎn)生和維持Treg細胞來維持自身免疫耐受 • 激活和維持NK細胞 • 促進B細胞誘導(dǎo)免疫球蛋白合成和調(diào)節(jié)淋巴穩(wěn)態(tài) • 增強單核細胞和巨噬細胞的腫瘤殺傷能力 • IL-2是FDA批準用于癌癥治療的種細胞因子 |
IL-5 | Th2、肥大細胞、NK細胞、B細胞等 | • 促進嗜堿性粒細胞趨化和激活 • 促進肥大細胞釋放組胺 |
IL-7 | 主要的骨髓和胸腺基質(zhì)細胞 | • 在淋巴細胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)中起關(guān)鍵作用，特別是初始T細胞和記憶T細胞亞群的生成 |
IL-8 | 單核、巨噬細胞 | • 可招募并激活炎癥區(qū)域的中性粒細胞、嗜堿性粒細胞和T細胞，使之脫顆粒釋放生物活性介質(zhì)，增強炎癥和過敏反應(yīng) |
Th2細胞 | ||
IL-9 | 激活的CD4細胞（Th2、Th9細胞）、CD4+記憶性T細胞 | • 可促進肥大細胞、B細胞、T細胞和結(jié)構(gòu)細胞的存活和激活，刺激細胞增殖，防止細胞凋亡 |
IL-12 | 單核/巨噬細胞、DC細胞、中性粒細胞、B淋巴細胞等 | • 可誘導(dǎo)NK細胞和細胞毒性T細胞產(chǎn)生IFN-γ，增強細胞毒作用 • 促進Th1分化 • 增強巨噬細胞和DC細胞的抗原呈遞 |
IL-15 | T細胞、NK細胞、單核/巨噬細胞、DC細胞、B細胞等 | • 與IL-2同屬于細胞因子受體γ鏈(γc)家族成員，具有許多共同的生物學活性，包括刺激T細胞和NK細胞的增殖和活化、誘導(dǎo)B細胞免疫球蛋白合成和支持細胞毒性效應(yīng)細胞分化 • 此外，IL-15是NK 細胞和記憶CD8+ T細胞持久性的主要力量，而其對Treg細胞的確切作用仍有爭議 |
IL-21 | 活化的CD4+ T細胞、NK細胞、Tfh細胞、Th17細胞等 | • 促進CD8+ T細胞增殖和細胞毒作用，參與抗病毒感染和腫瘤免疫 • 誘導(dǎo)NK成熟，并增強其細胞毒性，誘導(dǎo)NK細胞分泌IFN-γ、穿孔素等，對NKT細胞具有調(diào)節(jié)作用 • 顯著影響B(tài)細胞的增殖、存活、分化和免疫球蛋白反應(yīng) |
趨化作用
趨化因子相信大家很熟悉啦，它們的作用就是在“戰(zhàn)斗"中招募更多友軍（各種免疫細胞）快速到達戰(zhàn)場（感染、腫瘤等部位），協(xié)同作戰(zhàn)。
細胞因子 | 來源 | 功能 |
Eotaxin /CCL11 | 單核細胞、內(nèi)皮細胞等 | • 也叫嗜酸性粒細胞趨化因子，可招募嗜酸性粒細胞趨化，與過敏反應(yīng)有關(guān)?？膳c趨化因子受體CCR2、CCR3和CCR5結(jié)合 |
IP-10/ CXCL10 | 單核/巨噬細胞、T細胞、中性粒細胞 | • 對單核/巨噬細胞、T細胞、NK細胞和樹突細胞具有趨化作用 • 促進T細胞黏附于內(nèi)皮細胞 • 抗腫瘤活性等 |
MIP-β/CCL-4 | 巨噬細胞、活化的T細胞（Th1）等 | • 招募并刺激炎癥部位的各種炎癥細胞，參與趨化和促炎作用，維持穩(wěn)態(tài) • 在宿主對細菌、病毒、寄生蟲和真菌病原體入侵的應(yīng)答中發(fā)揮重要作用 |
RANTES/CCL5 | 許多造血和非造血細胞表達 | • 在急性感染中對效應(yīng)T細胞和記憶T細胞的歸巢和遷移起著重要作用 • 通過招募T、NK和DC細胞等CCR5+細胞來增強抗腫瘤免疫反應(yīng)，也可招募單核細胞、巨噬細胞和調(diào)節(jié)性T細胞，并促進癌癥侵襲 • RANTES受體CCR5是基于阻斷病毒進入的抗HIV藥物的主要靶點 |
免疫調(diào)節(jié)作用
免疫調(diào)節(jié)包括免疫正向調(diào)節(jié)和負向調(diào)控兩方面，通過免疫細胞和免疫分子之間，以及與其它系統(tǒng)的相互作用，使免疫應(yīng)答以恰當?shù)男问胶蛷姸仁箼C體維持在適當的水平。
細胞因子 | 來源 | 功能 |
IL-4 | 活化T細胞（Th2）、NK、NKT、γδT細胞等 | • 具有多種生物學作用，包括刺激活化的B細胞和T細胞增殖，以及B細胞向漿細胞的分化。它是體液免疫和適應(yīng)性免疫的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子 • IL-4降低Th1細胞、巨噬細胞、IFN-γ和樹突狀細胞IL-12的產(chǎn)生 • IL-4誘導(dǎo)B細胞向IgE轉(zhuǎn)換，并上調(diào)MHC II類的生成 |
IL-10 | 單核細胞、B細胞、CD8+和CD4+T細胞（例如Th2）、γδ-T細胞、NK細胞、NK T細胞、樹突狀細胞、巨噬細胞等 | • 是一種多效性細胞因子，可抑制多種細胞因子合成, 如阻止Th1細胞產(chǎn)生細胞因子、抑制抗原呈遞細胞（巨噬細胞和樹突狀細胞）的細胞因子產(chǎn)生能力以及共刺激分子表達（CD80、CD86） • 功能性地靶向多種細胞，從而產(chǎn)生廣泛的抗炎活性，是免疫應(yīng)答的重要調(diào)節(jié)劑。IL-10的失調(diào)與感染反應(yīng)中的免疫病理增強以及許多自身免疫性疾病發(fā)展風險的增加有關(guān) • 在某些情況下，IL-10具有免疫刺激功能，例如肥大細胞、B細胞和T細胞 |
IL-13 | 活化的CD4細胞(Th2)、肥大細胞等 | • 是一種免疫調(diào)節(jié)細胞因子，可調(diào)節(jié)人類B細胞和單核細胞的功能，活性類似于IL-4 • IL-13被認為是許多組織中過敏性炎癥引起的生理變化的中樞性調(diào)節(jié)因子 |
IL-22 | 各種免疫細胞，包括CD4+T細胞，尤其是Th17細胞、δγT細胞、NK細胞等 | • 激活的免疫細胞在炎癥或感染反應(yīng)中產(chǎn)生IL-22，主要通過與上皮細胞和基質(zhì)細胞表面選擇性表達的IL-22受體結(jié)合，促進各種組織和器官的增殖、重塑和修復(fù)，以維持控制病原體入侵的固有宿主防御機制 • 通過與其他細胞因子的協(xié)同作用，可以觸發(fā)趨化因子的表達，招募和激活白細胞以控制入侵的病原體 |
TGF-β1 | CD4細胞、B細胞、巨噬細胞、肥大細胞等 | • 免疫穩(wěn)態(tài)和免疫耐受的重要促進因子，抑制免疫系統(tǒng)多種成分的擴張和功能，如通過促進Treg細胞的擴張，抑制效應(yīng)T細胞和抗原遞呈樹突狀細胞（DC細胞）的產(chǎn)生和功能，控制適應(yīng)性免疫 • 抑制NK細胞和調(diào)節(jié)巨噬細胞和中性粒細胞的復(fù)雜行為來控制先天免疫系統(tǒng)，從而形成免疫負調(diào)控 • 促炎性作用，如誘導(dǎo)單核/巨噬細胞趨化，也具有抗炎作用 |
sCD137 | 活化的T 細胞、B細胞、NK 細胞，單核細胞、中性粒細胞、 DC細胞等 | • CD137（4-1BB, TNFRSF9）是重要的T細胞共刺激分子之一，可激活T淋巴細胞和抗原呈遞細胞。CD137的可溶性形式（sCD137）降低了其膜異構(gòu)體的活性，并與T淋巴細胞活化誘導(dǎo)的細胞死亡有關(guān) |
sCD40L | 活化的CD4+T淋巴細胞，部分活化的CD8+T細胞、嗜堿性粒細胞、肥大細胞、NK細胞等（CD40L） | • CD40L分為可溶性及膜結(jié)合性兩型，均可與CD40結(jié)合后發(fā)揮生物學效應(yīng)，兩者功能相似 • 促進T細胞的激活、定向分化，細胞毒作用，增加細胞因子分泌，提高宿主抗腫瘤免疫反應(yīng) • 促進B細胞的分化、發(fā)育、增殖、成熟，參與免疫球蛋白分泌及類別轉(zhuǎn)換 • 參與DC的分化及功能調(diào)節(jié) |
炎癥相關(guān)
炎癥是機體對于刺激的一種防御反應(yīng)，由組織損傷、病原微生物感染等引起，而多種細胞因子均參與炎癥過程，包括促炎性和抗炎性細胞因子。通常情況下，炎癥是有益的，是人體的自動的防御反應(yīng)，但是過度炎癥也會對機體產(chǎn)生不良影響。
細胞因子 | 來源 | 功能 |
IL-1β | 主要是單核細胞和巨噬細胞也可以從DC、NK、B、T細胞、上皮細胞、內(nèi)皮細胞、成纖維細胞等細胞中釋放 | • 是炎癥和宿主對感染反應(yīng)重要的介質(zhì)之一。在病毒、細菌、真菌和寄生蟲感染的患者中發(fā)現(xiàn)IL-1β產(chǎn)生增加 • IL-1β水平升高也與動脈粥樣硬化、2型糖尿病和各種自身免疫性疾病有關(guān)，如類風濕性關(guān)節(jié)炎、多發(fā)性硬化癥和克羅恩病 • 還參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展，促進腫瘤侵襲 |
IL-6 | 激活的巨噬細胞、呈現(xiàn)為細胞和內(nèi)皮細胞，一些激活的T細胞 | • 具有促炎和抗炎作用，可介導(dǎo)炎癥急性期反應(yīng)，如燒傷或其他組織損傷的炎癥 • 誘導(dǎo)中性粒細胞的微生物殺傷、B細胞終末分化、Th17細胞的分化 |
IL-17A | Th17、NK、中性粒細胞 | • 促炎性因子，對清除細胞外病原體和多種自身免疫性疾病很重要 • IL-17A介導(dǎo)的下游途徑誘導(dǎo)炎癥分子、趨化因子、抗微生物肽和重塑蛋白的產(chǎn)生 |
IL-17F | Th17、NK、中性粒細胞 | • 與IL-17A共同參與炎癥反應(yīng) |
MCP-1/CCL2 | 單核細胞、巨噬細胞和DC細胞等 | • 即單核細胞趨化蛋白1（MCP-1），可趨化單核細胞、巨噬細胞和T淋巴細胞，影響其吞噬作用以及產(chǎn)生抗體，從而對抗外來入侵微生物，在炎癥過程中發(fā)揮重要作用 • MCP-1參與許多疾病發(fā)生，如癌癥、神經(jīng)炎癥性疾病、風濕性關(guān)節(jié)炎、心血管疾病 |
MCP-4/CCL13 | 活化的細胞類型，包括內(nèi)皮細胞，巨噬細胞等，可能還有淋巴細胞 | • 即單核細胞趨化蛋白4，對嗜酸性粒細胞、單核細胞、T淋巴細胞和嗜堿性粒細胞具有強大的趨化活性，與過敏性反應(yīng)（如哮喘）有關(guān) • 炎性蛋白（如IL-1、TNF-α）可誘導(dǎo)MCP-4的表達 |
當然，有些細胞因子不只發(fā)揮一種功能，在不同狀態(tài)下可能參與多種免疫效應(yīng)，如，在做實驗結(jié)果分析時不能一概而論，以上僅給各位研究者做個參考~
有些免疫細胞不僅分泌一種細胞因子，可能分泌兩種、三種、四種或以上，可分泌兩種及以上細胞因子的細胞稱為“多功能細胞"（Polyfunctional cells或multifunctional cells），在過去的10多年有很多研究發(fā)現(xiàn)，這群細胞比只分泌一種細胞因子的細胞（單功能細胞）的功能更強，在體內(nèi)產(chǎn)生的免疫應(yīng)答更有效更持久。
