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前言
细胞因子是一类维持机体自身免疫系统稳定并调控生理病理过程的重要因子，不同的细胞因子在体内会形成复杂的调控网络，若调控出现失衡，则有可能出现多种疾病。对细胞因子的检测和及时的动态监测可以帮助及早发现、诊断、对症治疗相关疾病，也是个性化治疗、精准医疗、合理用药的重要内容。
细胞因子的定义和功能特点
细胞因子是由免疫原、丝裂原或其他刺激剂诱导免疫细胞以及一些非免疫细胞合成分泌产生的分子量相对较低的可溶性蛋白质，分子量通常在6-70kD，大多数在15-30kD之间。
从功能上来说，细胞因子能在细胞间传递信息，通过结合细胞表面的相应受体而发挥生物学作用。总体而言，其生物学活性十分广泛，参与人体多种重要的生理功能，例如调节固有免疫和适应性免疫、血细胞生成、细胞生长、损伤组织修复等。
从作用特点上来说，细胞因子通常是由抗原等刺激物激活相关细胞才合成和分泌，其合成和分泌的过程也是一种自我调控的过程，在刺激后会迅速合成，并立即分泌至细胞外从而发挥生物学作用，后续也会被迅速降解。刺激消失后合成会很快停止，也就是说，总体而言，细胞因子作用的窗口期短，半衰期短，敏感性强。在体内，细胞因子主要是以非特异性的方式来发挥作用，会形成非常复杂的多相性网络效应，比如多效性、重叠性、协同性、拮抗性等。
细胞因子检测的意义
作为多种疾病的生物标志物，细胞因子的检测在很多疾病领域都有重要的意义，尤其是在感染类疾病、恶性肿瘤和自身免疫类疾病上。在感染类疾病中，细胞因子可以用于诊断早期感染、脓毒症的快速筛查、呼吸机相关性肺炎的筛查、鉴别G-/G+菌感染、评估病毒感染患者的病情严重程度等。恶性肿瘤方面，细胞因子可以用于评估肿瘤微环境进展，辅助肿瘤早期诊断、预测免疫治疗疗效以及化疗和手术的预后预测等。在自身免疫性疾病上，细胞因子在噬血细胞综合症、系统性红斑狼疮、银屑病、过敏性紫癜、自身免疫性肝炎等疾病上均有应用。
除了上述三个疾病领域以外，细胞因子的检测在其它领域也有很多的应用，比如辅助筛查流产病因，监测移植排斥与免疫、指导临床激素和抗炎药的应用，在重症急性胰腺炎、气道炎症、烧伤、以及医美领域的应用等等。
另外值得单独一提的和细胞因子相关的就是细胞因子风暴，脓毒症、重症感染、噬血细胞综合征、肿瘤免疫治疗、罕见变异病毒感染或大手术患者均可引起细胞因子风暴。监测细胞因子可以为及时治疗和预警细胞因子风暴风险，帮助区分细胞因子风暴的免疫状态提供很大的帮助，提高患者治疗的有效率。在CDE发布的药物免疫原性研究技术指导原则中，也有对免疫调节类药物进行细胞因子释放实验的要求，以提前对免疫调节类药物造成的细胞因子释放风险进行考察。
细胞因子检测的影响因素和难点
灵敏度要求高
大部分的细胞因子在体内的含量是非常低的，通常在pg/mL的水平上，正常人有时甚至会在fg/mL的水平上，例如IL-2，IL-4。患者体内的细胞因子浓度可能会有所增加，不同的疾病类型，细胞因子的浓度差别也很大。在进行检测方法的开发时，我们需要基于分析目的和人群的细胞因子浓度分布来确定方法的灵敏度。由于灵敏度的高要求，对于细胞因子检测的检测试剂，主要是细胞因子的检测抗体的亲和力要求还是很高的，使用亲和力低的抗体往往达不到目标灵敏度。
缺少标准化的检测方法
总体而言，细胞因子的方法也是使用重组蛋白进行的相对定量方法，不管是自建的还是商业化的试剂盒，在方法性能上，不同的方法差异很大，比如方法的重现性、准确度和精密度、关键试剂变更或者条件变更时的稳固性等。参照品的选择在不同的方法也很不相同，所以对于细胞因子的方法，不同方法间检测结果的差异往往也很难对比，也就是很难有一个统一标准化的检测方法，这个也是目前细胞因子检测上经常遇到的问题，例如在IL-10的检测项目上，不同的试剂盒检测出来的结果有的在0点几到几pg/mL之间，有的在几十pg/mL，还有的在几百pg/mL，甚至是同一个厂商的不同货号的试剂盒，结果差异有时也很大。所以在选择细胞因子的试剂盒时，也不能仅仅只关注灵敏度的数值，关注细胞因子方法的样品检出率会更有意义。
基质的影响和干扰
从影响细胞因子定量结果的因素上来说，除了分析方法的差异，细胞因子在基质环境中受到的干扰也对结果有很大的影响。例如可以和细胞因子结合的蛋白、抑制剂和可溶性的细胞因子受体，也是我们在方法开发的时候需要关注的重点。对于一些特殊的细胞因子，在检测试剂的选择上还要有特殊的考量，以区分基质中存在的类似结构的其他物质。
一些生物基质中的干扰物质也可以和检测的试剂结合产生假阳性的信号，比如类风湿因子、异嗜性抗体、补体等等。在方法开发时也要选择合适的稀释液和检测试剂以消除或减轻这些干扰。另外，生物样本的处理过程也可能会对结果有影响，不同的基质中细胞因子的浓度也往往会有差异。例如TGFβ1、VEGF、TNFα等，在不少文献中都有报道，在血清和血浆中检测出的浓度是不同的，很可能是由于凝血过程中血小板活化释放导致。
细胞因子的检测平台
在细胞因子的检测平台上，主要是以体外检测的平台为主，当然目前也有一些基于生物传感装置的体内检测平台，但大多都还是在较为早期的研究阶段。
从主要的体外检测平台来说，ELISA、MSD、Luminex、流式、Simoa应用的较为广泛，每个平台也有他自身的优势。ELISA的成本低，可选择的商业化试剂盒多，平台的普及度高。MSD平台灵敏度高，线性范围宽，而且可以多组分同时检测，样品用量小。Luminex的灵活性最高，例如Luminex 200理论上最多可以同时检测100种组分。流式的优势是可以对胞内的细胞因子浓度进行检测，而且也可以多组分检测。Simoa平台则是所有平台中灵敏度最高的，可以定量检测fg/mL水平的细胞因子。
从临床检测上来说，目前更多的项目在细胞因子的检测上会优先考虑一些多因子的检测平台，这个也是由于疾病发生发展的复杂性，单一生物标志物很可能不能充分反应疾病的状态，对于多个细胞因子均采用单独检测的方式的成本会很高，对样品量的要求也很大，所以多因子的检测平台会更有优势。目前最主要的多因子检测平台是Luminex和MSD，在灵活组合的同时也可以保证一定的检测灵敏度。
细胞因子方法开发考察项
对于细胞因子的方法而言，最主要的一些考察项包括标准曲线、个体基质浓度分布、平行性和选择性、方法的特异性、QC定值、准确度和精密度、稀释线性和钩状效应、稳固性和稳定性。对于不同的分析目的，考察项的侧重也可以有所不同。要求比较高的全验证的方法，通常是作为提交监管申报的数据检测方法，需要尽可能考察的全面一些，对于探索性的目的，则可以从成本出发，主要关注方法的一些关键项，比如平行性、选择性、准确度和精密度、稳定性。平行性是判断方法基质效应的关键，不过很多细胞因子由于内源性浓度太低，在方法学阶段无法进行平行性测试，可以先使用选择性的测试来进行。对于稀释线性和钩状效应的考察，也可以基于内源性的浓度预测来判断是否有考察的必要。另外，基于成本的考虑，QC定值也可以采取不同的策略，例如和准确度精密度分析批同时进行。
熙宁|精翰生物自主研发的细胞因子方法
熙宁|精翰生物在主流的细胞因子检测平台(ELISA、MSD、Luminex、流式、Simoa等)均有布局，积累了大量的细胞因子检测经验，对于常见的细胞因子也已开发相应的自主产权方法，例如熙宁生物自主研发的7因子(IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10、IFNγ、TNFα)方法学，可用于细胞因子释放实验及临床血清样品的检测，可以为申办方省去方法学建立的时间，并大大减少方法学和后续检测的试剂成本。
熙宁生物已有生物标志物自主产权方法（部分）
参考文献
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