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人体约由60兆个细胞构成。为了适应自然和社会环境变化，保持个体的生存、发展和繁衍，这一庞大的细胞群体必须在物质和能量代谢上协调行动。这就涉及个体内各种细胞功能调节和相互协作，需要通过信息交流来实现。
人们对信息传递机制的认识起源于对激素的研究。1905年，Stalin和Bayliss发现肠促胰液肽后首先采用“激素”一词，并证明激素是由特定细胞产生、沿着循环系统转运的、传递生命活动信息的化学信使。
生物信息早已引起人们的关注，但近20年来，分子生物学技术的发展，使我们能够了解其中更多的具体细节，在生命现象认识上迈出一大步。介导信息交流的化学物质已越来越多地被阐明；信息的主要流程已初露端倪；许多具体环节正在逐步揭示；影响人类健康的疾病机制也得到更深入的认识。现就这个问题，概述如下。
1 信息与信号
信息是指将体内固有的遗传因素和环境变化因素传递到功能调整系统的消息或指令；信号是指传递信息的载体，有许多小分子和大分子化学物质，也有物理因素(生物电、温度等)；信号转导是指经过不同信号分子转换，将信息传递到下游或效应部位。上述方面组成贯穿整个生命过程川流不息的生物信息系统。
2 信息的特征
(1)级联反应。指信息的多级水平传递，也称“瀑式反应”。根据先后次序，常分为上游和下游。
(2)网络结构。指信息传递(或信号传导)的多种途径和它们之间的相互作用。多种多样信号转导途径，它们之间有一些共同的作用环节，这样就构成网络结构。网络结构存在于细胞内或细胞间的微环境中，也存在于功能系统及整体水平。
(3)多样性。各种信号分子、细胞、组织、生物种属之间存在特异性，形成同一信号有多种多样的表现形式。
(4)可逆性。体内存在信号中止系统，使信息传递完成后，能够恢复到原来状态。这是保持自身稳定状态的必要条件。
3 信号分子
3.1 信号分子种类 从生物体与环境的关系上看，有环境对生物体作用的信号，包括物理性(光、声、温度、电、机械力等)化学性(含正常或污染物质)和生物性(细菌、病毒、寄生虫、其他动植物及其产物)信号，还有生物体内信号。体内信号是主要叙述的内容，它们包括以下类型。
(1)物理信号。有生物电(神经冲动、心肌动作电位等)、机械力(肌肉收缩等)、渗透压、酸碱度等。
(2)小分子化学信号分子。本类信号分子研究较早，它们有：①神经递质，有乙酰胆碱、单胺类、氨基酸类、腺苷和腺苷酸等；②免疫和类症介质，有前列腺素类、白三烯类、血小板激活因子、组胺等；③离子，重要的有Na+、K+、Ca2+、Cl-等；④气体分子，有NO、CO、CO2等。
(3)大分子化学信号分子。是许多蛋白质或多肽组成的生物大分子家族。近年来，随着分子克隆的突破，越来越多的大分子家族得到阐明，它们有：①神经肽，如阿片肽、速激肽、血管活性肠肽、胆囊收缩素、房钠肽、血管紧张素、下丘脑-垂体肽类等；②细胞因子，如白细胞介素(IL)类、肿瘤坏死因子(TNF)类、干扰素(IFN)类、集落刺激因子类、趋化因子等；③生长因子，如神经营养因子、胰岛素样生长因子、表皮生长因子、血小板来源生长因子等；④粘附分子，如选择纱、整合素、钙粘附素等；⑤免疫球蛋白(抗体)，是体液性免疫调节的主要物质，可用于被动免疫治疗，或用于药物导向特异靶细胞的介导物；⑥抗原，是体外或体内异性蛋白，能刺激体内免疫系统活性，利用这一特点，人工制备有关抗原用于疾病预防或治疗。
3.2 信号分子产生与释放 生物体接受环境信号后，在体内生理调节系统产生和释放信号分子，将信息传递至功能部位的功能细胞，引发生理效应。生物调节系统由下述三大系统组成，它们释放信号分子的方式各有特点：(1)神经系统。(2)内分泌系统。(3)免疫系统。
3.3 信息分子的灭活或消除 (1)酶分解和代谢。(2)神经递质转运体。(3)离子转运体。
4 细胞的信号接受系统
4.1 细胞信号接受系统的结构和功能特点 细胞接受信号作用的系统，既有细胞膜的受体和离子通道，也有细胞内的受体，对它们的结构和功能特点均有很多新认识，是生命科学研究中进展最快的一个领域。
(1)G蛋白偶联受体家族。由单一肽链形成，7个α-螺旋来回穿透细胞膜，并与异源三聚体G蛋白偶联。效应特点：缓慢而复杂，通过改变细胞内第二信使的浓度，赋予反应系统敏感性、灵活性及多样化。如：神经递质受体、自体活性物质受体、神经肽受体、趋化因子受体。
(2)细胞膜离子通道受体。由4～５个肽链组成，每一肽链反复4次或2次穿透细胞膜组成跨膜离子通道。效应特点：介导可以兴奋性信号的快速传递。如：GABAA受体、甘氨酸受体、NMDA受体等。
(3)酶活性受体。由单一肽链组成，1次穿透细胞膜，胞外有识别部位，胞内含酶活性或偶联蛋白激酶。效应特点：发动胞内级联蛋白磷酸化反应，调节细胞内信号转导和基因转录。如：胰岛素受体、各种细胞因子受体、各种生长因子受体、神经营养因子受体等。
(4)细胞浆或细胞核内的受体。有配体识别区域和由大约70个氨基酸残基组成DNA结合域，形成“锌指”结构。效应特点：调节核内信号转导和基因转录过程，但细胞效应很慢，需若干小时。如：糖皮质激素等甾体激素受体、甲状腺素受体、维生素D3受体、维甲酸受体等。
4.2 受体的特征
(1)特异性。一种特定的配体只能与其特定受体结合而产生特定效应。
(2)饱和性。配体与受体达到最大结合值后，不再随配体浓度增高而加大。
(3)靶组织特异性。以不同密度存在于不同靶组织和靶细胞的不同区域。
(4)高亲和性。配体的表现解离常数Kd值应在10-12～10-9mol/L之间。
(5)结合可逆性。配体与受体复合物可以解离，也可被其他配体置换。
(6)区域分布性。受体在生物体不同组织区域或同一组织的不同区域的分布不同。
(7)阻断性。某些外援性的药物、代谢产物、抗体等可以同受体结合，占据内缓性活性物质与受体结合的部位，产生阻断性。
(8)具有内援性的配体。生物体内存在内援性的配体，如内援性的递质、激素等。
(9)信号转导。受体本身并不产生直接的生物效应，而仅起信号接受和转导作用，激发细胞内效应系统。
(10)产生相应的生物效应。受体介导的生物效应必须在完整的细胞或细胞内产生，因为它们介导的生物效应需要下游效应系统的存在。
4.3 受体调节 受体调节是指由于与配体作用，有关受体数目和亲合力的变化，根据调节效果，可以分为上调节和向下调节。向上调节是一种上层性的调节，结果是受体数目增加，表现为敏感性增加，通常长期使用受体拮抗剂会产生这种效应。向下调节是一种衰减性的调节，结果是使受体数目下降，表现为敏感性降低，通常长期使用受体激动剂会产生这种效应。根据调节的受体种类是否相同，可以分为同种调节和异种调节。同种调节：配体作用于特异性受体，使自身受体发生变化，如胰岛素受体、乙酰胆碱受体等，一些肽类的受体多存在此种调节。异种调节：配体作用于其特异性受体，对另一种配体的受体产生调节作用，如：维生素A可以使胰岛素受体产生向下调节，血管活性肽对M受体的调节作用。
5 细胞内信号转导系统
(1)G蛋白和第二信使物质介导的信号转导。G蛋白偶联受体的细胞内信号转导经过第二信使物质的介导，第二信使物质还需要通过激活有关蛋白激酶才能产生生理效应。
(2)蛋白激酶与蛋白磷酸化。功能蛋白膦酸化(或脱磷酸化)是活性调节的重要方式，因此在细胞内信号转导过程中，许多环节都有蛋白激酶参与，它们包括上述蛋白激酶，以及酶活性受体或受体偶联的蛋白激酶。
(3)基因转录的调节。细胞内信号转导一条共同的途径是激活转录调节因子，包括活化、移位、与靶基因顺式元件结合、与基本转录因子相互作用，进而促进或抑制靶基因的转录。核内受体也属于一类转录调节因子。
6 细胞效应形式
6.1 细胞效应的类型 根据效应发生快慢，可以分为：(1)瞬间效应，由离子通道介导的生物电变化，在数毫秒内发生，如神经冲动和心肌动作电位等；(2)快效应，主要由蛋白激酶介导的生理和生化效应，如肌肉收缩、肝糖原分解等；(3)慢效应，由转录调节因子介导基因转录变化，其效应由功能蛋白表达后才能发挥，需要数小时或数天。
6.2 细胞效应的整合
(1)空间的整合。整体表现形式(各种行为变化)或脏器活动都是由多细胞参与的生理活动，由信息系统起了协调各种细胞功能的作用，其中有神经、内分泌和免疫系统的调控和相互作用。
(2)时间上的整合。这种整合不仅表现为各种生理效应的时间过程，还表现为各种生物节律。生物节律是一种重要的生命现象，也在信息系统调控下进行。
7 细胞信息理论的创立对临床工作的意义
7.1 在诊断学方面寻找疾病的原因 人体的所有疾病都是和细胞信息有关，病因就是一个信息，作用于人体而引起疾病，对细胞信息的研究必将大大地促进病理生理学的发展，使病机学向分子水平迈进。
7.2 在治疗学方面寻找新的治疗手段 细胞信息为我们寻找新的治疗手段开辟了无限广阔的场所，由于对信息物的理解，也就使治疗手段更加多样化。
(1)药物治疗。可以去寻找更多的药物，目前新药的产生在近1年中比其他任何年代都快，副作用也越来越少，这些都得益于细胞信息理论的创立。
(2)免疫治疗。过去中医的羊肠线疗法，长期得不到认可，由于对细胞信息的理论的研究，细胞信息理论的创立，这些疗法必将在此大放光芒。而各种疫苗也应运而生，应用于临床。免疫调节疗法也不断地在临床上运用，取得良好效果。
(3)基因治疗。虽然还不完善，但不失为一种疗法，为治疗学开辟了新的天地。
(4)其他方法治疗。细胞信息理论的创立为针刺治疗的原理立下了汗马功劳，以及中医的推拿、按摩等都得到认可，心理治疗通过人类高级神经功能调节体内功能状况；温热、运动等物理疗法侧重于整体的功能调节，对信息系统的细胞或分子水平的变化有待于深入研究。
7.3 了解生命理象，揭开生命现象的奥秘 生命体中有很多生命现象奥秘我们至今还不知道，如胚胎的发育、多能干细胞的转化、反射的机制、记忆的原理、大脑的功能、克隆机制、细胞的癌变这些都和细胞信息有关，人类基因中包含着生命信息是无数的，细胞信息的研究就是要打开这些信息，细胞信息之谜搞清之日，就是人类揭开生命奥秘之日。
总之，细胞信息是打开生命现象的钥匙，是生命科学的基础，必将有利促进临床各学科的发展，更好地服务于临床工作。
作者单位：223100 江苏洪泽，洪泽县人民医院内科
(编辑：罗 彬)