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在免疫細胞針對抗原（特別是細胞性抗原）行使免疫效應功能時，細胞因子是其中重要效應分子之一。例如TNFα和TNFβ可直接造成腫瘤細胞的凋零（apoptosis），使瘤細胞DNA斷裂，細胞萎縮死亡；干擾素α、β、γ可干擾各種病毒在細胞內的復制，從而防止病毒擴散；LIF可直接作用于某些髓性白血病細胞，使其分化為單核細胞，喪失惡性增殖特性。另有一些細胞因子通過激活效應細胞而發(fā)揮其功能，如IL-2和IL-12刺激NK細胞與TC細胞的殺腫瘤細胞活性。與抗體和補體等其它免疫效應分子相比，細胞因子的免疫效應功能，因而在抗腫瘤、抗細胞內寄生感染、移植排斥等功能中起重要作用。