胰岛素样生长因子轴（IGF轴）是一组以胰岛素样生长因子（IGFs）为核心，包含受体、结合蛋白及调控因子的复杂信号网络，广泛参与机体生长发育、代谢调控、细胞增殖分化及组织修复等生理过程，同时与肿瘤发生、代谢性疾病、骨代谢异常等病理状态密切相关。该轴与胰岛素轴、生长激素（GH）轴存在协同调控关系，形成多维度的生理功能调控体系。以下系统阐述IGF轴的核心组成、调控机制、生理病理功能及临床关联。

一、IGF轴的核心组成

IGF轴主要由配体（IGFs）、受体（IGFRs）、胰岛素样生长因子结合蛋白（IGFBPs）及相关调控酶类组成，各成分协同作用，精准调控IGF的生物活性与作用范围。

（一）配体：胰岛素样生长因子（IGFs）

IGFs是一类结构与胰岛素高度同源的多肽类生长因子，主要包括IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ两种亚型，二者在氨基酸序列上同源性约70%，但表达模式、生理功能存在差异。

• IGF-Ⅰ：主要由肝脏在生长激素（GH）调控下合成分泌，少量由骨骼肌、软骨、肾脏等外周组织合成（自分泌/旁分泌作用）。其表达依赖GH，且受营养状态、激素水平（胰岛素、雌激素）调控，在青春期生长发育中发挥核心作用，成年后主要参与代谢调控与组织修复。
• IGF-Ⅱ：合成主要不依赖GH，胎儿期表达水平最高，参与胚胎发育、器官形成及胎盘功能调控；成年后表达量降低，主要分布于肝脏、肾脏、骨骼等组织，参与细胞增殖、代谢稳态维持，同时与肿瘤细胞异常增殖密切相关。IGF-Ⅱ可通过印记基因调控，父源等位基因表达，母源等位基因沉默，印记异常可导致疾病发生。

（二）受体：胰岛素样生长因子受体（IGFRs）

IGFRs属于酪氨酸激酶受体家族，主要包括IGF-Ⅰ受体（IGF-ⅠR）、IGF-Ⅱ受体（IGF-ⅡR），同时IGFs可与胰岛素受体（IR）交叉结合，介导信号传导。

• IGF-ⅠR：为异二聚体（α₂β₂），广泛表达于机体各类细胞表面，对IGF-Ⅰ亲和力最高，亦可结合IGF-Ⅱ（亲和力较低）。IGF结合后激活β亚基酪氨酸激酶活性，启动下游PI3K/Akt、MAPK等信号通路，调控细胞增殖、分化、抗凋亡及代谢功能，是IGF轴信号传导的核心受体。
• IGF-ⅡR：为单链跨膜蛋白，仅特异性结合IGF-Ⅱ，无酪氨酸激酶活性。其核心功能为介导IGF-Ⅱ的内吞降解，调控体内IGF-Ⅱ水平，避免其过度激活信号；同时可结合甘露糖-6-磷酸，参与溶酶体酶的转运，间接调控细胞代谢。
• 交叉结合作用：高浓度IGFs可与胰岛素受体结合，介导类胰岛素效应（如促进葡萄糖摄取、抑制糖异生）；胰岛素亦可低亲和力结合IGF-ⅠR，参与生长调控，这种交叉作用在代谢紊乱时更为显著。

（三）调控蛋白：胰岛素样生长因子结合蛋白（IGFBPs）

IGFBPs是一类特异性结合IGFs的分泌型蛋白，共包含6种亚型（IGFBP-1~6），通过结合IGFs调控其游离浓度、半衰期及组织分布，是IGF轴活性的关键调控因子。

• 核心功能：血液中95%以上的IGFs与IGFBPs结合形成复合物，降低游离IGFs浓度，延长其半衰期（从数分钟延长至数小时）；通过组织特异性分布，引导IGFs到达靶细胞，增强或抑制IGF与受体的结合，调控信号传导。部分IGFBPs可独立于IGFs发挥作用（如调控细胞黏附、凋亡）。
• 亚型特异性：IGFBP-1主要由肝脏合成，受胰岛素抑制，空腹时升高，可抑制IGF活性，参与血糖调控；IGFBP-3是血液中含量最高的亚型，与GH、IGF-Ⅰ水平正相关，是评估生长轴功能的重要指标；IGFBP-2、4~6主要参与局部组织的IGF调控，在肿瘤、骨代谢中发挥特异性作用。

（四）辅助调控因子

包括IGFBP蛋白酶（如基质金属蛋白酶、纤溶酶），可降解IGFBPs，释放游离IGFs，激活信号传导；此外，生长激素、胰岛素、雌激素、雄激素等激素可通过调控IGFs、IGFBPs的合成，间接调控IGF轴活性。

二、IGF轴的生理功能

IGF轴通过多维度信号传导，参与机体生长发育、代谢稳态、组织修复等核心生理过程，与GH轴、胰岛素轴协同作用，维持机体功能平衡。

（一）生长发育调控

IGF-Ⅰ是GH介导生长效应的关键介质，GH通过促进肝脏合成IGF-Ⅰ，作用于骨骼、软骨、骨骼肌等组织，促进软骨细胞增殖、骨基质合成，加速骨骼生长，调控青春期身高增长；IGF-Ⅱ主要参与胚胎期器官发育、胎盘生长及胎儿体重增加，对胎儿期生长至关重要。

（二）代谢稳态调控

IGF轴与胰岛素轴协同调控糖脂代谢：IGFs通过结合IGF-ⅠR及胰岛素受体，促进骨骼肌、脂肪细胞摄取葡萄糖，抑制肝脏糖异生，降低血糖；促进脂肪细胞合成脂肪，抑制脂肪分解，参与脂质储存；同时可促进蛋白质合成，减少蛋白质分解，维持机体营养平衡。

（三）细胞功能调控

通过激活PI3K/Akt、MAPK通路，促进各类细胞增殖、分化，抑制细胞凋亡，参与组织修复与再生（如肝脏损伤修复、骨骼愈合）；维持神经细胞存活、促进突触形成，参与中枢神经系统发育与功能维持；调控免疫细胞增殖、活化，参与免疫稳态调节。

三、IGF轴异常的病理意义

IGF轴功能异常（过度激活或抑制）与多种疾病的发生发展密切相关，涉及生长发育障碍、代谢性疾病、肿瘤等多个领域。

（一）生长发育障碍

• IGF-Ⅰ缺乏：常见于GH缺乏症、慢性营养不良、肝脏疾病，表现为生长迟缓、矮小症（儿童）、肌肉萎缩（成人）；Laron综合征（IGF-ⅠR缺陷）可导致对IGF-Ⅰ不敏感，即使IGF-Ⅰ水平正常仍表现为矮小。
• IGF轴过度激活：GH分泌过多（肢端肥大症、巨人症）可导致IGF-Ⅰ水平显著升高，表现为骨骼过度生长、器官肥大、代谢紊乱。

（二）代谢性疾病

• 2型糖尿病：胰岛素抵抗患者常伴随IGF轴紊乱，IGF-Ⅰ敏感性下降，IGFBPs表达异常，可加重血糖升高、肥胖及血管损伤；高胰岛素血症可促进IGF-Ⅰ合成，增加心血管疾病风险。
• 肥胖症：肥胖患者脂肪组织可合成IGF-Ⅰ、IGF-Ⅱ，导致IGF轴过度激活，促进脂肪储存，同时加重胰岛素抵抗，形成恶性循环。

（三）肿瘤发生发展

IGF轴过度激活是肿瘤发生、侵袭转移的重要机制：IGF-Ⅰ、IGF-Ⅱ通过激活IGF-ⅠR，促进肿瘤细胞增殖、抑制凋亡，同时增强肿瘤细胞侵袭性与血管生成；IGFBPs表达异常（如IGFBP-3降低、IGFBP-2升高）可增加游离IGFs浓度，促进肿瘤进展。与IGF轴相关的肿瘤包括乳腺癌、前列腺癌、肺癌、结直肠癌等，IGF-ⅠR、IGF-Ⅱ可作为肿瘤靶向治疗的潜在靶点。

（四）骨代谢异常

IGF轴参与骨代谢调控，IGF-Ⅰ可促进成骨细胞增殖、骨基质合成，同时增强破骨细胞活性，维持骨代谢平衡。IGF-Ⅰ缺乏可导致骨质疏松症，表现为骨密度下降、骨折风险增加；绝经后女性雌激素水平下降，可抑制IGF-Ⅰ合成，加重骨吸收异常，诱发骨质疏松。

四、IGF轴相关检测及临床应用

（一）核心检测指标

• 血清IGF-Ⅰ：评估生长轴功能、诊断GH相关疾病（如矮小症、肢端肥大症）的核心指标，受年龄、性别、营养状态影响，需结合参考范围解读。
• 血清IGF-Ⅱ：辅助诊断印记基因相关疾病（如贝克威思-威德曼综合征）、肿瘤（如肝癌、肺癌），异常升高提示IGF轴激活。
• 血清IGFBP-3：与IGF-Ⅰ、GH水平正相关，可辅助评估生长发育状态，同时作为肿瘤预后评估的参考指标。
• IGF-ⅠR表达水平：通过免疫组化、Western blot检测肿瘤组织中IGF-ⅠR表达，指导靶向治疗。

（二）临床应用场景

用于生长发育障碍的诊断与鉴别（如矮小症、巨人症）；评估代谢性疾病（糖尿病、肥胖症）的病情进展；辅助肿瘤的早期筛查、预后评估及靶向治疗监测；监测骨质疏松症患者的骨代谢状态，指导干预治疗。

五、总结

IGF轴作为机体重要的信号调控网络，通过配体、受体、结合蛋白的协同作用，贯穿生长发育、代谢稳态、组织修复等生理过程，其功能异常与多种疾病密切相关。深入解析IGF轴的调控机制，不仅有助于揭示疾病的发病规律，还为生长发育障碍、代谢性疾病、肿瘤等的诊断、治疗提供重要靶点（如IGF-ⅠR抑制剂、IGFBPs调节剂）。临床应用中，需结合IGF轴相关指标、其他激素检测及影像学检查综合解读，实现精准诊疗与个体化干预。