细胞因子是一类调节炎症的蛋白质，由体内在病原体入侵时分泌，包括白细胞介素、趋化因子、干扰素和肿瘤坏死因子。根据免疫反应性质及其产生来源，细胞因子分为促炎性和抗炎性。关键促炎细胞因子包括IL-1、IL-6和TNF-α。这些因子通过信号受体调节免疫系统，控制并根除细胞内病原体。

IL-1家族成员包括IL-1α和IL-1β，主要由淋巴细胞、巨噬细胞和单核细胞分泌。IL-1β刺激细胞向Th17细胞分化，IL-1Ra抑制IL-1β表达。IL-6是多效性促炎细胞因子，参与免疫细胞生长、细胞活化、存活和分化。TNF-α则通过促进血管内皮细胞表达粘附分子，促进免疫细胞浸润，对病毒感染早期反应至关重要。

趋化因子，如CXC、CC、CX3C和XC亚型，调节免疫细胞迁移和定位。细胞因子通过相互交流控制免疫细胞增殖、分化，参与炎症反应、血细胞生成、神经发生、胚胎发生和肿瘤发生过程。细胞因子在受到刺激后迅速合成并分泌，经常以附加、协同或对立方式影响其他细胞因子发挥作用。

促炎细胞因子在病毒感染中起关键作用。病毒感染引发的炎症反应导致IL-1β、IL-8、IFN-γ和单核细胞趋化蛋白1等细胞因子水平升高。细胞因子调节对于维持免疫系统稳态至关重要，失衡的促炎性细胞因子谱可能导致严重的炎症。免疫调节细胞因子如IL-10、IL-37和IL-38通过与抑制性受体结合来抑制T细胞活化和增殖。

细胞因子风暴是严重的促炎性反应和抑制的抗炎性反应失衡，可能因败血症、中毒性休克综合征、巨噬细胞活化综合征、噬血细胞淋巴组织细胞增多症和恶性肿瘤相关的过度炎症综合征引发。TNF-α、干扰素、IL-1β、单核细胞趋化蛋白-1和IL-6被认为是细胞因子风暴中关键因素。细胞因子风暴的病理机制涉及T细胞活化或免疫细胞溶解，导致更多细胞因子和趋化因子释放，形成正反馈回路。