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该综述聚焦炎症标志物在疾病中的作用，探讨动态监测（如细胞因子、急性期蛋白、激素）及计算建模对评估炎症反应、识别生物标志物和个性化治疗的意义，涉及心脏手术、COVID-19 等多领域，强调跨学科合作的重要性。
炎症是机体对感染、创伤或损伤的应答，通过组织驻留基质细胞与浸润免疫细胞的协同作用激活，以恢复组织稳态。这一过程依赖免疫调节蛋白（如细胞因子、急性期蛋白、激素和生物活性脂质）的相互作用，其失调会引发慢性炎症及病理过程，如癌症、自身免疫病等。
炎症反应
炎症反应由细胞因子、激素和急性期蛋白等信号生化物质介导。细胞因子（如白细胞介素 IL、干扰素 IFN、肿瘤坏死因子 TNF-α）由多种细胞产生，具有多效性，正常生理下水平低且呈昼夜节律，炎症时浓度显著升高，通过自分泌、旁分泌、近分泌和转导信号等方式作用于靶细胞，产生促炎或抗炎效应，并与下丘脑 - 垂体 - 肾上腺（HPA）轴激素相互作用，影响全身免疫激活。激素如皮质醇通过 HPA 轴抑制细胞因子活性，生长激素和瘦素参与伤口愈合。急性期蛋白（如 C 反应蛋白 CRP、血清淀粉样蛋白 A）由肝细胞合成，作为非特异性生物标志物用于多种疾病的炎症评估。
炎症标志物检测
细胞因子检测因更具特异性而重要，现有传感器包括机械、电化学、光学等类型，如纳米等离子体传感器可快速检测多种细胞因子，用于监测细胞因子风暴等。激素和急性期蛋白检测则有创或无创方式，如 “U-RHYTHM” 设备和 “InflaStat” 贴片。
炎症标志物动态建模
数学模型如微分方程模型可量化炎症标志物动态，结合数据驱动方法（如机器学习）能从基因表达数据中揭示生物标志物。但现有模型缺乏反馈通路，且纵向数据不足，心脏手术因炎症起始和恢复时间明确，成为研究范例。
心脏手术的炎症反应
心脏手术（如冠状动脉旁路移植术 CABG）会引发全身炎症反应，IL-6、IL-8、IL-10 和 TNF-α 是关键指标。手术创伤和体外循环导致细胞因子释放，与术后并发症相关。抗炎策略包括使用糖皮质激素、肝素等药物，但需考虑个体差异。目前存在样本量小、采样稀疏等问题，动态监测和个性化治疗是方向。
其他疾病的细胞因子反应
- 局部伤口：IL-1、IL-6、TNF-α 促进愈合，IL-10 抑制炎症。
- COVID-19：细胞因子风暴可致急性呼吸窘迫综合征（ARDS），IL-6、IL-10 与病情严重程度相关。
- 癌症：IL-6 加速进展，CAR-T 治疗可能引发细胞因子释放综合征（CRS）。
- 自身免疫疾病：如系统性红斑狼疮（SLE）与 IL-10、IL-17 异常有关。
- 神经退行性疾病：阿尔茨海默病（AD）、帕金森病（PD）与 IL-6、TNF-α 等相关。
- 免疫衰老：IL-1、TNF-α 影响肌肉修复，IL-6 与肌肉再生减少有关。
挑战与机会
当前挑战包括生物标志物的个体差异、检测方法的局限性和数据不足。机会在于开发可穿戴设备进行动态监测，结合计算建模实现早期检测和个性化治疗，如针对细胞因子通路的干预。需加强纵向研究和跨学科合作，以推动炎症监测和治疗的发展。
