人类生物标志物导航仪研究论文● 期刊:iMeta (IF 44.4,双一区Top)● 英文题目: Human biomarker navigator● 中文题目:人类生物标志物导航仪● DOI: https://doi.org/10.1002/imt2.70157● 2026年8月20日,南京医科大学毛文君、国防科技大学朱律韵、重庆市医学科学院罗阳、浙江中医药大学范骁辉和武汉大学袁荃等在iMeta在线发表了题为“Human biomarker navigator”的文章。● 本综述初步全面阐明了跨不同系统、器官和疾病的生物标志物相互作用网络,并概述了构建“人类生物标志物导航仪”的操作框架。这项工作的核心贡献在于将研究方法从“知识枚举”转向更综合的系统级方法。这为系统生物学理解合并症的共同病理基础提供了新的视角。此外,它为医学方向的转变提供了理论基础,即从“治疗现有疾病”转向“预防干预”,从“单一疾病管理”转向综合性的系统方法。● 第一作者:李梦尧、张谦、王子杰、桂泽平、刘静、李敬达、蒋茂军、常祖康● 通讯作者:孙文龙(Wenlongsun0814@163.com)、毛文君(maowenjun1@njmu.edu.cn)、郑燕飞(yanfei_z@163.com)、朱律韵(zhulvyun@nudt.edu.cn)、罗阳(Luoy@cqu.edu.cn)、范骁辉(fanxh@zju.edu.cn)、李玲孺(lilingru912@163.com)、袁荃(yuanquan@whu.edu.cn)● 合作作者:韩晴晴、杨本栋、Tariq Saeed、李君、贾靖涵、宋成虎、邵彤、彭天欢、张学颖、郭萍萍、罗骏、杨港澳、万源、Gökhan Zengin● 主要单位:山东第一医科大学中西医融合创新中心、南京医科大学附属无锡人民医院、北京中医药大学国家中医体质与治未病研究院、国防科技大学理学院、重庆市医学科学院重庆市临床检验中心、浙江中医药大学药学院、武汉大学化学与分子科学学院全文解读 自身免疫疾病自身免疫性疾病(如系统性红斑狼疮(SLE)、anti-磷脂抗体综合征(APS)及干燥综合征(pSS))通过免疫功能障碍导致组织损伤。其复杂的发病机制和多样的临床表现使得早期诊断、监测及治疗面临巨大挑战。因此,生物标志物已成为克服这些临床难题的关键工具。生物标志物的研发历程针对自身免疫性疾病的生物标志物研究已从关注单一指标演变为整合多组学数据,并从经验性应用转向机制驱动的精准医疗。在研究初期,重点在于免疫学检测技术,确立了anti-核抗体(ANA)、anti-双链DNA抗体(anti-dsDNA)和anti-Smith抗体(anti-Sm)等自身抗体,以及补体C3和C4等经典标志物。尽管这些指标成本低廉、检测简便,且至今仍是系统性红斑狼疮(SLE)等疾病诊断的基础,但其特异性有限,往往难以准确评估疾病活动度和器官受累情况。例如,ANA在多种自身免疫性疾病中均可呈阳性。随着高通量测序、蛋白质组学和表观遗传学技术的发展,生物标志物研究进入了多元化阶段。环状RNA(circRNA)和长链非编码RNA(lncRNA)等新型核酸生物标志物、特定的免疫细胞亚群以及L-焦谷氨酸等代谢物相继被发现。组学技术极大地扩展了生物标志物的维度,为深入理解疾病机制和实现精准诊断奠定了基础。当前的研究重点在于将多组学数据与临床转化相结合。通过构建联合生物标志物组合(panel),诊断效能得到了显著提升。例如,DEAD-box解旋酶5(DDX5)与anti-dsDNA及anti-Sm抗体联合应用,在SLE诊断中实现了0.976的曲线下面积(AUC)。人工智能(AI)算法的应用进一步优化了生物标志物的筛选与验证,推动了生物标志物从单纯的诊断工具向涵盖疾病分层、活动度监测、预后评估及治疗指导等多种用途的扩展。生物标志物的主要类型与典型案例在与SLE相关的自身抗体和补体标志物中,anti-Sm抗体具有99%的特异性,是SLE诊断的关键血清学指标。anti-TCP1抗体在SLE病例中的阳性率为79%,并具有显著的疾病特异性。在SLE患者中,前胶原N-端肽酶ADAMTS-2表达上调,可有效区分SLE,并展现出诊断与治疗的双重潜力。细胞因子 IP-10 水平与系统性红斑狼疮(SLE)的疾病活动度之间存在显著关联,特别是在关节受累程度方面。研究发现,PS-IgG 复合物沉积于狼疮肾炎(LN)患者的肾组织中,参与了 SLE 和 LN 的发病机制。此外,SLE 患者单核细胞中的 CD64 表达升高,在调节皮肤炎症方面发挥作用。在SLE的核酸分子标志物中,环状RNA hsa_circ_0044235和hsa_circ_0001947的表达下调,联合检测这两种标志物可有效区分SLE与类风湿关节炎(RA)。LINC00667和DANCR在血浆外泌体中表达上调,显示出作为诊断及疾病活动度监测指标的潜力。长链非编码RNA NR_103776.1不仅能区分 SLE与RA,还能区分 SLE 患者的活动期与稳定期。环状RNA circGARS 通过A20/NF-κB信号通路促进SLE进展,并具有独立的诊断价值。LncRNA H19在SLE患者血清及外周血单个核细胞(PBMC)中表达上调;它通过靶向 miR-19b 抑制细胞活力,从而兼具诊断价值与病理调节功能。在 SLE 免疫分子标志物方面,信号素 4A(Sema4A)在 CD4⁺CD11c⁺ 树突状细胞上高表达,有助于区分SLE与RA。唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素1(SIGLEC1)作为一种替代性I型干扰素标志物,其敏感性为98.7%,诊断曲线下面积(AUC)为0.95。在代谢物标志物中,L-焦谷氨酸在SLE患者血清中显著升高,当临界值为 61.54 μM 时,其AUC达到0.955,适用于非典型病例的鉴别诊断。在抗磷脂综合征(APS)的诊断中,anti-心磷脂抗体(aCL)、anti-β2-糖蛋白I抗体(anti-β2GPI)和狼疮抗凝物(LA)的联合检测构成了主要的血清学诊断标准。值得注意的是,对于aCL检测结果为阴性的患者,高度特异性的anti-β2GPI抗体在辅助诊断中发挥着关键作用。此外,aPS/PT IgG与卒中风险增加相关,而aAnxV IgM有助于识别血清学检测结果为阴性的APS病例。与此同时,原发性干燥综合征(pSS)的分类标准主要涵盖抗Ro/SSA和anti-La/SSB抗体。抗Ro/SSA的存在与疾病早发及腺体外表现相关,而类风湿因子阳性则提示可能出现关节炎和皮肤血管炎等腺体外并发症。在血液及蛋白质标志物中,AGR与SLEDAI-2K评分呈负相关,是疾病活动的独立危险因素;尿液可溶性CD163(usCD163)与尿蛋白/肌酐比值呈正相关,反映了狼疮肾炎(LN)的严重程度;而尿液免疫球蛋白γ-3链C区(IGHG3)则是无创评估LN的优选指标。此外,LN患者血浆中的可溶性CD14(sCD14)水平显著升高,有助于预测肾脏损害的进展。SLE患者血清中的NINJ1水平升高,可作为SLE血液系统受累的标志物。在细胞因子和趋化因子标志物中,IL-10和LIF与疾病活动度呈正相关;CXCL13在活动性神经精神狼疮(NPSLE)患者中显著升高,是评估疾病活动的可靠指标;可溶性ST2(sST2)在儿童SLE(pSLE)患者中显著升高,且治疗后水平下降,从而能够对疾病变化进行动态监测。在核酸分子标志物中,外泌体DANCR与SLEDAI-2K呈正相关,可作为动态监测指标;lncRNA SNHG1 与炎症指标密切相关,能实时反映疾病状态。在原发性干燥综合征(pSS)中,类风湿因子(RF)阳性与高丙种球蛋白血症及低补体血症相关,提示疾病可能处于活动期;anti-Ro/SSA抗体阳性的患者出现腺体外受累的风险更高。在抗磷脂综合征(APS)中,anti-β2-糖蛋白I(anti-β2GPI)抗体滴度升高与复发性血栓形成的风险呈正相关。在血液学标志物中,平均血小板体积(MPV)降低与器官损伤累积呈负相关,可作为长期预后的风险指标;miR-342-3p低表达与预后不良显著相关。在免疫分子和细胞标志物方面,CD226+ B细胞比例升高可预测器官损伤的进展;C型凝集素结构域家族4成员E(CLEC4E)高表达提示预后不良,且与传统标志物联合使用可提高风险预测的准确性(AUC = 0.9407)。在蛋白质标志物方面,高迁移率族蛋白B1(HMGB-1)与肾脏受累及高滴度anti-核抗体(ANA)相关,是器官损伤的独立预测因子;前颗粒蛋白(PGRN)参与肾损伤过程,其水平升高提示疾病进展风险。此外,在其他自身免疫病相关预后标志物中,抗HSP90α IgG 水平降低与APS复发风险相关;抗PS/PT IgG阳性患者发生长期心血管并发症的风险更高。在系统性红斑狼疮(SLE)治疗反应的预测标志物中,B细胞成熟抗原(BCMA)水平的变化可预测贝利尤单抗(belimumab)的疗效。在耐药机制与治疗靶点方面,含自由基S-腺苷甲硫氨酸结构域蛋白2(RSAD2)通过调节树突状细胞活化参与免疫炎症过程,可作为潜在的治疗靶点;Sema5A通过PI3K-Akt-mTOR信号通路促进Th17细胞分化,其表达水平与IL-17A呈正相关;含SH2结构域的蛋白酪氨酸磷酸酶2(SHP2)在系统性红斑狼疮(SLE)患者体内呈高表达,其抑制剂可显著改善动物模型中的肾脏病变及免疫紊乱。当前挑战与未来展望就当前挑战而言,针对自身免疫性疾病生物标志物的研究仍面临诸多难题。该类疾病的高度异质性意味着,单一生物标志物无法全面反映其复杂的病理状况。目前,大多数新型生物标志物尚处于探索阶段,且检测方法缺乏标准化;此外,其可靠性与普适性仍需通过大规模前瞻性研究加以验证。未来的研究将聚焦于以下几个关键领域:通过整合多组学数据构建综合性生物标志物模型;开发针对尿液生物标志物、外泌体RNA等物质的无创动态监测技术;推动靶向治疗与生物标志物应用领域的协同发展;以及利用人工智能和机器学习技术,提升疾病分型、预后预测及治疗决策的精准度。急性髓样白血病急性髓系白血病(AML)是一种高度异质性的血液系统恶性肿瘤,患者预后差异巨大;高危患者通常面临高复发率和短生存期的问题。早期准确诊断、预后分层及个体化治疗是改善预后的关键,因此亟需发现并实现有效生物标志物的临床转化。生物标志物的开发急性髓系白血病(AML)生物标志物的研究经历了一个演变过程,从单一分子的检测转向多维度、综合性的应用。这一发展历程可归纳为三个不同阶段。生物标志物开发的初始阶段以染色体核型分析和关键遗传改变的识别为特征。复发性染色体异常(如t(8;21) 和inv(16))以及核磷蛋白1 (NPM1)和Fms样酪氨酸激酶3 (FLT3) 等基因的突变,构成了AML诊断与预后评估的基础。临床决策过程日益纳入细胞遗传学和分子特征分析,从而实现了更精细的疾病分型与治疗方案选择。然而,这些早期方法的应用范围有限,导致仍有一部分患者缺乏明确的生物标志物。高通量技术(包括基因组测序、转录组学和蛋白质组学)的出现,使得人们能够在多个分子维度上发现新型生物标志物。这些标志物涵盖了非编码 RNA(如 miRNA、lncRNA、circRNA)以及具有重要功能意义的蛋白质,例如支链氨基酸转氨酶1 (BCAT1) 和微管解聚蛋白1 (STMN1)。这一阶段通过关联核酸改变、表观遗传修饰及蛋白质水平的失调,促进了对AML发病机制的综合理解。当前阶段侧重于在生物信息学支持下,对基因组、转录组和蛋白质组数据进行系统整合,以构建稳健的预后与预测模型。单细胞测序和类器官培养系统等先进方法进一步加速了生物标志物的临床转化,从而为精准和个体化的治疗指导提供了可能。先进的空间蛋白质组学研究进一步揭示,AML患者对供者淋巴细胞输注(DLI)疗法的反应,与骨髓微环境中免疫微环境(immune neighborhoods)的高度多样性以及免疫三联体(CD8⁺ 细胞毒性T淋巴细胞、B细胞和NK细胞)的共定位密切相关。这些空间特征反映了协同作用的免疫网络,可作为评估治疗反应的宏观标志物。诊断与筛查类生物标志物旨在实现AML的早期发现、准确亚型分类,以及与骨髓增生异常综合征等其他血液系统疾病的鉴别诊断。例如,RUNX1-RUNX1T1 融合基因定义了核心结合因子(CBF)AML,这是一种通常对常规化疗反应良好的亚型。在细胞遗传学正常的 AML 中,NPM1和FLT3突变是关键的诊断标志物;同时,研究表明在AML患者中,PTBP1的表达与增殖标志物 Ki-67 呈正相关,而与凋亡标志物p53呈负相关。此外,已证实CD109和低密度脂蛋白受体相关蛋白 12 (LRP12) 通过调节T细胞受体信号通路协同促进免疫逃逸,且联合检测这两者可提高诊断特异性。另外,由高甲基化介导的花生四烯酸 5-脂氧合酶激活蛋白 (ALOX5AP) 下调,已被多个独立的患者队列证实为一种具有诊断意义的改变。IDH2和IDH1是异柠檬酸脱氢酶的两种同工酶,与AML的发生密切相关。作为 AML 检测的生物标志物,IDH2和IDH1分别于2017年和2018年获得FDA批准。此外,针对急性髓系白血病(AML)中血小板减少这一临床特征,研究人员开发了一种基于支持向量机(SVM)模型的RNA标志物组合(AUC = 0.847),该组合包含集落刺激因子1受体(CSF1R)、肿瘤坏死因子超家族成员15(TNFSF15)和C型凝集素结构域家族10成员A(CLEC10A),能以高准确度识别血小板减少亚型。该模型为进一步的机制探索和靶向治疗开发奠定了坚实基础。预后生物标志物的评估可预测疾病进展及复发风险,从而指导治疗策略的制定。在核心基因突变标志物中,FLT3-ITD通过激活STAT5导致不良预后,且其等位基因比率与预后呈负相关;TP53突变导致DNA修复功能丧失,预示着极差的预后。DNMT3A基因的R882突变引起异常低甲基化,从而抑制细胞分化过程。值得注意的是,CEBPA与TET2的双重突变共存会加重预后不良。在蛋白标志物层面,ARHGAP43的高表达预示预后不良(尽管造血干细胞移植可改善预后);CYTH4通过免疫调节促进细胞生长,并作为独立的预后不良因素;STMN1激活PI3K/AKT通路,其表达水平可能与生存情况相关。在非编码RNA标志物方面,miR-362-5p的高表达和miR-204的低表达均预示不良预后;lncRNA CRNDE与完全缓解率降低显著相关;LOC541471、GDAP1、SOD1和STK25通过促进细胞凋亡来抑制疾病进展,且它们参与构建的多基因风险模型提高了预后预测的准确性。在免疫微环境标志物方面,FLVCR2的高表达会抑制NK细胞和 CD4+ T 细胞的浸润,提示预后不良;FGF1 胞内结合蛋白(FIBP)调节T细胞耐受,其高表达会缩短总生存期;白细胞介素-1受体1型(IL1R1)的高表达会增加复发风险,但对于中等风险患者,移植治疗可改善生存状况。对疗效相关生物标志物的监测为治疗方案的选择、疗效评估及耐药性监测提供了依据。在基因突变层面,支链氨基酸转氨酶 1(BCAT1)通过FLT3-ITD/BCAT1/MYC 通路促进白血病发生,其表达水平可指导FLT3抑制剂的使用;在蛋白层面,滋养层蛋白相关蛋白(TROAP)的表达水平与多种药物的敏感性相关,提示 TROAP 可作为预测药效及指导个体化用药的潜在分子标志物;此外还有肾母细胞瘤1蛋白(WT1)。激活素 A(activin A)的动态变化反映了治疗反应,而C-X-C基序趋化因子配体12(CXCL-12)的逆向波动则提示微环境发生了改变;在非编码 RNA 方面,circZBTB46 通过调节硬脂酰辅酶A去饱和酶(SCD)的表达介导铁死亡耐药;UNC93B1(TLR 信号通路的调节因子)的高表达会导致维奈克拉(venetoclax)耐药,而髓系细胞白血病序列1(MCL-1)抑制剂可逆转这种耐药表型。在疗效与复发监测方面,CD7+、CD56+、HLA-DR- 和 CD38- 的异常表达是监测微小残留病(MRD)的核心指标; OPNb/OPNc亚型通过VEGFc/STAT3/CXCR4通路促进复发;二肽基肽酶4(DPP4)的下调与转铁蛋白受体蛋白1(TFRC)的上调共同指导化疗耐药风险的评估。当前挑战与未来发展趋势就当前挑战而言,急性髓系白血病(AML)生物标志物的研究仍面临诸多难题:疾病的异质性导致同一生物标志物在不同亚型中具有不同的预后意义;检测技术缺乏标准化,且不同平台间的一致性有待提升;整合多维数据及全面开发复合生物标志物组合仍存在困难;此外,由于大多数生物标志物缺乏大规模队列验证,其临床转化受到阻碍。未来的研究应优先整合多模态生物标志物,建立涵盖“基因突变、非编码RNA、蛋白质及免疫学指标”的综合评估体系,并利用人工智能技术提高预测准确性。应积极应用单细胞测序和空间组学技术,以解析肿瘤微环境的动态特征。通过液体活检实时监测微小残留病(MRD),结合类器官药物敏感性测试,可为制定个体化治疗策略提供指导。此外,还应加强免疫相关生物标志物的研发,从而为免疫联合治疗提供新的靶点。慢性髓系白血病慢性髓系白血病(CML)是一种造血系统恶性肿瘤,其病程通常经历慢性期、加速期和急性期。准确的生物标志物检测对于疾病管理和预后评估至关重要。酪氨酸激酶抑制剂的问世已将CML转变为一种可控的慢性疾病,这凸显了生物标志物在诊断、治疗监测及预后评估中的关键作用。生物标志物的研究进展CML生物标志物的研究已从单一基因检测转向多组学整合分析。20世纪60年代,研究人员发现超过90%的CML患者存在22号染色体短臂缺失现象,即“费城染色体”(Philadelphia chromosome)。这种染色体异常源于t(9;22)(q34;q11)易位,进而形成BCR-ABL融合基因。由此产生的具有组成性活性的酪氨酸激酶可促进恶性细胞增殖,从而确立了其作为CML诊断与治疗分子基础的地位。随着基因组学、转录组学和蛋白质组学的发展,该领域已进入全面标志物研究的新时代。除BCR-ABL外,新兴标志物还包括微小RNA(如miR-20、miR-106、miR-222)、长链非编码RNA(如MALAT1、CCAT2)、蛋白质(如CIP2A、RPL13)以及表观遗传改变(如HOXA4甲基化、H3K36me3异常)。这些发现加深了人们对疾病异质性及耐药机制的理解。当前研究强调整合基因组学、转录组学、蛋白质组学和表观基因组学数据,并辅以单细胞测序、液体活检及人工智能工具,旨在构建一个涵盖早期检测、预后评估及个体化治疗策略的综合生物标志物体系。生物标志物的主要类型与典型案例在用于诊断和筛查的生物标志物中,BCR-ABL融合基因是慢性髓系白血病(CML)最具特异性的诊断标志物,在慢性期患者中的阳性率超过95%。该标志物于2017年正式获批用于CML疗效监测及微小残留病(MRD)评估等临床检测。该基因的转录本亚型具有临床预测意义:p210(e13a2/e14a2)提示典型的CML表型,而p190(e1a2)则提示具有Ph+ ALL(费城染色体阳性急性淋巴细胞白血病)样疾病的侵袭性特征。此外,p230(e19a2)与中性粒细胞增殖相关。在蛋白质类标志物方面,乳酸脱氢酶(LDH)水平升高与肿瘤负荷呈直接相关,使其成为一种经济有效的辅助诊断工具。CD203c被公认为嗜碱性粒细胞的活化标志物,其表达动态可反映治疗反应。此外,非编码RNA在CML诊断中也展现出潜力。具体而言,miR-486-5p通过调节BCR-ABL的下游通路发挥抗肿瘤作用;其表达下调可能与疾病进展有关。同时,miR-20、miR-106和miR-222通过影响细胞周期进程促进白血病的发生。在CML蛋白质标志物中,PP2A细胞抑制因子(CIP2A)的高表达与治疗失败及疾病进展显著相关;抗沉默功能1A组蛋白伴侣(ASF1A)在急变期患者中异常高表达,并通过激活NOTCH通路促进恶性转化。在遗传学标志物方面,ASXL转录调节因子1(ASXL1)突变使耐药和疾病进展的风险分别增加了32倍和63倍;H3K36me3水平降低可作为一种表观遗传预警指标;小鼠双微体2同源物(MDM2)和TP53的特定单核苷酸多态性(SNP)与良好预后相关。在免疫微环境指标方面,效应调节性T细胞比例的变化与停药后的缓解状态密切相关;嗜酸性粒细胞增多症是一项具有独立预后价值的临床参数。空间蛋白质组学研究揭示,在晚期慢性髓系白血病(CML)中,PD-1⁺CD8⁺ T细胞特异性富集于白血病病灶,并与PD-L1⁺抗原呈递细胞及白血病细胞形成直接物理接触,这凸显了局部免疫耗竭作为临床相关空间标志物的意义。在针对耐药相关标志物的治疗研究中,对耐药机制的探索已鉴定出若干关键生物标志物。α-烯醇化酶(ENO1)的表达与酪氨酸激酶抑制剂(TKI)的敏感性相关,抑制ENO1可诱导铁死亡,从而逆转耐药性。相反,组蛋白赖氨酸N-甲基转移酶2D(KMT2D)的缺失会促进耐药性的产生,提示恢复其表达可能是逆转耐药的一种可行策略。在表观遗传学层面,同源框基因A4(HOXA4)启动子甲基化水平升高与伊马替尼耐药显著相关。在非编码RNA中,结肠癌相关转录本2(CCAT2)和肺腺癌转移相关转录本1(MALAT1)表达水平的升高分别预示着对伊马替尼和达沙替尼的耐药。此外,miR-495-3p的下调也在TKI耐药机制中发挥作用。一项孟德尔随机化研究显示,4-甲基-2-氧代戊二酸与CML发病机制之间存在最强的正向因果关系;该代谢物可能通过促炎过程发挥关键作用,从而成为CML最强的风险因素。它可能通过促炎反应促进疾病进展,并有望成为关键的生物标志物。当前挑战与未来发展趋势就现有挑战而言,针对慢性髓系白血病(CML)耐药机制相关生物标志物的研究面临诸多难题。这些机制的复杂性,加之代谢重编程和表观遗传改变等不依赖于 BCR-ABL 的途径尚未被完全阐明,构成了重大障碍。此外,目前尚无可靠标志物可用于预测停药后的复发。同时,成本考量和标准化问题也制约了多组学检测技术的临床应用。未来的研究将聚焦于多模态整合与精准医学,旨在构建包含“BCR-ABL + 突变谱 + 非编码 RNA + 蛋白质组”的综合生物标志物组合,并结合人工智能进行动态风险评估。研究将利用空间组学和单细胞技术分析白血病干细胞的异质性。此外,还将开发用于无创监测的外泌体及 ctDNA 检测方法。最后,将基于免疫标志物和新型分子靶点,制定个体化的联合治疗策略。霍奇金淋巴瘤霍奇金淋巴瘤(HL)是一种淋巴系统的恶性增殖性肿瘤。尽管总体治愈率较高,但仍有10%–30%的患者表现为原发性难治或早期复发。为克服当前的临床局限性,需要有效的生物标志物来改善诊断、风险分层及疗效监测,从而最终优化患者的预后。生物标志物的研发历程HL生物标志物的研究已从单一蛋白检测发展为多维度、多技术的整合应用。CD30和CD15等细胞表面蛋白标志物构成了HL诊断的核心基础。CD30作为肿瘤坏死因子受体超家族的一员,在霍奇金-里德-斯特恩伯格(HRS)细胞中高表达,不仅是诊断经典型HL的关键指标,也是靶向治疗的重要靶点。在这一阶段,这些标志物主要通过免疫组化技术进行检测;尽管它们有助于疾病分类和鉴别诊断,但在预测疗效和提供精准预后评估方面的作用有限。随着分子生物学技术的进步,研究领域扩展到了核酸、可溶性蛋白及炎症相关指标等多个维度。随后,研究人员发现了核酸标志物(如循环肿瘤DNA和miRNA)以及可溶性蛋白(如胸腺和活化调节趋化因子[TARC]和可溶性程序性死亡配体1 [PD-L1])。血液学指标(如血小板/淋巴细胞比值以及改良的内皮细胞活化与应激指数)也显示出预后评估的潜力。与此同时,检测技术也扩展到了RT-qPCR、二代测序和流式细胞术等领域。当前的研究工作日益侧重于多种标志物的联合应用及多种技术的整合。这包括将影像学技术与人工智能算法相结合,以构建高精度的评估系统。例如,外泌体miRNA与血清TARC的联合检测,以及循环肿瘤DNA与国际预后评分的整合,显著提高了预测准确性。空间组学和单细胞测序技术的应用进一步阐明了肿瘤微环境相关标志物的机制,从而推动了这些标志物从单纯的检测工具向指导治疗的手段转变。生物标志物的主要类型与典型案例用于诊断和分型的生物标志物主要用于霍奇金淋巴瘤(HL)的诊断及其与其他淋巴瘤类型的鉴别。CD30是HL最具特异性的诊断标志物,其在 HRS 细胞中的表达是区分 HL 与非霍奇金淋巴瘤的重要特征。若联合检测 CD15,诊断准确性可进一步提高:HL 患者的CD15阳性率在70%–80%之间,而在其他 CD30 阳性肿瘤(如间变性大细胞淋巴瘤)中,CD15 通常呈阴性。作为辅助诊断标志物,CD20 在 HL 肿瘤细胞中通常呈阴性或弱阳性,有助于排除 B 细胞非霍奇金淋巴瘤;此外,血清胸苷激酶 1(TK1)和 EBV DNA 也具有重要的参考价值,其中 EBV DNA 特别适用于经典型 EBV 阳性 HL 的无创检测,且孟德尔随机化分析证实了 EBV DNA 载量与霍奇金淋巴瘤风险增加之间存在显著因果关系(p = 1.8 × 10-3)。随着技术的进步,新的诊断组合不断涌现。例如,利用电化学生物传感器检测血清CCL17可有效区分HL患者与健康人群;而采用高性能滑动微乳头侧向层析免疫分析装置检测组织间液中的C反应蛋白,则为 HL 的无创诊断提供了一种创新方法。治疗与预后生物标志物用于评估疗效、预测复发风险并指导个体化治疗。在免疫治疗相关标志物中,磷酸化PD-1可标记功能障碍的T细胞,其在CD8阳性肿瘤浸润淋巴细胞中的动态变化能有效评估PD-1免疫检查点阻断疗法的疗效。此外,对于复发/难治性经典型霍奇金淋巴瘤(HL)患者,接受抗PD-1治疗且血小板/中性粒细胞比值≥51.6者的完全缓解率和无进展生存期均显著优于该比值较低者。在循环标志物与微小残留病(MRD)监测方面,联合检测血浆外泌体miRNA与血清TARC预测PET状态的曲线下面积(AUC)达0.93,敏感性和特异性均为93.5%,可有效识别微小残留病。此外,循环肿瘤DNA(ctDNA)负荷是独立的预后因素,治疗前水平较高患者的3年无进展生存率显著低于水平较低者。在炎症及血液学相关标志物中,血清IL-6和hs-CRP水平与复发风险呈正相关;血小板/淋巴细胞比值≥245及血小板/血小板分布宽度比值<24.5是晚期经典型HL预后不良的独立危险因素;改良内皮细胞活化与应激指数≥17.28可预测原发性难治性疾病。在影像学生物标志物方面,定量Deauville评分(qPET)通过量化肿瘤代谢活性,将传统视觉评分5分的患者进一步细分为高危和低危亚组,为调整治疗策略提供了精准依据。靶点相关生物标志物为靶向治疗药物的选择提供了分子学依据,并推动了个体化治疗的发展。在CD30靶向治疗中,anti-CD30单克隆抗体的疗效取决于肿瘤细胞中CD30的表达水平,该水平需通过免疫组化方法进行测定。在细胞凋亡调控相关标志物中,霍奇金淋巴瘤(HL)中BCL-2的高表达为靶向细胞凋亡通路提供了方向。此外,在信号通路相关标志物中,JAK/STAT通路的异常激活在HL中较为常见,而集落刺激因子3受体(CSF3R)可作为该通路过度激活的替代性生物标志物;相关的JAK抑制剂已进入早期临床试验阶段。当前挑战与未来发展趋势目前HL生物标志物研究面临诸多挑战:在检测层面,单一生物标志物的灵敏度有限,难以实现疾病复发的早期预警;在技术转化方面,多组学检测受限于高昂的成本、复杂的操作流程及缺乏标准化程序,从而制约了其临床应用;部分潜在生物标志物仍处于研究阶段,其临床价值尚需大规模研究加以验证。未来的研究将聚焦于多维度整合及前沿技术的推动作用。通过构建整合循环肿瘤DNA、TARC、定量影像学特征及临床参数的多模态生物标志物组合,并结合人工智能算法,可显著提高评估的准确性。空间组学和单细胞测序等技术的深入应用,将为阐明肿瘤微环境内的相互作用及生物标志物的功能机制提供新视角。基于液体活检的动态监测系统,结合类器官药物敏感性及血小板/中性粒细胞比值等生物标志物谱分析,将推动治疗策略向个体化及实时优化方向发展。无创检测技术(如组织间液检测及实时监测设备开发)的进步,将提升检测的可及性与患者依从性,共同促进精准医疗的临床转化。非霍奇金淋巴瘤非霍奇金淋巴瘤(NHL)是一种起源于淋巴造血系统的高度异质性恶性肿瘤,其中侵袭性亚型如结外 NK /T细胞淋巴瘤(ENKTL)和复发/难治性弥漫性大B细胞淋巴瘤(R / R DLBCL)的临床预后较差。因此,识别有效的生物标志物对于实现精准诊断、预后分层及药物耐药监测至关重要,这将推动NHL精准医学的发展。生物标志物的发展历程关于非霍奇金淋巴瘤(NHL)生物标志物的研究已系统性地从传统的单一指标发展为多组学整合分析,并从组织检测转向液体活检。早期研究主要依赖于组织标本中的蛋白质生物标志物。研究发现,细胞增殖指标Ki-67在弥漫大B细胞淋巴瘤(DLBCL)患者中呈高表达,且与不良预后相关,从而成为常规病理评估指标;CD20不仅是B细胞NHL分型的标志物,也是利妥昔单抗等靶向药物的作用靶点。这一阶段生物标志物的功能相对单一,难以准确预测治疗反应及耐药风险。随着基因测序和蛋白质组学等技术的发展,NHL生物标志物研究进入了分子水平。miRNA(如 miR-340-5p、miR-146a)、lncRNA(如OR2A1-AS1)和mRNA(如PLA2G7、RFC3)等核酸类生物标志物相继被发现。这些分子通过多种机制调节免疫逃逸和细胞增殖,进而参与肿瘤的发生发展。对ceRNA网络(如 hsa-miR-20a-5p/SNHG6)的分析为多分子联合检测奠定了理论基础。当前研究的重点在于构建一个整合核酸、蛋白质、免疫细胞及细胞因子等多种生物标志物的评估体系。免疫细胞标志物(如 CD8+ NK 细胞)、细胞因子组合(如 IL-10/IL-6 比值)及磷酸化蛋白(如 Ikaros-pSer442/445)等新型生物标志物不断涌现。液体活检技术的成熟促进了血清、血浆及脑脊液等非侵入性样本的临床应用,标志着NHL诊疗正向精准化与个体化方向转变。生物标志物的主要类型与典型实例诊断与分型生物标志物为NHL的早期发现、亚型鉴别及并发症识别提供了分子学依据。在特定的蛋白质标志物中,CD20和CD3分别是B细胞和T细胞非霍奇金淋巴瘤(NHL)的诊断依据;DNAJ热休克蛋白家族成员C9(DNAJC9)在眼眶附件区淋巴瘤中的核染色率升高,提示其有望成为罕见亚型的标志物;干扰素基因刺激因子(STING)在 T/NK 细胞 NHL 中特异性激活,而在B细胞亚型中表达下调,可作为鉴别细胞来源的指标。结合核酸和蛋白质标志物研究发现,NHL 患者血清组织蛋白酶S(CTSS)水平显著升高(AUC = 0.766),并与特定的高密度脂蛋白(HDL)亚型呈正相关;此外,无论细胞来源如何,CD82、CD55和CD36等12种蛋白质在复发/难治性弥漫大B细胞淋巴瘤(R/R DLBCL)中均呈高表达,构成了一组特异性诊断标志物组合。在并发症诊断相关标志物方面,血清IL-10水平 > 180.70 pg/mL对DLBCL合并继发性噬血细胞性淋巴组织细胞增多症(sHLH)的诊断敏感性为87.50%,特异性为96.08%;脑脊液中 IL-10/IL-6比值升高与继发性中枢神经系统淋巴瘤相关,有助于识别神经系统受累情况。预后生物标志物用于预测疾病进展风险及生存结局。在核酸标志物中,高血清 miR-146a 水平与接受R-CHOP方案治疗患者的良好预后相关;lncRNA OR2A1-AS1低表达与DLBCL患者较短的生存时间相关,并具有独立的预后意义;此外,核受体亚家族 3 C 组成员 1 基因(NR3C1)的高表达是CHOP治疗亚组患者预后良好的独立影响因素。在蛋白质和免疫细胞标志物方面,Chimerin 1 (CHN1) 的高表达与弥漫大B细胞淋巴瘤 (DLBCL) 患者的良好预后相关,且这种关联在生发中心B细胞 (GCB) 亚型及晚期患者中尤为显著;同时,接受R2-GDP方案治疗的复发/难治性DLBCL患者中,基线 CD8+ NK 细胞水平与治疗应答率及生存时间密切相关;在HIV相关DLBCL中,CD4计数 < 150 cells/μl 和中性粒细胞增多被证实为预后不良的独立危险因素。关于ceRNA网络相关标志物,血浆 hsa-miR-20a-5p/SNHG16 和 hsa-miR-181a-5p/SNHG6 的联合表达与疾病的侵袭性特征及生存结局独立相关;而hsa-miR-150-5p/MALAT1和hsa-miR-335-5p/NEAT1的高联合表达则提示疾病进展至晚期及预后不良。¹⁸F-FDG PET/CT 在非霍奇金淋巴瘤(NHL)的诊疗中发挥着不可或缺的作用。该系统利用标准化摄取值(SUV)、Deauville评分和总糖酵解量等参数,提供准确的分期信息。SUVmax值有助于识别淋巴瘤亚型;例如,研究表明SUVmax在区分侵袭性弥漫大 B 细胞淋巴瘤(DLBCL)与惰性滤泡性淋巴瘤(FL)方面具有显著优势。此外,基线病灶总糖酵解量(TLG)是评估侵袭性NHL预后的有效指标。Deauville 评分仍是评估治疗中期及治疗结束时疗效的核心标准。治疗反应及耐药性预测生物标志物可指导治疗方案的选择并预测耐药情况。在靶向治疗相关生物标志物中,miR-340-5p低表达与结外NK/T细胞淋巴瘤(ENKTL)患者对帕博利珠单抗(pembrolizumab)的疗效不佳相关;BTK C481S 突变导致套细胞淋巴瘤对常规 BTK 抑制剂产生耐药;CD19在B细胞NHL复发期间持续表达,是抗 CD19 治疗失败后的重要替代靶点。在化疗及表观遗传治疗相关生物标志物方面,B细胞淋巴瘤6(BCL6)高表达导致DLBCL对艾代拉里斯(idelalisib)产生耐药,而来那度胺可逆转这一现象;PLA2G7 高表达与肿瘤微环境特征相关,其抑制剂可诱导DLBCL细胞凋亡;含SH3结构域的GRB2样蛋白1(SH3GL1)通过调节铁死亡抑制阿霉素诱导的细胞凋亡。在免疫治疗相关生物标志物方面,PD-L1 在 NHL 患者循环淋巴细胞中高表达,是免疫逃逸的关键介导因子;Ikaros-pSer442/445的磷酸化水平可预测新型BTK抑制剂TG-1701的疗效。血液及免疫系统疾病生物标志物动态监测网络作为生理防御的基石,血液系统和免疫系统在抵御病原体和维持机体内环境稳态方面发挥着关键作用。这两个系统涉及的生物标志物具有高度的细胞特异性和分子多样性,为探索疾病发病机制及实施精准治疗提供了重要依据。本节聚焦于白血病、淋巴瘤及自身免疫性疾病等主要血液与免疫系统疾病,系统探讨了从造血干细胞分化到免疫应答调控的全过程。最后,构建了一个涵盖“造血-免疫”轴的综合研究框架(图6)。图6. 细胞应激和细胞命运失衡导致微环境崩溃的机制示意图该图展示了多种形式的细胞应激如何破坏细胞内稳态并驱动组织微环境的病理性重塑。氧化应激、内质网应激、基因毒性应激、蛋白质稳态应激和代谢应激会诱导活性氧(ROS)、未折叠蛋白反应(UPR)、DNA损伤反应(DDR)、蛋白质聚集和毒性代谢物积累。这些应激信号汇聚于关键的细胞内过程,包括半胱天冬酶激活、自噬体形成、细胞膜破裂以及衰老相关标志物(如p21和p16)的表达。细胞命运决定的失衡进一步促进细胞凋亡、自噬、细胞衰老、细胞焦亡和坏死性凋亡。衰老细胞分泌SASP因子,而炎症性细胞死亡会释放损伤相关分子模式(DAMPs),包括HMGB1、ATP和IL-1β。这些介质会加剧炎症,募集免疫细胞,扰乱血管和基质稳态,最终将正常的微环境转变为崩溃的病理微环境。血细胞分化与功能标志物的层级网络CD分子是白细胞分化过程中表达的关键膜抗原,对于免疫细胞的识别、分离及功能表征至关重要。CD4+与CD8+ T细胞的动态比值反映了宿主的免疫稳态,并在自身免疫性疾病和免疫缺陷病等多种病理状态下呈现特征性变化。因此,该比值是评估免疫状态的重要生物标志物。CD34是造血干细胞和祖细胞上表达的经典抗原,在临床实践中发挥着不可或缺的作用;它是白血病诊断、分型及微小残留病(MRD)监测的关键生物标志物,也是评估治疗反应及造血重建的重要指标。此外,CD20和CD19等表面抗原不仅构成了B细胞免疫表型分析的基础,还是多种血液恶性肿瘤治疗的关键分子靶点。其中,CD19是嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)疗法中最成熟的靶点。在髓系分化过程中,CD13、CD33和CD14等标志物依次表达,勾勒出从造血干细胞到成熟粒细胞及单核细胞的发育轨迹。这种特征表征对于髓系白血病的诊断、亚型分类及纵向监测至关重要。免疫球蛋白与抗体谱系标志物血清蛋白电泳和免疫固定电泳是检测血清或尿液中单克隆免疫球蛋白的主要技术手段。在系统性红斑狼疮(SLE)中,anti-核抗体(ANA)常被用作筛查指标,但anti-双链DNA(anti-dsDNA)抗体具有更高的疾病特异性;anti-dsDNA抗体滴度的变化与肾脏受累及疾病活动度相关,因此是监测病情的重要指标。在类风湿关节炎(RA)中,类风湿因子(RF)和anti-环瓜氨酸肽(anti-CCP)抗体是重要的诊断标志物。RF具有高敏感性但特异性较低,而anti-CCP抗体则具有较高的诊断特异性。联合检测这两种标志物可提高诊断准确性,且其滴度往往与关节破坏及疾病活动度相关。anti-心磷脂抗体和anti-β2糖蛋白I(AB2GP1)抗体是抗磷脂综合征(APS)的重要免疫学标志物;其中,中高滴度的IgG/IgM抗体具有更高的诊断特异性。这些标志物对于评估患者复发风险以及指导长期抗凝治疗和妊娠管理具有重要意义。细胞因子与炎症标志物网络促炎细胞因子与抗炎细胞因子之间的动态平衡,在炎症性疾病及自身免疫性疾病的发病机制与进展过程中发挥着至关重要的调节作用。在全身性炎症反应及类风湿关节炎等多种自身免疫性疾病中,TNF-α、IL-6和L-1β等促炎细胞因子在血清或组织中的水平往往显著升高。这些细胞因子不仅是评估疾病活动度的关键生物标志物,也是TNF-α拮抗剂和 IL-6 受体拮抗剂等多种生物制剂的重要治疗靶点。与之相对,IL-10和TGF-β等抗炎细胞因子在维持免疫稳态及诱导外周耐受方面发挥着不可或缺的作用。促炎与抗炎细胞因子表达的失衡与自身免疫性疾病的发生密切相关。在免疫治疗(尤其是CAR-T细胞疗法)中,对细胞因子进行动态监测至关重要,因为可能出现危及生命的并发症——细胞因子释放综合征(CRS,即“细胞因子风暴”)。在此过程中,IL-6和干扰素-γ (IFN-γ)等细胞因子的水平急剧升高,且与临床症状的严重程度密切相关。因此,及时监测和针对性干预已成为应对此类并发症的关键临床策略。免疫检查点与调节性标志物在肿瘤免疫逃逸的关键机制中,PD-1/PD-L1 通路构成了核心调节机制。由于该通路在抑制 T 细胞功能和促进免疫耐受方面发挥作用,它已成为当代肿瘤免疫治疗中最关键的靶点之一。PD-1/PD-L1 抑制剂在多种实体瘤和血液系统恶性肿瘤的治疗中展现出了显著疗效。相比之下,细胞毒性 T 淋巴细胞相关蛋白 4 (CTLA-4) 是一种早期发挥作用的免疫检查点分子,主要在 T 细胞活化的起始阶段起负向调节作用,以防止过度免疫反应。通过阻断这一抑制信号,CTLA-4 抑制剂能够增强 T 细胞的活化与增殖,在黑色素瘤等恶性肿瘤的治疗中取得了显著成效。为了增强抗肿瘤效应,这些抑制剂常与 PD-1/PD-L1 抑制剂联合使用。调节性T细胞(Tregs)在维持免疫稳态和抑制自身免疫反应方面发挥着关键作用。其特异性转录因子FoxP3不仅是Treg细胞分化与功能的主要标志物,也是评估肿瘤免疫微环境及预测免疫治疗疗效的关键生物标志物。造血与免疫相关遗传标志物在血液恶性肿瘤的分子诊断与靶向治疗中,BCR-ABL融合基因是慢性髓系白血病(CML)的标志性分子标志物;它不仅为该病的诊断和分型提供了重要依据,还是伊马替尼等酪氨酸激酶抑制剂(TKIs)的主要治疗靶点。对该融合基因进行定量监测,对于评估疗效及预测疾病进展至关重要。JAK2 V617F突变对骨髓增殖性肿瘤(MPNs)具有高度特异性,常见于真性红细胞增多症、原发性血小板增多症及原发性骨髓纤维化等疾病。检测该突变不仅为MPN的诊断提供了关键的分子学证据,也为针对这些疾病的靶向治疗(包括使用JAK2抑制剂)奠定了理论基础。通过检测免疫球蛋白重链(IgH)和T细胞受体(TCR)基因重排来评估淋巴细胞克隆性,对于鉴别反应性淋巴细胞增生与恶性淋巴瘤具有重要意义。该方法为B细胞或T细胞淋巴瘤的分子分型、微小残留病灶监测以及复发风险评估提供了关键的实验数据。血液与免疫系统作为全身防御与调节的核心枢纽血液系统与免疫系统共同构成了一个维持机体内环境稳态的关键调节网络。通过遍布全身的广泛循环系统和淋巴管网,这两个系统将各器官相互连接,形成了一个用于信息交换和功能协同的动态系统。在此过程中,血液系统和免疫系统不仅充当机体的“哨兵”,时刻监测并应对外部威胁及内部异常,还作为关键的调节中心发挥作用。它们整合、传递并响应来自不同系统的生物信号,从而促进生理功能与病理状态的系统性协调及精确调节。免疫-神经-内分泌轴的相互作用网络神经-免疫-内分泌网络是一个高度整合的生理调节系统,通过多种信号分子促进各系统间的动态相互作用。神经内分泌因子(包括皮质醇、儿茶酚胺和乙酰胆碱等)通过与其各自的细胞表面受体结合,直接调节免疫细胞的增殖、分化及功能。例如,在应激状态下,下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴的激活会导致糖皮质激素的释放。糖皮质激素可诱导 T 细胞凋亡,并广泛抑制促炎细胞因子(如IL-2和TNF-α)的合成与分泌,从而产生显著的免疫抑制效应。与此同时,免疫系统也通过细胞因子信号传导对神经内分泌功能进行反向调节:由活化免疫细胞分泌的炎症介质(如 IL-1β、IL-6 和 TNF-α)能够穿透血脑屏障进入中枢神经系统,影响包括下丘脑和海马在内的脑区,进而调节神经内分泌反馈及神经递质代谢。这种持续的双向通讯构成了一个复杂的神经-免疫-内分泌调节轴,在应激、感染、自身免疫性疾病及精神障碍的发生与发展过程中发挥着至关重要的作用。免疫-代谢轴的相互调节免疫系统与代谢系统通过复杂的信号网络相互关联,构成了“免疫-代谢轴”。免疫细胞的功能状态与其代谢特征紧密相关,其中代谢重编程在免疫应答中起着关键作用。例如,在T细胞分化过程中,糖酵解与氧化磷酸化之间的平衡直接影响T细胞的功能走向。促炎性辅助T细胞(Th17)主要依赖糖酵解来维持其功能,而调节性T细胞(Treg)则主要依赖脂肪酸氧化。除了能量代谢途径外,乳酸和琥珀酸等代谢中间产物还作为信号分子发挥作用,通过影响表观遗传修饰和信号级联反应来调节免疫细胞的分化与功能。这种复杂的网络关系在病理条件下尤为显著。在肥胖诱导的慢性炎症中,脂肪组织巨噬细胞被激活并持续释放促炎因子。这些因子可干扰胰岛素信号传导,导致全身性胰岛素抵抗,从而凸显了免疫-代谢失衡在代谢性疾病发病机制中的关键作用。黏膜免疫-微生物轴的共生关系肠道微生物群通过与肠道黏膜免疫系统进行动态交互,维持肠道稳态及全身免疫功能。这种相互作用主要由模式识别受体(包括Toll样受体和NOD样受体)介导,这些受体调节上皮屏障完整性、免疫细胞分化及细胞因子分泌。微生物代谢产物也发挥着重要的免疫调节作用;例如,丁酸盐和丙酸盐等短链脂肪酸(SCFAs)不仅是肠道上皮细胞的关键能量底物,还能通过表观遗传修饰和G蛋白偶联受体信号通路促进Treg细胞的分化与功能,同时抑制过度的炎症反应。与此同时,肠道黏膜免疫系统通过分泌型免疫球蛋白A(sIgA)等机制主动塑造微生物群的组成与空间分布,从而维护黏膜屏障的完整性。这种复杂的相互作用网络一旦遭到破坏,便与多种肠道炎症性疾病及免疫失调的发病机制密切相关。肿瘤免疫编辑的动态过程肿瘤免疫编辑理论描述了免疫系统与肿瘤之间演变的三个动态阶段——清除(elimination)、平衡(equilibrium)和逃逸(escape)。在清除阶段,自然杀伤(NK)细胞和细胞毒性T淋巴细胞(CTL)等免疫细胞协同作用,识别并杀伤新生的肿瘤细胞。随着病程进展至平衡阶段,免疫系统对肿瘤施加持续的选择压力,使得具有低免疫原性或对免疫攻击具有耐药性的肿瘤细胞克隆得以存活。在逃逸阶段,肿瘤细胞最终通过多种机制逃脱免疫监视——包括上调免疫检查点分子(如PD-L1)的表达、招募免疫抑制细胞(如Treg细胞和髓系来源抑制细胞)以及下调主要组织相容性复合体(MHC)的表达——从而导致肿瘤失控性生长与转移。全面理解这一动态过程,为针对疾病不同阶段开发免疫治疗策略提供了重要的理论基础。移植免疫学中的排斥反应与免疫耐受标志物在移植免疫学领域,多种生物标志物被用于评估排斥反应风险及监测免疫耐受状态。在体液免疫层面,供者特异性抗体(DSA)是抗体介导的排斥反应的关键预测指标。细胞免疫相容性可通过混合淋巴细胞反应(MLR)等体外实验进行评估。调节性细胞群(包括调节性T细胞[Tregs]和髓源性抑制细胞[MDSCs])在移植耐受的诱导与维持中发挥着至关重要的作用。功能性免疫学检测对于移植后免疫状态的动态监测极具价值;例如,ATP释放试验可定量评估CD4⁺ T细胞的活化水平,从而有助于对免疫抑制方案进行个体化调整。此外,外周血中存在的供者来源游离DNA(dd-cfDNA)可作为反映排斥反应相关组织损伤的生物标志物。同时,特定的外周血基因表达谱(如AlloMap®)也可用于监测心脏移植后的排斥反应风险(图7)。图7. 细胞代谢重编程和能量危机示意图该图展示了细胞从稳态到疾病相关代谢重编程的代谢转变。在正常细胞中,葡萄糖和谷氨酰胺代谢协调一致,以维持能量产生和生物合成的平衡。谷氨酰胺转化为谷氨酸,支持线粒体氧化磷酸化(OXPHOS),而葡萄糖代谢则促进糖酵解和ATP生成。mTOR和HIF-1α等关键调节因子有助于维持适应性代谢反应和正常的细胞功能。在疾病状态下的细胞中,代谢平衡被破坏,细胞经历代谢重编程。谷氨酰胺摄取和代谢增加,糖酵解增强,乳酸积累升高,同时伴有LDHA和PKM2等糖酵解酶的上调。相反,氧化磷酸化和ATP生成减少,导致线粒体功能障碍和能量危机。这些代谢缺陷削弱了细胞反应,并促进了病理进展。第十二章 跨器官系统的生物标志物整合前几章主要集中于组织和建立疾病和生物标志物的综合知识库,有效地创建了一个“数据库”和“百科全书”。通过从跨器官的角度对各种生物标志物进行分类和整合,该知识框架可以发挥“导航系统”的作用。该系统将信息转化为可操作的临床策略和干预路径。随着人口老龄化的加速,多病共存(而非合并症)已成为现代临床实践和公共卫生系统面临的核心挑战。这一趋势正在推动疾病研究和管理从“单一疾病”视角向“整体健康”视角转变。包括心血管疾病、代谢性疾病和神经退行性疾病在内的慢性疾病并非孤立发展,而是通过慢性低度炎症、代谢失衡和血管免疫相互作用等共同机制,作为多病共存网络的一部分而共同发展。应对这种复杂性需要打破器官特异性的孤立状态,在系统层面整合生物标志物,并构建一个可在疾病进展过程中动态重编程的“生物标志物网络”。在这样的网络中,某些关键分子可以作为跨多个器官系统的枢纽,从而为多病风险预测、早期预警和分层干预提供可操作的途径(图8)。图8. 跨器官系统生物标志物的整合该示意图总结了连接多个人体器官系统的共享和系统特异性生物标志物,这些器官系统包括循环系统、神经系统、泌尿系统、生殖系统、免疫系统、消化系统、呼吸系统、内分泌系统和肌肉骨骼系统。曲线表示代表性生物标志物与病理过程之间的跨器官关联。衰老相关标志物,例如p16INK4a和SASP,与器官功能下降相关。炎症生物标志物,包括IL-6和CRP,反映了急性期蛋白的产生、累积疾病负担和肺损伤。代谢生物标志物,例如HbA1c和LDL-C,与代谢和血管疾病中的组织损伤和胰岛素抵抗相关。神经系统和免疫相关生物标志物,包括 NfL和GFAP,指示神经退行性过程和免疫攻击警报。衰老和损伤相关的标志物,如GDF-15和NAD+,与慢性肾病、免疫损伤信号传导、成纤维细胞活化和胶原蛋白沉积有关。基于网络的枢纽生物标志物识别与层级构建“枢纽生物标志物”是指在跨系统病理网络中占据中心位置的生物分子或生理指标,它们能够放大系统信号、连接不同器官系统或作为局部损伤的哨兵。对跨器官生物标志物进行系统分类是解决复杂疾病网络问题、从“知识枚举”迈向“系统导航”的关键一步。该框架并非简单的概念列表,而是一个基于系统生物学的层级解释模型,有助于理解多器官相互作用并指导精准临床实践。其核心意义在于将庞大的异质生物标志物信息组织成一个既符合生物学逻辑又具有临床可操作性的分层网络。该分类系统并非基于主观推测,而是基于生物标志物的生物学作用范围和信号传播半径。基于这些指导原则,我们提出了一个由核心枢纽、区域枢纽和效应节点组成的三层框架。核心枢纽生物标志物具有广泛的调控和放大作用,能够诱导多个器官系统发生一致的病理生理变化,因此特别适用于表征多病共存背景下的系统性驱动力和总体风险水平。枢纽生物标志物位于系统间的界面,反映关键桥接过程是否被激活,例如代谢负担向血管内皮和微循环的溢出,或免疫炎症向神经系统的传播。它们的价值在于指示风险扩散的方向并识别潜在的易损器官。效应节点生物标志物更具器官特异性,能够捕捉局部实质损伤、功能衰退或压力超负荷,从而直接识别受累器官及其严重程度。在枢纽信号的背景下解读效应节点,有助于区分孤立的单器官事件和系统级联反应,并减少误分类。该框架综合考虑了作用范围、调控层级、信号传播特征、临床相关性以及在网络中的拓扑位置,旨在将异质性生物标志物信息组织成一个可解释的层级网络,从而将系统性驱动因素与局部效应区分开来,并为理解多重疾病机制和实现精准临床导航提供结构化基础。值得注意的是,本文提出的生物标志物相互作用网络是一个概念框架,它源于广泛的文献综述和专家知识。该框架并非通过算法从原始数据中推断出先前未知的关联,而是系统地整合了既往研究中已建立的生物学机制、通路连接和临床验证的关联。该网络的价值在于其能够提供一个全景式的结构化知识整合框架,从而可视化分散的跨系统和跨疾病关系。此外,该框架明确支持基于现有知识提出的关于层级生物标志物关系的可检验科学假设。它还为后续的数据驱动型多组学网络分析、机器学习模型开发和纵向队列验证提供了一个生物学信息先验框架。核心枢纽生物标志物核心枢纽生物标志物是指具有广泛系统性调节作用的生物分子或生理指标,其异常变化能够同时反映并可能驱动多个器官系统的病理生理过程。它们作为系统性疾病状态的“放大器”和“主调节器”发挥作用。其特征包括全局影响、累积性和相对稳定性以及上游驱动能力。在临床上,它们可用于评估个体的基线系统性风险并识别多种疾病的共同驱动因素,因此是预防干预和全身健康管理的重要靶点。代表性的核心枢纽生物标志物包括炎症标志物IL-6、CRP、TNF-α和IL-1β以及代谢标志物HbA1c。它们作为“枢纽核心”的更深层机制基础在于,它们并非仅仅是特定疾病的结果,而是占据复杂病因网络的上游位置,并作为中心信号放大器和共同病理通路,通过高度保守的跨组织信号级联驱动多个系统的下游异常。例如,IL-6激活JAK/STAT通路等信号通路,直接调节免疫细胞功能,并诱导肝脏产生CRP,同时影响内皮功能、胰岛素敏感性和神经胶质细胞活性,从而将局部炎症放大为累及心血管、代谢和神经系统的慢性炎症。TNF-α和IL-1β通过激活NF-κB等关键转录因子,广泛参与胰岛素抵抗、动脉粥样硬化和神经炎症的共同通路。从代谢角度来看,HbA1c作为慢性高血糖暴露的稳定综合指标,具有枢纽特性,因为它所代表的慢性糖代谢应激可通过晚期糖基化终产物(AGEs)的形成、氧化应激放大和线粒体功能障碍等机制,对血管内皮、肾小球滤过屏障、神经元甚至免疫细胞功能造成广泛且持续的损伤。因此,这些核心枢纽生物标志物的异常水平本质上直接反映了驱动多器官退行性变和疾病的系统性病理生理状态,例如慢性低度炎症和持续性代谢应激。这些变化通常先于或伴随下游器官特异性损伤标志物的出现,这解释了为什么它们与跨系统发病风险、功能衰退和全因死亡率密切相关,并构成系统性风险干预和整体健康管理的主要逻辑靶点。区域枢纽生物标志物区域枢纽生物标志物是指那些在特定器官系统之间建立功能联系,并反映关键跨系统交互过程是否被激活的生物标志物。它们在病理生理网络中扮演着“桥梁”和“接口”的角色,其特征在于界面定位、过程特异性和方向指示。在临床上,它们有助于解读特定的多病表型,预测并发症或病理风险的传播方向,并为阻断器官系统间的异常信号传递提供精准的干预靶点。在神经系统疾病中,典型的区域枢纽生物标志物包括神经丝轻链(NfL)和胶质纤维酸性蛋白(GFAP)。它们之所以被称为区域枢纽,是因为它们既不是系统性驱动因素,也不是终末损伤产物;相反,它们是与特定解剖-功能轴(例如神经肌肉轴或神经免疫轴)激活相关的过程信号分子,可以在体液中检测到。因此,它们能够准确反映跨越传统器官边界传播的病理应激或损伤。例如,神经丝轻链(NfL)是神经元轴突细胞骨架的主要结构成分。当中枢或周围神经系统的轴突因退行性变、炎症或创伤而受损时,NfL 会释放到细胞外间隙,随后进入脑脊液和外周循环。其枢纽特性在于,它不仅能直接反映神经系统内的轴突损伤,还能作为“信号信使”,由于其在血液中的稳定存在,将神经系统的状态传递给全身。血浆 NfL 水平升高不仅与脑萎缩和认知功能下降相关,而且与握力下降和肌肉萎缩呈线性负相关,这为多病共存患者神经肌肉轴的协同功能障碍提供了经验证据。因此,NfL 代表了一种核心区域枢纽标志物,可以量化这种跨系统连接的退行性变。另一种典型的标志物是胶质纤维酸性蛋白(GFAP),它由中枢神经系统中的星形胶质细胞特异性表达。当大脑发生神经炎症、神经退行性变或血管损伤时,星形胶质细胞显著激活并上调GFAP表达,其中一些GFAP可能通过血脑屏障破坏或脑脊液循环进入外周血。因此,外周血GFAP水平可作为神经免疫轴激活的敏感指标。GFAP不仅反映星形胶质细胞的激活,还将中枢神经系统中的病理过程(例如Aβ沉积和tau蛋白病变)与外周免疫炎症状态联系起来。在阿尔茨海默病谱系中,血浆GFAP水平升高与脑内淀粉样斑块负荷增加及随后的认知功能下降显著相关,提示星形胶质细胞作为脑部的免疫界面细胞,可能通过感知中枢病理信号释放GFAP及相关分子来影响外周免疫反应,或者反映全身炎症对中枢神经系统的影响。因此,诸如NfL和GFAP等区域枢纽生物标志物可以通过量化特定“轴”的连接性,并识别哪些器官系统正在经历协同退行性变或相互加剧,从而追踪器官间病理信号流的方向性,进而实现沿特定病理传递路径的精准干预。效应节点生物标志物效应节点生物标志物是指能够直接且特异性地反映特定器官或组织急性损伤、慢性功能衰退或异常压力负荷的生物标志物。它们代表了病理生理级联反应的“最终读数”和“局部传感器”。其关键特征包括高度的器官特异性、损伤或功能的直接量化以及对上游病理生理网络调控的敏感性。在临床上,它们是疾病诊断、严重程度分层、急性事件识别和治疗监测的基础。更重要的是,当与核心枢纽和区域枢纽生物标志物结合解读时,它们能够有效区分孤立器官事件和系统性病理生理网络中靶器官的表现,从而指导截然不同的治疗策略。典型的效应节点生物标志物包括心肌肌钙蛋白、N末端脑钠肽前体(NT-proBNP)、肌酐/估算肾小球滤过率(eGFR)和肝转氨酶。这些标志物要么是特定细胞类型在应激、损伤或死亡后直接释放或改变的产物。循环浓度通常与靶器官病理的严重程度呈剂量-反应关系,但其出现和幅度受上游系统性病理生理状态的显著影响,而这些状态又反映在核心和区域枢纽生物标志物上。例如,心肌肌钙蛋白是心肌细胞肌原纤维的特征性成分,当心肌细胞膜完整性受损时,它会渗漏到血液循环中,因此是心肌坏死的金标准生物标志物。尽管心肌肌钙蛋白对心脏具有高度特异性,但其更广泛的病理生理学意义在于,即使没有冠状动脉阻塞,在脓毒症、严重全身炎症或极端代谢应激等情况下,心肌肌钙蛋白水平也可能升高,因为全身性炎症介质可以诱导心肌顿抑、微循环功能障碍或线粒体功能抑制。在这些情况下,cTn升高并非代表孤立的心脏事件,而是心脏作为循环系统的效应节点和功能核心,对全身炎症或应激网络损伤的反应。NT-proBNP主要由心室肌细胞在壁应力增加时合成和释放,因此可直接反映心脏的压力或容量负荷。血清肌酐水平和估算的肾小球滤过率直接反映肾小球滤过功能,是肾功能的核心定量指标。丙氨酸氨基转移酶和天冬氨酸氨基转移酶主要位于肝细胞胞质内,在肝细胞损伤或坏死时释放入血,因此是肝实质损伤的敏感标志物。这些效应节点具有一个共同特征:它们能够提供近乎实时的、解剖定位的特定器官状态信息,因此对于临床决策至关重要。然而,对其解读必须始终置于由枢纽生物标志物定义的系统背景中进行。当存在显著的系统性炎症(IL-6 和 CRP 水平升高)时,肌钙蛋白 (cTn) 或肌酐的轻微升高与核心枢纽生物标志物保持正常时,其病理意义截然不同。前者提示该器官是系统性病理生理网络中的易损靶点,治疗应着重于上游驱动因素;后者则更可能表明该器官存在原发性或局灶性病变。因此,效应节点生物标志物可作为精准“导航”的关键坐标,但准确的临床解读取决于将其置于由枢纽生物标志物勾勒出的全局病理生理图谱中。生物标志物组合即使是信息量广泛的单一类别生物标志物,例如中心枢纽生物标志物,在复杂的多病共存情况下也存在固有的局限性。例如,神经丝轻链虽然是神经元轴突损伤的敏感指标,但不能单独用于区分潜在损伤是由阿尔茨海默病、血管性认知障碍还是其他神经退行性疾病引起的。同样,IL-6 和 CRP 水平作为全身炎症的中心枢纽标志物,可以有效地表明个体正经历与慢性疾病相关的慢性炎症负担,但无法确定其主要驱动因素是代谢紊乱、自身免疫激活还是潜在的肿瘤过程。因此,该导航框架的核心操作逻辑并不依赖于任何单一生物标志物。相反,它提倡一种分层且渐进式的生物标志物组合策略,以实现从一般风险预警到精确病因鉴别和靶器官定位的过渡。在该策略中,不同层级的生物标志物发挥着相互关联的作用。核心枢纽生物标志物作为“第一道警报”和“定量基线”,其异常会触发对系统状态和多重疾病风险的评估。区域枢纽生物标志物则作为“病理传播的方向性指标”,有助于识别涉及的具体器官轴。最后,高度特异性的效应节点生物标志物为病因确认和定位提供决定性证据,阐明损伤的确切病理类型和受累靶器官。这种整合逻辑在跨系统疾病的鉴别诊断和管理中尤为重要。以神经退行性疾病为例,当血浆NfL水平显著升高,反映出广泛的轴突损伤时,该导航系统可以指导后续的联合检测。如果联合检测显示血浆Aβ42/40比值降低和p-tau181升高(均为阿尔茨海默病特异性效应节点),则强烈提示阿尔茨海默病驱动的病理改变。如果α-突触核蛋白种子扩增检测结果呈阳性,则提示存在突触核蛋白病。如果异常的血管炎症枢纽标志物(例如高敏C反应蛋白)与MRI上的白质高信号同时存在,则应考虑血管病变的影响。在此背景下,神经丝轻链(NfL)可提供病灶负荷的定量信息,而后续的疾病特异性生物标志物组合则可精确揭示病灶的病因。另一个具有指导意义的例子涉及多重疾病的因果关系。对于患有心力衰竭和肾功能障碍的患者,NT-proBNP(心脏效应节点)或肌酐(肾脏效应节点)的单独升高不足以确定哪个是最初的致病因素。因此,导航逻辑要求同时评估HbA1c(代表慢性代谢负担的中心枢纽)、IL-6(代表炎症负担的中心枢纽)以及潜在的心肾串扰区域枢纽生物标志物,例如FGF-23。如果HbA1c是主要异常指标,且心脏和肾脏效应节点均存在一致的异常,则长期代谢紊乱可能是共同的上游驱动因素。如果IL-6是主要异常指标,则应怀疑慢性炎症应激是介导心脏和肾脏协同损伤的主要因素。如果FGF-23显著异常,则突显了连接心脏和肾脏的病理性内分泌反馈轴。这种组合分析能够有效区分不同病理生理机制的相对贡献,并直接指导治疗优先顺序。总之,所提出的“人类生物标志物导航器”的临床应用价值从根本上取决于核心枢纽、区域枢纽和效应节点生物标志物的动态分层整合。核心枢纽提供全景式风险图谱和早期预警坐标,而基于这些坐标的靶向生物标志物组合则指明通往精确病因和治疗靶点的路径。这种整合逻辑将早期风险检测与系统性健康管理联系起来,为当前应对多病共存时代复杂性、并将治疗重点从疾病治疗转向健康管理提供了操作蓝图。基于网络的多维机制互联性原理生物标志物网络的构建依赖于多层互联机制。这些机制交织于空间分布、时间动态和功能协调之中,形成具有反馈特性的层级结构调控网络。在空间层面,血液循环将代谢物、细胞因子、激素和其他信号分子输送至全身,使得局部扰动能够扩散至外周,并最终被检测到。屏障结构决定了跨区室传递的强度和阈值。例如,血脑屏障完整性的改变会影响中枢神经系统来源的分子进入外周的程度,同时也会改变外周炎症和代谢信号作用于中枢神经系统的范围。淋巴引流和淋巴结网络为免疫细胞迁移和抗原递送提供了途径,在特定条件下促进局部炎症发展为全身性炎症。在时间层面,网络信号通常以阶段性的方式出现。上游代谢负荷或应激反应通常首先表现出纵向方向性偏差,随后炎症和内皮相关信号逐渐增强。如果系统负荷持续累积,下游器官特异性效应节点更容易出现慢性功能障碍,最终导致损伤或功能衰退。在功能层面,生物标志物可能存在协同或拮抗作用。促炎通路可形成放大环路,而抗炎和代谢保护信号则可抑制其扩张并促进恢复。代谢和免疫相互影响:炎症可降低胰岛素敏感性并改变脂质代谢,而代谢紊乱反过来又会增强炎症反应。将这三个机制维度纳入解释框架,可将跨器官关联从单纯的统计相关性提升为机制可解释的证据,从而为后续模型开发和动态监测奠定基础。空间组织通路结构解剖通路和屏障通路为跨器官生物标志物相关性提供了物理基础。血脑屏障是中枢神经系统与外周之间的关键界面,其通透性的变化可直接影响中枢神经系统来源分子进入外周循环的程度。一旦血脑屏障完整性下降或转运能力改变,脑源性蛋白质和炎症介质进入循环的阈值也会相应改变,从而直接影响循环血液生物标志物与中枢病理之间的相关性。因此,在解读跨器官生物标志物关系时,应将血脑屏障状态作为重要的背景因素纳入考量。例如,在创伤性脑损伤中,血浆或血清GFAP和NfL水平可能在损伤早期升高,这些水平与脑结构损伤和后续不良预后风险相关。淋巴管系统反过来又为免疫细胞和介质的系统性运输提供了通道,使得局部炎症能够迅速转化为全身反应。在脓毒症诱发的急性呼吸窘迫综合征模型中,增强的肺淋巴引流促进了炎症细胞向引流淋巴结的迁移,并加速了肺水肿液的清除,从而减轻肺部炎症并促进其消退。这些发现表明,肺淋巴引流的效率本身是决定局部炎症是否持续并扩散为全身反应的关键限制因素。时间维度上的动态演变生物标志物网络表现出明显的时序特征,不同层级的信号通常依次出现,并随着疾病的进展而逐渐显现。在早期阶段,代谢负荷的改变通常最先被检测到。例如,HbA1c 的进行性升高可能持续较长时间才开始临床干预,这表明慢性血糖暴露可以累积,并在明显症状出现之前进入可检测的窗口期。随着代谢紊乱的持续,机体逐渐过渡到慢性低度炎症状态。研究表明,IL-6和 IL-1β等促炎细胞因子的水平甚至在明显糖尿病发作之前就开始升高,并且与未来发生2型糖尿病的风险增加相关。同时,在不同的队列研究中,IL-6与不良心血管事件之间的关联已被一致观察到,这表明随着疾病的进展,炎症信号传导变得越来越显著。持续的炎症信号传导并非仅仅是一种旁观者现象;它可通过内皮功能障碍、微循环障碍、氧化应激升高和免疫代谢重编程等机制,主动降低多个器官的代偿能力并降低损伤阈值。这一过程随后会促进更多器官特异性效应节点的异常,包括心肌损伤标志物、心脏压力负荷过重或肾功能障碍。这种时间进程为风险分层提供了一个可操作的切入点:当炎症生物标志物持续升高但器官特异性标志物仍处于亚临床范围内时,加强评估和干预可能有助于预防病情进展至明显的器官损伤或多器官受累,从而实现疾病的早期预警。功能协同与协调调控不同的生物标志物通过复杂的协同和拮抗关系实现功能整合。TNF-α迅速启动以 NF-κB为中心的炎症转录程序,而IL-6主要通过JAK/STAT3通路促进急性期反应和炎症相关基因的表达。IL-6和TNF-α协同放大炎症反应,导致炎症更加强烈且持续时间更长。相反,脂联素作为一种重要的负调控信号,抑制炎症的过度扩散。研究表明,脂联素可以抑制TNF-α诱导的IκB相关过程和NF-κB激活,降低内皮细胞黏附分子表达,并减轻炎症细胞募集。脂联素还能抑制脂多糖诱导的NF-κB激活,并下调脂肪细胞及相关模型中IL-6 的表达。总体而言,促炎放大和抗炎抑制构成了一个功能性的反调节系统,该系统允许炎症在应激条件下被充分激活,但仍能在适当的时候受到抑制和消退,从而维持系统稳态。核心病理节点网络在跨器官生物标志物框架中,系统性炎症、代谢重编程和氧化应激是慢性多病共存的核心枢纽节点。这些节点通过相互关联的分子信号通路影响多个系统的多个组织和器官。炎症网络以IL-6和CRP为核心枢纽生物标志物,它们通过JAK/STAT3信号通路促进炎症基因表达,同时激活补体和内皮细胞黏附分子。在心血管系统中,这些信号促进内皮功能障碍和动脉粥样硬化病变的形成,并增加单核细胞和巨噬细胞的浸润。在代谢系统中,IL-6 和 CRP 水平升高会损害 PI3K/AKT 信号通路,降低肌肉和脂肪组织对葡萄糖的摄取,诱导胰岛素抵抗,并加剧葡萄糖和脂质代谢异常。在神经系统中,慢性炎症激活小胶质细胞,诱导TNF-α和 IL-1β等炎症介质的释放,从而促进神经元损伤和认知功能下降。在免疫系统中,IL-6/CRP水平持续升高会破坏免疫稳态,促使T细胞向Th17细胞等炎症表型分化,并抑制免疫调节机制,从而增加白细胞趋化性和炎症细胞浸润。这种炎症网络不仅通过分子信号传导放大局部炎症反应,而且通过跨器官通讯影响多个器官系统,从而形成慢性疾病的全身炎症恶性循环,并为早期异常检测、风险评估和个体化干预提供科学依据。代谢网络中HbA1c水平升高反映了葡萄糖稳态的慢性紊乱。持续性高血糖主要是由于肌肉、脂肪组织和肝脏等靶组织胰岛素敏感性降低所致,导致葡萄糖摄取减少和肝糖异生增加。由此产生的慢性高血糖会升高HbA1c水平,这不仅表明血糖异常,还会通过多种机制加剧组织损伤。高血糖会促进线粒体活性氧(ROS)的产生,驱动晚期糖基化终产物(AGEs)的形成,并通过NF-κB信号通路激活促炎反应,从而加重慢性低度全身性炎症的负担。以活性氧(ROS)为中心的氧化应激网络是多种退行性疾病和衰老的共同病理基础。活性氧(ROS)主要来源于线粒体电子传递链的泄漏、炎症细胞中NADPH氧化酶的激活,以及代谢紊乱过程中产生的游离脂肪酸和糖代谢副产物。过量的ROS可直接氧化DNA、蛋白质和脂质,导致细胞损伤、凋亡和线粒体功能下降。在神经系统中,ROS诱导神经元线粒体损伤,激活小胶质细胞炎症反应,并促进神经元凋亡,这些是阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病的重要机制。在心血管系统中,ROS促进低密度脂蛋白氧化、内皮损伤和血管僵硬,从而增加动脉粥样硬化的风险。在肝脏和肾脏中,ROS加速脂质过氧化和肝肾细胞损伤,最终导致功能衰退。新兴轴和前沿视角的拓展超越传统通路,新兴的器官间轴为生物标志物网络引入了新的解读层面。这些轴突凸显了不同组织间的信息传递和反馈调节路径,使得生物标志物不再仅仅被视为单一器官状态的被动读数,而是反映了共享的跨器官驱动因素和相互作用。将这些轴纳入网络分析有助于解释为何多个器官会在同一时间窗口内出现同步异常,同时也有助于早期亚临床偏差的检测,因为许多与轴相关的改变先于明显症状出现,并表现为代谢物、神经内分泌信号或免疫状态的变化。此外,基于轴的视角增强了干预策略的方向性,将临床管理从单一标志物的纠正转向识别关键的传递通路和反馈节点,从而为多靶点干预、治疗评估和复发预警提供更清晰的机制指导。肠道菌群-器官轴肠道菌群可通过短链脂肪酸、胆汁酸衍生物和色氨酸代谢物等小分子,将肠道的局部代谢和免疫信息传递至外周循环和远端器官,从而建立包括肠-脑轴、肠-肝轴和肠-心轴在内的多个轴。例如,丁酸等短链脂肪酸可影响血脑屏障的完整性并调节中枢炎症水平;因此,其水平可作为评估肠-脑轴功能状态的直观指标。在肠-肝轴和全身代谢层面,肠道菌群通过去结合、脱羟基等反应,将肝脏分泌的初级胆汁酸转化为多种次级胆汁酸,从而重塑循环胆汁酸的组成。胆汁酸不仅参与脂质吸收,还能作为信号分子激活核受体(如FXR),从而调节胆汁酸合成和肠肝循环的反馈,并影响葡萄糖代谢、脂质代谢和免疫炎症等通路。因此,次级胆汁酸谱及其相关受体信号传导的变化可作为跨器官代谢状态的重要定量指标,并有助于解释肠道生态改变如何影响全身代谢。此外,研究表明,肠道菌群来源的代谢产物(如TMAO)与动脉粥样硬化风险相关,这支持将微生物代谢特征纳入心血管多重疾病风险分层和机制解释。由于这些源自微生物组的分子对膳食摄入、微生物组成和环境变化高度敏感,它们的水平可能随生理状态动态波动,因此可作为反映血管轴功能的新型生物标志物,为早期多病共存诊断和干预监测提供补充数据。机械生化耦合物理力信号可通过机械敏感离子通道转化为生化信号,从而影响细胞功能和生物标志物表达。血流动力学剪切应力是作用于血管内皮的最重要的机械刺激之一。它通过机械敏感通道和膜细胞骨架相关的转导通路触发下游信号传导,促进内皮型一氧化氮合酶的激活,并增加一氧化氮的产生和释放。一氧化氮不仅直接调节血管张力,还能抑制内皮细胞水平的白细胞黏附和血小板聚集,从而维持内皮细胞的抗炎和抗血栓表型。因此,血流动力学环境的变化通常与一氧化氮相关通路和血管功能生物标志物有关。在肺泡上皮等屏障组织中,机械牵拉和微环境扰动可激活TRPV4通道,进而触发钙离子内流,改变细胞间连接和屏障通透性,并产生与肺水肿或炎症放大一致的表型。相关研究进一步表明,TRPV4相关的钙信号可驱动蛋白酶介导的膜蛋白脱落,从而损害上皮屏障的完整性。因此,在以屏障破坏为核心机制的疾病中,TRPV4通路提供了一条可验证的机制途径,将机械刺激与屏障相关生物标志物联系起来。神经内分泌-免疫网络自主神经系统可通过去甲肾上腺素和乙酰胆碱等神经递质直接调节免疫细胞的活化、迁移和细胞因子释放。交感神经信号主要由β2-肾上腺素能受体介导,可改变不同组织微环境中免疫反应的方向和强度,从而影响炎症的强度和持续时间。应激还会激活下丘脑-垂体-肾上腺轴,扰乱皮质醇的昼夜节律;这种节律紊乱可重塑外周免疫细胞群的昼夜振荡。在代谢层面,交感神经输出还促进脂肪组织中的脂肪分解,并调节肝脏葡萄糖的生成和输出,从而影响血糖和脂质稳态。临床整合与转化路径将生物标志物网络理论转化为临床实践需要开发一种多层次的整合策略,包括检测、解读、干预和随访,以及将网络信息转化为可操作的临床输出。在真实的临床实践中,来自不同器官的生物标志物常常同时波动。这种协同波动可能反映了共同的上游驱动因素,或者表明在启动跨系统桥接过程后产生的级联效应。如果孤立地解读,通常难以确定异常是代表局部器官事件还是系统性过程的外部表现,更不用说识别主要的风险传播路径以及接下来可能受影响的其他器官系统。基于网络的视角强调将系统性驱动信号、跨系统桥接信号和器官特异性损伤信号组织成可解释的组合,使临床医生能够在一次评估中同时掌握整体风险背景和风险扩展方向,以及当前受累的器官,从而提高多病共存亚型分类和预后评估的清晰度。在实施层面,网络框架可以将检测策略从简单的指标堆叠转变为模块化评估。系统驱动模块反映炎症水平、代谢负担和神经内分泌应激强度。桥接模块指示关键界面(例如内皮、屏障功能或免疫细胞运输)是否被激活。器官模块通过效应节点定位心脏、肾脏、肝脏、大脑和其他靶器官的功能障碍或组织损伤。基于这种结构化的组合,临床解读可以同时提供三个层面的结论:总体风险水平、主要驱动轴和受累的脆弱器官,以及当前器官受累程度和并发症风险。此外,重复测量和轨迹分析可以确定网络状态是否持续偏离、是否加速上升,以及干预后是否恢复到个体基线水平。这种方法能够更早地识别疾病转折点和治疗反应的异质性,同时避免仅基于单点测量而导致的过度治疗或治疗不足。最后,这种从静态值到动态轨迹的转变,将生物标志物网络从一种解释工具转变为一种管理工具,并为分阶段干预、疗效监测和复发预警提供了更可靠的基础。多维生物标志物组合模型在跨器官生物标志物应用中,诸如神经丝轻链(NfL)等单一通用生物标志物虽然能灵敏地指示组织损伤,但缺乏病因特异性,因此不能单独用于精确诊断。网络视角将通用生物标志物和疾病特异性生物标志物整合到多维组合模型中,从而将早期预警与病因鉴别相结合。核心枢纽节点概括了系统驱动力的强度和背景信号放大;区域枢纽节点指示跨系统桥接过程是否已被激活;效应节点则定位受累器官和损伤程度。在神经退行性疾病中,通用生物标志物NfL提供关于损伤负荷的定量信息,而疾病特异性生物标志物(例如 Aβ42/40、p-tau和α-突触核蛋白)则提供定性的病因信息。这种组合策略能够更准确地区分疾病类型,同时也明确了枢纽生物标志物作为预警“哨兵”的作用,最终诊断则依赖于对下游疾病特异性生物标志物的联合评估。与传统的单标志物方法相比,这种分层组合策略更符合临床实践中常见的平行波动模式,并有助于将检测结果转化为表型和预后信息。例如,它可以区分风险主要由代谢紊乱还是炎症应激驱动,并同时识别可能进入级联反应的脆弱器官系统。包含基线检测组和靶向检测组的两级策略更适合临床应用。基线检测组适用于所有个体,可进行初步筛查和整体风险分层,并获取有关代谢负荷、炎症水平和关键器官功能的常见信息。然后,根据患者的主诉和多病共存情况添加靶向检测组,以提高对重点器官和关键通路的识别精度。模型输出应强调可解释性:除了提供总体风险水平外,还应指出主要驱动因素的贡献方向以及它们提示可能受影响的器官系统。应尽可能在外部队列中验证稳健性,以便最终将网络图转化为清晰且可操作的临床结论。动态网络监测策略生物标志物网络表现出显著的时间变异性,单次测量通常不足以区分瞬时波动和持续重塑。因此,需要一种分层动态监测策略。短期内,可在关键窗口期(例如疾病发作、治疗开始、感染或其他应激暴露)附近进行相对密集的重复测量,以确定枢纽信号是否快速上升、区域桥接过程是否已被激活,以及效应节点是否出现新的器官功能障碍或从可逆波动转变为持续偏差。长期内,应使用固定时间间隔的趋势评估来追踪慢性负担的累积,并确定个体基线是否随时间发生漂移。结果解读不应仅仅关注数值是否超过阈值;相反,变化率、波动幅度以及恢复速度应纳入同一框架,因为延迟恢复或未能恢复到个体稳态范围通常表明网络韧性降低,可能需要更频繁的随访或更强有力的干预。重复测量数据还可用于构建随时间更新的动态风险预测模型,以支持个性化的重新评估计划。在操作层面,动态监测应强调测量条件的可比性和基于轨迹的指标的可解释性。理想情况下,重复采样应使用相同的分析平台并在相似的采集条件下进行,并优先报告最能反映网络状态的轨迹特征。临床应用研究还表明,入院时测量的单点生物标志物在急性危重疾病的预后分层中通常区分价值有限,而连续数天的生物标志物轨迹则能更有效地揭示生存与不良结局之间逐渐分化的生理路径。这为短期强化监测提供了直接证据。个体化干预时机的选择整合生物标志物模式所反映的整体系统状态可以为选择干预时机提供更清晰的分层依据。在早期阶段,系统枢纽信号仅轻度升高,器官损伤或功能衰退指标尚未出现持续异常。此时,干预的重点应放在生活方式干预和危险因素控制上,强调降低代谢负担和炎症水平,以防止异常趋势固定并向下游发展。在进展期,枢纽信号持续偏离正常水平,跨系统桥接标志物逐渐升高,表明风险已沿关键通路扩散。此时,应尽快加强药物治疗和器官保护策略,并结合多种危险因素的综合管理,以降低系统背景状态发展为明显器官受累的可能性。如果病情进一步发展为多个器官特异性效应标志物持续或迅速恶化的异常,通常表明系统性损伤级联反应已经形成。此时,治疗重点应转向协调的多系统支持和综合管理,同时不断监测系统信号是否下降以及器官特异性标志物是否显示恢复趋势,从而动态调整治疗强度和资源分配(图9)。图9. 生物标志物分层网络及导航路径该示意图展示了一个基于网络的疾病解读和临床决策的分层生物标志物框架。生物标志物分为三个层级:核心枢纽标志用于评估基线风险和上游驱动因素;区域标志用于将生物标志物与特定器官或系统关联;效应节点标志用于诊断、严重程度分级和疗效评估。中心网络连接系统性标志物(包括 IL-6、CRP 和 HbA1c)与炎症放大、系统性炎症负荷和慢性代谢负荷。这些驱动因素与中间神经免疫标志物(如 NfL 和 GFAP)相互作用,并延伸至心脏、大脑、肝脏和肾脏等器官特异性标志物,包括 NT-proBNP、肌钙蛋白、p-tau/tau、肌酐、eGFR、胱抑素 C、ALT/AST 和白蛋白。下方面板显示了两个具有代表性的导航路径:基于 NfL、Aβ42/40、p-tau、α-突触核蛋白种子扩增、hs-CRP 和 MRI 结果对神经退行性疾病进行鉴别诊断;以及使用 NT-proBNP、肌酐/eGFR、HbA1c、IL-6 和 FGF23 来解释心肾代谢合并症,以识别上游驱动因素并指导治疗重点。第十三章 挑战与未来展望构建“人类生物标志物导航器”的宏伟愿景代表着医学研究的重大转变,标志着研究方向从离散的现象学观察转向对生物网络的系统性调控。然而,将这一蓝图转化为现实,必然会面临与科学范式和医疗保健生态系统相关的诸多严峻挑战。本节旨在超越简单的技术瓶颈罗列,对该领域的核心制约因素进行宏观分析,并展望未来迈向“全景式”精准医疗的发展路径。当前核心挑战当前研究和临床实践范式在面对生物标志物网络的极端复杂性时,暴露出诸多局限性。这些挑战并非孤立存在,而是错综复杂地交织在一起,构成了一系列必须系统性解决的问题。从技术层面来看,我们仍处于早期阶段,如同“盲人摸象”。首先,现有检测技术存在固有的灵敏度和特异性上限。为了检测极早期病变或痕量循环生物标志物,目前的检测下限往往不足以提供可靠的超早期干预窗口。其次,强大的空间异质性被技术上的“平均化”所掩盖。整体检测方法无法分辨肿瘤或组织微环境中不同细胞亚群之间生物标志物表达的差异;因此,对于理解细胞间通讯和免疫动态至关重要的空间背景信息丢失了。最后,动态、连续监测技术严重匮乏。单次时间点的“快照式”测量无法捕捉疾病进展的连续动态,限制了其在实时疗效评估和早期预警方面的价值。多组学数据的激增带来了前所未有的数据量,但也带来了整合和解读方面的巨大挑战。首先,数据孤岛和缺乏标准化问题依然存在。来自不同平台和实验室的数据,包括基因组学、蛋白质组学和代谢组学数据,往往缺乏统一的质量控制标准和格式规范。这种情况导致数据孤岛的形成,阻碍了跨研究和跨中心的整合与验证。其次,相关性和因果关系之间存在显著的“鸿沟”。通过高通量筛选鉴定的大量生物标志物通常是相关的信号;它们的生物学功能、调控通路以及在疾病网络中的因果作用在很大程度上仍然未知。未经功能验证的标志物列表在临床转化方面价值有限。第三,计算模型存在“黑箱效应”和泛化能力差的问题。尽管人工智能算法能够构建复杂的预测模型,但其决策过程往往不透明,且在应用于独立队列或不同人群时性能经常下降,从而阻碍了其直接临床应用。从发现到临床应用的道路充满荆棘。最大的障碍是证据链的断裂。许多有前景的生物标志物缺乏前瞻性、大规模、多中心干预性临床试验的支持,这些试验无法证明其在指导临床决策中的应用最终能够改善硬终点指标。其次,严格的卫生经济学审查至关重要。多组学检测的高昂成本要求进行稳健的成本效益分析,以证明其相对于标准标志物的增量价值,才能被医疗保健系统接受。最后,临床路径的惯性和医生的认知也构成了推广应用的重大障碍。将新的生物标志物整合到临床指南中并改变根深蒂固的实践模式是一个缓慢而艰巨的过程。除了这些众所周知的障碍之外,分析有效性和标准化也是一个关键瓶颈。平台间差异是一个主要问题:使用不同的技术平台(质谱、SIMOA 和 ELISA)测量同一生物标志物,可能会得出截然不同的绝对值,这使得跨研究和临床实验室的结果难以比较,更遑论整合。因此,大多数新兴生物标志物缺乏参考区间和通用阈值。如果没有经过充分验证且被广泛接受的临床决策阈值,医生就无法可靠地解读特定的检测结果,从而严重限制了其直接临床应用。批间和实验室间差异进一步加剧了这个问题;即使使用相同的平台,试剂、校准方案、批间差异以及操作人员经验的差异也会引入显著的噪声。因此,迫切需要设计完善的协调研究和能力验证计划。值得注意的是,目前的人类生物标志物导航框架通过系统地整合来自不同来源的知识,可以作为未来标准化工作和共识阈值推导的基础平台。然而,必须认识到,标准化方案和经验证的决策阈值的匮乏仍然是将该导航框架的理论网络转化为常规临床实践的主要障碍。未来方向应对这些挑战不仅需要不断迭代的技术改进,还需要一场涵盖概念、技术、模型和系统的全面范式变革。未来的技术突破将着重于实现生物过程的连续、空间和动态分析。首先是“时空组学”的成熟和普及。能够在单细胞分辨率下解析空间结构背景下的基因表达的技术将彻底改变我们对肿瘤异质性和肿瘤微环境的理解,揭示生物标志物的空间组织。其次,需要迭代“液体活检”技术。研究重点将从检测ctDNA突变转向对外泌体、循环RNA和片段化模式进行全面、高灵敏度和定量的分析,真正发挥其作为监测疾病进展的“液体活检”的潜力。第三是“柔性可穿戴和植入式传感器”的兴起。这些设备将实现对生理参数和特定分子进行无创、连续、长期的动态监测,从而提供前所未有的时间序列数据,用于早期预警和个性化治疗。除了这些技术突破之外,三个新兴方向有望重塑该领域:多模态生物标志物整合、人工智能驱动的发现以及基于生物标志物的患者分层。关键挑战不仅在于获得更多数据,更在于如何有效地融合分子、影像、数字和病理学生物标志物。例如,将血浆蛋白质组学特征与磁共振成像放射组学特征联合分析的深度学习模型,在预测早期神经退行性疾病转化方面表现出卓越的性能。跨模态对齐和表征学习框架的开发将揭示任何单一模态都无法识别的系统性病理关联,从而为导航图增添更多信息丰富的节点和边。机器学习和深度学习在高维组学数据的特征选择和降维方面表现出色。随机森林、图神经网络和其他算法可以识别与疾病进展最相关的核心生物标志物组合。此外,人工智能可用于构建动态网络模型,例如基于纵向数据训练隐马尔可夫模型或循环神经网络,以模拟生物标志物在疾病阶段间的概率性转变。这些计算工具能够加速新标志物的发现,并为导航器的预测功能提供算法基础。未来的实践将从单一标志物阈值转向多标志物风险评分和亚型分类。基于多组学特征,无监督聚类或监督学习可以将个体划分为具有不同预后特征或治疗反应模式的亚组。例如,在肿瘤学领域,整合驱动突变、免疫微环境标志物和放射组学特征的分类器已经能够更精确地识别可能从特定免疫疗法中获益的患者。这种分层策略同样适用于多病共存的情况,有助于在精准医疗框架内实现“同一种疾病,不同的治疗方法”和“不同疾病,共同的治疗方法”。导航系统的最终目标是推动医学范式的根本性转变。首先,我们定义“一级预防”。通过前瞻性地绘制高危人群的多组学图谱,我们可以在临床症状出现前数年甚至数十年识别疾病网络中的早期扰动,从而实现真正的一级预防。其次,我们应实现“个性化动态导航”。将持续监测数据与人工智能模型相结合,将有助于创建个体的“数字孪生”,动态模拟疾病轨迹并预测对各种干预措施的反应,从而实现治疗策略的实时优化。第三,我们应重新定义“疾病分类”。未来的疾病分类将超越基于器官和组织病理学的标准,转向基于共享分子通路和生物标志物网络(“生物型”)的系统,从而指导跨越传统疾病界限的药物重定位和新药研发。实现这一宏伟愿景依赖于一个支持合作创新的生态系统。首要任务是启动“国际生物标志物网络联盟”。与人类基因组计划类似,这需要全球顶尖的研究机构、医院和行业合作伙伴共同制定标准、共享数据和样本,并开展大规模前瞻性队列研究。与此同时,构建“生物医学数据高速公路”至关重要。这包括创建安全、合规且可互操作的国家和全球数据平台,整合多组学、电子病历、影像和实时监测数据,以推动人工智能驱动的发现。至关重要的是,培养新一代“临床-计算生物学家”至关重要。这些既精通临床需求又了解数据科学的人才,将是连接算法与临床应用“最后一公里”的关键。第十四章 结论生物标志物在人类健康领域至关重要,它们是客观评估生物过程、建立微观机制与宏观健康结果之间联系的关键渠道。通过整合基因组、蛋白质组和代谢组等多维数据,生物标志物能够在临床症状出现之前灵敏地检测潜在的器官损伤或系统性代偿状态。这为疾病的早期发现、精准诊断、个性化治疗方案和动态治疗监督提供了科学基础。在当今公共卫生领域,慢性病高发和合并症普遍存在,生物标志物是实现从疾病治疗到疾病预防转变的基石,有助于在个体生命周期内进行全面的健康管理。然而,目前生物标志物的研究和临床应用面临着诸多挑战和瓶颈。首先,大多数研究局限于单一疾病或器官,缺乏跨系统和跨疾病的整合视角,无法反映人体作为一个复杂系统的本质。其次,许多生物标志物仍停留在机制关联层面,在复杂的现实场景(例如合并症和衰老)中缺乏足够的普适性。此外,由于缺乏标准化的检测方法、统一的阈值和多中心验证,许多有前景的生物标志物难以从实验室发现转化为常规临床应用。这些瓶颈导致现有生物标志物的认知碎片化,阻碍了构建动态健康管理导航系统的形成。本文构建了一个涵盖九大主要人体生理系统的全景式生物标志物图谱,系统地阐明了各种生物标志物在从健康到疾病的连续谱上的演化轨迹。更重要的是,它揭示了以关键枢纽生物标志物为中心的系统间、器官间和疾病间相互作用网络,为理解合并症的共同病理基础提供了分子水平的见解。这项工作的主要目标是实现从静态知识枚举到动态系统方法的转变,从而为建立预测性和个体化的健康管理框架提供理论基础。此外,新开发的“人类生物标志物导航仪”网站(http://www.hbiomarker.com)将作为一个实用平台,用于跨疾病的生物标志物发现和相互作用网络的构建。代码和数据可用性:本综述收集的相关疾病的生物标志物可以在“人类生物标志物导航仪”网站搜索(http://www.hbiomarker.com)。更详细的数据信息可联系通讯作者获取。补充材料(文本、图、表、中文翻译版本或视频)也可从线上(http://www.imeta.science/)获取。引文格式:Meng-Yao Li, Qian Zhang, Zijie Wang, Zeping Gui, Jing Liu, Jingda Li, Maojun Jiang, Zukang Chang, Qingqing Han, Bendong Yang, Tariq Saeed, Jun Li, Jinghan Jia, Chenghu Song, Tong Shao, Tianhuan Peng, Xueying Zhang, Pingping Guo, Jun Luo, Gangao Yang, Yuan Wan, Gokhan Zengin, Quan Yuan, Lingru Li, Xiaohui Fan, Yang Luo, Lvyun Zhu, Yanfei Zheng, Wenjun Mao, Wenlong Sun. 2026. “Human biomarker navigator.” iMeta 5: e70157. https://doi.org/10.1002/imt2.70157.作者简介李梦尧(第一作者)● 上海交通大学医学院附属仁济医院/上海市肿瘤研究所/上海市嘉定区中心医院 助理教授。● 长期围绕药食同源资源开发、药食同源抗肿瘤活性及机制研究、肿瘤低毒治疗、抗肿瘤活性化合物合成及应用等领域开展研究,近三年第一或通讯作者在N. Engl. J. Med., Aggregate, Interdiscip. Med., Sci. China Chem., Green Chem., BMC Medicine, J. Future Foods, MedComm, Food Med. Homol., Food Sci. Human Wellness, Mol. Biomed.等学术期刊发表论文60余篇。张谦(第一作者)● 内蒙古医科大学药学院副研究员,硕士研究生导师。● 研究方向:(1)传统中药/药食同源中药抗炎与免疫药理;(2)益生菌与人体健康效应机制研究。主持包括主持国家自然科学基金在内的项目共计17项;在iMeta、Interdiscip. Med、iMetaMed等学术期刊发表论文30余篇。任iMetaOmics执行副主编、Journal of Future Foods编委、iMeta及多个国际期刊青年编委。王子杰(第一作者)● 南京医科大学第二附属医院泌尿疾病中心副主任、副主任医师、副教授、硕士生导师。● 主要从事泌尿外科相关临床及基础研究。美国匹兹堡大学医学中心、华盛顿大学医学中心访问学者,入选江苏省“333高层次人才”培养工程“第三层次”对象,入选江苏省青年科技人才托举工程,入选首批江苏青年科技人才“U35培育”对象,中国生物医学工程学会免疫治疗工程分会移植免疫专业委员会(I-CS BME)委员。主持国家自然科学基金项目1项,省厅级课题5项,以第一作者或通讯作者发表SCI论文二十余篇,累计影响因子大于120分。任iMetaOmics执行副主编,iMeta青年编委,BMC Nephrology执行编辑。桂泽平(第一作者)● 匹兹堡大学移植中心博士后,融格奥信息科技有限公司联合创始人。● 主要从事泌尿外科相关临床及基础研究。国家留学基金委高层次培养人才,美国执业医师资格,美国医师协会、移植及肾脏病协会成员。获得美国移植协会与肾脏病协会Fellowship Grant项目资助。现任江苏省健康大数据与人工智能专业委员。主持国家自然科学基金、国家资助博士后研究人员计划、面上项目等国家级与省部级课题二十余项。刘静(第一作者)● 内蒙古医科大学药学院,助理研究员。● 研究方向为于中蒙药药效物质基础、抗肿瘤中蒙药药理研究、心血管中蒙药药理研究。于中蒙药药效物质基础、抗肿瘤中蒙药药理研究、心血管中蒙药药理研究。李敬达(第一作者)● 长江大学生命科学学院副教授,硕士生导师。● 研究方向为代谢类疾病发病机制和中药活性成分开发的基础研究及转化应用,主持国家自然科学基金项目、湖北省自然科学基金面上项目以及企业横向项目各一项。共发表论文35篇,SCI 收录21篇,总他引732次,单篇最高被引388次,综合H指数12;授权国家发明专利3项、授权国际发明专利4项。获中国民族医药学会科学技术一等奖1项,入选长江大学“菁英人才”项目。蒋茂军(第一作者)● 山东第一医科大学在站博士后。● 研究方向为化学生物学与药物化学,致力于药物分子结构优化与功能分子设计。累计发表论文十余篇,其中以第一作者在 Journal of Medicinal Chemistry 发表2篇,共同第一作者在 Weed Science 发表1篇。常祖康(第一作者)● 山东第一医科大学博士研究生。● 研究方向为中药内分泌及代谢药理学。累计发表SCI论文3篇,其中以第一作者在 Journal of Agricultural and Food Chemistry发表1篇。袁荃(通讯作者)● 武汉大学化学与分子科学学院教授,博士生导师。● 研究方向为复杂生物样品分析、生物传感新方法、纳米功能材料合成及生物医学应用。相关研究以第一/通讯作者在Science, Nature Communications, The Journal of the American Chemical Society, Angewandte Chemie-International Edition, Advanced Materials等学术期刊上发表论文120余篇。获第十七届中国青年科技奖,2020年教育部青年科学奖,2019年国家自然科学基金委杰出青年基金资助,2017年获得国家重点研发计划纳米科技重点专项青年科学家项目,2015年获得中国化学会青年化学奖,2015年入选第二批中组部青年BJ人才支持计划,2015年入选教育部CJ学者青年学者,2014年获国家自然科学基金委优秀青年基金资助,2011年获全国优秀百篇博士论文奖。范骁辉(通讯作者)● 浙江大学药学院教授,求是特聘教授、长江学者特聘教授,博士生导师,浙江中医药大学副校长、药物信息学研究所副所长。● 研究方向为中药系统生物学及网络药理学研究。开展了系统的中药转录组应用方法学研究,创建了基于转录组学的中成药化学组成与机体生物网络间相关性研究策略,为回答“中药效应物质如何起效”提供了新思路。先后主持“重大新药创制”国家科技重大专项课题、国家自然科学基金等课题十余项,发表SCI收录论文60余篇;授权发明专利和软件著作权30余件。成果获国家科学技术进步奖一等奖2项。罗阳(通讯作者)● 重庆大学医学院副院长、医学科学院执行院长、重庆大学附属人民医院检验科主任、重庆市临床检验中心副主任。● 研究方向为重要疾病智慧预警与数字化诊疗研究,包括柔性可穿戴研究、合成生物学研究、重要疾病早期标志物筛选与检测、疾病现场快速检测、生物传感、微生物防控以及肿瘤诊疗一体化的基础和应用基础研究等。在Science Translational Medicine,The Lancet Microbe,Nature Communications等CNS子刊和行业顶刊发表高水平学术论文100余篇,5篇ESI高被引。申报国际PCT专利6项,获国家发明专利授权36件。先后主持国家杰青、重点专项、面上等课题,国家科技创新2030“四大慢病”重大专项、“主动健康”国家重点研发计划课题、云南省重点研发项目、重庆市杰青等科研项目30余项。朱律韵(通讯作者)● 国防科技大学理学院教授,博士生导师,湖南师范大学附属第二医院兼职教授,中国研究型医院学会病毒肿瘤学专业委员会常委。● 研究方向为基因编辑、特殊环境生理学和免疫学研究,重点开展基于高通量基因编辑、系统生物学、人工智能等前沿方法的免疫稳态维持和分子监测预警相关基础理论和关键技术研究,取得了一系列创新性学术成果。主持国家、军队和省部级科研项目10余项,在Cancer Discovery, iMeta, Cell Reports, Cell, Nature Immunology等期刊发表SCI论文30余篇(其中第一或通讯作者论文20余篇)。毛文君(通讯作者)● 南京医科大学附属无锡人民医院胸外科副主任医师,副教授,硕士研究生导师。● 研究方向为肿瘤多组学、医学人工智能、肿瘤生物材料等。2024年入选全球胸外科研究最活跃专家学者、江苏省“333工程”培养对象,太湖人才计划卫生高端人才。现任美国科学研究荣誉学会(SIGMA XI) 会员,英国皇家医学会会士(Fellow), 美国胸外科协会(STS)会员,国际心肺移植协会(ISHLT)会员,在Cell Host Microbe,Molecular Cancer, Military Medical Research, Nature Communications, Cell Reports, Trends Cancer, Trends in Molecular Medicine, Bioactive Materials, Theranostics等期刊发表学术论文90篇。共同主办单位更多推荐(▼ 点击跳转)高引文章 ▸▸▸▸iMeta | fastp 1.0:一款用于FASTQ数据质量控制与预处理的超快速全能工具高引文章 ▸▸▸▸iMeta | 兰州大学/西藏大学张东组-PhyloSuite v2:面向系统发育与分子定年的一体化高效可视化分析平台高引文章▸▸▸▸iMeta | 唐海宝/张兴坦-用于比较基因组学分析的多功能分析套件JCVIiMeta(宏)往期文章1卷1期1卷2期1卷3期1卷4期2卷1期2卷2期2卷3期2卷4期3卷1期3卷2期3卷3期3卷4期3卷5期3卷6期4卷1期4卷2期4卷3期4卷4期4卷5期4卷6期5卷1期5卷2期5卷3期5卷1期iMetaOmics(宏组学)往期文章1卷1期1卷2期2卷1期2卷2期2卷3期2卷4期3卷1期3卷2期iMetaMed(宏医学)往期文章1卷1期1卷2期2卷1期2卷2期期刊简介iMeta(宏)是由威立、宏科学和本领域数千名华人科学家合作出版的开放获取期刊,主编由中科院微生物所刘双江研究员和荷兰格罗宁根大学傅静远教授担任。目的是发表生物、医学及前沿交叉学科高影响力(IF>30)的研究、方法和综述。期刊特色包括中英双语图文、双语视频、可重复分析、图片打磨、60万用户的社交媒体宣传等。2022年2月正式创刊!相继被Google Scholar、PubMed、SCIE、ESI、DOAJ、Scopus等数据库收录!2026年6月影响因子44.4,一区Top,位列全球SCI期刊千分之二(47/22643),中国期刊4/819!iMetaOmics(宏组学)主编由中国科学院北京生命科学研究院赵方庆研究员和香港中文大学于君教授担任。iMetaOmics(宏组学)相继被PubMed、ESCI、DOAJ、Crossref和EZB等数据库收录,目标是成为IF>15的高水平生物医学综合期刊,欢迎投稿!iMetaMed(宏医学)专注于医学、健康和生物技术领域,目标是成为IF>15的医学综合类期刊,欢迎投稿!iMeta(宏)主页:http://www.imeta.scienceiMetaOmics(宏组学)主页:http://www.imeta.science/imetaomics/iMeta(宏)出版社主页:https://onlinelibrary.wiley.com/journal/2770596xiMetaOmics(宏组学)出版社主页:https://onlinelibrary.wiley.com/journal/29969514iMetaMed(宏医学)出版社主页:https://onlinelibrary.wiley.com/journal/3066988xiMeta(宏)投稿:https://wiley.atyponrex.com/journal/IMT2iMetaOmics(宏组学)投稿:https://wiley.atyponrex.com/journal/IMO2iMetaMed(宏医学)投稿:https://wiley.atyponrex.com/submission/dashboard?siteName=IMM3邮箱:office@imeta.science