Inflammation
Perspective
炎症是 innate immunity 最核心的组织反应之一。它不是单个细胞类型，也不是单个 cytokine，而是一套局部组织程序：组织或免疫细胞感知 infection、tissue damage 或 irritants 后，释放 cytokines 和 chemokines，改变血管通透性，并把血液中的 leukocytes 招募到局部组织。
一个实用理解是：炎症把局部危险信号放大成可以被全身免疫系统响应的组织状态。 在感染中，它帮助招募 neutrophils、monocytes 和其他 effector cells 清除病原体；在肿瘤、慢性损伤或自身免疫中，炎症也可能长期存在，并重塑 tissue microenvironment。
Definition
Inflammation is a local tissue response in which activated resident cells and immune cells release cytokines and chemokines, recruit circulating leukocytes from the blood, and alter vascular and stromal states to contain infection, clear damaged tissue, and initiate repair.
中文理解：炎症是指巨噬细胞等局部细胞被活化后释放 cytokines 和 chemokines，将血液中的白细胞招募到感染或损伤部位的过程。这个定义抓住了炎症的核心，但需要记住，启动炎症的不只有 macrophages；epithelial cells、endothelial cells、dendritic cells、mast cells 和 tissue-resident macrophages 都可能参与。
这一过程有助于消灭病原体，也把 innate immunity 和 adaptive immunity 连接起来。炎症会促进局部淋巴液流动，使携带抗原的微生物、死亡细胞或 antigen-presenting cells 从感染部位进入邻近 lymphoid tissue，从而启动 adaptive immune response。适应性免疫应答启动后，炎症信号也会继续把 effector lymphocytes、antibodies 和其他效应成分募集回感染部位。
Core Steps
炎症反应可以先按四步理解：
- Recognition：局部细胞识别 pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) 或 damage-associated molecular patterns (DAMPs)。
- Mediator release：被激活的细胞释放 cytokines、chemokines、lipid mediators 和 complement-related signals。
- Leukocyte recruitment：endothelium 被激活，血液中的 neutrophils、monocytes、lymphocytes 等 leukocytes 发生 rolling、adhesion、transmigration，进入组织。
- Clearance and repair：病原体或死亡细胞被清除后，炎症逐渐 resolution，组织进入 repair 或 remodeling。
炎症早期最重要的 recruited cells 通常是 neutrophils 和 monocytes/macrophages。Neutrophils 进入快，适合急性杀菌；monocytes 随后进入组织并分化为 macrophages，使 innate immune response 得以持续。某些炎症环境中 eosinophils 也会被募集，尤其和寄生虫感染、过敏反应或 type 2 inflammation 相关。
Key Mediators
Cytokines 更像调节信号，常用于改变局部细胞状态和系统反应。经典 inflammatory cytokines 包括 TNF、IL1B、IL6、IL12、IL18 和 type I interferons。它们可以促进 endothelial activation、fever、acute-phase response、antigen presentation 和 effector cell activation。
Chemokines 更像定位和招募信号。它们告诉 leukocytes 往哪里走。常见例子包括 CXCL8/IL8 招募 neutrophils，CCL2 招募 monocytes，CXCL9、CXCL10 和 CXCL11 参与 CXCR3+ T cells/NK cells 的募集。
Vascular changes 是炎症能形成局部组织反应的关键。Endothelial cells 在 TNF、IL1B 等信号下表达 adhesion molecules，使 circulating leukocytes 能黏附并进入组织。血管通透性增加也会带来 plasma proteins、complement 和 clotting-related factors。
Clinical Signs
临床上常用拉丁文 calor、dolor、rubor 和 tumor 描述炎症，分别对应发热、疼痛、发红和肿胀。这些表现不是表面现象，而是 cytokines、complement fragments、lipid mediators 和其他 inflammatory mediators 作用于局部血管、神经和组织后的结果。
Rubor 和 calor 主要来自局部血管扩张和血流增加。Tumor 主要来自血管通透性增加，导致体液和 plasma proteins 渗漏到组织间隙。Dolor 则与炎症介质刺激局部神经末梢、组织压力增加，以及 leukocytes 在局部迁移和发挥效应功能有关。
Endothelial cells 是炎症部位的重要执行界面。它们受到 cytokines 和 complement fragments 影响后，会改变 adhesion molecule 和 chemokine expression，使 circulating leukocytes 能够黏附在血管内皮上，并沿 chemokine gradients 迁移到感染或损伤部位。Endothelial cells 本身也可以产生抗感染或促炎 cytokines，因此不是被动管道，而是炎症反应的一部分。
Acute And Chronic Inflammation
Acute inflammation 通常发生快、持续时间短，常见于细菌感染、外伤和急性组织损伤。Neutrophils 往往是早期主要 effector cells，随后 monocytes/macrophages 参与清除和修复。
Chronic inflammation 持续时间更长，常见于慢性感染、autoimmune disease、metabolic disease、fibrosis 和 cancer。它不只是“急性炎症变久了”，而是组织中长期存在 cytokine production、immune cell recruitment、cell death、repair、angiogenesis 和 stromal remodeling。
Single-Cell Context
在 single-cell 数据里，inflammation 通常不是一个单独细胞类型，而是一组 gene programs 或 tissue states。常见信号包括：
- inflammatory cytokines:
TNF,IL1B,IL6 - chemokines:
CXCL8,CXCL9,CXCL10,CCL2,CCL3,CCL4 - interferon-stimulated genes:
ISG15,IFIT1,IFIT3,MX1,OAS1 - monocyte/MDSC-associated genes:
S100A8,S100A9,FCN1,VCAN,TREM1 - macrophage activation genes:
APOE,SPP1,C1QA,C1QB,C1QC
因此读单细胞文章时，不要只问“哪个 cluster 是 inflammatory cell”。更好的问题是：哪些 cell types 表达 inflammatory programs？这些 programs 是 tumor-specific、infection-induced，还是 tissue damage-associated？它们招募了哪些 leukocytes，又是否进入 resolution 或 chronic remodeling？
Notes
炎症不是天然好或坏。短期、受控的炎症有助于清除感染和启动修复；长期、失控或位置错误的炎症会造成 tissue damage，并可促进 fibrosis、autoimmunity 和 tumor microenvironment remodeling。