免疫學相關的交叉學科前沿與發展趨勢

唐言

摘 要：近年來，隨著各個國家對于前沿學科的重視，免疫學已經成為了目前發達國家主要研究的學科，也是醫學和生命科學中比較基礎且具有支柱作用的學科之一。在我國，免疫學的快速發展也在國際上得到了認可。但是我國免疫學的研究仍然存在著大量的不足。該文從我國當前的學科發展前沿出發，分析了當前免疫學存在的問題以及免疫學相關的交叉學科的現狀，探討了免疫學的發展趨勢，并且提出了一些科學基金資助戰略以及優先資助建議。

關鍵詞：免疫學 交叉學科 前言 發展趨勢

中圖分類號：R392 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）01（c）-0225-

進入21世紀以來，免疫學成為了當前發展比較快的前沿學科。目前，免疫學科已經成為了全球科研ESI評價體系中的學科之一，并且各個國家也通過免疫學科的發展水平來衡量一個國家的綜合科技實力。免疫學一方面能夠幫助人類解決生命現象的本質問題；另一方面也對于人類重大疾病的機制破解和制劑的研發具有重大的意義。另外，免疫學相關的交叉學科的研究解決了人類的重大疾病，增進了人類的健康，推動了我國生物醫藥產業的發展，提高我國的經濟實力，增強了我國的國民力量，并且結合了我國的重大需求，進一步深入系統地研究免疫學相關的交叉學科，可以使我國的免疫學科得到進一步的發展。

1 免疫學科與相關學科開展交叉合作研究的必要性

免疫學相關的交叉學科包含有新型免疫組織器官、單細胞、亞細胞層面的免疫功能和調節機制等。而一些新型技術的創新發展又促進了這些系統性免疫學的研究。這使得免疫學又與化學、光學、信息學等學科有著密不可分的聯系。另外，免疫學與相關學科的交叉與合作使人類許多重大疾病的免疫機制得到破解，其治療的手段也得到了改革和創新。在生命系統中，免疫系統有著極為重要的作用，并且與內分泌系統、神經系統等都有著緊密的聯系，有著互相調控的作用。而對于免疫學科與相關學科的交叉研究能夠很好地破解人類的一些重大疾病。因此，在我國免疫學快速發展并且在國際上的地位顯著提升的過程中，開展免疫學與相關學科交叉合作研究對于免疫學所能解決的人類重大疾病的診療新策略具有非常重要的戰略意義，也需要基金委在政策和基金方面得到資助。

2 免疫學與其他學科交叉研究的現狀與重要研究成果

2.1 免疫學與生命科學內部學科交叉研究的重要成果

我國免疫學的快速發展一方面是由于免疫研究技術方法得到了改進；另一方面也是由于免疫學與結構生物學、干細胞生物學、生物信息學等相關學科的相互促進和發展。第一，免疫學與結構生物學的交叉。研究了病毒侵染和免疫應答機制，具有一定的創新性，并且能夠從感染免疫學當中研究出結構免疫學這一重要的分支。第二，免疫學與干細胞生物學的交叉。目前，生命科學研究的新方向是多能干細胞的培養與器官重塑。而干細胞生物醫學轉化的前提是需要免疫學交叉對于干細胞的免疫分化和排斥的研究。第三，免疫學與演化生物學的交叉。免疫學與演化生物學的交叉揭示了抗原受體及免疫應答多樣性的物種起源。第四，免疫學與生物信息學的交叉。隨著信息化時代的到來，受生物信息學的影響，免疫學的研究模式已經轉換成為了數字化可預測的分析模式。

2.2 免疫學與其他學科交叉研究的重要成果

第一，免疫學與臨床醫學交叉的相互促進。對于免疫學與自身免疫性疾病來說，自身免疫性疾病對人類的危害程度遠遠超過了感染性疾病。而免疫學對自身免疫性疾病的研究使其有了很大的發展。而免疫學與腫瘤學的交叉在近幾年也取得了突破性的進展。腫瘤疫苗的上市增強了T細胞的應答，延長了腫瘤晚期患者的存活率。而對于免疫學與器官移植而言，免疫學的研究使器官移植成功率得到了很大的提高。第二，化學表觀修飾時免疫調節的重要機制。化學學科一方面從微觀分子化學鍵角度分析了免疫分子，還研究了免疫表觀調節的化學修飾機制，提高了免疫調節研究的作用。第三，糖結構生物學開拓了解析免疫分子功能的新視野。近年來，糖結構免疫學研究發現多糖及受體對于免疫細胞具有一定的調節功能。

從以上幾點來看，目前免疫學和其他的生命學科、化學學科、醫學科學領域的交叉合作都得到了很大的關注，并且在代謝疾病、免疫治療以及化學表觀調控機制等方面都得到了很多具有突破性的進展。

3 其他學科作為關鍵輔助手段促進免疫學高水平發展的成果

3.1 化學修飾與示蹤技術是免疫學在體實時研究的重要手段

單克隆抗體檢測功能把熒光和酶化學修飾作為其應用的前提。可視化技術中運用了熒光分子修飾與化學光學成像技術。而一些化學、光團以及金屬離子修飾使佐劑、示蹤劑以及轉染增效劑具有了更多的功能，也推動了免疫學向著更高層次發展。另外，免疫分子的相互作用促進了免疫網絡之間的作用和調節。因此，對于免疫調節功能的研究可有效實現對于重大疾病的免疫干預。近年來，計算機模擬技術能夠實現高效鑒定和化學改構，使小分子免疫調節得到快速的發展。

3.2 材料科學在免疫佐劑、遞送體系、示蹤檢測試劑方面的重要應用

近些年，材料科學和免疫學科的交叉和聯合得到了快速的發展。而人類對于新型疫苗、人工器官以及生物材料的需求也加快了免疫學科與材料學科的交叉和聯合。第一，對于免疫治療新分子或者藥物來說，特異性靶向問題成為了最應注意也是必須解決的問題。材料學的研究實現了免疫分子的靶向問題。例如，PH敏感材料使納米顆粒在胃腸道的不同部位得到有序或者定向的釋放，有效推動了腸道免疫研究以及口服藥物的開發。第二，人類疫苗佐劑的主要成分為皂苷和糖脂等。而目前開發的固有免疫激動劑能夠有效增強機體的免疫應答能力。其中IL-15以及全反式維甲酸等分子有可能成為新型的黏膜佐劑。第三，一些新型材料的免疫示蹤技術已經實現了在機體和細胞層面對于免疫應答的實時監控。目前，我國已經通過在體單細胞免疫成像技術揭示了B-T細胞的相互作用和向漿細胞轉化的流程。

3.3 信息學與數學工具將實現免疫組學數據的分析歸納

隨著信息化時代的到來，我國已建立了關于病原體和疾病相關的大規模數據庫。數學、信息科學與免疫學科的交叉和聯合實現了數據的采集、標記和關聯，分析了不同標準下的數據分類和集成以及不同篩選條件下的數據提取、運算和分析等。

4 我國免疫學與相關學科交叉的不足與挑戰

在國際上，免疫學相關的交叉學科得到快速發展的同時，我國也應當意識到在免疫學相關的交叉學科發展的不足以及所面臨的挑戰。一方面，對于免疫應答的代謝、表觀調控等基層理論而言，我國雖然已經有了一定的成就，但是卻沒有建立一定的新理論和新體系。另一方面，我國目前無法將基層理論和臨床進行緊密結合的研究，使我國的自身免疫疾病研究的大規模臨床優勢資源得不到有效的利用。另外，我國在腫瘤免疫研究方面得不到創新性的發展，使得腫瘤特異性抗原、免疫調節以及免疫治療的機理研究得不到一定突破性的進展。最后，在抗感染疫苗方面，我國也只是在戊型肝炎疫苗得到了一定的創新性法，但是在結核、乙肝、艾滋病等方面的免疫治療卻沒有重大的突破。在生物醫用新型材料方面，我國缺乏一些實質性的學科交叉研究。而在化學修飾分子和生物材料對免疫系統的影響方面也需要進行深入的研究。目前，我國也缺乏一些具有自主知識產權的大數據分析儀器和軟件，這也已經成為了免疫組學研究應當面臨的突破口。

5 未來的優先資助方向建議

在我國免疫學科快速發展的同時，免疫學科也派生出了多個具有活力的交叉型新學科。例如，代謝免疫學科、結構免疫學科、神經免疫學科等，使免疫學研究的范疇從疫苗研發、抗原體結合擴展到人體組織器官生理和病理機制、生命現象的本質、免疫應答的結構等，并在很大程度上使生物醫藥產業的發展得到創新。隨著免疫學的迅速發展，當前免疫學需要注重的課題是有效地將免疫學和醫學學科、化學學科以及生命學科等諸多學科有機地聯系起來，解決共同的科學問題，實現對于領域前沿的重大突破。

5.1 免疫應答的化學表觀調控

目前，我國應當深入了解免疫識別以及應答的核心問題是表觀調控信號對組織器官的特異性免疫應答的影響以及對于人體免疫表觀調控機制的探索。

5.2 代謝的免疫調控

各類免疫細胞需要通過代謝調控來實現分化和增殖。生命本質的研究需要了解免疫細胞代謝的免疫調控和信號傳導、宿主以及微生態代謝的關系，也要能夠免疫細胞的代謝調控、代謝產物的組學分析之間的流向和轉運調控等。這也能夠成為人類重大疾病防治的理論基礎和新分子靶標。

5.3 未來資助的優先領域

為了能夠促進我國免疫學科的持續、快速發展，我國應當從3個方面來進行研究。第一，免疫新器官、新亞群以及新分子的新發現。重新認識和研究各個免疫新器官的基本免疫學特性，發現和鑒定新的免疫細胞亞群，研究生理和病理下的免疫細胞的多樣性和可塑性，完善和描繪免疫細胞和免疫分子的作用網絡。第二，免疫應答的單細胞和亞細胞的特征以及調控機制。聯合化學和生物學方法促進了免疫學示蹤技術的發展。研究生理和病理下的免疫細胞的軌跡以及相互作用。第三，廣譜中和抗體產生和作用的新機制。廣譜中和抗體產生的動力學，廣譜中和抗體的基因突變以及維持機制，廣譜中和抗體誘生的B細胞調控機制等。第四，固有免疫應答和調節新機制。固有免疫應答在微生態調控中的作用，固有免疫應答與調節機制。第五，代謝與免疫。免疫細胞的代謝特征、轉導與調控機制，細胞自噬與免疫的調節等。

6 結語

綜上所述，隨著我國免疫學科的快速發展，我國對于免疫學也有著非常高度的重視和支持。這也標志著我國對于免疫學相關的交叉學科的深入的必要性。針對目前我國免疫學相關的交叉學科研究的現狀和挑戰，我國也通過開展一些論壇來分析當前我國免疫學相關的交叉學科發展的重要科學問題，促進了我國免疫學和生命學科以及其他相關學科的交叉發展。

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