免疫學(xué)相關(guān)的交叉學(xué)科前沿與發(fā)展趨勢(shì)

唐言

摘 要：近年來，隨著各個(gè)國(guó)家對(duì)于前沿學(xué)科的重視，免疫學(xué)已經(jīng)成為了目前發(fā)達(dá)國(guó)家主要研究的學(xué)科，也是醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)中比較基礎(chǔ)且具有支柱作用的學(xué)科之一。在我國(guó)，免疫學(xué)的快速發(fā)展也在國(guó)際上得到了認(rèn)可。但是我國(guó)免疫學(xué)的研究仍然存在著大量的不足。該文從我國(guó)當(dāng)前的學(xué)科發(fā)展前沿出發(fā)，分析了當(dāng)前免疫學(xué)存在的問題以及免疫學(xué)相關(guān)的交叉學(xué)科的現(xiàn)狀，探討了免疫學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)，并且提出了一些科學(xué)基金資助戰(zhàn)略以及優(yōu)先資助建議。

關(guān)鍵詞：免疫學(xué) 交叉學(xué)科 前言 發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：R392 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）01（c）-0225-

進(jìn)入21世紀(jì)以來，免疫學(xué)成為了當(dāng)前發(fā)展比較快的前沿學(xué)科。目前，免疫學(xué)科已經(jīng)成為了全球科研ESI評(píng)價(jià)體系中的學(xué)科之一，并且各個(gè)國(guó)家也通過免疫學(xué)科的發(fā)展水平來衡量一個(gè)國(guó)家的綜合科技實(shí)力。免疫學(xué)一方面能夠幫助人類解決生命現(xiàn)象的本質(zhì)問題；另一方面也對(duì)于人類重大疾病的機(jī)制破解和制劑的研發(fā)具有重大的意義。另外，免疫學(xué)相關(guān)的交叉學(xué)科的研究解決了人類的重大疾病，增進(jìn)了人類的健康，推動(dòng)了我國(guó)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提高我國(guó)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，增強(qiáng)了我國(guó)的國(guó)民力量，并且結(jié)合了我國(guó)的重大需求，進(jìn)一步深入系統(tǒng)地研究免疫學(xué)相關(guān)的交叉學(xué)科，可以使我國(guó)的免疫學(xué)科得到進(jìn)一步的發(fā)展。

1 免疫學(xué)科與相關(guān)學(xué)科開展交叉合作研究的必要性

免疫學(xué)相關(guān)的交叉學(xué)科包含有新型免疫組織器官、單細(xì)胞、亞細(xì)胞層面的免疫功能和調(diào)節(jié)機(jī)制等。而一些新型技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展又促進(jìn)了這些系統(tǒng)性免疫學(xué)的研究。這使得免疫學(xué)又與化學(xué)、光學(xué)、信息學(xué)等學(xué)科有著密不可分的聯(lián)系。另外，免疫學(xué)與相關(guān)學(xué)科的交叉與合作使人類許多重大疾病的免疫機(jī)制得到破解，其治療的手段也得到了改革和創(chuàng)新。在生命系統(tǒng)中，免疫系統(tǒng)有著極為重要的作用，并且與內(nèi)分泌系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等都有著緊密的聯(lián)系，有著互相調(diào)控的作用。而對(duì)于免疫學(xué)科與相關(guān)學(xué)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(guó)免疫學(xué)快速發(fā)展并且在國(guó)際上的地位顯著提升的過程中，開展免疫學(xué)與相關(guān)學(xué)科交叉合作研究對(duì)于免疫學(xué)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(zhàn)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(xué)與其他學(xué)科交叉研究的現(xiàn)狀與重要研究成果

2.1 免疫學(xué)與生命科學(xué)內(nèi)部學(xué)科交叉研究的重要成果

我國(guó)免疫學(xué)的快速發(fā)展一方面是由于免疫研究技術(shù)方法得到了改進(jìn)；另一方面也是由于免疫學(xué)與結(jié)構(gòu)生物學(xué)、干細(xì)胞生物學(xué)、生物信息學(xué)等相關(guān)學(xué)科的相互促進(jìn)和發(fā)展。第一，免疫學(xué)與結(jié)構(gòu)生物學(xué)的交叉。研究了病毒侵染和免疫應(yīng)答機(jī)制，具有一定的創(chuàng)新性，并且能夠從感染免疫學(xué)當(dāng)中研究出結(jié)構(gòu)免疫學(xué)這一重要的分支。第二，免疫學(xué)與干細(xì)胞生物學(xué)的交叉。目前，生命科學(xué)研究的新方向是多能干細(xì)胞的培養(yǎng)與器官重塑。而干細(xì)胞生物醫(yī)學(xué)轉(zhuǎn)化的前提是需要免疫學(xué)交叉對(duì)于干細(xì)胞的免疫分化和排斥的研究。第三，免疫學(xué)與演化生物學(xué)的交叉。免疫學(xué)與演化生物學(xué)的交叉揭示了抗原受體及免疫應(yīng)答多樣性的物種起源。第四，免疫學(xué)與生物信息學(xué)的交叉。隨著信息化時(shí)代的到來，受生物信息學(xué)的影響，免疫學(xué)的研究模式已經(jīng)轉(zhuǎn)換成為了數(shù)字化可預(yù)測(cè)的分析模式。

2.2 免疫學(xué)與其他學(xué)科交叉研究的重要成果

第一，免疫學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)交叉的相互促進(jìn)。對(duì)于免疫學(xué)與自身免疫性疾病來說，自身免疫性疾病對(duì)人類的危害程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了感染性疾病。而免疫學(xué)對(duì)自身免疫性疾病的研究使其有了很大的發(fā)展。而免疫學(xué)與腫瘤學(xué)的交叉在近幾年也取得了突破性的進(jìn)展。腫瘤疫苗的上市增強(qiáng)了T細(xì)胞的應(yīng)答，延長(zhǎng)了腫瘤晚期患者的存活率。而對(duì)于免疫學(xué)與器官移植而言，免疫學(xué)的研究使器官移植成功率得到了很大的提高。第二，化學(xué)表觀修飾時(shí)免疫調(diào)節(jié)的重要機(jī)制。化學(xué)學(xué)科一方面從微觀分子化學(xué)鍵角度分析了免疫分子，還研究了免疫表觀調(diào)節(jié)的化學(xué)修飾機(jī)制，提高了免疫調(diào)節(jié)研究的作用。第三，糖結(jié)構(gòu)生物學(xué)開拓了解析免疫分子功能的新視野。近年來，糖結(jié)構(gòu)免疫學(xué)研究發(fā)現(xiàn)多糖及受體對(duì)于免疫細(xì)胞具有一定的調(diào)節(jié)功能。

從以上幾點(diǎn)來看，目前免疫學(xué)和其他的生命學(xué)科、化學(xué)學(xué)科、醫(yī)學(xué)科學(xué)領(lǐng)域的交叉合作都得到了很大的關(guān)注，并且在代謝疾病、免疫治療以及化學(xué)表觀調(diào)控機(jī)制等方面都得到了很多具有突破性的進(jìn)展。

3 其他學(xué)科作為關(guān)鍵輔助手段促進(jìn)免疫學(xué)高水平發(fā)展的成果

3.1 化學(xué)修飾與示蹤技術(shù)是免疫學(xué)在體實(shí)時(shí)研究的重要手段

單克隆抗體檢測(cè)功能把熒光和酶化學(xué)修飾作為其應(yīng)用的前提。可視化技術(shù)中運(yùn)用了熒光分子修飾與化學(xué)光學(xué)成像技術(shù)。而一些化學(xué)、光團(tuán)以及金屬離子修飾使佐劑、示蹤劑以及轉(zhuǎn)染增效劑具有了更多的功能，也推動(dòng)了免疫學(xué)向著更高層次發(fā)展。另外，免疫分子的相互作用促進(jìn)了免疫網(wǎng)絡(luò)之間的作用和調(diào)節(jié)。因此，對(duì)于免疫調(diào)節(jié)功能的研究可有效實(shí)現(xiàn)對(duì)于重大疾病的免疫干預(yù)。近年來，計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高效鑒定和化學(xué)改構(gòu)，使小分子免疫調(diào)節(jié)得到快速的發(fā)展。

3.2 材料科學(xué)在免疫佐劑、遞送體系、示蹤檢測(cè)試劑方面的重要應(yīng)用

近些年，材料科學(xué)和免疫學(xué)科的交叉和聯(lián)合得到了快速的發(fā)展。而人類對(duì)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(xué)科與材料學(xué)科的交叉和聯(lián)合。第一，對(duì)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(yīng)注意也是必須解決的問題。材料學(xué)的研究實(shí)現(xiàn)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(dòng)了腸道免疫研究以及口服藥物的開發(fā)。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(fā)的固有免疫激動(dòng)劑能夠有效增強(qiáng)機(jī)體的免疫應(yīng)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(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在機(jī)體和細(xì)胞層面對(duì)于免疫應(yīng)答的實(shí)時(shí)監(jiān)控。目前，我國(guó)已經(jīng)通過在體單細(xì)胞免疫成像技術(shù)揭示了B-T細(xì)胞的相互作用和向漿細(xì)胞轉(zhuǎn)化的流程。

3.3 信息學(xué)與數(shù)學(xué)工具將實(shí)現(xiàn)免疫組學(xué)數(shù)據(jù)的分析歸納

隨著信息化時(shí)代的到來，我國(guó)已建立了關(guān)于病原體和疾病相關(guān)的大規(guī)模數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)學(xué)、信息科學(xué)與免疫學(xué)科的交叉和聯(lián)合實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集、標(biāo)記和關(guān)聯(lián)，分析了不同標(biāo)準(zhǔn)下的數(shù)據(jù)分類和集成以及不同篩選條件下的數(shù)據(jù)提取、運(yùn)算和分析等。

4 我國(guó)免疫學(xué)與相關(guān)學(xué)科交叉的不足與挑戰(zhàn)

在國(guó)際上，免疫學(xué)相關(guān)的交叉學(xué)科得到快速發(fā)展的同時(shí)，我國(guó)也應(yīng)當(dāng)意識(shí)到在免疫學(xué)相關(guān)的交叉學(xué)科發(fā)展的不足以及所面臨的挑戰(zhàn)。一方面，對(duì)于免疫應(yīng)答的代謝、表觀調(diào)控等基層理論而言，我國(guó)雖然已經(jīng)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(guó)目前無法將基層理論和臨床進(jìn)行緊密結(jié)合的研究，使我國(guó)的自身免疫疾病研究的大規(guī)模臨床優(yōu)勢(shì)資源得不到有效的利用。另外，我國(guó)在腫瘤免疫研究方面得不到創(chuàng)新性的發(fā)展，使得腫瘤特異性抗原、免疫調(diào)節(jié)以及免疫治療的機(jī)理研究得不到一定突破性的進(jìn)展。最后，在抗感染疫苗方面，我國(guó)也只是在戊型肝炎疫苗得到了一定的創(chuàng)新性法，但是在結(jié)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(yī)用新型材料方面，我國(guó)缺乏一些實(shí)質(zhì)性的學(xué)科交叉研究。而在化學(xué)修飾分子和生物材料對(duì)免疫系統(tǒng)的影響方面也需要進(jìn)行深入的研究。目前，我國(guó)也缺乏一些具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大數(shù)據(jù)分析儀器和軟件，這也已經(jīng)成為了免疫組學(xué)研究應(yīng)當(dāng)面臨的突破口。

5 未來的優(yōu)先資助方向建議

在我國(guó)免疫學(xué)科快速發(fā)展的同時(shí)，免疫學(xué)科也派生出了多個(gè)具有活力的交叉型新學(xué)科。例如，代謝免疫學(xué)科、結(jié)構(gòu)免疫學(xué)科、神經(jīng)免疫學(xué)科等，使免疫學(xué)研究的范疇從疫苗研發(fā)、抗原體結(jié)合擴(kuò)展到人體組織器官生理和病理機(jī)制、生命現(xiàn)象的本質(zhì)、免疫應(yīng)答的結(jié)構(gòu)等，并在很大程度上使生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展得到創(chuàng)新。隨著免疫學(xué)的迅速發(fā)展，當(dāng)前免疫學(xué)需要注重的課題是有效地將免疫學(xué)和醫(yī)學(xué)學(xué)科、化學(xué)學(xué)科以及生命學(xué)科等諸多學(xué)科有機(jī)地聯(lián)系起來，解決共同的科學(xué)問題，實(shí)現(xiàn)對(duì)于領(lǐng)域前沿的重大突破。

5.1 免疫應(yīng)答的化學(xué)表觀調(diào)控

目前，我國(guó)應(yīng)當(dāng)深入了解免疫識(shí)別以及應(yīng)答的核心問題是表觀調(diào)控信號(hào)對(duì)組織器官的特異性免疫應(yīng)答的影響以及對(duì)于人體免疫表觀調(diào)控機(jī)制的探索。

5.2 代謝的免疫調(diào)控

各類免疫細(xì)胞需要通過代謝調(diào)控來實(shí)現(xiàn)分化和增殖。生命本質(zhì)的研究需要了解免疫細(xì)胞代謝的免疫調(diào)控和信號(hào)傳導(dǎo)、宿主以及微生態(tài)代謝的關(guān)系，也要能夠免疫細(xì)胞的代謝調(diào)控、代謝產(chǎn)物的組學(xué)分析之間的流向和轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)控等。這也能夠成為人類重大疾病防治的理論基礎(chǔ)和新分子靶標(biāo)。

5.3 未來資助的優(yōu)先領(lǐng)域

為了能夠促進(jìn)我國(guó)免疫學(xué)科的持續(xù)、快速發(fā)展，我國(guó)應(yīng)當(dāng)從3個(gè)方面來進(jìn)行研究。第一，免疫新器官、新亞群以及新分子的新發(fā)現(xiàn)。重新認(rèn)識(shí)和研究各個(gè)免疫新器官的基本免疫學(xué)特性，發(fā)現(xiàn)和鑒定新的免疫細(xì)胞亞群，研究生理和病理下的免疫細(xì)胞的多樣性和可塑性，完善和描繪免疫細(xì)胞和免疫分子的作用網(wǎng)絡(luò)。第二，免疫應(yīng)答的單細(xì)胞和亞細(xì)胞的特征以及調(diào)控機(jī)制。聯(lián)合化學(xué)和生物學(xué)方法促進(jìn)了免疫學(xué)示蹤技術(shù)的發(fā)展。研究生理和病理下的免疫細(xì)胞的軌跡以及相互作用。第三，廣譜中和抗體產(chǎn)生和作用的新機(jī)制。廣譜中和抗體產(chǎn)生的動(dòng)力學(xué)，廣譜中和抗體的基因突變以及維持機(jī)制，廣譜中和抗體誘生的B細(xì)胞調(diào)控機(jī)制等。第四，固有免疫應(yīng)答和調(diào)節(jié)新機(jī)制。固有免疫應(yīng)答在微生態(tài)調(diào)控中的作用，固有免疫應(yīng)答與調(diào)節(jié)機(jī)制。第五，代謝與免疫。免疫細(xì)胞的代謝特征、轉(zhuǎn)導(dǎo)與調(diào)控機(jī)制，細(xì)胞自噬與免疫的調(diào)節(jié)等。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)免疫學(xué)科的快速發(fā)展，我國(guó)對(duì)于免疫學(xué)也有著非常高度的重視和支持。這也標(biāo)志著我國(guó)對(duì)于免疫學(xué)相關(guān)的交叉學(xué)科的深入的必要性。針對(duì)目前我國(guó)免疫學(xué)相關(guān)的交叉學(xué)科研究的現(xiàn)狀和挑戰(zhàn)，我國(guó)也通過開展一些論壇來分析當(dāng)前我國(guó)免疫學(xué)相關(guān)的交叉學(xué)科發(fā)展的重要科學(xué)問題，促進(jìn)了我國(guó)免疫學(xué)和生命學(xué)科以及其他相關(guān)學(xué)科的交叉發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 慶祝上海市免疫學(xué)研究所建所三十周年暨國(guó)際免疫學(xué)進(jìn)展學(xué)術(shù)討論會(huì)通知[J].現(xiàn)代免疫學(xué)，2009（5）：363.

[2] 何興華.免疫學(xué)與營(yíng)養(yǎng)免疫學(xué)[J].西部醫(yī)學(xué)，2006，18（2）：219.

[3] 徐杰.第三屆亞洲大洋洲免疫學(xué)聯(lián)盟學(xué)術(shù)大會(huì)在杭州隆重召開[J].中國(guó)免疫學(xué)雜志，2005（5）：323.

[4] 國(guó)家“973”免疫學(xué)項(xiàng)目研究進(jìn)展[J].中國(guó)免疫學(xué)雜志，2004（3）：152.

[5] 呂群燕.關(guān)于我國(guó)免疫學(xué)發(fā)展的思考[J].中國(guó)科學(xué)基金，2001，15（6）：350-353.