免疫学相关的交叉学科前沿与发展趋势

摘 要：近年来，随着各个国家对于前沿学科的重视，免疫学已经成为了目前发达国家主要研究的学科，也是医学和生命科学中比较基础且具有支柱作用的学科之一。在我国，免疫学的快速发展也在国际上得到了认可。但是我国免疫学的研究仍然存在着大量的不足。该文从我国当前的学科发展前沿出发，分析了当前免疫学存在的问题以及免疫学相关的交叉学科的现状，探讨了免疫学的发展趋势，并且提出了一些科学基金资助战略以及优先资助建议。

关键词：免疫学 交叉学科 前言 发展趋势

中图分类号：R392 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）01（c）-0225-

进入21世纪以来，免疫学成为了当前发展比较快的前沿学科。目前，免疫学科已经成为了全球科研ESI评价体系中的学科之一，并且各个国家也通过免疫学科的发展水平来衡量一个国家的综合科技实力。免疫学一方面能够帮助人类解决生命现象的本质问题；另一方面也对于人类重大疾病的机制破解和制剂的研发具有重大的意义。另外，免疫学相关的交叉学科的研究解决了人类的重大疾病，增进了人类的健康，推动了我国生物医药产业的发展，提高我国的经济实力，增强了我国的国民力量，并且结合了我国的重大需求，进一步深入系统地研究免疫学相关的交叉学科，可以使我国的免疫学科得到进一步的发展。

1 免疫学科与相关学科开展交叉合作研究的必要性

免疫学相关的交叉学科包含有新型免疫组织器官、单细胞、亚细胞层面的免疫功能和调节机制等。而一些新型技术的创新发展又促进了这些系统性免疫学的研究。这使得免疫学又与化学、光学、信息学等学科有着密不可分的联系。另外，免疫学与相关学科的交叉与合作使人类许多重大疾病的免疫机制得到破解，其治疗的手段也得到了改革和创新。在生命系统中，免疫系统有着极为重要的作用，并且与内分泌系统、神经系统等都有着紧密的联系，有着互相调控的作用。而对于免疫学科与相关学科的交叉研究能够很好地破解人类的一些重大疾病。因此，在我国免疫学快速发展并且在国际上的地位显著提升的过程中，开展免疫学与相关学科交叉合作研究对于免疫学所能解决的人类重大疾病的诊疗新策略具有非常重要的战略意义，也需要基金委在政策和基金方面得到资助。

2 免疫学与其他学科交叉研究的现状与重要研究成果

2.1 免疫学与生命科学内部学科交叉研究的重要成果

我国免疫学的快速发展一方面是由于免疫研究技术方法得到了改进；另一方面也是由于免疫学与结构生物学、干细胞生物学、生物信息学等相关学科的相互促进和发展。第一，免疫学与结构生物学的交叉。研究了病毒侵染和免疫应答机制，具有一定的创新性，并且能够从感染免疫学当中研究出结构免疫学这一重要的分支。第二，免疫学与干细胞生物学的交叉。目前，生命科学研究的新方向是多能干细胞的培养与器官重塑。而干胞生物医学转化的前提是需要免疫学交叉对于干细胞的免疫分化和排斥的研究。第三，免疫学与演化生物学的交叉。免疫学与演化生物学的交叉揭示了抗原受体及免疫应答多样性的物种起源。第四，免疫学与生物信息学的交叉。随着信息化时代的到来，受生物信息学的影响，免疫学的研究模式已经转换成为了数字化可预测的分析模式。

2.2 免疫学与其他学科交叉研究的重要成果

第一，免疫学与临床医学交叉的相互促进。对于免疫学与自身免疫性疾病来说，自身免疫性疾病对人类的危害程度远远超过了感染性疾病。而免疫学对自身免疫性疾病的研究使其有了很大的发展。而免疫学与肿瘤学的交叉在近几年也取得了突破性的进展。肿瘤疫苗的上市增强了T细胞的应答，延长了肿瘤晚期患者的存活率。而对于免疫学与器官移植而言，免疫学的研究使器官移植成功率得到了很大的提高。第二，化学表观修饰时免疫调节的重要机制。化学学科一方面从微观分子化学键角度分析了免疫分子，还研究了免疫表观调节的化学修饰机制，提高了免疫调节研究的作用。第三，糖结构生物学开拓了解析免疫分子功能的新视野。近年来，糖结构免疫学研究发现多糖及受体对于免疫细胞具有一定的调节功能。

从以上几点来看，目前免疫学和其他的生命学科、化学学科、医学科学领域的交叉合作都得到了很大的关注，并且在代谢疾病、免疫治疗以及化学表观调控机制等方面都得到了很多具有突破性的进展。

3 其他学科作为关键辅助手段促进免疫学高水平发展的成果

3.1 化学修饰与示踪技术是免疫学在体实时研究的重要手段

单克隆抗体检测功能把荧光和酶化学修饰作为其应用的前提。可视化技术中运用了荧光分子修饰与化学光学成像技术。而一些化学、光团以及金属离子修饰使佐剂、示踪剂以及转染增效剂具有了更多的功能，也推动了免疫学向着更高层次发展。另外，免疫分子的相互作用促进了免疫网络之间的作用和调节。因此，对于免疫调节功能的研究可有效实现对于重大疾病的免疫干预。近年来，计算机模拟技术能够实现高效鉴定和化学改构，使小分子免疫调节得到快速的发展。

3.2 材料科学在免疫佐剂、递送体系、示踪检测试剂方面的重要应用

近些年，材料科学和免疫学科的交叉和联合得到了快速的发展。而人类对于新型疫苗、人工器官以及生物材料的需求也加快了免疫学科与材料学科的交叉和联合。第一，对于免疫治疗新分子或者药物来说，特异性靶向问题成为了最应注意也是必须解决的问题。材料学的研究实现了免疫分子的靶向问题。例如，PH敏感材料使纳米颗粒在胃肠道的不同部位得到有序或者定向的释放，有效推动了肠道免疫研究以及口服药物的开发。第二，人类疫苗佐剂的主要成分为皂苷和糖脂等。而目前开发的固有免疫激动剂能够有效增强机体的免疫应答能力。其中IL-15以及全反式维甲酸等分子有可能成为新型的黏膜佐剂。第三，一些新型材料的免疫示踪技术已经实现了在机体和细胞层面对于免疫应答的实时监控。目前，我国已经通过在体单细胞免疫成像技术揭示了B-T细胞的相互作用和向浆细胞转化的流程。

3.3 信息学与数学工具将实现免疫组学数据的分析归纳

随着信息化时代的到来，我国已建立了关于病原体和疾病相关的大规模数据库。数学、信息科学与免疫学科的交叉和联合实现了数据的采集、标记和关联，分析了不同标准下的数据分类和集成以及不同筛选条件下的数据提取、运算和分析等。

4 我国免疫学与相关学科交叉的不足与挑战

在国际上，免疫学相关的交叉学科得到快速发展的同时，我国也应当意识到在免疫学相关的交叉学科发展的不足以及所面临的挑战。一方面，对于免疫应答的代谢、表观调控等基层理论而言，我国虽然已经有了一定的成就，但是却没有建立一定的新理论和新体系。另一方面，我国目前无法将基层理论和临床进行紧密结合的研究，使我国的自身免疫疾病研究的大规模临床优势资源得不到有效的利用。另外，我国在肿瘤免疫研究方面得不到创新性的发展，使得肿瘤特异性抗原、免疫调节以及免疫治疗的机理研究得不到一定突破性的进展。最后，在抗感染疫苗方面，我国也只是在戊型肝炎疫苗得到了一定的创新性法，但是在结核、乙肝、艾滋病等方面的免疫治疗却没有重大的突破。在生物医用新型材料方面，我国缺乏一些实质性的学科交叉研究。而在化学修饰分子和生物材料对免疫系统的影响方面也需要进行深入的研究。目前，我国也缺乏一些具有自主知识产权的大数据分析仪器和软件，这也已经成为了免疫组学研究应当面临的突破口。

5 未来的优先资助方向建议

在我国免疫学科快速发展的同时，免疫学科也派生出了多个具有活力的交叉型新学科。例如，代谢免疫学科、结构免疫学科、神经免疫学科等，使免疫学研究的范畴从疫苗研发、抗原体结合扩展到人体组织器官生理和病理机制、生命现象的本质、免疫应答的结构等，并在很大程度上使生物医药产业的发展得到创新。随着免疫学的迅速发展，当前免疫学需要注重的课题是有效地将免疫学和医学学科、化学学科以及生命学科等诸多学科有机地联系起来，解决共同的科学问题，实现对于领域前沿的重大突破。

5.1 免疫应答的化学表观调控

目前，我国应当深入了解免疫识别以及应答的核心问题是表观调控信号对组织器官的特异性免疫应答的影响以及对于人体免疫表观调控机制的探索。

5.2 代谢的免疫调控

各类免疫细胞需要通过代谢调控来实现分化和增殖。生命本质的研究需要了解免疫细胞代谢的免疫调控和信号传导、宿主以及微生态代谢的关系，也要能够免疫细胞的代谢调控、代谢产物的组学分析之间的流向和转运调控等。这也能够成为人类重大疾病防治的理论基础和新分子靶标。

5.3 未来资助的优先领域

为了能够促进我国免疫学科的持续、快速发展，我国应当从3个方面来进行研究。第一，免疫新器官、新亚群以及新分子的新发现。重新认识和研究各个免疫新器官的基本免疫学特性，发现和鉴定新的免疫细胞亚群，研究生理和病理下的免疫细胞的多样性和可塑性，完善和描绘免疫细胞和免疫分子的作用网络。第二，免疫应答的单细胞和亚细胞的特征以及调控机制。联合化学和生物学方法促进了免疫学示踪技术的发展。研究生理和病理下的免疫细胞的轨迹以及相互作用。第三，广谱中和抗体产生和作用的新机制。广谱中和抗体产生的动力学，广谱中和抗体的基因突变以及维持机制，广谱中和抗体诱生的B细胞调控机制等。第四，固有免疫应答和调节新机制。固有免疫应答在微生态调控中的作用，固有免疫应答与调节机制。第五，代谢与免疫。免疫细胞的代谢特征、转导与调控机制，细胞自噬与免疫的调节等。

6 结语

综上所述，随着我国免疫学科的快速发展，我国对于免疫学也有着非常高度的重视和支持。这也标志着我国对于免疫学相关的交叉学科的深入的必要性。针对目前我国免疫学相关的交叉学科研究的现状和挑战，我国也通过开展一些论坛来分析当前我国免疫学相关的交叉学科发展的重要科学问题，促进了我国免疫学和生命学科以及其他相关学科的交叉发展。

⒖嘉南

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