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【锚定2035·院士谈科学报国】“区域免疫”新概念 开启疾病防治新视角

来源:光明网-科普中国2024-11-28 17:46

  编者按:习近平总书记指出,“科学普及是实现创新发展的重要基础性工作。”为助力高水平科技自立自强,中国科协科普部联合光明网推出“院士高端科普”栏目,邀请各领域院士就我国当下热点科技问题给予权威解答,服务引导更多科技工作者提升科研科普能力,促进全民科学素质提升,为科技强国建设贡献科普力量。#千万IP创科普

  肿瘤、感染、代谢异常、自身免疫性疾病等一直是影响全球人类健康的重大公共卫生问题,而这些疾病的发生、发展无不与免疫系统相关。想要抓住免疫这个“牛鼻子”治愈这些疾病,离不开基础研究的深刻洞察。

  淋巴细胞是免疫系统的关键组成部分,可以在骨髓、胸腺、淋巴结、脾脏等不同的组织和器官之间迁移与定居,从而形成一种循环机制,使其能够遍历全身,寻找并响应各种病原体的出现——这便是经典的“淋巴细胞再循环”理论。

  一直以来,“淋巴细胞再循环”理论在免疫学家心中的地位同分子生物学的“中心法则”一样重要。然而,随着对免疫系统理解的深入,基于免疫学经典理论指导疾病诊治的局限性开始显现。这一理论集中关注的是“专职”免疫器官,却忽视了肝脏、肺、肠道等疾病高发的组织器官,而这些恰恰是免疫应答最活跃的前线器官。

  这些“非专职”免疫器官不仅具有自身特异的免疫细胞组成和独特的免疫学特性,还可以与其他免疫组织相互作用,对疾病的发生和发展起到至关重要的作用。

  早在2008年,我们科研团队就注意到肝脏复杂且独特的免疫学特点。团队与国际合作者在《肝脏病学》上发表了一篇重要的论文。论文提出“肝脏不仅仅是代谢中心,更是免疫活动的关键场所”这一论断。这项工作既是对肝脏经典功能的挑战,也激发全球科学家对“非专职”免疫器官特性与疾病的关系进行深入思考。

  2012年前后,中国免疫学会常务理事会召开“免疫学发展战略”研讨会,免疫学遇到的前述挑战成为热议话题。专家一致认为,要将视野拓宽到“非专职”免疫器官上,并决定将它们发挥的作用称为“区域免疫”。

  此后,基于多轮学术研讨会的充分讨论,加之吸纳全球专家的意见,中国免疫学家向国家自然科学基金委员会提出重大研究计划申请,并于2014年底顺利立项,计划从基础研究的角度对这个问题开展深入研究。

  经过讨论,科学家们把“区域免疫”概念的意义总结为“三前”。第一是“疾病前沿”。疾病在哪个器官中发生,免疫学的研究就应该聚焦哪个器官,这意味着我们对疾病的认识一下子到了前沿。第二,回到免疫学的“前哨阵地”。从胚胎发育过程来看,起源于中胚层的骨髓、胸腺、淋巴结、脾脏等专职免疫器官为机体内封闭系统,不与外环境直接接触;起源于内外胚层的呼吸、消化、神经、皮肤等“非专职”免疫器官为机体对外开放系统,与外环境直接接触,是免疫应答最活跃、最频繁的区域。第三,“区域免疫”概念还有望促进免疫学理论的更新和完善,成为免疫学理论的“前导”。

  在“区域免疫”新概念指引下,中国科学家重塑免疫学“版图”,开启疾病防治新视角。

  以肝脏区域免疫为例,科学家验证了肝脏发挥了免疫器官的作用,揭示了肝脏与脾脏、肠道、肺等其他器官之间复杂的免疫交互网络,并发现了肝脏中全新的免疫细胞群体。科学家还揭示了肝脏免疫耐受新机制,并大力推动一系列基础研究的新进展转化为精准医疗策略。

  同时,新的细胞亚群“CD49a+NK细胞”及其在肝脏免疫稳态中的作用机制也被揭示。在暴发性病毒性肝炎模型中,这些细胞如同“裁判员”,可防止全身T细胞过度激活,避免肝损伤和肝衰竭的发生。科研团队据此开发了针对CD49a+NK细胞的抗体药物,旨在通过调节其功能,恢复肝脏的正常免疫监视能力,抑制肿瘤生长。

  这些基础研究的科研成果快速向临床应用转化。在2022年至2023年的一年内,3种基于CD49a+NK细胞的有关TIGIT家族靶点的创新药物获批进入中国和美国的临床试验,实现了从基础研究到临床应用的成功跨越。

  面向未来,免疫预防和免疫治疗正在改变全球生物医药格局,成为重大疾病源头防治的重要手段。希望专家学者们一起努力,立足区域免疫研究的中国优势,创建组织器官区域免疫理论新体系和新技术,创新多学科交叉研究新范式,促进基础研究和临床转化紧密结合,服务健康中国战略!

  (作者:田志刚,系中国工程院院士、中国科学技术大学生命科学与医学部教授,甘晓整理)

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