科技日報記者 雍黎
近日,國際免疫學在陸軍軍醫大學新橋醫院翻開了新一頁:全球首個免疫專病醫學中心——新橋醫院免疫專病醫學中心正式成立。這一平臺由中國工程院院士吳玉章領銜打造,改變了傳統免疫診療模式,構建了從實驗室到病床的完整創新鏈條。
在吳玉章團隊獨創的“評估—干預—重建”技術體系支撐下,該中心瞄準免疫醫學三大世界性難題:同因不同果、同病不同癥、同治不同效,出技術、出產品、出標準,打造免疫力產業創新鏈條。
“我們正在開拓免疫醫學發展新路徑。”面對科技日報記者,這位中國免疫學領軍人物系統闡釋了這一學科的戰略價值,描繪學科發展藍圖。
解碼免疫力,為不同疾病提供治本手段
記者:什么是免疫力?為什么要解碼免疫力?
吳玉章:我們可以將人體比作樹木來理解免疫力。一陣風來了,有的樹被吹倒了,有的樹晃了一下又直了,有的樹則一動不動。產生不同反應的能力就是免疫力。其本質是生命自穩力,表象是機體“抗風雨”的能力。
很多人認為免疫力就是抵抗力,是個體生命針對外界病毒和細菌的反應,這些認知是不準確的。外界的病原入侵確實會引起一個從混亂到穩態的反應過程。但實際上,機體內部產生的“風雨”更大,是人體免疫力進化的更主要驅動力。體內每秒鐘正常死亡的細胞為千萬數量級以上,死亡的細胞要盡快清除,否則便會產生蓄積和繼發性壞死,引發無菌性炎癥和疾病。
免疫力強,便不容易生病;相反,免疫力低,生命自穩態就差,經不起“風雨”。
在臨床上,普遍存在同因不同果、同病不同癥、同治不同效的現象。這些長期困擾醫患群體的問題需要用免疫力的“眼睛”去看、去治、去解決。
記者:為什么要開設國際首個免疫專病醫學中心?
吳玉章:設立免疫專病醫學中心,是為了促進免疫學的基礎研究與臨床應用結合、推動生物高新技術產業發展。
最近60年,免疫學進入發展快車道。每10年就有3個該領域科研人員獲得諾貝爾獎。免疫學研究已實現診、防、治、養全覆蓋。有了這些積累,未來對免疫力的研究不應再局限于傳統范式,而是需要進行新突破,構建新的評估體系。
通過設立免疫專病醫學中心,可以提高人類免疫病專病專治水平,轉變人們對免疫力的認知。中心可針對免疫缺陷病、自身免疫疾病、免疫消耗性疾病、難治性腫瘤、急危重癥、老化和終末期疾病等,提供更專業、更精準的治本性治療方案。
過去,免疫學消滅、控制了一些重大疾病,改變了人類疾病譜,延長了人類壽命;未來,免疫學有望進一步治愈腫瘤等重大非傳染性疾病。
記者:目前免疫疾病的研究情況如何?
吳玉章:我國在全球率先發起人類免疫力解碼計劃(HIA),為免疫學新的革命開辟了一條新賽道。
這個計劃是中國免疫學會在世界范圍內率先提出的新賽道自主研究計劃。HIA圍繞人體健康,通過連鎖組織解碼、細胞解碼、分子解碼和基因解碼,建立全過程免疫解碼計劃;通過科學研究厘清免疫力的內涵和外延,建立全面的免疫力評估體系。研究對象具體包括免疫細胞發育、分化、記憶產生與維持等生理過程,炎癥反應的啟動、維持、消退等病理過程,癌癥演進、慢性感染演進、自身免疫病的演進等疾病過程。
HIA將回答臨床方面的問題,進而為臨床診斷、治療和康養提供新思路、新技術、關鍵樞紐靶標和新標尺,為不同健康狀態、不同疾病提供治本性手段。同時,推動全球免疫學的發展,引領免疫專病專治,提高治未病和康養水平。
目前,HIA產生的50項免疫力評估技術已經在醫院進行驗證;20個免疫力干預原創藥物正處在不同研發階段;胸腺免疫力重建項目已進入臨床驗證試驗。
補研發短板,推動“三棟大樓”共同建設
記者:作為我國免疫學領軍人物,您對國際免疫學的發展情勢和趨勢怎么看?
吳玉章:國際免疫學歷史可追溯到2500年前,然而免疫學科在上個世紀70年代才獨立。在過去的60年里,免疫學發展飛速,免疫學“三棟大樓”共同建設。
第一棟“大樓”是基礎免疫學。其知識更新十分迅速,過去60年免疫學知識每4年翻一倍,每周都有重要進展。基礎免疫學每一次理論和技術突破,都會帶來臨床醫學和生物高技術產業的一場革命。
第二棟“大樓”是臨床免疫學。其為臨床提供了最特異的診斷方法、最根本的預防方法、最精準的治療手段。例如近期,研究人員對腫瘤的認知發生了革命性轉變。腫瘤的發生、發展與免疫系統功能密切相關,從根本上需要免疫診、免疫治、免疫防。免疫治療已經給腫瘤治療創造了很多奇跡,而放療、化療、手術、組織器官移植的治療效果從根本上也取決于免疫重建程度,未來治愈腫瘤免疫學將是熱點。
第三棟“大樓”是生物高技術產業。免疫學對生物技術產業貢獻度超過80%。在全球銷售額排名前十的藥物中,6—7個是免疫藥物。疫苗、抗體是大產業,免疫細胞治療、免疫調節治療方興未艾,展現出巨大發展潛力。未來,醫療領域將出現免疫力評估、干預和重建3個萬億級產業。做大、做強生物技術產業,免疫學是主要支撐學科。
記者:我國在免疫學基礎研究與產業轉化方面處于什么位置?哪些領域已實現“并跑”甚至“領跑”,哪些領域仍存在短板?
吳玉章:目前,我國已成為全世界免疫學研究最先進的國家之一。中國的免疫學研究力量是世界上不可或缺的一支。我們在基礎免疫學方面已經實現了“并跑”,現在需要在臨床免疫學和生物高技術產業方面繼續追趕。例如,美國有一個腫瘤登月計劃,其主要目標是基于用免疫學手段治療腫瘤。目前臨床免疫學已經實現最根本的預防、最特異的診斷和最精準的治療,在疾病防治中創造了奇跡,也讓患者看到了新希望。我們現在需要“三棟樓”鏈條式連鎖發展,互相促進,以使我們的免疫學實現快速、高效、跨越式發展。
記者:讓免疫學實現疾病預防、疾病治療、康養全覆蓋是研究的趨勢,當前免疫治療面臨著哪些挑戰?
吳玉章:免疫學起源于人類與傳染病的斗爭。免疫學研究催生了疫苗這一人類歷史上最偉大的發明,控制和消滅了一些重大傳染病,改變了人類的疾病譜,延長了人類平均壽命,為人類健康作出了無與倫比的貢獻。但是,傳染病免疫預防仍存在很大挑戰,三分之二左右的傳染病仍然沒有很好的疫苗,解決這些問題需要進一步創新。
近百年來,免疫學通過抗血清、抗毒素、抗體、細胞治療等技術開始向免疫治療和向非傳染病領域進軍。特別是近20年以來出現的檢查點治療、CAR-T療法等,讓人們看到了治愈腫瘤等重大疾病的希望。但要真正實現這些目標,還面臨諸多難題,包括免疫治療可能產生的抗性問題、細胞治療的精準操控問題、個性化疫苗的技術瓶頸和監管問題、引起自身免疫病等治療副作用等問題。這些都需要發展新一代更高效、可控、安全的新療法。
我國逐漸進入老齡社會。如何應對年齡增長導致的免疫力衰退、全因發病和全因死亡率的升高成為建設健康中國的重大課題。我們目前已經知道,年齡、環境、營養、菌群、代謝、遺傳、應激、精神、運動、基礎炎癥水平、藥物使用等因素均會影響免疫力水平。如何從這些已知因素出發,指導百姓健康生活?這需要打造免疫專科醫院等健康機構,繼而讓百姓從中獲益。
記者:您的團隊近年圍繞免疫治療開展了哪些探索,取得了哪些突破性進展?
吳玉章:免疫治療現在很熱。但我們團隊沒有跟隨熱點,而是深入分析、凝練關鍵、瓶頸、共性科學問題,另辟蹊徑,尋求突破。如何引起比天然疾病更優、更強、更長的免疫反應?我們提出兩個全新的解決方案:一是設計比天然抗原更強的抗原,以解決天然疾病免疫反應“有而無用”的難題;二是深度挖掘、精準使用預存免疫,調動這支力量“收復失地”、治愈疾病、恢復健康。
我們團隊從最基礎的理論研究入手,創立抗原工程理論和技術體系,開辟了細胞毒性T細胞功能亞群研究新領域,設計出比天然抗原強百倍的模擬抗原,發明乙肝治療性疫苗、多發硬化癥耐受原疫苗、腫瘤治療性疫苗、丁肝首個治療新藥、膠質瘤通用雙殺CAR-T療法等。其中,乙肝治療性疫苗、丁肝首個治療新藥等在未來2到3年有望實現產業化。
培育創新鏈,提升免疫專病產業水平
記者:多年來,您為何專注深耕免疫識別與抗原工程這一領域?
吳玉章:我16歲考上了第二軍醫大學臨床醫學專業,畢業留校交換到第三軍醫大學流行病學教研室工作。讀完流行病學碩士后,我考上了免疫學博士。在我們那個年代,醫學院還沒有免疫學這門課。
在選擇博士學位研究課題時,導師朱熙華教授給了我充分的選題自由。初生牛犢不怕虎,而且我有個信念——“別人做過的事兒我不想做”。我不想做老師、師兄、師姐在做的課題,就去深入學習免疫學文獻,免疫系統的奧秘深深吸引了我。人體免疫系統很智能、很綠色,反應不反應取決于免疫的“眼睛”看到了什么。免疫系統并不識別抗原、細菌、腫瘤細胞的整個細胞或分子,而是只看表位這張“臉”,免疫系統對表位的識別具有高度特異性,這是實現免疫診斷、免疫治療、免疫預防的基礎。當時我就想,如果能夠弄明白這張“臉”的相關知識,對其進行從頭設計、改造、組裝,就可以操控免疫反應,從而解決疾病在診、防、治方面的諸多難題。
起初我的想法并沒有得到國內免疫學界的廣泛認同,還有很多人認為我這是“瞎折騰”。不過在導師的鼓勵下,我堅持了下來,將免疫識別與抗原工程作為我的研究方向,走到了現在。
目前,免疫識別與抗原工程的內涵和外延已經清晰,理論和技術成體系,相關知識成功應用于27個診斷試劑盒、20個原創藥研發。我也因在這一領域取得的成果獲得國家自然科學獎二等獎、國家發明獎二等獎等系列獎項。
記者:免疫專病醫學中心建設中面臨的核心挑戰是什么?您在學科建設和人才培養上有哪些建議?
吳玉章:目前我們的醫院科室設置是按解剖學系統的醫學框架,根據傳統醫學系統來劃分的。近年來,醫學的發展讓我們認識到免疫系統也是一個系統,而且是一個復雜系統,三級免疫器官通過血液、淋巴和淋巴細胞再循環三條“高速路”、數十萬計化學信號聯系在一起。因此,免疫系統在臨床上不容易看清楚,卻是人體健康的基礎。現在需要打破原有的醫學框架,依托免疫系統知識,整合醫院科室。比如,新設立的新橋醫院免疫專病醫學中心關注血液、腎臟、消化、神經、呼吸、皮膚、腫瘤、中醫等多個領域的免疫疾病,集合了免疫相關全學科,打造了由免疫學家、臨床學家及倫理專家組成的多學科創新協作診療團隊。
建設免疫專病醫學中心面臨很多挑戰。不但需要打破原有的醫學框架,還需要改變原有的診療體系,關鍵是我們臨床醫生免疫專業知識要提升。用免疫的“眼睛”看健康和疾病,就是從免疫力這個“本”的角度去診斷、評估疾病,從“治本”的角度去干預疾病。現在最新的理念是,臨床有效的治療手段必須要能改變疾病自然史、延長生命。目前臨床上各種療法包括放療、化療、抗感染、手術、組織器官移植等,必須做到免疫力重建,否則就是白費力氣。我們初步建立了免疫力評估、干預、重建3大技術體系,目的是要打破原有的框架,從“根”上診、“根”上治。
從學科建設方面來說,我認為一定要有免疫專科學院培養免疫專科醫生和免疫力產業專門人才。我的夢想是大學有免疫專科學院培養免疫專科人才,綜合醫院有免疫專科,醫院體系中有免疫專科醫院,教育、科學研究、臨床轉化、產業發展的各環節一起發力,形成完整創新鏈條。
記者:在您看來,應如何解決免疫學發展中成果轉化方面存在的問題?
吳玉章:當前,人民健康需求飛速增長,但相關研究轉化應用的產出相對不足。因此,我始終聚焦兩點展開研究:創造可應用的知識、發明可工業化的變革性技術。
許多研究局限于某個分子、某種途徑、某個細胞,這不僅導致后期成果轉化困難,也降低了研究效率。
我認為,需要構建從基礎研究到臨床轉化,再到產業發展的完整創新鏈條,提升我國醫學創新和產業發展水平。
推動科技創新與產業發展,要從政金服產學研用幾個層面協同發力。目前,我國相關部門很重視成果轉化的效果,正大力推動機制創新與多學科合作。同時,我們要建立新型研發機構,大學和科研院所應有意識地改變研究與轉化模式,打造創新鏈條。
開發一個成熟的產品,單靠實驗室技術是不行的,需要創新鏈上下游整體聯動,才能把轉化這條路走通。現在這方面存在的問題是,很多環節各行其是,沒有很好地整合力量。解決這一問題,需要轉變研究理念,直面重大需求、直面市場。
這次建立免疫專病醫學中心就是一次嘗試。我們要打造“前店后廠”的模式,瞄準重大臨床問題,建立針對全因發病、全因死亡及生命長度的免疫力評估體系,為臨床提供科學的評估工具。
致青年科技人才
我的科研生涯可以概括為:“船腳山關渡蜀道,一片黃沙抹綠草。砥礪巴山秋池日,老軍百戰染紫袍。”
在這個變革的時代,青年人是創新的先鋒。我有一句話送給在科研創新路上的青年人——“讀他人之未讀、想他人之未想、求他人之未央”。要敢于探索未知領域,敢于突破思維定式,保持好奇心,堅持獨立思考,永不止步。青年人要記住,每一個重大發現都始于一個勇敢的嘗試。在科研道路上,既要腳踏實地深耕專業,又要仰望星空開拓未來,用智慧和勇氣,書寫屬于自己的精彩篇章!
——吳玉章