陳根：免疫系統的數字孿生，讓醫療更精準_風聞

文/陳根

5月20日，在《njp Digital Medicine》雜誌上發表的一篇文章，指出了國際社會為創建人類免疫系統的數字孿生體所做的一系列計劃。

內布拉斯加大學林肯分校的生物化學家Tomas Helikar的這篇論文概述了科學界在建立、開發和應用免疫系統的數字孿生體時應該採取的路線圖。他是來自世界各地6所大學的10位合著者之一。

簡單來説，數字孿生就是在一個設備或系統的基礎上，創造一個數字版的“克隆體”。這個“數字克隆體”被創建在信息化平台上，是虛擬的。與電腦的設計圖紙又不同，相比於設計圖紙，數字孿生體最大的特點在於，它是對實體對象的動態仿真。也就是説，數字孿生體是會“動”的。

但回顧過去，數字孿生更多的是應用在製造業領域，從過去飛機、汽車、船舶等高端複雜的製造業，製造這些產品的工業裝備行業，發展到高科技電子行業的電子產品，日常生活消費行業的時裝鞋帽、化妝品、家居傢俱、食品飲料消費產品。儘管數字孿生系統起源於智能製造領域，但現在，研究人員認為，在生命科學領域，數字孿生同樣可以發揮巨大作用。

其中，免疫系統的數字孿生體的構建或將成為一個突破，可以為各種疾病提供精準醫療，包括癌症、自身免疫性疾病和病毒感染，如COVID-19。其第一步是創建一個反映常見生物機制的通用模型，但研究人員最終的目標是在個人層面上製作虛擬模型，這將使醫生能夠提供為個人精確設計的治療。

內布拉斯加大學林肯分校的生物化學家Tomas Helikar表示，這是一項需要計算生物學家、免疫學家、臨牀醫生、數學家和計算機科學家合作的努力。試圖將這種複雜性分解成可衡量和可實現的步驟一直是一個挑戰。

Helikar的參與部分是受到他7歲兒子的啓發，他在嬰兒時需要進行肺部移植。這導致他終生通過強大的免疫抑制藥物小心翼翼地平衡他的免疫系統，以防止器官排斥反應，同時保持感染和其他疾病。

Helikar表示，他們的夢想和目標是將其用於個人層面的精準醫療。要知道，隨着時間而改變，人體的免疫系統也被編程和重新編程，並隨着時間的推移進行調整。人體的免疫系統從出生就開始發展，隨着我們年齡的增長，逐漸走向衰老。Helikar認為，癌症長期困擾人類，正是因為免疫系統的發展沒有跟上。而創建數字孿生體，將幫助人們更細緻地瞭解我們免疫系統的變化。

其他共同作者包括佛蒙特大學的Gary An、巴黎薩克雷大學的Anna Niakaris和歐洲生物信息學研究所的Rahuman S. Malik Sheriff。雖然這一探索可能需要數年時間和數億美元，但研究人員都認為，這是可以實現的，實際上，這也是必然實現的。