免疫組學(xué)的研究進(jìn)展

唐康 侯永利 王亞珍 陳麗華

（中國(guó)人民解放軍空軍軍醫(yī)大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院免疫學(xué)教研室，西安 710032）

免疫組（immunome）是宿主免疫系統(tǒng)與抗原的互作關(guān)系以及宿主免疫系統(tǒng)應(yīng)答機(jī)制的全景圖譜，包括免疫系統(tǒng)的識(shí)別對(duì)象、識(shí)別受體以及參與免疫應(yīng)答過(guò)程的其他分子［1-3］。免疫組學(xué)（immunomics）是研究免疫組的學(xué)科，通過(guò)基因組學(xué)、蛋白組學(xué)和免疫信息學(xué)等手段解析宿主免疫系統(tǒng)識(shí)別的抗原、生理或病理?xiàng)l件下宿主免疫系統(tǒng)的組成特點(diǎn)，研究抗原刺激后宿主免疫細(xì)胞和分子的變化及其變化機(jī)制，進(jìn)而揭示宿主免疫系統(tǒng)與抗原的互作關(guān)系及應(yīng)答機(jī)制［2，4-5］。免疫組學(xué)解析免疫系統(tǒng)識(shí)別的抗原表位，對(duì)疫苗研發(fā)具有重要指導(dǎo)作用；同時(shí)，免疫組學(xué)揭示免疫系統(tǒng)成員在疾病發(fā)生、發(fā)展中的作用，為疾病預(yù)防、診斷或治療提供新靶點(diǎn)或新策略，促進(jìn)精準(zhǔn)醫(yī)療發(fā)展［6-9］。

1 免疫組學(xué)的研究歷史

免疫組和免疫組學(xué)的概念最早在1999年由PEDERSON［1］在奧斯陸舉行的第六屆自身抗體和自身免疫國(guó)際研討會(huì)中提出。當(dāng)時(shí)認(rèn)為免疫組是人體內(nèi)所有重排后的抗體、B細(xì)胞受體（B cell receptor，BCR）、T細(xì)胞受體（T cell receptor，TCR）的基因序列，而免疫組學(xué)是解讀BCR、TCR DNA或mRNA序列而形成的學(xué)科。隨著免疫學(xué)和其他生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，免疫組、免疫組學(xué)的概念也在不斷補(bǔ)充和完善。2002年、2003年，陸續(xù)有學(xué)者將免疫系統(tǒng)識(shí)別的蛋白質(zhì)肽段等抗原納入免疫組［10-11］。而針對(duì)免疫系統(tǒng)本身，免疫組不再局限于BCR、TCR基因序列，其他免疫受體基因序列也被納入了免疫組［12］。此時(shí)，免疫組學(xué)擴(kuò)展為對(duì)免疫系統(tǒng)識(shí)別對(duì)象的研究，對(duì)TCR、BCR和其他免疫受體基因序列和分子功能的研究。

2004年，美國(guó)國(guó)家過(guò)敏和傳染病研究所（National Institutes of Allergy and Infectious Diseases，NIAID）牽頭啟動(dòng)“大型表位探索項(xiàng)目”，并建立了免疫表位數(shù)據(jù)庫(kù)（Immune Epitope Database，IEDB），將已知的抗原表位及其識(shí)別受體納入數(shù)據(jù)庫(kù)［3］。隨后，參與免疫應(yīng)答過(guò)程的關(guān)鍵分子，如主要組織相容性抗原等，也陸續(xù)被納入免疫組學(xué)研究。這一階段，免疫組學(xué)研究不再局限于對(duì)某一抗原對(duì)象、某一受體序列的研究，而是深入對(duì)宿主免疫系統(tǒng)與抗原識(shí)別關(guān)系以及識(shí)別后應(yīng)答機(jī)制的探索［4-5］。

2010年，NIAID建立的“人類(lèi)免疫學(xué)項(xiàng)目聯(lián)盟（Human Immunology Project Consortium，HIPC）”計(jì)劃是更為全面的免疫組學(xué)研究計(jì)劃，旨在生成大量跨中心和跨檢測(cè)數(shù)據(jù)以描述不同人群在生理、病理或其他特定抗原刺激下的免疫系統(tǒng)組成。利用轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)和免疫信息學(xué)等揭示新的免疫系統(tǒng)組成與其他生物系統(tǒng)的聯(lián)系，解析新的免疫分子和應(yīng)答途徑，并建立不同人群疫苗安全性的預(yù)測(cè)體系和快速的疫苗生產(chǎn)及接種方案，提供全面的人類(lèi)免疫系統(tǒng)組成及其識(shí)別的抗原和應(yīng)答以及調(diào)控機(jī)制［2，13］。

2015年，WAYNE KOFF等牽頭啟動(dòng)了人類(lèi)疫苗計(jì)劃（Human Vaccines Project，HVP），旨在解碼人類(lèi)免疫基因組，包括異質(zhì)人群中的固有和適應(yīng)性免疫受體庫(kù)，以及相關(guān)的人類(lèi)抗原組（感染細(xì)胞或腫瘤細(xì)胞中的抗原），并闡明抗原具備免疫原性的內(nèi)在機(jī)制，如抗原如何誘導(dǎo)持久且具有臨床療效的免疫應(yīng)答，最終確定可刺激產(chǎn)生和維持效應(yīng)性T細(xì)胞應(yīng)答的免疫接種策略等［14-16］。后來(lái)HVP更名為人類(lèi)免疫組計(jì)劃（Human Immunome Project，HIP）。2022年，HIP召開(kāi)了人類(lèi)免疫組學(xué)人工智能（artificial intelligence，AI）峰會(huì)，旨在繪制人類(lèi)健康的下一個(gè)前沿：開(kāi)發(fā)人類(lèi)免疫組學(xué)的首個(gè)AI模型。峰會(huì)后，還將在全球范圍內(nèi)舉辦一系列會(huì)議以完善戰(zhàn)略計(jì)劃，AI將加速免疫組學(xué)發(fā)展。我國(guó)吳玉章教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)建立了病毒表位數(shù)據(jù)庫(kù)、超型數(shù)據(jù)庫(kù)，截至2022年3月，已發(fā)明11種基于大數(shù)據(jù)的AI新方法，實(shí)現(xiàn)了在表位水平對(duì)病毒抗原的快拆、能裝、可調(diào)，推動(dòng)了免疫組學(xué)發(fā)展。

2 免疫組的組成

免疫組包括免疫系統(tǒng)的識(shí)別對(duì)象，如非己抗原、自身抗原、病原體相關(guān)分子模式（pathogen-associated molecular pattern，PAMP）和損傷相關(guān)分子模式（damage-associated molecular pattern，DAMP）等，免疫系統(tǒng)的識(shí)別受體，如BCR、TCR和模式識(shí)別受體（pattern recognition receptor，PRR）等，以及參與免疫應(yīng)答過(guò)程的其他分子，如MHC編碼的分子等［1-3］。免疫組是宿主免疫系統(tǒng)和抗原的互作關(guān)系以及宿主免疫系統(tǒng)應(yīng)答機(jī)制的全景圖譜，目前較為完善的是PAMP、DAMP與PRR的互作圖譜，如PAMP中肽聚糖（peptidoglycan，PGN）被PRR中的Toll樣受體2（Toll-like receptor 2，TLR2）識(shí)別，脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）被TLR4識(shí)別等，DAMP中高遷移率族蛋白B1（high mobility group box1 protein，HMGB1）和熱休克蛋白60（heat shock protein 60，HSP60）均被TLR2識(shí)別等［17-18］。TLR等PRR下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制已得到較為深入的研究［19-20］。巨細(xì)胞病毒和新型冠狀病毒感染等感染性疾病、1型糖尿病和自身免疫性肝病等自身免疫性疾病中，被識(shí)別的病原體表位和自身反應(yīng)性的TCR、BCR（或抗體）已陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)［21-24］。

3 免疫組學(xué)的研究?jī)?nèi)容

3.1 抗原表位組學(xué) 抗原表位組學(xué)是利用肽庫(kù)、四聚體染色、抗體庫(kù)等鑒定TCR或抗體識(shí)別的抗原表位，并研究抗原表位功能，繪制功能性抗原表位圖譜?；趯?duì)抗原表位結(jié)構(gòu)和功能的研究，設(shè)計(jì)和研發(fā)免疫治療藥物或疫苗用于治療或預(yù)防相關(guān)疾病。同時(shí)，研究抗原表位與抗體的互作機(jī)制對(duì)治療性抗體的人源化改造、親和力提高、穩(wěn)定性改造等具有重要意義［25-27］。腫瘤免疫組學(xué)研究中，利用重組cDNA表達(dá)文庫(kù)血清學(xué)分析（serological analysis of recombinant cDNA expression libraries，SEREX）、血清學(xué)蛋白質(zhì)組分析（serological proteome analysis，SERPA）等技術(shù)對(duì)腫瘤抗原表位進(jìn)行篩選和鑒定，為腫瘤疫苗研發(fā)奠定基礎(chǔ)［28-30］。

3.2 免疫基因組學(xué) 免疫基因組學(xué)是通過(guò)高通量測(cè)序技術(shù)，解析人類(lèi)免疫系統(tǒng)的基因序列，揭示免疫系統(tǒng)的遺傳多樣性和個(gè)體差異。免疫基因組學(xué)的研究?jī)?nèi)容包括免疫相關(guān)基因鑒定及功能注釋、免疫相關(guān)基因多態(tài)性與疾病易感性的關(guān)聯(lián)、免疫相關(guān)基因表達(dá)的調(diào)控機(jī)制等。免疫基因組學(xué)研究對(duì)理解免疫系統(tǒng)進(jìn)化和功能、揭示免疫相關(guān)疾病遺傳機(jī)制以及實(shí)現(xiàn)個(gè)體化醫(yī)療具有重要意義［31-34］。免疫基因組學(xué)為免疫學(xué)、遺傳學(xué)和生物信息學(xué)等學(xué)科交叉應(yīng)用提供了新的研究方向和機(jī)會(huì)，將促進(jìn)人類(lèi)免疫健康和疾病治療。

3.3 免疫蛋白質(zhì)組學(xué) 免疫蛋白質(zhì)組學(xué)主要研究免疫系統(tǒng)中的蛋白組成、結(jié)構(gòu)和功能等，利用高通量技術(shù)和生物信息學(xué)分析方法系統(tǒng)性研究免疫系統(tǒng)中的蛋白表達(dá)、修飾、相互作用及其在免疫應(yīng)答和疾病發(fā)展中的作用。通過(guò)分析免疫系統(tǒng)中蛋白表達(dá)和修飾變化揭示免疫應(yīng)答和調(diào)控機(jī)制，發(fā)現(xiàn)免疫相關(guān)疾病的特異性標(biāo)志物，為預(yù)防和治療免疫相關(guān)性疾病提供理論基礎(chǔ)，為疾病早期診斷、預(yù)后評(píng)估和治療等提供依據(jù)［35-38］。

3.4 免疫細(xì)胞組學(xué) 免疫細(xì)胞組學(xué)基于單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)、流式細(xì)胞術(shù)和功能實(shí)驗(yàn)等解析生理或病理?xiàng)l件下個(gè)體免疫細(xì)胞組成，并分析各類(lèi)免疫細(xì)胞表型特征和功能特點(diǎn)以及細(xì)胞間相互作用［39-43］。免疫細(xì)胞在疾病發(fā)展和治療過(guò)程中會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，利用免疫細(xì)胞組學(xué)相關(guān)技術(shù)監(jiān)測(cè)免疫細(xì)胞變化，找到疾病預(yù)后相關(guān)免疫細(xì)胞亞群，可為疾病診斷和治療提供重要依據(jù)，促進(jìn)個(gè)性化免疫治療發(fā)展［7，9，44］。

3.5 抗體組學(xué) 抗體組學(xué)是通過(guò)基因工程抗體技術(shù)體外建立大規(guī)?？贵w庫(kù)（如噬菌體抗體庫(kù)、酵母細(xì)胞抗體庫(kù)、核糖體抗體庫(kù)等），結(jié)合生物信息學(xué)等高通量篩選，優(yōu)化可用于研究、診斷或治療的抗體［45-50］。近年來(lái)高通量單細(xì)胞BCR測(cè)序技術(shù)發(fā)展迅猛，結(jié)合單細(xì)胞BCR測(cè)序技術(shù)可對(duì)分選的每個(gè)抗原特異性B細(xì)胞功能狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，獲取單個(gè)B細(xì)胞VDJ序列，得到抗體輕重鏈的天然配對(duì)信息，提高高親和力中和抗體的篩選效率和成功率，加快全人源抗體藥物研發(fā)［24，51-52］。

3.6 免疫信息學(xué) 將計(jì)算機(jī)科學(xué)和生物學(xué)中的信息學(xué)方法用于免疫學(xué)研究，利用計(jì)算機(jī)算法、統(tǒng)計(jì)學(xué)和數(shù)學(xué)模型分析和解釋免疫系統(tǒng)中的大量數(shù)據(jù)，以揭示免疫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和調(diào)控機(jī)制［53-55］。免疫組學(xué)研究產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)，為了更好地利用已有數(shù)據(jù)資源，研究人員基于免疫信息學(xué)建立了免疫組學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)。這些數(shù)據(jù)庫(kù)整合了來(lái)自不同研究團(tuán)隊(duì)的數(shù)據(jù)，包括抗原表位組學(xué)、免疫基因組學(xué)和抗體組學(xué)等數(shù)據(jù)，為其他研究人員提供了數(shù)據(jù)資源和分析工具，進(jìn)一步促進(jìn)了免疫組學(xué)發(fā)展［56-58］。免疫信息學(xué)既是免疫組學(xué)研究的重要內(nèi)容，也是進(jìn)行免疫組學(xué)研究的重要手段。

4 免疫信息學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)

4.1 ImmPort數(shù)據(jù)庫(kù) ImmPort（https：//www.immport.org/home）由美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院資助，北卡羅來(lái)納州立大學(xué)和密歇根大學(xué)等合作機(jī)構(gòu)共同建立和維護(hù)，包括人類(lèi)和動(dòng)物免疫學(xué)研究的大規(guī)模數(shù)據(jù)集、臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)、基因表達(dá)數(shù)據(jù)、免疫細(xì)胞表型數(shù)據(jù)以及免疫學(xué)相關(guān)生物標(biāo)志物等。除數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和共享外，ImmPort還提供了一系列分析工具和資源，包括免疫學(xué)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和注釋、數(shù)據(jù)挖掘和分析工具、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法和模型等，這些工具和資源有助于研究人員從大規(guī)模免疫學(xué)數(shù)據(jù)中提取有意義的信息，并進(jìn)行更深入的研究和分析［59］。

4.2 VDJdb數(shù)據(jù)庫(kù) VDJdb（https：//vdjdb.cdr3.net/）收集了TCR和BCR的CDR3序列、MHC及其對(duì)應(yīng)的抗原表位信息，涵蓋了多個(gè)物種數(shù)據(jù)，包括人、鼠和其他哺乳動(dòng)物，用于解析免疫系統(tǒng)中抗原-受體相互作用位點(diǎn)。同時(shí)提供了一些在線(xiàn)分析工具，如免疫表位預(yù)測(cè)工具和CDR3序列聚類(lèi)分析工具，幫助研究者更好地理解和解析數(shù)據(jù)［60］。

4.3 IEDB數(shù)據(jù)庫(kù) IEDB（https：//www.iedb.org/）收集整理了抗原表位、免疫應(yīng)答相關(guān)數(shù)據(jù)，包括抗原表位、抗原-抗體相互作用，免疫識(shí)別等信息。其在線(xiàn)分析工具可用于抗原表位預(yù)測(cè)、評(píng)估表位與受體的結(jié)合強(qiáng)度等。其他抗原表位數(shù)據(jù)庫(kù)BIMAS、YFPEITHI、NetMHC-4.0、NetMHCpan-4.1等也可用于抗原表位預(yù)測(cè)［61］。

4.4 InnateDB數(shù)據(jù)庫(kù) InnateDB（https：//www.innatedb.ca/index.jsp）用于存儲(chǔ)、檢索和分析與先天免疫系統(tǒng)相關(guān)的基因、蛋白、信號(hào)通路和相互作用信息，提供了豐富的注釋、交互信息和可視化的互作網(wǎng)絡(luò)圖，幫助研究人員鑒定和分析先天免疫系統(tǒng)中的重要調(diào)控因子和信號(hào)通路［62-63］。

4.5 ImmGen數(shù)據(jù)庫(kù) ImmGen（https：//www.immgen.org/）收集整理了大量免疫系統(tǒng)相關(guān)基因表達(dá)數(shù)據(jù)，包括多個(gè)免疫細(xì)胞類(lèi)型和亞群，如T細(xì)胞、B細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞等，并提供了多種數(shù)據(jù)分析和可視化工具（包括差異表達(dá)分析、聚類(lèi)分析、基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)和基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)等），有助于研究人員了解不同免疫細(xì)胞類(lèi)型的功能和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)［57，64］。

4.6 Allele Frequency Net數(shù)據(jù)庫(kù) Allele Frequency Net Database（http：//www.alle-lefrequencies.net/）匯集了來(lái)自不同族群和地理區(qū)域人群的樣本遺傳數(shù)據(jù)，包括基因型頻率、等位基因頻率和遺傳多樣性等信息，有助于研究人員了解人類(lèi)種群遺傳變異的地理分布和演化歷史，在人類(lèi)遺傳和生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域發(fā)揮重要作用［65］。不同疾病人群MHC等位基因頻率等信息有助于解析疾病易感MHC等位基因，并發(fā)現(xiàn)誘發(fā)疾病的抗原表位［66］。

5 免疫組學(xué)的研究意義

5.1 揭示免疫系統(tǒng)與疾病的關(guān)聯(lián) 免疫組學(xué)研究可深入了解個(gè)體間和種群間免疫應(yīng)答和疾病易感性差異，揭示免疫系統(tǒng)與疾病的關(guān)聯(lián)。通過(guò)免疫組學(xué)研究可發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致疾病易感性和發(fā)展的遺傳因素、免疫應(yīng)答異常等，為疾病的預(yù)防、早期診斷和治療提供依據(jù)［36，66-67］。

5.2 促進(jìn)新型疫苗和免疫治療策略開(kāi)發(fā) 通過(guò)鑒定免疫系統(tǒng)識(shí)別的抗原表位和解析抗原表位發(fā)揮作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，可針對(duì)性地設(shè)計(jì)和研發(fā)具有更強(qiáng)保護(hù)效應(yīng)的疫苗，為疾病預(yù)防提供新的可能性［25，53，55］。免疫治療通過(guò)調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)治療疾病，包括免疫抑制劑、免疫增強(qiáng)劑和免疫細(xì)胞治療等。免疫組學(xué)通過(guò)檢測(cè)和分析免疫細(xì)胞、細(xì)胞因子和免疫相關(guān)基因變化，幫助優(yōu)化免疫治療策略。通過(guò)了解免疫細(xì)胞的功能和調(diào)節(jié)機(jī)制可設(shè)計(jì)更精準(zhǔn)的免疫治療方案，提高治療有效性和安全性［44，68］。

5.3 推動(dòng)個(gè)體化醫(yī)療和精準(zhǔn)藥物治療 通過(guò)免疫組學(xué)檢測(cè)和分析免疫細(xì)胞表型、功能和分布等特征評(píng)估個(gè)體免疫系統(tǒng)狀態(tài)，包括免疫細(xì)胞功能狀態(tài)及免疫調(diào)節(jié)的平衡狀態(tài)等。這些信息能夠幫助醫(yī)生更好地預(yù)測(cè)個(gè)體對(duì)疾病的易感性以及個(gè)體對(duì)特定藥物的反應(yīng)性，為每位患者提供個(gè)體化診斷、治療和預(yù)防策略，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)藥物治療［8，69-71］。如在癌癥治療中，免疫組學(xué)可分析免疫細(xì)胞的抗腫瘤活性和可能存在的免疫逃逸機(jī)制，從而指導(dǎo)免疫治療方法的選擇和監(jiān)測(cè)免疫治療效果［72-74］。

6 免疫組學(xué)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

6.1 多組學(xué)整合分析 多組學(xué)整合是免疫組學(xué)未來(lái)發(fā)展的必經(jīng)之路。免疫組學(xué)與其他組學(xué)領(lǐng)域，如暴露組學(xué)（exposome）、表觀(guān)遺傳組學(xué)（epigenome）和代謝組學(xué)（metabonomics）等的整合分析將有助于全面理解免疫系統(tǒng)對(duì)環(huán)境因素的響應(yīng)和調(diào)節(jié)機(jī)制，進(jìn)一步探索疾病發(fā)生和發(fā)展的分子機(jī)制［67-68，73-74］。

免疫組學(xué)研究了免疫系統(tǒng)在正常和疾病狀態(tài)下的組成、結(jié)構(gòu)和功能，而暴露組學(xué)揭示了個(gè)體暴露的多種環(huán)境因素，如接觸不同化學(xué)物質(zhì)、不同病原微生物等。將這兩個(gè)領(lǐng)域結(jié)合可深入研究環(huán)境因素對(duì)免疫系統(tǒng)的影響及其與疾病的關(guān)系。通過(guò)整合個(gè)體的免疫組學(xué)和暴露組學(xué)數(shù)據(jù)建立預(yù)測(cè)模型可識(shí)別出與特定環(huán)境暴露相關(guān)的免疫特征和生物標(biāo)志物，從而預(yù)測(cè)個(gè)體的免疫狀態(tài)和潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)，并為個(gè)體提供定制的免疫調(diào)節(jié)和治療策略。表觀(guān)遺傳學(xué)研究了基因表達(dá)和表觀(guān)修飾變化，將其與免疫組學(xué)結(jié)合能夠找到與免疫相關(guān)的表觀(guān)遺傳標(biāo)記和調(diào)控因子，如DNA甲基化、組蛋白修飾和非編碼RNA等，從而深入了解免疫系統(tǒng)的表觀(guān)遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，揭示表觀(guān)修飾在免疫應(yīng)答和疾病發(fā)生中的作用。而免疫組學(xué)、暴露組學(xué)和表觀(guān)遺傳學(xué)聯(lián)合分析可實(shí)現(xiàn)對(duì)免疫系統(tǒng)、環(huán)境因素和表觀(guān)調(diào)控的全面分析，為理解疾病發(fā)生和發(fā)展的分子機(jī)制提供更深入的視角。

2020年比利時(shí)魯汶大學(xué)環(huán)境與健康中心牽頭制定了“EXIMIOUS”計(jì)劃［68］?！癊XIMIOUS”計(jì)劃利用系統(tǒng)生物學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)等綜合分析暴露組學(xué)、免疫組學(xué)和其他組學(xué)數(shù)據(jù)（表觀(guān)遺傳組學(xué)等）與個(gè)體疾病的關(guān)聯(lián)，探索從暴露組學(xué)到免疫組學(xué)再到疾病的整個(gè)過(guò)程，解析導(dǎo)致不同階段人群暴露相關(guān)免疫效應(yīng)的因素，進(jìn)而確定最關(guān)鍵的暴露類(lèi)型以及承擔(dān)最高風(fēng)險(xiǎn)的個(gè)體/群體，以便在個(gè)體和群體層面采取正確的疾病預(yù)防措施。

6.2 免疫組學(xué)與AI結(jié)合 AI的應(yīng)用能夠極大地推動(dòng)免疫組學(xué)的研究。免疫組學(xué)數(shù)據(jù)獲取和分析通常是復(fù)雜且耗時(shí)的，包括大規(guī)模的基因表達(dá)數(shù)據(jù)、蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)以及細(xì)胞代謝數(shù)據(jù)等。AI技術(shù)可幫助處理和解讀這些大規(guī)模數(shù)據(jù)，提供更準(zhǔn)確、高效的結(jié)果。如基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法的分類(lèi)模型可幫助識(shí)別免疫應(yīng)答的關(guān)鍵因素和特征，從而更好地理解和預(yù)測(cè)免疫系統(tǒng)的功能和異常［75-77］。

另一方面，免疫組學(xué)和AI結(jié)合也可在疾病診斷和治療方面發(fā)揮重要作用。通過(guò)整合臨床數(shù)據(jù)、基因組數(shù)據(jù)、免疫組學(xué)數(shù)據(jù)和其他相關(guān)數(shù)據(jù)，AI可幫助建立更準(zhǔn)確的疾病模型和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，有助于早期發(fā)現(xiàn)和預(yù)測(cè)免疫相關(guān)疾病風(fēng)險(xiǎn)，為個(gè)體化治療方案提供指導(dǎo)［71-72，78-80］。

此外，免疫組學(xué)和AI結(jié)合還可以在流行病學(xué)研究和公共衛(wèi)生領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。通過(guò)整合大規(guī)模的流行病學(xué)數(shù)據(jù)和環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)，AI可幫助揭示疾病傳播和發(fā)生規(guī)律，提供更精確的預(yù)測(cè)和干預(yù)策略。如結(jié)合免疫組學(xué)和AI的方法可幫助識(shí)別特定人群在疾病暴發(fā)時(shí)的易感性，從而采取針對(duì)性的預(yù)防和控制措施等［81-84］。

2023年7月，國(guó)際電信聯(lián)盟（International Telecommunications Union，ITU）在日內(nèi)瓦召開(kāi)了“AI for Good全球峰會(huì)”。HIP董事長(zhǎng)JANE METCALFE和首席執(zhí)行官HANS KEIRSTEAD在峰會(huì)上發(fā)表講話(huà)，詳細(xì)介紹了如何通過(guò)解碼和構(gòu)建免疫系統(tǒng)的AI模型革新我們應(yīng)對(duì)疾病的方式，并使每個(gè)人都能夠活得更長(zhǎng)、更健康。峰會(huì)上指出，免疫系統(tǒng)是人體對(duì)抗疾病和改善健康的關(guān)鍵，但其復(fù)雜性限制了人類(lèi)對(duì)免疫系統(tǒng)的充分利用，AI為人類(lèi)提供了能夠處理數(shù)萬(wàn)億數(shù)據(jù)的工具用以建立免疫組學(xué)模型?？梢酝ㄟ^(guò)生成反映人類(lèi)多樣性的免疫學(xué)基線(xiàn)和功能性數(shù)據(jù)集解析免疫系統(tǒng)在不同年齡、種族、性別、社會(huì)經(jīng)濟(jì)階層和健康狀況下的變化，開(kāi)發(fā)針對(duì)癌癥、阿爾茨海默病、心臟病和自身免疫病等疾病的特異性診斷和治療方法，并通過(guò)預(yù)防疾病和提高治療效果大幅減少全球醫(yī)療保健成本。

7 總結(jié)

免疫系統(tǒng)成員廣泛分布于機(jī)體內(nèi)各器官組織，維持生理穩(wěn)態(tài)或參與組織損傷。因其成員和功能的復(fù)雜性，單一的技術(shù)手段難以全面、深入地探究免疫系統(tǒng)在疾病中發(fā)揮的作用及機(jī)制。而免疫組學(xué)發(fā)展為全面、深入解析免疫系統(tǒng)識(shí)別受體與抗原的互作關(guān)系、免疫細(xì)胞和分子在疾病發(fā)生發(fā)展的作用機(jī)制等提供了可能。多組學(xué)與AI的深度融合將進(jìn)一步推動(dòng)免疫組學(xué)發(fā)展，加速新型疫苗研發(fā)和疾病精準(zhǔn)治療，為全人類(lèi)健康事業(yè)貢獻(xiàn)力量。