对大多数人来说,现代免疫学的术语是令人莫名其妙的。甚至免疫学家也常会觉得他们的同行难以理解。因此,言辞坦率的柯恩在这个令人迷惘的概念(例如自我/异物、辅刺激信号、在清单中拣选等)汪洋里是一个很受欢迎的小岛。
柯恩已经86 岁,不过仍然是美国加州拉霍亚的索尔克生物学研究所的成员。通过将自己的理念一一阐明,他实际上等于为免疫学制定了一套规则。他还已利用这些规则建造了一个电脑版的人类免疫系统。柯恩说:“如果你不能把它弄清楚,那就是你自己都对它不明白。”
柯恩是一位微生物学家兼生化学家,过去50 多年来一直致力于研究免疫系统。他认为自己并不是一位理论家,而是概念论者,即设法将许多小理论组合成为可以理解的大概念的专家。柯恩目前在索尔克生物学研究所里领导一个“概念性免疫学研究组”。他说:“理论家大部分来自物理学界和数学界,对免疫学缺乏了解。”
柯恩很有名望,因为他解释了不少关于免疫系统演化过程和运作方式的概念,从而平息了许多激烈的争论。美国国家过敏症及传染病研究所的免疫学家麦津格(Polly Matzinger)说:“柯恩是最聪明、最全面、最有创造力的免疫学理论家。”
柯恩的基本免疫学规则之一是假设有一种他称之为“保护物”(Protecton ) 的东西,而这一规则如今已成为他那套电脑化“合成免疫系统”的基础。柯恩在上世纪80 年代初便已开始构思这套系统。
1990 年,柯恩和他的长期合作者兰曼(Rodney Langman ,已于2002 年去世)提出一个理论说:正如砖墙由许多一模一样的砖块砌成那样,免疫系统是由许多几乎完全一样的保护物构成的。每一个保护物包含1000 万个免疫细胞和多种不同的生化物质,这些细胞和生化物质合力对抗入侵者、保护身体。这两位研究人员相信,动物的躯体越大,拥有保护物就越多。
八年多前,柯恩、兰曼和编程员马达(James Mata)合力改进他们的电脑模型时,那些体积细小的保护物帮助他们解决了许多非常复杂的免疫系统问题。
柯恩说:“一只老鼠有10 吕个免疫细胞,而一个人有10 眼个。这等于说,老鼠有10 个保护物,人则有10 万个。然而,老鼠所得到的保护与人类所得到的保护是相等的,因为两者每一毫升血液所含免疫细胞和生化物质的数量是相等的。事实上,一只1 克重蜂鸟的抗病能力并不逊于一头10 吨重的大象。”
这种合成免疫系统显然仍有瑕疵,而柯恩也承认它对用户而言还不够方便,并且认为这可能就是很少人使用它的原因。然而,加拿大埃德蒙顿艾伯塔大学的免疫学家安达森(colin Anderson) 说:“这是一种很有用的工具。它只应用了很少的免疫系统规则,却能让你看到这些规则如何支配免疫系统的工作。”安达森本人的研究重点是如何防止免疫系统攻击移植的器官和细胞。
柯恩说,有了这种合成免疫系统,研究人员便可以对各种不同的假设进行测试,以证明他们自己的模型是否能模拟真正的免疫系统。他将一个能模拟人体击败某种感染的模型作为例子。人体通常可以在几天内将这种感染消除,但他指出:“电脑显示它要一个月时间才能够产生有效的免疫反应。一个月后病人可能已经死亡了。那么,导致延迟的是这些假设中的哪一个呢?”
艾伯塔大学的安达森说,他想到的是该系统会不断改进,将来它也许能帮助解答某些在今天无法解答的艰难问题,例如怎样可以使糖尿病患者的免疫系统更能容忍被植入的产胰岛素尽细胞。
柯恩说,无论电脑免疫系统将来能不能实际使用,它最终一定会成为一种有价值的工具。他说:“只要它能帮助我们发现真相,它就很有价值。不过,我不知道它将有什么用途。”
尽管说话直爽,柯恩仍保留着一般免疫学家的作风。他并没有透露他的终极目标是什么,也没有透露他为什么要花20 多年时间来研发电脑版的免疫系统。然而,他已经学会了与怀疑者相处。柯恩说:“我对这个已经免疫了。”
电脑化免疫学
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