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对战“免疫海啸”,他在西湖实验室筑牢健康“防火墙”

浙江省科学技术协会
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近日,记者走进西湖实验室,这里热闹非凡,拥有科学梦想的青年人们,穿梭在实验室或办公室里,用夏日激情探索未知领域。

西湖大学/西湖实验室特聘研究员徐和平和他的团队成员们亦是如此。

2019年,徐和平入职西湖大学,并在此建立了系统免疫学实验室。2020年,西湖大学牵头组建生命科学和生物医学浙江省实验室(西湖实验室),徐和平作为双聘科学家就免疫分子机制组织科研攻关。

追踪免疫细胞的发育与应答过程,解析对人体健康至关重要的免疫系统是如何工作的,是徐和平团队近5年以来最重要的工作。

西湖大学/西湖实验室特聘研究员徐和平 受访对象供图

和“免疫海啸”对战的人

徐和平办公室对面就是实验室,走进去,一排排实验设备整齐排列。在这里,他们专注于研究人体免疫系统健康难题。

免疫系统是人体的安全卫士。一旦病菌或病毒入侵,免疫网络会自动启动炎症反应,对外来者展开“攻击”。但是长期持久的慢性发炎又与多种自免性疾病的发展密切相关,比如多发性硬化症,炎症性肠病,系统性红斑狼疮等。目前临床上,还并没有彻底根治与慢性炎症相关的疾病的方法。

健康人体内的免疫反应水平是平静的水面,偶尔的微风会荡起一些涟漪,但炎症就像海啸,慢性炎症就是让身体长期处于波涛汹涌的“海啸状态”。徐和平很擅长科普,他将炎症比喻成人体免疫海啸,“我们的工作就是要找到‘海啸’发生的原因,从源头舒缓它,让身体重新回到‘平静’的状态。”

在他的描述中,免疫细胞是个“外向”的“e型人格”——“从骨髓中发育出来,当身体不同部位需要的时候,它会咚咚咚地会跑到各处,去开展工作。跑到不同的组织,就需要去和新组织进行交流交互,适应新的环境,进行免疫稳态的维持。”

那么它们是如何展开交流的?又是什么在调控着它们的交流进程?近年来,团队“追踪”到了不少创新成果。

比如他们发现,一种古老的免疫细胞嗜酸性粒细胞,并不只有传统理论中认为的单一功能。经过团队验证,它可以接受肠道神经系统的调控,并能促进肠道粘液分泌,为小肠筑起更坚实的免疫“防火墙”。相关研究于2023年9月发表在《科学》杂志上。

脑膜B淋巴细胞发育与阴性筛选研究总结示意图 受访对象供图

此前,团队还发现,哺乳动物脑膜可以生成并发育B淋巴细胞。这项研究改写了免疫细胞B淋巴细胞只在骨髓中发育和筛选的传统免疫教科书理论,为更多神经系统自免性疾病、颅内感染性疾病等的发病机制带来了新的理解角度。

“每天都是新的开始”

在徐和平带领的实验室,部分空间用来做分子细胞分化相关工作,旁边的一个小房间里,则是用来做动物解剖、组织提取等相关实验。夏日阳光照射下,实验室窗明几净、宽敞明亮。

提起科研过程中,有没有特别具有成就感或挫败感的时刻,徐和平很淡定:“其实对于我们来说,每天都是新的失败,每天也都是新的开始。”

相关的实验经常需要和小鼠模型相伴,控制不同小鼠的基因表达,设置变量,观察不同变量下,每一步可能会发生的变化。

徐和平说,这时候就有可能产生各种各样的“失败”。一种是实验操作出现了问题,对照出错等,导致没有办法得出结论;另一种则是没有验证出预期的假设。“第二种,其实也不算失败,是为通往成功的几条道路中,排除了错误选项。”

同时,每次实验验证的过程也是漫长的。徐和平介绍:“比如将携带a基因和b基因的小鼠放在一起到生出一只鼠,大概需要三周。这只小鼠能长成免疫学模型,一般要两个月时间,做个感染性的实验要一个星期到一个月,再拿到样本,进行分析……大概四个半月的时间就过去了。”

这四个多月换来的可能大多数还是失败。“我相信,只要做最前沿的,探索人类未知领域的时候,每天的失败在所难免。”讲起科研,或关于自己研究领域的专业知识时,徐和平通常都会带着“热爱”的笑容,穿插“挺好玩”“很有趣”之类的形容词,一字一句娓娓道来。

徐和平团队合照 受访对象供图

最重要的是自我驱动力

很难想象,这位系统免疫学教授,一直到博士学位前,专业都是“昆虫发育”,从来没机会学过免疫学课程。徐和平说,转折就发生在硕士研究生毕业后的暑假。“当时想学习清华大学老师的双光子显微镜技术用于观察昆虫的翅膀发育过程。这台显微镜在实验室里通常被用来看小鼠体内的细胞是怎么跑来跑去的。接触了几个月后,觉得免疫学很有趣,就继续留在清华学习免疫学了。”

从那时开始,他开始系统性学习免疫学的知识框架,利用时间进行大量的知识积累。不管对自己还是对学生,他总是说,自我驱动力是最重要的。“有了自我驱动力,就会主动花时间去完成自己的目标。”

博士时期却还是免疫学“新生”的他,并不会觉得追赶进度是一件特别费力的事情。“因为去研究世界上前沿的免疫学问题这件事,大家都是在同一起跑线上。而且,科研是长达一辈子需要终身学习的事情,博士开始并不算晚。”徐和平说道。

所以现在对团队的成员和学生,徐和平也选择“放养”。“我不要求他们每天固定在实验室的时间,但要清楚自己在做什么,未来打算怎么做,做好时间管理。”每周,他会和每位学生进行半小时或一小时的对谈,了解最近实验进展以及遇上的难题等,其他时候,就不再做太多的干涉。

西湖实验室 图源:西湖实验室

5年过去,他觉得在这里工作的感受,比预期的更好。他表示:“不管是学校、实验室,还是社会都为科研人员给予了充分的支持,让我们能心无旁骛的按照自己的科研想法,做自己的事情。

尤其是西湖实验室推行的“高风险高回报(HRHI)”项目资助计划,重点支持亟需“推一把”的研究,在关键时刻及时给予了我们强力的信任与支持,推动我们的项目快速取得重大进展。”

随着经济发展,我国对于提高人民健康水平的需求日益凸显。慢性炎症也将成为未来亟需解决的重要难题。“希望通过我们的研究,能为相关病症治愈带来新的思路,用科学护航生命健康。”徐和平说道。

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