深度交叉！医学成长怎样借重而为

编者按

人类自衍生之日起，就在与重病作战斗中发展和强大。历程和实践都十足证实，唯独依附科学技术，人类才能从基本上搜到克服重病的有效途径妥协决计划。

当下，学科交叉已然渐渐变成科技革新的源泉，变成科学世纪1个不能代替的研发范式。而生命科学与医学行业已然变成汇集多学科前端研发的“主阵地”，如此，逐个学科之间该怎样交叉协作才能实行革新冲破？

为此，本报特邀两院院士及顾问学者围绕这一话题敞开研讨，旨在进一步鞭策多学科交叉，督促医学成长，为人类健康作出新奉献。

中国科学院院士苏国辉

神经科学与治理科学必将更深“交汇”

神经科学已与众多学科深度交叉和交融。一方面神经科学的成长已对治理科学构成了粗浅牵连。比如，在治理科学行业，研发者运用神经科学的方式，对与抉择、消费言行、信赖创建、市场判定等有关的脑科学体制进行研发，还将治理科学的理论和神经科学理论相交融。能够说，神经科学方式的运用拓展了治理科学的学科边缘。

除研发方式，神经科学的研发进展有望为治理科学的研发供应新思路。比如，根基研发发掘运动、光疗、中医提炼物等副功效小、接受度高的非传统医药干预方略可对植物的情感、注重、记忆甚至抉择等脑性能起正性调整功效。如能将上述非传统医药干预方略在治理科学行业进行转变研发，简直将为制订可高效提高抉择及工作效益的新式干预计划带来较大契机。

另一方面，对治理科学有关学术问题的脑科学研发也有助于深入了解和讨论人类大脑的高难工作原理，而这类原理在植物模型研发中很难被揭露。因而，治理科学与神经科学的深度交叉将对人类言行的预判构成首要牵连。

中国科学院院士贺林

革新是学科交叉唯独目标

学科交叉向来是科技革新的源泉，诺贝尔奖中众多的获奖者均来自交叉学科就是最佳的例证。

1998年，美国斯坦福大学“Bio-X策划”由美国科学院院士James Spudich和诺贝尔奖获取者朱棣文一同发动，以处理生命科学的问题为“初心”，基于斯坦福大学生物学与医学、工程学、计算机科学、物理学、化学等学科展开跨学科研发，督促了生物学与各学科行业研发职员的沟通交流与协作，顺利破译了人类遗传基因暗码，变成美国以大型跨学科研发策划为中心鞭策跨学科研发和协同革新的榜样。

往年恰逢上海交通大学最早建造的学科交叉平台——Bio-X研发院（上海交通大学原Bio-X核心）建立20周年。20年来，咱们终究以生命科学为“交叉点”、解码生命为“初心”，交叉交融校内外多学科资源，在脑科学、遗传与发育生物学、生物数据学、DNA纳米技术、基因组分析与合成等方向获得冲破，彻底破解“有记录的人类第一例孟德尔式遗传病”的致病基因和分子体制，并保持不懈地开拓精神分裂症等脑重病的致病原因、革新生物学大信息解析理论和方式、智造DNA纳米机械人、冲破“卡颈项”瓶颈实行超高通量化学生物学基因合成。

另外，咱们还在以生理精神重病遗传学为代表的文理交叉、为打扫出身缺点展开的医工交叉的“遗传咨询”、生物学大信息与数据科学的交叉、纳米科学与核酸解析的交叉、化学生物学交叉等方面获得了成绩。

展开跨学科研发，自然须要多学科天才的支持。但主观地说，现在总体的教育系统相对交叉学科研发的需要来说还远远不足，特别是缺少对学生将根基常识内化成独立的科学精神、意识和方式的本领养成。

展开学科交叉工作必需冲破常规、兼容并包，特别须要科学家本事得住、呆得住、保持得住。而针对交叉学科研发，不论是评项目还是评人，都应该“唯革新”，由于革新是学科交叉的唯独中心目标。

实则，许多交叉学科的研发尝试原始于突发的“灵感”，通常连最根本的验证都还没有做过，更不要提研发根基，几乎很难申报到专项经费追随。因而，怎样真实精确地追随有远古革新后劲的交叉研发项目开启，仍须要在政策上和程序上有更多细节的考量。

中国工程院院士丛斌

多学科共推科学研发新范式创立

当下，生命科学研发碰到了绝对的窘境，医学行业对大多数重病的领悟和治愈并没有本质的冲破。人类重病模型研制根本采取的是形式植物，因为物种差别，植物重病模型的发病流程、病理体制、发病状况和痊愈等与身体的真正世界尚存较大差异。

生命科学行业的研发并非只限于于用超前的目测措施，揭露亚细胞程度或分子程度的宏观构造，用超前技术所发掘的这类静态构造，仍然不可表征生命的宏观动态流程。而细胞、亚细胞或分子程度的宏观生命活动是基于绝对的构造存在所表征的构造间体系互作，以这类互作所履行绝对性能的时空改变动态流程。

因而，须要创建新的科学范式研发生命行业的三大根本科学问题：一是分析身体宏观构造，二是揭露构造间的关联联系，三是开拓构造及其履行性能的时相性改变法则。身体是最高难的高智商网络运作体系，通过对该生命体系的科学分析可以破解生命行业的诸多难题。

分析身体网络化的运作体制须要生命科学与数学、数据科学、工程技术、化学、物理学等多学科交叉互鉴、深度交融，革新研发范式。借用当代数据技术对生命数据进行收集、解决、存储、调整、发掘妥协析，推动体系生物学研发向可定量、可计算、可调控、可预判的方向跃升，驱动生命科学研发改变为“信息密集型科学发掘”的新范式，以实行对生命实质的体系揭露；广泛体系刻划人类数字生命和全息身体，研制更迫近人类重病真正世界的数字化身体重病模型，是生命科学行业的世界前端。

同时，身体全息生命体系网络分析的研发也能够督促数学、化学、物理学、数据科学、生产业、农业等行业的科学技术进步。

中国科学院院士赵继宗

脑科学研发应与临床神经学科交融

我国脑策划是以开拓大脑机密、攻克大脑重病为导向的脑科学研发，以创建和成长人工自动技术为导向的类脑研发。脑科学研发须要心理学、生物学、物理学、基因组学、生物化学、计算机科学、原料科学等多个学科参加。不管是脑科学研发抑或类脑研发，都须要神经外科、神经内科和精神科等临床神经学科交融，使得研发成果向临床转变。

因为伦理等原因，科学家难以用侵入式技术研发人脑。研发脑重病（伤害）导致人的思想、话语等脑领悟性能阻碍或开颅手术实时脑性能探测，是开拓人脑神经体制的首要途径。我国有关重病病人一定数目大，慎密调整临床与根基力量，从反向思路入手研发领悟性能的神经体制，是我国脑科学研发的优势之一。

与领悟有关的脑重病之因此诊治艰难，首要是由于对这类重病的发病机理缺少认知。临床神经学科在诊治神经体系重病的流程中获得身体生物学标本，开颅手术获取各种人脑重病的病理学标本，能够为脑科学根基研发供应珍贵的研发原料。脑机插口是类脑研发行业唯独工业化的行业。脑机插口技术在人与外部设施之间创建直接连通通路，以脑信号为根基，通过脑机插口实行操控人机混合体系。脑机插口、医疗外骨骼机械人须要向临床转变，为脑和脊髓侵害的偏（截）瘫病人或/和失语的病人供应自动化的神经性能代替。

多年来，咱们与中国科学院、北京师范大学等高校院所协作，在颅脑手术中综合应用正电子发射断层扫描术和性能磁共振成像等脑成像神经导航技术，展开脑重病病人话语和视觉感觉环路的有关研发，验证了中国人大脑话语区有别于拼音文字话语区的科学推论，绘制出精确化的脑性能和神经环路图谱，从“脑领悟神经环路连通”程度进一步揭露话语区性能重塑的体制。现在持续展开“脑伤害后领悟有关环路的特点、重塑和恢复体制研发”，为进一步揭露人脑伤害后思想阻碍体制，寻找新诊治方式。

脑科学行业须要养成跨学科、跨行业复合型天才，有利于脑科学从根基研发向临床医学转变造福于人类。

中国科学院院士陆林

多学科交叉交融实行精神重病精确诊治

据2017年世界重病负责报表显现，世界约有9.71亿人饱受精神重病的搅扰。但在我国，各种精神重病的抱病率高达16.6%，此中以焦急阻碍和心情阻碍最为常见。

紧随人口老龄化并且新冠疫情的牵连，精神生理问题的重病发病率和重病负责将进一步扩大。精神重病的产生与遗传、场景、年纪等原因紧密有关，是多种原因一同功效的结果，但其准确病因并非明确，诊疗首要依附患者的临床体现和医师的临床经历，缺少主观根据，造成临床上难治性比率高达30%左右。

因而，精神医学与其余学科的交叉针对精神重病的防备、辨认和干预有首要意思。现代脑科学的研发牵扯多学科的交叉交融，综合应用影像学、分子生物学、数据科学及工程学等新技术，便于深入开拓精神重病的发病体制，放慢新式精神科医药的研究，以实行精神重病的精确治愈。

咱们队伍既往通过生理学、领悟科学和精神医学相结合，借用病感性记忆再稳固理论发掘了唤起—衰退范式，能够有效解除恐慌和成瘾的复燃，为恐慌有关精神重病并且医药成瘾的治愈供应了新的视角。咱们还借用神经科学技术和转基因植物发掘，成瘾记忆的贮存和表示须要大脑基底外侧杏仁核的参加，基底外侧杏仁核神经元集群介导了这一流程。

紧随将来医学的迅速成长并且神经科学、生理学、计算机科学、生物数据学、物理学、生物化学等多学科研发的不停革新，精神重病的发病体制与诊治技术将获得广泛冲破。结合脑磁图、核磁共振、PET、近红外成像等神经影像技术将发掘精神重病的主观生物学标注物，实行精神重病早防早疗；结合生物数据学，通过大信息模仿建模能够实行实时最好抉择，改进诊断过程，迅速从数百万候选化合物中辨认潜在的生物活性分子，督促精神类医药的研究；结合人工自动，虚拟现实技术实行对交际阻碍等精神重病进行生理痊愈训练，拥有充足的表情和肢体动作、拟人的感情头脑、场景感觉的机械人医疗在与孤傲症儿童互动和痊愈教育中拥有独到的优势。

另外，精神医学还将与神经科学、神经外科、就寝医学、消化科、心外科、耳鼻喉科、性能内科学等大医学创建更实时快捷、更深入的联系会诊形式，调整多学科医疗资源，提升疑难重症的诊治本领，养成复合型天才，开创全学科医学协同革新的新局势。

广东省人民医院院长余学清

生物医学成多学科前端交叉“集结点”

从科学成长的历程来看，最开启并没有明确学科分类，人们不过有认知自然的朴实欲望。紧随研发内容的增加，分工越来越细，相似的研发内容渐渐就生成了1个学科。

而身体是十分高难而又精密的体系，单一学科通常难以揭露其内在法则，须要多学科协作，采取新的研发措施、方式和技术的集成并且新的理论冲破。

21时代是生物医学的时代。生物医学与物理、化学、数学等根基学科，与原料、数据、工程等运用学科之间的交叉日趋慎密。电子显微镜和冷冻电镜、新的组学技术、人工自动技术的运用使医学研发的措施有了质的飞跃。不少过去不能辨认的重病现在变得简洁可行，过去难以治愈的恶疾也有了治疗的期望。

大信息世纪催生了数字医疗的快速成长，广东省人民医院（广东省医学科学院）一方面强化“医疗+互联网”等聪慧医疗的建造，便利病人快捷和安全就医；另一方面借用海量医疗信息数据，强化基于大人群样件的真正世界医学研发。新冠疫情时期，我院临床检查诊疗学的研发队伍与原料工程学顾问队伍协作，将纳米胶体金、稀土探针等新兴原料运用到病原体探测系统的建立中，顺利研究新式冠状病毒核酸迅速探测试剂盒。肾外科队伍与新加坡等国际研发队伍协作，通过采取新的遗传学技术，搜到了中国汉族人群IgA肾病特有的易感基因，并进一步借用冷冻电镜技术研发IgA肾病患者IgA分子的晶体构造，探明IgA肾病确实切致病体制。

多学科的前端交叉汇聚在生物医学行业，必将催生新的生命科学的进步和成长，从而从彻底上变化生命科学的风貌，并带动和督促有关学科的成长和进步。生命医学的成长必定会对人类健康做出直接奉献，愈加首要的是它将督促科学形式的改变和总体科学技术的成长，从而通过经济社会成长对人类健康构成基本性的牵连。

北京大学人民医院临床免疫核心主任栗占国

跨学科交叉为风湿免疫病学成长“提速”

跨学科交叉针对风湿免疫病学的临床诊治和研发至关首要。风湿免疫病多为病因高难的疑难性重病，从发病体制到临床诊疗和治愈无不须要学科间的协作和革新，如致病性分子的发掘和靶向治愈医药的研发。而冲破和灵感多源自不同行业常识的碰撞。

正是与不同临床专科、医技学科的协作，风湿免疫病诊治程度才获得成长提升。临床医师经常面临诊治中的问题，如初期诊疗中的艰难和治愈方式的缺少，但却无力处理，而跨学科顾问则能能通过革新技术和不同的方式，破译发病体制、发掘要害致病分子和标注物。

从近20年来的成长因此，风湿免疫病行业离不开跨学科协作，经典例证之一是肿瘤坏死因子（TNFα）成为类风湿关节炎（RA）治愈靶点的发掘。因为TNFα在RA中的致病体制获得免疫学家的证明，鞭策了抗TNFα生物靶向医药的研究，并由临床进行验证，使之变成RA治愈的首要方式。另一例证是咱们在新式治愈方式的研发中，通过与免疫学顾问的协作，发掘了体系性红斑狼疮（SLE）患者的免疫细胞缺点并且白介素—2（IL—2）的调控功效，经过与免疫学及药学等学科的顾问协作，证实了低剂量IL—2治愈SLE的临床疗效明显，完结了从发病体制到治愈的临床转变，变成临床上SLE的治愈医药之一。

跨学科、多专业交叉协作在风湿免疫行业已成共识。从不同形态的小型交叉学科论坛、讨论会到跨行业的年会，搭造了多学科交流的平台，督促了本学科的成长。较近，咱们联合西欧、亚太国度等国际上10余位风湿免疫行业的有名顾问生成共识并刊登文章，呼吁本专业与其余行业的协作，鞭策风湿免疫病研发和诊治方式的“推翻性革新”,进而督促本学科的革新和冲破，此举获得国际风湿免疫学界的踊跃呼应。

跨学科协作就是博采众长，聚四海之气，它必将变成风湿免疫学科成长的基石。

解放军总医院肝胆胰内科学部主任刘荣

多学科交叉的“革新逻辑”

医学成长随同科技的进步与革新，从最初的依附经历和试验的传统医学，到对数字影像、大信息、手术机械人等新技术广泛运用的当代医学。医疗科技革新不单要具有医学头脑，同时还要具有工程头脑等学科头脑。不同的学科互相碰撞，在交叉革新的逻辑中衍生新的医疗技术。

医学需要供应了科技进步的驱动力。因手术视线与操控受限，手术机械人体系衍生。它通过智能过滤手的发抖、自由操控的机器臂、3D高清安稳缩小的视线等技术处理了这类问题，赋能内科医师。同时工程学头脑也能够引导临床医学，咱们队伍通过工程学中的桥梁对拢理论对胰腺良性重病新术式进行了临床开拓性研发，衍生了“荣氏”机械人胰腺中段手术。这一术式不单变短了手术时间，减小了对胃肠道的创伤，况且更适合常态的胰腺解剖及心理。

医学与其余学科之间的交叉交融不单会督促其余学科的进步，同时其余的学科头脑与常识也将督促医学成长获得更大进步，终极提高了逐个学科总体的科技程度。

对于偏僻地方交通不便、医疗资源受限的问题，咱们优先展开了近程手术的实验。通过与机械人和通信公司的协作，借用机械人和5G技术，顺利施行了世界首例5G近程内科手术和多点协同5G近程多学科机械人手术。

为处理胰腺囊腺瘤两类分型辨别难、治愈抉择难的问题，咱们队伍结合大信息、人工自动技术，借用两步卷积神经网络的方式，进行胰腺黏液性/浆液性囊腺瘤的自动核磁影像诊疗，实行在术前计算/预判病理结果，并大幅提升诊疗效益，为临床治愈供应辅助和引导。

另外，咱们还借用新式生物纳米原料技术，顺利建立出一类纳米粒子，实行了抗肿瘤医药的精确宣泄并且肝癌的深层穿透治愈，并抑止它的初期转化。