导语
免疫现象是思考生命复杂性的理想场景。免疫系统能在数十亿种可能的病原体中识别威胁并将之消除,也能在机体遭遇损伤时协调资源启动修复。
如何在AI驱动的复杂科学世纪,迭代我们对免疫现象的认知?这是我们组织这场读书会的初衷。
本次读书会由秦健勇、敖平、雷锦志、张晓实及秦晓玉共同发起,试图基于新生物学2009白皮书从多个维度——物理、数学、AI、临床——实现对免疫现象的迭代理解。
免疫现象是思考生命复杂性的理想场景。免疫系统能在数十亿种可能的病原体中识别威胁并将之消除,也能在机体遭遇损伤时协调资源启动修复。
——然而,我们当前仍对这种每时每刻发生在我们体内数以万亿级各类细胞间的交互作用全景,仍知之不多。
现有的观察、证据和理论已经将免疫视作一个动态网络系统,其中有数不清的节点和交互作用模块。
免疫网络理论,最早由 Niels Jerne在1974年正式发表文章提出,当时成为学术界关注的热点。其后经历了分子生物学的崛起,免疫研究开始进入高分辨率解读的时代。免疫机制的解读历来是诺贝尔奖的聚焦点,革命性的免疫检查点抑制剂最终打破了肿瘤免疫治疗的尴尬局面,2025年诺奖再次花落免疫:Treg研究获得诺奖。而Treg正是免疫网络中阴阳对称性结构中极为重要的一环。
如果将免疫现象视作网络结构,目前仍面临微观机制解析和分辨率不足的困境,且由于大量多hierarchy数据的积累,亟需理论指导与算力加持配合以获得清晰的免疫调控机制框架。
目前理论生物学和生物学研究机制之间仍存在着巨大的裂隙,亟需弥合。
复杂科学兴起于20世纪80年代,其建立者代表了人类顶尖的智力水准,其初衷似乎是在响应Max Karl Ernst Ludwig Planck在世纪之初关于学科壁垒的思考。
位于美国西部的那座山巅神殿SFI是复杂科学研究的圣地,一代宗师Philip Anderson参与了早期奠基。Anderson坚信21世纪是复杂科学的世纪,其曾特意询问好友杨振宁的观点,杨老默而不语。SFI成立40余年来,致力于寻求理解复杂现象的通用理论框架,虽理论探索颇有成果,对诸多学科也颇有影响,但在转化实践上举步维艰,亟需突破。
2025年,现任SFI所长David Krakauer荟萃群英,将之前系统回顾提炼出的对构建复杂科学理论最为关键89篇经典文献编撰成册,试图从经典中寻求灵感。
已有的复杂科学体系已经在生命现象的基本理论框架上有了颇具启发的建构。SFI所长David Krakauer在《Multiple Paths to Multiple Life》中建构的一个三明治式理论模型,就试图基于第一性原理剖析生命现象的底层运行机制,对理解复杂生命现象背后的简单性原理极有启发。
中国学者敖平是理论物理学博士出身,师从多位一流学者;早在1999年,已是瑞典某大学理论物理副教授的他,最终决定追随系统生物学的奠基人之一Leroy Hood进入生命科学领域。随后,敖平加入Hood新成立的系统生物研究院(Institute for Systems Biology,简称ISB),成为一名系统生物学家。
2005年,敖平教授基于第一性原理视角构建了达尔文演化力学,试图为生命现象提供一个第一性原理框架。20余年来,敖教授致力于使用以演化力学为基座的内源性网络这一方法论去剖析复杂生命现象的底层运行机制。敖平教授苦心孤诣的努力,似乎是在接力着Niels Jerne提出免疫网络理论后另一位学者Alan Perelson对免疫网络的首次数学建构(1989年)。敖平演化力学方程极为简洁优美,dq/dt=-[D(q)-J(q)]▽H(q)+ξ(q,t),企图为复杂现象的演化过程构建一个统一的动力学方程。
从原核生物的CRISPR,这种最基础的适应性免疫形式,到脊椎动物以免疫球蛋白家族为基本元素的复杂适应性免疫,演化已经跨越了数十亿年。数百种细胞亚群、数以万计的信号分子与代谢物,再加上微生物群落与宿主之间的实时博弈,构成了一个以猎手和猎物为主角的复杂网络图景。而免疫失调,直接对应着癌症、自身免疫疾病、COVID-19感染后长新冠的免疫紊乱综合征等临床现实。免疫紊乱,从普通的过敏到致命的癌症,是一个常见的健康问题。
理解免疫现象,现有的研究提供了大量素材,但非常碎片化;只有将它们放置在生命理论框架的背景中,才可能洞察那些数据的物理意义。例如,理解和调控T淋巴细胞的功能和行为,需要结合肿瘤微环境的代谢状态、肠道菌群的构成、宿主的心理压力水平,乃至昼夜节律等。
如何在AI驱动的复杂科学世纪,迭代我们对免疫现象的认知?这是我们组织这场读书会的初衷。
本次读书会由秦健勇、敖平、雷锦志、张晓实及秦晓玉共同发起,试图基于新生物学2009白皮书从多个维度——物理、数学、AI、临床——实现对免疫现象的迭代理解。
背景:
正在发生的科学范式转型
2009年,美国国家科学院发布了一份白皮书,名为《新生物学:确保美国引领即将到来的生物学革命》(A New Biology for the 21st Century)。白皮书的核心判断是:生物学正站在一场革命的入口。
——这场革命,可不仅仅是技术的跃进,也包含了科学研究范式的转型。
报告指出,新生物学的实践在于整合物理科学、数学、计算科学与工程学的理论与方法,能对生命系统的复杂性做出前所未有的解读。新生物学家,不仅要会做传统“湿实验”,也需具有较高的理论水平,成为能在物理、数学、计算与生物之间自由穿行的跨学科建构者。
15年后的2024年,一篇发表于 PNAS Nexus 的论文对科学史上761项重大发现进行了系统分析,报告认为:25%的重大科学发现并不符合“提出假设—设计实验—验证假设”的传统科学范式;推动这些发现的一个共同要素是复杂科学方法与工具的使用——数学与统计方法、多维建模,粒子加速器、X射线……
这些延伸了人类认知边界的工具,才是科学突破的独有引擎。而我们传统认为的“假设—实验—验证”范式,不过是一种基础普适思维底座。
21世纪的生命科学,以NBIC为主旋律的科技体系已经取得巨大进展,但我们尚需要一套新的认知框架来整合所取得的庞大的碎片化知识,然后再重新出发。
读书会简介
免疫复杂性读书会,是一个以免疫现象为核心场景,以复杂科学为方法论,试图整合机制研究、数理建模、研发和临床实践问题来思考21世纪生命科学认知范式转型的跨学科研讨社群。
讲者们来自各自领域的一线前沿,将基于自己长期的工作积淀与思考展开演讲,同时提供精要的参考文献。
本读书会将围绕一个临床问题——如何优化以免疫治疗为中心的控瘤策略?——来展开讨论。
试图以范式思考与理论建模视角,回归到第一性原理的起点,去重构认知框架,激发对话与洞见。
发起人团队认为,将免疫系统视为动态复杂适应性网络,基于认知范式思考肿瘤免疫治疗的瓶颈——或能对当前免疫治疗的困境有所突破,构建出一套有效的联合治疗原则性框架,为临床实践提供指引。
读书会主题:范式、理论与工具
——从假说驱动到复杂技术体系,从分子还原到系统涌现。
- 复杂科学范式:学科壁垒的破除
科学本质上是一个内在统一的整体。它被划分为不同学科并非事物本质使然,而是源于人类认知能力的局限性,这种局限必然导致分工。实际上,从物理学到化学,从生物学和人类学直到社会学,存在着一条 不可分割的连续链条——任何环节都不应被武断割裂。
——Max Karl Ernst Ludwig Planck
按照美国科学家Warren Weaver在1948年的分类,生命现象属于有序复杂现象,需要跨学科的方法论。
随着系统生物学的兴起,目前已经实现对最小人造细胞JCVI-syn3A的4D高精度动力学建模,这个最新报道的虚拟细胞虽然不是完全基于第一性原理,而是综合使用海量数据以参数拟合的方法实现的,但已经展示出壮丽的产业前景,如虚拟临床试验和药物设计等。
免疫学在过去一个世纪的发展,在方法论上深受分子生物学的还原论范式主导。这一范式的成功是毋庸置疑的:从Jerne的免疫网络理论(1974),到Sakaguchi发现CD4+CD25+ Treg细胞(1995);从Brunkow鉴定FOXP3基因(2001),到Chen和Mellman提出肿瘤免疫循环(2013)——正是基于分子生物学技术通过对个别分子或细胞的精细解析实现的。
当我们积累了足够多的分子细节之后,一种迷惑展现出来:
我们知道得越多,似乎离“理解”越远。
当还原论推进认知受到局限,范式转移便成为历史的召唤。美国科学院在2009年发布的《新生物学》白皮书,正是对此的回应。
该白皮书主张:生命科学正在从“分析单个组分”的时代,进入“理解组成部分如何协同互作以产生复杂系统行为”的时代。这不仅需要生物学内部的整合,更需要物理学、数学、工程学和计算科学的深度介入。
这一范式转移当前已在系统免疫学、定量建模与跨尺度耦合等领域初步展现。
- 理论的价值:“新生物学”理论框架
一切科学的伟大目标,是从尽可能少的假设或公理出发,通过逻辑演绎,概括尽可能多的经验事实。
——Albert Einstein
Einstein的这句话揭示了科学理论的最高理想:用极简的逻辑框架解释极丰富的经验现象。人类对免疫现象的认知模式,可以归类为描述性、机制研究、形式化与统一框架探索四种。
在数学形式化方向上,Harlapur等(2024)的工作展示了布尔逻辑网络和常微分方程(ODE)如何捕捉Th细胞分化的核心动力学特征。这些模型揭示,基因调控网络的多稳态性(multistability)是由转录因子之间的相互拮抗和自激活反馈所编码的系统级属性。T-bet与GATA3的相互抑制可导致Th1/Th2的多稳态;RORγt与FOXP3的相互抑制产生Th17/Treg的多稳态。当自激活强度超过相互抑制时,两种命运决定因子可共表达,形成具有功能意义的杂交状态——这一预测已被实验证实。
这类形式化理论的价值不仅可解释已知现象,也具有预测能力:模型可以预测哪些参数扰动将导致状态转换,从而指导实验设计和治疗干预。
Tripathi等提出的Treg-Tconv-APC三细胞回路理论,试图用同一框架解释Treg在不同情境下的所有功能。在这个抽象模型中,稳态耐受、防御应答和炎症消退这三个程序被看作是同一回路在不同参数配置下的动力学操作模式——这类似于动力系统中的分岔(bifurcation)现象。
当回路参数(如Treg频率、IL-2亲和力、APC共刺激水平等)正常时,系统运行于稳态耐受模式;当病原体抗原大量呈递打破平衡时,系统切换至防御模式;当病原体清除后,系统通过参数反馈恢复至稳态。
这一理论强调了前馈与反馈的相对强度如何决定系统的整体行为——这展现了用极少的假设(三个细胞类型之间的相互作用拓扑)来解释大量经验事实(Treg的多功能性)的科学思想。
- 技术与工具的本质,技术和认知的交互
技术,是被捕获并加以利用的现象的集合,是对现象有目的的编程。而我们所使用的每一个工具、每一台装置,都是这种编程在现实中的一次递归组合与封装——它们既是已有技术的产物,又是构建未来技术的模块。技术正是通过这样无限递归的组合,从自身中创生自身,并像生命一样不断进化。
——William Brian Arthur
Arthur的这段话揭示了一个深刻的技术哲学:技术是一个自我进化的生态系统。回顾免疫现象研究中的技术演进,我们恰好可以看到Arthur所说的“递归组合与封装”。
在“前单细胞时代”,研究者倾向于将Treg视为一个相对均一的群体,核心问题是“哪个分子负责Treg抑制”。
Treg不是靠单一分子运作的“刹车片”,而是类似能够在不同炎症场景中调用不同工具箱的调控系统。这种从“清单式机制罗列”到“原则式生物学解释”的转变,很大程度上得益于单细胞技术所揭示的Treg高度异质性。
同样,CD4+ T细胞分化的经典范式——Th1/Th2的二分格局——统治了近二十年,直至Th17细胞的发现才被打破。而今,得益于单细胞技术和计算建模,我们知道Th1/Th2/Th17/Treg之间的边界并非固定——杂交表型的存在、表观遗传的双价修饰(H3K4me3与H3K27me3共存)维持的“ poised ”状态、以及细胞因子环境驱动的可塑性转化,都指向一个比经典范式所描述的更为动态和灵活的景观。
在免疫检查点领域,技术进步同样推动了认知更新。PD-1和CTLA-4抑制剂的突破性成功催生了大量针对“第二代免疫检查点”(LAG-3、TIM-3、TIGIT等)的药物开发努力。但Tang和Veillette冷静地指出,这些努力大多未能重现PD-1/CTLA-4的成功。
原因在于,免疫系统中的检查点调控远非简单的“阻断即激活”开关模型,而是涉及多细胞类型、多信号通路和多层次代偿的复杂网络。
这一认知的修正,正是新一代高通量技术——特别是单细胞多组学和空间转录组学——所推动的。
在代谢领域,传统观点认为T细胞活化遵循从氧化磷酸化到有氧糖酵解的经典代谢转换范式。但Longo等利用稳定同位素示踪等先进技术揭示,这一模型过于简化:活化的T细胞实际上同时运行糖酵解和氧化磷酸化程序,将不同营养物质战略性分配至特定途径。生理条件下,CD8+效应T细胞优先将葡萄糖分配用于磷酸戊糖途径和核苷酸合成等合成代谢分支,而非大量转化为乳酸——这一发现完全依赖于先进代谢示踪技术,并改变了我们对T细胞代谢编程的理解。
- 临床实践:治疗响应预测与联合调控
1891年人类的第一个治疗性抗体用于治疗致死性传染病白喉,其中一个个案中取得显著效果。随后的1894年,经系统化科学观察其临床疗效得到科学验证,该治疗性抗体的出现使得白喉的临床结局因之发生了突破性的改善。
1984年,距离Watsen与Crick这对好基友基于X衍射成像与第一性原理在建模的基础上推测出量子英雄们苦思不得解的DNA结构已经过去了31年。该年,法国科学家基于分子生物学技术,发现了细胞膜上一种在自然界存在了数亿年的蛋白质分子CTLA-4。
1995年,11年后,美国科学家James Allison通过实验证明,阻断CTLA-4可以增强T细胞抗肿瘤活性,并导致小鼠肿瘤消退。
如今距离第一个免疫检查点抑制剂上市已经15年,以免疫为中心的联合治疗成为癌症控制策略的主旋律。
本读书会将最终聚焦在一个临床现实问题:宿主免疫响应的评估与全程管理,联合治疗策略的原理、机制框架与策略证据;基于第一性原理的癌症生存者系统治疗与局部管控策略框架。
读书会框架
发起人
秦健勇:肿瘤专科医生
长期从事临床肿瘤学工作,中国抗癌协会肿瘤内分泌及运动康复专委会委员,食管肿瘤整合康复专委会常委。对肿瘤代谢与免疫、癌症生存者问题有深入探索,长期关注复杂科学框架对复杂生命现象的工具价值,尝试以新生物学理念理解复杂生命现象。
联合发起人
敖平:理论物理学博士,系统生物学的早期开拓者,演化力学理论的建构者。
四川大学生物医学工程学院教授,博士生导师。本科毕业于北京大学,获学士学位,随后由李政道先生的cuspea学者项目赴美国伊利诺大学香槟分校攻读博士学位,并曾在华盛顿大学物理系从事博士后研究。
敖平教授的研究集中于系统生物学中的计算方法和基础理论框架的建立,主要包括λ噬菌体遗传开关的稳定性,以及生物网络中可靠性和稳定性的随机统计方法;利用随机动力学方程组的特解方法的优势,将Darwin-Wallace演化动力学融入了具备一致性和简明性特点的数学框架中。
在复杂疾病机理上与系统生物倡导人Leroy Hood等提出癌症发生、发展的新理论:癌症的内源性网络理论;并发展相应数学和计算工具:随机过程中的势函数。
目前敖平教授的博士论文总引用超过1000次,已发表了近145篇研究论文,其中3篇发表于国际顶级期刊美国科学院院刊(PNAS),16篇发表于物理学领域顶级期刊物理评论快报(PRL),超过45篇为生物学相关领域的论文。
雷锦志:一般力学博士,数学生物学研究者。
天津工业大学数学科学学院教授,博士生导师,主要从事应用数学、生物数学和计算系统生物学等研究,在癌症演变动力学、干细胞增殖的多尺度建模等领域取得一系列研究成果,提出原创的异质性干细胞增殖过程数学模型框架。主要研究方向为应用数学、计算系统生物学、生物数学。
张晓实:临床医生,肿瘤免疫治疗深度思考者。
中山大学附属肿瘤医院生物治疗研究中心副主任兼病区区长,教授、主任医师,博士生导师、黑色素瘤首席专家。
1983年毕业于重庆医科大学大学医疗系,1998年重庆医科大学医学博士毕业。张晓实教授是我国肿瘤免疫治疗的早期探索者,擅长黑色素瘤的综合治疗及肝癌、肠癌、肺癌、乳腺癌等实体肿瘤的免疫治疗。
秦晓玉:生物工程专业博士生,生命科学研究范式思考者。
中国科技大学生命科学院博士生。本科期间加入视觉系统课题组完成科研启蒙。在美国跨学科生物工程实验室留学期间,从事生命科学多Hierarchy研究。颇受SFI复杂科学思维框架启发,引发对生命科学研究范式的探索。
特邀嘉宾
吕有勇:肿瘤生物学科研工作者,生命科学范式反思者。
北京大学肿瘤医院二级教授,北京市肿瘤防治研究所资深研究员。
国家杰出青年基金获得者;北京大学(医学部)优秀人才奖励计划教授,美国中华医学会杰出教授奖获得者(1994),全国百名青年医学科技新星称号(1993),国务院特殊津贴专家(1992)。
主要从事肿瘤基因组、蛋白质组、肿瘤生物学和分子诊断与细胞基因治疗研究,积极推动胃肠肿瘤分子分型与个体化治疗的转化研究;承担国家杰出青年基金、国家973和863重大项目等课题。重点推动我国重大疾病分子分型和个体化诊疗及肿瘤基因组研究。
在开展研究工作的同时注重技术平台和跨学科研究体系与范式的建立、积极开展国内外学术交流和科研合作,并致力与促进临床与基础一体化研究模式的建立和科研成果的转化与应用推广。
王小川:百川智能创始人兼 CEO,清华计算机工程博士。
对生命复杂性充满好奇心,试图以数学为工具建构生命大模型。
高中时用吴文俊消元法在微型机完成初等几何命题证明,1996 年获国际信息学奥赛金牌。曾任搜狗 CEO,主导开发搜狗输入法、浏览器、搜索等产品,获多项国家级科技奖项与荣誉。
2023 年创立百川智能,聚焦医疗 AI,以 “为生命建模型,为人类造医生” 为使命。作为国内专注医疗领域的大模型企业,其成果显著:2024 年 10 月,百川医疗大模型在中美执业医师考试准确率超越 OpenAI;2025 年 2 月,全球首个 AI 儿科医生在北京儿童医院投入使用并获专家认可。
特邀主持人
张雅文:集智俱乐部上海站联合发起人。
作为AI产品经理与AI创新战略专家,她同时也是博雅与复杂科学爱好者,以及 AI for Good 的践行者。她曾主导发布中国首本《科技包容 数字普惠》白皮书,长期致力于用商业与技术赋能具有中国当代特色的社会创新。面对智力资源无限的AI时代,她坚信个体已被赋予独立完成「科研-产业-博雅」全链路闭环的超级能力。她正致力于推动个体赋能,促进创新者之间的连接与深度沟通,以期涌现出群体智能。她主张将这种技术驱动的涌现力量,切实转化为推动良好健康与福祉(SDG 3)、优质教育(SDG 4)及产业创新(SDG 9)的落地价值。
运营助理
曹雨:廊坊师范学院电子信息工程学院软件工程专业本科生。
适合谁参加?
本次读书会以免疫现象为具体场景,聚焦肿瘤免疫学实践中的核心困惑这一真实临床问题,尝试以多学科和第一性原理的方式来一次持续约半年的讨论,试图回归到本体论的源头探讨当前肿瘤免疫治疗临床中核心挑战的边界和优化框架。
本次读书会荟萃了领域内前沿一线的专家学者,每次线上会讨论时间长达1小时左右;非常适合同样也在困惑中思考的你,加入社区在线交流,分享、争鸣、聚合或思维接力,互相激发出前所未有的思想火花。
本读书会面向:
· 生命科学、医学相关的本科生、研究生及科研工作者,希望从范式层面深化对本领域的理解
· 物理、数学、计算机等理工背景的研究者,对生命系统的复杂性充满好奇
· 临床医生与医疗从业者,希望从系统科学视角重新理解疾病与治疗
· 对生命复杂性感兴趣的知识分子,渴望在科学与哲学的交汇处获得思想启发
· 集智俱乐部复杂科学社群成员,希望将复杂科学工具拓展至生命与医学领域
信息论的开山宗师Claude Shannon1952年在贝尔实验室做过一个内部演讲《Creative Thinking》,其中提到一条是“以尽可能多的不同形式复述问题”。
他认为“换个词来描述问题。改变已有的观点。从每一个可能的角度来看问题。做完之后,你可以尝试同时从多个角度来看,或许你可以洞察问题的真正基本问题,从而将重要因素关联起来,得出结论。做到这一点真的很难,但做到这一点很重要。如果你不这样做,很容易陷入思维定式。”
其实每个人都有自己的看问题视角,也有自己的思维定式,不自觉地就把自己装进了笼子里。旁观者清,在讨论与交流中,你可以超越肉体的囚笼,在他人身上看到一个另外的自己。这可能就是讨论的意义所在。
诚挚邀请求知若渴的你带着开放轻松的态度,让我们一起开启一场直击灵魂的激情之旅吧。
本读书会的思想逻辑
工具延伸认知 → 认知重塑范式 → 范式生产洞见 → 洞见突破边界
面对生命这样高维度的复杂系统,积累更多数据本身并不构成理解。新工具带来新的可见度,但把可见的东西组织成可解释的知识,却是一项艺术,标刻着认知的新境界。
实验室与临床的隔离、学科与学科之间的壁垒,是知识生产效率低下的根本原因。新生物学2009呼吁打破这些壁垒,在“ 从基础科学到应用” 的全链条上实现知识的自由流动与协同创新。
美国科学院新生物学2009宣称:
新生物学家不是懂一点儿所有学科的人,而是在某一学科拥有深厚积累、同时对多个领域具备基本流利度的人。
通过本次读书会,如果希望达到以下三个方面有所启发,刷新您对生命科学认知范式图景的理解:
范式层面,从Planck的科学统一愿景出发,基于免疫学正在经历从分子还原到系统综合的事实,打破学科边界,构建起以问题为驱动的资源整合信仰。
理论层面,以Einstein的公理化理想为标尺,审视当前免疫学理论的成熟度,基于已有的描述性框架和形式化模型探索,探寻具有普遍解释力的理论框架,重现Niels Jerne1974的荣光。
工具层面,参考Arthur的技术进化哲学,追踪免疫学技术栈的递归演化,重塑我们的认知框架,在科学发现的道路上构建服务于自己科研体系的技术与工具系统。
读书会在做什么
免疫复杂性读书会,从2026年4月13日开始,每周一晚19:30,连续半年,聚焦免疫复杂性主题。
读书会主题划分为三个模块:
【导言】生命科学范式漫谈
由资深生命科学研究者朱景德教授激情畅谈复杂系统范式对于生命科学研究的意义。
【机制解读篇】
由中国学者敖平教授介绍基于普适的达尔文演化力学这个第一性原理发展起来内源性网络理论在理解复杂生命现象中的应用;这部分的整体架构是以EVO-DEV-ECO框架展开的,邀请国内研究免疫机制演化和发育的顶尖团队,分享他们的研究成果。同时对免疫机制的核心问题如免疫代谢、T细胞功能调控网络、神经-免疫的对话由长期关注此问题的资深学者展开探讨。
范式转换需以方法论为基础,由在此领域深耕的青年才俊介绍干湿结合的生物学机制研究方法,免疫稳态与免疫韧性是免疫健康的主旋律,我们也尝试基于复杂科学视角尝试对其进行解读……
【数理建模篇】
数学本质上是一种精确和强逻辑的描述性语言工具,通用的数学符号体系建立起来后数学作为工具为人类深化对自然界的认知起了不可或缺的驱动作用,数学在不断演化中发展,不断拓展着人类的认知边疆。
不少大物理学家都曾感叹数学不可思议的有效性,数学,尤其是对称性思想在构建物理学宏伟大厦的过程中是不可缺少的工具。数学在科学发展史上的巨大作用,使得科学家们又尝试以数学工具介入对生命现象的探索,但又难免惆怅:喟叹其不可思议的无效性。
癌生物学家 Robert Weinberg 提出“数学能否帮助人们理解生物系统复杂行为的合理性”这样一个极具挑战的问题。应用数学家林家翘先生提出“20世纪的应用数学聚焦于物理学问题,21世纪的应用数学数学应致力解决生命学问题”,预示了数学与生命科学交叉融合的重要性。在数理建模篇,将由国内一流的数学生物学团队介绍他们在这一领域的探索,侧重于肿瘤免疫相互作用的数学建模,尝试通过机理与数据驱动相结合的研究手段,采用微分方程组(随机或确定性)并结合随机模拟来描述肿瘤免疫响应的动力学演变过程。
虚拟细胞在当前AI高歌猛进的时代背景下似乎成了时代的宠儿——2026年伊始,最小人造细胞JCVI-syn3A的数字克隆取得新的进展——虚拟细胞精确复现了细胞分裂动力学周期和关键事件。虚拟细胞是理解生命现象的前沿领域,被寄希望应用于药物研发和临床药理学领域。本次读书会邀请到了首届全球虚拟细胞大赛冠军团队百图生科技术副总监郭玉成博士,他将对该次突破性虚拟细胞建模的技术路线进行解读,郭玉成博士目前已经着手在实验室复现此次虚拟细胞的动力学过程。
【工程技术篇】
这一模块将从国药之光康方生物双抗类药物的研发实践开始,讨论免疫调节工具研发的工程实践,药物的临床验证和优化使用情况。最后聚焦到临床痛点,宿主治疗响应的评估与监测,提高药物有效率的联合治疗和系统管理策略。
模块的设计初衷是希望通过系统回顾双特异性抗体的研发逻辑、PD-1抑制剂的临床药理、免疫紊乱的抗炎治疗、情绪应激与免疫应答之间的机制,结合几个具体的典型案例,来讨论:
宿主免疫对治疗响应的监控与控制
如何优化肿瘤免疫联合治疗方案?
进而在本模块跨学科讨论的基础上回归到第一性原理,探讨新生物视角下临床困境的出路和科学探索方向。
【总结】由在肿瘤免疫学领域深耕20余年的张晓实教授主持讨论,主题是“提高肿瘤免疫治疗应答率的联合用药策略和系统管理框架”。
运行模式
「免疫复杂性」读书会2026季正式启动
时间规划:2026年4月13日开营,共持续26周左右。
参与形式:腾讯会议——每周一晚上 19:30-21:30。
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加入专属学员群,与读书会发起人、主讲人及优秀同行直接交流。
每期内容结束后可随时观看高清视频回放,支持反复学习与复习。
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第二步:填写信息后,付费报名。如需用支付宝支付,请在PC端进入读书会页面报名支付:
第三步:添加运营助理微信,拉入对应主题的读书会社区(微信群)。
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我们鼓励围绕系统肿瘤免疫学、系统生物学、复杂网络与数学生物学及相关具体问题的深入探讨。为保证讨论质量,请避免发表脱离本期读书会主题、缺乏实证基础或过于空泛的哲学思辨类内容。
若讨论内容明显偏离主题,经主持人提醒后仍未调整,为维护整体学习环境,我们将不得不将该成员请出讨论群,并根据其实际参与进度,对未参与部分按比例办理退费。
感谢您的理解与配合,让我们共同营造一个专注、深入、有收获的共学空间。
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一点期待
以免疫检查点抑制剂为代表的突破性肿瘤免疫治疗已经走过了15年的历史,检查点抑制剂在很多癌种里确实改变了预后。
但在多数实体瘤中,客观缓解率还停留在20%上下。我们如今对免疫网路系统的启动与调节机制仍然理解甚少,未来仍需要望远镜和显微镜并用,才能一点点迭代我们的认知,优化我们的调控工具。
一部文明史,就是一部人类认知的迭代史。相信SFI关于生命第一性原理的探索和新生物2009这样的整合性框架必定会给我们前进的道路上带来一些有益的启示和助力。
推荐阅读文献
· Hermann Kossel(1894):Ueber die Behandlung der Diphtherie des Menschen mit Diphtherieheilserum
. Niels Jerne(1974):Towards a network theory of the immune system
· Alan Perelson(1989):Immune Network Theory
· 敖平(2005):Laws in Darwinian evolutionary theory
· Geoffrey Hoffmann(2008):Immune Network Theory
· Klaus Eichmann(2008):The Network Collective:Rise and Fall of a Scientific Paradigm
· 左汉宾(2008):从抗体到复合免疫网络:免疫学理论进化及其方法论研究
· 美国国家科学院(2009):A New Biology for the 21st Century: Ensuring the United States Leads the Coming Biology Revolution
· Robert Weinberg(2010):Tumor-Host Interactions: A Far-Reaching Relationship
· Daniel Chen & Ira Mellman(2013):Oncology meets immunology: the cancer-immunity cycle
· Athena Aktipis(2015):Cancer across the tree of life: cooperation and cheating in multicellularity
· James Allison(2015):Immune Checkpoint Targeting in Cancer Therapy: Toward Combination Strategies with Curative Potential
· 曹雪涛(2016):Characteristics and Significance of the Pre-metastatic Niche
· 吴克复(2016):免疫的细胞社会生态学原理
· Daniel Chen & Ira Mellman(2017):Elements of cancer immunity and the cancer-immune set point
· Beata Ujvar et al.(2017):Ecology and Evolution of Cancer
· Galluzzi L et al.(2018):The hallmarks of successful anticancer immunotherapy
· 陈列平(2018):A Paradigm Shift in Cancer Immunotherapy: From Enhancement to Normalization
· Bernhard Strauss et al.(2021):Rethinking Cancer: A New Paradigm for the Postgenomics Era
· Guido Kroemer(2023):Bodywide ecological interventions on cancer
· 吴家睿(2024):新科学时代的思考
· 王峰(2024):Combined anti-PD-1, HDAC inhibitor and anti-VEGF for MSS/pMMR colorectal cancer: a randomized phase 2 trial.
· Alexander Krauss(2024):Redefining the scientific method: As the use of sophisticated scientific methods that extend our mind
· 雷锦志(2025):Mathematical Modeling of Tumor-Immune Interactions: Methods, Applications, and Future Perspectives, CSIAM Trans. Life Sci. 1(2): 200-257. doi:10.4208/csiam-ls.SO-2024-0008.
· Charles Swanton(2024):Embracing cancer complexity: Hallmarks of systemic disease
· Maya Arce(2024):Central control of dynamic gene circuits governs T cell rest and activation
· 周彩存(2025):Ivonescimab versus pembrolizumab for PD-L1-positive non-small cell lung cancer (HARMONi-2): a randomised, double-blind, phase 3 study in China
· Douglas Hanahan(2026):Hallmarks of cancer—Then and now, and beyond
阅读材料选取说明
从1894年第一个治疗性抗体的临床观察发表,一直到2026年Hanahan对癌症现象的最新综述,这中间跨越了132年。
期间,生命科技迅猛发展,经历了DNA结构的解析、物理学家Delbruck将定量研究方法引入生命科学研究、分子生物学的兴起、单克隆抗体技术和DNA测序技术的大规模应用、CRISPR技术、最小人造细胞的探索、虚拟细胞技术的发展,以及AI技术的爆火。
在长达132年的时间里,选取的这些文献企图以蜻蜓点水的手法,对这百年来壮丽的认知迭代史致敬。时间起点为1894年,这是一个中国人难以忘却的时间节点,也是中国人大规模觉醒的时间节点,但更是人类第一个治疗性抗体有效性得到科学认证的时间节点。对我而言,这次读书会也有另外一层意思,某种意义上是为了纪念2018年初的一个读书总结(),这篇读书体会出来后正值免疫治疗获得诺奖的那一年,无意中蹭了一个热点。
如今这个线上读书会,也算是对2018年的这个8年前读书经历的一种纪念吧。
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