观点 | 专家解读：医学发展怎么样依靠交叉学科？

来源 / 光明网、腾讯网、百度百科等内容综合整理

记者 张思玮 李惠钰等

编者按

人类自诞生之日起，就在与疾病作斗争中成长和壮大。历史和实践都充分证明，只有依靠科学技术，人类才能从根本上找到战胜疾病的有效途径和解决方案。

当前，学科交叉已经逐渐成为科技创新的源泉，成为科学时代一个不可替代的研究范式。而生命科学与医学领域已经成为汇聚多学科前沿研究的“主阵地”，那么，各个学科之间该如何交叉合作才能实现创新突破？怎样进一步推动多学科交叉，促进医学发展，为人类健康作出新贡献？

什么是交叉学科？

交叉学科，学科门类代码为“14”，是指学科交叉、学科交叉融合逐渐形成一批交叉学科，如化学与物理学的交叉形成了物理化学和化学物理学，化学与生物学的交叉形成了生物化学和化学生物学，物理学与生物学交叉形成了生物物理学等。这些交叉学科的不断发展大大地推动了科学进步，因此学科交叉研究（interdisciplinary research）体现了科学向综合性发展的趋势。

交叉学科是指不同学科之间相互交叉、融合、渗透而出现的新兴学科。交叉学科可以是自然科学与人文社会科学之间的交叉而形成的新兴学科，也可以是自然科学和人文社会科学内部不同分支学科的交叉而形成的新兴学科，还可以是技术科学和人文社会科学内部不同分支学科的交叉而形成的新兴学科。近代科学发展特别是科学上的重大发现，国计民生中的重大社会问题的解决等，常常涉及到不同学科之间的相互交叉和相互渗透。

2021年1月，国务院学位委员会、教育部印发通知，新设置“交叉学科”门类，成为中国第14个学科门类  。

学科交叉促医学发展

中国工程院院士丛斌：

多学科共推科学研究新范式创建

当前，生命科学研究遇到了一定的困境，医学领域对大多数疾病的认知和治疗并没有实质的突破。人类疾病模型研制基本采用的是模式动物，由于物种差异，动物疾病模型的发病过程、病理机制、发病状态和康复等与人体的真实世界尚存较大差距。

生命科学领域的研究并不只局限于用先进的观测手段，揭示亚细胞水平或分子水平的微观结构，用先进技术所发现的这些静态结构，依然不能表征生命的微观动态过程。而细胞、亚细胞或分子水平的微观生命活动是基于一定的结构存在所表征的结构间系统互作，以这种互作所行使一定功能的时空变化动态过程。

因此，需要建立新的科学范式研究生命领域的三大基本科学问题：一是解析人体微观结构，二是揭示结构间的关联关系，三是探索结构及其行使功能的时相性变化规律。人体是最复杂的高智商网络运行系统，通过对该生命系统的科学解析能够破解生命领域的诸多难题。

解析人体网络化的运行机制需要生命科学与数学、信息科学、工程技术、化学、物理学等多学科交叉互鉴、深度融合，创新研究范式。利用现代信息技术对生命信息进行采集、处理、存储、整合、挖掘和解析，推进系统生物学研究向可定量、可计算、可调控、可预测的方向跃升，驱动生命科学研究转变为“数据密集型科学发现”的新范式，以实现对生命本质的系统揭示；全面系统刻画人类数字生命和全息人体，研制更逼近人类疾病真实世界的数字化人体疾病模型，是生命科学领域的世界前沿。

同时，人体全息生命系统网络解析的研究也可以促进数学、化学、物理学、信息科学、制造业、农业等领域的科学技术进步。

与认知相关的脑疾病之所以诊治困难，主要是因为对这些疾病的发病机理缺乏认识。临床神经学科在诊治神经系统疾病的过程中获取人体生物学标本，开颅手术获得各类人脑疾病的病理学标本，可以为脑科学基础研究提供宝贵的研究材料。脑机接口是类脑研究领域唯一产业化的领域。脑机接口技术在人与外部设备之间建立直接连接通路，以脑信号为基础，通过脑机接口实现控制人机混合系统。脑机接口、医疗外骨骼机器人需要向临床转化，为脑和脊髓损害的偏（截）瘫病人或/和失语的病人提供智能化的神经功能替代。

中国科学院院士陆林：

多学科交叉融合实现精神疾病精准诊治

据2017年全球疾病负担报告显示，全球约有9.71亿人饱受精神疾病的困扰。而在我国，各类精神疾病的患病率高达16.6%，其中以焦虑障碍和心境障碍最为常见。

随着人口老龄化以及新冠疫情的影响，精神心理问题的疾病发病率和疾病负担将进一步加大。精神疾病的发生与遗传、环境、年龄等因素密切相关，是多种因素共同作用的结果，但其确切病因并不明确，诊断主要依靠患者的临床表现和医生的临床经验，缺乏客观依据，导致临床上难治性比例高达30%左右。

因此，精神医学与其他学科的交叉对于精神疾病的预防、识别和干预有重要意义。当代脑科学的研究涉及多学科的交叉融合，综合运用影像学、分子生物学、信息科学及工程学等新技术，便于深入探索精神疾病的发病机制，加快新型精神科药物的研发，以实现精神疾病的精准治疗。

我们团队既往通过心理学、认知科学和精神医学相结合，利用病理性记忆再巩固理论发现了唤起—消退范式，可以有效消除恐惧和成瘾的复燃，为恐惧相关精神疾病以及药物成瘾的治疗提供了新的视角。我们还利用神经科学技术和转基因动物发现，成瘾记忆的储存和表达需要大脑基底外侧杏仁核的参与，基底外侧杏仁核神经元集群介导了这一过程。

随着未来医学的快速发展以及神经科学、心理学、计算机科学、生物信息学、物理学、生物化学等多学科研究的不断创新，精神疾病的发病机制与诊治技术将得到全面突破。结合脑磁图、核磁共振、PET、近红外成像等神经影像技术将发现精神疾病的客观生物学标志物，实现精神疾病早防早疗；结合生物信息学，通过大数据模拟建模可以实现实时最佳决策，改善诊疗流程，快速从数百万候选化合物中识别潜在的生物活性分子，促进精神类药物的研发；结合人工智能，虚拟现实技术实现对社交障碍等精神疾病进行心理康复训练，具有丰富的表情和肢体动作、拟人的情感思维、环境感知的机器人医疗在与孤独症儿童互动和康复教育中具有独特的优势。

此外，精神医学还将与神经科学、神经内科、睡眠医学、消化科、心内科、耳鼻喉科、功能外科学等大医学建立更实时便捷、更深入的联络会诊模式，整合多学科医疗资源，提高疑难重症的诊治能力，培养复合型人才，开创全学科医学协同创新的新局面。

北京大学人民医院

临床免疫中心主任栗占国：

跨学科交叉为风湿免疫病学发展“提速”

跨学科交叉对于风湿免疫病学的临床诊治和研究至关重要。风湿免疫病多为病因复杂的疑难性疾病，从发病机制到临床诊断和治疗无不需要学科间的合作和创新，如致病性分子的发现和靶向治疗药物的研究。而突破和灵感多源于不同领域知识的碰撞。

正是与不同临床专科、医技学科的合作，风湿免疫病诊治水平才得到发展提高。临床医生时常面对诊治中的问题，如早期诊断中的困难和治疗方法的缺乏，但却无力解决，而跨学科专家则可能通过创新技术和不同的方法，破译发病机制、发现关键致病分子和标志物。

从近20年来的发展可见，风湿免疫病领域离不开跨学科合作，经典例证之一是肿瘤坏死因子（TNFα）作为类风湿关节炎（RA）治疗靶点的发现。由于TNFα在RA中的致病机制得到免疫学家的证实，推动了抗TNFα生物靶向药物的研发，并由临床进行验证，使之成为RA治疗的重要方法。另一例证是我们在新型治疗方法的研究中，通过与免疫学专家的合作，发现了系统性红斑狼疮（SLE）患者的免疫细胞缺陷以及白介素—2（IL—2）的调控作用，经过与免疫学及药学等学科的专家合作，证明了低剂量IL—2治疗SLE的临床疗效显著，完成了从发病机制到治疗的临床转化，成为临床上SLE的治疗药物之一。

跨学科、多专业交叉合作在风湿免疫领域已成共识。从不同形式的小型交叉学科论坛、研讨会到跨领域的年会，搭建了多学科交流的平台，促进了本学科的发展。最近，我们联合欧美、亚太国家等国际上10余位风湿免疫领域的知名专家形成共识并发表文章，呼吁本专业与其他领域的合作，推动风湿免疫病研究和诊治方法的“颠覆性创新”,从而促进本学科的创新和突破，此举得到国际风湿免疫学界的积极响应。

跨学科合作就是博采众长，聚四海之气，它必将成为风湿免疫学科发展的基石。

当前，学科交叉融合是大势所趋，全球广泛关注，但机遇和挑战并存。如何促进学科交叉融合研究，一直以来都是世界各国科学资助机构面临的一个共同难题和挑战。对于中国这样的科学后发国家，交叉研究则更加困难。但强化学科交叉和寻求新的科研范式是未来科技快速发展的必由之路，也是中国实现科技自立自强的重要途径。必须摆脱惯性思维，抓住科研范式变革的机遇，汇聚力量凝练中国交叉研究的重大方向，大力推动学科交叉研究。

交叉科学部要加强面向重大战略需求和新兴科学前沿交叉领域的统筹和部署；建立学科交叉融合资助机制和资源配置模式，促进多学科对综合性复杂问题的协同攻关；尊重不同学科特点，鼓励个性发展，打破传统禁锢观念，推动深度交叉融合，努力形成新的学科增长点和新的研究范式，为国家培养变革性交叉科学人才。

图 / 光明网、腾讯网、百度

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