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每個(gè)人的免疫系統(tǒng)都是不同的。我們身邊可能都有這樣的同事，即使辦公室里的人生病了，他也從不打噴嚏。如今，免疫系統(tǒng)的"不平等"導(dǎo)致了截然不同的結(jié)果，一些人在感染新型冠狀病毒后身患重病，甚至死亡，而另一些看起來(lái)同樣健康的人在感染后只有輕微的癥狀。那么，為什么我們的免疫反應(yīng)如此不同？如何讓每個(gè)人的免疫系統(tǒng)更有彈性？這些都是一直困擾著醫(yī)學(xué)研究人員的重要問(wèn)題。

計(jì)算生物學(xué)向我們展示了免疫系統(tǒng)識(shí)別侵入性病原體的技能。計(jì)算生物學(xué)向我們展示了免疫系統(tǒng)識(shí)別侵襲性病原體的技能。

在尋找答案的過(guò)程中，美國(guó)冷泉實(shí)驗(yàn)室的研究員和生物信息學(xué)專家漢娜·邁耶(漢娜·邁耶)注意到了一類名為T細(xì)胞的白細(xì)胞。這是一種淋巴細(xì)胞，在免疫反應(yīng)中起著重要作用。T細(xì)胞在骨髓產(chǎn)生后，到達(dá)胸腺，血液流動(dòng)，它們?cè)谀抢?訓(xùn)練"和成熟。胸腺是人體的中央淋巴器官，位于心臟附近，通常分為不對(duì)稱的左葉和右葉。

漢娜·邁耶指出，T細(xì)胞不僅能夠識(shí)別和消除感染外來(lái)入侵的細(xì)胞，如新型冠狀病毒，而且在需要時(shí)還能向免疫系統(tǒng)的其他部分發(fā)送信號(hào)，以動(dòng)員它們。這些功能取決于T細(xì)胞區(qū)分危險(xiǎn)病原體和人體細(xì)胞本身的能力，這些病原體是在胸腺腺中獲得的，而且也不知道如何做到這一點(diǎn)。"梅耶說(shuō)："我們知道胸腺代表一切。"但我們不知道它是如何調(diào)節(jié)的。

計(jì)算機(jī)模擬

在胸腺這個(gè)獨(dú)特的微環(huán)境中，T細(xì)胞和上皮細(xì)胞以幾乎無(wú)限的組合和順序相互作用。我們可以在實(shí)驗(yàn)室直接觀察這些相互作用，但如果你試著用經(jīng)驗(yàn)來(lái)探索它們，就會(huì)像嘗試每一種可能的方法來(lái)預(yù)測(cè)棋局的結(jié)果一樣。漢娜·邁耶(漢娜·邁耶)正在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)模型來(lái)模擬這些組合，以確定哪種組合對(duì)胸腺T細(xì)胞的訓(xùn)練更為重要。這些結(jié)果將使實(shí)驗(yàn)室研究更具針對(duì)性。

對(duì)免疫細(xì)胞和免疫反應(yīng)的計(jì)算機(jī)模型的實(shí)驗(yàn)室研究通常存在于各自的學(xué)術(shù)領(lǐng)域，梅耶目前正在做的是將兩者整合到一個(gè)更大的領(lǐng)域，即計(jì)算生物學(xué)(計(jì)算生物學(xué))。"她說(shuō)，"我們需要結(jié)合實(shí)驗(yàn)和計(jì)算，才能基本理解‘健康’的真正含義，并了解某些癥狀可能有什么問(wèn)題。

在漢娜·邁耶的實(shí)驗(yàn)室里，該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)程序來(lái)模擬T細(xì)胞所經(jīng)歷的環(huán)境。他們可以添加環(huán)境變量，評(píng)估各種細(xì)胞反應(yīng)的可能性，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將模型的結(jié)果與免疫細(xì)胞的實(shí)際行為進(jìn)行比較。他們的目標(biāo)是弄清楚新生T細(xì)胞如何轉(zhuǎn)化為對(duì)抗病原體的"免疫戰(zhàn)士"，最終確定傳染病、癌癥、飲食和免疫系統(tǒng)之間的聯(lián)系。