“Standing on the shoulders of mice”（ https://doi.org/10.1016/j.immuni.2022.07.008 ），这是一篇发表在Immunity上的专家观点，作者是斯坦福大学医学院顶尖的免疫学专家 Mark M. Davis. 文章通过大量的免疫学研究例证阐述了小鼠免疫和人类免疫的共同底层机制和已知的差异现象，指出了数十年来“从小鼠研究到人类转化”的研究模式的现实问题和潜在影响，呼吁研究者应更注重小鼠免疫和人类免疫的差异，更注重对人类免疫的直接研究。文章提及引用的研究时比较直接且简略，需要读者具有一定水平的免疫学知识基础，所以整体上读起来比较费劲。以下我根据文章围绕的几个问题梳理有价值的信息。
一、小鼠免疫学和人类免疫学是什么关系？
首先，基于小鼠免疫学的研究发现大量转化并应用到了对人的临床治疗中，例如单克隆抗体的发现和使用、各种炎性信号通路、肿瘤中的免疫检查点等等。反过来，也有很多基础免疫学机制的研究是从人类免疫的异常现象出发的，例如人类AIRE基因缺陷导致自身免疫疾病的现象发现引领了后续有关中枢免疫耐受机制的研究的重要发现，类似的还有调节性T细胞核心转录因子Foxp3的发现和研究等等。作者明确指出，在此强调的人类免疫学研究并不是小鼠免疫学的替代，而是一个正在飞速发展的前景广阔的领域。而人类免疫学研究的进步离不开日新月异的生物学技术进步和广泛的人类社会的公共卫生安全事件的发生（例如现在的疫情）。
抛开实用主义的想法（即研究科学就是为了应用到临床实践），人类免疫学的直接研究可能是我们除小鼠研究外另一个最佳的研究免疫学机制的视角。作者在此举了一个典型的例子，即T细胞发育过程中的阴性选择对自身中枢耐受的建立真的具有如此决定性的意义吗？大量的研究证据确实证明了阴性选择现象的发生，但是随着抗原特异性T细胞染色技术（tetramer四聚体染色）的发明，人们发现正常小鼠和人类外周存在相当比重的能特异性识别自身抗原的T细胞（这与阴性选择理论是相悖的），另有其他实验证据也同样提示了这一异常的现象。这些不统一的实验证据在一定程度上提示了至少在人类免疫中阴性选择（虽然也有一定重要性）并不是维持自身免疫耐受驱动力，结合其他的证据和猜测，作者认为维持自身免疫耐受的原始驱动力很可能是人类面临的持续性感染因素，而这也是人类和实验小鼠的重要差别因素。这些例子表明尽管人和小鼠在很多基本的免疫学机制上是一致的，但很多时候我们需要用一种不同于小鼠免疫学的方式对待人类免疫学。
二、用小鼠模型研究人类疾病过时了吗？
从上世纪中叶开始，近交系小鼠被广泛应用于肿瘤、自身免疫疾病和感染疾病的相关研究中。到上世纪八十年代后DNA重组和后续的各种编辑技术的应用，让小鼠疾病模型在免疫相关的疾病研究中的应用更加普遍甚至“必要”。逐渐演变为科研界的一种共识，即如果要做严肃认真的科学研究，特别是医学相关的科学转化研究，小鼠模型就是必不可少的。甚至演变成了作者称之为“偏见”的认知，认为好的科学研究必须是“假设驱动并且有机制的”（hypothesis driven and mechanistic），并且“描述性的”（descriptive）变成了对研究偏负面的评价（有原始落后的意思）。这些科学界认知对临床科研造成了一定的冲击，因为对人类的研究因为缺乏合乎伦理的技术手段，很多都只能做到描述性和关联性（descriptive and correlative）。作者认为这种偏见的出现是因为忽略了一个基本的事实，即所有的科学都是从描述开始的，密切细致的观察是发现新的现象然后形成有意义假设的关键。虽然不可否认的是，探明机制是所有科学研究的终极目标。
另外，作者认为小鼠疾病模型在科研中看上去的“成功”一定程度上是“发表的偏差”（publication bias）造成的，即因为杂志社和读者都不愿意看到失败的尝试和阴性的结果（例如无法转化到临床的研究等）导致发表的研究论文偏向性地只展示了成功的部分（个人理解这类似于“幸存者偏差”）。实际上，通过动物模型研究得出的疾病机制有相当比例的无法在人类疾病中解释或者应用，特别是在药物开发领域，而这些“代价”都被研发企业作为“成本”消化了，并不为大众所知。随着科技的进步，除了传统的动物模型研究外，对人类免疫的直接观察和检测有了更多的选择，基于动物模型的研究结果在生物制药开发领域的参考价值在逐渐降低。作者就此采访了赛诺菲首席科学官，以下几点是这位首席的主要观点：① 在转化医学的药物开发领域，研究范式已经从“小鼠优先”转变为“人类优先”；② 我们已经处于人类免疫学时代（the age of human immunology），可以利用史无前例的正交海量数据集（包括基因组学、单细胞转录组学、蛋白质组学、代谢组学、真实世界的临床数据等）作为我们靶点发现和转化研究的引擎；③ 虽然一部分旨在揭示机制的动物实验仍有必要，但是疾病动物模型在逐渐变成“过时”的手段。
作者在此部分总结自己的结论如下：① 小鼠模型在人类疾病的研究中将继续扮演着重要的作用，继续提供有价值的信息；② 真实人类疾病和小鼠动物模型之间的全面比较可能是眼下更具有现实意义的（我的理解是通过比较和调整提高动物模型的临床可借鉴性，提高动物模型实验结论的真实性和有效性）。
三、人类和小鼠免疫的典型差别有哪些？
人类和小鼠在绝大多数基因表达、免疫细胞分群和功能方面都是一致的，包括同样的T细胞受体VDJ重排、免疫球蛋白基因、包括绝大多数细胞因子、趋化因子、Toll样受体等天然免疫信号等等方面。但也有一些显著不同的点，主要包含以下：① 人体中活化的T细胞会表达二类分子（HLA-II），而小鼠中没有此现象，提示这些T细胞具有类似专职抗原提呈细胞的功能，但是其具体的作用和机制尚未可知；② 在皮肤结构组成和脾脏中淋巴细胞的分布方面，人鼠之间均存在显著差异，而这些差异的具体生物学意义均尚未可知；③ 人类T细胞的存活周期显著较小鼠长，提示了可能免疫应答的时长时序在人鼠之间是有一定的差别的；④ 很多免疫相关的基因缺陷突变在人和小鼠之间的表型是显著不同的，例如CD28和ISG15等。
四、遗传多样性和环境对人类免疫的影响
近交系小鼠的创造和应用可以说是生物学研究领域的里程碑式事件，它极大程度上降低了实验小鼠的遗传多样性从而提高了动物实验结果的可重复性，却同时给对人的免疫学研究（特别是遗传免疫学相关的）造成了很大的困难（即人类天然存在极大的基因多样性，而现有通用的小鼠模型却在追求“纯遗传背景”）。为了解决这个问题，有科研人员通过近交系小鼠的再杂交（五个近交系加三个野外小鼠复杂交配，得到了160个杂交系，大多全基因组测序了）得到了稳定的含有遗传多样性的实验模型动物，并用此小鼠证明了基因的多态性对感染免疫和模拟人类药物应答方面具有重要影响。这些有价值的研究具有重要的提示意义，即使用标准近交系小鼠研究遗传因素导致的重要表型，其有效性和临床可借鉴意义可能是非常有限的。
生存环境在人和实验鼠之间的差异是另一个重要问题。对于免疫学家来说，关注的主要是持续性的病原微生物暴露（在真实人类社会是普遍的）在实验模型动物上的缺失。有不少研究都揭示了不同环境来源的（如标准实验鼠、宠物店小鼠、野外捕获小鼠） 在生存力、免疫应答强度等方面具有相当大的差异。但是这个问题在现有的实验动物饲养体系中很难解决。
五、人类是否有区别于小鼠的免疫机制？
鉴于人类个体面临的致死性感染风险远远高于小鼠，作者认为有理由相信人类具有某些特殊的免疫防御机制尚待揭示。作者认为揭示这些机制的入手点包括以下几个方面：① 继续分析人与鼠共同表达的基因，表达模式的人鼠差异（即表达的细胞群体，表达的丰度差异等），而这已经有初始的研究和分析，可以进一步深入；② 分析人类特有（相对于小鼠的，即人有小鼠没有的）基因的功能和机制，作者在此部分展示其研究团队分析得到的初始结果，具有一定的借鉴意义；③ 通过研究人类特征的免疫相关疾病（包括某些病原微生物感染和肿瘤）的机制，特别是其针对免疫系统攻击做出的适应性进化或者策略（例如 HIV通过易错聚合酶产生海量的遗传多样性以应对个体免疫系统的识别和攻击等）。
六、人类免疫学未来的路
过去两年来席卷全球的新冠疫情不得不让我们承认我们对于人类免疫学的理解尚十分有限，尽管这场疫情终将结束，但可以想见的是另一个正在世界的某个角落酝酿着。而这更加要求我们必须对人类免疫学机制具有更深层次的理解。虽然基于小鼠模型的研究将继续为人类免疫学的研究提供重要的参考信息，但前文所述的各种差异和问题也必须被正视和解决。作者认为除了现在正在尝试的方案，包括 ① 人源化小鼠，特别是免疫系统人源化小鼠；② 使用模型猴开展研究（二者均具有一些显著限制），另外两个方向的研究也值得关注，包括 ① 利用切除的人类扁桃体、脾脏等免疫器官的细胞进行类器官的构建和研究；② 利用高通量的基因编辑策略（如cas9 介导的高通量编辑）筛选人类细胞在特定免疫应答条件下的特殊基因和基因表达模式。
后语：这篇观点文章是从免疫学家的角度审视人类免疫学研究的，个人觉得很多观点可以推广到我们对于人类医学生物学研究的范围。例如在肿瘤学研究中，同样存在大量的无法成功转化到人类临床实践中的小鼠研究成果（甚至有很多顶尖科学家发表在顶尖学术期刊的成果），虽然这并不能否认这些研究的真实性和科学性，但却在现实结果层面上背离了这类研究的初衷。从实用主义的角度出发，失败的转化应用（例如基于小鼠数据的制药开发等）背后所浪费的种种资源像是我们探索人类的入场券。
对我个人的启发主要有以下几个方面：① 医学生物学相关的研究应该且必须保持初心，不可背离为人类健康服务的初衷；② 医学生物学研究在使用各种工具模型得到参考证据的时候需要重视证据的等级，永远追求更高等级的实验或者数据证据；③ 用对动物模型远远比用好动物模型重要，即具有更高的临床可借鉴意义的模型远比所谓稳定可控的实验性模型（能发好文章）更有价值，虽然这二者有时候并不冲突；④ 要善于利用新技术尝试得到更多直接观测人类病理生理的数据（例如各类组学数据等），努力用交叉验证的方法得到真实且有价值的信息。