一、核心定位

本研究领域旨在系统阐明感染过程中，病原体与宿主之间围绕能量获取、代谢重编程和资源竞争所展开的动态博弈。它超越传统的“病原体-免疫”二元视角，从“能量-代谢”这一更根本的生命活动维度，揭示感染发生、发展、转归及慢性化的新机制，为诊断、治疗和预后评估提供全新的理论框架和干预靶点。

二、主要研究方向与内容

1. 病原体的代谢劫持策略与能量依赖性

（1）科学问题

不同类别病原体（病毒、细菌、真菌、寄生虫）入侵后，如何特异性重编程宿主细胞的能量代谢网络（如糖酵解、氧化磷酸化、脂肪酸代谢、谷氨酰胺代谢）？

病原体的关键毒力因子如何靶向宿主的代谢酶或信号通路？其能量掠夺策略是否存在共性规律？

病原体的复制周期（如潜伏期、裂解期）与特定的宿主细胞代谢状态有何关联？

（2）研究思路

机制发现：利用代谢组学、转录组学和蛋白质组学，绘制病原体感染后的动态代谢图谱。

靶点鉴定：通过功能基因组学筛选，鉴定病原体存活所必需的宿主代谢基因；利用结构生物学解析病原体效应蛋白与宿主代谢酶的相互作用。

功能验证：使用代谢流分析、基因编辑和药理学工具，在细胞和动物模型中验证特定代谢通路对病原体复制和致病性的关键作用。

（3）实施路径

建立标准化的感染细胞模型，进行多时间点的多组学联合分析。

开发高内涵筛选平台，筛选靶向宿主代谢通路的小分子库，寻找抗感染候选药物。

构建条件性基因敲除小鼠模型，在体内验证特定代谢通路在抗感染免疫中的功能。

2. 宿主防御的代谢重编程与免疫代谢调控

（1）科学问题

固有免疫和适应性免疫细胞（如巨噬细胞、T细胞）在激活、分化和发挥功能时，经历了怎样的代谢转换？其代谢状态如何决定其免疫功能（促炎/抗炎、效应/记忆）？

在系统性感染中，机体如何协调不同器官间的能量资源分配（如“免疫优先”原则）？这种分配失衡如何导致器官损伤或衰竭？

“免疫代谢检查点”如何通过调控代谢来抑制或增强免疫反应？

（2）研究思路

单细胞代谢解析：利用单细胞代谢组学等技术，解析免疫细胞亚群在感染微环境中的异质性代谢状态。

系统能量学：研究感染状态下，全身性能量代谢激素（如瘦素、饥饿素）和器官间代谢对话的变化。

代谢干预：通过补充代谢底物、使用代谢酶抑制剂或激动剂，调控免疫细胞的代谢状态，评估其对感染结局的影响。

（3）方法路径

采用示踪代谢流技术，定量分析免疫细胞在静息、激活、耗竭等不同状态下的代谢通量。

建立感染-代谢器官芯片模型，模拟肝脏、脂肪组织、免疫器官之间的代谢互作。

开展临床转化研究，探索将二甲双胍等代谢调节药物用于辅助抗感染治疗的潜力。

3. 能量战场与疾病病理及慢性化

（1）科学问题

急重症感染（如脓毒症）中的“细胞病性缺氧”和代谢衰竭的具体分子机制是什么？线粒体功能障碍是原因还是结果？

慢性感染（如结核、病毒感染后遗症）如何导致宿主出现长期、全身性的代谢紊乱（如胰岛素抵抗、疲劳综合征）？

病原体（如EBV、HPV）通过代谢重编程驱动细胞恶性转化的关键节点是什么？

（2）研究思路

病理机制关联：将特定代谢产物的积累或耗竭（如乳酸、琥珀酸、ATP/ADP比值）与器官功能障碍的病理指标相关联。

“代谢记忆”研究：探索感染导致的代谢和表观遗传改变，如何长期影响细胞和机体的功能。

致癌代谢转化：研究致瘤病毒如何将宿主细胞的生长代谢程序与病毒生命周期相偶联，最终导致癌变。

（3）实施路径

收集临床样本（血液、组织），建立患者代谢谱与疾病分型、严重程度及预后的关联模型。

建立慢性感染或感染后遗症的动物模型，长期监测其代谢参数，并尝试通过代谢干预进行逆转。

分析病毒相关肿瘤的代谢特征，寻找区别于正常细胞和普通肿瘤细胞的独特代谢弱点。

4. 基于能量代谢的新型诊疗策略

（1）科学问题

能否利用感染特异性代谢特征（宿主或病原体来源）开发新型生物标志物，用于早期诊断、预后评估或治疗反应监测？

靶向宿主代谢通路（“饿死”病原体或“增强”免疫）或病原体特有的代谢依赖性，是否能开发出广谱或特异性的新型抗感染疗法？

如何通过营养干预或代谢调节，优化患者的能量状态，改善感染预后？

（2）研究思路

诊断开发：通过代谢组学筛查，鉴定具有高灵敏度和特异性的代谢标志物组合。

新靶点与新药物：针对方向一和二中鉴定的关键宿主或病原体代谢靶点，进行药物开发和筛选。

精准营养与代谢管理：基于患者的代谢表型，制定个体化的营养支持和代谢调节方案。

（3）实施路径

进行大规模临床队列研究，验证候选代谢标志物的诊断效能。

开展老药新用研究，评估已上市代谢类药物（如治疗糖尿病的SGLT2抑制剂、治疗痛风的别嘌醇）的抗感染潜力。

设计并实施前瞻性临床试验，比较标准化与个体化代谢支持疗法对重症感染患者预后的影响。

三、跨学科研究方法论

本领域研究强烈依赖于系统生物学与计算模型的整合：

数据驱动建模：整合多组学数据，构建“宿主-病原体”相互作用的动态代谢网络模型，预测关键调控节点和干预后果。

生态学理论借鉴：运用生态学中的资源竞争、最适分配等理论，定量分析感染过程中能量和营养资源的动态分配策略。

这一研究框架旨在将“能量战场”从一个生动的隐喻，转化为一个具有清晰科学内涵、明确研究路径和巨大转化潜力的前沿交叉学科领域。

四、中医药介入的目标与路径

其核心思路在于，将中医“扶正祛邪”的核心治则与现代生物能学中的“代谢-免疫调控”进行深度对话与实证研究。以下是几个具有可行性的关键研究方向与项目设计：

1. 微观机制——中药/复方对“能量战场”关键节点的调控

此方向旨在用现代科学语言诠释中医药如何调节宿主与病原体的代谢博弈。

（1）科学问题

清热解毒类中药（如黄连、黄芩、金银花）是直接抑制病原体的代谢（如细菌的呼吸链、病毒的糖酵解劫持），还是主要通过调节宿主免疫细胞的代谢表型（如逆转M1巨噬细胞的糖酵解亢进）来发挥“祛邪”作用？

益气扶正类中药（如黄芪、人参、灵芝）如何通过增强线粒体生物合成、改善氧化磷酸化效率来提升免疫细胞（如T细胞、NK细胞）的“战斗耐力”，实现“扶正”？

中医“活血化瘀”治法（如丹参、川芎）能否改善严重感染中微循环障碍导致的“细胞病性缺氧”，从而纠正能量危机？

（2）思路与方法

体外模型：建立病原体感染免疫细胞模型，用代谢组学、海马能量分析仪等技术，实时监测中药干预前后细胞的糖酵解速率、耗氧率、ATP产量等关键参数。

靶点筛选：采用分子对接、热迁移分析等技术，筛选中药活性成分与宿主代谢关键酶（如PKM2、ACLY、mTOR）或线粒体功能蛋白的直接相互作用。

机制验证：利用基因沉默或过表达技术，验证中药调控的效应是否依赖于特定的代谢信号通路（如AMPK/PGC-1α线粒体生物合成通路、HIF-1α糖酵解通路）。

2. 中观整合——基于中医证候的感染-代谢动物模型构建与干预

此方向旨在建立符合中医理论的疾病模型，进行整体性、系统性的疗效评价。

（1）科学问题

中医不同的感染证型（如“卫气营血”传变、“脾虚湿盛”），在系统代谢组学和能量代谢表型上是否存在特征性图谱？

针对特定证型（如“气分实热证”或“正气亏虚证”）的经典方剂，能否特异性纠正该证型相关的异常能量代谢程序？

（2）思路与方法

证候模型标准化：在常规感染动物模型基础上，叠加中医证候造模（如过度劳倦+饮食失节致“脾虚”模型），形成“感染+证候”的复合模型。

多维数据采集：动态采集模型动物的宏观表征（符合中医四诊信息）、全身及局部组织的代谢组、免疫细胞代谢流。

方证对应研究：用对应方剂（如“脾虚证”用补中益气汤）干预，验证其是否能同时改善证候表现和逆转特征性代谢紊乱，并优于单纯抗病原体治疗。

3. 宏观临床——中医药调节感染后免疫代谢紊乱的临床研究

此方向聚焦于中医药解决临床难点问题的优势，如慢性感染、感染后疲劳综合征等。

（1）科学问题

对于“长新冠”、病毒感染后疲劳综合征等，中医“瘥后防复”理论指导下的调理，能否通过恢复患者线粒体功能和免疫代谢稳态，显著改善疲劳等症状？

在ICU重症感染（脓毒症）患者的救治中，中药注射剂（如参麦、血必净）的辅助治疗，是否通过改善全身性能量代谢紊乱和多器官的细胞缺氧，从而降低病死率？

（2）思路与方法

前瞻性队列研究：招募感染后遗症患者，根据中医辨证分组，给予个体化中药干预，以疲劳量表、运动耐力测试为主要终点，以外周血单个核细胞的线粒体功能、代谢组学为生物标志物，评估疗效。

随机对照试验：在标准化抗感染治疗基础上，设立中药联合治疗组与安慰剂对照组，严格评价中药对重症患者器官功能评分、炎症因子风暴及代谢指标（如血乳酸清除率）的影响。

4. 项目设计特色

范式融合：将中医的“整体观、辨证论治、治未病”与生物能学的“代谢网络、能量稳态、免疫代谢”深度结合。

技术驱动：必须采用代谢组学、代谢流分析、单细胞测序等前沿技术，将中医的“气”“正虚”等概念转化为可测量的能量代谢指标。

转化明确：研究成果可直接指向中医药精准治疗感染性疾病的方案优化、基于代谢生物标志物的中医证候客观化，以及源于中药的新型代谢免疫调节剂开发。

此类研究的成功，不仅能为抗击感染性疾病提供中西医结合的创新策略，更能从能量代谢这一根本层面，推动中医现代化和国际化，实现真正意义上的“用世界听得懂的语言，讲好中医故事”。