在分子世界探索本草奧秘
生命,是由核酸和蛋白質(zhì)等物質(zhì)組成的分子體系,它具有不斷繁殖后代以及對(duì)外界產(chǎn)生反應(yīng)的能力。當(dāng)人患病服用中藥后,藥物成分就會(huì)與體內(nèi)的分子物質(zhì),如核酸、蛋白質(zhì)、糖等產(chǎn)生作用而發(fā)揮療效。
中藥組方作用于人體的什么靶標(biāo)?它的作用機(jī)理能夠被說明白、講清楚嗎?如何將現(xiàn)代科技與中醫(yī)藥結(jié)合,使中醫(yī)藥理論體系形成符合現(xiàn)代科學(xué)慣例的數(shù)據(jù)化表達(dá)方式,從而破解中醫(yī)藥面臨的現(xiàn)代化挑戰(zhàn)?如果使用計(jì)算機(jī)智能分析,能否優(yōu)化更加有效的中藥組方?
在位于北京市生命科學(xué)園的博奧晶方分子實(shí)驗(yàn)室,中國(guó)工程院院士程京團(tuán)隊(duì)的科研人員們?cè)噲D尋找這些問題的答案。他們借助生物芯片技術(shù),建設(shè)了中藥分子功能基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)庫(kù)和智能組方系統(tǒng),讓說明白、講清楚中藥作用機(jī)理成為可能。
近年來,博奧晶方通過現(xiàn)代生命科學(xué)、人工智能和高性能計(jì)算,首次構(gòu)建了國(guó)際上超大規(guī)模的中藥分子功能組學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù),系統(tǒng)評(píng)價(jià)了中藥逆轉(zhuǎn)人體疾病分子信號(hào)通路的科學(xué)內(nèi)涵和創(chuàng)新中藥開發(fā)。這項(xiàng)研究也被稱為“分子本草技術(shù)”。
尋找證據(jù)闡釋中醫(yī)藥作用機(jī)理
2016年,北京博奧晶方生物科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱“博奧晶方”)董事長(zhǎng)楊越與程京的一次邂逅,讓楊越看到了現(xiàn)代科技與傳統(tǒng)醫(yī)藥結(jié)合發(fā)展的廣闊前景。5年后,博奧晶方成立,開始分子本草技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化探索。
“目前,中藥分子功能基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)庫(kù)真實(shí)檢測(cè)了900多種中藥、300多種食物提取物對(duì)人體免疫、神經(jīng)、呼吸、循環(huán)等9大系統(tǒng)疾病細(xì)胞模型作用的10億級(jí)真實(shí)基因表達(dá)譜數(shù)據(jù),它所涵蓋的藥物作用信號(hào)通路達(dá)到了2500多萬條,這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)還在持續(xù)建設(shè)和擴(kuò)展中。”楊越表示。
程京介紹,分子本草技術(shù)的原理主要有三點(diǎn),一是挖掘人體的分子信號(hào)通路在正常狀態(tài)和疾病狀態(tài)下的差異,即在疾病狀態(tài)下,人體的分子信號(hào)通路靶標(biāo)的激活或抑制作用;二是通過實(shí)驗(yàn)檢測(cè)藥物處理人體疾病細(xì)胞模型后的基因表達(dá)數(shù)據(jù),建立藥物的作用信號(hào)通路圖譜數(shù)據(jù)庫(kù);三是以疾病信號(hào)通路為靶標(biāo),以藥物組方逆轉(zhuǎn)通路為核心,AI驅(qū)動(dòng)智能組方。從而形成科學(xué)內(nèi)涵清晰、靶標(biāo)明確的中藥組方,提高中藥組方用于臨床的有效性和確定性。
“分子本草技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)中醫(yī)藥三大關(guān)鍵問題的現(xiàn)代科學(xué)語(yǔ)言闡述,即對(duì)中醫(yī)藥‘是什么’的質(zhì)疑;對(duì)中醫(yī)藥療效作用‘為什么’的質(zhì)疑;對(duì)中醫(yī)藥臨床療效‘怎么樣’的質(zhì)疑。”楊越說。
博奧晶方目前擁有的數(shù)據(jù)庫(kù),可以對(duì)大量的古方或臨床經(jīng)驗(yàn)方進(jìn)行快速分析和評(píng)價(jià),最終在分子信號(hào)通路這一指標(biāo)上形成可量化、可視化的數(shù)據(jù)。由于分子信號(hào)通路是國(guó)內(nèi)外通用的生命科學(xué)語(yǔ)言指標(biāo),這樣博奧晶方在中藥療效方面的表達(dá)就實(shí)現(xiàn)了與國(guó)際同行業(yè)的對(duì)接,以科學(xué)化、全景化的形式科學(xué)解析了中藥的機(jī)理機(jī)制。
目前,分子本草技術(shù)已經(jīng)在創(chuàng)新藥物開發(fā)方面展現(xiàn)出了巨大潛力。據(jù)介紹,博奧晶方和中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院廣安門醫(yī)院王階教授合作,用分子本草從傳統(tǒng)的經(jīng)典理論和經(jīng)驗(yàn)用藥入手,開發(fā)了針對(duì)慢性心力衰竭的藥物,在小樣本臨床觀察中表現(xiàn)出非常好的改善水腫、喘憋、疲倦乏力效果,有效率達(dá)到90%以上。目前這項(xiàng)藥物正在中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院廣安門醫(yī)院、復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院、四川大學(xué)華西醫(yī)院等七家醫(yī)院開展隨機(jī)雙盲對(duì)照臨床研究。
精準(zhǔn)施治探索臨床個(gè)性化診療
癌癥是嚴(yán)重威脅我國(guó)居民健康的一類疾病,已成為影響國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重大公共衛(wèi)生問題。2022年中國(guó)的所有惡性腫瘤新發(fā)病例中肺癌排名第1位,占18.06%,而肺癌死亡人數(shù)占中國(guó)惡性腫瘤死亡總數(shù)的23.9%,同樣排名第1位。早期肺癌多無明顯癥狀,臨床上多數(shù)患者出現(xiàn)癥狀就診時(shí)已屬晚期,晚期肺癌患者整體5年生存率在20%左右。
如何提高肺健康診療水平,推動(dòng)肺癌防治關(guān)口前移,有效預(yù)防肺癌的發(fā)生?分子本草技術(shù)正在發(fā)揮它的獨(dú)特作用。
楊越介紹,利用分子本草技術(shù)賦能肺健康精準(zhǔn)調(diào)理方案,通過中西醫(yī)結(jié)合精準(zhǔn)診療的模式,早期對(duì)肺部健康精準(zhǔn)診斷、精準(zhǔn)調(diào)理+治療+管理,并與健康保險(xiǎn)打通,從而實(shí)現(xiàn)肺健康精準(zhǔn)診療險(xiǎn)一體化。
“如果在這個(gè)基礎(chǔ)上,再輔以專病智能處方系統(tǒng),甚至能夠?qū)崿F(xiàn)一人一方、遠(yuǎn)程診療、個(gè)性化保健的商業(yè)模式,同時(shí)可以解決基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)醫(yī)生緊缺的問題,拓展鄉(xiāng)村醫(yī)療體系。甚至可以針對(duì)肺癌等復(fù)雜疾病進(jìn)行個(gè)性化的中藥精準(zhǔn)用藥指導(dǎo)。”楊越說。
除了在“中醫(yī)循證”的方向上走出了一條探索創(chuàng)新之路,在其他領(lǐng)域,分子本草技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用。
在中藥新藥評(píng)審體系建設(shè)方面,以“分子本草臨床模型實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)+AI智能篩選”為手段,使中藥新藥相關(guān)的有效性分析數(shù)據(jù)、安全性分析數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)一目了然。
在中藥材種植領(lǐng)域,分子本草能夠成為一把極具科學(xué)性的“工具”。通過技術(shù)特點(diǎn)開展中藥生物學(xué)活性質(zhì)量鑒定研究,從而為筑牢藥材質(zhì)量監(jiān)管提供有力的評(píng)價(jià)支撐,同時(shí)還能夠賦能鄉(xiāng)村振興。
搭建橋梁讓世界更懂中醫(yī)藥
自古以來,中醫(yī)藥就伴隨商貿(mào)活動(dòng)在古絲綢之路國(guó)家落地生根。如今,隨著健康觀念和醫(yī)學(xué)模式的轉(zhuǎn)變,中醫(yī)藥交流合作已成為共建“一帶一路”高質(zhì)量發(fā)展的新亮點(diǎn)。
“中醫(yī)藥是中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的重要載體,也是中華文明的集中體現(xiàn)。深化‘一帶一路’中醫(yī)藥合作,對(duì)弘揚(yáng)中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化、增強(qiáng)民族自信和文化自信、促進(jìn)文明互鑒和民心相通、推動(dòng)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體具有重要意義。博奧晶方作為中醫(yī)藥創(chuàng)新企業(yè),在推動(dòng)中醫(yī)藥國(guó)際化的進(jìn)程中責(zé)無旁貸。”楊越說。
近年來,博奧晶方在加速推動(dòng)中醫(yī)藥國(guó)際化,助力中醫(yī)藥高質(zhì)量融入共建“一帶一路”方面持續(xù)發(fā)力。
2020年新冠肺炎疫情發(fā)生后,中醫(yī)藥在抗擊疫情中發(fā)揮了重要作用,全國(guó)乃至世界都看到了中醫(yī)藥的療效。如何將療效背后的作用機(jī)制向世界展示,以便世界更好地理解呢?程京想到了中藥分子功能組學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)。
程京團(tuán)隊(duì)利用數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)臨床上用于治療新冠肺炎的125個(gè)方子,在11條免疫和炎癥相關(guān)通路上的調(diào)控效果進(jìn)行了評(píng)價(jià),發(fā)現(xiàn)在抑制炎癥風(fēng)暴方面通路效應(yīng)最強(qiáng)的是清肺排毒湯,在提升機(jī)體免疫力方面通路效應(yīng)最強(qiáng)的是生脈飲,與臨床具有非常高的吻合性,這項(xiàng)研究2021年在《自然》子刊《信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與靶向治療》上發(fā)表,為中藥抗新冠提供了重要的科學(xué)依據(jù)。
基因表達(dá)、信號(hào)通路、靶標(biāo)……分子本草技術(shù)將外國(guó)人難以理解的中醫(yī)藥,用世界通用的語(yǔ)言表達(dá)出來,讓世界看到了中醫(yī)藥的療效。
這也是博奧晶方成立以來一直思考的問題:如何在文明交流互鑒中推動(dòng)中醫(yī)藥傳承創(chuàng)新發(fā)展、讓中醫(yī)藥“走得更遠(yuǎn)”?
“要想讓世界更懂中醫(yī)藥,必須搭建起溝通的橋梁。這架橋梁,就是世界聽得懂的語(yǔ)言。”楊越說。
何謂“世界聽得懂的語(yǔ)言”?楊越表示,一言以蔽之,就是循證醫(yī)學(xué)等現(xiàn)代醫(yī)學(xué)通用的、國(guó)際公認(rèn)的研究方法,即通用的科學(xué)“語(yǔ)言”,分子本草技術(shù)正是致力于此,讓中醫(yī)藥更好更快地走向世界,影響全球。
據(jù)了解,博奧晶方已經(jīng)通過分子本草技術(shù)與澳門大學(xué)澳門中藥研發(fā)中心、北大國(guó)際醫(yī)院等達(dá)成合作,加速推動(dòng)中醫(yī)藥現(xiàn)代化、國(guó)際化步伐。