大数据与人工智能时代的中医药(健康故事汇)(2)
中医药治病的原理是什么?怎么用现代科学手段进行验证?为了“说清楚、讲明白”中医药的科学原理,清华大学北京市中医药交叉研究所所长李梢教授潜心研究20余年,深入探索中医药复杂系统的奥秘,首次提出符合中医药整体特色的“生物网络、网络靶标”理论,开辟了中医药网络药理学方向。
中国胃癌发病率占全球的44%,长期以来胃癌早诊率低于10%,成为危害人民生命健康的一个现实难题。中医强调“治未病”,《黄帝内经》也提出“脾胃之间,寒温不次……大聚乃起”。受中医经典理论启发,李梢认为在胃癌发生之前会有一个更早的、能够预警癌变发生的阶段,找出这个阶段的特征、提前阻断,有可能实现胃癌“治未病”。
UNIQ系统建立后取得了哪些新发现?
在他看来,中医药诊疗思想和丰富经验中的“整体”特色,有可能孕育着新的医药研究模式,突破当前单因素还原论研究模式的局限,建立以中西医学和生物大数据为基础、以信息与系统为特点、融合人工智能、大数据等技术的中医药网络药理学等关键技术,有望建设符合中医药整体特色的自主创新体系,为揭示中医药奥秘、更好地维护健康、实现中医药守正创新提供一种新途径。
“怎样找到新方法?这是个艰巨的任务,探索很可能失败,但总得有人去尝试,因为中医药需要进行现代化转型发展。”李梢说,“对我来说,做一名探路者可能比做医生更有意义。”
“中医药现代化并不是西化。医学分中西,但是患者不分中西、科学技术也不分中西,攻克疾病、维护人类健康是中西医学的共同目标。目前肿瘤等疾病高发,中医、西医都需要进一步发展。充分利用现代科学技术,建立符合中医药特色的科技创新体系,揭示中医药的科学原理,不断提升中医药解决疾病、维护健康的能力,这是中医药现代化。”李梢强调,中医药与现代科学不是互斥的,而是能够相得益彰、共同发展的。
经过多年的探索,李梢和他的团队建立了中西医药分子网络导航系统——UNIQ系统(基于网络靶标的药物网络药理学智能和定量分析方法与系统)。“UNIQ系统借鉴了中医整体观的‘取象比类'思想,这种思想在《黄帝内经》中就有广泛运用。”李梢介绍,通过“取宏观之象、比微观之类”,从全局上看,人类表型网络(人类疾病,包括中医证候的临床表现)、生物分子网络(生物体内部的基因、蛋白之间)、中西药物网络之间存在着一种“宏微观模块化关联”关系。例如,临床表型越相似,相关的基因和基因产物在网络上越聚集。基于这一规律,李梢带领团队研制了中西医表型、生物分子网络、中西药物的“关系推断”算法,实现同时期国际最高精度的致病基因、药物靶标预测,通过计算,系统解析了疾病机制和药物作用的关联,在生物分子网络上实现了疾病和药物内在关系的定位和导航。
“借助于UNIQ系统,我们以中医‘寒、热'诊疗概念为切入点,构建出中医‘寒证'‘热证'的生物分子网络,初步揭示了中医寒热证与代谢—免疫失衡相关的生物学基础,还发现了寒热相关疾病发生发展的机制和清热、散寒药物的作用机理。”李梢说,通过融合宏微观信息,UNIQ系统帮助实现了中医药精准研发的关键技术突破,以UNIQ系统为核心的系列专利技术还在30余个中药、标志物的研发中转化实施。尤其值得一提的是,团队利用UNIQ系统研发了胃癌“智能早筛—极早诊断—精准早治”三位一体的中西医精准诊疗系统。
“目前,我们已经把中西医表型—细胞—分子—中西药物之间的关系都进行了全局性的预测,算法还在不断发展完善。”李梢说,这些算法的研制,既使得中医药思维能在微观层次发现规律,又使得现代医学生命科学积累的大数据能为中医药所用,从一个全新的角度阐释中医药科学原理,为大数据和人工智能时代中医药的传承发展提供了新支撑。
李梢介绍,打开中医药的运作机制谜题面临三道难关:如果不深入到机体内部,说不清传统的中医理论和现代基因、蛋白、细胞等微观因素存在的关系,那就难以揭示中医药的科学内涵;如果只采用目前医学常用的单因素还原分析方法,则容易丢掉中医宝贵的整体特色,难以“守正”;传统中医药积累了丰富的经验,但在微观层次的数据积累较为薄弱,如何从微观和系统角度阐释中医药的“整体”特色,这对信息科学也提出了挑战。
李梢的团队汇集了来自自动化、计算机、中医药、生物学等不同专业背景的研究生。团队在中医药交叉研究时,以问题为导向,多学科人才淡化各自专业的界限,朝着共同的问题和目标汇聚智慧和力量。
文章来源:《中医研究》 网址: http://www.zhongyiyanjiuzz.cn/zonghexinwen/2022/0924/830.html