来源 : 互联网
时间 : 2022-09-28 20:35
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清华大学北京市中医药交叉研究所所长李梢 利用UNIQ系统解读中医药“治未病”原理图示。 李梢正在指导团队成员使用UNIQ系统。
李梢出生于中医世家，父亲是首届“国医大师”李济仁，母亲张舜华是国家级非遗传承人。他从小就跟父母采草药、读医书、背汤头，接受了传统的中医教育，本科就读于北京中医药大学，然后回来跟随父母抄方，在皖南医学院硕士毕业后考回北京中医药大学，师从王永炎院士攻读博士研究生。博士毕业后来到清华大学自动化系工作至今。今年7月13日，英国皇家化学学会发来贺信，祝贺李梢入选英国皇家化学学会会士。
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。
做一名探路者可能比做医生更有意义
“学医过程中经常有人问我，什么是上火、清热？中医药治病的道理究竟是什么？中医强调‘治未病’，为什么肿瘤等病发现时就已经到晚期了？中医能否更好地治病？”李梢说，在求学过程中，这些问题一直萦绕在他的脑海，但是回答这些问题并不容易。
几千年来，中医通过望闻问切、中药方剂等手段诊治疾病，以整体观念和辨证论治为指导，但是患者体内具体究竟发生了什么，中医未能给出符合现代科学的阐释。李梢指出，现代医学生命科学经常采用的是还原论，即在局部研究得很深入，但对于患者整体规律的理解还不够。将一个整体拆成一个个零件相对容易，而将一个个零件重新组合成一个整体，尤其是组合成人体这么复杂的生物系统，则要困难得多。因此，探究中医治病的原理，难以直接套用现成的方法。
“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。”
正是抱着这种想法，1999年，在北京中医药大学读博士二年级时，李梢提出了中医药和生物分子网络相关的假说——中医药不是和单个生物分子有关，而是和生物分子相互作用的网络、网络的动态变化有关，这个网络有可能表征中医药的整体。当时恰逢人类基因组计划、生物信息学兴起，自动化系“三论一智”（“三论”指信息论、系统论、控制论，“一智”指人工智能）的学科特点和中医药整体观、系统观的思维很契合。
在清华大学生物信息学专家李衍达院士的支持下，2001年，李梢进入清华大学自动化系，开始了“生物信息学与中医药现代化”的大跨度交叉学科研究，开启了一段20多年中医药现代化探索之旅。
取宏观之象、比微观之类，力求守正创新
中医药、自动化的学科跨度很大，如何既守住中医药的底蕴，又把握住信息科学的原理，实现守正创新？
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。
面对这些难题，李梢熬白了头。经过反复思考，他提出了一个大胆的想法——能不能把中医的整体思维用于微观的生物层次，相当于在人体“黑箱”里建立一个导航系统，进而全面计算出中西医药与生物分子的关联，用于支撑中医药的创新发展？
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。
“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。
胃癌“治未病”系统发现胃癌“极早期”
UNIQ系统建立后取得了哪些新发现？
“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。