李梢课题组发现胃癌极早期标志物:“英雄”莫问出处

2019.06.21

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“大家总是拿中医和西医作比较,我觉得不管中医还是西医,关键是能够治病救人。”当清华大学自动化系教授、清华信息科学与技术国家实验室中医药交叉研究中心主任李梢被问及此类问题时,他这样提出自己的观点。“这就像我的课题组一样,虽然学生的专业背景不同,但英雄不问出处,大家齐心协力,以解决问题为首要目的。”

今年5月,李梢课题组又解决了一个难题——以课题组博士生张鹏为第一作者的论文《解析胃癌前病变和早期胃癌的单细胞转录组网络》作为长文发表在国际著名学术期刊《细胞》的子刊《细胞报告》(Cell Reports)上。该研究通过胃炎和胃早癌患者单细胞测序,首次成功捕捉胃癌发生的单细胞微弱信号及其网络关联,突破性地发现了胃癌极早期细胞标志物,在胃炎癌转化单细胞机制和极早期诊断方面取得重大进展。“这就相当于我们去抓恐怖分子,等恐怖事件发生后才抓到就晚了,我们要事先找到与恐怖分子相关的人并一网打尽,防止事态发生。”李梢打了个生动的比方。

李梢1999年就提出了中医药和生物分子网络相关的假说。随后,他将传统中医诊断描述和统一医学语言系统(UMLS)相结合,对中医诊断进行标准化描述。基于此,建立了从整体上衔接“疾病表型”与患者“基因型”两个生物网络之间的计算模型。通过对这一模型的深入探索,李梢课题组以胃癌的中西医防治为范例,从“表型-细胞-分子”多层次生物网络的角度揭示了胃炎癌转化的内在机制,发现了胃癌极早期标志物和能够抑制胃炎癌转化的中药成分。

作为中医药学和生物信息学的交叉学科,李梢课题组的学生涵盖了自动化、计算机、生物医药、中医药等不同的专业背景。大家虽然专业不同,但是都有着治病救人的共同愿景;虽然各有专攻,但都会亲自参与临床观察和采样、学习相关的医学药学知识。“别人觉得有困难的地方,我们才要坚持做下去,不然何谈创新?”在有关胃炎和胃癌的研究中,课题组需要对比观察正常人、胃炎和胃癌患者不同阶段的胃部细胞,当最初找不到正常人的胃部组织样本时,课题组的博士生还主动提出做胃镜、用自己的样本来做实验。这种追求卓越、勇于奉献的精神正是课题组能够解决一个又一个难题的法宝。

出生在中医药世家的李梢从本科到博士都是主攻中医药专业,在接触临床知识与训练的过程中,他逐渐认识到当前医疗手段的欠缺、医学对基础科研的迫切需求以及中医药在现代的发展困境。因此2001年博士毕业后,他来到清华大学自动化系做李衍达院士的博士后,在李院士的支持下,率先开展生物信息学与中医药现代化大跨度交叉学科研究。李稍选择当时刚刚出现的生物信息学作为自己的主要方向,是因为中医“重视整体”的内在逻辑与生物信息学的基本原理是契合的。中医面临的问题需要用生物信息学的方法解决,而自动化领域内信息论的发展又要与实际的问题相结合。

中医强调整体观,将一个整体拆成一个个零件是相对容易的,而将一个个零件重新组合成一个整体,尤其是组合人体这么复杂的生物系统,则要困难得多。但中医诊断和治疗过程将人体作为一个“黑箱”看待,对于黑箱的内部原理缺少证明的方法,中医药理论也与近代生物学“从基因到性状”的基本研究方法和理论存在隔阂。而生物信息学、系统生物学等新方法的出现,则为中医药研究带来了理解其整体性质的希望;中医药的整体特色,又为前沿科技的发展和突破提供了丰富的资源。通过学科交叉,李梢教授课题组还相继开拓了网络药理学、中医药人工智能等新方向,不仅有助于推动中医药现代化,也为开发新的疾病诊疗方法提供了全新的研究思路。

2014年11月4日,美国《华尔街日报》用两个版面刊发了题为“古老疗法的新资料”的长篇报道,突出介绍了李梢课题组在中医药网络药理学和系统生物学方向上的有关成果,即通过建立复杂生物系统的网络分析方法,发现慢性胃炎典型寒证、热证患者代谢与免疫分子网络失衡的特征、相关生物标志物和舌苔差异菌群,突破了中医客观化、微观化的难点,为中医药个体化诊疗提供了科学证据,为科学理解中医药特色内涵提供了一条新途径。

正如李梢的博士生导师王永炎院士所言,中医现在处于“乍暖还寒”时候,虽然国家大力鼓励传承和创新,但是中医在科学上的瓶颈还没有得到根本上的突破——如何解释复杂的中医药、复杂的生命系统等,这些都还不清楚,中医的传承与创新仍需付出巨大的努力。“中医药缺乏符合自身整体特色的科学研究方法,这是一个发展困境。难题如何解决呢?亟需找到新理论、新方法。只有真正维护人类健康,为医疗、科技和社会发展作出贡献,中医药才会更好地被大家认可和接受,挑战才能转变成机遇,中医药才会发展得越来越好。”在这条道路上,李稍和他的团队还将继续创新求索。


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