传承与创新  做21世纪的新医学

——记罗国安和他撰写的我国第一部中医药系统生物学英文著作《中医药系统生物学》

记者 范 丽

 

图为《Systems Biology for Traditional Chinese Medicine》(《中医药系统生物学》)。

       清华大学化学系罗国安教授撰写的英文专著《Systems Biology for Traditional Chinese Medicine》(《中医药系统生物学》)2012年6月由John Wiley出版社正式出版。该书突破西药研究的“点-点”传统研究模式,首次提出“系统-系统”的研究模式、方法与技术,并将其应用于复杂药物系统与人体之间相互作用的研究。

图为罗国安近照。

        从应清华之聘回国执教至今,罗国安教授在中医药现代化之路上已经“求索”了18个年头,从“以现代科学技术切入中药研究实现中药现代化”理念的提出;到实现中医药物质基础表征的科学阐述;从传承和创新中医药理论,整合化学物质组学的整体系统生物学理论的发扬,再到今年凝聚了罗国安及其团队多年研究成果的英文版《中医药系统生物学》的出版,让中国的千年瑰宝中医药逐渐揭去面纱,迈出了走出国门最坚实步伐,为千年“中医药”注入了最旺盛、最鲜活的生命力。中英文版的《中医药系统生物学》更是成为众多大学和研究机构的科技指南、科技指导书,在一些教授眼中甚至成为了实验室必备书籍。更多地学者用书中的模式进行着对中医药的研究和探索。

  在国际著名科技出版公司John Wiley组织国际专家对该书进行匿名评审时,得到了专家们的一致好评。“中医药和制药行业的读者将会受益于书中传统医学及植物药研究方法和技术的创新”;“系统生物学研究领域的读者也将在该书中发现新观点和新思路”;“该书可以帮助读者更好的理解中西医疗法的差异,也可使科学家们和/或对中药开发感兴趣的中医师认识到现有的现代科学技术及优化的实验设计策略的重要性”…… 国际专家们从不同的角度惊叹和解读着书中对中医药系统生物学的描述和学术创新。

盲人摸象的启示  既要细节也要整体

        系统生物学是由人类基因组计划的发起人之一、美国科学家莱诺伊·胡德最早提出的,是生命科学研究领域的一门新兴学科,它研究的核心是基因组。

        中医药,是中华民族在长期生产和生活实践中认识生命、维护健康、战胜疾病的宝贵经验的总结,有着数千年的历史,强调“病症结合、方证对应”的整体观和系统论。

        如何将二者有机结合起来呢?

图为英文版《中医药系统生物学》“盲人摸象”示意图 。

        在罗国安的《中医药系统生物学》书中,有两幅生动形象的示意图,主题就是我们熟悉的成语故事“盲人摸象”。在第一幅图中,几个人摸着大象的不同部位说着各自的看法,描述着对各个部位的印象,有的说是“绳子”,有的说像“蒲扇”;在大象上方,另外有一个人以俯视的角度对大象给出一个整体的,但却模糊的结论——像一头猪。

  罗国安教授解释说,西医药就像图中只关注具体部位的个体,对事物的局部讲得很细,但不能把整体描绘出来。中医药就像那个俯视的人,如果缺乏对细节的描述,只看整体,印象就会很模糊,结论就只能是“大象像是一头猪”。

  罗教授指着第二幅添加了具体特写模式和“指纹图谱”等全景模式的新一代“盲人摸象”图说,只有把中西医结合起来,既有整体的看法,又有局部的细节,也就是把整体的表征和局部的特征结合起来,才能把一个事情描绘的比较完整,这也是东西方医学应该走通过结合、整合到融合的道路。

由“点-点”、“点-系统”到“系统-系统”的突破

图为整合化学物质组学的整体系统生物学(global systems biology)提出的“系统对系统”模式。

         这本书的封面上,有两个平行的系统:中药系统和生物系统,它们之间,通过对两种系统研究模式的交叉整合,将生物系统中的基因组学、蛋白质组学、代谢组学和药理学4种节点与中药系统的化学物质组学相结合,一目了然地概括提炼了本书的实质和精髓。

        西医强调单一化合物即化学小分子针对单个蛋白质“靶点”作用的“点对点”模式,这种方法对局部的疾病很有效,但是没有考虑到人体的特殊性即整体性。

  西方医学在吸收、融合了我国的中医药的整体观,系统论以后,从人类基因组计划发展到系统生物学,提出了“点对系统”的模式,即一个小分子对一个人的整体发生作用,研究的是单一化合物对生物系统的应答。

  罗国安及其团队提出的“系统对系统”的模式是把中药和人体(生物)各看作一个系统,采用整合化学物质组学模式来解决,即通过化学物质组学来(中药方剂)表征药物干预生物系统(人体)的组成及相关关系。

  书中以大量篇幅详细阐述了中医药系统生物学的形成、演变和研究内容,并通过临床的实际事例糖尿病肾病的系统生物学研究,以及试验室研究事例中药复方双龙方的整体系统生物学研究等应用实例,生动讲解和验证了“系统对系统”研究模式的可行性和优越性。

继承与创新 探索中医药创新药物体系

  “中医药是中华民族留下来的宝贵财富,是几千年优秀文化的瑰宝,作为一名中国人,有责任把中医药传承下去。”罗国安认为,创新是我们这代人的一种使命。中医药如果没有好创新,如果不能去粗取精,用精致的东西体现它的功效,将来很有可能被边缘化,只有改变和创新才能让中医药为现代的人所接受。

图为罗国安向国际系统生物学创始人Leory_Hood教授讲解中医药研究项目。

  中医药有着丰富的临床经验、以及辩证论治等特点和优点,但它传统的性味、归经和君臣佐使配伍学说只是对方药效果给出一种直观的说明,没有给出药效的物质成分,也没有揭示出药效产生的物质作用过程和具体机制,缺乏物质基础和科学的数据,所以很难说服现代人。

  1994年,罗国安从美国回国执教后,结合在南京中国药科大学执教期间参与中药研究工作的基础以及美国宾州州立大学从事生命科学研究的经验,发挥自己的化学专长,带领自己的研究团队明确了以开展中药有效部分(组分、化合物群)作为研究对象,开展中药指纹图谱和多指标成分定量测定的系统研究。

  2000年后,罗国安考虑能不能在系统生物学,即基因、蛋白质、代谢物质层面上发展一套体系,用来表述中医药的整个体系。

  经过近20年的研究,罗国安教授团队突破了中西医学之间的壁垒,兼取两长,提出了中药指纹图谱以及近红外光谱非线性建模方法等相关理论,用现代的技术、科学的数据和实例实现对中药整体表征的阐释,提出并发扬了中医药系统生物学,探索了一个“以现代科学技术切入中药研究实现中药现代化”的创新药物体系。

由繁到简 实现中药生产质量的可控

  一个复方有几十种到上百种成分,是不是所有成分都在起作用?

  过去的科学技术无法做到把中草药成分一一分离,只能通过对药材的最佳配伍,达到最好的疗效。

  “古代中医药是个宝库,但仅仅是宝库”。罗国安要实现的不是用“词”来表达中医药的科学,而是用“数据”来体现中医药的科学性。

  罗国安以临床经验方中药复方双龙方为例,在书中详细讲解了如何以整合化学物质组学的整体系统生物学研究体系开展对双龙方的研究。

 

图为双龙方提取物、含药血清样品、空白血清样品UPLC-TOF MS 指纹图谱。 

  中药复方双龙方来源于李连达院士的临床经验方,在冠心病临床治疗方面具有较好的效果,但是其发挥作用的具体药效物质是什么?其疗效和作用机理能否从现代医学和生命科学角度加以证实和说明呢?

 图为双龙方活性成分-靶点-通路网络图。

  通过罗国安研究团队对该方化学物质组的研究和利用指纹图谱技术对药物指纹峰的鉴定,他们发现此方中的整体化学物质组共有83种成分,药效质量只有4.3%可控,大部分的成分作用都不甚明了。经过对一组组药物作用基因定量结果对比图表、蛋白质组表达谱和细胞代谢物色谱图等数据的鉴别筛选后,研究团队分析到有15种成份对疗效可以产生作用。经进一步优化精简,他们将其中10个成分入药,对药物再进行定量和生产控制后得到了“创新”后的中药成药。

  临床对病人给药后,经过筛检、心电图比较等测试,药效显著提升,实现了中药生产质量可控的难题。

让更多的人了解中医药 让中国的瑰宝造福全人类

  罗国安坚信中医药是一门具有先进性的科学,应该让更多的国内外医药领域的专家学者了解它,应用它,让中医药发扬光大,造福全人类。

  罗国安领衔的研究团队在中医药系统生物学研究领域取得重要进展后,相继在国际及国内发表学术论文700余篇,其中SCI论文多达312篇,罗国安个人H指数(引用率)也高达34。他们还积极利用国际研讨会等机会宣传和介绍中医药系统生物学理论。

图为罗国安团队在国际代谢组学创始人Nicholson教授访问实验室时合影。

  罗国安及其团队取得的一系列关于中医药的学术研究成果,引起众多西方学者和出版公司的关注和肯定。世界最大两个出版社之一的国际著名科技出版公司John Wiley&Sons主动找到罗国安,请他写一本有关中医药系统生物学的书籍。他们认为,很多西方科学家感到东方科学很有道理,但由于现有的科学技术反映不了中医药的全面,正苦于找不到切入口。

  “他们认为我的工作架起了东西方医药文化的桥梁,并希望该书的中英文版一起由他们出版发行,”罗国安笑道,“我对他们说:‘中医药是中国的瑰宝!中文的版本一定要保留在国内出版,而且要作为献给清华大学百年校庆的一份礼物!’”

  先后承担了国家多项科技攻关项目,研究成果多次荣获国家科技进步奖、省部级科技进步奖,拥有50余项发明专利的罗国安教授在谈到自己的成绩时,多次提到,“清华的‘独立之精神、自由之思想’对我影响很大,让我时刻牢记做任何事情都要从科学上进行探索,都要把它作为一门科学来进行研究。这本书同样是清华精神的体现,更是我为学校百年校庆献上的一份礼物。”

  2010年中文版《中医药系统生物学》在清华大学百岁生日之际出版了。在添加了最新的数据后,2012年该书的英文版正式在国际上出版。

       作为我国自1996年开展中药现代化研究以来在国际上出版的第一部中药现代化研究英文专著,王永炎院士在为该书作序时讲到:“这本书既从中医方剂学七情和合、君臣佐使配伍规律出发,更注重拓新中药复方的组分配伍与分子生物学的深化研究……是在西学东渐过渡到东学西渐并存的新时期中医药创新研究的教程”。

       《中医药系统生物学》用科学的数据,用全新的理念和方法,阐释了中医药的合理性和科学性,实现了中医药理论体系和现代科学技术体系的结合、整合和融合。

       “实现中医药的创新发展和科学发展是中医药界和其他领域科学家的共同使命,”已经在今年6月份退休的罗国安教授并没有停下对中医药研究的脚步,他说,“实现中医药的传承和创新是我的责任,这本书只是初步的工作,我将继续以陈竺院士的话自勉——‘我们科学家应逐步突破中西医学之间的壁垒,建立融中西医学思想于一体的21世纪新医学,这种新医学兼取两长,既高于现在的中医,也高于现在的西医,值得我们为之努力和奋斗!’”

 编辑:襄桦

2012年12月25日 10:37:50  清华新闻网

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