望聞問(wèn)切、藥物配伍,老中醫(yī)多年行醫(yī)的積累,成為救治患者的一劑良方。
一劑方藥背后,究竟是哪些成分在發(fā)揮作用、精準(zhǔn)觸達(dá)病灶,這是中國(guó)工程院院士、中醫(yī)藥廣東省實(shí)驗(yàn)室主任劉良每天思考的問(wèn)題。
劉良介紹,中醫(yī)與西醫(yī)分屬兩個(gè)不同的醫(yī)學(xué)體系,在治病理論、方法與科學(xué)研究上大有不同。如何把傳統(tǒng)中醫(yī)藥防病、治病的科學(xué)原理講清楚,讓中醫(yī)診療在規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)傳承與創(chuàng)新,是現(xiàn)代中醫(yī)人面臨的使命與挑戰(zhàn)。
在他看來(lái),以生命組學(xué)分析、化學(xué)質(zhì)譜分析、人工智能技術(shù)等為代表的新質(zhì)生產(chǎn)力為解析中醫(yī)藥的治病原理提供了關(guān)鍵支撐,借助這些前沿技術(shù)與方法,不僅能讀懂面前的一碗“湯藥”,還能帶來(lái)更多原創(chuàng)性科學(xué)發(fā)現(xiàn)和診療方案。
以現(xiàn)代技術(shù)解析疑難疾病防治原理
作為一名中醫(yī)藥臨床醫(yī)生與科研學(xué)者,劉良對(duì)風(fēng)濕免疫病的診治鉆研頗深。行醫(yī)多年,每當(dāng)為患者擺脫病痛,他常常會(huì)收到詢問(wèn):“醫(yī)生,你究竟是怎么治好我多年的風(fēng)濕病的?”
這一問(wèn)題既是患者的認(rèn)可,也是疑惑。以類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎為例,中醫(yī)在診治這一世界難治性疾病方面歷史悠久,具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。其中,藥材青風(fēng)藤在實(shí)踐中被證實(shí)具有祛風(fēng)濕、通經(jīng)絡(luò)、利小便的效果。為何一段采摘曬干的藤莖有如此功效,其背后科學(xué)原理是什么?
多年前,劉良帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)對(duì)青風(fēng)藤的活性成分——青藤堿的藥理作用與分子機(jī)理展開(kāi)研究,成功發(fā)現(xiàn)青藤堿能選擇性抑制前列腺素E2終極合成酶-1,產(chǎn)生抗關(guān)節(jié)炎和骨保護(hù)的作用,最終擴(kuò)大了青藤堿制劑應(yīng)用在中醫(yī)藥領(lǐng)域的前景。
劉良分析,更多的中醫(yī)藥起效往往是以復(fù)方的形式,多元的化學(xué)質(zhì)譜分析技術(shù)使得科研人員能夠解析藥物中的活性成分,為藥效物質(zhì)基礎(chǔ)的研究提供了手段和方法。
與藥理研究同步進(jìn)行的,還有病理探索。
盡管《黃帝內(nèi)經(jīng)》提出了有關(guān)類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等“痹病”的論述,但在早期精準(zhǔn)診斷的過(guò)程中,醫(yī)生需要的是更具象的臨床證據(jù),而不能僅僅依靠“風(fēng)寒濕邪”進(jìn)行判斷。
蛋白質(zhì)上的聚糖鏈便是突破口。劉良解釋,低豐度的“免疫球蛋白G酸性N-糖鏈”對(duì)風(fēng)濕病的早期診斷具有重要意義,“如果我們能夠精準(zhǔn)檢測(cè)到糖鏈的細(xì)微變化,就會(huì)大大提升風(fēng)濕病的診斷效率?!彼f(shuō)。
終于,世界上第一塊在線富集免疫球蛋白G酸性N-糖鏈的“二氧化鈦-PGC芯片”成功面世,使檢測(cè)靈敏度較國(guó)際以往方法提高了超千倍,成為迄今為止最靈敏的定量糖組學(xué)分析技術(shù)。劉良團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)了類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的特異性血清生物標(biāo)志物,使其血清診斷準(zhǔn)確率由70%提高至95%。
談起中醫(yī)現(xiàn)代化探索,劉良說(shuō),蛋白質(zhì)組學(xué)、基因組學(xué)、糖組學(xué)在內(nèi)的多元生物組學(xué)技術(shù)迎來(lái)了重大突破,為探索復(fù)雜慢性疾病的分子基礎(chǔ)、發(fā)現(xiàn)疾病標(biāo)志物與治療靶點(diǎn)、解讀證候診療原理提供了證據(jù)支撐。
打通從事實(shí)到規(guī)律的科學(xué)通道
在不久前的中醫(yī)藥廣東省實(shí)驗(yàn)室(簡(jiǎn)稱“橫琴實(shí)驗(yàn)室”)第一屆學(xué)術(shù)委員會(huì)第一次會(huì)議上,一項(xiàng)有關(guān)中藥新藥智慧自動(dòng)化融合創(chuàng)新的平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目正式啟動(dòng)。
借力現(xiàn)代科技是中醫(yī)藥研發(fā)領(lǐng)域一條繞不開(kāi)的路。在劉良看來(lái),過(guò)去臨床配方大多基于傳統(tǒng)的治療方法和醫(yī)生個(gè)人的臨床經(jīng)驗(yàn),但更多有關(guān)藥物機(jī)理、疾病分子靶點(diǎn)的知識(shí)與數(shù)據(jù)被掌握后,配方的過(guò)程可以更加精準(zhǔn)科學(xué)。
多元化學(xué)質(zhì)譜分析技術(shù)與生物組學(xué)技術(shù)已經(jīng)讓海量數(shù)據(jù)成為可能,但這只是從經(jīng)驗(yàn)觀察進(jìn)階到了事實(shí)層面,未能抵達(dá)規(guī)律總結(jié)?!安簧僬撐亩紝?duì)特定中藥復(fù)方的有效成分開(kāi)展了檢驗(yàn),也證實(shí)經(jīng)過(guò)藥物治療,疾病分子層面發(fā)生了變化,但藥物化學(xué)成分和人體證候之間的關(guān)聯(lián)始終沒(méi)有建立起來(lái)。”劉良說(shuō)。
劉良認(rèn)為,在數(shù)字化證據(jù)之外,還要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)思路、方法與技術(shù)條件作為支撐?!艾F(xiàn)在急需解決的,是在數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間搭建聯(lián)系,探究藥物的何種活性成分,對(duì)特定的基因或蛋白產(chǎn)生了作用?!?/p>
通過(guò)深度學(xué)習(xí)等方法,人工智能技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)大型數(shù)據(jù)中的復(fù)雜結(jié)構(gòu),提高數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確度,將中醫(yī)藥活性成分與特定基因或蛋白間產(chǎn)生的作用發(fā)掘與配對(duì)出來(lái),打通“現(xiàn)象—事實(shí)—規(guī)律”的科學(xué)通道,揭示分子機(jī)理層面所發(fā)生的變化。
用AI大模型讓中醫(yī)診療接地氣
對(duì)不少患者來(lái)說(shuō),他們更關(guān)心的,是中醫(yī)藥的新發(fā)展、新成果如何落地在一間間中醫(yī)診室里。在劉良看來(lái),發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力,除了為科研人員提供破解難題的技術(shù)工具,回歸臨床、服務(wù)患者也是其中的應(yīng)有之義。
同樣是在橫琴實(shí)驗(yàn)室第一屆學(xué)術(shù)委員會(huì)第一次會(huì)議上,一款擁有100億字符中醫(yī)知識(shí)文本和中醫(yī)院數(shù)字化病例的人工智能大模型正式發(fā)布上線。通過(guò)匯集海量中醫(yī)藥數(shù)據(jù),大模型建立起一套高可信的中醫(yī)診療知識(shí)庫(kù),最終實(shí)現(xiàn)輔助醫(yī)生精準(zhǔn)診療、提供個(gè)性化治療方案。
劉良認(rèn)為,這是中醫(yī)藥新質(zhì)生產(chǎn)力“接地氣”的重要途徑。中醫(yī)講究望聞問(wèn)切,作出的判斷與對(duì)應(yīng)診療方案會(huì)受到醫(yī)生個(gè)體感知與經(jīng)驗(yàn)的影響。“這恰恰又是難以重復(fù)和直接傳承的?!?/p>
人工智能大模型則提供了一種可行的方案。
“重要的是,AI大模型可讓病情診斷‘量化’?!弊鳛榕R床醫(yī)生,劉良可以觀察到關(guān)節(jié)炎患者手上的紅腫熱痛,但關(guān)于關(guān)節(jié)紅腫程度、疼痛量級(jí),他除了記錄患者感受外,卻沒(méi)有其他操作。但是在開(kāi)展定量數(shù)據(jù)收集和分析后,人工智能技術(shù)可精準(zhǔn)感知、測(cè)量和計(jì)算病情的變化。
“‘喂’進(jìn)去的數(shù)據(jù)都會(huì)變成AI‘生長(zhǎng)’所需的營(yíng)養(yǎng)。當(dāng)大模型獲取足夠多的數(shù)據(jù),針對(duì)特定疾病足夠‘垂直’時(shí),大量新知識(shí)也會(huì)‘自動(dòng)’從模型中涌現(xiàn)出來(lái)。”劉良表示,數(shù)據(jù)的輸入、產(chǎn)出和應(yīng)用是動(dòng)態(tài)的過(guò)程,大模型經(jīng)過(guò)訓(xùn)練后更加“聰明”,最終形成一套涵蓋疾病預(yù)防、診斷、治療、藥物選擇、追蹤等完整技術(shù)鏈條的系統(tǒng),為臨床醫(yī)生提供一套科學(xué)診療建議。
劉良始終相信,在人工智能技術(shù)的加持下,中醫(yī)藥能為復(fù)雜疾病的防治提出一套經(jīng)得起循證推敲的現(xiàn)代科學(xué)方案,并獲得更廣泛的認(rèn)可與運(yùn)用。
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