中西医学 双流汇聚

2019-03-18 01:53刘德培
中国中医基础医学杂志 2019年1期
关键词:医学研究

刘德培

(中国医学科学院基础医学研究所,北京协和医学院基础学院医学分子生物学国家重点实验室,北京 100005)

刘德培,男,1950年5月4日出生,安徽阜南人。生物化学与分子生物学专业教授、研究员、博士研究生导师。1996年当选为中国工程院医药卫生学部院士,2000年当选为中国工程院工程管理学部院士。

1981年毕业于湖南医科大学(现中南大学湘雅医学院)生物化学专业,获硕士学位。1986年毕业于中国协和医科大学生物化学与分子生物学专业,获博士学位。1987至1990年在美国加州大学旧金山分校做博士后研究工作。主要从事基因表达调控、基因治疗与心血管疾病发病机制研究。在基因表达调控与基因治疗研究中,发现β珠蛋白基因簇红系增强子HS2及其关键位点,建立BAC介导的α/β珠蛋白基因簇转基因动物模型,发现α-基因簇活性染色质构象(ACH)中珠蛋白基因与看家基因共用转录工厂,发现β基因簇MAR间协同染色质高级构象,发现马利兰可显著增强贫血恒河猴与地贫患儿的胎儿型珠蛋白表达,用杂合寡核苷酸实现了β基因的定点修复,并提出复制叉渗漏寡核苷酸掺入假说等。在心血管疾病发病机制研究中,建立ApoAI/CIII/AIV载脂蛋白基因簇转基因动物模型并发现ApoCIII增强子的调控机制,发现对氧磷酶(PON)基因簇能抑制动脉粥样硬化斑块形成并稳定斑块,系统研究Sirtuins基因家族成员在心血管疾病中的作用。发表综述阐述衰老四层。迄今发表论文200多篇,被引用5000余次。

曾被评为全国首届中青年医学科技之星、国家级有突出贡献的中青年专家。获国家自然科学基金委优秀中青年人才基金、国家自然科学基金委杰出青年科学基金。2008年当选为美国医学科学院(NAM)与第三世界科学院(TWAS)院士,2016年当选为国际医学科学院(IAPH)组织共同主席。

曾先后承担国家自然科学基金委重大、重点项目,国家863重点项目等,担任过国家自然科学基金委“优秀创新群体”学术带头人,心血管973项目首席科学家。曾任中国医学科学院、中国协和医科大学院校长,中国工程院副院长,第十一届、十二届全国人大常务委员会、教科文卫委员会委员,国务院学位委员会委员。现任全国人大代表、中华医学会副会长,医学分子生物学国家重点实验室主任。

很高兴能和中医学界的各位专家共同探讨中医药的发展,今天主要想围绕中西医学的深层次结合,谈谈我对未来医学发展的一些看法。

1 中医药学特色鲜明

中医药学特色鲜明,相信大家对此都耳熟能详。中医药在过去的岁月里为中华民族的健康保障作出了巨大贡献,现在仍然发挥着重要作用。从中医学的产生和发展来看,秦汉时期,中医发展奠定基础,这一时期的重要著作包括《黄帝内经》奠定了中医学理论基础,《伤寒论》确立了中医辨证论治的原则,《神农本草经》确立了中药学基础。唐宋时期,中医发展初具规模,如唐朝出现了第一部由政府颁布的药典《新修本草》,孙思邈所著《千金要方》的出现,说明了临床医药学的发展。宋朝《太平惠民合剂局方》则充分反映了临床方药学的发展,金元四大家的学术争鸣,让我们可以很明显地感受到临床医药学的发展。明清时期,中医发展达到鼎盛,《本草纲目》促进了中医药学的大发展,《证治准绳》《景岳全书》等著作的出现促进了中医药学的系统化,而《温病条辨》《医林改错》等则代表新的学术思想不断涌现,《医部全录》《古今图书集成》显示了医学文献整理研究的成就,《中西汇通医书五种》则反映了中西汇通医学思想的萌芽。中医学一路发展,形成了自己的特色,可将之概括为实践性、整体观、时空观、辨证观、治疗观、预防观、方法论共7个方面。

中医学不但特色鲜明,而且对疾病的观察具体精细。如《濒湖脉学》概括浮脉:“浮脉惟从肉上行,如循榆夹似毛轻,三秋得令知无恙,久病逢之却可惊”,将浮脉的表现、演变与对疾病动态的预测结合起来,而现代的病理生理学甚少见到如此形象的描述。

从西方现代医学的产生和发展[1]来看,中世纪以前奠定基础,希波克拉底为后来的生理病理解剖研究奠定了思维基础,盖伦在人体解剖的基础上研究生理功能;文艺复兴以后是崛起时期,维萨里建立了人体解剖学,哈维发现血液循环,使生命科学开始步入科学轨道,莫干尼建立了病理解剖学,为研究疾病的生物学原因开辟了道路。19世纪以后,诊断学、外科学迅速发展,药物合成开始。20世纪以来直到今天仍在蓬勃发展。西方现代医学的发展,为人类健康作出了重大贡献。且由于运用科学研究和分析方法,有许多宝贵的新发现,兹不赘述。

比较中西两种医学体系,中医学以整体论为主,体现在生命的精神层面、整体层面、动态层面,它是一种朴素的系统论,源于“天人合一”哲学思维的复合医学模式,更多采用经验的积累、类比推理的方式,中药方剂中多种有效组分对机体多系统、多途径、多靶点的综合调节,共同达到祛病养生的目的,同时强调整体、多因素的相互联系,重“辨证”,治“病的人”,重视整体效果,注重机理解释的哲学思维。西医学则以还原论为主,将人体视为由组织器官等组合而成,偏向于机械的还原论,强调“物理-化学”反应的生物医学模式,并且强调实验实证,注重分析,多强调单一活性化合物对机体靶点的作用,具有高度的选择性和明显的对抗性,倾向于形态、局部医学,注重直接因果,重“看病”,治“人的病”,也重视直接效果,其成分、靶点、通路比较明确。随着医学的进步,我们希望未来的医学既治病的人又治人的病,二者能够完美地结合起来。

2 中西医交流源远流长

图1显示,中西医学的发展和交流历史源远流长[1]。从整个医学的发展历程来看,大概可以分为原始医学、古代经验医学、近代实验医学、现代医学几个阶段。在人类诞生早期,先民们就具备了简单的伤口处理等医疗知识,真正意义上的医学是伴随着部落形成和国家建立而产生的。公元前3500年左右,两河流域孕育了古巴比伦王国,随后尼罗河流域的古埃及、黄河流域的古中国、恒河流域的古印度,它们共同隶属于“大河文明”,最早建成现代化的奴隶制国家,也最早形成医学体系。真正意义上的西方医学则起源于希腊和罗马,希腊继承了古埃及和古巴比伦的医学,罗马将其发扬光大。随着罗马帝国的瓦解,西欧进入了长达1000年的“黑暗时代”,阿拉伯医学在此时大放异彩。阿拉伯医学不仅全盘吸收了希腊和罗马的医学经典,更将其文化向世界传播,架起了亚欧大陆的交流桥梁。而中国通过佛教东传、西域通商、文化交流、军事扩张等手段,同印度地区、阿拉伯地区、西方国家等进行了大范围的医学融合,大量的医学经典、药物甚至医生走入中国。

图1 中西医的发展和交流历史

在前清,学界就开始讨论中西医汇通的问题。实际上,中西医汇通的指导思想和当时改良派的“中体西用”思想一脉相承。具体体现在:以西医解剖学、生理学的知识印证中医的古典医理,同时以中医的有关论述印证西医的相关知识。任应秋在《中医各家学说》[2]中将中西医汇通学派分为三类:一是开始接受西说诸家,如汪昂、赵学敏、王学权、王清任、陈定泰等;二是持汇通说诸家,如朱沛文、唐宗海、张锡纯等;三是改进说与科学化的倡导者,如恽铁樵、陆渊雷等。这其中我比较熟悉的是王清任先生和张锡纯先生,王清任先生在1830年发表了《医林改错》[3],当时他做了非常深入细致的解剖学研究,他的解剖学观点基本是正确的,此书被翻译成很多文字发行。王清任先生当年就说,他的理论“千百年后,岂无知者”?虽然王清任接受了西方医学的一些思想,但是并没有影响他的中医药治疗思维,他提出的五逐瘀汤目前仍在临床上广泛使用。张锡纯先生在《医学衷中参西录》[4]中指出:“西医用药在局部,是重在病之标也;中医用药求原因,是重在病之本也。究之标本原宜兼顾。”他提出的“中西结合,标本兼治”思想,影响深远。

我们也可以从丁基苯肽(商品名:恩必普)的发现[5]获得一些启示。1978年从芹菜籽种(本来是一味中药)中提取获得左旋丁基苯酞单体(芹菜甲素),进而化学合成其消旋体,芹菜甲素本来用于癫痫治疗,根据脑缺血的病理变化类似于癫痫的病理变化,推测丁基苯肽可能可用于治疗脑缺血。20世纪90年代,冯亦璞教授研究证实了丁基苯酞治疗脑缺血具有疗效。同时,经药效学和药理作用机制研究,发现丁基苯酞与国内外同类产品不同,它是一个既能改善脑血流又具有阻断脑缺血多个病理环节(多靶点)的脑保护药。

另外,大家熟悉的小檗碱(黄连素)也是一个很好的示例。研究表明,小檗碱进入体内吸收小于5%,体内吸收衍生出4~6个主要成分,其中有几个成分可以调节低密度脂蛋白受体和胰岛素受体,协同作用后能降血脂和降血糖,部分解释小檗碱在人体内的药效[6-8]。小檗碱的降血脂作用发表在《自然医学》上[6]。

大家非常引以自豪的屠呦呦研究员获诺贝尔奖,陈冯富珍先生接见了屠呦呦研究员。屠老师作出一个非常重要的判断:中医的发展关键是中西医结合[9]。

3 中西科学家预言警醒

其实很多大科学家已经关注了如何开展中西医结合这一问题。钱学森先生在1988年出版的《论人体科学》[10]指出:“中医的理论完全是宏观的、整体的理论,它没有分析,没有深入到人体的结构、各部位、细胞和细胞以下,所以它的优点是整体观,但是它的缺点也是因为它仅仅有整体,就整体论整体。用人体科学这个观点,来吸取所有西医的这些成果,不是从前的所谓中西医结合,用西医来化中医,我认为那是错误的,而是反过来,用中医来化西医,把西医的结果全部拿过来,吸取到人体科学里来。西医源起和发展于科学技术的“分析时代”,也就是为了深入研究事物,把事物分析为其组成部分,一个一个认识。这有好处,便于认识,但也有坏处,把本来整体的东西分割了。西医的毛病也在于此。然而这一缺点早在一百年前恩格斯就指出了。到大约二十年前终于被广大科技界所认识到,要恢复“系统观”,有人称为“系统时代”。人体科学的方向是中医,不是西医,西医也要走到中医的道路上来。我们说的将来的科学革命,要从微观一直到整体,把它连起来。就是说我们要搞的中医现代化,是中医的未来化,也就是二十一世纪我们要实现的一次科学革命,是地地道道的尖端科学。我一直宣传中国的传统医学,几千年的实践所总结出来的经验确实是我们的珍宝,但过去乃至现在,有许多人认为这与现代科学对不上号。实际上,恰恰是我们祖国医学所总结出来的东西跟今天最先进的科学能够对上号。”如果把西方的科学同中医所总结的理论以及临床实践结合起来,那将是不得了的。可见钱学森先生早在上个世纪80年代就已经把中西医结合的道路指向得非常明确。他说,“恰恰是我们祖国医学总结出来的东西跟今天最先进的科学能够对上号,如果把西方的科学同中医所总结的理论以及临床实践结合起来,那将是不得了的。”

不仅钱学森先生指出了中西医结合的道路,西方研究生物物理的普利高津也明确指出[11]:“西方科学和西方哲学一贯强调主体与客体之间的二元性,这与注重天人合一的中国哲学相悖,”并明确指出:中国传统的学术思想着重于研究整体性和自发性,研究协调和协同……现代科学技术的发展“更符合中国的哲学思想”,并预言西方科学和中国文化对整体性、协同性理解的很好结合,将导致新的自然哲学和自然观。

4 国内外研究启发深刻

目前国内外出现的中西医结合研究,虽然尚未形成大的潮流,但很多研究点已经纷至沓来。比如北京中医药大学王伟教授基于网络药理学[12]分析,初步找出丹七片的潜在药物靶点。同时,他用系统生物学结合分子生物学,对一系列的载脂蛋白进行了深入分析,发现单纯的缺血就能够诱导血脂代谢紊乱[13],这与中医系统的观点非常吻合。

图2显示,诚然,机体是异常复杂的。国际上的一些研究工作,开始的时候并没有朝着系统的方向靠拢。以Karsenty实验室对瘦素和骨钙素的研究为例,这个故事是从瘦素开始的。过去认为骨头是一个支撑系统(骨干),但Karsenty发现骨头和肥胖之间是有关系的。骨头分泌骨钙素,骨钙素可以增加胰岛素的敏感性,可以防止肥胖、调节血糖[14];瘦素通过下丘脑对骨的形成有抑制作用[15]。最近发现,骨头对消化系统[16]和生殖系统[17]都有相互依存和相互促进的关系,这更新了现代医学对骨头的认识,骨头也是内分泌器官,它分泌的骨钙素对机体的多个系统有错综复杂的作用。因此,由点状突破可以逐步形成系统整合。Karsenty实验室对瘦素和骨钙素的研究发表了100多篇论文,文章被引用14000多次[18],这是我所见到的最系统、最深刻的一个研究。当然可以想象,这也只是极其复杂的机体平衡体系里的一个小角落,显然这个小网络已经很复杂了。这就提醒我们,健康促进和疾病防治要遵循机体自身的规律,而不是发现一个因子、一条通路有作用就认为它是药物的靶点。瘦素、骨钙素的研究可以用中西医两种语言来描述:见五脏六腑、气血营卫、相生相克、超稳态势;现众多系统、功能交叉、正负反馈、稳态调控。

图2 Karsenty实验室开展的稳态调节网络的研究

还有一种研究模式,开始就是系统的顶层设计,个体组学图谱分析揭示动态的分子和医学表型。斯坦福大学的Michael Snyder教授做的个人组学研究[19],这绝对是现代科学的了。这位教授当时54岁,这个研究一共做了14个月,绘制了他本人详细组学分析图谱。与已有的相关研究结果比较,他发现自己患糖尿病的概率相对较低。但是事实是什么呢?他感染了两次病毒,第一次感染后血糖水平没有改变,第二次感染后血糖持续升高,空腹血糖在150个毫克每分升,持续将近100天,这足以诊断为糖尿病了。他没有用口服降糖药或胰岛素,但他改变了生活方式,血糖逐步恢复正常。这篇文章发表在2012年的《Cell》上[19],可见现在西方人开始将宏微并举的系统思想用于生命科学的研究。紧接着在2015年《Cell Systems》创刊[20],预示着将要系统推进这一进程,值得我们警醒!

5 抓好新机遇把握命运

我们现在面对全球的老龄化,中国已经进入老龄社会。据报道,预计到2030年,中国65岁以上的老年人将占16%[21]。同时,中国人口结构是未富先老,一部分人未老先衰,各种重大疾病发病率居高不下,患病人群向年轻化发展,社会及医疗负担沉重。

衰老涉及诸多生物学事件的复杂过程。学者提出了衰老的九大特征,包括基因组不稳定、端粒耗损、表观遗传改变、蛋白稳态失衡、能量感受失调、线粒体功能失调、细胞衰老、干细胞耗竭、细胞间交流异常共9个特征[22],但以往的研究通常针对衰老的某个特征而忽视各个特征之间的联系。同时,2014年美国国立卫生研究院老年科学研究组峰会上提出衰老研究的七大方向,包括应激反应、表观遗传学、炎症、大分子损伤、代谢、蛋白稳态、干细胞与再生[23],但衰老过程中生物学事件之间的确切关系仍然有待阐明。

图3显示,我们课题组提出衰老分成四层[24]。第一层是机体生理功能下降,疾病易感性升高,表现为多种看似相互独立的衰老相关疾病,却未能解释其内在联系,这是衰老的最表层。衰老的第二层是系统性炎症、代谢、内分泌功能紊乱,主要表现为三种相互关联的病理生理学改变,包括慢性炎症、营养感受异常/代谢紊乱、内分泌功能紊乱等。机体受内外环境的刺激,形成能量过剩,能量过剩促进了慢性炎症,慢性炎症又会产生胰岛素抵抗,胰岛素抵抗则进一步加重能量过剩,这样形成了恶性循环,现在不少人体内有这样的恶性循环。如果我们能改善生活方式,如饮食/能量限制和适量运动,能够广泛影响衰老的第二层,从而促进健康和长寿。这其中,要注意不同程度运动导致应激效果不同,不同个体对于压力反应性不同,因此运动量应因人而异,适量运动。第三层是细胞功能紊乱引发系统性改变,包括线粒体功能紊乱和氧化应激、蛋白质堆积和内质网应激等。第四层是生物分子的维持不良,核酸和蛋白质等生物大分子持续遭受内外损伤,以DNA损伤和蛋白质折叠错误为代表。

图3 衰老的四层

如果我们用中医内外因观点来分析,第一层生理功能下降,疾病易感性增高是表象,第二层系统性炎症、代谢、内分泌功能紊乱可认为是外因,第三层的细胞功能紊乱引发的系统改变和第四层生物分子的维持不良可认为是内因。如果把第三层和第四层看作我们的“命”,似乎难以改变。而第二层系统性炎症、代谢、内分泌功能紊乱就需要我们“运”,“运”可以看作是运气、运动、运作、运筹等,“运”得好不仅可以控制炎症和代谢、内分泌功能紊乱,从而遏制重大疾病的发生发展;同时可以影响分子、细胞两个层次,从而有利于健康促进。这就说明我们可以通过生活方式的“运”来影响“命”,从而把握命运。

图4 灵渠位置示意图

慢病的四级预防与中医的“治未病”理论是相通的。现在学界强调四级预防:疾病在危险因素阶段,一级预防就是防危险因素;疾病到了发生发展阶段,二级预防就是防病变形成;疾病发展到了临床事件,三级预防就是防事件发生;到了复发和并发症阶段,四级预防就是瘥(愈)后防复。四级预防与中医治未病的理念“未病先防,已病早治,既病防变,瘥后防复”相对应,而医改实践中凝练的“防未病为基础,看小病是关键,治大病作保障”的四级预防策略与中医治未病的理念一脉相承。对健康促进和疾病防治,我们要把握;对医学未来的发展,我们同样要把握。

6 系统新医学开创未来

为构建人类健康命运共同体,体现环境-社会-心理-工程-生物新医学模式,有力地促进健康和疾病防治,推动中西医深层次系统的有机结合,系统新医学应运而生。系统新医学采用宏微并举的系统思维方式,集中西医优势互补和多学科交叉渗透,全方位、立体化、多视角的研究生命全过程和疾病全过程,形成超越目前中西医健康促进和疾病防治策略的新医学模式。具体而言,就是传统与现代相结合,信息与实体相结合、整体与局部相结合、综合与分析相结合、经验与实验相结合、辨证与辨病相结合,这是中西医深层次的系统有机结合,是双流汇聚。

图4显示,我们可以从灵渠得到双流汇聚的启发。灵渠将广西兴安县东面的海洋河(湘江源头,南北流向)和西面的大溶江(漓江源头,北南流向)相连,从而连接了长江水系和珠江水系,为中国的统一作出了巨大的贡献。灵渠主体工程由铧嘴、大小天平、南渠、北渠、泄水天平和陡门等部分组成,铧嘴前锐后钝,是与大、小天平衔接的具有分水作用的拦河大坝的上游,锐角与海洋河主流方向相对,把海洋河水劈分为二,三分由南渠入漓,七分由北渠入湘。接铧嘴下游的大小天平衔接成人字形(夹角108度),小天平左端的南陡引水入南渠,大天平右端的北陡引水入北渠。南渠有两段增加弯曲段以减缓坡降。北渠中段开挖了连续两个S型渠段以降低坡降。南渠建有泄水天平可宣泄洪水排入湘江。陡门是在南、北渠上用于蓄水通航的船闸。

中华民族的先贤开创了灵渠,不仅留下双流汇聚的系统工程和光辉灿烂的文化,更留下发人深思的无穷智慧,给中西医深层次系统结合以深刻的启迪。灵渠连接海洋河与大溶江的水利工程提示我们:背向的双流亦可汇聚。在灵渠勘察的过程中,海洋河有水但距大溶江近处地势低,找到地势相对高处才开始设计灵渠线路,可见双流汇聚需要有水且有势能。在中西医结合的双流汇聚中,如何分出湘江漓江?我认为,有水且有势能就是湘江,不分中西。海洋河水北上迎来灵渠枢纽处的铧嘴和与其紧密相连的大小天平,二者共同作用将水一劈为二分入湘漓;大小天平的长度和夹角决定分流的比例,同时大小天平和南渠的泄水天平有宣泄洪水的作用。灵渠枢纽工程提示我们,既要迎难而上,又要因势利导。管理上和学术上都要统筹兼顾,协调发展。陡门的设置提示我们,要创造条件,积蓄力量,促进发展。南北渠高低蜿蜒连接湘漓提示我们,中西医深层次系统结合将是遵循科学规律和创造性发展的有机统一过程。

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