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DYNAMIC INFORMATION日前，以“化濕敗毒方”為研究對象的中藥復(fù)方治療新冠病毒感染研究成果在《美國科學(xué)院院刊》（PNAS）發(fā)表，為說明白、講清楚中藥復(fù)方作用機理提供研究范式——
在中國中醫(yī)科學(xué)院中藥資源中心實驗室，一臺質(zhì)譜儀正在高速運行，它猶如科學(xué)家的“慧眼”，將厚樸、大黃、甘草、黃芪等中藥中的活性成分析出，剖開現(xiàn)象看到本質(zhì)，解碼復(fù)雜的中藥世界。
由這些中藥組成的復(fù)方——化濕敗毒方，作為“三藥三方”之一，在抗擊新冠疫情中發(fā)揮了重要作用，被稱為“大疫良方”。
針對這一中藥復(fù)方的研究成果《源于化濕敗毒方治療新型冠狀病毒感染的抗病毒和抗炎活性成分研究》日前在《美國科學(xué)院院刊》（PNAS）發(fā)表，成為該刊刊出的首個中藥復(fù)方治療新冠研究成果。
中藥復(fù)方的作用機理曾經(jīng)被《自然》（Nature）雜志稱為“籠罩在知其然不知其所以然的神秘面紗下”。該成果的發(fā)表，是揭開這層“神秘面紗”的重要突破，其研究方法得到世界認可。
中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院微生物研究所研究員高福坦言，中藥復(fù)方作用機制復(fù)雜，用現(xiàn)代科學(xué)方法研究闡釋中藥療效，是中醫(yī)藥傳承創(chuàng)新發(fā)展的重要課題。
解碼微觀世界：探尋中藥復(fù)方的奧秘
一般而言，一味中藥組成的方劑被稱為單方，多味中藥組成的方劑被稱為中藥復(fù)方。長期以來，中藥復(fù)方的作用機理是什么，如何用科學(xué)方法說明白、講清楚中藥復(fù)方的療效，是中醫(yī)藥界研究的難點。
“研究是從宏觀藥效到微觀機理逐步深入的?！毖芯繄F隊成員、文章第一作者、中國中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所研究員許海玉概括了這項研究的“基本路線”。
早在2014年，由中國中醫(yī)科學(xué)院研究員楊洪軍和許海玉提出的整合藥理學(xué)的概念，促進了系統(tǒng)生物學(xué)、大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)與中藥方劑藥效機制研究深入融合，為探尋中藥復(fù)方的奧秘提供了新策略。
借助現(xiàn)代科學(xué)探尋中藥復(fù)方的奧秘，一直是中醫(yī)藥人不斷尋求突破的重要方向。
更重要的是，在臨床實踐中，化濕敗毒方的療效經(jīng)受了檢驗。
此前，作為首批國家援鄂抗疫中醫(yī)醫(yī)療隊研制的抗疫方劑，化濕敗毒方已經(jīng)分別在湖北省武漢市東西湖方艙醫(yī)院和武漢市金銀潭醫(yī)院開展了大樣本臨床隨機對照試驗等多項臨床試驗研究。
臨床結(jié)果顯示，該中藥復(fù)方能顯著降低疾病轉(zhuǎn)重率，顯著縮短核酸轉(zhuǎn)陰時間，改善發(fā)熱、咳嗽、乏力、胸悶等癥狀，臨床療效確切且安全性良好。
確切的臨床療效給了科研人員信心，他們迫切地想弄明白：為什么化濕敗毒方能有這樣的療效？隨后，針對這一中藥復(fù)方活性成分及作用靶點等微觀機理的研究被提上日程。
2021年3月6日，習近平總書記在當面聽取中國中醫(yī)科學(xué)院院長黃璐琦匯報時指出，要科學(xué)總結(jié)和評估中西藥在治療新冠肺炎方面的效果，用科學(xué)的方法說明中藥在治療新冠肺炎中的療效。隨后，中國中醫(yī)科學(xué)院立即組建了抗疫基礎(chǔ)研究攻關(guān)組。由中國中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所聯(lián)合中國科學(xué)院微生物研究所、中國科學(xué)院上海藥物研究所、中國科學(xué)院武漢病毒研究所、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)實驗動物研究所、清華大學(xué)自動化系，設(shè)立抗擊疫情專項，給予固定經(jīng)費支持，開展長期合作和協(xié)同攻關(guān)。
人員組建起來后，研究工具也必不可少。中國中醫(yī)科學(xué)院中藥資源中心研究員康利平介紹了藥物分析的重要工具——超高液相串聯(lián)四極桿飛行時間質(zhì)譜儀。這是一款高靈敏度、高通量的現(xiàn)代分析儀器。
“它可以通過提供質(zhì)譜和色譜信息，幫助我們?nèi)娅@取化濕敗毒方成分組成和化合物的結(jié)構(gòu)?！笨道秸f，另外，在中醫(yī)藥百科全書數(shù)據(jù)庫（中國中醫(yī)科學(xué)院上線的一個中藥資源數(shù)據(jù)庫）的基礎(chǔ)上，團隊進一步建立了化濕敗毒方的成分信息虛擬數(shù)據(jù)庫，研究人員可以通過軟件對質(zhì)譜信息數(shù)據(jù)與成分信息虛擬數(shù)據(jù)庫進行匹配，并對結(jié)果進行一一人工校對，從而完成了化濕敗毒方的成分以及體內(nèi)潛在藥效成分的鑒定。
中國科學(xué)院微生物研究所研究人員施一介紹了病毒研究領(lǐng)域的重要工具——可復(fù)制型新冠假病毒細胞感染模型以及新冠病毒主蛋白酶和RNA聚合酶體外活性檢測技術(shù)。他說，依靠這個模型和檢測技術(shù)，可以確定有效的中藥活性成分以及抗病毒靶點，從而幫助分析中藥復(fù)方的作用路徑。
研究初期，團隊也面臨著不少問題。施一表示，當時，生物安全防護三級實驗室（P3實驗室）資源相對短缺，這給科研工作開展帶來了很大限制。
“為此，我們分別利用可復(fù)制型新冠假病毒感染細胞系和布尼亞病毒感染巨噬細胞這兩種在生物安全水平二級實驗室中可以操作的安全便捷的方法，對30個原型成分進行了抗病毒和抗炎活性成分的初篩研究。之后，在P3實驗室中，對初篩獲得的有效化合物完成新冠病毒感染以及所致炎癥反應(yīng)的效果驗證。這樣就解決了P3實驗室資源不足的問題，完善可行的研究方案為研究的順利開展奠定了基礎(chǔ)?！笔┮徽f。
形成研究范式：說明白、講清楚中藥復(fù)方的作用機理
新冠病毒進入人體后，會在人體的不同部位產(chǎn)生炎癥，譬如人們常說的“水泥封鼻”“刀片嗓”等?；瘽駭《痉街?，活性成分是什么？是什么成分在抗病毒方面起作用？又是什么成分在抗炎方面起作用？這正是貫穿此項研究的主線。
許海玉介紹，中藥復(fù)方是在中醫(yī)藥理論指導(dǎo)下，辨證審因確定治法后，配伍組合成的一組藥物。中藥復(fù)方的特點是多成分、多靶點、多效應(yīng)?！耙虼?，要說明白、講清楚中藥復(fù)方的作用機理，首先要明確中藥復(fù)方中的活性成分。”許海玉說。
2021年，許海玉等在《藥學(xué)學(xué)報》英文刊發(fā)表了中藥整合藥理學(xué)的綜述論文，正式提出了“三三五”研究范式（三類活性成分、三條作用途徑、五個研究步驟），這一研究范式也被應(yīng)用在此次研究中。三類活性成分是指復(fù)方中的可吸收原型成分、代謝產(chǎn)物和未吸收成分；這三類活性成分在人體內(nèi)又有三條作用途徑，一是直接進入體內(nèi)，與病毒靶點結(jié)合的直接作用；二是通過腸道菌群的間接作用；三是通過藥物代謝酶/轉(zhuǎn)運體的輔助作用。
研究分為五個步驟：第一步是化學(xué)成分分析，也就是確定方藥的成分，這說明白、講清楚了化濕敗毒方本身的物質(zhì)基礎(chǔ)；第二步是復(fù)方在體內(nèi)的起效過程，也就是哪些物質(zhì)被吸收在人體內(nèi)，又轉(zhuǎn)化為怎樣的代謝產(chǎn)物；第三步是分析化濕敗毒方的作用途徑，要說明白、講清楚哪些成分發(fā)揮了抗病毒、抗炎的作用；第四步是說明白、講清楚活性成分作用的靶點、結(jié)合位點及結(jié)合模式；第五步是深入實驗驗證。
“‘三三五’研究范式從整體性、動態(tài)性、關(guān)聯(lián)性系統(tǒng)認識中藥方劑的藥效物質(zhì)及分子機制，為日后中藥復(fù)方研究提供了參考范式?！痹S海玉說。
康利平說，團隊在化濕敗毒方中鑒定了343個化學(xué)成分，在化濕敗毒方的入血成分中鑒定了60個原型成分和66個代謝產(chǎn)物。
最終，團隊明確了化濕敗毒方“7種成分、5個靶點、2條途徑”的作用機制。許海玉介紹，這7種成分分別為厚樸酚、西北甘草異黃酮、甘草異黃酮A、大黃素、刺甘草查爾酮、槲皮素、甘草查爾酮B，這些成分分別來自于黃芪、麻黃、葶藶子、大黃、厚樸、甘草等藥材。
這7種成分作用于5個靶點，同時發(fā)揮抗新冠病毒及其所致炎癥的雙重作用。其中，6種成分發(fā)揮抗病毒作用，主要作用在病毒復(fù)制蛋白靶點SARS-CoV-2 Mpro、RdRp；5種抗炎成分的作用靶點為PDE4及炎性細胞死亡通路，其中4種成分具有抗新冠病毒和抗炎的雙重作用。
許海玉表示，與西藥相比，中藥復(fù)方“多成分、多靶點、多途徑”整體調(diào)節(jié)作用特點，使其在治療中可以“團隊協(xié)同作戰(zhàn)”，就像一個“軍團”，發(fā)揮多種作用，全面改善患者癥狀。
此次研究圍繞抗病毒、抗炎兩個關(guān)鍵藥效途徑，利用現(xiàn)代分析技術(shù)基本講清楚了化濕敗毒方的物質(zhì)基礎(chǔ)及體內(nèi)潛在藥效物質(zhì)基礎(chǔ)，利用大數(shù)據(jù)和生物網(wǎng)絡(luò)明確了直接抗病毒和抗炎作用是該方劑的主要效應(yīng)路徑，通過高通量藥物篩選技術(shù)明確了抗病毒和抗炎的活性物質(zhì)，通過靶點發(fā)現(xiàn)及結(jié)構(gòu)生物學(xué)明確了活性成分作用的靶點、結(jié)合位點及結(jié)合模式，為說明白、講清楚中藥復(fù)方作用機理提供研究范式。
“這項研究蘊藏著很多零到一的科學(xué)突破?，F(xiàn)代科學(xué)給我們提供了新思路，當代技術(shù)給我們提供了先進工具，我們以中藥‘方’‘湯’為研究對象，解析有效成分，用科學(xué)闡述中藥作用機理，以臨床療效為目標，因此不斷有新突破。”高福說。
突破學(xué)科邊界：為開展中醫(yī)藥復(fù)方研究提供新思路
從中醫(yī)藥學(xué)、化學(xué)、微生物學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)再到計算科學(xué)，這個研究團隊的學(xué)科背景可謂“海納百川”。
由于團隊內(nèi)有很多不同學(xué)科背景知識下成長起來的研究人員，思維模式?jīng)_突的產(chǎn)生很難避免。
比如，中藥復(fù)方的作用機制與現(xiàn)代藥物的作用機制不完全一樣，因此面臨的研究問題也更加復(fù)雜。但他們的困惑逐漸在團隊協(xié)作、學(xué)科融合交叉的過程中得到了答案。
“以化濕敗毒方舉例，相對于成分單一的化學(xué)藥，化濕敗毒方針對同一個病毒靶點有不同的活性成分在起作用，這是‘疊加’作用；而一個活性成分也可能作用于不同的靶點， 比如既能抗病毒也能抗炎，這是‘多面手’的作用。這與西藥線性的模式是不太相同的?！痹S海玉說。
那么，學(xué)科交叉如何少走彎路呢？
楊洪軍認為，在多學(xué)科交叉合作中，中醫(yī)藥人要以開放的態(tài)度，將現(xiàn)代科學(xué)研究成果積極納入自己的“認識論”里。利用現(xiàn)代科學(xué)開展中藥復(fù)方作用研究時，就會突破我們原有的科學(xué)認識和學(xué)科邊界，例如甘草中的多個成分既能抗病毒，又能抗炎，我們?nèi)绾沃匦抡J識甘草的原有功效？如何積極吸納現(xiàn)代科研成果為中醫(yī)藥所用？這都需要中醫(yī)藥人主動思考探索。
中醫(yī)藥發(fā)展面臨的關(guān)鍵科學(xué)問題是什么？
楊洪軍說：“我們的研究思路一直很明確，跨學(xué)科是一種方法，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)是一種工具，我們要用這種形式推動中醫(yī)藥本身發(fā)展，為服務(wù)人民生命健康作出更大貢獻，這是我們研究的核心?！?/span>
他認為，在中醫(yī)藥的發(fā)展過程中，當原有的很多思路不能有效地解決新的問題，就要求中醫(yī)藥科研人員大膽創(chuàng)新，為中醫(yī)藥復(fù)方的研究提供新思路、新范式。
“當然，一篇文章不能夠解決所有問題，中醫(yī)藥的復(fù)雜作用機制解析是長期的?！睏詈檐姳硎荆磥?，加強學(xué)科之間的整合研究，聚焦中醫(yī)藥發(fā)展面臨的關(guān)鍵科學(xué)問題，以代表性中藥復(fù)方為案例，從整體與局部、宏觀與微觀、體內(nèi)與體外、藥代與藥效等多維度，將優(yōu)化多學(xué)科交叉的中藥復(fù)方藥理整合研究新范式作為主要攻關(guān)方向。
高福表示，這項研究的突破，完全是學(xué)科交叉、思想碰撞出火花的結(jié)果。當前，科學(xué)研究已經(jīng)進入到大合作、大團隊模式，研究范式必須革新，今后人工智能和機器學(xué)習的介入，必將進一步推動學(xué)科交叉融合，給我們的大腦裝上新的“回路”，一些預(yù)想不到的驚喜會層出不窮。
加速走向世界：用科學(xué)語言讓世界看到中醫(yī)藥療效
《美國科學(xué)院院刊》（PNAS）于1914年創(chuàng)立，是與《自然》（Nature）、《科學(xué)》（Science）、《細胞》（Cell）齊名的世界上被引用最多的綜合性、跨學(xué)科出版物之一。
早在2008年，中國科學(xué)院院士陳竺團隊在《美國科學(xué)院院刊》上發(fā)表論文，用分子生物學(xué)闡釋了中藥復(fù)方黃黛片治療白血病的多成分多靶點作用機理以及中藥方劑“君臣佐使”的配伍原則。該項研究將中藥復(fù)方的作用機理帶到了國際舞臺。
近年來，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)也逐漸認識到聯(lián)合治療方法的益處，比如現(xiàn)代醫(yī)學(xué)提出的“雞尾酒療法”。而中醫(yī)通過近10萬種復(fù)方倡導(dǎo)聯(lián)合療法已有數(shù)千年的歷史，這讓國際社會對揭開中藥復(fù)方的神秘“面紗”更加迫切。此次研究成果的發(fā)表，為中藥復(fù)方研究加入了新的注解。
“在這樣的國際頂級期刊上首次發(fā)表中藥復(fù)方治療新冠研究成果，加速了中醫(yī)藥走向世界的步伐?！痹S海玉說。
新冠疫情以來，很多人的朋友圈都被西方國家的“神藥”—— 美國輝瑞制藥有限公司生產(chǎn)的奈瑪特韋片/利托那韋片組合包裝（Paxlovid）刷屏。
中國科學(xué)院微生物研究所研究員齊建勛介紹，目前在世界范圍內(nèi)，新冠藥物的研發(fā)主要圍繞抗病毒、抗炎兩條途徑開展。Paxlovid由奈瑪特韋和利托那韋2種成分組成，它是由奈瑪特韋直接作用于一個病毒靶點以達到治療效果。
新冠病毒具有高突變率的特點，因此作用于多個靶點的多成分組合藥物治療是抗新冠病毒藥物研發(fā)的關(guān)注方向。化濕敗毒方的研究結(jié)果，講清楚了其不同于現(xiàn)代藥物的單一作用機制，為抗新冠病毒多成分組合藥物提供了前期基礎(chǔ)。
齊建勛表示，以“三藥三方”為代表的中藥復(fù)方藥物在新冠疫情發(fā)揮了重要作用，中醫(yī)藥深度參與疫情防控的全過程，為世界貢獻了中國方案。要讓世界認識中醫(yī)藥療效，就要用科學(xué)的語言、循證醫(yī)學(xué)的證據(jù)說明白中醫(yī)藥的特色優(yōu)勢，從而加速中醫(yī)藥走向國際，這也正是該項研究的目的之一。
“我們相信，中醫(yī)藥與現(xiàn)代科學(xué)的溝通絕不會止步于此，籠罩在中醫(yī)藥上的神秘面紗將逐漸被科研人員揭開，向世界展示中國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)寶庫的博大精深，更好地為人民群眾服務(wù)?！备吒Ｕf。
記者手記
化濕敗毒方研究為說明白中醫(yī)藥療效破題
中醫(yī)藥療效顯著，卻很難為國際醫(yī)學(xué)界認可。因此，要推動中醫(yī)藥走向世界，就必須在國際醫(yī)學(xué)權(quán)威平臺上把中醫(yī)藥療效說明白、講清楚。
作為抗擊新冠的重要方劑之一，化濕敗毒方研究所貫徹的思路、形成的范式、得到的結(jié)論能夠為說明白、講清楚中醫(yī)藥療效打開新的思路，成為世界醫(yī)學(xué)界進一步認識中藥復(fù)方療效的鑰匙。
運用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)是說明白、講清楚中醫(yī)藥療效的“助推器”。工欲善其事，必先利其器，從質(zhì)譜儀到可復(fù)制型新冠假病毒細胞感染模型等，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)讓闡述中醫(yī)藥作用原理成為可能。研究中，科研人員堅持向科學(xué)要答案、要方法，建立“三三五”研究范式，為優(yōu)化方藥配伍提供依據(jù)，為日后的中藥復(fù)方研究提供了參考。
多學(xué)科團隊攻關(guān)是說明白、講清楚中醫(yī)藥療效的“金手指”。生物醫(yī)學(xué)、復(fù)雜性科學(xué)、大數(shù)據(jù)和人工智能等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，為中醫(yī)藥傳承創(chuàng)新發(fā)展提供了更好的研究支持。只有持續(xù)推進、優(yōu)化多學(xué)科團隊攻關(guān)機制，在不斷合作、交叉、融合的過程中擦出思想的火花，才能突破中醫(yī)藥原有的研究邊界，形成新的研究思路。
當然，這一切的根基是需要遵循中醫(yī)藥自身的發(fā)展規(guī)律。在這一過程中，我們固然需要使用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，但如果離開中醫(yī)藥的主體地位，丟掉中醫(yī)藥原創(chuàng)思維，哪怕融合再多的高科技，也是徒具其表。我們既要遵循自身發(fā)展規(guī)律，更要借助現(xiàn)代科技手段，為說明白、講清楚中醫(yī)藥療效提供更多的高質(zhì)量成果。