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菌心说,今天 7 岁了,写篇小文章纪念一下:从生命起源与进化的角度解析“人”有望促进中医药获得突破性发展

已有 638 次阅读 2020-12-19 17:47 |系统分类:科研笔记

个人简介:

张成岗,1970年出生,陕西白水人,北京中医药大学教授,博士生导师。长期从事肠道菌群与慢病防控、健康管理、转化医学、新药研发、心理认知、神经生物学、分子生物学、生物电磁学及生物信息学等多学科交叉融合研究工作。近年来通过大量研究发现和证明“饥饿源于菌群”并形成“菌心说”学说以及“慢病源于菌群”和“双脑论(即上下脑分工理论:菌脑主吃、人脑主思、人体主动)”、“三体观(人体[OS/1]、菌脑[OS/2:以肠道菌群为主]、粒脑[OS/2.01:线粒体]、人脑[OS/3]之·三位一体)”等系列新观点,为慢病防控与健康管理提供了“医学3.0”和“医学遗传学2.0”的新思路,为对接中医和西医以及发展中医生命科学研究、并深入理解“什么是人”提供了参考依据。共发表学术论文320篇,其中SCI期刊论文95篇,出版专著《生物信息学方法与实践》和《新医学·菌心说·云医院》各一部;获国际PCT发明专利2项,获中国发明专利17项;获中国计算机软件版权11项。获国家自然科学二等奖、北京市科学技术一等奖等7项科研成果奖励。享受政府特殊津贴。担任北京神经科学学会副理事长等学术兼职。


 

从生命起源与进化的角度解析“人”有望促进中医药获得突破性发展

 

张成岗

北京中医药大学生命科学学院

2020.12.19


 摘要  由于诸多原因,当前中医药发展遇到天花板效应,在国内既面临如何能够更好地服务于国民身体健康的现实压力,在国际上则面临难以走出国门的现实困境,因为中医药的传统理论不太容易被现代科学体系所兼容,因而难以拥有被国际医学领域认可的话语权,迫切需要破局。基于近年来生命科学与医学领域新发展以及我们此前发现“饥饿源于菌群”并提出“菌心说”学说,我们意识到如果从生命起源与进化的角度,重新建构对“人”的认识,即通过将“人”理解为人体(生理系统)、共生微生物(饥饿记忆系统)、细胞内线粒体(氧气需求系统,源于细菌进化而来)以及人脑(符号逻辑以及意识与精神系统)的整体,并可以使用四元数矢量模型从数学上进行表征之后,就有可能实现对于“整体‘人’”和“‘全’人体”的认识,即将狭义的“人”发展为广义的“人”,而且已知很多中医药技术是通过靶向调控肠道菌群而发挥对人体慢病的治疗作用,从而可比较理想地解释中医药发挥作用的机制,有望为中医药获得突破性发展和获得国际医学领域话语权提供新的理论支点。

关键词  生命起源与进化;人菌共生;和合思想;天人合一;中医生命科学;四元数矢量模型;中医药发展战略;医学领域话语权

 

如何更好地发展中医药事业、更好地防控慢病从而为人民群众身心健康服务,已成为当前我国医学领域急需解决的一个重大问题。本文拟从生命起源与进化的角度,通过宏观地分析自然界生命发展的进化历程,提出自然界“先造菌、再造人”的科学逻辑,通过“饥饿源于菌群”的方式向人体赋予饥饿感而摄食,并通过“呼吸源于线粒体(本质上来源于细菌)”向人体赋予氧气需求而呼吸,在人类自身基因组的作用下确保人体的生理性存在,从而将“人”的概念从狭义的“人”发展为广义的“人”即“人菌共生体”,而且意识到中医药的作用靶点与肠道菌群、线粒体等密切相关,从而为揭示中医药的作用机制提供了可通过现代科学技术进行研究和认可的科学范式,有望促进中医药理论、技术与应用的新发展。

 

一、提出问题

众所周知,由于各种各样的原因,当前中医药发展遇到一些问题和难题,一方面在国内既面临如何能够更好地服务于国民身体健康的现实压力,另一方面在国际上则面临难以走出国门的现实困境,因为中医药的传统理论不太容易被现代科学体系所兼容,例如很难使用现代科学语言解释“阴阳五行”、“藏象学说”、“脏腑理论”的现代语义,包括“六邪”、“伤寒”、“温病”等,也不太容易被当前占据主流的分子医学和基因组学以及蛋白质组学等研究所证明,中药复方的配伍组合规律以及相生相克理论也难以从现代科学理论所证明,以穴位和经络等为基础的针灸艾灸等虽然有效但却难以找到科学依据等问题,是近50-100年来中医药发展面临的根源所在,难以拥有被国际医学领域认可的话语权,急需破解该难题。

从当前的现实情况来看,随着新冠病毒疫情的发展,以美国和欧盟为代表的国际医学界出现了严重的应对能力不足,在疫情防控方面的失效、失灵与失控,向以西医为主的当代医疗体系提出了严重的现实质疑与批判。相反,我国通过大量使用中医药,在政府的强有力领导下,获得了疫情防控的决定性胜利,从临床实践的角度充分证明了中医药的“能”与“行”,为促进中医药的新发展提供了前所未有的新机遇。因此,接下来的重要问题,应该致力于发展新的理论,为实现中医药与现代科学的无缝对接提供关键依据。

无独有偶,基于近年来生命科学与医学领域新发展以及我们此前发现“饥饿源于菌群”并提出“菌心说”学说,我们意识到有可能必须把“人”从以往的孤立、局部、片面、狭义的认识,发展和升级为“‘人’是与人体共生微生物的有机联合体”的系统、整体、全面、广义的新认识,而且‘人’不能独立于人体共生微生物而存在,惟其如此,方才符合自然逻辑。具体地,如果从生命起源与进化的角度,重新建构对“人”的认识,即通过将“人”理解为人体(生理系统)、共生微生物(饥饿记忆系统,以肠道菌群为主)、细胞内线粒体(氧气需求系统,源于细菌进化而来)以及人脑(符号逻辑以及意识与精神系统)的整体,并可以比较理想地使用四元数矢量模型从数学上进行表征之后,尤其是在“天人合一”与“和合思想”理念的指导下,以科学研究证明通过实现“人菌共生”、“人菌和平”与“人菌合作”,纠正导致人体慢病的肠道菌群等人体共生微生物系统,不仅可实现对于“整体‘人’”和“‘全’人体”的认识,而且能够比较理想地解释中医药发挥作用的科学机制,有望为中医药获得突破性发展和获得国际医学领域话语权的理论起点。

 

二、分析评价

在遇到难题的情况下,解放思想、创造思维,往往是破解困局、走出困境的有效方法。事实上,从国际范围来看,就医学领域而言,即便是在以西医为主的当代医学体系下,近年来肥胖、糖尿病、心脑血管疾病以及恶性肿瘤等的发生率持续攀升,而科学有效的治疗手段已经难以发挥作用。我国所面临的诸多重大慢病问题亦相当严重,例如肥胖、糖尿病、高血压等患者的人数早已超过数亿,在很大程度上消耗了宝贵的医保资金和医疗资源,反过来说明以西医为主的当代医学难以承载我国国民健康的现实需求。与此相反,具有良好治疗作用的中医药体系则未能充分发挥作用,“上医治未病”的理念也难以落实,毕竟中医药领域难以被现代科学体系所理解和解释。于是,当前我国的医学领域就形成了“西医为主但防控慢病能力不足、中医虽然有效然而却未能形成主流”的尴尬局面,医患关系紧张,医疗需求矛盾持续存在,不利于社会健康良好发展。

结合前述讨论,我们认为,如果想要彻底、根本地解决中医药发展以及慢病防控的难题,可能需要从根源上发展、甚至升级我们的认识,即此前的问题可能在于对“什么是‘人’”以及“‘人’是什么”认知的不全面、不正确所导致。为此,我们通过从深度研判自然界生命起源与进化的角度,梳理微生物、植物、动物到人的脉络,逐渐指向了这样的新认识,即自然界是“先制造菌群”、“后创造人类”,并通过在胎儿出生后,向婴儿肠道“主动注入”肠道菌群赋予人体饥饿感,从而启动了人体通过摄食而确保肉体存在的过程,且肠道菌群异常是人体慢病的“本”、人体慢病则是“标”,而中医药理论与技术则与通过靶向调控肠道菌群发挥“治本”以“治标”,据此可促进对于“藏象学说”与“脏腑理论”的科学解释(相关论文近期分别发表在《中华中医药杂志》和《中国中西医结合杂志》)。

简而言之,从生命起源与进化的角度,结合国内外医学研究的新进展,以及我们的部分科研发现,我们可能看到了回答这个问题的新希望,即:自然界通常使用肠道菌群来对接人与自然(饥饿源于菌群),使用线粒体(本质上起源于细菌)对接人与氧气(呼吸源于线粒体),人体提供了一个肉体存在的平台,人脑则负责意识与精神等高级活动。以下对于该过程以粗线条的方式进行梳理:

 

1.         地球上36亿年前开始生命起源,最初从海底热泉(或海底黑烟囱)开始,制造出原始的生命形式,主要是微生物(细菌、古细菌、真细菌)。此时地球大气环境中没有氧气,是还原态。

2.         随着生命不断进化,藻类和植物逐渐发展,并通过光合作用,将水(H2O)里边的氧进行分解,产生了越来越多的氧气(O2),使得地球大气和浅表水面的氧含量逐渐增加。

3.         氧气对于最初起源的生命及细菌具有破坏性和杀伤力。细菌为了生存,进化出能够适应氧气的形式,即部分细菌逐渐从厌氧菌发展为兼性厌氧菌,有的细菌则进一步发展为需氧菌。

4.         由于细菌的群体非常庞大,出现了厌氧菌将需氧菌以吞噬的方式发展为“共生”的现象,这就是“内共生假说”,厌氧菌作为宿主,为厌氧菌提供营养,而需氧菌则通过消耗氧气,减轻了厌氧菌的氧气毒性压力,并通过氧化磷酸化充分释放葡萄糖等碳源中的能量。

5.         这个“共生”的过程大约发生在24亿年前,这里边的需氧菌就是目前活跃在植物、动物和人体细胞中的“线粒体”的祖先。人体每天需要通过呼吸从空气中吸入氧气(O2),就是在满足“线粒体”这个特殊的微生物的“氧需求”。

6.         从微生物到藻类、植物再到动物,自然界一直在发展,到了200万年前左右,开始逐渐进化出人类。

7.         从进化角度来看,自然界应该是一直在为后续更加高级的生命形式积极做准备,即:任何一个后续物种的进化,都需要前面的积累,从而形成“递进式演化”的过程。这个问题非常重要,只有这样,才能够促进对于“人类起源与进化”以及“慢病”的理解与防控。

 

在此基础上,结合国内外相关领域以及我们近年来的研究,可以获得这样的新发现:

 

1.         人并非只是一个“孤立”的人,而是一个与人体共生微生物一起存在的人,即“人菌共生体”。这一点并非我们的原创,而是国外的发现。我们的新发现则是:

2.         第一、肠道菌群为人体提供“饥饿感”,即每天肠道菌群会在肠道里边“吃我们”,导致我们的身体出现低血糖等问题(即肠道菌群“偷吃”人体血糖,为的是繁殖期自身的后代)。我们(人和动物)为了避免被肠道菌群“吃掉”,就不得不摄食,从而表现为每天一日三餐或一日两餐的摄食活动。如果参考中医辟谷理念和西医所说的间断性禁食理念,就可以通过调控肠道菌群(喂饱肠道菌群)来消除人体饥饿感,从而把咱们老祖先从先秦时期就尝试性体验和研究的辟谷进行了科学化处理,目前我们已经实现的是柔性辟谷技术,可以像骆驼在沙漠中一样连续7-14天不饿不食,身心健康,正常作息。人体由于肥胖和不适当饮食所带来的慢病例如高血压、高血脂、高血糖能够得到显著改善。此方面我们已经发表了十余篇学术论文,即“饥饿源于菌群”。

3.         第二、“呼吸源于线粒体(本质上也是细菌)”。这个现象实际上是众所周知的,只不过学术界通常没有从这个角度来看待而已。咱们人体所有细胞的线粒体都是来自于母亲遗传,为人体提供了氧气的需求信号。线粒体作为细胞能量的发电机,通过氧化磷酸化充分释放葡萄糖、脂肪酸中的能量,让人体能够有足够的力量进行运动。

4.         以上两点对于全面认识“人”很关键,即:自然界使用肠道菌群为人体提供饥饿感、并使用线粒体为人体提供氧气需求。如果没有肠道菌群,那么很容易出现自闭症;而如果没有线粒体的话,就没办法进入有氧呼吸的状态。因此,自然界在进化出人的过程中,使用微生物为人体赋能,确保人体的肉体通过饥饿与摄食而存在。当然人脑是用于思考的器官,可是肉体存在所需要的葡萄糖、脂肪酸的摄入信号(饥饿感)的肠道菌群以及呼吸所需要的线粒体,却是自然界分别在36亿年前和24亿年前所制造出来的。

5.         回到中医药方面,现在的大量研究发现,很多中药的作用靶点其实是肠道菌群、而不是人体本身。这一点也很重要,即很多中药实际上是通过纠正肠道菌群(和线粒体)的异常,使得人体能够不再被异常的肠道菌群和异常的线粒体所破坏,从而能够发挥自愈作用(例如葛根芩连汤等)。这样就能够很好地回答中医药治疗疾病的时候,具有作用广泛、全面、有效、安全的原因。相反,西药通常是直接针对人体进行治疗,忽视了肠道菌群的问题,尤其是使用抗生素和激素,对于肠道菌群的破坏性很大,反而会导致人体出现了更多的问题。

6.         中华文明的核心思想与“天人合一”与“和合思想”密切相关。把上面的认识联合起来看待,就能够提示出:人体必需做到和人体共生微生物的“和”与“合”,即人的肉体必须和肠道菌群“和平相处”,千万不能“破坏”我们每个人肚子里边的肠道菌群;其次,我们每个人和肠道菌群还必须“合作”,即肠道菌群既不是我们的敌人、也不是我们的朋友,而是我们每个人的一部分!肠道菌群与人体也是一种自然界赋予的、天然的“和合”关系。中医药的伟大、高明与科学、有效之处,恰好就在于让人体和肠道菌群进入到“和合”状态,恰好就是中华文明的“和合”思想的充分体现。因此,不妨可以谨慎且乐观地认为:中医药通过重构、重建、重塑人体与共生微生物的“和合”关系,体现出了中华文明“天人合一”的伟大思想,毕竟36年以前自然界出现的第一批生命,就在我们每个人的体内、肠道中,而且肠道菌群本身就是土壤、土地生命的活力的使者与代表。

7.         基于以上系列研究,我们目前提出了“人体结构与功能的四元数矢量模型”,把此前的“饥饿源于菌群”、“菌心说”学说、“双脑论”观点以及“四元数”模型等有机地统一在了一起,后续计划进行详细的数学、医学、尤其是中医生命科学角度的深入论证,力争为进一步证明中医药和中华文明的科学性和优越性做贡献。

 

三、对策建议

 

综上所述,通过从针对生命发展的唯物史观角度出发,深入研判和深度解析自然界在生命起源与进化过程中的种种“努力”,对于从“物质、能量、信息、时空”的角度去理解中医药以及中医生命科学的内涵,就有望获得新的科学理解。为此,拟提出以下不成熟的对策建议:

1.         组织相关领域专家学者,尤其是知识面广博、学术底蕴深厚、学科交叉能力突出的学者,对本文相关的学术思想进行综合研讨,从不同角度分析把“人”的解释从狭义的“人”发展为广义的“人”的科学性,其中的重点是将“和合思想”与“天人合一”的理念与“人菌共生体”进行对接讨论和研判;

2.         使用“四元数人体模型”或“广义‘人’”(即“人菌共生体”)的新理念,对中医药传统理论进行重新解读和研判,从肠道(菌群、厌氧)为“阴”、线粒体(需氧)为“阳”的角度阐释人体的阴阳平衡、阴平阳秘的科学依据,从人体(必须)与肠道菌群进行和平共处、人菌共生、人菌共赢的角度,为中医药理论的科学理解提供依据,包括从线粒体角度为揭示穴位和经络提供新思路并部署相应的科学研究计划;

3.         在中医药领域专家的指导下,基于上述“广义‘人’”的新概念和新认识,在我们此前已经观察到通过靶向调控肠道菌群而改善肥胖和糖尿病等慢病的基础上,发展出科学、安全、有效、可靠的中医药防控慢病方法,为在十四五期间显著减少肥胖、糖尿病、心脑血管疾病、老年性痴呆等慢病的发生率、致死率、致残率做贡献。

 

参考文献

1.         张成岗. 新医学·菌心说·云医院. 北京:中医古籍出版社, 2016.12, 146万字

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5.         张成岗.从“菌脑主吃、人脑主思”分析人的物质需求与精神需求[J].医学争鸣,2020,(04):21-25.

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7.         刘赫男,邓颖芳*,卢宁,巩文静,孙长青,张成岗*. 柔性辟谷对中心性肥胖改善效果研究. 中国全科医学杂志. 2020,23(8):923-928

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9.         闵霞,赵炎葱,巩文静,李志慧,于亚英,李东航,张成岗*. 柔性辟谷技术对人体生理生化指标的影响. 中华中医药杂志. 2019,34(6):2749-2753




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