为研判未来科技发展趋势、前瞻谋划和布局前沿科技领域与方向，中国科协组织征集“2019年重大前沿科学问题和工程技术难题”。中华中医药学会高度重视该项工作，按照相关要求制定了具体的工作方案，征集各分支机构推荐议题共37项。经专家研讨，汇总分析、推荐委员会论证等工作流程，最终遴选出中医药重大前沿科学问题和工程技术难题各3项上报中国科协。

01  中药复杂体系作用模式解析

推荐理由：中药复杂体系作用模式解析涉及化学物质、体内过程、作用机制三个核心环节，揭示物质实体与生命活动的交互规律，是中医药发展的科学前沿问题，也是实现中医药现代化必须迈的关键一步。

一、问题背景

中医药从整体着眼，采取多途径的整合调节性治疗，达到“调整阴阳，以平为期”的目的。这种治疗思想对防治疾病和养生保健都具有明显优势和特色，符合现代治疗学的发展趋势。中药作为中医临床治疗的主要形式和手段，由于缺乏对药效物质的微观分析和作用规律的科学阐释，严重影响了临床疗效和制约了新药创制，不利于中医药发展和在世界范围内的应用。中药及方剂是一个复杂化学体系，生物机体也是一个复杂生命系统，揭示中药及方剂的化学物质实体与机体生命活动的交互规律，解析中药复杂体系作用模式，是中药现代研究中亟待突破的关键科学问题。

当前，各类仪器分析技术及平台的长足发展，促进了中药化学成分的系统高效解析；各种制备高效液相色谱的发展与应用，实现了中药化学成分的高效分离与结构鉴定，为解析中药化学物质实体，提供了有效手段与技术。随着组学技术的发展，系统生物学和网络生物学发展十分迅速，开始从生物系统中所有组成成分（基因、mRNA、蛋白质等）认识机体的生命活动规律，为解析中药对机体调节机制，提供了强大支撑。在中医原创理论指导下，整合多学科技术方法，将推动中药作用模式解析，揭示物质实体与机体交互作用规律，促进中药及医药领域的新发现。

二、关键突破点

中药复杂体系作用模式解析涉及化学物质、体内过程、作用机制三个核心环节及其关联规律，单一环节研究已经取得显著进展。随着各类仪器分析技术及平台的发展，尤其是液相-质谱串联（LC-MS）分析 技术飞速发展，为中药复杂体系的化学成分高效解析和体内药物代谢及其动力学研究提供了有力的工具；随着系统生物学的发展，中药研究也在往系统论和整体观发展，“化学指纹-药代标志物-药效靶标”三维中药复方研究新模式，在此基础上，出现新的概念，例如“方证代谢组学”“整合药理学”等新的概念，能够更好的从整体观，系统揭示中医药的现代科学内涵；系统生物学、网络药理学、化学生物学的兴起，为从系统、直接靶点等角度认识中药作用机制提供了新策略与技术。生物素标记探针技术、点击化学反应技术、蛋白质芯片技术、小分子非标记技术等已经在中药直接靶点发现得到应用。

技术进步促进了化学物质、体内过程、作用机制单一环节的研究，但是，中药物质实体与生命活动的整合调节机制，是中药复杂体系作用模式解析未来面临的关键难点与挑战。“药有个性之专长、方有合群之妙用”，复方是中药应用主要形式，建立在中医学对病机过程的全面判断基础上的多味中药的配伍，作用特征表现为多环节、多靶点的整合调节。这种整合调节的物质基础体内“药动-药效”关联性是如何体现的；多环节、多靶点效应累加模式；药效物质对靶点的直接作用，还是药效物质改变了内环境从而影响了靶点（如受体）的生物性能；也可能是方剂中有效成份以低于它们中某一单体治疗剂量进入人体后，有选择地反复作用于影响某种疾病的主要直接靶点和多个间接靶点，动员机体抗病能力，调节失衡状态，从而达到治疗疾病目的；研究中药“分子网络-药理活性-病证效应”多层次整合作用，阐释中药方剂临床疗效产生的基本机制，将揭示中药作用的基本原理，重新认识中药的科学价值。

三、战略意义

中药是我国原创优势的领域，将成为全球性研究与开发的热点，已经成为我国战略新兴产业，创制新药和质量控制是关键环节。揭示中药复杂体系作用模式，有利于构建创新中药研究设计理论基础，指导中药新药研发；促进形成中药药效物质及作用机制研究方法的突破，建立和完善现代中药研制的技术体系。中药复杂体系作用模式解析是首先要解决的科学前沿问题，也是实现中医药现代化必须迈的关键一步。

02  中医药对生命本质和疾病发生发展的调控

推荐理由：以中医药理论为指导，以中药为工具，探讨并调控生命现象的科学本质和疾病的发生发展，不仅深入阐明中医药理论的科学内涵，而且促进现代创新药物、生命科学和医学的发展，具有重要的科学价值和应用前景。

一、问题背景

中医药学是中华民族数千年来与疾病斗争的经验结晶，是我国少有的最具原创特色的科学领域。自古以来，中医药学为人类认识生命和发现药物做出了巨大贡献，“藏象学说”“精气血津液神学说”等理论为人体解剖学和生理学的发展奠定了重要基础，神农尝百草、葛洪炼丹、从人尿中提取秋石（性激素结晶）等为现代化学和药物学的发展做出了突出贡献，“人痘接种”预防天花开创了人类历史上的免疫疗法，青蒿素拯救数百万生命并获得诺贝尔奖更是身边的故事。但是随着现代科学的发展，具有独特理论体系和“语言定义系统”的中医药学不仅不能被世界广泛接受，而且不断得到国内外的质疑。为了发展中医药事业，弘扬中医药优秀文化，发挥中医药在人类健康事业中的作用，数十年来，我国中医药人奋发图强，不断吸收、利用现代科学理论和技术阐释中医药理论，为中医药事业发展和中医药现代化做出了重大贡献。但是，这些都是被动地应对现代科学的发展。如何发挥中医药的特色思维与理论优势，积极探讨和调控生命现象的科学本质和疾病的发生发展规律，促进生命科学和医学的发展，不仅是实现中医药学可持续发展的关键科学问题，更是实现中医药从被动阐释向主动发现的关键转变。

中医药理论与现代科学理论对生命本质、疾病发生发展的认识完全不同，采用中医药理论探讨生命本质和疾病的发生发展机制，与现代科学理论探讨生命本质和疾病的发生发展机制得到的研究结果必然有很多不同之处，必然产生很多原创性成果。进而以中医药理论为指导，采用中药调控生命过程和疾病的发生发展，其结果必将改变现代科学对中医药学的认识，必将实现中医药学由被动阐释转变为主动发展，这可能会是中医药学科的一场革命性工作。例如“上火”，是每个人都会遇到的症状，现在国内外都以“炎症”思路研究“上火”，这可能是错误的，“炎症”只是上火的最终结果，是“上火”发生发展的下游。吃人参上火，不是人参有“致炎症”作用，也不是每个人都上火，其上游必有基因的差别、靶点蛋白的差别，如果我们能够阐明“上火”的上游基因和靶点蛋白，进而用“清热泻火”的中药进行治疗和调控，不仅阐明中医“上火”的现代科学内涵，而且阐明了生命本质中的一套全新的功能基因、靶点蛋白及其信号通路，促进生命科学和现代医学的发展。

二、关键突破点

（一）体现中医药理论的动物模型的创建

中医药理论与现代医学理论有着本质性的区别，中医药理论的精髓在于“辩证论治”，只有“证候”辨别清楚，才能实现有效治疗。以中医药理论为指导，探讨生命本质和疾病发生发展，符合中医药理论的“证候”动物模型是重要的研究载体之一。因此，创建“证候”动物模型，是本研究的关键难题之一。

（二）中药整体成分分子探针的构建

中医临床治疗疾病以复方用药为主，这也体现了中药多成分、多途径、多靶点的作用特点，同时也符合多数疾病尤其是慢性病和复杂性疾病是多病因导致的病理机制。但是如何将中药整体成分尤其是中药复方的整体成分制备成分子探针，发现其直接作用的靶点群，探讨多靶点、多途径的作用机制，这仍然是一个巨大的挑战。

（三）生命本质或疾病发生发展机制的阐释与调控

靶点基因和靶点蛋白的敲除或调控是探讨生命本质和疾病发生发展的重要手段。中医证候和中药调控治疗都是一个非常复杂的体系，如何针对复杂的靶点和信号通路进行靶点基因和靶点蛋白的敲除或调控，如何研究复杂的信号通路，这些都是该科学问题研究需要突破的关键技术问题。因此，通过该科学问题的研究，可能能够创建一系列生物学研究的新方法和新技术。

三、战略意义

一是探讨中医“证候”、中药“药性”的科学内涵，促进中医药理论的创新发展；二是阐明中药作用靶点和分子机制，揭示中药调控生命系统的本质；三是发现活性先导结构和药物靶点，促进创新药物的发展；四是揭示生命本质和疾病发生发展机制，促进生命科学和现代医学发展。

03  中医药原创理论的现代科学内涵阐述

推荐理由：聚焦中医药原创理论，从功能、形态、分子机制等方面形成层次清晰、证据成链的证据体，并从基础到临床实践，对原创中医理论实质探究，将有助于揭示中医药认识疾病、治疗疾病的机理，推动中医药传承与发展。以原创理论为驱动，在进一步认识生命本质、精准治疗疾病等方面取得重大突破。

一、问题背景

中医药理论博大精深，所谓中医药原创理论是以其独特的天人合一、系统整体、司外揣内、知常达变等上层辨证思维指导临床诊疗实践的理论，体现为临床认识疾病发生、疾病走势、治疗决策等。中医药原创理论不仅是中医临床诊疗、中药用药的基础，更是中医药传承发展的核心，是中医的根和魂。然而随着医学研究、发展的国际化、现代化，传统中医药理论的模糊性、复杂性、抽象性、感性反复遭到各界医生、学者的抨击与质疑。对于中医药学原创的藏象学说、辨证论治、药性理论等，如何用现代科学语言来规范地阐述其科学内涵，目前尚缺乏统一的理论标准与实例示范，已成为当前亟待解决的重大问题。因此，以原创理论为驱动，将中医药几千年来的理论、经验与现代科技相结合，不仅能够更好地解决健康问题，传承、创新、发展中医药事业，推动健康中国战略进程，更有助于全面阐释中医药理论，搭建中医药国际交流的平台，彰显中医药价值，更好地服务全人类。

二、关键突破点

现代临床已有诸多学者致力于探索中医药原创理论的现代内涵阐述，涉及生态学、生物学、系统生物学、宏基因组学等不同层面、角度，推动了中医药理论现代化、国际化。但大多停留在假说阶段，甚或难以进行重复与推广。如在藏象学说中，既可以基于生物学现代解剖生理认识内脏器官，也可以基于生态化将脏腑赋予阴阳五行的属性和归属，强调各脏腑的功能以及脏腑间的生化克制关系；通过血液红细胞水平调控机制解读“心主神明”的脏腑生理功能；“脾主统血”生理功能的发挥的物质基础离不开血细胞和血小板，心肌细胞线粒体产生的代谢能量、血管及其功能完整执行了脾统血的全过程。又如以时空电磁场（主要是太阳黑子）的变化规律阐释五运六气学说科学内涵等；以及有学者提出药性理论中"药物-五味-物质-效应-功用"的"五要素"模式和研究思路，阐述中药药味相关的化学物质-功效相关的生物学基础的内在联系，找到“入脏”的理论依据是某些受体作用等；还有学者提出微量元素说，证实中药锰、锌等元素是发挥“补肝肾，抗衰老，乌黑发”药理功效作用基础；基因进化说则在黄芪饮片煎煮液中确定了黄芪“补气基因”作用的靶基因位点，揭示黄芪补脾肺固卫气提升人体免疫力的功效。

且在诸多的现代阐释中，对同一中医药理论角度应用不同方法阐述结果表达也就不同，无法给予统一标准的评判，借鉴价值也有待商榷。以中药药性为切入点的科学阐述为例，有学者利用代谢组学技术筛选出与药性属性相关的代谢产物构建中药寒热药性分类判别模型；有学者发现药物可通过作用于TRPV1和TRPM8通路影响体温调节；还有学者提出中药药性是中药作用于不同状态机体的，与化学成分相关的生物学效应的概括和归纳。进而提出多种药性实质假说，如“中医药（药性）热力学观”、“药性‘三要素’学说”、“表性网络-生物分子网络-药物网络”的药性生物学说、“中药性味可拆分可组合”思想、“寒热药性与电子得失”等。

三、战略意义

中医药理论是中医药发展的基石，对原创中医理论科学内涵的阐述，将有助于揭示中医药认识疾病、治疗疾病的机理，推动中医药传承与发展。以原创理论为驱动，在进一步认识生命本质、精准治疗疾病等方面取得重大突破。推进健康中国战略，也将有助于提升中医药国际交流水平，促进中医药国际化，服务全人类健康。

专家推荐委员会组成

张伯礼、李 昱、毕明刚、肖诗鹰、唐健元、屠鹏飞、李 梢、刘建平、王耀献、张允岭、陈士林、刘清泉、毛静远、亢泽峰、刘建勋、张 冰、李军祥、胡镜清、金日光

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