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用科学语言让中医之光闪耀:中国-奥地利联合实验室取得科研突破

已有 502 次阅读 2024-4-19 11:56 |个人分类:思考中医|系统分类:科研笔记

2024-04-17中国中医药报者徐婧文章:

近年来,由中国中医科学院与奥地利格拉茨大学共建的中国-奥地利中医药防治重大感染性疾病联合实验室,在中医药防治传染病方面取得突破性成果——

2020年5月11日中午,中国驻奥地利大使馆科技参赞雷风云收到了来自奥地利格拉茨大学药用植物研究所所长鲍儒德的一封来信。当时,全球新冠疫情正大流行,信中提到:“在当前新冠疫情持续蔓延的形势下,建立中奥抗疫中医药合作研究项目机制十分必要。”

四个月后,鲍儒德的心愿实现了。中国中医科学院与奥地利格拉茨大学共同建设的中国-奥地利中医药防治重大感染性疾病联合实验室正式获得科技部批准建设。

鲍儒德参观中药房(左三)

联合实验室项目负责人、中国中医科学院西苑医院副院长宋坪介绍,三年多来,依托这一实验室,中奥两国的科学家围绕疫病治疗新的有效物质发现、基础研究关键共性技术创新、中药复方药效机制、临床评价研究等方面开展研究,不断提高采用中医药应对突发重大感染性疾病的能力,取得了突破性的成果。

用科学语言阐明中医药作用机理

在一台原子力显微镜下,中国中医科学院中医基础理论研究所研究员李宁正在寻找化湿败毒方对新冠病毒毒株的作用靶点。在她身边的电子屏幕上,一张张清晰的超微影像,显示出中药成分在新冠病毒进入人体之前筑成了一道“防线”,证实了抗疫有效方药对新冠的预防作用。

2020年,新冠疫情暴发后,“中药复方到底疗效如何”这一问题迫切需要被说明白、讲清楚。以研究员李宁、许若丹为主要成员的科研团队开始投身中医药防治新冠的研究工作。

李宁回忆,因为新冠病毒的高传染性与强致病性,因此研究需要在生物安全三级(P3)实验室完成。但由于P3实验室资源有限,科研课题难以开展。

于是她想到,高致病性的新冠病毒,有没有可能找到“替身”?能不能在体外构建一个肺类器官模型进行研究呢?很快,构建“病毒—宿主模型”的想法在她脑海里形成了。

她将病毒拆分为入侵、复制、组装释放三个生命周期,找到病毒不可复制的“结构蛋白”部分,去掉病毒的“核酸”,让病毒剩下一个不可复制的外壳,或者去掉外壳,保留内核,制造出病毒的安全“替身”——病毒替代模型。

“这样,研究可以在生物安全较低等级的实验室,如P2、P1,甚至常规实验室完成,解决了新冠病毒变异毒株难以获得以及P3实验室资源有限的问题。同时,借助病毒替代模型易于拆分、灵活组装的特点,可解决活毒研究终点评估中难于发现环节靶点、不易解析分子机制的难题。”李宁说。

2020年6月,国际权威期刊《生物工程与生物技术前沿》刊发了李宁团队“利用哺乳动物细胞表达体系构建新冠病毒样颗粒模型”的研究成果,李宁团队成为国际上最早一批开展新冠病毒替代模型研究的科研团队之一。

三年多来,团队以新冠病毒(SARS-CoV-2)替代模型为核心,进一步构建了严重呼吸综合征冠状病毒(SARS-CoV)及中东呼吸系统综合征冠状病毒(MERS-CoV)等高致病病毒的安全仿真替代模型,建立了基于病毒“内吞”“膜融合”“转录复制”和“释放”等环节的抗病毒药物筛选与评价技术方法;借助人诱导多能干细胞构建的正常及携带新冠病毒易感基因的肺类器官等宿主模型,建立了不涉及生物安全风险,且适用于中医药复杂体系的抗病毒机制研究技术体系方案。

利用上述技术体系,团队证实化湿败毒方具有抑制新冠病毒颗粒内吞、膜融合与复制的作用;明确化湿败毒方的主要化学成分并筛选出4个可在病毒入侵、组装释放环节拮抗新冠病毒致病的化湿败毒方药效组分;阐明麻黄药效物质山奈酚通过破坏病毒膜融合,发挥广谱预防作用的效应机制;揭示化湿败毒方及其药效物质通过干扰新冠病毒非结构蛋白14,抑制病毒复制、改善瑞德西韦耐药的作用机理。系列研究数据除了明确中医药可通过提高人体免疫功能抗新冠,还证实中医药具有广谱抗病毒作用和明显的预防作用,改变了“中药成分没有直接抗病毒作用”的传统观点。

“团队的研究揭示了抗疫有效方药防治冠状病毒致病的广谱抗病毒药效物质与机理,为说明白、讲清楚中医药疗效提供科学依据。”许若丹说,这一研究为未来研究中医药防控新发、突发、再发病毒性传染病提供长效研究模式。

“简单来说,就是如果我们再一次遭遇像新冠病毒这样的未知传染病,就可以直接应用病毒-宿主模型进行中药复方的筛选,极大提高科研效率。”李宁说。

此外,团队研究员王继刚基于细胞热转变分析技术,还完成了对基于细胞热转变分析技术对于中药复方及天然产物的靶标及机制研究平台搭建,阐明了多种中药有效成分单体及药物包括青蒿素、雷公藤甲素、雷公藤红素、姜黄素、穿心莲内酯以及氯喹等的靶点及作用机理;研究员郭姗姗建立了病证结合的冠状病毒小鼠模型,为中医辨证治疗研究奠定基础;研究员李敏基于新冠病毒对血管内皮损伤,开展了大量研究工作。

中方科研团队在进行科研

中奥“双向奔赴”共建联合实验室

李宁团队在中医药防治重大传染病方面的研究,引起了来自全球14个国家24所科研机构专家学者们的兴趣。鲍儒德也是其中之一。

30多年来,鲍儒德一直致力于协调中奥中医药联合研究项目,他深切地知道,中医药在防治重大感染性疾病方面有着巨大的潜力。

奥方科研团队在实验室

“世界对中医药广泛的接受需要建立在科学证据的基础上,这就是为什么我曾多次强调,迫切需要开展广泛的针对中医药的国际科学研究。”鲍儒德说。

鲍儒德表示,中草药含有数百种成分,它是多化合物—多靶点的,而西医主要是单一化合物—单靶点的。这也反映在中医学和中药药理学中,中医药是通过有效活性成分的网络集合作用最终对我们的身体产生影响。因此,中医药学是系统的相互作用,是系统生物学。中医药学考虑到了人体的复杂性,并且以复杂的多靶点的方式来应对机体的复杂改变,有可能更接近实际状况。然而,正是由于其复杂性,对其开展科学研究也更加困难,更加具有挑战性。

宋坪介绍,中奥两国在中医药方面的渊源由来已久,开展与格拉茨大学的合作研究,既可给奥方提供安全有效的中药组方以研发有效抗疫药物,又可借助鲍儒德教授的影响力,推动中草药纳入欧盟药典,提升中医药国际地位。

中方科研团队在进行科研

“寻找中医药疗效的科学证据”成为了中奥双方合作的共识。2020年5月8日,中国中医科学院与奥地利格拉茨大学药用植物研究所联合主办“中医药抗击新冠肺炎疫情视频国际研讨会”,中奥双方积极推进中药抗新冠病毒活性成分研究的务实合作。

同年9月,中国-奥地利中医药防治重大感染性疾病联合实验室获得科技部批准建设,中奥双方的合作有了高级别平台。

联合实验室获批后,中奥双方形成了定期交流的机制,于2021年、2022年举办“中奥中医药合作视频研讨会”,项目组成员围绕联合实验室建设情况、中医药治疗新冠药物资源、药效基础、作用机制、草药分析方法等方面做了深入交流,为后续合作研究提供新的思路。2023年12月,中国中医科学院派遣团队去奥地利格拉茨大学访问交流。

中奥中医药合作视频研讨会

谈及双方的合作,宋坪特别提到:“因为地域原因,有些中草药在欧洲并没有生长,但是可以找到这些中草药的近缘植物。以青蒿为例,袁媛团队在欧洲找到它的近缘药物中亚苦蒿,用中亚苦蒿进行了很多研究 。”

双方成立了专家委员会,为项目提供智力支持。广泛邀请国际知名的中医药、基础医学、管理学等领域专家,组建项目专家委员会,建立专家委员会工作机制,统一指导国际科技合作项目的重点领域和实施方案工作。

在宋坪看来,中奥双方科研之间的合作是十分务实的,这些合作沟通着临床与科研,并形成了强有力的组织管理体系,为深化合作打下了坚实基础。

中国方案架起一座友谊桥梁

宋坪表示,中国-奥地利中医药防治重大感染性疾病联合实验室以中医药为纽带,在中奥之间架起了一座互联互通的桥梁,并辐射到其他国家。

2020年底,依托这一实验室,中国中医科学院牵头成立了“国际传统医学防治重大感染性疾病联盟”,共计来自40余个国家和地区的70余位专家加入联盟。

巴基斯坦科学院院士、真纳大学教授塔里克·马哈茂德表示,在沿线国家推广中医药,可以极大造福民众,中医作为古老、有效的系统,应该在全球范围内推广。

加州大学洛杉矶分校东西医学中心创始主任许家杰表示,随着全球化的发展,不同国家和地区的医学交流变得越来越频繁。中医药防治重大感染性疾病能够为全球健康带来福祉。

“希望世界各国以促进人类健康、改善全球卫生治理为共同目标,在国际联合研究项目中共同努力,分享我们的知识和专长,最终改善全人类的健康状况。”鲍儒德说。

宋坪介绍,未来,联合实验室还将继续以中医药防治重大感染性疾病为主要研究方向,加强两国之间的学术、文化交流,架起一座中奥之间科研文化互通互鉴、共商共享的友谊之桥,让研究成果惠及更多国家乃至全球民众。



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