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秦健勇:谈谈当前人类对复杂生命现象的认知范式

已有 1613 次阅读 2023-2-14 22:07 |个人分类:探索历程|系统分类:观点评述

传统医学的认知是不牢靠的,而又缺乏十分有力或系统化的迭代和验证体系,而是以一种朴素认知范式画地为牢。传统医学多数建立于抽象概念的演绎推理(如阴阳五行框架,某种现代意义上可以称为臆测),这是受限于2件事:缺乏数学体系的逻辑支撑,缺乏系统性的实证体系,而仅仅以经验与直觉支撑。多数人都能体会到这一点,上海董竞成对此有系统论述,去伪存真是传统医学认知迭代的必由之路……

而现代医学发展至今,在数理学术与工程化工业体系的支撑下,构建了超越轴心时代的认知范式(牛顿开启的范式),以仪器为探索世界的抓手(精细刻画如基因组的转录调控体系、化学元素自组织、单细胞组学体系……),以数学构造为逻辑演绎法(发展为数学模型/计量计算生物学/生物信息学、系统生物学等……),以真实世界的实证(如临床试验与动物模型/体外模型)为新的思考材料,已经实现了知识生产的系统化与规模化,而不再是古代哲学体系下的思维范式(如标准模型/万物理论),最重要的是现代科学认知它自己清楚地知晓自己的认知边界与认知本身的局限……

但这不是说抛弃传统,而是反刍与重构:例如青蒿素就是一种反刍、重构与再发现……

而今谬赞传统医学者,或痴迷所谓整合医学(补充与替代)者,说白了其实多不过是抱残守缺。他们多数无非是要么攻讦现代医学不是神(人家现代医学从来不说自己是神啊,有兴趣可以去看看奥斯勒编写的第一部现代医学教科书的模样……),要么以个案理论自诩。MSK老执事路易斯托马斯早有断言,现代医学是年轻的学科;不要说现代医学,就是生物学与整个物理学科也是年轻的,如果你给它2000年发展,不可想象。就连100年我也不敢想:顶刊上的前沿大牛多数也就是敢讨论未来10年……

现代科学的整体观不是没有,而是执此论者没有去了解:前有老三论、新三论,后有以圣达菲为高地的复杂科学(如尺度与重整化、景观与流理论等),物理学界又有2位大神论战:温伯格与安德森,甚至至少2次授予诺奖,普列高津的耗散结构理论以及2021年的复杂气候系统研究……

说到具体案例,数学肿瘤学中对癌症演化动力学的探索就是典型的整体观。在此,为了说明医学研究中的整体观,举一个代谢组学研究的例子,以下摘自2021年7月CA杂志的一篇综述:

从历史上看,人类使用还原论方法来分辨和识别导致或促成病理状态的具体因素。相比之下,系统生物学试图通过考虑其分子成分的总和以及它们如何相互作用来定义表型,以此来理解复杂的生物系统。系统生物学的核心是测量细胞状态参数,这得益于基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学的进步。

在概念上,代谢组学与其它组学不同,因为代谢过程参数是对表型的直接评估(如图)。也就是说,如果解释得当,代谢组学可以提供在DNA、RNA和蛋白质之后表型改变的整体情况。在某些情况下,可能是识别病理变化最灵敏的手段,因为即使蛋白质表达或结构的微小变化也会导致蛋白质活性和代谢物水平的显著变化。相反,代谢物可以改变蛋白质活性,从而影响几乎所有生物过程,包括DNA复制、RNA转录和翻译(如图)。代谢物已被用于描述多种生命现象,如表观遗传调控、肿瘤发生、癌细胞侵袭、癌症干细胞多能性、胰岛素敏感性和其他细胞过程。此外,代谢组学还考虑肿瘤微环境的改变,包括可以对肿瘤亚克隆施加选择性压力从而塑造基因组、转录组和蛋白质组的治疗干预。因此,了解代谢环境对于解释基因组、转录组和蛋白质组学数据具有重要意义。

嗟乎,我辈如若不能打开眼界,深究数理,发奋创新,徒以传统自囿,何异坐井观天,夜郎自大……

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图源:

CA: A Cancer Journal for Clinicians Volume 71, Issue 4, Jul 2021, Pages281-359

Metabolomics in cancer research and emerging applications in clinical oncology

https://doi.org/10.3322/caac.21670




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