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[转载]《香山科学会议•中医药系列》(8):本草物质科学研究设施及应用

已有 586 次阅读 2022-1-20 18:07 |个人分类:思考中医|系统分类:科研笔记|文章来源:转载

S50:智慧中药与智能定制研究设施及其应用——本草物质科学研究设施及应用

——香山科学会议第S50次学术讨论会综述

中医药是中华民族在与疾病长期斗争的过程中积累的宝贵财富,具有丰富的实践经验和临床疗效,是我国医疗保障体系和医药产业的重要组成部分。中医药具有原创的思维理念和独特的理论体系,其整合调节、辨证论治的理论原则与现代个性化诊疗理念不谋而合,具有巨大的科学研究空间。解读中药科学本质,是一个科学命题,也是对科学的挑战。当前,中医药临床医学、本草物质科学发展与技术、生命科学技术高速发展与应用,以及大数据与人工智能的迅速发展与应用,为中药科学研究提供了全新的范式,也为中药核心技术以及中药产业发展提供了机遇;但也面临着创新能力和技术水平不足的问题,尤其本草物质组成与结构高通量分析系统、样品库与数据库等科学研究设施的缺位,相当程度上导致了方剂物质基础与有效性、作用机理等关键科学问题悬而未决、严重制约了中药创新研究的效率和水平。

为应对中药科学研究和产业发展的关键问题,提炼本草物质科学研究设施的科学目标,促进应用需求的聚焦,科学论证建设方案、深入研讨关键技术难点,201961112日,以“本草物质科学研究设施及应用”为主题的香山科学会议第S50次学术讨论会在江西南昌成功召开。中科院上海生命科学研究院杨胜利研究员、赵国屏研究员、上海中医药大学/中科院上海药物所陈凯先研究员、天津中医药大学张伯礼教授、中国中医科学院黄璐琦研究员和中科院大连化学物理研究所梁鑫淼研究员担任会议执行主席。来自国内20余家单位的40余名专家学者应邀出席了会议。会议围绕(1)本草物质科学研究设施的科学内涵和技术前沿;(2)中药大数据和中药科学研究模式创新和(3)本草物质科学研究设施涉及的重大需求和应用等中心议题进行了深入讨论,并提出了建议。

梁鑫淼研究员作了题为“本草物质科学研究设施”的主题评述报告,阐述了本草物质科学研究设施的重要性和必要性、基本定位和作用、建设目标和方案以及研究设施的主要应用方向及应用潜力。他认为深入开展中医药基础研究与核心技术研发,推进中医药现代化,树立民族自信、文化自信、科学自信,构建特色鲜明、以我为主的中医药创新体系是广大中医药科研工作者的责任和使命。推进中药产业化、现代化,科技创新是不可回避的方向和核心驱动力。中药药效功能的决定因素是其物质组成和结构,因此本草物质科学是中医药科学研究基础的基础。但是由于中药组成和结构复杂,而且辨证论治的方剂数量极其庞大,并处于动态变化中,是典型的复杂体系,需要大型复杂科学研究装置或系统,革新研究模式,提升研究效率,实现科学突破。在中医药领域建设国家重大科技基础设施符合国家战略和发展方向,将支撑中医药评价体系、中药有效性和安全性、中药作用机理等中医药传承与创新研究,并且在中药新药研发和中药关键技术与装备发展中发挥重要作用。“本草物质科学研究设施”由本草阵列式定向制造试验装置、本草组分精准制备试验装置、本草化合物多维制备试验装置、本草物质组成与结构高通量分析系统、本草物质样品库与数据库、本草大数据中心等六个部分组成。

主题评述报告引起了与会专家十分热烈的讨论。认为中药组分能够体现配伍理论,更好地体现中药疗效,需明确组分的物质基础、活性、安全性等,应结合中医临床实践开展中药物质基础研究。认为研究设施能够提高中药物质基础的研究效率,基于此研究人员有更多时间开展药理药效研究。认为药材源头与临床效果的联系以及数据的标准化对中药研究十分重要。认为研究设施将零散化、碎片化的研究集合在一起,物质基础研究应包括物种的遗传信息,如何把物质和前沿生命科学结合起来,如何集合更多的科学力量去做这个事情是目前的难题。认为物质基础研究能够推动物质基础与临床的关系,将把中医药研究推到一个新高度,同时其应用价值也很大,临床价值的导向非常重要。认为研究设施为数据标准化提供了可能,建议在大数据获取方面增加关于生物活性数据,同时要考虑这些数据如何共享和使用。杨胜利研究员进行了总结,希望以这个设施为核心,打造研发平台,形成研究网络,将物质结构、功能和疗效结合起来,获得真正的大数据,推动中医药的深入研究。

一、 本草物质科学研究设施的科学内涵和技术前沿

天津中医药大学张伯礼教授作了“中药现代化进展与组分中药”的中心议题报告。他总结了我国实施中药现代化二十年来取得的进展与成果,并以三叶糖脂清和芪参益气滴丸等组分中药为例,阐明了组分中药的研发模式。他认为中医药研究应重点围绕临床重大需求,中医药原创思维与现代科技相结合能产生原创成果,粗大黑不是中药的本色,现代化的中药仍然是中药,物质基础、作用机理、临床定位相对清楚的组分中药是现代中药研究的重要方向。

中国科学院上海生命科学研究院赵国屏研究员作了题为“来自人参皂苷合成生物学研究的一点感悟”的中心议题报告。他以稀有人参皂苷CK为例,阐述了合成生物学在大量获得天然产物中含量极低化合物,以及衍生新化合物中的重要作用;进一步指出合成生物学元件和数据库的重要意义,而本草物质科学研究设施的建设可以为合成生物学提供丰富的元件。

中国中医科学院黄璐琦研究员作了题为“中医药数据化、智能化发展思考”的中心议题报告。他认为科学始于数据,传统中医是一种整体性的抽象思维,而人工智能擅长梳理和识别大量非常小或模糊的因素,可以补充人类智能,挖掘中医药领域的数据信息,基于大数据的中医药颠覆医疗模式,包括中医智慧诊断系统、中医药大数据库、中医智慧用药系统等是中医药发展的重要方向。但目前中医药数据存在不规范、不统一等问题,使中医药的数据化和智能化难以实现,因此亟需中医药与人工智能学科交叉人才及研发平台,研究设施的建立意义重大。

中国科学院上海药物研究所岳建民研究员作了题为“中草药是发现药物和药物先导的重要资源”的中心议题报告。他从国内外的研究情况和自己课题组二十多年来的经验成果,阐述了中草药的成分和功效研究对于学科促进和大健康产业发展,包括新药发现、中药现代化、健康产品和天然农药等方面的重要作用,同时指出中草药创新研究应加强研究策略和技术创新,实现学科交叉,加强微量、高活性分子发现,更重要是进一步提升天然化合物资源的获取能力。

与会专家还分别作了“组分药性与组分中药设计”、“药用植物种质资源保护面临的问题与挑战”的专题报告。

讨论中,专家们认为中药作为中医防治疾病的载体,成分复杂,本草物质科学研究设施的建立,有助于厘清物质基础和相互作用,必将对中药产业和中医的发展起到极大作用。建议设施在实施过程中能结合上下游,往上搜集种植地的土壤数据,往下关注药渣废弃物的综合利用。认为设施的规划从思想、定位等各方面达到了国际水平,非常期待设施能成为中药研究的资源平台和交流平台,为相关科研工作者提供高质量的样品和数据信息。建议对600种常用中药进行组分研究,并制定组分的质量标准,共同推动纳入药典,为组分配伍奠定基础。

二、 中药大数据和中药科学研究模式创新

中国科学院上海生命科学研究院杨胜利研究员作了“数字中医药-样本、数据、人工智能”的中心议题评述报告。他认为在数字经济时代中医药的研究、开发和产业化将进入一个新的发展时期,建议开展大数据和人工智能在中医药领域的应用,包括:中医药相关数据库的构建,组分中药的设计与优化、疗效与毒性的监测与预测、生产过程的智能控制等。

中国科学院上海药物研究所陈凯先研究员作了“中药现代化研究的若干创新发展”的中心议题评述报告。他介绍了中医药现代化研究的重点方向和趋势、中药创新研究的若干成果和进展、中药新药研发模式的思考与探索,建议重视中药复方的临床研究,把中医药创新研究提到国家科技战略的高度,推动我国科技的原始创新。在国家重大科学计划中,加强中医药创新研究的谋划、布局和支持。要打破行业和单位的界限,大力加强传统中医药和现代科技的交叉融合,大力加强多学科、跨学科的研究。

与会专家还分别作了“大数据技术及中药应用展望”、“中药质量标准与大数据”、“数据驱动的中药研究方法初探”的专题报告。

讨论中,与会专家指出,建设本草物质科学研究设施十分重要,但同时需要考虑设施的边界问题、与大数据技术的融合和工作范式变革问题;需要以服务为中心,联合精英团队和力量,培养中药标准化人才,建设好本草物质科学研究设施。中国科学院上海植物生理生态研究所介绍了唇形科药用植物有效成分生物合成研究,建议关注中药材种质资源及功能基因与功效成分含量变化及调控的研究。

三、本草物质科学研究设施涉及的重大需求和应用

中国科学院生态环境研究中心江桂斌研究员做了题为“成组毒理学方法在中药毒性评价中的应用”的中心议题报告,认为中医药要在全球范围内进一步发展,毒性安全性问题不容忽视,在本草物质科学研究设施建设过程中要关注中药毒性的问题。重金属超标已成为我国中药出口面临的严重问题,重金属物质的生物有效性和毒性与其化学形态有密切关系,提出了成组毒理学概念并自主开发相关仪器设备,将组分与结构识别、毒性测定技术相结合,显著提高组分化合物识别及毒性评价的可靠性及效率,可应用于中药毒性成分的分离、鉴定和评价。

湖南大学谭蔚泓教授做了题为“分子医学时代的靶向药物”的中心议题报告,认为中草药是巨大宝库,含有大量活性成分,通过研究设施得到组分明确、活性清楚的中药有效成分,将其做成“中药分子元素”,用简便的DNA合成仪或者化学连接方法实现中药组分、数量、配比、位置的精准设计连接,从而为精准构造中药提供可能性,为发展核酸适配体药物-偶联物(ApDC)提供丰富的资源,具有十分重要的医学研究意义和临床应用前景。

与会专家还分别作了“先进制造技术及其在本草物质科学研究中的应用前景”、“未来中药制剂智慧装置”的专题报告。

讨论中,专家认为建设本草物质科学研究设施需要对研究边界进行框定,哪些研究工作可以放进设施中?哪些研究通过其他途径开展?设施重点要解决哪些工作?在界定好设施内涵基础上,开展相关应用研究,为企业提供服务。认为作为研究设施面向科研、面向企业、面向社会,但要提高面向科研的比例,希望能够研发可推广的关键仪器设备,把相关中药研究人员联系起来。认为本草物质科学设施掌握了分离材料、分离技术等核心技术,能够更多更快速解析物质组成,能够推动作用机理等中药相关研究的发展,体现了研究设施的独特性。中医药本身有科学元素,研究设施可以解决数据标准化问题,解决大数据问题,需要依靠人工智能,通过关联性分析,寻找差异,从而产生颠覆性技术,解开中医药之谜。认为本草物质科学研究设施是人工智能的神农,能够尝百草,能够产新药,并希望研究设施建设时能秉承实用、经济、绿色、美观、健康理念。

四、共识与建议

与会专家在充分交流与讨论的基础上,形成如下共识:

1、中医药是中华民族的瑰宝。中医药传承和创新发展的一个重要的动力和出路就是要把现代科技的先进方法和技术充分运用起来。本草物质科学研究设施对中药创新发展和中药产业高质量发展具有重大作用,对大健康产业发展具有引领带动作用,建设中药大科学设施非常紧迫,非常重要。

2、本草物质科学研究设施以高效率获取并提供高质量的科学样品和科学数据,服务于中医科学家、中药科学家、药理学家、药物学家、生物学家、植物化学家等,开展科学研究的定位明确,设施不是单一技术和装备,而是综合性核心技术体系和综合性平台,有望突破中药研究瓶颈,提升中药研究效率。

3、本草物质研究设施提出构建大数据资源和方法,有望依托研究设施解决数据标准化的问题,引领中药创新模式,为中药颠覆性技术的发展提供支撑。

4、本草物质科学研究设施科研应用需求明确,在中药有效方剂发现、中药作用机理、中药安全性研究、组分中药与中药新药创制等方面具有广阔的应用前景。

基于以上共识,与会专家提出如下建议:

1、鉴于中医药传承和创新发展的重要性和紧迫性,建议科学论证,积极推进,将本草物质科学研究设施纳入国家重大科技基础设施建设“十四五”规划。

2、尽快启动研究设施的预研,建议国家自然科学基金、国家重点研发计划、国家重大科技专项、中国科学院等给予项目支持。

3、广泛听取相关学科和领域专家和建议和意见,加强学科交叉与融合,进一步完善建设方案,框定研究设施的边界,注意突出具有独特优势和特色的装置和技术能力建设。

4、以本草物质科学研究设施为核心,打造开放性的研发平台,将物质结构、功能和疗效研究结合起来,建立开放共享机制,形成研究网络,推动中医药的深入研究。

资料来源:香山科学会议网

http://www.xssc.ac.cn/waiwangNew/index.html#/xsscNew/homeNew



https://blog.sciencenet.cn/blog-279293-1321908.html

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