
大数据与人工智能时代的中医药(健康故事汇)
李梢出生于中医世家,父亲是首届“国医大师”李济仁,母亲张舜华是国家级非遗传承人。他从小就跟父母采草药、读医书、背汤头,接受了传统的中医教育,本科就读于北京中医药大学,然后回来跟随父母抄方,在皖南医学院硕士毕业后考回北京中医药大学,师从王永炎院士攻读博士研究生。博士毕业后来到清华大学自动化系工作至今。今年7月13日,英国皇家化学学会发来贺信,祝贺李梢入选英国皇家化学学会会士。
在清华大学生物信息学专家李衍达院士的支持下,2001年,李梢进入清华大学自动化系,开始了“生物信息学与中医药现代化”的大跨度交叉学科研究,开启了一段20多年中医药现代化探索之旅。
面对这些难题,李梢熬白了头。经过反复思考,他提出了一个大胆的想法——能不能把中医的整体思维用于微观的生物层次,相当于在人体“黑箱”里建立一个导航系统,进而全面计算出中西医药与生物分子的关联,用于支撑中医药的创新发展?
胃癌“治未病”系统发现胃癌“极早期”
本文配图均由受访者提供
“中医强调‘治未病',所以我们把胃癌‘智能早筛—极早诊断—精准早治'三位一体系统称为胃癌‘治未病'系统。”李梢称,围绕胃癌“极早期”的中西医特征,团队还研制出了智能中医管理系统,发现了精准预防中药,开展了胃病中成药机制解析,提升了胃炎癌转化中医药精准诊疗水平;该成果还应用于胃癌高发区,支撑了国家慢性病综合防控示范区建设。
中医药、自动化的学科跨度很大,如何既守住中医药的底蕴,又把握住信息科学的原理,实现守正创新?
几千年来,中医通过望闻问切、中药方剂等手段诊治疾病,以整体观念和辨证论治为指导,但是患者体内具体究竟发生了什么,中医未能给出符合现代科学的阐释。李梢指出,现代医学生命科学经常采用的是还原论,即在局部研究得很深入,但对于患者整体规律的理解还不够。将一个整体拆成一个个零件相对容易,而将一个个零件重新组合成一个整体,尤其是组合成人体这么复杂的生物系统,则要困难得多。因此,探究中医治病的原理,难以直接套用现成的方法。
2020年,依托清华大学自动化系、凝聚多院系力量,清华大学北京市中医药交叉研究所成立,这是清华第一个中医药交叉研究机构,也是国内外首个在综合性重点大学依托信息学科成立的中医药交叉研究机构。
医学分中西,患者不分中西
清华大学北京市中医药交叉研究所所长李梢
取宏观之象、比微观之类,力求守正创新
正是抱着这种想法,1999年,在北京中医药大学读博士二年级时,李梢提出了中医药和生物分子网络相关的假说——中医药不是和单个生物分子有关,而是和生物分子相互作用的网络、网络的动态变化有关,这个网络有可能表征中医药的整体。当时恰逢人类基因组计划、生物信息学兴起,自动化系“三论一智”(“三论”指信息论、系统论、控制论,“一智”指人工智能)的学科特点和中医药整体观、系统观的思维很契合。
利用UNIQ系统,结合大规模临床病例的采集和检测,李梢带领团队发现了胃癌“极早期”这一全新的阶段,中医上主要表现为本虚标实、寒热失衡。从中医典型病例中还发现寒、热舌苔菌群等新型标志物,尤其是首次构建了胃炎癌转化的单细胞网络,发现了与胃早癌细胞高度接近的胃癌极早期细胞。经2700余例胃炎癌转化序贯病例样本验证,发现该标志物能够使得胃癌发生的预判提前10个月,准确率达85%。探测出的胃癌极早期细胞如果处于萌芽期,进行中药干预就可能延缓甚至阻断其癌变,有望为解决我国胃癌早诊率低的难题提供突破口。
“学医过程中经常有人问我,什么是上火、清热?中医药治病的道理究竟是什么?中医强调‘治未病',为什么肿瘤等病发现时就已经到晚期了?中医能否更好地治病?”李梢说,在求学过程中,这些问题一直萦绕在他的脑海,但是回答这些问题并不容易。
做一名探路者可能比做医生更有意义
清华大学北京市中医药交叉研究所
李梢正在指导团队成员使用UNIQ系统。
利用UNIQ系统解读中医药“治未病”原理图示。
在现代医学突飞猛进的今天,中医药想要高质量发展,守正创新是必经之路。有人认为,中医药现代化实际上就是中医药西化。对此,李梢有不同的见解。
经过20余年的探索,在李梢看来,中医药科技创新不仅有望解读出中医药学的奥秘,还有望促使中医药在疾病诊疗的原理上、实践中发挥更大的作用,“中医药现代化需要中医药工作者与现代科技工作者之间打破隔阂,增进理解,共同推进。希望有更多的现代科学研究人员、青年学子能够成为中医药现代化的建设者”。
