【院士讲堂】杨胜利：中医药如何走循证医学，陈竺有成功案例

现在要做的是中医中药的传统如何走向现代的循证医学。...





杨胜利 中国工程院院士、生物技术专家

杨胜利（1941年）生物技术专家。江苏省太仓人。中国科学院上海生命科学研究院研究员，1997年当选为中国工程院院士。2000年起兼任大连化学物理研究所研究员，生物技术部主任。1962年毕业于上海华东化工学院，1962年9月到中国科学院上海药物研究所工作，1980-1982年在美国加州大学从事博士后研究，1992-1996年担任中国科学院上海生物工程研究中心主任、党委书记，现还兼任中国工程院医药卫生学部主任、中国科学院工业生物技术专家委员会主任、国家“973”计划专家顾问委员会专家等职。

摘要  

传统医学的理念与智慧医学的理念是基本吻合的，系统生物学实际上为中医中药提供了一个很好的走向国际的桥梁，因为中医特别强调整体的辩证，只有智慧医学才能给中医提供理论基础和循证医学，现在还在发展网络药理学，这就是中医中药循证医学的一个很好的方面。

我们也有一个成功的例子，陈竺部长2008年在美国科学院院刊上发表的关于解析治疗败血病的中药复方。

【本文为杨胜利在2012年9月珠江大讲堂的演讲实录。】

今天很高兴到广州来和各位同行进一步进行交流，因为我经常到大学、企业进行医药方面的交流，今天的题目我适当地延伸了一下，因为和主办方打过交道以后，就把转化医学适当延伸到医药产业，可能在座的各位会更感兴趣一些。

传统医学与智慧医学的理念十分接近

近三年以来，大家越来越多地听到转化医学了，就像邬院长讲的智慧城市那样，转化医学有两个战略需求，即医学模式转换、医药改革要求。世界卫生组织提出：21世纪的医学不应该继续以疾病为主要研究领域，应当以人类的健康为主要研究方向。21世纪应该以预防疾病、提高人类的健康水平作为主要目标。

陈竺部长也强调健康问题不能光靠打针吃药，重申卫生事业模式要转换，要从大病晚期治疗为主向预防为主转变，特别提出了关口前移、重心下沉、面向基层，昨天陈部长有个新闻发布会，特别讲了我国医药体制改革已经取得巨大进展。要做到这一点，就要把现代科学技术的成就都要凝聚到医学里面，即四批医学，即预测医学、预防医学、个性化医学、参与医学，这四个医学里面预测医学是基础，有了预测医学才能做预防、个性化的参与，所以这四个医学的整合才能使医学发展到“智慧医学”。

从小孩出生开始，根据他的基因情况和整体身体状态，能够做好健康管理，使他能够健康成长，少发病。由此我们可以想到传统医学与智慧医学的理念是十分接近的，因为中医强调天人合一，实际上就是人和环境的相互作用，“上工治未病”就是预防医学的理念，“辩证施治”就体现了智慧化的医学，所以中医的宝库还是今后转化医学的一个很重要的部分。转化医学科学技术的主线就是由基因组到智慧医学

要做好转化医学有三个主线，一是从实验室到临床；二是医学长期以来基本上还是由经验的科学和实验性的科学，要慢慢转到循证医学的轨道上，来提升医学水平；三是要从实验室到市场，通过转化医学来推动整个生物医药产业的发展。转化医学科学技术的主线就是由基因组到智慧医学。

美国前总统克林顿曾经讲过“人类基因组计划将使多数人类疾病的诊断、预防、和治疗发生革命性变化”。所以现在讲转化医学的整个科学背景就是要从基因组开始。当时人类基因组测试草图发布时，专家就提出要进行大量研究，包括行为生物学、生理环境的结合，还要怎么精确地调控，以及和外界环境是怎么相互作用的，等等。这个测试完成以后，将来我们将面临更大的挑战。这个测试对生命科学和生命技术带来了革命性的变革，过去生命科学包括医学都是在做减法，从整个形态学到解剖、组织、器官、细胞、分子，基因组测试计划回过头来让我们从整体上了解生命的密码。基因组计划启动以后，慢慢就把系统科学提到了生命科学的领域，所以也就启动了系统生物学的发展。

系统生物学就是我们要全面了解生物系统，从分子到整个生态系统，这就是上世纪90年代基本上在DNA下启动分子系统，50多年来我们更多地关注了基因和蛋白。70年代有了基因工程技术以后，访问实验室，他们一开口就会问你在做哪个基因或者哪个蛋白，基因组带动了一系列的组学，通过组学的研究，包括代谢组学、蛋白组学、转换组学，通过这些我们慢慢地了解生物元件和生物元件的相互作用，最终使我们对整个生态系统有个全面的了解，当然这个不可能十几年就完成，可能下一个世纪我们还在不断地做系统生物学的研究。

在基因组织学完成的2011年，我们又有了DNA元件百科全书的计划，现在刚推出来。这个百科全书的出发点就是人类整个基因组里编码蛋白比较的区别只占整个基因组的1%，国际组的计划就是从1%开始了解基因编码蛋白的功能，然后再延伸到这个蛋白功能的表达怎么从DNA到RNA，然后到蛋白，蛋白怎么相互作用，以此来启动整个生命活动。从这1%开始研究，从而可以联系到99%的基因组，所以从1%开始，这个百科全书给我们提供的信息远远超过1%的序列。现在发布的百科全书是从人类140多个细胞组开始，做了1640个全基因组的研究，这些数据整合起来是现在已经公布的百科全书，这就说明从人类基因测试组草图公布以来，国际上这些年来是在下工夫着手基因组的序列，除了大规模的联合国工作以外，各个实验室也在基因组里就某个序列、某个小的单元在进行深入的研究，所以这两部分工作整合起来就是我们做基因转化医学的起点。转化医学怎么从基因组到智慧医学

下面我们看转化医学怎么从基因组到智慧医学，其实它就像一个鸟一样，要从基因组飞到智慧医学必须要靠基因组医学、数字医学这两个翅膀。

首先看基因组医学。百科全书从细胞里做了系统的工作，给我们提供了很多信息，但是这还远远不够，我们还要在动物模型里做，再要到临床做，这样才能给我们提供一个医学的基础。我们现在也发表了很多文章，即我们感兴趣的生物标志物，对于这些生物标志物现在面临着大量验证的工作，然后在验证的基础上用到临床去，这是系统生物医学的研究，经过生物学和临床病理学的验证再做转化，大概就是这么一个框架。验证里特别要关注基因组，这是转化的起点，然后就是表型组，除了这两点以外，特别要关注环境因素对表型组的影响，环境、基因相互作用出来一个综合的表型。从这个小组可以监控从健康状态到亚健康状态，然后到疾病发生，然后到治疗，用生物标志网络来监控整个健康到疾病、疾病治疗的过程，看这个网络的变化。

有了这些基础以后，我们完成了验证工作，但是这个转化不都是单向一次性成功的，转化过程中还要不断地回过来，要反复多次地循环，才能完成转化的过程，所以转化医学是个特别辛苦的事。验证生物标志以后，它作为药物的靶点，也可以作为预防生物标志物，也可以作为诊断和愈后判断，临床上已经有比较成熟的治疗方案的也可以通过生物标志作为治疗优化。整个转化过程就是从基础研究发现转化，生物标志物用到临床上，到临床上发现问题再到基础研究，经过多次的循环，实现我们能用到临床的药物和治疗方案。现在完成这么一个转化平均的周期是十七年，耗资都在5亿到10亿美元，所以要做成转化医学的工作确实很辛苦。

除了基因组医学以外，另外一个“翅膀”就是数字医学。数字医学有三个要素，即实验室信息系统、医院信息系统、无线通讯技术，数字医学里无线通讯技术是比较成熟了。现在比较成熟的是His 和Lis，还有传感器，在此基础上通过无线传输技术，形成开放的、公共运输的信息系统，这个系统最终能够统一标志，形成全国的信息系统，但是这个工作量很大。现在面临的工作是信息的标准化，不管是His还是Lis，数字医学对我们今后的转化医学会起越来越大的作用，这是改进医药和保健水平的一个重要的新的战略。

前面讲的His和Lis以及无线通讯技术的基础上，我们要构建一个开放型的、移动的信息网络，用于疾病的预防和健康管理。这个网络现在的差距还比较大，医务界现在一般讲信息是误导效应或者是烟囱效应，不光每个医院有自己的烟囱，可能医院里面各个科室的信息都没有整合。现在要把这个烟囱整合成为一个大的平台，就是一个援助型、开放型的医疗信息网络，这个瓶颈就是标准信息化，还有信息隐私权的保护，包括技术、政策的瓶颈现在都需要努力突破，以此来形成一个大的援助型的平台。

有了这个平台以后，我们就可以形成一个新的医疗卫生信息网络，把大的三甲医院、社区信息中心、家庭联合起来。我们可以做远程诊疗和远程教育，这是我们国家数字医学网络特别需要的，联合国和世界卫生组织统计我国医疗资源和我国的人口比很不足，我国的医疗资源普及率和均等性在国际上都是比较落后的，所以数字医学的网络是从根本上解决医疗资源普及性和均等性的一个基础的技术平台。《时代周刊》曾把基因芯片评为第一名科技突破

大家可能问，从基因组开始做转化医学的进展，在世界上到底怎么样？美国媒体采访了两个在人类基因组的领军人物，一个是FRANCIS COLLINS，一个是 CRAIG VENTER，他问这两位大师转化医学做得怎么样，他们的回答很干脆“Not much”，转化医学面临着这么大一个死亡，你得要有决心、有毅力去跨过这个死亡，这样才能有发现用到临床上，实际上情况并不像他们讲的那样，整个转化医学平均的转化周期是17年。

《时代周刊》每年要评估50项重大科技的突破，结果50项里面，基因芯片是第一名科技突破，这个芯片能够告诉你这个基因组里有哪些疾病的易感基因，还有相关的智商信息。这只是提供了一个可能性，其实人类健康、疾病跟你所处的环境是密切相关的。但是这个科技给我们提供了预测，以及做好个性化、针对化的健康管理，以此预防各类疾病的发生。

Roche是基因诊断最大的公司，Roche和Affymetrix合作，做成了一个芯片，它可以预测每个人对酶药物的代谢速度，彻底改变了过去临床上的一般药物规定成人每天吃多少量、小孩吃多少量的现状。美国有个叫马可的小孩，他每天用药，结果最后死了，后来通过基因检测，发现这个小孩对药的代谢速度比一般人都要慢几十倍，用了药以后没有及时地代谢，最后中毒死了。我们国家在这方面进展也不错，北京生物芯片中心做了两个工作，一个是基因显示芯片，他把国际上已经发表的疾病易感基因都发表到那，另外推广了耳聋芯片，系统做了引起耳聋的各种各样基因多态性。最近在北京、成都，政府买单，做了全民测试，如果小孩对抗生素敏感就给他一个证，每次上医院就把这个证给医生看，这样就能避免大量因为用药而引起的耳鸣。不光是小孩，大人也可以通过这种方式知道自己是否适用。

数字医学需要大量的传感器来得到信息，及时通过数字医学网络传输到医院里。现在已经有了小的芯片测试仪，大概像手机一般大小，病人只要按住，芯片图的信息储存到芯片上，芯片就可以通过手机传输到医院。去年有一个关于电子皮肤的报道，就是把电子皮肤贴在胸口，就可以把心跳、心电图都收集起来，然后传输到手机里面发送。还可以贴到不同的地位，贴到腿上，爬山、爬楼梯就可以采集你相关的信息。通过手机血压、心跳、体温等传输到医院，医生通过这个情况就可以给他诊断，只要病人能够及时送到，半小时就能送到手术台上进行抢救了。如果有不舒服或者有疾病可以通过无线传输把信息传输到医院。

将来会对整个生物医学产业起推动和带来便利的平台就是合成生物学，它不光在医学方面对预防医学、个性化医学都会有很大的推动，对我们国家的粮食安全、水资源、能源和社会的可持续发展都会有巨大的推动作用。这是生命科学里继系统生物学以后这个世纪里最大的一个发展。

合成生物学是在系统生物学平台进一步发展的平台技术和转化技术，它综合了生物学、工程科学和计算机科学，将这三科主要的学科和技术整合在一起，总的就是使生命科学和生物技术进入工程化的时代，这是我们以前从来没有过的，生命科学基本上是个经验性的科学，靠做实验来决定我们的知识，以后合成生物学就把工程、设计的理念带到生命科学当中。它的应用也是刚才讲的以生物传感器来诊断，通过合成生物学取代现有的石化资源，所以它不光是一个平台技术，还是一个转化的技术。

现在国际上特别重视合成生物学在化工品和燃料方面的应用，通过合成生物学可以改进微生物学改进化工品和燃料方面的生产。在农产品方面，我们可以提高粮食的产量。预测到2030年，全球对粮食的需求要增加30%，所以现在世界各国也在用合成生物学的方面提高光合作用的效率，来使粮食增产。举个例子，用人工的叶子来做光合作用，通过太阳能把二氧化碳转化成为生物燃料。通过合成生物学要把这一类结构的抗生素进行优化，提高它的产量。而且现在发现这类结构将来还可以慢慢成为可再生生物燃料的元素。比如青蒿素，美国科学家首先实现了在项目上做到青蒿素的前提，然后再加三四步化学反应，就能够得到产量比较大、大量生产的青蒿素。微生物里还缺少最后几步的转化酶。中国在这方面也已经取得了一些进展，将来很多中药可以通过此步骤来实现增产。

去年（2011年）《科学》杂志上一篇文章特别讲了合成生物学正在向临床走。这里也要举个大家很感兴趣的例子，合成生物学怎么用于常见的疾病？这个在动物模型里已经初步成功，动物模型做成了，理论上将来也可以在人体上做成。现在的问题是它没有很好的生物传感器来监控血糖水平，它是通过蓝色激光来控制基因器械。理想的是这个细胞的表面有糖的传感器，感受到血糖高了，才能进行基因工作，维持血糖的稳定。这个概念是可行的，但是到临床还是有很大的距离。这个给我们带来一个很大的希望，即很多慢性疾病我们可以进行早期干预，使这个人回复到健康状态。

通过各种各样的免疫学研究，可以通过生物科学技术构建生物细胞作为免疫调节器，也可以进行合成生物的各种器械。也可以开发治疗新的疫苗和抗体。对这些工作大家寄予很大的希望，比如抗生素的耐药性是临床比较头疼的事情，假如用合成生物学来提高杀死细菌的作用，就可以控制某些耐药菌的作用。还有肠道感染，我们可以通过合成生物学来构建适药病菌，这也是以后预防肠道细菌感染的重要途径。

各种干细胞用于再生医学的细胞也会带来新的平台技术，这样我们也可以在此基础上发展再生医学。最近日本医学家在干细胞基础上还是取得了比较多的进展，基本上能够做成从干细胞到眼球到视网膜那一部分。做成人工的组织，将来也可以逐步做成人工的心脏，因为这些器官又有神经又有血管，所以难度比较高。转化医学的周期我刚才说是17年，现在希望通过我们的努力，能够把这个转化周期大概缩短到12年左右。为什么10年里大家对转化医学的进展不满意

现在转化医学面临的一个瓶颈是什么，生命科学医学的文章爆发性增长，为什么10年里大家对转化医学的进展不满意，主要就是现在面临的转化瓶颈大家都发现了，但是很少产出，主要的问题就是没有很好地做验证的工作。那么多文章都说哪一个疾病我发现了什么相关的标志物，但是发现能转化的很少。最后今后我们要进一步加强生物学的验证、临床病理学的验证。

生物学的验证先要发现这个基因，然后要把这个基因放到模式生物里来做，上调下调这个基因的表达，然后来测定这个生物的酶或者表型的变化，这是生物学的验证。

第二步要做临床病理学的验证，这部分现在做得更少，要做变化的表型，最后它的变化的表型要和临床相证明。现在在国家我们基本上还是一个实验室里面一个教授、研究员在做，操作模式基本上还是“小农经济”的模式。国外现在已经建立了很好的第三方验证中心，比如实验室里有发现，没有能再往下很深入地做，他就可以委托第三方验证中心，比如你是冠心病，哪一个生物标志物作用到哪个网络，他会找有关的国际上最好的实验室来帮他做验证。这里面当然还包括知识产权的问题，它都有很严密的规则来操作，使上游的实验室很放心地把这个基因交给它做。这里面不光是提高效率，还解决了一个理念上的问题，比如说我发现了什么标志物，总是希望它能成功，能走到底，即使出现很不利的数据，我也不愿意丢掉，因为可能5年、10年我就找到了，要自己来否定是特别难的。现在整个转化效率要提高，特别是药物，最关键是早期否定，没希望的还要硬往下走就会造成大量人力物力的浪费，所以要以工业化、系统化的理念来做验证，我们国家假如这一步跟不上的话，我们的转化医学将来会和国际上的差距越来越大。要推动转化医学，就必须更加重视中医、中药

前面讲了一些进展和瓶颈，2010年人类基因组测试完成10年，《自然》杂志又组织了一系列的综述和论文，这个封面很有意思，就是转化医学还处于少年成长期，但是有了这10年，到20岁时我们应该有所作为，对于转化医学，我的看法是它是处于很好的成年期的状态，而不是死亡，对今后我们应该充满信心。为了推动转化医学，NIH建立临床与转化科学基金，2012年计划建立60个CTSC由NIH的NCRR管理。临床与转化科学中心的目标是为了转化医学提升训练与职业培训水平，促进联合体的合作，提升临床与转化研究能力。Weill Comell Medical College就是一个很宽松的理念的交谈，在理念和思想交锋的基础上再做一个项目。

转化医学的战略就是将生命科学和生物技术及相关的现代科学技术整合、凝聚到智慧医学，推动医疗改革、提高人民的健康水平和生活质量。我国转化医学近期的研究重点，我想在慢性疾病的防控、中医、中药的现代化和国际化应该更加重视。慢性疾病已经是全球死亡率病因的60%。在中等收入国家这些疾病的死亡率是80%，而且它和一般感染性的死亡还不一样，医疗的负担相差很多，感染病除了艾滋病很长以外，其它都很慢，但是这些慢性病会进行五到10年，陈竺部长很担心，他说我国糖尿病是1700万，8年以后相当比例的病人会有并发症出来。联合国有个说法，中国GDP的快速增长，将来会给这些慢性病吞噬掉，所以我们现在正面临着很严峻的局面。

从1973年到2005年，疾病死亡的原因，心血管疾病1973年大概是不到20%，现在扩展到接近40%，还有一个扩展得很快的病是肿瘤。我们将面临的严峻形式还不光是死亡率，更严峻的是发病率快速地提升，经济发展以后，生活方式的转变使这些慢性病，特别是糖尿病、冠心病的发病率快速上升，而且还呈现出发病年龄低龄化的趋势，这两个趋势对我们以后的压力是巨大的。有时候跟大家交流，我有一个体会，一讲到转化医学，领导第一个问我的问题不是预防医学和防控，问的是哪个产品，转化医学最大的贡献不是在增加多少产品，最大贡献是在疾病的预防、防控，降低发病率，减少发病率。中医中药的传统如何走向现代的循证医学

传统医学的理念与智慧医学的理念是基本吻合的，现在要做的是中医中药的传统如何走向现代的循证医学。系统生物学实际上为中医中药提供了一个很好的走向国际的桥梁，因为中医特别强调整体的辩证，只有智慧医学才能给中医提供理论基础和循证医学，现在还在发展网络药理学，这就是中医中药循证医学的一个很好的方面。

我们也有一个成功的例子，陈竺部长2008年在美国科学院院刊上发表的关于解析治疗败血病的中药复方，现在陈部长带着他的实验室，用系统生物学的方法，证明这个处方里的病理。这是一个很好的实例，中医中药是可以走向世界的，因为几千年临床的积累是很重要的，但是我们要做另外一个转化，就是翻译的转化。把中医中药的理论翻译到其他的人也能看得懂。

现在国际上对中药怎么用到肿瘤治疗，一位老外写了一篇《由TCM到合理的肿瘤治疗》的文章，他希望中医中药从另外一个角度来提高肿瘤病人的生活质量，使肿瘤得到更合理的治疗。我看了他的文章的内容，想法很好，但是他还没有真正领会中医理念，但有这个想法，说明中医中药被世界医学界接受的程度越来越在提高。今后转化医学要做好还得从几方面着手

今后转化医学要做好还得从几方面着手，一是临床需求导向的靶向性的转化研究，二是开放式网络结构的联合体，三是联合体里面要有医产学研资结合的团队，最后是DNA双螺旋模型。

我们正在探索转化医学怎么运行，这里提的DNA双螺旋模型应该是一个最好的方法，当然这里需要政府的支持，资金的投入，人力的问题。

现在大家也特别强调转化医学可能是生物医药产业的一个希望，因为转化医学不仅成为医疗改革的核心关键，而且也是重构整个生物医药产业的关键。

将来转化医学会带来生物医药产业一些传统的、核心的生长点。

一是预测、诊断、分型、预后判断试剂。

二是普适性疫苗与多功能抗体，过去预测今年哪个病今年会流行，大部分是预测出来了，但是也有的是预测错了，这样做流感疫苗的公司就承受不了。

三是抗耐药菌的抗菌素。

四是个性化药物，实际上有些药物从报批开始，就要用个性化药物的方式在做了。个性化药物不光是用药，而且在药物研发过程就要把个性化药物方案整合进去。

五是生物传感器与基因器件，生物传感器包括两方面，一是尽量多的生物传感器能够采集到生理、病理的信息，和无线通信数字医学网络联合起来，把每个人的信息及时地送到医院；二是和基因器械联合起来，能够维持血糖、尿酸、血脂各种各样指标的稳态，这样才能达到慢性疾病早期的防控。

六是再生医学，再生医学可能将来会做心脏、肝脏、肾、皮肤等，但是很大程度上将来会被细胞治疗取代，像冠心病，在心脏不行需要整个换的情况下，可以用细胞治疗逐步修复，通过健康的细胞把它修复过来。

七是数字医学，数字医学不单是一个网络，它还将带来一个很大的产业，搞信息的公司对我国的数字医学网络都非常关注，在数字医学网络的基础上是我们将来要做好的是健康管理和健康老龄化产业的重要支撑。

八是健康管理与健康老龄化，健康管理应该从小孩出生前就开始，现在取消了婚前强制性的婚检，慢性病比较难统计，但是像遗传性疾病在广西省发病率明显上升了，所以小孩没有出生就要做好一些预测，出生以后全程地跟踪，直到这个人死亡的临终关怀，都要做到健康管理。健康管理应该从小孩和老人这两头做起。老龄化这个问题我们和北欧的瑞典、芬兰讨论得比较多，他们在这方面做得比较好，但是中国怎么做好健康老龄化？老龄社会已经来了，怎么做？我们不能单纯地把芬兰、瑞典的经验拉过来，因为他的人均投入比我们大得多，芬兰只有500万人口，国民经济的情况又好，所以人均的投入特别大，我们怎么做好，这应该和中国国情的健康老龄化结合起来，中医中药在健康老龄化方面应该起更大的作用。实际上可能有很多其他产业的增长点，我现在想到的就是这些点，与大家交流，给大家提供参考。

我在前面把4P医学提升到综合医学的角度，这也是与各级领导特别关注的智慧城市相关的。实际上，一个智慧城市、一个智慧小区，健康是关键，假如一个人不健康，信息化再怎么做得好，也没意义。智慧城市不光是科学的发展，地区的医学参与和做好自我的健康管理是很重要的，这方面我希望今后各界领导在推动智慧城市发展的时候，把智慧医学和健康放再一个重要的地位，智慧城市最大的民生工程是健康工程，这是我每次讲都要呼吁一下的。

我就讲到这里，谢谢大家！■

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