（中医药产业研究）中医药的科技创新发展与探索课件.ppt

1、中医药的创新发展与探索中医药的创新发展与探索 当代视野下的当代视野下的中中医药科技创新医药科技创新【中医药产业研究】【中医药产业研究】r 一方面，人类健康面临着新的严峻挑战，一方面，人类健康面临着新的严峻挑战，不断不断对医学发展提出新的科学问题对医学发展提出新的科学问题和新的需求；和新的需求；r 另一方面，科学技术发展日新月异，不断为另一方面，科学技术发展日新月异，不断为中医药中医药学发展开拓新的学发展开拓新的境界境界、提、提供新的机遇。供新的机遇。当代中医药发展的大背景当代中医药发展的大背景当代中医药学发展面临着新的历史环境：中医药学要在坚持和弘扬传统中医药学优势和特色的同时，不断与时俱进，

2、中医药学要在坚持和弘扬传统中医药学优势和特色的同时，不断与时俱进，充分利用当代科技发展的新成果，研究新问题、满足新需求充分利用当代科技发展的新成果，研究新问题、满足新需求。l 研究内涵转变研究内涵转变 以分子生物学、基因组科学为代表，由观察到分析，由分析到系统，由系统到重建以分子生物学、基因组科学为代表，由观察到分析，由分析到系统，由系统到重建l 学科领域拓展学科领域拓展 表观遗传学、结构生物学、脑科学等的发现丰富和加深了对生命表观遗传学、结构生物学、脑科学等的发现丰富和加深了对生命本质本质的认识的认识l 研究技术革命研究技术革命 以超高分辨率成像、测序技术、单分子等为代表的新技术、新方法不断

3、推动新的进展以超高分辨率成像、测序技术、单分子等为代表的新技术、新方法不断推动新的进展趋势趋势1-生命科学正经历第三次革命，生命科学正经历第三次革命，学科会聚学科会聚 (convergence)趋势趋势2-生命科学进入大数据时代生命科学进入大数据时代，“生命数字化生命数字化”将深刻影响生活将深刻影响生活系统认识系统认识工程化改造工程化改造(应用转化应用转化)经济发展经济发展生态文明生态文明惠及民生惠及民生趋势趋势5-成果转化成果转化的的进程进程不断不断加速加速趋势趋势4-改造、利用的能力进一步提高改造、利用的能力进一步提高l 重大疾病重大疾病 HIV、神经退行性疾病、癌症等致病机理不断明晰、神

4、经退行性疾病、癌症等致病机理不断明晰l 新型疗法和药物新型疗法和药物个性化药物、基因药物、免疫疗法个性化药物、基因药物、免疫疗法提供了更多的治疗方式提供了更多的治疗方式l 健康管理健康管理 医疗器械、移动医疗、可穿戴设备的快速发展，预示着医疗器械、移动医疗、可穿戴设备的快速发展，预示着“大健康、大产业大健康、大产业”的到来的到来 l 育种技术育种技术 现代育种呈现规模化和高通量趋势，呈现工厂化趋势，呈现信息化趋势现代育种呈现规模化和高通量趋势，呈现工厂化趋势，呈现信息化趋势l 生态环境保护生态环境保护 在生物多样性、全球气候变化、恢复生态学方面成为主要关注点在生物多样性、全球气候变化、恢复生态

5、学方面成为主要关注点趋势趋势3-技术革新，对生命的认识更加全面、精确、定量，生命科学逐渐走向成熟技术革新，对生命的认识更加全面、精确、定量，生命科学逐渐走向成熟治愈糖尿病的治愈糖尿病的细胞细胞干细胞修复子宫内膜干细胞修复子宫内膜利用利用XNA合成制备了合成制备了XNA zymes人工合成酵母染色体人工合成酵母染色体控制记忆与正面或负面控制记忆与正面或负面 情感关联情感关联 IBM研发出模拟人脑芯片研发出模拟人脑芯片3D打印打印心脏、血管、软骨心脏、血管、软骨再生医学再生医学 合成生物学合成生物学 人工智能人工智能3D打印打印多点多点突破突破生命科学发展总体趋势生命科学发展总体趋势第一次革命第二

6、次革命第三次革命分子和细胞生物学基因组学生命科学，物理科学和工程学的会聚生命科学第三次革命生命科学第三次革命会聚会聚不同学科之间不断会聚，学科界限开始模糊，学科会聚开始带来新的机遇和挑战 生物信息技术生物信息技术脑科学脑科学结构生物学结构生物学系统生物学系统生物学合成生物学合成生物学生命生命 科学科学物理物理学学工程学工程学信息信息科学科学会聚会聚-不仅是跨学科和不仅是跨学科和学科交叉，而是学科交叉，而是融合融合推动生命科学的推动生命科学的革命革命三个显著特征：三个显著特征：l学科交叉与会聚范式拓展了科学发现与学科交叉与会聚范式拓展了科学发现与技术突破的空间技术突破的空间l基础研究、应用研究、

7、技术开发和产业基础研究、应用研究、技术开发和产业化的边界日趋模糊，科技创新链条更加化的边界日趋模糊，科技创新链条更加灵巧，创新周期大大缩短灵巧，创新周期大大缩短l技术创新、商业模式和金融资本深度融技术创新、商业模式和金融资本深度融合，各类创新要素日趋活跃，研发组织合，各类创新要素日趋活跃，研发组织模式日益呈现网络化和全球化特征，研模式日益呈现网络化和全球化特征，研发理念不断更新，加速推动产业变革的发理念不断更新，加速推动产业变革的步伐。步伐。5中医病因病机理论、中医特色疗法、中医脏腑理论、中药方剂配伍规律、中药药性理论、中医病因病机理论、中医特色疗法、中医脏腑理论、中药方剂配伍规律、中药药性理

8、论、“有毒有毒”中药科学应用、中药成方的临床与基础、经典名方相关基础、经穴特异性、针麻镇中药科学应用、中药成方的临床与基础、经典名方相关基础、经穴特异性、针麻镇痛原理、灸法作用的基本原理、经穴效应相关基础、中医临床疗效评价基本理论等研究。痛原理、灸法作用的基本原理、经穴效应相关基础、中医临床疗效评价基本理论等研究。中医药研究蓬勃发展中医药研究蓬勃发展在当代临床需求的有力牵引和科技发展大力推动下，中医药研究在前所未有的范在当代临床需求的有力牵引和科技发展大力推动下，中医药研究在前所未有的范围和深度上不断发展。围和深度上不断发展。r一方面，围绕心脑血管疾病、肿瘤（白血病）、神经、免疫系统和代谢性疾

9、病、骨伤科疾一方面，围绕心脑血管疾病、肿瘤（白血病）、神经、免疫系统和代谢性疾病、骨伤科疾病、重大和突发传染病等，开展了深入研究，推动临床疗效不断提高；病、重大和突发传染病等，开展了深入研究，推动临床疗效不断提高；r另一方面，在另一方面，在973973计划中医基础理论专项的组织下，围绕中医、中药、针灸等方面开展了计划中医基础理论专项的组织下，围绕中医、中药、针灸等方面开展了深入的基础理论研究：深入的基础理论研究：这些研究涉及的具体内容虽然各不相同，但一个共同特点是：这些研究涉及的具体内容虽然各不相同，但一个共同特点是：在坚持传承和弘在坚持传承和弘扬中医药优势和特色的同时，充分吸收和应用当代的科

10、技方法和成果，体现了多学扬中医药优势和特色的同时，充分吸收和应用当代的科技方法和成果，体现了多学科的交叉和汇聚，展示了世界视野下的中医药科技创新和发展。科的交叉和汇聚，展示了世界视野下的中医药科技创新和发展。6近年来，中医药研究显示出的发展趋势近年来，中医药研究显示出的发展趋势:l研究深入化研究深入化l研究定量化研究定量化l研究系统化研究系统化研究选题研究选题:重视遵循重视遵循转化医学转化医学的理念的理念研究过程研究过程:强调采用强调采用多学科交叉多学科交叉的的 技术方法技术方法 和科学规范和科学规范总体上看，有三方面的特点值得注意：总体上看，有三方面的特点值得注意：中医药研究的发展趋势中医药

11、研究的发展趋势7深入化深入化n 整体整体-器官器官-细胞细胞-分子分子-基因基因n 分子分子-分子分子-基因通路，疾病基因定位基因通路，疾病基因定位定量化定量化n 模模 型型 化：化：用数学模型提取研究信息，参用数学模型提取研究信息，参数表达结果数表达结果n 模模 拟拟 化：化：模拟、预测模拟、预测n 统计模型：统计模型：结论更加科学严谨结论更加科学严谨n 可可 视视 化：化：图形化、形象化图形化、形象化系统化系统化n 定性、定量系统评价定性、定量系统评价n 多层次实验结果衔接、相互支撑多层次实验结果衔接、相互支撑n 多指标相互关联、综合分析多指标相互关联、综合分析研究模式研究模式新型药物新型

12、药物疗效确切疗效确切安全可控安全可控机理剖析机理剖析组方机理组方机理组分合理组分合理配比恰当配比恰当剂量合适剂量合适作用机理作用机理药效协同药效协同毒性拮抗毒性拮抗目标扩展目标扩展报 告 提 纲报 告 提 纲一一中医药和互联网、大数据、人工智能中医药和互联网、大数据、人工智能二二中医药标准的国际化中医药标准的国际化三三经络本质和针灸效应研究经络本质和针灸效应研究四四中药新药研发模式的探索中药新药研发模式的探索五五中医药的精准医学内涵和创新探索中医药的精准医学内涵和创新探索 9 一一.中医药和互联网、中医药和互联网、大数据、人工智能大数据、人工智能望闻问切望闻问切 健康状态的辨识与评估健康状态的

13、辨识与评估调节紊乱临界点调节紊乱临界点疾病的发生临界点疾病的发生临界点中药中药 /食物营养食物营养干预干预药物治疗药物治疗内稳态内稳态/Homeostasis10健康状态健康状态辨识辨识 仪器设备，辨识指标体系，数据信息软件等仪器设备，辨识指标体系，数据信息软件等评估评估 健康状态量化评估，发病、转变、复发风险健康状态量化评估，发病、转变、复发风险 预警，全程监测和动态分析预警，全程监测和动态分析 传统中医辨别健康状态主要是依靠望闻问切获得的信息。中医健康状态辨识技术的现传统中医辨别健康状态主要是依靠望闻问切获得的信息。中医健康状态辨识技术的现代化实现了中医辨证的客观化、数字化和标准化，为发展

14、健康服务业奠定了基础。代化实现了中医辨证的客观化、数字化和标准化，为发展健康服务业奠定了基础。中医四诊综中医四诊综合检测系统合检测系统中医学中医学数学数学生物信息学生物信息学 组织工程学组织工程学 计算机科学计算机科学大大样样本本数数据据库库舌面舌面信息采集系统信息采集系统脉象脉象信息采集系统信息采集系统便携式便携式设备设备穿戴式穿戴式设备设备中医健康手环中医健康手环动态辩识健康状态，动态调控健康风险动态辩识健康状态，动态调控健康风险中医中医“四诊四诊”的信息化、智能化研究的信息化、智能化研究12实例：面舌象图像颜色恒常性模型的量效评价技术实例：面舌象图像颜色恒常性模型的量效评价技术舌象图像特

15、征动态矢量模型舌象图像特征动态矢量模型干预前后的舌像特征信号矢量变化干预前后的舌像特征信号矢量变化技术转移与产业化技术转移与产业化基于机器视觉的望诊、舌诊信息获取与分析，利用数据挖掘与决基于机器视觉的望诊、舌诊信息获取与分析，利用数据挖掘与决策支持算法，开展中医特色健康状态辨识与评价研究，并应用于中医策支持算法，开展中医特色健康状态辨识与评价研究，并应用于中医健康服务。健康服务。攻克了攻克了面舌象颜色恒常性模型面舌象颜色恒常性模型量效评价技术，突破了面舌诊信息采集量效评价技术，突破了面舌诊信息采集从从特殊光源特殊光源到到普通光源普通光源的技术障碍。的技术障碍。实例实例作者作者平均平均RMSER

16、MSE5RMSECBEA（君臣佐使）（君臣佐使）l E0为基线效应，表明不用药时，餐后为基线效应，表明不用药时，餐后2h PG 可可上升上升0.625 mmol/Ll 理论上最大药效（理论上最大药效（Emax）下降下降4.016，实测为实测为3.718 mmol/L l 个体间（个体间（）和个体内（）和个体内（）变异较大）变异较大预测模型参数预测模型参数 61模型验证模型验证lEpred及及Eobs均有较好相关性，趋势线均有较好相关性，趋势线与单位线接近与单位线接近l以以Eobs-pred和和Eobs-mean交点分布紧靠分角交点分布紧靠分角线上下分布线上下分布l理论最优组方，通过另一个临床试

17、验来验证理论最优组方，通过另一个临床试验来验证 2010.12 曙光医院曙光医院 30例例 （剔除（剔除 2 例）例）l验证：理论最优组方与验证结果相差不到验证：理论最优组方与验证结果相差不到5%，充分证明了模型的，充分证明了模型的可靠性。可靠性。内部验证内部验证外部验证外部验证进行了内部验证和外部验证进行了内部验证和外部验证五五.中医药的精准医学中医药的精准医学 内涵和创新探索内涵和创新探索 62 根据不同的证型采取不同的措施，根据不同的证型采取不同的措施，减轻或消除病症，取得良好疗效减轻或消除病症，取得良好疗效辨证论治辨证论治 整体观整体观 个体化个体化 整体观整体观和个体化、动态化的和个

18、体化、动态化的辨证论治辨证论治是中医的核心是中医的核心基础医学基础医学黄帝内经黄帝内经临床药学临床药学神农本草经神农本草经 中医藏象的五行学说和阴阳平衡理论中医藏象的五行学说和阴阳平衡理论根据根据“脏腑在内而形见于外脏腑在内而形见于外”的观点，的观点，通过外部的通过外部的“证候和证素证候和证素”，归纳总结形成归纳总结形成“证型证型”（辨证）（辨证）临床医学临床医学伤寒杂病论伤寒杂病论中医药传统与精准医学高度契合中医药传统与精准医学高度契合同病异证的代谢组学研究同病异证的代谢组学研究现代医学诊断为同一疾病，而中医认为属于不同证型，治疗方式不现代医学诊断为同一疾病，而中医认为属于不同证型，治疗方式

19、不同。同。实例实例64l慢性心衰慢性心衰 肾阳虚肾阳虚 VS.VS.非肾阳虚非肾阳虚l膝骨关节炎膝骨关节炎 肝肾不足肝肾不足 VS.VS.脾肾两虚脾肾两虚中医中医证候疗效的生物学标志物研究证候疗效的生物学标志物研究l 分子分型分子分型 证候分型证候分型 分子分期分子分期 证候分期证候分期l辩证辩证 宏宏 观观 辩辩 证证 宏观辩证宏观辩证+微观辩证微观辩证 相结合相结合 证候证候 主观经验判断主观经验判断 客观化、精细化、适度量化客观化、精细化、适度量化OA1、OA2 与正常人的比较与正常人的比较差异代谢物差异代谢物OA v.s.正常正常OA2 v.s.OA1VIP相对浓度相对浓度变化变化 V

20、IP相对浓度相对浓度变化变化4-4-甲基苯酚甲基苯酚2.022.17丙氨酸丙氨酸1.22甘氨酸甘氨酸3.184.19异亮氨酸异亮氨酸4.722.15苏氨酸苏氨酸1.271.08乌头酸乌头酸7.194.17异柠檬酸异柠檬酸1.552.22高香草酸高香草酸2.04柠檬酸柠檬酸5.212.79尿液代谢产物谱及与证候相关性研究尿液代谢产物谱及与证候相关性研究65膝骨关节炎膝骨关节炎 肾阳虚型与非肾阳虚型肾阳虚型与非肾阳虚型 的比较的比较代谢物代谢物P(T test)变化倍数变化倍数(HY/HN)丙醇二酸丙醇二酸4.0110-3-2.41戊二醇酸戊二醇酸1.8810-3-1.512-2-戊二醇酸戊二醇酸

21、1.8810-7-6.18丁酸丁酸7.6210-5-5.19丙氨酸丙氨酸2.9710-3+1.68氨基乙酸氨基乙酸3.1810-6+4.00缬氨酸缬氨酸4.5410-8-2.56己二酸己二酸3.7410-3+6.45慢性心衰慢性心衰 病例和健康志愿者均来自上海中医药大学附属曙光医院病例和健康志愿者均来自上海中医药大学附属曙光医院 PCA scores plot of urine metabolites from CHF-KD vs CHF-NKD(R2X=0.478;Q2X(cum)=0.347)慢性心衰肾慢性心衰肾阳虚阳虚 n=23慢性心衰非肾慢性心衰非肾阳虚阳虚 n=21慢性心衰组慢性心衰

22、组 n=44正常对照组正常对照组 n=25慢性心衰慢性心衰 肾阳虚型和非肾阳虚型肾阳虚型和非肾阳虚型 尿液样本检测尿液样本检测GC-MS PCA图图 慢性心衰肾阳虚慢性心衰肾阳虚 慢性心衰非肾阳虚慢性心衰非肾阳虚66脾肾两虚、脾肾两虚、湿注骨节湿注骨节 证型证型V.S.正常组正常组肝肾不足、肝肾不足、筋脉瘀滞筋脉瘀滞 证型证型V.S.正常组正常组 67PCA 图图 PCA 图图筋脉瘀滞型筋脉瘀滞型 V.S.湿注骨节型湿注骨节型膝骨关节炎膝骨关节炎68Science报道，美报道，美、德研究人员发现，中药常见成德研究人员发现，中药常见成分分“汉防己碱汉防己碱”可可有效治疗埃博拉出血热有效治疗埃博拉

23、出血热，存活率存活率“显著显著提高提高”,“没有发现副作用没有发现副作用”，是一种有前景的埃博拉候选是一种有前景的埃博拉候选药物药物.l汉防己碱汉防己碱 可能成为埃博拉出血热有效药物可能成为埃博拉出血热有效药物l青蒿素类抗疟新药的研究青蒿素类抗疟新药的研究 2015年年10月获得月获得诺贝尔诺贝尔奖奖l砒霜治疗白血病的临床和基础研究砒霜治疗白血病的临床和基础研究 使得早幼粒细胞性白血病成为全球第一种使得早幼粒细胞性白血病成为全球第一种可被治愈的白血病可被治愈的白血病中医药是我国具有原创优势的科技领域中医药是我国具有原创优势的科技领域69第一届中医科学大会第一届中医科学大会陈竺副委员长：陈竺副委

24、员长：1.科学认识中医药科学认识中医药 深入揭示和阐明中医药学的科学内涵深入揭示和阐明中医药学的科学内涵不仅用中医自己的语言，而且能用现代科技的语言深入阐明中不仅用中医自己的语言，而且能用现代科技的语言深入阐明中医药的科学本质医药的科学本质2.科学发展中医科学发展中医 药药 多学科交叉，吸纳和运用现代科技方法和技术，推动中多学科交叉，吸纳和运用现代科技方法和技术，推动中医药学基础和临床研究创新发展医药学基础和临床研究创新发展2014.11.2370要要加强中医药创新研究的布局和支持。打破行业和单位的界限加强中医药创新研究的布局和支持。打破行业和单位的界限,大大力加强力加强传统中医药和现代科技的交叉融合传统中医药和现代科技的交叉融合，大力加强，大力加强多学科多学科、跨学科跨学科的研究的研究。中医药学是伟大的科学宝库，积累了中医药学是伟大的科学宝库，积累了丰富的探索经验丰富的探索经验，包含了，包含了深邃的哲深邃的哲学智慧学智慧，经受了上千年的实践检验。为当今生命科学和医学创新发展提供了深，经受了上千年的实践检验。为当今生命科学和医学创新发展提供了深厚的基础和厚的基础和取之不尽取之不尽、用之不竭用之不竭的的源泉源泉。民族特色民族特色 国际视野国际视野把中医药继承好、发展好、利用好把中医药继承好、发展好、利用好71谢谢 谢谢！