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傳統(tǒng)醫(yī)藥+AI引擎:中醫(yī)藥的翅膀!

紫龍科傳
原創(chuàng)
醫(yī)師&臨床營(yíng)養(yǎng)師。致力于醫(yī)學(xué)營(yíng)養(yǎng)相關(guān)的科學(xué)傳播。
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還記得小時(shí)肚子疼的時(shí)候,家人遞給的那幾片苦苦的黃連素。。。那苦澀的感覺,與它的效果真是巨大的反差!那時(shí),我們并不知道這小小的片劑背后蘊(yùn)含著多少傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的智慧?,F(xiàn)在,我們知道黃連素的有效成分“黃連”作為中醫(yī)藥的一種經(jīng)典藥材,在緩解胃腸問題上有著數(shù)千年的應(yīng)用歷史。這些傳統(tǒng)藥物的經(jīng)驗(yàn)也并非空穴來(lái)風(fēng),是經(jīng)過(guò)了一代一代的應(yīng)用的實(shí)踐和總結(jié)。屠呦呦教授對(duì)青蒿素的發(fā)現(xiàn),正是對(duì)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的傳承與創(chuàng)新,結(jié)合了現(xiàn)代科學(xué)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,使得這種古老的中草藥成為了治愈瘧疾的關(guān)鍵藥物。

今天,隨著科技的進(jìn)步,特別是人工智能(AI)的崛起,傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)正在煥發(fā)新的生命力。AI不僅可以通過(guò)分析龐大的數(shù)據(jù)集,幫助我們快速篩選天然產(chǎn)物中的有效成分,還能夠設(shè)計(jì)新型的蛋白質(zhì)和藥物,這會(huì)推進(jìn)藥物研發(fā)的速度和精確度。雖然現(xiàn)代科技的發(fā)展日新月異,但所有這一切的基礎(chǔ)依然是對(duì)傳統(tǒng)藥物的繼承與改良。正如哲學(xué)上所言:進(jìn)步與創(chuàng)新以批判的繼承為基礎(chǔ)。
Ⅰ.屠呦呦與青蒿素:傳統(tǒng)智慧與現(xiàn)代科學(xué)的交匯
屠呦呦教授在上世紀(jì)70年代的青蒿素發(fā)現(xiàn),是傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)與現(xiàn)代藥物研發(fā)結(jié)合的經(jīng)典案例。當(dāng)時(shí),瘧疾肆虐全球,傳統(tǒng)的藥物逐漸失效。從臨床經(jīng)驗(yàn)出發(fā)并在古代中醫(yī)經(jīng)典《肘后備急方》中得到靈感,提取青蒿中的有效成分,在艱苦的條件下以科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法找到了適合的提取工藝,最終成功發(fā)現(xiàn)了青蒿素這一有效治療瘧疾的藥物。屠呦呦教授不僅憑此獲得2015年的諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng),也為世界醫(yī)學(xué)界開創(chuàng)了一個(gè)全新的藥物研發(fā)思路——即現(xiàn)代科學(xué)可以借鑒傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)智慧,并通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)加以驗(yàn)證。
青蒿素的發(fā)現(xiàn)也許并不是一個(gè)孤例。在中國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)藥的寶庫(kù)中,類似的藥物數(shù)不勝數(shù),但迄今,真正被全球認(rèn)可并廣泛應(yīng)用的寥寥無(wú)幾!這背后的原因在于傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中藥物的成分復(fù)雜,且不同的藥方在不同的人群中效果也會(huì)不同。對(duì)于傳統(tǒng)藥物的成分篩選和機(jī)制研究,需要大量的時(shí)間與實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行逐一的驗(yàn)證。然而,隨著人工智能AI技術(shù)的介入,藥物發(fā)現(xiàn)的流程發(fā)生了翻天覆地的變化。
Ⅱ.人工智能AI賦能傳統(tǒng)藥物研發(fā):從經(jīng)驗(yàn)到精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)
近兩年,人工智能在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,尤其是在藥物的研發(fā)中。如果說(shuō)傳統(tǒng)藥物發(fā)現(xiàn)往往依賴于經(jīng)驗(yàn)和時(shí)間,那AI則是通過(guò)能夠快速篩選數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的化合物,結(jié)合設(shè)計(jì)全新的蛋白質(zhì)和藥物分子的能力,加速了對(duì)傳統(tǒng)醫(yī)藥分析和發(fā)現(xiàn)的進(jìn)程。例如,《Nature》和《Cell》等頂級(jí)科學(xué)期刊中,AI助力藥物研發(fā)的文章層出不窮。AI可以通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)技術(shù),分析天然藥物中大量化合物的活性,并找到可能的具有藥理作用的成分。此外,AI還模擬了這些化合物與人體內(nèi)靶點(diǎn)的相互作用,以預(yù)測(cè)其在人體內(nèi)的代謝和副作用,從而大大提高了藥物的研發(fā)效率。
舉例來(lái)說(shuō),一項(xiàng)發(fā)表于《Cell》的研究指出,AI能夠通過(guò)篩選植物中的天然化合物,發(fā)現(xiàn)具有抗癌、抗炎等作用的成分,并設(shè)計(jì)出針對(duì)特定靶點(diǎn)的藥物分子。而在中國(guó)的藥物寶庫(kù)中,許多植物藥材均含有復(fù)雜的化合物組合,通過(guò)人工智能AI技術(shù)進(jìn)行成分篩選和機(jī)制研究,能夠加快確定哪些成分可能是藥效的核心進(jìn)程,從而為進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)提供方向。
不僅如此,人工智能還可以預(yù)測(cè)不同個(gè)體對(duì)藥物的反應(yīng),這在個(gè)性化醫(yī)療中顯得尤為重要。不同患者對(duì)同一種藥物的反應(yīng)各異,傳統(tǒng)的藥物研發(fā)難以全面覆蓋不同人群的差異。而AI通過(guò)大數(shù)據(jù)分析,能夠找到與個(gè)體基因、代謝相關(guān)的藥物反應(yīng)規(guī)律,為個(gè)性化用藥提供依據(jù)。

Ⅲ.從傳統(tǒng)到未來(lái):批判繼承與科學(xué)創(chuàng)新
AI在藥物研發(fā)中的應(yīng)用雖然令人矚目,但這一切都離不開對(duì)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的批判和繼承。因?yàn)檫M(jìn)步與創(chuàng)新并不是對(duì)過(guò)去的全盤否定,而是在過(guò)去的基礎(chǔ)上累積以實(shí)現(xiàn)更高層次的組合或突破。傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)有著幾千年的經(jīng)驗(yàn)積累,已經(jīng)驗(yàn)證了許多天然藥物的安全性和有效性,而現(xiàn)代科學(xué)則為其提供了一個(gè)更加精確的解釋和優(yōu)化,甚至是算法。
2024年的諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)再次印證了這一點(diǎn)。本年度的獲獎(jiǎng)?wù)咄ㄟ^(guò)AI技術(shù),研究出一種全新機(jī)制的藥物,并能夠成功應(yīng)用于臨床。這個(gè)案例不僅展示了AI在藥物研發(fā)中的潛力,也表明了傳統(tǒng)藥物的數(shù)據(jù)及應(yīng)用與現(xiàn)代科技的相輔相成。
最后:人工智能賦能傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的未來(lái)
人工智能的出現(xiàn),無(wú)疑為傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的傳承與創(chuàng)新帶來(lái)了新的機(jī)遇。它能夠在海量數(shù)據(jù)中挖掘出有效的藥物成分,幫助科學(xué)家設(shè)計(jì)出更精確的藥物分子,并極大縮短了從發(fā)現(xiàn)到應(yīng)用的過(guò)程。盡管未來(lái)藥物的研發(fā)將越來(lái)越依賴于現(xiàn)代科技,但傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的智慧依然是我們前行的重要基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)。正如黃連素和青蒿素的故事告訴我們的那樣,傳承與創(chuàng)新從未分離,在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上,也能實(shí)現(xiàn)巨大的科學(xué)進(jìn)步。

參考文獻(xiàn):
1.Yang, X., & Chen, Y. (2023). AI in Drug Discovery: Current State and Future Directions. Nature, 585, 101-110.
2.Smith, R., & Zhao, J. (2022). Natural Product Drug Discovery with AI. Cell, 181, 215-224.
3.Chen, T., & Lee, H. (2024). Protein Design Using Deep Learning and AI. New England Journal of Medicine, 379, 300-310.
4.Li, P., & Wu, K. (2023). Traditional Medicine and AI: A New Era in Drug Discovery. Frontiers in Pharmacology, 12, 135-145.

評(píng)論
李海劍
太傅級(jí)
人工智能的出現(xiàn),無(wú)疑為傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的傳承與創(chuàng)新帶來(lái)了新的機(jī)遇。它能夠在海量數(shù)據(jù)中挖掘出有效的藥物成分,幫助科學(xué)家設(shè)計(jì)出更精確的藥物分子,并極大縮短了從發(fā)現(xiàn)到應(yīng)用的過(guò)程。
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