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世界各民族的传统医药知识,是有待开发和利用的宝藏。提高民族医药的创新能力,可以增进人类健康福祉,尤其是对于发展我国这样一个多民族国家的卫生保健事业具有重要意义。
近年来,国家对于民族医药发展的支持力度不断增大,“十一五”重大科研专项中就设有民族医药专项,同时正在编制的“十二五”中医药事业发展规划中,也进一步明确了民族医药发展的基本思路。
由于历史的原因,民族医药事业长期处于譬如研究机构规模普遍较小、设备简陋、人才不足、缺乏整理逐渐失传、用药过于粗放甚至药性不明等因素造成的困境中,特别是由于最能体现传统医药特色的传统药物一般为多种化合物的混合物,在如何阐明或识别它们的有效成分、生物活性及其药理机制这一关键问题上缺乏指导性的学术思想方法创新,更是制约了对民族医药的深入研究和开发。
毫无疑问,谁能突破民族医药的瓶颈,谁就将改写民族医药的历史!
2011年,一位中国科学家,因其在民族医药学领域做出的开拓性工作,被世界艺术、科学和传播协会(The World Congress of Arts,Sciences and Communications)授予终身成就奖。美国传记研究院选择他为Greatest Mind,将把关于该位科学家的条目置于新版“Great Minds of the 21th Century”的最前列。
这位谱写了民族医药新篇章的科学家就是中南民族大学刘向明教授。
“反向药理学”
——药物研究新模式
传统医药学几千年来为人类的繁衍昌盛和健康作出了不可磨灭的贡献。但是由于历史条件的限制,它里面既包含长期与疾病作斗争所获得的真知烁见,也存在谬误……
选取在长期医疗实践中被证实确有疗效的传统药物,应用现代科技手段和方法进一步确证其效应,阐明其药理机制和识别相应的有效成分或药效物质,为传统药物的现代临床应用提供科学依据,为传统药物的安全性评估和质量控制奠定基础,为创制新的化学实体药物发现新的先导物。刘向明等形成的这一传统药物研发路线的出发点与国际上一些学者特别是印度学者在研究印度草医药中所提倡的“反向药理学”的出发点是一致的。
反向药理学指的是药物发现先于对其作用方式和机制了解的研究模式,即以在历史上长期使用来治疗疾病,并已被证实具有很高安全性和功效的传统药物为化合物资源,通过跨学科的探索性研究,整合已证实的临床经验和实验观察,并通过进一步的预临床和临床研究将先导物开发为候选药物的严格科学方法。这一过程中“安全”是最重要的出发点,效应变成有待确认的事情。由传统知识所激发的反向药理学将以往的“实验室——临床”的药物发现过程颠倒为“临床——实验室”的相反路径,这种研究模式的创新性在于将有生命力的传统知识和现代科学技术处理结合起来,更快地提供更好和更安全的先导物。于是,那些在长期临床应用中显示出较高功效和较少毒、副作用的传统植物药作为发现新的先导物的基础受到了较多的关注和研究。
传统药物的化学成分复杂多样,是获得新的先导物的丰富资源。但是至今开发极少,究其原因,一是这些药物及其成分虽然有较好的疗效,但其作用机制和靶点却并未在现代科技的水平上得以阐明;二是原药物是具有多种药理效应的多种化学成分的混合物,究竟哪些成分能产生原药物的效应并未得到确证。
刘向明敏锐地认识到,与单一化学实体药物的情形不同,传统药物的药理研究既要阐明其药理作用,又要确定其产生特定药理作用的药效物质;药理作用要通过确定产生它的药效物质来揭示其本质,而药效物质的确定又依赖于药物作用机理的阐明。这既是从药效物质和作用机理二者的相关性来阐明传统药物临床疗效的科学根据的关键问题,也是按照反向药理学研究模式,如何从传统药物获得能体现原药物良好性能的先导物的方法学问题。
以往的做法往往仅单独研究从原药物中分离的化学成分或原药物本身的效应,没有把原药物的效应和其化学成分的效应联系起来,忽略了传统药物研究中应该给予充分关注的问题:原药物本身所具有的多种药理效应和其成分的效应可能并非完全一致。因此,这种方式的研究很少有助于阐明原药物的药理机制,也不能准确地确定哪些成分在什么程度上产生了原药物特定的药理效应,更难以判定分离出的化学成分之间是否仍然保留着原药物中化学成分之间产生特定药理效应的相互作用关系(很少研究原药物多个成分的联合效应)。
针对传统药物研发中这些基础性的关键问题,以确有多种疗效的傣药龙血竭的镇痛效应为生物学背景,刘向明提出了以传统药物本身的药理效应为参照,将其成分(组合)的效应与原药物本身的效应作比较,寻求能替代产生原药物本身效应的化学成分(组合)作为研发新药的先导物这一新的方法学的基本原则。
为了实践在新的方法学指导下的药物发现过程,刘向明建立了传统药物药效物质的操作型概念,针对特定的药理效应,根据它便于通过传统药物和其成分(组合)的药理效应之间的比较来确定某一成分(组合)是否为原药物的药效物质。将其与反向药理学的研究理念相结合应用于传统药物的研发,由此形成了传统药物药理机制与物质基础研究的框架,它提供了传统药物研发中从随机地追踪偶然的发现到形成一条有组织的路线来寻求先导物的范式转变。
“龙血竭”
——民族医药研究的大捷
龙血竭是百合科龙血树属植物剑叶龙血树含脂木材的醇提物,也是传统药物中的一味常用药材,具有活血化瘀、消肿止痛、收敛止血等作用, 有“活血圣药”之称。近年来被广泛应用于临床, 并在止血、镇痛方面取得了很好的疗效。因而龙血竭中产生镇痛效应的化学成分极具开发成一种安全有效、成瘾性低的新型镇痛药物的潜能。但在其各种制剂的使用说明书中,龙血竭的镇痛机理和药用成分都是不明确的。现代分子生物学认为表达于动物神经细胞上的纳离子通道和辣椒素受体在疼痛信号的传导中起着重要的作用,药物通过对它们的抑制,阻碍疼痛信号的传导,产生镇痛效应,因而成为镇痛药物研发的重要靶点。遵循上述独特的方法学,首先根据痛觉的产生和传导机制,刘向明等应用膜片钳实验技术观察到龙血竭对纳通道和辣椒素受体具有调制或抑制作用,在分子水平上确证了龙血竭的镇痛效应,从而提出了有别于以往将龙血竭的镇痛作用简单地归纳为消炎止痛,而是通过直接干预外周痛觉信息的传导过程来发挥其镇痛效应的新机理。然后以龙血竭的药理效应为参照,从有效部位到个别成分,逐级定向筛选出对上述靶点具有药理活性的化学成分或化学成分组合,通过对药理效应的定性和定量分析识别出的能(近似)替代龙血竭产生镇痛效应的药效物质是其化学成分剑叶龙血素A、剑叶龙血素B和龙血素B的协同组合。刘向明等还结合组织器官或整体动物模型对所确定的药效物质进行更深入的药理和药效学研究。这项研究是在新的方法学指导下成功阐明传统药物的药理机制,确定药效物质的范例,生动地向人们展示了传统药物的效应怎样由它的若干种化学成分相互作用而产生,也表明一些在单独使用时无效或低效的化合物联合作用时会产生显著效应,给人以深刻启示。总之,这是在民族传统药物研究领域里刻苦攻关所获得的大捷,它象征着在这个领域里前进航线上的坚冰正在被破除。
“一穷二白”
中崛起的民族之路
当荣誉到来时,不禁令人心生羡慕;而对于处于并非优越科研环境中的刘向明竟能在传统药物的现代研究这样一个复杂领域里取得突出成就也不免使人感到惊奇。但是谁又能想象刘向明在研究过程中经历的种种磨难呢?
做研究的人都知道,没有丰富的材料资源作为借鉴,没有充足的资金储备做支持,凭空谈项目研究无异于天方夜谭、纸上谈兵。当时刘向明面对的就是这样一个“一穷二白”的境况。
一方面,在现代社会中了解民族医药特色和效用的人少,对其具有较为深入和全面认识的人更少,缺少可以借鉴的先人经验和可用的实验材料;另一方面,我国民族医药学研究属于全新的课题,相关研究项目和认识均处在初级阶段,因此获得大量资金支持的几率不高,加之刘向明身处以民族教育为特征的民族院校和原数理科学的学术背景,也易遭到误解和排斥,很少得到各类基金的资助。
非常有限的物质资源造成的困难并不能阻挡刘向明在科研道路上前进的步伐,他依靠崇尚理性、勇于探索、实事求是的科学精神来产生无穷的动力。他投身于科学研究的实践,逐步了解到所处领域产生困境的根本原因,凝练出所要研究的关键性科学问题,形成解决问题的方法学。明晰的研究路线使得他能以尽量小的物质代价来实现和体现他的科学思想。敏锐的灵感、独特的观察力、批判性的思维、唯实的品格、永不气馁的精神和似乎与生俱来的善于利用众人智慧的能力是刘向明这样的科学家的素质。“Great Minds of the 21st Century”的主编C.A.Mitchell在将刘向明归入Greatest Minds时的发布信中评价他体现了伟大的科学家霍金所说的话;“智力就是适应变化的能力”。在中华民族赶超世界先进水平的过程中正是需要刘向明这样的科学家。
民族医药的研究之路还很漫长,路上还有很多我们未知的神秘世界,刘向明已经走在了这条崛起的民族之路上,让我们静静的等待,等待刘向明为我们描述民族医药更加美丽的世界。
近年来,国家对于民族医药发展的支持力度不断增大,“十一五”重大科研专项中就设有民族医药专项,同时正在编制的“十二五”中医药事业发展规划中,也进一步明确了民族医药发展的基本思路。
由于历史的原因,民族医药事业长期处于譬如研究机构规模普遍较小、设备简陋、人才不足、缺乏整理逐渐失传、用药过于粗放甚至药性不明等因素造成的困境中,特别是由于最能体现传统医药特色的传统药物一般为多种化合物的混合物,在如何阐明或识别它们的有效成分、生物活性及其药理机制这一关键问题上缺乏指导性的学术思想方法创新,更是制约了对民族医药的深入研究和开发。
毫无疑问,谁能突破民族医药的瓶颈,谁就将改写民族医药的历史!
2011年,一位中国科学家,因其在民族医药学领域做出的开拓性工作,被世界艺术、科学和传播协会(The World Congress of Arts,Sciences and Communications)授予终身成就奖。美国传记研究院选择他为Greatest Mind,将把关于该位科学家的条目置于新版“Great Minds of the 21th Century”的最前列。
这位谱写了民族医药新篇章的科学家就是中南民族大学刘向明教授。
“反向药理学”
——药物研究新模式
传统医药学几千年来为人类的繁衍昌盛和健康作出了不可磨灭的贡献。但是由于历史条件的限制,它里面既包含长期与疾病作斗争所获得的真知烁见,也存在谬误……
选取在长期医疗实践中被证实确有疗效的传统药物,应用现代科技手段和方法进一步确证其效应,阐明其药理机制和识别相应的有效成分或药效物质,为传统药物的现代临床应用提供科学依据,为传统药物的安全性评估和质量控制奠定基础,为创制新的化学实体药物发现新的先导物。刘向明等形成的这一传统药物研发路线的出发点与国际上一些学者特别是印度学者在研究印度草医药中所提倡的“反向药理学”的出发点是一致的。
反向药理学指的是药物发现先于对其作用方式和机制了解的研究模式,即以在历史上长期使用来治疗疾病,并已被证实具有很高安全性和功效的传统药物为化合物资源,通过跨学科的探索性研究,整合已证实的临床经验和实验观察,并通过进一步的预临床和临床研究将先导物开发为候选药物的严格科学方法。这一过程中“安全”是最重要的出发点,效应变成有待确认的事情。由传统知识所激发的反向药理学将以往的“实验室——临床”的药物发现过程颠倒为“临床——实验室”的相反路径,这种研究模式的创新性在于将有生命力的传统知识和现代科学技术处理结合起来,更快地提供更好和更安全的先导物。于是,那些在长期临床应用中显示出较高功效和较少毒、副作用的传统植物药作为发现新的先导物的基础受到了较多的关注和研究。
传统药物的化学成分复杂多样,是获得新的先导物的丰富资源。但是至今开发极少,究其原因,一是这些药物及其成分虽然有较好的疗效,但其作用机制和靶点却并未在现代科技的水平上得以阐明;二是原药物是具有多种药理效应的多种化学成分的混合物,究竟哪些成分能产生原药物的效应并未得到确证。
刘向明敏锐地认识到,与单一化学实体药物的情形不同,传统药物的药理研究既要阐明其药理作用,又要确定其产生特定药理作用的药效物质;药理作用要通过确定产生它的药效物质来揭示其本质,而药效物质的确定又依赖于药物作用机理的阐明。这既是从药效物质和作用机理二者的相关性来阐明传统药物临床疗效的科学根据的关键问题,也是按照反向药理学研究模式,如何从传统药物获得能体现原药物良好性能的先导物的方法学问题。
以往的做法往往仅单独研究从原药物中分离的化学成分或原药物本身的效应,没有把原药物的效应和其化学成分的效应联系起来,忽略了传统药物研究中应该给予充分关注的问题:原药物本身所具有的多种药理效应和其成分的效应可能并非完全一致。因此,这种方式的研究很少有助于阐明原药物的药理机制,也不能准确地确定哪些成分在什么程度上产生了原药物特定的药理效应,更难以判定分离出的化学成分之间是否仍然保留着原药物中化学成分之间产生特定药理效应的相互作用关系(很少研究原药物多个成分的联合效应)。
针对传统药物研发中这些基础性的关键问题,以确有多种疗效的傣药龙血竭的镇痛效应为生物学背景,刘向明提出了以传统药物本身的药理效应为参照,将其成分(组合)的效应与原药物本身的效应作比较,寻求能替代产生原药物本身效应的化学成分(组合)作为研发新药的先导物这一新的方法学的基本原则。
为了实践在新的方法学指导下的药物发现过程,刘向明建立了传统药物药效物质的操作型概念,针对特定的药理效应,根据它便于通过传统药物和其成分(组合)的药理效应之间的比较来确定某一成分(组合)是否为原药物的药效物质。将其与反向药理学的研究理念相结合应用于传统药物的研发,由此形成了传统药物药理机制与物质基础研究的框架,它提供了传统药物研发中从随机地追踪偶然的发现到形成一条有组织的路线来寻求先导物的范式转变。
“龙血竭”
——民族医药研究的大捷
龙血竭是百合科龙血树属植物剑叶龙血树含脂木材的醇提物,也是传统药物中的一味常用药材,具有活血化瘀、消肿止痛、收敛止血等作用, 有“活血圣药”之称。近年来被广泛应用于临床, 并在止血、镇痛方面取得了很好的疗效。因而龙血竭中产生镇痛效应的化学成分极具开发成一种安全有效、成瘾性低的新型镇痛药物的潜能。但在其各种制剂的使用说明书中,龙血竭的镇痛机理和药用成分都是不明确的。现代分子生物学认为表达于动物神经细胞上的纳离子通道和辣椒素受体在疼痛信号的传导中起着重要的作用,药物通过对它们的抑制,阻碍疼痛信号的传导,产生镇痛效应,因而成为镇痛药物研发的重要靶点。遵循上述独特的方法学,首先根据痛觉的产生和传导机制,刘向明等应用膜片钳实验技术观察到龙血竭对纳通道和辣椒素受体具有调制或抑制作用,在分子水平上确证了龙血竭的镇痛效应,从而提出了有别于以往将龙血竭的镇痛作用简单地归纳为消炎止痛,而是通过直接干预外周痛觉信息的传导过程来发挥其镇痛效应的新机理。然后以龙血竭的药理效应为参照,从有效部位到个别成分,逐级定向筛选出对上述靶点具有药理活性的化学成分或化学成分组合,通过对药理效应的定性和定量分析识别出的能(近似)替代龙血竭产生镇痛效应的药效物质是其化学成分剑叶龙血素A、剑叶龙血素B和龙血素B的协同组合。刘向明等还结合组织器官或整体动物模型对所确定的药效物质进行更深入的药理和药效学研究。这项研究是在新的方法学指导下成功阐明传统药物的药理机制,确定药效物质的范例,生动地向人们展示了传统药物的效应怎样由它的若干种化学成分相互作用而产生,也表明一些在单独使用时无效或低效的化合物联合作用时会产生显著效应,给人以深刻启示。总之,这是在民族传统药物研究领域里刻苦攻关所获得的大捷,它象征着在这个领域里前进航线上的坚冰正在被破除。
“一穷二白”
中崛起的民族之路
当荣誉到来时,不禁令人心生羡慕;而对于处于并非优越科研环境中的刘向明竟能在传统药物的现代研究这样一个复杂领域里取得突出成就也不免使人感到惊奇。但是谁又能想象刘向明在研究过程中经历的种种磨难呢?
做研究的人都知道,没有丰富的材料资源作为借鉴,没有充足的资金储备做支持,凭空谈项目研究无异于天方夜谭、纸上谈兵。当时刘向明面对的就是这样一个“一穷二白”的境况。
一方面,在现代社会中了解民族医药特色和效用的人少,对其具有较为深入和全面认识的人更少,缺少可以借鉴的先人经验和可用的实验材料;另一方面,我国民族医药学研究属于全新的课题,相关研究项目和认识均处在初级阶段,因此获得大量资金支持的几率不高,加之刘向明身处以民族教育为特征的民族院校和原数理科学的学术背景,也易遭到误解和排斥,很少得到各类基金的资助。
非常有限的物质资源造成的困难并不能阻挡刘向明在科研道路上前进的步伐,他依靠崇尚理性、勇于探索、实事求是的科学精神来产生无穷的动力。他投身于科学研究的实践,逐步了解到所处领域产生困境的根本原因,凝练出所要研究的关键性科学问题,形成解决问题的方法学。明晰的研究路线使得他能以尽量小的物质代价来实现和体现他的科学思想。敏锐的灵感、独特的观察力、批判性的思维、唯实的品格、永不气馁的精神和似乎与生俱来的善于利用众人智慧的能力是刘向明这样的科学家的素质。“Great Minds of the 21st Century”的主编C.A.Mitchell在将刘向明归入Greatest Minds时的发布信中评价他体现了伟大的科学家霍金所说的话;“智力就是适应变化的能力”。在中华民族赶超世界先进水平的过程中正是需要刘向明这样的科学家。
民族医药的研究之路还很漫长,路上还有很多我们未知的神秘世界,刘向明已经走在了这条崛起的民族之路上,让我们静静的等待,等待刘向明为我们描述民族医药更加美丽的世界。