還記得小時肚子疼的時候,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,我們并不知道這小小的片劑背后蘊含著多少傳統醫學的智慧。現在,我們知道黃連素的有效成分“黃連”作為中醫藥的一種經典藥材,在緩解胃腸問題上有著數千年的應用歷史。這些傳統藥物的經驗也并非空穴來風,是經過了一代一代的應用的實踐和總結。屠呦呦教授對青蒿素的發現,正是對傳統醫學的傳承與創新,結合了現代科學的實驗驗證,使得這種古老的中草藥成為了治愈瘧疾的關鍵藥物。
今天,隨著科技的進步,特別是人工智能(AI)的崛起,傳統醫學正在煥發新的生命力。AI不僅可以通過分析龐大的數據集,幫助我們快速篩選天然產物中的有效成分,還能夠設計新型的蛋白質和藥物,這會推進藥物研發的速度和精確度。雖然現代科技的發展日新月異,但所有這一切的基礎依然是對傳統藥物的繼承與改良。正如哲學上所言:進步與創新以批判的繼承為基礎。
Ⅰ.屠呦呦與青蒿素:傳統智慧與現代科學的交匯
屠呦呦教授在上世紀70年代的青蒿素發現,是傳統醫學與現代藥物研發結合的經典案例。當時,瘧疾肆虐全球,傳統的藥物逐漸失效。從臨床經驗出發并在古代中醫經典《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的實驗方法找到了適合的提取工藝,最終成功發現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年的諾貝爾醫學獎,也為世界醫學界開創了一個全新的藥物研發思路——即現代科學可以借鑒傳統醫學智慧,并通過嚴謹的實驗設計加以驗證。
青蒿素的發現也許并不是一個孤例。在中國傳統醫藥的寶庫中,類似的藥物數不勝數,但迄今,真正被全球認可并廣泛應用的寥寥無幾!這背后的原因在于傳統醫學中藥物的成分復雜,且不同的藥方在不同的人群中效果也會不同。對于傳統藥物的成分篩選和機制研究,需要大量的時間與實驗來進行逐一的驗證。然而,隨著人工智能AI技術的介入,藥物發現的流程發生了翻天覆地的變化。
Ⅱ.人工智能AI賦能傳統藥物研發:從經驗到精準的設計
近兩年,人工智能在醫學領域的應用越來越廣泛,尤其是在藥物的研發中。如果說傳統藥物發現往往依賴于經驗和時間,那AI則是通過能夠快速篩選數以百萬計的化合物,結合設計全新的蛋白質和藥物分子的能力,加速了對傳統醫藥分析和發現的進程。例如,《Nature》和《Cell》等頂級科學期刊中,AI助力藥物研發的文章層出不窮。AI可以通過機器學習和深度學習技術,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靶點的相互作用,以預測其在人體內的代謝和副作用,從而大大提高了藥物的研發效率。
舉例來說,一項發表于《Cell》的研究指出,AI能夠通過篩選植物中的天然化合物,發現具有抗癌、抗炎等作用的成分,并設計出針對特定靶點的藥物分子。而在中國的藥物寶庫中,許多植物藥材均含有復雜的化合物組合,通過人工智能AI技術進行成分篩選和機制研究,能夠加快確定哪些成分可能是藥效的核心進程,從而為進一步的實驗提供方向。
不僅如此,人工智能還可以預測不同個體對藥物的反應,這在個性化醫療中顯得尤為重要。不同患者對同一種藥物的反應各異,傳統的藥物研發難以全面覆蓋不同人群的差異。而AI通過大數據分析,能夠找到與個體基因、代謝相關的藥物反應規律,為個性化用藥提供依據。
Ⅲ.從傳統到未來:批判繼承與科學創新
AI在藥物研發中的應用雖然令人矚目,但這一切都離不開對傳統醫學的批判和繼承。因為進步與創新并不是對過去的全盤否定,而是在過去的基礎上累積以實現更高層次的組合或突破。傳統醫學有著幾千年的經驗積累,已經驗證了許多天然藥物的安全性和有效性,而現代科學則為其提供了一個更加精確的解釋和優化,甚至是算法。
2024年的諾貝爾醫學獎再次印證了這一點。本年度的獲獎者通過AI技術,研究出一種全新機制的藥物,并能夠成功應用于臨床。這個案例不僅展示了AI在藥物研發中的潛力,也表明了傳統藥物的數據及應用與現代科技的相輔相成。
最后:人工智能賦能傳統醫學的未來
人工智能的出現,無疑為傳統醫學的傳承與創新帶來了新的機遇。它能夠在海量數據中挖掘出有效的藥物成分,幫助科學家設計出更精確的藥物分子,并極大縮短了從發現到應用的過程。盡管未來藥物的研發將越來越依賴于現代科技,但傳統醫學的智慧依然是我們前行的重要基礎和數據。正如黃連素和青蒿素的故事告訴我們的那樣,傳承與創新從未分離,在傳統的基礎上,也能實現巨大的科學進步。
參考文獻:
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.
來源: 紫龍科傳