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【转发】上海市科协专题报道:让我们来告诉世界,中药为啥有效——记2022年“最美科技工作者”张卫东教授

1984年上大学时,他选择的是药学专业;1988年研究生时,他攻读天然药物化学专业,目的就是要去弄明白中药为什么有效。为了说清楚“中药为什么有效”,30多年来,他持之以恒,扎根中药及复方药效物质基础与创新药物研究一线,被同行认为“开创了复方中药研究的新范式”。他,就是上海市药学会常务理事、天然药物化学专业委员会副主任委员、海军军医大学药学系天然药物化学教研室主任张卫东教授。


  如今,他从当初的提问者,变成能够释疑解惑的科学家。他还走出了“解析中药药效物质基础—发现中药作用新靶标—验证新靶标功能与结构优化—研发创新药物”的新途径,获得吴阶平医药创新奖、谈家桢生命科学奖、中国科协求是杰出青年奖等奖项。

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海军军医大学供图


  7月27日,海军军医大学药学系天然药物化学教研室里,张卫东教授拿起“清肺排毒颗粒”说,这是抗击新冠“三药三方”中第一方制成的中成药。由于此药对新冠疗效好,不少人出国都带着它。


  张卫东自信地说:“我们团队圆满完成了‘清肺排毒汤’药效机理研究,就‘说明白、讲清楚’中医药的疗效方面,在国内外有了话语权……”



扶正祛邪与守正创新



  国家抗疫方“清肺排毒汤”的研究始于武汉抗击新冠疫情之时。2020年,大年初二,国务院联防联控攻关组成立国家中医药专班,张卫东担任机理研究组副组长,承担国家重点研发计划应急项目“清肺排毒汤”的科学基础研究。


  张卫东带领课题组废寝忘食工作,由于科研积淀深厚,仅1个多月就拿出了首份“清肺排毒汤”安全性和有效性的报告。之后,他们采用数据挖掘、指纹图谱等分析方法,深入研究“清肺排毒汤”的工艺质量及作用机理,在国际著名杂志上发表多篇相关论文,系统阐明了该抗疫方的作用机理。随后,陆续将关键参数交给生产企业,以确保产品质量。


  “清肺排毒汤”源自东汉末年张仲景所著的中医经典古籍《伤寒杂病论》,由其中经典方剂麻杏石甘汤、五灵散、麻黄色甘汤等优化组合而成。


  张卫东认为,中药研究必须守正创新。他解读说:“守住疗效之正,创药物之新;守中医理论之正,创生物学之新。”


  他带领团队从分子网络水平探讨“清肺排毒汤”治疗新冠肺炎机制。研究发现了该复方包含948种化学成分,这些成分作用在790个潜在靶标蛋白上,这些靶标间相互作用,形成一个分子网络。


  他们系统分析这些靶标网络与新冠肺炎之间的关联,发现“清肺排毒汤”既能够扶正,又有祛邪功能。它通过调控免疫相关通路及细胞因子作用相关通路,起到抑制细胞因子活化、缓和过激免疫反应、消除炎症的作用。治疗作用还体现在抗病毒和修复肺部损伤上。


  这一研究,第一时间向世界发出了中医药治疗新冠肺炎是安全有效的声音。“清肺排毒颗粒”获得新药证书,他被评为“全国抗疫先进个人”,受到国家科技部和国家中医药管理局表扬。


  张卫东说:“科研工作首先要服从国家战略需求。”他还曾主动承担并完成多项军事卫勤研究课题,其中某一创伤关键救治技术获得国家科技进步奖二等奖。



“为什么找到我?”



  都说“机遇永远垂青有所准备的人”,这话一点也不假。


  能够研究国家指定的抗疫方剂责任重大而光荣。接到任务时,张卫东问:“为什么找到我?”国家中医药管理部门领导说:“因为你们从2004年就开始研究麝香保心丸,开创了复方药现代化研究之路,15年来搭建起的技术平台,有通过技术手段研究复方中医的能力……”


  中药创新药物研究的关键科学问题是阐明药效物质基础与作用机制。张卫东率先提出基于中药的创新药物研究策略,即解析中药药效物质基础—发现中药作用新靶标—验证新靶标功能与结构优化—研发创新药物,走出了一条具有中国特色的创新药物研发之路。


  中药药效物质基础研究是新药发现的源头。张卫东创新应用多维色谱串联技术,从旋覆花等23个属170余种中药中分离鉴定出7600余个天然化合物、1000余个新化合物、57个新骨架化合物。他还承担了国家天然产物样品库的建设,建成了涵盖8000种中药组分、7600种中药化学成分的样品库,为我国中药新药创制提供了重要基础平台。


  中药复方是中医用药的特点,其疗效显著,但成分不清、机制不明、质量难控。


  基于中药整体观,张卫东首次提出系统生物学与网络药理学相结合的策略与方法,构建了中药方剂现代研究体系。在国际上出版了首部基于整体观的中药方剂研究中英文专著;申请发明专利35项,授权26项 。完成麝香保心丸等30余个中药大品种的现代研究,揭示了复方多成分、多靶点的整体协同作用机制。在国际天然化学领域排名前五的著名杂志JACS、Chem Comm发表论文86篇,其中6个中药活性成分进入临床研究。

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  全球最大的生命医学资讯集团NewsRx对张卫东团队在中药复方生物信息学领域的研究进行专题报道,并评价说:“研究者在国际上率先提出利用系统生物学结合网络生物学研究中药复方的思路与方法。该方法为阐释中药系统性、整体性、协同性提供了分子网络层面上的有力支撑。”


  张卫东领衔的中药复方现代研究项目“基于整体观的中药方剂现代研究关键技术的建立及其应用”,获得国家科技进步奖二等奖。



圆了“科技支撑产业发展”之梦



  科技创新必然要面向经济主战场。2004年,放眼全国,许多地方都有年产值达亿元以上的中成药单品。反观中药科研比较发达的上海,还没有中药单品年产值过亿元的。上海相关管理部门和中医药产业界研究决定,要用科研带动产业发展壮大,目标锁定麝香保心丸。


  如何让医生“信任中药、用准中药、用优质中药”关系到临床安全和疗效,阐明中药复方的药效物质基础、解析其作用机制、保障药品质量、清晰临床定位,成为我国中药产业可持续发展的关键瓶颈问题。


  承接麝香保心丸研究任务之际,张卫东有些疑虑:复方中药研究投入大,又没有可以借鉴的经验,未来不确定性很大。是一位老领导的话让他坚定了信心,他至今记得那句话:“做复方中药研究没有现成的路子可走,没有方法可借鉴;但这也是机会,走出第一步,后面的创新发展才可以跟进。”


  针对药效物质基础不清问题,张卫东建立了中药方剂有效成分群的辨识技术,以明确药效物质;针对作用机制不明问题,建立了系统生物学与网络生物学相结合的技术,以解析作用机制;针对质量标准较低问题,建立了生产链全过程自动化控制技术,以保障用药质量;针对临床证据不足问题,开展了国际规范的循证医学研究,以清晰临床定位。


  从2004年起,通过16年科技攻关,使上海最大的中药品种麝香保心丸实现30%以上的年增长,2020年产量达25亿粒,单品种销售达到22亿元,产业规模列全国中药微粒丸制剂第一位。业内评价:“这项研究开创了复方中药研究的新范式。”他领衔的中药复方现代研究于2018年获得国家科技进步奖二等奖。


  他以现代科技推动中药产业高质量发展,为国内60家企业的40个中药方剂提供技术服务,超过2.5万家医院的1.5亿人次使用相关产品,覆盖所有省市自治区;通过提升产品的科技含量和药品质量,累计销售额达169亿元,近3年新增149亿元。



中药的生存之根在于临床疗效



  “多年以来,中医药的发展时冷时热。从长远看,您对中医药的发展担忧吗?”

  面对记者的提问,张卫东强调:“中药的生存之根在于临床疗效。”通过现代技术深入研究,已经能够初步对许多中药有效成分“说清楚”。以“说不清、讲不明”为理由诟病中医药是站不住脚的,因为现代生命科学中同样说不清楚的东西太多了。


  值得注意的是,对中药的评价标准要科学。比如,某西药用于治疗肿瘤,可以让肿瘤缩小,但是患者生命期没有延长;而相应的某中药用于治疗肿瘤,虽然没能让肿瘤缩小,但是患者生命期延长了,生活质量提高了。所以,对疗效要综合评判。中药的审批要结合中医理论、临床疗效,尤其是人的使用经验。


  疗效为根,质量为本,科研驱动。要有国际化开放的研究态度,下大力气做好科研工作。要用现代科学数据推广中医药,而不是用文言文来推广。

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  西药研究往往是先有药物靶点,再“以靶筛药”;而中药研究路径是先看到有疗效的中药,再“以药寻靶”。张卫东说,中医理论、经验+现代技术,已经让中药研究有了大量的新发现。


  比如,研究发现,针对化疗后白细胞大量下降可用有补肾作用的中药。为什么补肾的药能够恢复白细胞呢?中医理论讲“肾主骨生髓”,于是去筛查后发现很多补肾的药物都能生白。


  再比如,治疗心衰的新药中50%都有黄芪。由此去筛查研究黄芪中有哪些有效成分在起作用。


  新靶标的发现是创新药物的核心。张卫东采用化学生物学技术,创新性地利用中药活性成分进行分子新靶标发现,现已发现 20 余个活性成分的新靶标。他利用自主发现的新靶标,成功开发了2个创新药物并进入临床研究,仙黄颗粒、藤络宁胶囊2个新药获得证书;用于治疗冠心病的具有自主知识产权的中药一类新药“黄芪甲苷”,已完成Ⅲ期临床研究;研发出国内第一个进入FDAⅡ期临床的多发硬化症治疗新药ZD03。“基于中医药特点的中药样品库的建立与新药研究”获国家科技进步奖二等奖。


  “把中医药的有效性说清楚、讲明白,这个主动权一定要掌握在中国人手中。”张卫东说,从分子网络水平看,中药复方通过多成分、多靶标协同作用对机体起到全方位的整体调控作用。在国际医药界,“多成分、多靶标”的药物发现理念是一种新趋势,可以提高疗效,减少毒副作用和耐药性。


  比如,在“清肺排毒汤”研究中,发现黄芩的抗炎活性很好,由此确定了新的抗炎活性物质汉黄芩苷。更重要的是,发现了麻黄在复方中的“增效减毒”特点。动物实验中,麻黄单用有毒性反应,但是复方应用完全没有毒性反应。


  “是药三分毒。把里面有毒的成分说清楚尤为重要,这样别人就不会乱说了。”


  张卫东教授30年如一日扎根科研第一线,坚守初心,完美践行了习近平总书记在科学家座谈会上提出的“4个面向”总要求,以实际行动守护人民的生命健康。

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  • 来源:上海科协

  • 审核:刘丙龙