方肇勤(左三)团队部分成员在一次国际会议中的合影
我们本期报道的项目,是获得2012年度国家科技进步奖二等奖的“病症结合动物模型的制备方法与应用”项目。这一项目由北京中医药大学的王伟团队与上海中医药大学的方肇勤团队联合完成。我们的报道主要介绍方肇勤团队的工作。
“辨证论治”:从实践到实验
在中医临床中,同一患者在患某种疾病的不同阶段,病症表现不一样,治疗方案即会不同;不同患者患不同疾病,病症表现有可能相同,治疗方案也可以一样。因此中医理论中有“同病异证”、“异病同证”之说,以及对应的“同病异治”和“异病同治”。
中医临床认识和治疗疾病,不仅辨“病”而且辨“证”,且重点在于对“证”的区别。这就是中医临床诊疗的特色之一:“辨证论治”。
所谓“证”,以感冒这一疾病为例,临床可见发热、恶寒、头疼等症状,但由于引发疾病的原因和机体反应性有所不同,又表现为风寒感冒、风热感冒、暑湿感冒等不同的“证”型。“证”是比“症”更广泛的一个概念。
所谓“辨证”,在传统中医中,是指通过望、闻、问、切收集到患者表现出的症状、体征等信息,再通过分析,辨清疾病的病因、性质、部位等,最终概括、判断为某种性质的“证”。根据“证”的特点,对“证”下药即为“论治”。
作为中医理论的重要组成部分,“辨证论治”已经有千百年的历史,即便在今天,对于那些缺少特效药治疗的常见病、难治病,例如手术指征缺失,化疗、放疗等方法几无效果的中晚期恶性肿瘤,中医的“辨证论治”依然是许多病人的主要选择。而经过中医“辨证论治”之后,的确有一些患者的病情得到了缓解或者生存时间得以延长。
不仅针对恶性肿瘤或罕见病,针对任何患者具体、特殊的发病病机进行针对性的治疗,从而使患者得到个性化、最优化的治疗,本就是现代医学的一个发展方向。
对“辨证论治”这一古典理论的继承和发展,必然需要大量现代医学的动物实验揭示其内在的生命科学依据。方肇勤领衔的团队这次得到国家科技进步奖的认可,正是因为他们在这一方面的卓越贡献。
“辨证论治”的关键,是对“证”的判断。为了探究证候发生机制,揭示辨证论治通过何种途径产生疗效,我国中医界自20世纪60年代以来,已经广泛展开动物实验研究。
不过在中医界,仍有一些人对动物实验表示不理解。他们认为,人比大鼠、小鼠高级,中药方子好不好,人点头就可以了,还要大鼠、小鼠点头干什么?
不同个体荷瘤小鼠爪象――同病异证
方肇勤认为,“辨证论治”好在什么地方,是通过什么途径好的,跟西药不同之处在什么地方,进而能不能在西药、中药的基础上优化疗效?如果可以优化,疗效又是如何发生的?等等,这一系列问题都是生命科学中需要回答的基本问题。而要回答这些问题,必须按照生命科学的通例,在实验动物身上做出解释。只有实验成功,医生才可以实实在在的心中有数。
过去半个世纪以来,学界大都是借鉴西医疾病实验动物造模进行实验,按照这种思路人们已建立了包括肾阳虚证动物模型在内的200余种证候动物模型。但在方肇勤看来,这些研究在产生其积极意义的同时,也暴露出许多不足之处,其核心是缺少标准化、计量化的针对常用实验动物的“辨证论治”及疗效评价的方法。
但是,如何找到新的方法,中医界一直没有突破。
大鼠、小鼠也有“同病异证”
实验动物中最常用的是大鼠(200——300g)和小鼠(20——30g),两者分别占到30%、60%的比例。开展小鼠的研究,优点是实验周期短、费用低,这些是实验中最需要考虑的事情。当然大鼠也有小鼠无法替代的特点,因此一般研究中都是既包括小鼠也包括大鼠的,不同实验室往往根据自身的条件和喜好而选择大鼠或者小鼠。
方肇勤课题组在2000年之前一直用大鼠做实验。一次偶然的机会,他的一位硕士研究生在看文献时发现,生命科学界的药效学实验很多时候使用的是小鼠,这一发现启发了方肇勤,为什么不用小鼠试试?于是他同意这位硕士研究生开展对中药防治肝癌的小鼠研究。
之所以选择研究肝癌,一则,肝癌是我国的高发病种,占全世界发病的一半左右,而且难治;二则,方肇勤自1995年便开始对肝癌进行研究,对这一种肿瘤已经有了一定的研究基础。
至于肿瘤药效学实验方案,就是把肿瘤接种在小鼠腋下,观察小鼠肿瘤体积和带瘤生存时间,从而判断不同治疗方案的效果。
这位研究生将一群小鼠分为4组:正常对照、只接种肿瘤不治疗(模型对照组)、西药治疗肿瘤对照组,以及中药治疗肿瘤组。原本,这位同学期望经过治疗后,小鼠带瘤生存时间都会得到延长,但是实验结果显示,三个肿瘤组小鼠带瘤生存天数的均数差不多,没有统计意义,这让这位同学十分失望。
方肇勤拿到结果后,却发现了一个现象:不治疗模型对照组的小鼠的带瘤生存期差别比较大,该组小鼠有的死得早,有的死的晚。而用中药、西药治疗的小鼠死亡时间比较集中,集中在一个时间段内死亡。可见,原本死得早的小鼠得到了治疗机会,因而死得晚了点;原本活得长的小鼠经过统一模式的治疗,反而死得快了。
方肇勤认为,可能患肿瘤小鼠与人类类似,即便是同一种疾病,也存在“证”不同而预后(指预测疾病的可能病程和结局)也不同的情况。实验中,正是由于采用了单一的治疗方法,才导致了不理想的结果。
从“辨证论治”的角度看,如果在小鼠出瘤的早期,能预判出那些死得早的小鼠,给予积极的治疗;而死得晚的小鼠,不必过度治疗。同病异治,这不正是中医对肿瘤患者的辨证论治吗?
对大鼠、小鼠是没办法摸脉的,但是脉学的部分指标可以通过做心电图来检测。方肇勤课题组制作了一个设备:一个笼子,两个电极板一前一后。把大鼠、小鼠放到笼子里,让其前后肢分别踩在前后两个电极板上,这样反映大鼠、小鼠心律的促、结、代,以及心率的疾、数、小数、平、缓、迟等多个常见脉象都可以检测出来了
基于“同病异证”理论,课题组假设:他们所饲养的这些实验小鼠中有一些可能存在气虚、血虚等虚证,正是有这些虚证的小鼠死得快了一点。
验证这一假设,课题组首先遇到的一个问题就是,怎么判断这些大鼠、小鼠有没有气虚、血虚?如果有方法判定气虚、血虚,那么治疗以后,气虚、血虚有没有得到改善,又如何通过一个标准化、计量化的指标判断?
显然,在所有中西医临床学科、药学学科,以及针灸推拿等相关学科,都存在着这样的方法学需求。于是方肇勤率领团队及一届届的研究生,开始在这个方向上深入探索。
上面提及的那位硕士生的读书时间是1997年到2000年。受到她的研究结果的启发,方肇勤在2000年开始率领团队针对大鼠、小鼠全面展开研究。
在他们开展该领域研究多年后,还一直有学者质疑,大鼠、小鼠不能与人交流,怎么“望闻问切”?实际上,解决对大鼠、小鼠“望闻问切”的问题,正是方肇勤团队要攻克的最关键难题。他们最终提出了一整套的解决方案。
例如,对于中医所讲的气虚,课题组通过多种方法对实验鼠作检测,最后筛选出了两种:一种叫“旷场”。大鼠、小鼠放在一个空旷的环境中间,出于好奇和占领领地的习性,它们会兜圈子、前肢离地站立。一般来说,气盛的大鼠、小鼠跑得积极,气虚的大鼠、小鼠则有气无力。由于单位时间内大鼠、小鼠跑的距离、站起来的次数都是可以观察记录的,因此就可以判断一只大鼠、小鼠的气是不是虚以及虚的程度了。
还有一种叫“抓力”。把大鼠、小鼠放在抓力仪的铁栅栏上,它会本能地抓住铁栏。一旦拎起大鼠、小鼠的尾巴往后上方提,大鼠、小鼠就会愈加拽得紧,在挣脱的瞬间会产生一个最大抓力。气盛的大鼠、小鼠抓得牢,抓力很大,而气虚的大鼠、小鼠稍微拽一下就掉了。这个力的大小也可以代表气的盛虚程度。
血虚也有了检测方法。中医讲血虚主要是指红颜色程度下降。课题组把大鼠、小鼠移至标准光源下,用显微镜放大,再用标准数码相机对它进行拍照,不同时间地点拍照条件一模一样、标准化。然后对爪、尾的红色程度进行量化,即可知大鼠、小鼠血虚程度了。
总之,经过这一系列的方法,通过“望闻问切”获取病人证候的辨证方法,在大鼠、小鼠身上,大都可以通过一定的指标进行量化模拟了。如何与大鼠、小鼠交流的难题,终于得以突破。
从肝癌小鼠推而广之
虽然对大鼠、小鼠可以进行“望闻问切”并做出“辨证”,但对于肿瘤的预后判断这个问题还是没有解决。
课题组最初想做的是判断接种肿瘤以后的小鼠、大鼠哪些虚证会死得快,哪些虚证会死得慢。死得快的尽早治疗,死得慢可以暂不治疗。但试验结果发现,并非患有虚证的小鼠先死。原因何在?
2005年的夏天,方肇勤在对多批肿瘤小鼠不同阶段的“望闻问切”数据反复分析后,得出了一个突破性的发现:肿瘤小鼠的预后,与肿瘤出瘤初期气虚、血虚、阴虚、阳虚等关系不是很大,倒是跟肿瘤的大小和增殖速度有关(中医称为邪毒证)。也就是说,肿瘤出瘤之际,肿瘤长得快的小鼠预后差、死亡得快,肿瘤长得慢得小鼠,死得慢。
原来,之前方肇勤团队一直关心的“虚证”,其实与患肿瘤小鼠的预后并没有太大的关系。与预后密切相关的,是另一种“邪毒证”的严重程度――肿瘤的生长速度。基础科学的研究总是这样,在一条路上努力试错,在另一条路上柳暗花明。
这个发现给出的启示是,如果肿瘤长得快,须赶紧治疗;而肿瘤长的慢的小鼠,则可以缓治。在临床上也是如此。比如肝癌患者,有的病人肝癌长得快、病程发展快,预后差;有的人则相反。显然应制定不同的具有针对性的治疗方案,同病异治。根据这个突破性发现,证候和预后是什么关系就解决了。
还有许多问题。例如,其他常用品系的小鼠,是不是也遵守这一规律?于是课题组又观察了常用不同品系的小鼠,比如裸鼠、近交系被毛棕褐色的C57小鼠、昆明鼠、ICR小鼠等等。通过实验,发现各种鼠类都存在这样的现象。
再如,肝癌如此,其他病是不是也如此呢?于是课题组又开展了糖尿病,高血压病、胃溃疡等多种常见病的大鼠、小鼠实验,结果发现,常见疾病大鼠、小鼠都普遍存在“同病异证”和“异病同证”的现象,只是程度不一样,发生的规律也不尽相同。
如此,课题组创建的大鼠、小鼠辨证论治方法学,为中医甚至西医做实验寻找动物个体差异,选取针对性的治疗方案、探讨优化治疗方案,提供了坚实的方法学基础。
京沪合作,共享荣誉
一个传统学科要用现代方法来验证、发展,阻力是很大的。方肇勤不无感触地说,“在150年前,西医实验研究的开创阶段阻力也很大。当时,医学实验在国家层面还得不到普遍支持,科学家大多要自筹经费。实验生理学的奠基人,法国科学家克劳德·伯尔纳,也是靠他妻子不菲的嫁妆做医学实验的。”
方肇勤说:“伯尔纳年老时撰写的《实验医学研究导论》,我看了几遍,文中字里行间都充满了激烈的情绪,可见他当时所承受的压力,而这种情形与现在中医探索性实验,差不太多。”他接着说,“我们开展这项研究刚开始也非常艰难,压力也很大,事实上到现在还有一些临床大夫不理解。但是,要解决中医最基本的理论、以及中医的机理,肯定不能再像史称的神农尝百草那样了,必须做动物研究。”
好在,科学界、有关政府部门对中医实验也越来越重视。在陆续得到上海市科委、教委和卫生局等部门所资助的基金支持后,方肇勤团队又与北京中医药大学王伟教授的课题组合作,获得了国家科技部重大专项的资助。
方肇勤团队在该领域所开展的探索,在国内是最早的。但在这条路上他们并不孤单。北京中医药大学王伟教授领衔的团队,也一直在做类似工作。他们主要以小型猪等为实验对象,因为猪的心脏结构和人的比较接近,他们通过寻找猪的个体差异,来实验对猪的“辨证论治”。而这样的探索和方肇勤团队以患肝癌大鼠、小鼠为实验对象的研究是一致的。所以,在申报国家科技部的重大专项时,王伟团队首先想到与方肇勤团队联合申报,最终获得了国家科技部的资助。而这次申报并荣获国家科技进步奖,也是两家联合申报并取得成功的。方肇勤教授说,“这是两个单位和团队合作的范例。”
克劳德·伯尔纳(Claude Bernard),法国生理学家。1813年7月12日生于维勒弗朗什,1878年1月10日卒于巴黎。1831 年在里昂当药剂师学徒,1834年到巴黎学医,1843年获医学博士学位,1853年获动物学博士学位。曾在主宫医院和法兰西学院当实习医师,后任巴黎大学生理学教授,并被选为科学院院士、医学科学院院士。早期研究消化生理,1846年发现胰液在脂肪消化吸收中的重要作用;证明营养包括3个过程:消化、被消化物的运输及燃烧;1848年发现肝脏的糖生成作用,之后又证明了肝脏还是贮存和分配糖的器官;1851年发现血管收缩神经,1858年发现血管舒张神经。著作有《实验医学研究导论》、《胃液及其营养上的作用》、《胰液对脂肪消化的功能》、《交感神经对脉管运动的意义》、《肝脏的造糖》等。