“中藥研究中需要做細胞實驗嗎?”如果這個問題換一下,“臨床疾病研究需要做細胞實驗嗎?”大家的答案是什么呢?聪翪NS上做疾病研究的文章,大家都很清楚了。
我們先聊聊為什么疾病研究需要做細胞實驗。這個跟疾病的研究歷史,或者說疾病研究的發(fā)展程度相關的。
1、任何疾病的發(fā)現,都是有個臨床表型,哪里不舒服了,而稱為病。
2、在疾病研究歷史中,哪里不舒服了,先進行研究的是,什么器官和組織出問題,導致這個臨床表型的。所以目前醫(yī)院里面分科,大部分是按照器官來分的,心內科,心外科,肝膽外等等。解剖學的出現促進了這一步研究的發(fā)展。當然我們也可以說因為從臨床表型到器官組織需要深入研究而促進了解剖學的出現。達芬奇是此中高手。
3、確定了是什么器官和組織出問題,進一步深入研究到什么呢。器官組織的最小功能單位是細胞。進一步深入研究就是,組織中什么細胞發(fā)生改變與正常細胞不同了從而使得組織器官的正常功能發(fā)生改變,造成臨床表型。顯微鏡的出現促進了這一步的快速發(fā)展。出現了病理學,病理科被“現代醫(yī)學之父”威廉·奧斯勒稱為“醫(yī)學之本”。從這里開始醫(yī)學研究進入了顯微時代。
4、病理學的研究把疾病研究精細到組織內的最小功能單位,對于臨床疾病的診斷發(fā)揮了巨大作用。但對于治療,細胞為什么會改變,如何逆轉其改變,顯得力不從心。分子生物學出現后,人們開始對這個問題再次深入探討。細胞內生命活動的主要物質之一是蛋白,蛋白技術也是先發(fā)展起來的。人們就開始在細胞內找疾病相關的蛋白。但是,從分子的層面來講,蛋白其實是個結果,是基因編碼后的結果,當DNA被發(fā)現,且被證明是細胞內的遺傳物質,其指導了細胞內蛋白的表達,疾病研究真正的進入了分子階段。目前,我們仍然還處于這個階段,尋找疾病相關的基因,這個基因改變了組織內什么細胞的什么功能,導致疾病發(fā)生發(fā)展。
5、疾病研究到了基因這個分子層面是不是結束了呢。人類探索的熱情是人類發(fā)展的源泉,探索并未停止。找到這個疾病功能基因后,又開始探索,這個基因為什么會在疾病的細胞中發(fā)生改變,誰讓他改變的,這個探討就是功能基因的上游調控機制;蛘咛接,這個基因是怎么讓細胞發(fā)生功能改變的,這個就是功能基因的下游機制。疾病功能基因,是否通過EMT促進疾病。是否通過自噬影響疾病發(fā)生發(fā)展。是否通過代謝影響疾病發(fā)生發(fā)展(腫瘤免疫checkpoint治療是現在腫瘤免疫治療研究的熱點,3月16日的nature,俺們中國人的研究發(fā)現膽固醇酯化能夠增強CD8+T細胞的抗腫瘤活性)。
臨床表型—器官組織—細胞—基因—機制。在我們自己的研究中一定要關注這個完整過程。講座中季博的描述是,一個課題是否完整就看在這個課題研究中是否重演了疾病研究的歷史,是否有基因,基因與臨床樣品的相關性,基因對細胞的功能,基因發(fā)揮功能的機制。臨床表型,寫標書是在第一段,發(fā)文章,也是在第一段。
聊完疾病研究的發(fā)展歷史。我們開始聊藥。
西藥的開發(fā),是從疾病功能基因開始的。如果一個基因其改變促進了疾病的發(fā)生發(fā)展,這個功能基因就為疾病的候選藥靶。如果我們能夠找到某個物質能夠逆轉該基因造成的功能改變,如果最后這個物質通過了臨床前實驗,臨床I期II期III期IV期實驗,就是藥了。至于這個物質是什么,是小分子化合物,還是蛋白,還是核酸。都可以。西藥的開發(fā),是先有藥靶,后有藥。
我們中藥呢,中藥是臨床經驗的產物,是臨床實踐中總結出來的。是先有藥,后研究機理。中醫(yī)的理論體系出現很早。其與西醫(yī)的理論體系不同,但大家注意,都是對疾病“病理醫(yī)理”的闡述,沒有孰好孰壞之分,只有角度的不同。但是在藥物方面,兩者有相同之處。
目前對中藥持懷疑的人,總結來說,有三個方面的疑問。
1、成份是什么。也就是成份不清,或者說有效成份是什么。藥材的質控,從有效成份開始,這是中藥現代化的工作之一。
2、是否有效。這里的有效指什么病人用什么藥,是否標準化。臨床前實驗數據如何。雖然中藥在臨床上使用了很多年,是否做過統(tǒng)計分析總結規(guī)律,標準化。對于我們做研究的人,關鍵是臨床前的數據如何。
3、機理。也就是藥物有效的機理,下游藥靶是誰。跟西藥聯系起來,就是這個藥物通過什么疾病功能基因起作用的。
目前在中藥研究的領域中,很多做藥化的老師,在做藥物成份的分離純化,解決的是第1個方面的問題。也有不少老師在接著深入做,這些成份哪個或哪些是有效成份。解決的是第2個問題。
大家注意,這里有個誤區(qū)。很多人認為,中藥是集團作戰(zhàn),你把單個成份分出來,很可能就無效了。中藥研究不能這么做。OK。打個比方,治療一個疾病需要解決5個點,中藥中含有5個成份對應這5個點,這樣一副包含5個成份的中藥治好了病。但是如果這副藥中只有4個成份,解決了4個點,治療效果就不好了或者無效了。這就是中藥臨床實踐中經常會看到的,缺了一味藥,就沒效果了。那么就有一個問題出來了,到底需要幾個點幾個成份,每個成份負責什么。為什么要做這個呢。
1、藥材質控。有效成份清楚了。藥材質控以有效成份為標準。(這里的有效是指這個成份的功能,而不是指集團作戰(zhàn)時最終的臨床治療效果。藥引本身沒有治療作用,但是卻可以促進其他成份發(fā)揮治療作用。)
2、降低副作用。是藥三分毒。其實在很多中藥復方中,不少藥是補藥,起保護作用的。目的一個是提高機體的抵抗能力,另一個就是消除藥材中有副作用物質的傷害作用。因為藥材入藥沒有提純,有利的物質在里面,有害的也在里面。通過細致研究,目的是找到有利的物質,去除有害的物質?赡芤矔腥苏f,有利的和有害的是同一個物質,沒錯,現在研究表明是存在這種情況的,比如pi shuang。注意,是研究之后發(fā)現的,有研究數據拿出來,而不是推測的。這樣,我們在實際使用中就可以對其進行嚴格控制,在有效濃度內發(fā)揮有利的作用,降低其毒害作用。而在我們用的藥材中這個物質是什么,是有利還是有害,還是兩者都有。如何控制提高其有利面降低其有害面。都是需要我們深入研究的。
3、精準治療。因為有效成份清楚,其功能也清楚,那么我們就可以根據病人的實際情況進行用藥調整,做到精準治療。
其實目前西藥的治療,也在往聯合作戰(zhàn)方向走,多藥聯用。艾滋病的雞尾酒療法就是復方,F在腫瘤免疫治療,PD-1的抗體治療臨床也是跟其他藥物聯用的。殊路同歸。只不過,西藥是先搞清楚每個成份,每個成份的功能,再合起來。而中藥是,已經合起來了,現在是搞清楚成份和每個成份的功能,目的是“知其然,并知其所以然”,提高療效降低副作用,精準醫(yī)療。
藥物是否有效,或者成分是否有效。我做動物實驗是不是就OK了呢。比對疾病研究的歷史,動物模型僅僅是模擬了臨床,但卻不能代表臨床。目前藥物研究的要求是如果要證明有效,需要提供更深入的證明材料。也就是藥物機理研究,通過什么下游疾病功能基因。也就是第3個問題,機理。這個問題是目前中藥研究中最前沿的領域。藥物有效的下游機理,下游藥靶是誰。西藥在這方面,不管是有效機理還是副作用的機理,研究都比較清楚。我們中藥研究現在還處在起步階段。
而要找到藥物的下游藥靶,從藥物下游的差異基因中去尋找到疾病功能基因。藥物下游的差異基因,芯片做完會有成百上千。從這些基因中尋找到疾病功能基因這個工作,必須在細胞上來做。因為要證明藥物下游改變的基因是否為疾病的功能基因,必須對基因單獨進行操作,觀察其功能。如果用動物做,動物上進行基因操作的成本比細胞上操作高了n多倍,特別是周期。動物上操作基因周期太長。所以最佳路徑是在疾病的細胞模型上尋找到這個功能基因,然后到動物上進行驗證。
細胞用什么呢。回到疾病的研究歷史中去,這個疾病,研究中認為疾病發(fā)生發(fā)展是什么細胞發(fā)生了改變。我們就用什么細胞。
檢測指標用什么呢。還是回到這個疾病的研究歷史中去,這個細胞參與到疾病發(fā)生發(fā)展,其如何改變參與到疾病發(fā)生發(fā)展,是增殖加快,還是凋亡了,還是分化了。這些就是我們的檢測指標。
注意,一個疾病相關的細胞有很多很多。我們在課題設計時把哪個細胞作為我的細胞模型呢。從課題的可行性及成功率角度考慮,建議用好養(yǎng)好做基因操作的細胞。這樣才能事半功倍。
PS:希望和季博在學習、實驗上有更多交流的朋友們,可以關注吉凱基因微信并回復“季博”兩字。
長按加關注