线粒体能量代谢与疾病发生、免疫调控

道格拉斯·塞西尔·华莱士 美国国家科学院、医学院、艺术与科学院三院院士,美国宾夕法尼亚大学教授
线粒体能量生成系统,即氧化磷酸化(OXPHOS),由核DNA(nDNA)和线粒体DNA(mtDNA)基因共同组装而成。除nDNA突变外,具有临床相关性的mtDNA变异还包括近期致病性mtDNA突变、古老的单倍群相关适应性多态性,以及随年龄增长而积累的体细胞mtDNA突变。除能量产生外,线粒体还调控中间代谢,为nDNA基因表达的表观基因组调控提供底物,并对环境因素对OXPHOS的抑制高度敏感——这种抑制会增加线粒体活性氧(mROS)、损伤mtDNA并激活先天免疫系统。
线粒体功能的细微差异可对表型产生深远影响。在携带轻度有害mt-ND5S204F和mt-ND6P25L突变的同质体mtDNA小鼠(conplastic mtDNA mice)中,皮层呼吸的细微变化可使行为从正常转变为自闭症样。携带mtDNAB6、mtDNA129和mtDNANZB单倍群且mROS产生逐渐增加的同质体小鼠,在癌症抵抗力方面表现出显著差异。在抗癌的mtDNANZB小鼠中,mROS升高使调节性T(Treg)细胞失活,从而释放效应T(Teff)细胞攻击肿瘤抗原。在造血细胞中诱导线粒体靶向过氧化氢酶(mCAT)可保护Treg细胞并削弱抗癌免疫监视。
SARS-CoV-2抑制OXPHOS基因表达,使代谢物从OXPHOS生成ATP转向糖酵解,从而为病毒生物合成保留底物。线粒体功能降低可使SARS-CoV-2增殖增加10至100倍。SARS-CoV-2对OXPHOS的抑制增加mROS,进而激活HIF-1α以上调糖酵解。癌细胞中的有氧糖酵解同样减弱OXPHOS,以为生物合成保留底物。通过将细胞代谢转向糖酵解,SARS-CoV-2感染增加了癌细胞底物,这可能解释了COVID-19期间观察到的癌症发病率显著上升。
线粒体靶向催化性抗氧化剂(如mCAT)可抑制HIF-1α激活,并将代谢转回OXPHOS,从而抑制病毒和癌细胞的生物合成。然而,抗氧化剂也可保护Treg细胞,而Treg细胞会抑制Teff细胞对肿瘤和病毒抗原的攻击。因此,必须在维持最佳OXPHOS功能与维持对癌症和病毒抗原的免疫监视之间保持精细的氧化还原平衡。
发挥中医体质优势探索共病防控新路径

王琦 中国工程院院士、国医大师
多系统共病已成为全球公共卫生领域的重要挑战。临床上,同一患者可能同时患有多种跨器官、跨系统疾病,传统以单一病种为中心的诊疗模式难以充分解释疾病之间的相互作用,也给多重用药和整体干预带来困难。共病并非多种疾病的简单叠加,而是多种疾病在同一机体内聚集发生,其背后可能存在共同的内在机制。因此,共病研究需要从关注“病与病的关系”转向关注“人与病的关系”,探索多种疾病共同发生的内在规律。
中医体质学为共病研究提供了新的理论视角。基于“体质土壤论”,不同个体具有不同的体质特征,这些特征构成疾病发生、发展及聚集的宿主背景。以肥胖及相关代谢性疾病为例,胰岛素抵抗、内皮功能障碍、氧化应激和炎症反应等因素,可能构成多种疾病共同发生的生物学基础。过敏性皮炎、过敏性鼻炎和过敏性哮喘等疾病,也可能与特定体质相关的免疫功能异常存在联系。由此,可以从体质入手,研究疾病聚集的共同机制,探索“异病同治”与“异病同防”的科学内涵,并推动疾病防控关口前移。
2026年正式启动的中医体质与共病防控大科学计划,旨在以中医九种体质学说为核心,建立体质、共病与防控相结合的系统研究框架。该计划采用“一个主体、两个支撑、三个阶段”的总体设计,以中医体质与共病关联为核心主体,以大数据和疗效评价为支撑,按照表型、机制和干预三个阶段推进研究。实施过程中,将首先围绕痰湿体质和过敏体质开展研究,逐步拓展至更多体质类型,通过大样本调查、真实世界数据挖掘及多组学分析,探索体质类型与共病聚类之间的稳定关联,解析特定体质驱动共病发生的因果机制,筛选共病预警生物标志物,并建立精准风险预测模型。
该计划强调以调节机体微环境为重要研究方向,在不直接改变基因的思路下,探索通过体质调控实现多系统、多靶点的整体干预。下一步将结合大规模人群调查、机制研究、临床疗效评价及标准化推广,构建从共病识别、风险预警到干预应用的全链条研究体系。通过推动中医体质理论与现代循证医学、系统医学及大数据研究深度融合,有望形成具有中国特色的共病研究与防控范式,为医学从单病种诊疗走向以人为中心的整体健康管理提供新的理论依据和实践路径。
传统医学提供了种类繁多的治疗选择

穆罕默德·伊克巴尔·乔杜里 伊斯兰合作组织科学和技术合作常设委员会总协调人、巴基斯坦科学院院士
伊斯兰合作组织(OIC)由四大板块共57个成员国和5个观察员国组成。传统医学(TM)体系在伊斯兰合作组织地区历史悠久,在超过20亿居民的初级医疗保健中发挥着重要作用。
传统医学提供了种类繁多的治疗选择,在伊斯兰合作组织各成员国中,越来越多的民众将其用于疾病预防和健康促进,例如巴基斯坦的尤纳尼医学、伊朗的波斯医学,以及非洲和中南亚地区的各类草药疗法。在中国,维吾尔医的许多理念和实践也与尤纳尼医学体系相似。在土耳其、沙特阿拉伯、阿联酋、马来西亚、伊朗和印度尼西亚等国家,传统医学用于养生保健和延年益寿的趋势十分强劲。同样,传统医学正日益融入伊斯兰合作组织成员国的国家医疗体系之中,这也推动了相关领域教育、研究与开发的关注度不断提升。多年来,传统医学研究一直聚焦于循证验证、临床试验等。
伊斯兰合作组织成员国已建立起多个研发中心,包括(沙特阿拉伯)国家补充与替代医学中心、(阿联酋)莲花整体替代医学中心、(埃及)国家研究中心、(巴基斯坦)国际化学与生物科学中心,以及(伊朗)传统医学与本草研究中心等。这些机构正致力于传统、补充与替代医学领域的前沿研究。
以现代医学“通用语言”解析传统医学

宁光 中国工程院院士、上海交通大学医学院附属瑞金医院院长
糖尿病已成为一项重要的公共卫生问题——这不仅在中国,在全球范围内亦是如此。目前,我国糖尿病患病率已达12.4%,这已使其成为四大主要慢性病之一。为此,我们提出了糖尿病预防的三项关键建议:第一,在普通人群中建立健康或良好生活方式,以预防肥胖。第二,识别糖尿病相关风险因素,如肥胖及缺乏运动等。第三,也是最为重要的一点,制定糖尿病综合防控方案。这意味着防治工作不应仅聚焦于糖尿病本身的治疗,最终目标并非降低血糖,而是减轻对体内器官的损害。
若我们希望在不仅限于中医药、还包括其他国家医学的传统医学领域开展学术交流,则需寻求一种“通用语言”,使各方都能理解。我认为,现代医学可提供解决方案:若我们能运用系统生物学及分子生物学技术来解析传统医学,即可理解草药或动物药的作用机制;若对矿物药感兴趣,亦可运用上述现代医学技术探究这些药物的药理作用。
中药在糖尿病等代谢疾病中有重要的治疗意义。如何开发其作用和药用价值非常重要。如黄连素是从中药黄连中提取的有效成分,不仅可以降低胰岛素抵抗,而且可以降低炎症,更重要的是可以在改善肠道菌群中起重要作用,从而有明显改善糖尿病及其并发症的作用,并为国际指南推荐。葛根素则是在中药葛根中提取的有效成分,目前研究已发现它有很好的降脂减重、改善血糖代谢作用。研究证实,葛根素可作用在自主交感神经中枢的迷走神经背核的迷走神经元上的特异的受体,从而抑制迷走神经活性,导致空肠上段肠壁内皮细胞微绒毛长度缩短30%,进而减少油脂吸收,起到减重降糖作用。因此,积极开展中药及其有效成分研究,不仅对研究中药药理机制有重要意义,而且对由天然药物中开发代谢疾病治疗药物有重要意义。
人工智能赋能传统医药融合创新

刘良 中国工程院院士、澳门科技大学荣誉校长
传统医药凝聚着丰富的临床经验和药物资源,在整体观念、个体化诊疗和多靶点综合干预等方面具有独特优势,但在四诊信息客观化、辨证论治标准化、临床疗效评价及药物作用机制解析等方面仍面临诸多挑战。人工智能与现代生命科学、信息科学及自动化技术的深度融合,为推动传统医药科学研究与临床应用提供了新的方法和技术路径。
在临床诊疗方面,通过整合中医药理论知识、临床病例、多模态四诊信息及现代医学证据,构建中医药大模型与专科垂类模型,探索中医、西医与药学多智能体协同模式,推动疾病诊断、证候辨识及中西药物相互作用风险评估有机结合。依托横琴中医药大模型及病证结合数智诊疗系统,开展舌象图谱库建设、专科模型训练与多层次专家评价,探索传统医药临床经验的结构化表达、智能辅助决策及全流程健康管理。人工智能辅助诊疗应坚持医生主导,通过规范的临床研究持续评价其可靠性、安全性与实际应用价值。
在新药创制方面,针对传统医药成分复杂、活性评价与作用机制研究衔接不足等问题,构建融合智能化、数字化、工程化与自动化技术的中药新药创制平台,将标准化样本制备、化学成分分离、多层级活性评价、靶点检测与人工智能分析相结合,形成从研究线索发现到实验验证的闭环。以青风藤为例,通过自动化分离及相关研究,获得化学馏分及单体化合物共270种,为进一步开展活性筛选、成分鉴定和作用机制研究提供了基础,推动传统药物研究向数据驱动、智能分析与自动化实验协同的新模式转变。
人工智能赋能传统医药,关键在于推动传统知识可表征、临床决策可评价、药物作用机制可验证。未来,应坚持传统医药的理论特色与临床价值,以现代科学证据为支撑,加强多学科交叉融合、临床规范评价与国际合作,促进传统医药与现代医学优势互补,为传统医学创新发展和人类健康事业提供新的支撑。

















