中醫(yī)藥前沿技術(shù)在特種作戰(zhàn)醫(yī)學(xué)保障中的應(yīng)用

胡甜甜，王偉，田雅婷，張陣陣

傳統(tǒng)中醫(yī)藥在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中不斷積累發(fā)展，在軍隊(duì)衛(wèi)生防疫及戰(zhàn)傷救治等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。兩棲特種作戰(zhàn)部隊(duì)是我軍的新型作戰(zhàn)力量，在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中受到前所未有的高度重視。特戰(zhàn)隊(duì)員日常體能訓(xùn)練的高強(qiáng)度與高負(fù)荷，對(duì)其生理與心理產(chǎn)生較大影響，如何運(yùn)用傳統(tǒng)中醫(yī)藥提高特戰(zhàn)隊(duì)員的機(jī)體機(jī)能及其軍事作業(yè)能力，是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。筆者對(duì)現(xiàn)代醫(yī)藥領(lǐng)域前沿技術(shù)結(jié)合中醫(yī)藥在特種作戰(zhàn)軍事中的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，以期為提高特種作戰(zhàn)隊(duì)員的軍事作業(yè)能力以及醫(yī)學(xué)防護(hù)措施等研究提供一定參考。

1 納米技術(shù)及載藥納米微粒

納米技術(shù)（nanotechnoiogy）是在納米級(jí)水平研究物質(zhì)特性，載藥納米微粒是采用包裹、溶解的方式將活性成分置于微粒內(nèi)，或采用吸附的方式將活性成分置于微粒表面。根據(jù)中藥復(fù)方或單體化學(xué)性質(zhì)及靶向部位的特征，納米技術(shù)在載體和制備上均有突破，如聚合物納米粒載體技術(shù)、固體脂質(zhì)體納米粒載體技術(shù)、納米包合技術(shù)和固體分散技術(shù)等［1-2］。納米技術(shù)會(huì)帶來(lái)中藥的物理形態(tài)發(fā)生改變，使有效成分在給藥方式、釋放速度、生物利用度、代謝速度等方面表現(xiàn)出極大優(yōu)勢(shì)，不僅增強(qiáng)原有療效，也可能發(fā)現(xiàn)新的功效［3-7］。如中藥納米眼部傳遞系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn)，納米微粒能提高有效成分姜黃素與槲皮素的穩(wěn)定性，增加其生物利用度，且具緩釋作用［8］。

2 蛋白質(zhì)組技術(shù)

中藥在體內(nèi)發(fā)揮功效可由多途徑多靶點(diǎn)方式到達(dá)靶器官或組織，而藥物間彼此作用導(dǎo)致該器官或組織的某些蛋白質(zhì)豐度變化［9-10］。研究機(jī)體蛋白質(zhì)變化的技術(shù)稱為蛋白質(zhì)組技術(shù)，包括差異蛋白質(zhì)組技術(shù)、質(zhì)譜多反應(yīng)監(jiān)測(cè)（multiple reaction monitoring，MRM）聯(lián)合同位素標(biāo)記肽段技術(shù)以及化學(xué)蛋白質(zhì)組技術(shù)。

2.1 差異蛋白質(zhì)組技術(shù)差異蛋白質(zhì)組技術(shù)是先經(jīng)由蛋白質(zhì)組技術(shù)得到一批蛋白質(zhì)，該蛋白質(zhì)豐度在不同干預(yù)措施下發(fā)生了顯著變化，再經(jīng)藥理學(xué)及功能分析進(jìn)行具體的機(jī)制探索。在中藥配伍機(jī)制研究中，經(jīng)常使用差異蛋白質(zhì)組技術(shù)驗(yàn)證配伍藥比單方藥具有更好療效，常用技術(shù)有雙向凝膠電泳技術(shù)、熒光雙向差異凝膠電泳技術(shù)［11］及同位素標(biāo)記的相對(duì)/絕對(duì)定量技術(shù)［12］。雙向凝膠電泳技術(shù)是根據(jù)蛋白質(zhì)在電泳過程中的等電點(diǎn)與分子量大小不同將蛋白質(zhì)分開。熒光雙向差異凝膠電泳技術(shù)在雙向凝膠電泳技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，使用Cy2、Cy3、Cy5 熒光染料標(biāo)記不同組別蛋白，在同一凝膠上對(duì)該蛋白混合物進(jìn)行電泳、分離，再用激光掃描儀于相應(yīng)波長(zhǎng)下掃描，即可在一張凝膠中得到3 組蛋白圖譜。同位素標(biāo)記的相對(duì)/絕對(duì)定量技術(shù)是利用質(zhì)譜分析和同位素標(biāo)記的相對(duì)/絕對(duì)定量技術(shù)標(biāo)記相結(jié)合對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行定量，先將蛋白質(zhì)用酶消化成多肽片段，用同位素標(biāo)記的相對(duì)/絕對(duì)定量技術(shù)試劑對(duì)肽段進(jìn)行差異標(biāo)記后再進(jìn)行串聯(lián)質(zhì)譜分析。

2.2 MRM 聯(lián)合同位素標(biāo)記肽段技術(shù)MRM 聯(lián)合同位素標(biāo)記肽段技術(shù)可對(duì)特異性蛋白進(jìn)行高靈敏度、高準(zhǔn)確度定量分析［13］。常用的有絕對(duì)定量法、定量串聯(lián)體法、蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)物絕對(duì)定量法、細(xì)胞培養(yǎng)下的穩(wěn)定同位素標(biāo)記絕對(duì)定量法（abosolute SILAC）等［14-19］。絕對(duì)定量法法是將同位素標(biāo)記的肽段作為內(nèi)標(biāo)，進(jìn)行蛋白質(zhì)絕對(duì)定量，可用于蛋白質(zhì)及其修飾狀態(tài)的定量分析。定量串聯(lián)體法是將編碼肽段的DNA 序列串聯(lián)克隆到載體上，進(jìn)行重組，并將該表達(dá)菌株培養(yǎng)于含同位素標(biāo)記氨基酸的培養(yǎng)基中，可得到帶同位素標(biāo)記的定量串聯(lián)體蛋白，再對(duì)此蛋白進(jìn)行定量，將該已知含量的定量串聯(lián)體蛋白與該待測(cè)蛋白混合并酶切，再進(jìn)行質(zhì)譜分析，即可對(duì)目的蛋白絕對(duì)定量。蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)物絕對(duì)定量法是將重標(biāo)的精氨酸和賴氨酸加入提取物中反應(yīng)，合成重標(biāo)蛋白；abosolute SILAC 法是將目標(biāo)蛋白DNA 插入質(zhì)粒中并轉(zhuǎn)化大腸桿菌，在重標(biāo)缺陷培養(yǎng)基中培養(yǎng)，誘導(dǎo)表達(dá)重標(biāo)蛋白，再進(jìn)行質(zhì)譜分析可檢測(cè)重標(biāo)蛋白覆蓋的肽段。由于MRM 聯(lián)合同位素標(biāo)記肽段技術(shù)能準(zhǔn)確鑒別高同源性的CYP450 亞型并進(jìn)行定量，成為了研究中藥對(duì)肝細(xì)胞色素CYP450 酶作用機(jī)制的新手段［20-21］。

2.3 化學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)化學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)是利用化學(xué)小分子與細(xì)胞內(nèi)靶蛋白間的相互作用，使用具有生物活性的靶向探針研究蛋白質(zhì)組中特異性酶或蛋白。最常用的技術(shù)是將生物活性靶向探針與串聯(lián)質(zhì)譜分析相結(jié)合進(jìn)行蛋白質(zhì)分析，簡(jiǎn)稱ABPP 法。Yang F 等［22］將數(shù)據(jù)非依賴型的質(zhì)譜采集模式（data independent acquisition，DIA）與ABPP 技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)出DIA-ABPP 無(wú)標(biāo)定量方法。該方法DIA 根據(jù)質(zhì)荷比不同劃分若干采集窗口，并對(duì)每個(gè)窗口全部肽段進(jìn)行分析，信息采集無(wú)遺漏、無(wú)差異，蛋白質(zhì)定量重現(xiàn)性好、準(zhǔn)確度和覆蓋度高?；瘜W(xué)蛋白質(zhì)組技術(shù)可用于檢測(cè)中藥靶向性，從分子水平層面揭露靶蛋白與化學(xué)小分子（中藥）之間的相互作用，由此精確找到中藥與靶蛋白的結(jié)合部位或作用靶點(diǎn)。在中藥研究中，蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)將在藥靶研究上提供新的策略與方法。

3 高內(nèi)涵分析技術(shù)（high content analysis，HCA）

HCA 應(yīng)用熒光數(shù)碼影像系統(tǒng)在細(xì)胞水平上檢測(cè)指標(biāo)，是一種基于細(xì)胞表型和途徑分析的高效新藥篩選技術(shù)。根據(jù)HCA 軟件配置的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)不同的監(jiān)測(cè)需求［23］，比如靶標(biāo)蛋白空間位移、靶標(biāo)蛋白豐度、形態(tài)學(xué)、細(xì)胞凋亡、受體/配體顆粒形成、神經(jīng)生長(zhǎng)和微核形成等［24-25］。由于HCA 分析技術(shù)不僅具有高通量與多指標(biāo)、高靈敏度與多靶點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)，而且還克服了現(xiàn)有藥物篩選方法的局限性，因此在基于中藥的藥物研發(fā)、研究作用靶點(diǎn)及評(píng)價(jià)安全性等方面都得到了廣泛的應(yīng)用［26-28］。

4 細(xì)胞代謝組學(xué)技術(shù)

代謝組學(xué)是對(duì)生物或細(xì)胞中的小分子代謝產(chǎn)物進(jìn)行定性與定量分析。傳統(tǒng)整體代謝組學(xué)從體液層面闡述中藥作用機(jī)制，而細(xì)胞代謝組學(xué)從細(xì)胞層面研究中藥代謝網(wǎng)絡(luò)，從細(xì)胞水平上闡明藥效機(jī)制。目前細(xì)胞代謝組學(xué)已廣泛應(yīng)用于中藥抗炎癥等免疫機(jī)制的研究，王彥［29］在中藥單體抑制小膠細(xì)胞活化研究中發(fā)現(xiàn)，使用葛根素干預(yù)后，BV2 小膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)硫胺素、煙酰胺等小分子代謝物被誘導(dǎo)向活化型轉(zhuǎn)變，從代謝物層面上闡釋了葛根素提高BV2 小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)機(jī)體的抗炎癥作用。細(xì)胞代謝組學(xué)也能從細(xì)胞水平研究中藥毒性作用，如對(duì)馬錢子的腎毒性研究發(fā)現(xiàn)，馬錢子損傷細(xì)胞后，尿素和谷胱甘肽等代謝物的水平發(fā)生了明顯改變，而服用甘草后，該代謝物的水平回調(diào)，闡釋了甘草對(duì)馬錢子腎毒性損傷的保護(hù)作用機(jī)制［30］。

5 中藥組學(xué)前沿技術(shù)

以本草基因組學(xué)（herbgenomics）為代表的中藥組學(xué)前沿技術(shù)為中藥新品種選育、中藥材鑒定研究提供了新方法。宋經(jīng)元等［31］提出“本草基因組學(xué)”，將基因組學(xué)與多種組學(xué)技術(shù)相結(jié)合，以中藥遺傳信息為主要研究?jī)?nèi)容，研究中藥的物種體系、選種育種、基因鑒定、合成生物學(xué)、培育優(yōu)良品種與代謝途徑等，并創(chuàng)建了第一個(gè)中草藥DNA 條形碼鑒定體系，用于中草藥的物種鑒定，目前DNA 條形碼鑒定已被納入2015版《中國(guó)藥典》中?，F(xiàn)階段，DNA 條形碼鑒定已應(yīng)用于中成藥鑒定中，如鑒定當(dāng)歸成藥時(shí)，開發(fā)出當(dāng)歸分子身份證（1 段37 bp），非當(dāng)歸不具備該分子身份證。DNA 條形碼技術(shù)開啟了中藥材的物種鑒定之路［32-35］。

中草藥DNA 條形碼物種鑒定體系已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外研究的亮點(diǎn)。在得到中草藥基因組的條件下，可通過基因組遺傳信息來(lái)篩選中草藥品種，利用合成生物學(xué)來(lái)制備重要中藥新藥原料或天然藥物，開發(fā)分子標(biāo)記用于鑒別偽中藥材，建立中草藥基因信息數(shù)據(jù)庫(kù)，通過該數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)一步研究中藥在人體內(nèi)的代謝與藥效關(guān)系等。

6 人工智能與中醫(yī)藥機(jī)器人

當(dāng)前，借助于智能感知、互聯(lián)網(wǎng)、云存儲(chǔ)等新技術(shù)，中醫(yī)藥典籍及中醫(yī)藥知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)已成為可能，基于深度學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)發(fā)掘技術(shù)所形成的中醫(yī)藥類大數(shù)據(jù)將為中醫(yī)藥智能化提供豐富的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)。目前，人工智能與中醫(yī)藥機(jī)器人在中醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用已取得了一定的進(jìn)展，體現(xiàn)在輔助中醫(yī)診斷［36］、中醫(yī)藥健康管理［37］、中藥識(shí)別［38］等方面。由中科院中醫(yī)藥信息研究所主導(dǎo)研發(fā)的中醫(yī)智能機(jī)器人能模擬醫(yī)生采集患者癥狀、智能問癥、推薦處方；北京經(jīng)開自主研發(fā)的中醫(yī)經(jīng)絡(luò)調(diào)理機(jī)器人，能夠識(shí)別人體全身經(jīng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)中醫(yī)手法的數(shù)字化和標(biāo)準(zhǔn)化。中醫(yī)藥研究需要大量的試驗(yàn)和海量的數(shù)據(jù)分析，而人工操作帶來(lái)的試驗(yàn)結(jié)果不穩(wěn)定性是中醫(yī)藥研發(fā)的巨大隱形成本。深圳藥檢院聯(lián)合中國(guó)食品藥品檢定研究院研發(fā)的“中藥智能檢驗(yàn)機(jī)器人”，能實(shí)現(xiàn)中藥檢驗(yàn)定量分析提取流水線操作。未來(lái)，利用人工智能技術(shù)分析明確療效的古方中的有效成分，減少研發(fā)時(shí)間，更有效率地明確中藥有效成分，進(jìn)而開發(fā)新藥。由中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心與鎂伽機(jī)器人科技有限公司共建的“中醫(yī)藥機(jī)器人智能實(shí)驗(yàn)室”，將極大助推人工智能在中醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用。

7 討論

特種作戰(zhàn)部隊(duì)作為我軍兩棲作戰(zhàn)的重要力量，在未來(lái)海戰(zhàn)中的作用越發(fā)重要。作戰(zhàn)環(huán)境錯(cuò)綜復(fù)雜，涵蓋亞熱帶、熱帶等區(qū)域，囊括了海上與水下、搶灘登陸與島礁奪控、空中突擊與垂直投送等多種作戰(zhàn)模式，創(chuàng)傷率極高，特種作戰(zhàn)隊(duì)員暴露于各種慢性和急性的應(yīng)激中，包括環(huán)境因素（空氣、極端氣候等）、任務(wù)需求（睡眠限制、疲勞、損傷威脅等）［39］，且軍事訓(xùn)練強(qiáng)度及損傷風(fēng)險(xiǎn)、心理承受壓力大，遠(yuǎn)高于常規(guī)部隊(duì)。在特種醫(yī)學(xué)中，中醫(yī)藥為保障部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力發(fā)揮了重要作用，如訓(xùn)練傷病藥物云南白藥、熱射病防治藥物十滴水、急性上呼吸道感染預(yù)防藥物復(fù)方一枝蒿等。然而，隨著現(xiàn)代中醫(yī)藥前沿技術(shù)的發(fā)展，以軍事需求為牽引，瞄準(zhǔn)國(guó)內(nèi)外前沿技術(shù)，深入開展中醫(yī)藥制劑研發(fā)，提高官兵的醫(yī)療保健水平，增強(qiáng)機(jī)體效能，提高和維持軍事人員單兵執(zhí)行基本任務(wù)能力，推動(dòng)特戰(zhàn)隊(duì)員整體適應(yīng)能力，以應(yīng)對(duì)平戰(zhàn)時(shí)軍事需求，是當(dāng)下及未來(lái)軍事醫(yī)藥研發(fā)的重中之重。

在未來(lái)軍事醫(yī)學(xué)中，將納米技術(shù)及載藥納米微粒、蛋白質(zhì)組技術(shù)、HCA 技術(shù)、細(xì)胞代謝組學(xué)技術(shù)、中藥組學(xué)前沿技術(shù)、人工智能等前沿技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)中藥領(lǐng)域，如納米藥物：抗感染藥物小檗堿納米微粒［40］、多糖納米藥物［41-42］；通過尿液代謝組學(xué)研究大川芎方多組分中藥制劑對(duì)急性偏頭痛大鼠模型的作用［43］；應(yīng)用本草基因組學(xué)破譯人參、靈芝等全基因組圖［44-45］；中醫(yī)藥智能機(jī)器人［46-47］等，將這些技術(shù)融合到特種醫(yī)藥中，開發(fā)新型效能增強(qiáng)藥物或康復(fù)治療方案，提高特種作戰(zhàn)隊(duì)員的身體機(jī)能和生理心理素質(zhì)，能夠推動(dòng)特種作戰(zhàn)部隊(duì)軍事作戰(zhàn)能力及抗損傷能力的發(fā)展。

在當(dāng)前特種作戰(zhàn)軍事醫(yī)學(xué)研究中，將中醫(yī)藥前沿技術(shù)應(yīng)用于特種作戰(zhàn)醫(yī)學(xué)中，研究影響作戰(zhàn)隊(duì)員身體健康及軍事作業(yè)能力的各種因素，有針對(duì)性地對(duì)這些因素采取預(yù)防措施，特種作戰(zhàn)醫(yī)學(xué)既要繼承和發(fā)揚(yáng)傳統(tǒng)中醫(yī)藥的優(yōu)勢(shì)與特色，又要根據(jù)軍事醫(yī)學(xué)保障需求，充分利用現(xiàn)代科技手段，對(duì)前人積累的高效且適宜特種作戰(zhàn)隊(duì)員使用的中藥單方、復(fù)方及有效成分（部位）進(jìn)行深入篩選和提煉，以保護(hù)軍人身心健康和提高軍事作業(yè)能力為目標(biāo)，從提高作戰(zhàn)隊(duì)員體能、智力及情景感知力等方面著手，開展創(chuàng)新性研究，側(cè)重研制療效好、體積小、易攜帶、無(wú)不良反應(yīng)且質(zhì)量?jī)?yōu)的現(xiàn)代中藥制劑。通過此類中藥制劑在特種作戰(zhàn)部隊(duì)中推廣應(yīng)用，對(duì)提高作戰(zhàn)隊(duì)員免疫力和應(yīng)激適應(yīng)力，增強(qiáng)體質(zhì)與體能、提高部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力具有重要軍事意義。