系统生物学范式:中西医结合路径探讨_系统生物学论文

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中图分类号:R2-03文献标识码:A文章编号:1003-5680(2009)01-0037-06

现代医学界,中西医结合问题一直是焦点。诸多学者提出要实现中西医结合,相互补充、取长补短、融会贯通,但是如何做到却是一直没有解决的难题。医学是研究人体这个生命体的学问,在生物医学模式下,生物学的发展一直是作为医学发展的基础存在的。科学发展史上,每一次生物学革命都带来了医学的重大变革。人类进入21世纪,生物学中一门新兴交叉学科——系统生物学蓬勃兴起。作为西方科学体系下发展起来的系统生物学必将促进西方医学的发展;同时,它的思想又与中医学思想具有相通性,基本哲学理念具有一致性。该学科为中西医结合提供了理论基础,使之从理论走向现实成为可能,也为中医药学的发展提供了历史契机。本文主要是以系统生物学的思想和理论为基础,结合系统科学的发展,对中西医学结合的可能路径进行深入探讨。

中西医学理念及实践的差异

中西医学是在东西方不同文化背景,不同哲学理念以及不同自然科学基础上发展起来的具有较大差异的医学体系。在当今全球化浪潮下,无论中西医,实现现代化、国际化都是一条必经之路,中西医结合必将成为其中的重要组成部分。对中西医基本理念及实践差异的认识是中西医结合的前提,也是实现中西医优势互补、系统整合的基础。

中医理论体系的主要特点是“整体观念”和“辨证论治”。[1]中医是“将人体看作气血循环系统,并基于这种系统的整体性、分形性和信息性的医学”[2]。作为中医学理论基础的阴阳学说、五行学说、运气学说、脏象学说、经络学说等[3]前沿3无不体现着整体论的思想。中医学“在方法论上注重从阴阳的对立统一中,从整体联系和相互制约中考察事物,即运用了矛盾分析和整体研究的方法。……中医学的整体观突出体现为天人相应的思想。把人与自然看成是一个密切联系的整体,认为‘人以天地之生气,四时之法成’”[4]757。中医学基础理论的特征可以总结为三个方面:人的整体观、以阴阳五行学说为哲理和医理指导的学说以及外内相应的脏象学说。[4]758中医学具体实践的核心是辨证论治,“辨证和论治是诊治疾病过程中相互联系、不可分割的两个方面,是理法方药在临床上的具体运用”[3]24,辨证论治突出体现着中医理论的联系观和整体观。

现代西方医学的基本理念是建立在笛卡尔、牛顿开创的分析还原论哲学基础之上的。“西方医学的成功,是分析方法和分析手段的胜利。”[5]同时现代西方医学又是建立在现代生物学基础之上,属于生物医学模式,这种模式成为了现代医学的核心。[4]662在生物学界,正在引领生物学发展的分子生物学,是建立在分析还原论理念下对生物体微观认识的一门学科,它已经“渗入了作为医学基础的所有传统学科。……医学科学的新进展要得益于……分子生物学”。[4]657这种医学模式取得了巨大成功,但是也使人误以为“每种疾病都可以在器官、细胞和生物大分子上找到特定的形态结构和生物代谢的变化,并可以确定出生物的合理化的特定病因,找到特异性的治疗手段。”[4]661由于人体是一个复杂的生命有机体,这种医学模式必将存有“只见树木,不见森林”的局限。“现代医学的发展,已经打破而且必定还要进一步打破过去那种机械的思想方法。”[4]581

中医的优势在于“把机体看作一个整体,从人体这一大系统出发,强调机体的总体平衡”[6],在整体上把握机体的生命特征。但是,中医学对疾病的治疗缺乏必要的对人体微观的认识,主要是把人体当作一个黑箱进行认识,必将影响疾病的治疗,这可能是它的致命缺陷。纵观中医学发展史,虽然“后世医家对中医学的基础理论体系和辨证施治体系不断有所丰富、革新和发展,但始终没有体系性和根本性的突破”[4]758,这必将使中医学理论体系具有历史局限,此乃“当代中医学面临的一个艰巨任务”[4]760。

西医已经成为世界医学的主流,它的合理性和现实功用十分明显,不再阐述。但是西医治疗疾病直接针对复杂生命体的某个部分,西药直接作用于某一靶点,很多重大疾病的靶点是DNA的某一段重要基因,这种对部分的刺激和作用经常会破坏生命系统的整体性,而整体性是生命系统存在的首要前提。生命体是一个复杂巨系统,是由各个部分及其关系组成的复杂网络,对复杂网络的任何“顶点”及“边”的“攻击”都可能威胁到系统的稳定性、抵抗力和恢复力,这些是系统健康的重要标志,因此必将直接威胁生命系统健康。

综上看出,中西医学都具有自身独特的优势,同时又存在一定局限,相互借鉴、取长补短可能是最佳选择,但形势不容乐观。陈竺院士认为“中医强调的是整体论,西医则强调还原论,所以多年来许多学者认为两者格格不入”[6];李福利认为“中西医理论几乎是水火不相容的两个理论体系”[5];李曙华教授从中西医的哲学基础角度提出二者互斥互补、不可通约[2];张继勇等也提出“中医学与现代科学面临着传统文化与现代科学的冲突,而使这样两种不同哲学背景的科学达到共容就像是将一门科学的语言翻译为另一门科学的语言,将是一件困难的事情,常常由于‘没有共同语言’而举步维艰。”[7]总之,中西医的不可通约直接阻碍中西医结合。要实现二者结合必须首先找到一个结合点,它必须能成为中西医学的基础或是成为中西医学的基本指导思想。人类进入21世纪,在生命科学领域,以基因组学为基础发展起来的新兴学科——系统生物学,有望承担此历史使命。

二 系统生物学:中西医学结合之可能

上世纪末,系统生物学的出现引起了生物学界和医学界的高度重视,[8]很快成为了一个时髦话语,迅速出现在很多不同领域。[9]系统生物学在基本理论和哲学基础方面,对以分子生物学为首的传统生物学形成了巨大冲击,诸多思想也很快被应用到生物学及其相关的不同领域,即将引起一场生物学领域范式的转换。[10]相关学科中,最先引起了以生物学为基础的现代医学的巨大变革,哲学基石、理论根基、具体实践等都将发生重大转变。传统生物学时代,由于中西医学本质的差异,二者被认为是不可通约、没有共同语言,但是随着系统生物学的发展,状况出现了根本改变。沈自尹院士认为“中医学缺乏还原论的分析方法,而现代医学缺乏整体论的观点和思维。如此,在系统生物学的前提下,中、西医各自寻找所需,中西医的结合有了可能。”[11]陈竺院士也提出“到了系统生物学时代,它们找到了共同语言”。[6]

系统生物学是在分子生物学和系统科学基础上发展起来的,[12]产生之后在科学界引起巨大震动,美国Science等杂志相继刊出多篇学术论文探讨系统生物学及其应用现状和前景,生命医学问题是其重要组成部分。中国学界对此也非常重视。本世纪初,“上海系统生物医学研究中心”、上海交通大学“系统生物医学研究院”、上海中医药大学“中医方证与系统生物学研究中心”等机构相继成立,2006年第一届“系统生物医学上海论坛”研讨会举办,这种重视必将推动系统生物学理论在医学领域的广泛应用。

第一个把系统思想应用于生物学的是上世纪中叶控制论专家维纳,他通过对动物和机器的控制和通讯的研究提出了系统科学的重要理论——“控制论”。[13]系统生物学的研究对象一般是生物系统的构成及其动态行为,[10]它是以分子构成要素为基础,对复杂的生物组织和过程的行为状态进行研究的一门学问,[14]是寻求对生物现象进行解释,这种解释不是以基因对基因层次为基础,而是通过一个细胞或有机体中的所有细胞的和生物化学的组成之间形成的网络式的相互作用,认识生物现象,它可以被描述为“综合生物学”、“预言生物学”。[15]系统生物学思想可分为两部分:一种称之为实用系统生物学,重点强调大尺度的分子相互作用;另一种称之为系统的理论生物学,重点强调系统原理。[16]建立在系统生物学理论之上的系统生物学方法是对分子生物学方法的超越,是微观层次和宏观层次相结合的认识方法。[12]系统生物学为学界提供了一种看待生物系统的更加宽广的、完整的视角。[17]对于一门处于起步阶段、发展中的学科,给它下一个准确的、公认的定义的确比较困难,[15]笔者只是对之进行总体性的描述:系统生物学是一门以复杂的生命系统为研究对象,以整体论的思想为哲学宗旨,以系统科学的理论和方法为指导,建立在西方传统分子生物学基础上的生物学前沿学科。

当前,系统生物学理论应用的重要领域即医学,被认为是一种理解和治疗疾病的新方法。[17]Kitano提出,分子生物学虽然已经取得了巨大成就,但是对解释生物系统是不够的。为了理解复杂生物系统需要对实验和计算研究进行整合,换句话说需要一种系统生物学方法。他认为系统生物学将会促进医学、药物发现和工程方面的创新,在医学实践中的应用将成为医学的未来。[18]系统生物学的提出者Hood院士认为系统生物学方法将对生物学和医学的发展起到巨大推动作用,将促进新技术和强有力的计算工具的发展以及他们在生物医学方面的综合应用。[19]系统生物学及在此基础上发展起来的预测、预防和个性化医学将主宰21世纪生物学和医学。[20]2003年9月,美国哈佛大学医学院开设了20年来新增的第一个研究组——系统生物学研究室,显示了系统生物学在医学和生物学领域中的重要地位。[21]同时,由于系统生物学的基本理念与中医学的基本理念系统论、整体论的思想相契合,在中医学界也同样引起极大重视。陈竺院士把系统生物学称之为“21世纪医学和生物学发展的核心驱动力”[6];系统生物学方法将“有助于诠释中医理论的科学依据……有助于揭示中医证候的科学内涵……有助于开展中药现代化研究”[22];蒋功成博士称系统生物医学是“系统生物学与中国传统中医学的契合”[23];李梢博士直接把中医学称之为“传统的系统生物医学”。系统生物学引起的中西医学界的共鸣,为困扰学界多年的中西医结合提供了一条可能路径。“中医和现代医学在系统生物学基础上进行整合将为医学的发展带来革命性的变化。”[6]刘昌孝院士专门对系统生物学与中医药现代化进行了研究,认为“中医药与系统生物学是一完美的整体观的匹配”。[25]在医学实践方面,在国际医学界较早提出“系统医学”概念的陈竺院士应用系统生物学的思想和理论对白血病进行了深入研究,得出了很多有价值的成果。

通过以上阐述,可以得出:系统生物学已经为中西医学的结合打开大门。

三 系统生物医学:中西医学贯通之桥梁

系统生物学的理论和方法在医学领域的广泛应用形成了系统生物医学。由于其具有的系统论、整体论特征使中西医结合成为可能。系统生物学在基本理念和方法方面都可以成为中西医学贯通之桥梁。

要成为中西医学贯通之桥梁必须具有二者都能接受的载体,系统生物医学具备这样的特征。在西方科学界,系统生物医学是系统生物学与西方医学相结合的产物,已经成为了现代西方医学的重要组成部分。作为系统生物医学基础理论的系统生物学的基本理念和方法与中医学的基本理念和方法具有内在一致性,这使中医学寻找系统生物学层次现代科学的理论依据成为可能。当代医学界,中西医都主要是生物医学模式,实现中西医结合,必须对中医学体系之生物学本质及规律进行深入认识。[26]中医的思想和精髓可能不是系统生物学所完全表征,但却可以成为一个桥梁。当中医的理论与实践成果得到系统生物学解释之时,中医学将引起医学界的重视,对中医的国际化及其发展大有益处。

系统生物医学与中医学的基本理念具有内在一致性:前者是把生命体当作一个整体进行研究,现代生物学的最终目标是获得对生命基本的、全面的和系统的理解,[27]系统生物学能看到生物系统中所有部分的整体[19],系统生物学家看到的是一幅更大的更加整体化的图景,还原论的方法已经过时[28];后者中医学“不是将人比作机器,而是将人体看作一个气血循环系统”[2],“以整体观、辨证论治、方剂干预为鲜明特色,以复杂的生命系统为对象,本质上具有系统科学的思想。”[24]在方法论层次二者也具有一致性:系统科学方法是系统生物学和系统生物医学的重要方法。Kitano提出,系统生物学方法试图把生物系统看作系统来解释[18],Hood认为系统方法将主导21世纪生物学[20];中医学方面,“只有在系统层面上研究传统中医药,才能更为合理地使之得到继承、阐释与发扬”[24],由于中医学的整体论特征,研究系统整体的系统科学方法必将成为中医学的基本理论方法。总之,系统科学将为中西医结合开辟广阔前景。[29]

在具体医学实践中,如何以系统生物学为基础,践行中西医结合的医学发展道路还有待深入研究。当前医学界,西医是主流,中医相对边缘,笔者认为,在这种情况下实现中西医结合重要的是使传统中医学与现代国际医学接轨,得到国际医学界的普遍认可。中医学界面对系统生物学带来的历史契机,深入挖掘中医学的系统论特征,依靠中医学内在的整体论优势,取得西方医学界认可的具体医学成就是当务之急。

为了实现中医学的现代化、实现中西医结合,笔者认为中医学界需要在两个方面进行深入研究:一是在系统生物学理论和方法的视域下重新审视中医学的理论根基,寻求内在的一致性,促进中医学的发展。“虽然系统生物学还处于发展初期,但是在科学和实践当中潜力都非常巨大。”[30]当然,由于系统生物学产生时间很短,发展尚未完善,基本理论还面临诸多挑战,[19]因此要以发展的、辩证的视角看待和应用系统生物学。二是以系统科学为基础,在发展系统生物学基础上,深入挖掘中医学系统科学的思想和理论内涵,在系统科学的诸多具体理论和方法的推动下发展中医学。“二十世纪下半叶兴起的系统论、自组织理论和非线性科学(即系统科学),为中医理论的现代重建开启了新的历史契机。”[2]中医学从根本上说是一门系统医学、整体医学,必须应用系统科学的理论和方法进行研究,这也是中医学的优势所在。从系统科学发展初期的一般系统论、信息论和控制论到耗散结构理论、协同学和突变论,以及代表系统科学前沿的超循环、混沌和分形等理论都有助于更加深入的认识生命体。并以此为基础,对生命体进行系统控制和管理,使之保持或恢复健康状态。

系统生物医学已经使中西医结合成为可能,但从可能变为现实,尚需医学界,特别是中医学界结合系统生物学和系统科学进行深入研究。

四 系统生物医学的前景与局限

系统生物医学在研究人体这一生命复杂巨系统时具有得天独厚的优势。它建立在系统生物学基础上,既利用了西方科学分析、还原论传统的合理之处,又融合了系统生物学、中医学整体论的基本理念。某种程度上,系统生物医学是对传统西医学和中医学的超越。人体是一个复杂的生命系统,当它出现病症时,必须首先从整体出发把握其本质,只从局部出发的思路,在治疗局部之时,对整体或其他部分可能构成巨大伤害。生命体的任何一个部分对其健康都至关重要,任何一点问题都有可能破坏系统稳定性,甚至引起“蝴蝶效应”,导致生命系统迅速崩溃。这一点是中医学优势所在,中医学对疾病的治疗不是“对症下药”,而是通过对生命体进行整体性调节,最后达到治愈疾病的效果,比如中医针灸对高血压、低血压病人的治疗即是一例证。从整体出发对病人的诊断和治疗同样需要对系统的部分及部分之间的关系进行深入认识,西医学还原论、分析方法的优势在此得以体现。当前系统生物学基础上的西方医学和中国学者较早提出来的系统(生物)医学都是在这样的思维框架下向前发展的,当然,由于思维模式和科学基础的差异,发展方式和状况必然会有所不同。Hornberg等人提出从系统生物学视角对癌症的病因、病理进行研究,可能得出更加合理的回答[31];吴阶平院士认为这种理念对于治疗“一些原因不明的全身性疾病”[32]可能有更好的效果;部分学者更是把这种医学模式称之为范式的转换[10,20],这种转换将使医学成为“预测、预防和个性化医学”,[20]“未来10-20年,医学将向预测和预防模式转变。”[33]这种医学模式与中医学理念之一的“治未病之病”有某种契合,中医学者可以发挥自身优势,进而推动中西医学的结合。

系统生物医学虽然应用前景广阔,但当前的发展还存在一定局限。第一,系统生物学之哲学根基存在“构成论”局限,有待于向“生成整体论”的系统生物学发展。作为系统生物医学之基础的系统生物学是从分析、还原论传统的现代科学基础上发展起来的,虽然也强调系统、整体,但是还处于构成整体论阶段,或者说,处于贝塔朗菲的“一般系统论”时代,与生命体存在的本真状态存在一定偏差。构成论整体观存在明显缺陷,没有把生命体当作一个生长的整体看待。必须把系统科学的前沿理论——非线性科学,如混沌、分形等理论与方法应用于生物学,形成一门“系统科学范式”下的生物学,更好地揭示生命体的存在状态和特征,这种理论必将进一步推动医学理论的发展。学者研究发现,中医学的基本思想不仅是“一般系统论”的,即“构成整体论”的,而且有着深刻的“生成整体论”特征。中医将人体看作气血循环系统,是建立在生成整体论的哲学理念基础之上的。[2]充分挖掘中医学的合理思想必将为克服现代西方医学构成论局限找到出路,也将进一步促进中西医结合的发展。

第二,系统生物医学之生物医学模式的局限有待打破。当前无论中西医学都主要是生物医学模式下的医学形态,人体是融社会、心理、生理于一体的复合生命体,只孤立考察生理方面,必将影响和阻碍对人体系统的深入认识。比如心理方面,中外医学史上都不乏通过心理疗法治愈疾病的例子,但是心理医学还明显处于主流医学的边缘。“医学不仅是应用生物学的一个分支,也包容了心理学、社会学、人类学和经济学等其他许多方面。……医学是一个独特的‘异质综合体’”[4]657。美国精神病学和医学教授Engel早在1977年就提出“需要一种新的医学模式”,他认为“当前疾病的主流模式是生物医学的,在该体系中没有为疾病的社会、心理和行为维度留下空间。”他提出了“生物-心理-社会医学模式”的蓝图。[34]古代诸多地方医学都具有复合医学模式的特征,但是在西方科学界,随着现代生物学的迅猛发展,生物医学模式迅速成为主流;在相对封闭的中医学发展史上,复合医学模式却一直有着重要地位。进行深入的复合医学模式的分析和探讨将成为医学领域的一场“范式”转换,当前也许只是处于“反常”阶段。中医学的诸多思想以及系统科学将在此发挥重要作用,将为中西医的进一步融合提供广阔前景。

结语:中医学的抉择与未来医学

当前,国外医学界开始关注中医学,但是不可否认,在医学界,中医学还是“弱势群体”。弱势医学要想得到“主流”医学界的认可,必须放下高贵的尊严,在发展自身医学的同时寻求能够被主流医学接受、实现结合的结合点。重要的是要做出主流医学界认可、同时又无法做出的具体医学成就,使其认识到中医学的优越性。只有得到国际医学界认可,即具有“合法”地位,中医学者才有机会在国际医学界的舞台上宣讲中医学的理论和实践方略。西医已经国际化,中医同样需要国际化,进而利用国际上各种人力物力资源。作为中国传统精髓之一的中医学绝不能成为下一个“闭关锁国”。当前,中医学界已经认识到系统生物学的理论和方法对中医学的发展具有重要意义,切不可坐等西方医学的发展,做事后诸葛。中国传统文化当中有诸多科学思想,很多哲学家和科学家通过对它的研究得出了诸多西方科学界已经得出的理论见解,但是这时几乎已经失去意义。既然中医学有着深厚的系统医学基础,那么如果再结合西方医学前沿的理论成果进行深入研究,一定能在西方医学界之前得出一些重大的理论和实践成就。到那时就不需要再去讨论废医以及中医地位问题了。

未来的医学形态也许并无中西医学之分,只有一门医学——系统生物医学或复合模式下的系统医学。这门医学是对传统中西医学的继承和发展,既吸收了西医中还原论传统下对生命体微观层次研究的具体成果,又吸收了中医生成整体论视角研究的精髓,同时又应用了现代系统科学的理论和方法,形成的一门具有牢固哲学根基和现代科学理论支撑的现代医学。

在系统生物学提供的历史契机面前,走好中西医结合之路可能直接关系中医学的未来。

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