李梢出生于中醫世家，父親是首屆“國醫大師”李濟仁，母親張舜華是國家級非遺傳承人。他從小就跟父母采草藥、讀醫書、背湯頭，接受了傳統的中醫教育，本科就讀于北京中醫藥大學，然后回來跟隨父母抄方，在皖南醫學院碩士畢業后考回北京中醫藥大學，師從王永炎院士攻讀博士研究生。博士畢業后來到清華大學自動化系工作至今。今年7月13日，英國皇家化學學會發來賀信，祝賀李梢入選英國皇家化學學會會士。

中醫藥治病的原理是什么？怎么用現代科學手段進行驗證？為了“說清楚、講明白”中醫藥的科學原理，清華大學北京市中醫藥交叉研究所所長李梢教授潛心研究20余年，深入探索中醫藥復雜系統的奧秘，首次提出符合中醫藥整體特色的“生物網絡、網絡靶標”理論，開辟了中醫藥網絡藥理學方向。

做一名探路者可能比做醫生更有意義

“學醫過程中經常有人問我，什么是上火、清熱？中醫藥治病的道理究竟是什么？中醫強調‘治未病’，為什么腫瘤等病發現時就已經到晚期了？中醫能否更好地治病？”李梢說，在求學過程中，這些問題一直縈繞在他的腦海，但是回答這些問題并不容易。

幾千年來，中醫通過望聞問切、中藥方劑等手段診治疾病，以整體觀念和辨證論治為指導，但是患者體內具體究竟發生了什么，中醫未能給出符合現代科學的闡釋。李梢指出，現代醫學生命科學經常采用的是還原論，即在局部研究得很深入，但對于患者整體規律的理解還不夠。將一個整體拆成一個個零件相對容易，而將一個個零件重新組合成一個整體，尤其是組合成人體這么復雜的生物系統，則要困難得多。因此，探究中醫治病的原理，難以直接套用現成的方法。

“怎樣找到新方法？這是個艱巨的任務，探索很可能失敗，但總得有人去嘗試，因為中醫藥需要進行現代化轉型發展。”李梢說，“對我來說，做一名探路者可能比做醫生更有意義。”

正是抱著這種想法，1999年，在北京中醫藥大學讀博士二年級時，李梢提出了中醫藥和生物分子網絡相關的假說——中醫藥不是和單個生物分子有關，而是和生物分子相互作用的網絡、網絡的動態變化有關，這個網絡有可能表征中醫藥的整體。當時恰逢人類基因組計劃、生物信息學興起，自動化系“三論一智”（“三論”指信息論、系統論、控制論，“一智”指人工智能）的學科特點和中醫藥整體觀、系統觀的思維很契合。

在清華大學生物信息學專家李衍達院士的支持下，2001年，李梢進入清華大學自動化系，開始了“生物信息學與中醫藥現代化”的大跨度交叉學科研究，開啟了一段20多年中醫藥現代化探索之旅。

取宏觀之象、比微觀之類，力求守正創新

中醫藥、自動化的學科跨度很大，如何既守住中醫藥的底蘊，又把握住信息科學的原理，實現守正創新？

李梢介紹，打開中醫藥的運作機制謎題面臨三道難關：如果不深入到機體內部，說不清傳統的中醫理論和現代基因、蛋白、細胞等微觀因素存在的關系，那就難以揭示中醫藥的科學內涵；如果只采用目前醫學常用的單因素還原分析方法，則容易丟掉中醫寶貴的整體特色，難以“守正”；傳統中醫藥積累了豐富的經驗，但在微觀層次的數據積累較為薄弱，如何從微觀和系統角度闡釋中醫藥的“整體”特色，這對信息科學也提出了挑戰。

面對這些難題，李梢熬白了頭。經過反復思考，他提出了一個大膽的想法——能不能把中醫的整體思維用于微觀的生物層次，相當于在人體“黑箱”里建立一個導航系統，進而全面計算出中西醫藥與生物分子的關聯，用于支撐中醫藥的創新發展？

經過多年的探索，李梢和他的團隊建立了中西醫藥分子網絡導航系統——UNIQ系統（基于網絡靶標的藥物網絡藥理學智能和定量分析方法與系統）。“UNIQ系統借鑒了中醫整體觀的‘取象比類’思想，這種思想在《黃帝內經》中就有廣泛運用。”李梢介紹，通過“取宏觀之象、比微觀之類”，從全局上看，人類表型網絡（人類疾病，包括中醫證候的臨床表現）、生物分子網絡（生物體內部的基因、蛋白之間）、中西藥物網絡之間存在著一種“宏微觀模塊化關聯”關系。例如，臨床表型越相似，相關的基因和基因產物在網絡上越聚集。基于這一規律，李梢帶領團隊研制了中西醫表型、生物分子網絡、中西藥物的“關系推斷”算法，實現同時期國際最高精度的致病基因、藥物靶標預測，通過計算，系統解析了疾病機制和藥物作用的關聯，在生物分子網絡上實現了疾病和藥物內在關系的定位和導航。

“目前，我們已經把中西醫表型—細胞—分子—中西藥物之間的關系都進行了全局性的預測，算法還在不斷發展完善。”李梢說，這些算法的研制，既使得中醫藥思維能在微觀層次發現規律，又使得現代醫學生命科學積累的大數據能為中醫藥所用，從一個全新的角度闡釋中醫藥科學原理，為大數據和人工智能時代中醫藥的傳承發展提供了新支撐。

胃癌“治未病”系統發現胃癌“極早期”

UNIQ系統建立后取得了哪些新發現？

“借助于UNIQ系統，我們以中醫‘寒、熱’診療概念為切入點，構建出中醫‘寒證’‘熱證’的生物分子網絡，初步揭示了中醫寒熱證與代謝—免疫失衡相關的生物學基礎，還發現了寒熱相關疾病發生發展的機制和清熱、散寒藥物的作用機理。”李梢說，通過融合宏微觀信息，UNIQ系統幫助實現了中醫藥精準研發的關鍵技術突破，以UNIQ系統為核心的系列專利技術還在30余個中藥、標志物的研發中轉化實施。尤其值得一提的是，團隊利用UNIQ系統研發了胃癌“智能早篩—極早診斷—精準早治”三位一體的中西醫精準診療系統。

中國胃癌發病率占全球的44%，長期以來胃癌早診率低于10%，成為危害人民生命健康的一個現實難題。中醫強調“治未病”，《黃帝內經》也提出“脾胃之間，寒溫不次……大聚乃起”。受中醫經典理論啟發，李梢認為在胃癌發生之前會有一個更早的、能夠預警癌變發生的階段，找出這個階段的特征、提前阻斷，有可能實現胃癌“治未病”。

利用UNIQ系統，結合大規模臨床病例的采集和檢測，李梢帶領團隊發現了胃癌“極早期”這一全新的階段，中醫上主要表現為本虛標實、寒熱失衡。從中醫典型病例中還發現寒、熱舌苔菌群等新型標志物，尤其是首次構建了胃炎癌轉化的單細胞網絡，發現了與胃早癌細胞高度接近的胃癌極早期細胞。經2700余例胃炎癌轉化序貫病例樣本驗證，發現該標志物能夠使得胃癌發生的預判提前10個月，準確率達85%。探測出的胃癌極早期細胞如果處于萌芽期，進行中藥干預就可能延緩甚至阻斷其癌變，有望為解決我國胃癌早診率低的難題提供突破口。

“中醫強調‘治未病’，所以我們把胃癌‘智能早篩—極早診斷—精準早治’三位一體系統稱為胃癌‘治未病’系統。”李梢稱，圍繞胃癌“極早期”的中西醫特征，團隊還研制出了智能中醫管理系統，發現了精準預防中藥，開展了胃病中成藥機制解析，提升了胃炎癌轉化中醫藥精準診療水平；該成果還應用于胃癌高發區，支撐了國家慢性病綜合防控示范區建設。

醫學分中西，患者不分中西

在現代醫學突飛猛進的今天，中醫藥想要高質量發展，守正創新是必經之路。有人認為，中醫藥現代化實際上就是中醫藥西化。對此，李梢有不同的見解。

“中醫藥現代化并不是西化。醫學分中西，但是患者不分中西、科學技術也不分中西，攻克疾病、維護人類健康是中西醫學的共同目標。目前腫瘤等疾病高發，中醫、西醫都需要進一步發展。充分利用現代科學技術，建立符合中醫藥特色的科技創新體系，揭示中醫藥的科學原理，不斷提升中醫藥解決疾病、維護健康的能力，這是中醫藥現代化。”李梢強調，中醫藥與現代科學不是互斥的，而是能夠相得益彰、共同發展的。

在他看來，中醫藥診療思想和豐富經驗中的“整體”特色，有可能孕育著新的醫藥研究模式，突破當前單因素還原論研究模式的局限，建立以中西醫學和生物大數據為基礎、以信息與系統為特點、融合人工智能、大數據等技術的中醫藥網絡藥理學等關鍵技術，有望建設符合中醫藥整體特色的自主創新體系，為揭示中醫藥奧秘、更好地維護健康、實現中醫藥守正創新提供一種新途徑。

經過20余年的探索，在李梢看來，中醫藥科技創新不僅有望解讀出中醫藥學的奧秘，還有望促使中醫藥在疾病診療的原理上、實踐中發揮更大的作用，“中醫藥現代化需要中醫藥工作者與現代科技工作者之間打破隔閡，增進理解，共同推進。希望有更多的現代科學研究人員、青年學子能夠成為中醫藥現代化的建設者”。

清華大學北京市中醫藥交叉研究所

2020年，依托清華大學自動化系、凝聚多院系力量，清華大學北京市中醫藥交叉研究所成立，這是清華第一個中醫藥交叉研究機構，也是國內外首個在綜合性重點大學依托信息學科成立的中醫藥交叉研究機構。

李梢的團隊匯集了來自自動化、計算機、中醫藥、生物學等不同專業背景的研究生。團隊在中醫藥交叉研究時，以問題為導向，多學科人才淡化各自專業的界限，朝著共同的問題和目標匯聚智慧和力量。