李梢及其团队 | 瑰宝焕新春 国粹扬国魂

这个家庭的历史是一架周而复始无法停息的机器，是一个转动着的轮子，这只齿轮，要不是轴会逐渐不可避免地磨损的话，会永远旋转下去。——《百年孤独》

《百年孤独》中阐述的那份孤独，对出身中医药世家的李梢来说，或许有更深层的含义。为更深刻地感受源远流长的中医药学被推至日新月异的现代文明时所面临的处境，他甚至把自己也放到了这两股势力交锋的浪潮前沿。“就像一位战功赫赫的老人，被推到了新时代的窗口，是带着一身荣光黯然隐退，还是积极融入焕发新春？”倔强的李梢选择了后者。让他感到庆幸的是，自己并不是一个人在战斗，无论是他的父母、导师，还是他所在的团队，都给了他许多支持和鼓励，让他和团队可以在信息技术、人工智能与古老中医交融的浪潮之尖不顾一切地奋勇搏击，只为传承千年的文化瑰宝可以焕发新春！

在中华民族五千年的历史长河里，中医药学是中国传统文化的瑰宝，是所有中国人为之骄傲自豪的国粹，几千年来为中华民族的健康、繁衍、昌盛作出了不可磨灭的巨大贡献。

▲《科学中国人》封面人物：李梢

斗转星移，当21世纪的脚步来临，中医药，这颗东方文化里孕育出的璀璨明星，依然屹立于世界医学之林，保持其独有的魅力。但不得不说，当它与现代科学邂逅，激发出一场争论不休的“伪科学”之辩后，有人在争论中迷失了方向。

在这场旷古的“世纪之争”进行得如火如荼的时候，水木清华，中国的最高学府之一，一位出身百年中医药世家、进行中医药学科交叉研究的教授——李梢，正用他“独特”的方式，带领团队为解锁古老中医药的密码，使其焕发新春注入强劲的动力。他们将传统中医药与信息自动化、人工智能这几个在很多人看来风马牛不相及的学科深度交融。—边是古老传承的文化瑰宝，一边是现代科技的新鲜产物，崭新的时代，当传统与新兴开放融合，会激发出怎样的火花？

源新安立国学 重临床向科学

安徽歙县，在一片青砖黛瓦、青山秀水之间，孕育了众多文脉渊源，也诞生了独树一帜的中医流派——新安医学。

新安医学始于宋，鼎盛于明清而流传至今。它被称为根植于徽文化沃土上的一朵“中医奇葩”，是中国传统医学的重要组成部分。而起源于歙县定潭的“张一帖”一家，便是新安医学中影响最大的世医家族之一。“张一帖”始于明朝嘉靖年间的名医张守仁，历460年不衰，由于见效快、一帖药就能治除沉疴，遂有了“一帖”之名，广受四方赞誉，现已被列入国家级非物质文化遗产。

李梢就是“张一帖”家族的传人。其父是首届国医大师之一李济仁，其母是国家级非物质文化遗产“张一帖”内科疗法代表性传承人张舜华。夫妇二人是新安医学临床专家“张一帖”的第15代传人。张舜华继承祖业，潜心医术，并学有所成。李济仁年轻时就是新安医派的后起之秀，早年还先后参与创办了安徽中医药大学和医院，从医执教70余年，并有多部学术著作问世。

一脉传承药草香，家学渊源代代传。成长在这样的家庭环境下，耳濡目染，李梢和其他兄弟姐妹5个都从自己熟悉的专业领域出发，最终成为国医传承者或各自领域的佼佼者。有人更是用“两代七教授、五子四博导”来形容李家儿女精英荟萃、满堂芳菲。

李梢幼时在父亲的熏陶下热爱国学，中学时就加入安徽省书法家协会，在书法和篆刻方面都有较高的造诣，青少年时期，著有25万余字的《篆刻通论》。这本我国首部系统剖析篆刻艺术的专著，不仅被篆刻界视为“一大成果”，在国学界也有反响。《人民日报》《读书》等都有赞誉此书的书评。北京大学著名哲学家张岱年为此书题词：“金石不朽”；北大著名美学家、书法家杨辛认为其有“方寸纳宇宙，铁笔写春秋”之势。

从记事起，李梢就在父母亲的带动下，开始系统地学习中医药理学知识，耳闻目睹父母为弘扬中医药学所做的努力。“记忆最深刻的就是不管白天黑夜，只要有人来求诊，父母亲即使正在吃着饭，也是丢下碗筷就走。父母常教育我，作为一名大医，不仅技术上要精，对老百姓、对病友更要诚……”父母亲一生勤勉、锲而不舍的人生故事，“孝悌忠信、礼义廉耻、自强精进、厚德中和”的家规家训和“源于新安、立足国学、重视临床、走向科学”的治家、治学精神就像准绳一样，一点点比量出李梢的人生轨迹。

青年时期的李梢，在医学知识和经验积累到一定程度后便开始尝试给病患诊治，竟也有不错的反响。1995年从北京中医药大学中医专业本科毕业后，他回到家乡攻读父亲李济仁的硕士，随诊抄方，按照传统方式承继家学。1998年，李梢又到北京中医药大学攻读中医内科学博士学位，师从王永炎院士。博士毕业后，他在父亲的支持下，进入清华大学自动化系“控制科学与工程”博士后流动站，从事“生物信息学与中医药现代化”的交叉学科研究，自此开启了他将信息自动化学科与古老中医药学交融的奇妙探索之旅。

▲李梢

从新安走出，早年根植于徽州文化，源起于新安医学；幼年时期起就沉浸在中医的基础与源头——国学文化里，以国学为思维内核，把握中医学的本质；青少年时期起就重视临床技术能力的锤炼，坚持从实践中来，到实践中去；博士毕业后选择走上中医药与现代技术交融的科学研究之路……李梢这些年走过的路，恰好印证了他的父亲李济仁老先生“源于新安、立足国学、重视临床、走向科学”的理念，也正是这一理念的执行，让他拥有了继承传统的同时致力于创新，主动迎接和挑战未来的勇气和自信。

展整体抓系统 提假说照前行

从北京中医药大学本科毕业后，李梢回到家乡跟随父亲随诊抄方，一待就是3年。在经典古方当中提炼精华，又放到临床诊断一线中去更深刻地领悟其奥妙与作用，让李梢对中医药学的博大与精深有了更深刻的感悟。因为感受父母日渐年迈，李梢原有意留在家乡常伴父母左右，是父母的一再坚持和鼓励，让他有了继续远行、丰满羽翼的动力和决心，于是他又回到北京中医药大学跟随中医大师——王永炎院士，学习中医内科学，自此走向了中医科学研究的道路。从传统的望闻问切式的中医临床工作转向中医科学研究，李梢有着自己的考量和打算。

从本科学习的时候起，李梢就和他身边的中医学者一样，常常面临中医是“伪科学”的质疑。在这股质疑之风的冲击之下，他身边有人选择了无惧质疑、坚守阵地，也有不少人在怀疑声中选择了离开。对出身中医家族的李梢来说，这样的质疑如鲠在喉、如芒刺背。因为从小就在中医药的文化氛围中长大，亲眼所见、亲身体会中医药学的博大精深与神奇魅力，也对千年来中医药传承者的智慧和艰辛深有感触，质疑中医是伪科学，这样的行为对李梢来说无疑是数典忘祖，“自己传承千年的文化都不尊重，就像自己看不起自己”。

“但不可否认的是，确实中医目前存在疗效及作用机理不明确等科学问题，‘知其然，不知其所以然’，就像大家所说的存在‘黑箱’，那这个瓶颈我们该如何打破？这件事情你不做，我不做，大家都不做，那我们还能指望谁来做？”坐而论道不如起而行之，强烈的责任感让李梢选择了责无旁贷。原本可以轻松顺利继承家学的他自此走上了一条充满未知挑战的漫漫长路。

让李梢备受鼓励的是，无论是他的父亲还是导师，都非常支持他的决定。一直从事中医传统职业的父亲甚至还一再鼓励他要勇于探索未知，用现代方式来传承和发展中医。开阔的眼界、豁达的思想给了李梢乘风破浪的源泉动力。

方向定了便只顾风雨兼程，但究竟要如何做才能突破中医融入现代科学体系的瓶颈？李梢首先想到的是要确定中心思想。

“中国有原创的中医，它就应该有自己原创的科研方法及符合中医药特点的关键技术体系。”李梢从一开始就笃定要找到一条符合中医特点的、行之有效的科学方法探索之路。他想到了中西医的主要分歧点：中医学主要强调整体观，关于内部的细节“黑箱”并不深究；而现代医学强调剖析机理，还原细节，探究事物内部因果关系。“事实上，随着越来越多的‘黑箱’逐渐被打开，人们已经开始感觉到，细节虽然很重要，但只知道局部细节，很多病症并不能迎刃而解。想要解决问题，最终还是需要回归整体，‘盲人摸象’只能摸到局部，而无法认清整体。因此，大家对于事物的认识从‘还原论’回到了‘整体观’‘系统论’。”能不能扬长避短，将两者完美融合？李梢想到了生物网络。

早在1999年博士二年级时，李梢就在中国科协首届学术年会上率先提出了中医药与生物分子网络相关的科学假说。当时，他才26岁。“中医的整体观体现在宏观层次，但整体的宏观不能是无本之木、无源之水，它肯定也需要考虑生命系统内部相互之间的联系。但传统中医没有涉及生物体内的基因、蛋白等研究。而现代医学已经进入到微观的分子层次，且大家都知道生物体内的基因、蛋白、通路等并非孤立，就像是一张纵横交错的复杂网络，而这张网随着现代科学技术的发展，它是可以采用数学方法定量描述的整体。”李梢如是解析中医药与生物分子网络相关思路。

李梢认为，中医诊疗过程从现代医学生命科学角度来看其实是个“黑箱”，自己要做的就是在中医药“黑箱”里建立“GPS导航系统”，而生物分子网络就是支撑这一导航系统的底层结构。相关研究成果最终集结在李梢的博士研究论文之中，并最终获得2003年中医药领域唯一的一篇全国百篇优秀博士学位论文。

此后在相关思想的指引之下，李梢相继在2002年提出了“中药方剂疗效机理在于网络调节”的假说，并在此基础上经过多年不懈探索，提出了“生物网络靶标”新理论，研制了一套具有自主知识产权的中医药网络药理学关键技术，且利用这套技术较好地阐释了中医“寒热”“扶正”等经典理论的系统生物学基础，揭示六味地黄丸、葛根芩连汤、清络饮、桂枝茯苓丸等多种中医经典方、名医验方、中药大品种的网络调节机理，发现中药疗效依据、优化组方和精准临床定位，领衔制定了第一个网络药理学的国际标准，主编了首部《网络药理学》中英文专著，建立了基于网络药理学的中医药智能研发新模式。

▲6位院士一起研讨李梢课题组提出的关系推断算法

“生物网络靶标”理论与方法解析中医药复杂系统，解决了中医药作用机理复杂、现代适应症不清的瓶颈问题，为中医药现代化、国际化提供了全新的思路与方法，并开创了一门新型交叉学科——中医药网络药理学。

思想如灯，照亮前行。伴随着一套独具特色的中医与现代生物信息网络融合的创新思想的不断成熟和研究的不断深入扩展，李梢的“跨界融合之旅”终于收获了一个又一个让人意想不到的硕果。

用交叉剖机理 重防治抗肿瘤

2001年，李梢博士毕业。对未来的去向，他心中早已经有了打算。“提出了假说，如果你不去验证它，就如同镜花水月。”为进一步验证中医药和生物分子网络的可行性，他通过多方搜寻和考量，最后决定到清华大学自动化系，跟随信息学家李衍达院士开展博士后研究工作。

自动化系与中医药学研究有什么关系？决定做出后，李梢面临过很多人这样的疑惑，但他决定前往是经过深思熟虑的。水木清华，巍巍学府，钟灵毓秀。仰望清华百年历史星空，精英辈出，包罗万象，成果丰硕。作为清华大学的重要院系，清华大学自动化系有着悠久的历史，钱学森、郎世俊等著名的大师级人物都与清华自动化学科有颇深渊源，为我国自动化专业的创立作出过重大贡献。而作为工程控制论的创始人，钱学森对中医学亦是情有独钟。早年他曾提出“中医现代化，是中医的未来化，也就是21世纪我们要实现的一次科学革命，是地地道道的尖端科学”，并将中医研究归结为复杂巨系统。在钱老先生和众多前辈的努力之下，清华大学很早就开始推行自动化与健康、医疗、生命科学的交叉研究，李衍达院士团队就是其中的特色团队。

在李院士的支持下，李梢率先开展生物信息学与中医药现代化大跨度交叉学科研究，通过学科交叉相继开拓了网络药理学、中医药人工智能等新方向，不仅有助于推动中医药现代化，也为开发新的疾病诊疗方法提供了全新的研究思路。生物信息、人工智能、模式识别与中医药学，至今，仍很少有人能将这几个看似风马牛不相及的学科词汇联系到一起。可见李梢当初的敏锐前瞻性和洞察力，代价是多得数不清的质疑和无人能懂的孤独感。

时至今日，李梢还能清楚地记得自己到清华后的场景：“一张桌子、一台电脑摆在你的面前，其他什么都没有”，“关键是没人能告诉你未来的方向该怎么走，也总会有人质疑你所做工作的意义”。而这也正是李梢将自己推入全新领域的一个目的：“我想我能更深刻地体会到中医药学被推到现代科学体系时面临的那种孤独的处境，就是未来你该如何去走，没人能告诉你。这是一种非常深的孤独。”

除此之外，李梢遇到的困难也是肉眼可见，一位纯研究中医的学者，要将信息控制系统、人工智能等现代信息技术体系融合于传统中医学中，面临的是现代专业技术知识的空缺，从头到尾再去学似乎也并不现实，经过一番理论结合实践，他找到了窍门：深刻领会各个学科思想上的交叉和创新，而复杂生物网络的方法正好能为他提供一个用数字信息技术揭示复杂疾病、中医药机制很好的支撑。

完成博士后研究工作后，李梢选择留在清华继续深耕，这一待就是20余年。多年无问西东，埋首钻研，终换来硕果满园。

为实现通过生物网络解析中医药科学机理的初衷，李梢这些年来将自己关注的焦点放在针对复杂生物网络的宏微观关联分析难题，发现致病基因、药物靶标等关键要素上，以便更好地理解疾病或药物宏观表型的微观本质，这是信息科学、中西医学长期面对的一个共性瓶颈问题，也是复杂生物系统信息处理领域的重大挑战。

通过借鉴中医药整体诊疗思路，创建“生物网络靶标”理论与方法，李梢进而带领团队率先揭示了生物网络“层次模块化关系”，并建立了一个特别的算法——CIPHER算法。这一算法从信息处理角度全面揭示复杂疾病、中医药的机制，成功预测出超过5080种疾病的致病基因谱，并在胰腺癌、肝癌等复杂疾病中取得系列原创发现，得到协和医院等临床验证。核心算法的预测精度大幅提升至当时国际最高水平的2.5倍以上，其中药物靶标预测精度大幅超过同时期国际最好方法的6倍，从而大大促进了中医、中药分子机制的系统性突破。

2014年11月4日，美国《华尔街日报》用两个版面刊发了题为《古老疗法的新资料》的长篇报道。突出介绍了李梢课题组在中医药网络药理学和系统生物学方向上的成果，并在头版头条以《实验室中的东西方交融》为题做了推荐。文章提到李梢团队发现慢性胃炎典型寒热证患者代谢与免疫分子网络失衡的特征、相关生物标志物和舌苔差异菌群的成果，突破了中医客观化、微观化的难点，为中医药个体化诊疗提供了科学证据，为科学理解中医药特色内涵提供了一条新途径。

2015年，李梢应邀为《科学》（Science）传统医学专刊撰文。CIPHER系列算法还两次入选了《自然·中国》（Nature China）亮点，被网络生物学奠基人巴拉巴西（Barabasi）院士、系统生物学奠基人胡德（Hood）院士、沃尔夫奖获得者鲍森（Pawson）院士、斯坦福大学王永雄（Wong WH）院士等在《自然评论遗传学》《细胞》等评价为致病基因预测代表方法、“迈向系统医学的标志方法之一”。李梢也因此获得中华中医药学会用于奖励“重大理论创新”的李时珍医药创新奖。

2016年，李梢被邀请到美国国立卫生研究院/美国国家癌症研究所作了专题报告。随后，哈佛医学院、耶鲁大学、约翰普金斯大学、MD安德森癌症中心等国际知名高校及机构的专家联合在《美国国家癌症研究所杂志》发布了《肿瘤补充与替代医学研究战略》白皮书，其中两次引证李梢课题组在胃炎寒热证分子网络、六味地黄网络调节作用、中药网络靶标模型的3项研究成果，由此强调通过应用现代计算和生物信息学、网络药理学、人工智能等方法，对于理解天然产物复杂的作用机制和转化研究“有极大帮助”，对于临床试验设计“至关重要”。

美国国立卫生研究院/国家肿瘤研究所（NIH/NCI）肿瘤补充与替代医学办公室专家撰文评价李梢是中医药和系统生物学、网络药理学研究的“开拓者”。李梢及其团队的工作成果开始走向国际舞台，为越来越多的国际学者认可和赞誉。

虽然走上科学研究的道路，但不论到什么时候，李梢都时刻不忘一颗医者仁心。针对当前肿瘤高发，已经成为广大民众最为凶险的“生命杀手”的情况，能不能利用自己的研究为肿瘤的防治贡献己力？创新的方法能否创造性解决目前难以解决的重大疾病问题？怀抱这样的理想，李梢又走上了一条以肿瘤防治为示范的科学研究道路。

中医认为“脾胃为后天之本”。胃癌是我国常见的恶性肿瘤，高居我国农村地区发病率与死亡率的首位，严重危害人民健康。胃癌的发生与慢性胃炎具有密切关联，炎癌转化是一个长期、复杂过程。如何揭示炎癌转化的内在机制，抑制胃炎向胃癌转化，是突破肿瘤“预防难、发现晚”防控难点的一个关键，对于胃癌防治具有重大意义。

针对胃癌发生的小概率难题，李梢创建了一套可以实现炎癌转化长程预测的模型——分子-细胞-表型多尺度关系推断炎癌转化数学模型，相关成果发表在肿瘤顶刊《癌症研究》上，被威廉·列文（William Levine）院士评价为“有助于揭示肿瘤发生的涌现机制，设计有效治疗策略”。值得一提的是，在相关研究的基础之上，李梢及其团队研制出基于智能终端的精准中医“早筛”系统，进而发现能客观区分寒热证的舌苔菌群等胃炎癌转化新标志物，成果发表在生物顶刊《蛋白质与细胞》上。结合四诊信息，李梢和团队还创建了胃健康中西医智能预警App，创立了智能早筛、极早诊断、精准早治三位一体的智慧与精准防治系统。系统在福州胃癌高发区等使用12万人次，成为“国家慢性病综合防控示范区”的创新亮点。

▲李梢入选2020年度中国全面小康十大杰出贡献人物

近10年来，李梢带领团队在胃癌防治领域做出了不少开创性贡献：针对胃癌早诊标志物不清难题，他们建立起国际首个胃组织单细胞图谱，突破性发现能标志胃炎癌转化“癌变点”的胃癌极早期细胞，填补了胃癌极早诊断的空白，早诊标志物经全国37家医院1200例临床验证，表明能精准定位胃癌发生起始时间，将胃癌早诊时间提前10个月。成果入选2019年度中国生物信息学十大应用，被“单细胞测序之父”纳温（Navin N）在《癌细胞》评价为“早期胃癌标志物的代表工作”，还被《自然》《科学》等论文好评；针对胃炎癌转化精准防治难题，他们以胃炎癌转化细胞和分子网络为靶标，对20余万个中药化合物进行上亿次全局计算，结合高通量实验验证，发现显著抑制炎癌转化的中药成分，尤其是发现能靶向胃癌极早期细胞的中药新药，并研发促进胃健康的系列药食同源中药。因为出色表现，鲜花和掌声也接踵而至，李梢先后入选“2020中国全面小康十大杰出贡献人物”，2019—2023全球前2%顶尖科学家“年度影响力”榜单，爱思唯尔中国高被引学者榜单……

20余年勤勉求真，虽然没有走上继承家学把脉问诊的医学道路，但李梢并不后悔当初的选择。“前途艰险总得有人去跋涉。作为一名中医传承人，我更有责任和义务去完成更大的使命。”他说。

敞胸怀聚灯塔 念家国常悲悯

2023年夏季，瑞典卡罗林斯卡医学院首位亚裔终身教授、欧洲科学与艺术学院（European Academy of Sciences and Arts，缩写EASA）院士、中国工程院外籍院士曹义海访问清华大学，对李梢在网络药理学和胃癌极早期防治研究上的开创性成果表示高度赞赏，并推荐其为EASA院士。欧洲科学与艺术学院为国际科学院组织、中国科学院发起成立的“一带一路”国际科学组织联盟等权威机构收录的唯一欧洲科学院。2024年1月，李梢成功当选该院院士，并在奥地利萨尔茨堡的庆典上获颁证书。

2024年6月，第49届日内瓦国际发明展在瑞士日内瓦落幕。李梢带领团队取得的成果“胃癌极早期智能与精准防治体系”获发明展“金奖”，同时，由他们自主研发的“基于网络靶标的中西医药智能和定量分析技术与系统（简称UNIQ系统）”荣获第49届日内瓦国际发明展最高级别的“评审团特别嘉许金奖”。这是中医药领域首次同时斩获国际发明展最高奖和双金奖，也是中医药AI领域首次获得国际发明展最高奖。

“胃癌极早期智能与精准防治体系”是李梢及其团队多年在胃癌极早期防治研究积累上的集大成。据悉，这一防治体系目前已在胃癌高发区和全国50余家医院实现推广应用，支撑国家慢性病综合防控示范区建设，形成了重大疾病中医药智能与精准防治的新范式。

▲李梢应邀在美国国立卫生研究院（NIH）作中医药网络药理学的学术报告

而UNIQ系统同样是长期智慧的结晶，李梢团队历时20余年的结果，是中医药与人工智能、大数据等前沿信息技术交叉创新的标志性成就。UNIQ系统为传统中医药的内在机制装上了“导航地图”，能够对疾病的发生、发展，中药的干预效果起到导航作用。系统以“生物网络靶标”原创理论为基础，集成了一系列自主原创的高精度智能预测算法、网络靶标定量建模技术、高通量实验检测技术，以及病证多模态临床数据库，实现了中西医表型-组织-细胞-分子-中西药物多层次网络关联的全景式解析，破解了长期以来中药成分复杂、病证复杂及其相互关联复杂导致中医药“复杂性”原理难以阐释的核心难题。UNIQ系统目前在中医药原理解析、精准诊疗、中药创新研发等方面取得重大应用，累计已应用于30余个中药、标志物等的创新研发与品种升级，显著提升中医药研发的针对性和精准度，有望成为运用人工智能科学解读中医药原理、推动中医药新质生产力发展的重要技术平台。

深耕领域20余年，李梢成为中医药+AI的先行者和引领者。2012年获国家杰出青年科学基金，2019年入选国家科技创新领军人才，2021年获得中医药国际贡献奖一等奖，2022年当选英国皇家化学学会会士、英国皇家生物学会会士，2023年获得中国药学发展奖-突出成就奖……近几年来，他的努力和所做的工作得到越来越多人的认同和赞誉。

“虽然揭示中医药的奥秘，将中医顺利推向现代化道阻且长，但我坚信这件事情可以行得通。”李梢的底气除了源于对千年文化源远流长的自信，也来自于越来越多鼓励和支持他的人。现如今，他的团队已经发展壮大成为一支劲旅。

这是一支汇集自动化、计算机、中医药、生物医药等不同专业背景人才的团队。“英雄不问出处，在我们这里大家都不讲专业，但目标都很明确，就是要朝向科学规律、朝向科学问题、朝向解决重大现实问题。”就像一座熠熠生辉的灯塔，对中医现代化事业的期许和肯定推动四面八方、来自五湖四海的有志之士汇聚到清华塔下，得益于学校向来包容并蓄、博采众长的学风，各学科为中医药现代化同绽光芒。

李梢说：“无论中医还是西医，都应该紧紧结合在一起。重大疾病发生时，各个学科的人都要一起同疾病做斗争。中医药的研究也要坚持面向人民生命健康，不断向科学技术的广度和深度进军。”“中西医融合新模式已经走向系统科学，展现出巨大的潜能，我们中国的科学工作者有责任、也有义务把这一领域做起来。要敞开胸怀、解放思想，敢于去交叉、敢于去创造、敢于去引领，把我们中华民族的国粹继续发扬光大的同时，造福全人类。”念家国，常悲悯。不管是医者还是学者，李梢永远都保持一颗济世悯人的大爱仁心。