毛泽东主席说“中国医药学是一个伟大的宝库，应当努力发掘，加以提高”。2021年5月12日，在河南省南阳市考察的习近平总书记说“中华民族几千年都是靠中医药治病救人”。特别是经过抗击新冠肺炎疫情、非典等重大传染病之后，我们对中医药的作用有了更深的认识。我们要发展中医药，注重用现代科学解读中医药学原理，走中西医并重的道路。但中医药还没有受到世界范围内的普遍认可，最大的困难在于其科学内涵不清楚，不能用全世界都可以理解的通用科学语言来解释中医药治疗疾病的作用机理。因此，运用现代生物学先进技术阐释中医药基础理论，对于中医药理论的传承与创新具有重要意义。

程京院士在威尼斯98488基础医学院设立院士工作站，采用基于高通量测序的高通量药物研究创新技术HTS²，聚焦中医药领域重大科学问题，专门靶向中医药科学内涵不清楚的重大难题进行攻关，旨在用现代生物学技术阐释中医药理论科学内涵，并将其在大健康产业中进行推广。

HTS²技术是基于特征基因表达谱的高通量药物发现及机制研究的新技术，具有通量高、省时省力、费用低的特点。HTS²技术最早由美国加州大学圣地亚戈分校付向东教授课题组研发并报道，院士工作站的王栋教授作为主要科研人员参与研发。王栋教授回国工作后，在国内进一步优化和提高了这一技术。该技术主要是利用非常强大的高通量测序技术，并联合由成百上千基因组成的特征基因表达谱（Gene Expression Signature），对药物功效进行大规模研究的高通量新技术。更重要的是，该技术的绝大部分实验操作由机器人自动化完成，效率更高；减少人为干预，实验结果更准确。在小分子化学药物研究领域，利用HTS²技术已经取得多项成果：发现强心苷可逆转雄激素受体特征基因表达谱，从而抑制前列腺癌的发展恶化；发现小分子药物帕纳替尼能够有效逆转乳腺癌肺转移相关基因表达，进而显著抑制乳腺癌的肺转移；发现小分子ENMD2076能够促进“冷”肿瘤向“热”肿瘤转变，进而显著提高肿瘤免疫治疗的有效率等。这些工作得到国际学术同行的认可，分别发表在Science Advances、PNAS等国际一流SCI期刊上。这些研究成果充分证明该技术先进、可靠。

HTS²技术在揭示中药科学内涵研究中发挥着重要作用。2020年初，新冠病毒的肆虐给我国人民健康、经济都带来了巨大损失。对新冠病毒的防控治疗迫在眉睫，举国上下陷入抗击疫情的战役中，最终通过党的正确领导、医务人员的奋战、全国人民的配合，我国的新冠疫情终于得到了控制。在这场抗击新冠病毒的战疫中，中医药治疗起到了至关重要的作用，但其抑制新冠病毒的作用机制并不完全明晰。抗炎方案可以有效治疗新冠肺炎患者，然而在细胞因子风暴期之后，患者对脓毒症的免疫反应可能发展为超长期的免疫抑制，此时患者应使用增强免疫力的药物以增加生存率。因此，对于处于不同免疫反应阶段的新冠肺炎患者给予不同的治疗方案以提升患者免疫力，成为中医药治疗新冠肺炎、增加患者生存率的有效着力点。

为解决这一问题，程京院士实验室利用HTS²技术对125个抗新冠肺炎中药方剂和166味中药进行了深入研究。发现98个处方具有抗炎作用，排名前三的抗炎处方分别为：清肺排毒汤、《手记》九味羌活汤-神授太乙散、王永炎-桂枝汤-麻黄附子细辛汤，这三张处方的核心药物为细辛、桂枝、麻黄、甘草。它们都可以逆转新冠病毒感染激活的病毒相关途径，并且细辛、甘草、桂枝还可下调在重症新冠肺炎细胞因子风暴中起重要作用的 NF-κB信号通路。发现26个处方具有免疫激活作用，其中排名前三的分别为：生脉饮、百合固金汤、清燥养荣汤，从生脉饮中分离的人参皂苷已被证明可以促进巨噬细胞吞噬和TNF-α产生。通过分析中药对巨噬细胞模型的免疫调节作用，为评价抗新冠病毒中药方剂的疗效提供了一种良好的方法，也为更精准有效地使用中药方剂治疗新冠肺炎提供了指导。该研究成果今年年初发表于高影响因子SCI刊物Signal Transduction and Targeted Therapy上。这项基于HTS²技术的中药抗新冠肺炎分子机制研究，为中药科学内涵解析提供了科学证据。

同时，院士工作站利用HTS²技术，揭示了中药方剂抑制新冠肺炎细胞因子风暴的作用机制。细胞因子风暴是新冠肺炎患者转重症的一个重要指标，白介素-6（IL-6）和肿瘤坏死因子(TNF-α)信号通路又是引起细胞因子风暴的重要途径。基于此，王栋教授实验室及合作者利用HTS²技术的优势，以IL-6和TNF-α信号通路相关的特征基因表达谱为指标，对578味中药和338种已报道的抗新冠肺炎方剂进行分析：发现其中16种中药，如木芙蓉、旋覆花、桂枝等，具有显著抑制IL-6信号通路的作用；37种中药，如车前子、党参、关黄柏等，显著抑制TNF-α信号通路；发现中医经典名方理中汤、六君子汤、黄连解毒汤和清肺排毒汤等多个方剂，具有显著抑制细胞因子风暴的分子功能。这些发现与以前报道这些方剂具有抗炎作用相吻合，尤其是清肺排毒汤，已经在武汉乃至全国抗击新冠病毒疫情中发挥了重要的作用。进一步研究发现清肺排毒汤中的桂枝、射干、白术和泽泻都可显著抑制IL-6或TNF-α信号通路，且其关键靶点为STAT3和TNF-α，并通过分子对接预测到了该方中可与STAT3和TNF-α相互结合的活性化学成分。此研究发表于今年年初的SCI期刊Science Bulletin上。

另外，院士工作站应用HTS²技术，初步阐明中医经典名方桂枝茯苓汤治疗乳腺癌的复杂作用机制。王栋教授实验室及合作者利用HTS²技术，分析了桂枝茯苓汤中桂枝、茯苓、赤芍、牡丹皮、桃仁这5味药材处理的乳腺癌细胞涉及的“癌症通路”中308个基因表达水平的变化，通过蛋白-蛋白互作分析鉴定出了HRAS、EGFR、PTK2、SOS1、ITGB1等5个关键治疗靶点，富集于PI3K和MAPK这两条信号通路，并且发现桂枝和牡丹皮具有类似的作用靶点和信号通路。分子对接预测出这5个关键靶点均可与5味药材中的化学成分发生结合。这些结果表明桂枝茯苓汤主要通过PI3K和MAPK信号通路发挥抗增殖、促凋亡以及抗血管新生的作用，从而抑制抑制乳腺癌生长。此项研究成果发表于SCI期刊Computational and Structural Biotechnology Journal上。

在威尼斯98488和基础医学院的支持下，在程京院士的领导下，院士工作站在较短时间内已在中医药基础研究方面取得多项研究成果，提升了基础医学院的科研水平。尤其是在利用现代新技术来解析中药科学内涵的研究上，取得多个重要进展。这些研究成果的意义不仅加深了科研工作者们对多组分、多靶点的药物高效协同作用的中医组方理论的进一步理解，也为中药科学内涵解析提供了范例。随着国家对中医药的重视，我们对中医药的未来备具信心；随着研究的继续深入，相信我们会收获更多重大研究成果，从基础研究方面促进中医药的进一步发展，并回馈国家，造福社会。