中医与神经网络(2)
一位男性在一个月内服下了七百克石硫磺。这是他的身体发生的变化。
“啊桂”是一位三十岁的男子,因持续高烧、脸色苍白、毫无血色而被送往急诊室。值班医生注意到他的血象严重异常,便立刻请血液科进行紧急会诊。
一个月前,啊桂在网络上刷到一段所谓的“中医养生”视频。视频里的人声称:冬天手脚冰凉是“体寒”,而石硫磺能补“火力”,让身体重新温热。啊桂深信不疑,购入大量石硫磺粉末,开始自行服用。 最初的几天里,啊桂出现强烈的反酸与恶心,他在日记里写下:“这大概是排毒的迹象。”很快,他发现自己夜里不再频繁小便,便把这也当成是身体正在好转的信号。
一周后,他的手脚开始发热。他兴奋地在群里留言:“真的有效,寒气被赶走了。”可与此同时,他的手指逐渐出现肿胀与疼痛,但他却以为这正是“气血流通”的表现。
又过了几天,他的嘴唇开始褪色,镜子里的自己显得格外苍白。朋友劝他去看医生,他却依旧坚持“这是中药调整体质的过程”。直到某个深夜,他突然全身无力,头晕目眩,被家人紧急送往医院。检查结果显示,啊桂的肝脾中度肿大,皮肤、嘴唇发白,眼底出血,白细胞数量增多,最终被确诊为急性髓性白血病。由于阿贵的家庭并不富裕,最终医院只对他进行了姑息治疗。没过多久,啊桂就去世了。
上述内容是我按照ChubbyEmu的风格写的一段文案,但这并不是一个虚构的案例,它就真实发生在我国台湾省。而在现代药理学的帮助下,我们得以完整还原他从服药到死亡的全过程。
石硫磺的主要成分是硫单质,本身在常用剂量下几乎无毒。古人也早已认识到它的杀虫和治疥癣功效,因此将其收录入药材。但问题在于,天然硫磺往往掺杂一定量的砷、硒等杂质,它们在长期、大剂量服用时会逐渐累积,最终导致严重中毒。比如,啊桂最初的反酸与恶心,其实并不是在“排毒”,而是砷进入体内后与线粒体内膜上的巯基结合,导致膜电位崩溃,细胞色素C释放,引发胃肠上皮细胞的凋亡与坏死;而屏障的受损直接造成了胃部烧灼感和频繁呕吐。他夜尿减少,也并非源自肾功能改善,而是肾小管因砷的损害而失去了正常的尿液生成能力。他感觉到的手脚发热,可能来自另一条毒理途径:砷能与细胞色素C氧化酶中的铁结合,阻断电子传递,使氧化磷酸化受阻。细胞在异常状态下释放额外热量,于是产生了那种虚假的温热感。手指肿胀和疼痛,则是典型的多发性末梢神经炎,是砷与神经末梢细胞中的含硫蛋白结合,破坏神经传导,导致的异常神经性麻木和刺痛。他嘴唇逐渐苍白,是因为砷破坏了造血干细胞的DNA双链,骨髓造血功能受损,红细胞生成不足,贫血越来越严重。而长期的DNA损伤和染色体畸变,最终导致恶性基因突变的积累,最终因“二次打击”触发了急性髓性白血病。对啊桂来说,许多症状看似是“好转”的信号,但在现代药理学的视角下,那其实是砷一步步把他推向死亡的过程——这是一条可以被完整追溯的毒理学因果链。
当然,这并不是说所有的中药都像石硫磺一样完全有害无益,历史上也确实有很多中药真正发挥了作用的例子,而且它们的作用机制已经被现代科学解释得相当清楚。其中,最典型的例子莫过于我在(1)中已经提到过的麻黄碱,它从麻黄草里提取出来,能通过激活交感神经系统来扩张支气管、缓解哮喘。再比如从甘草中分离出的甘草次酸,具有一定的抗炎和免疫调节作用。而最广为人知的恐怕还是青蒿素——屠呦呦用现代方法把它从古方中剥离出来,让它成为全球治疗疟疾的关键药物。但问题在于,古人发现这些药的过程几乎完全是靠暴力枚举试出来的,是一种典型的“知其然而不知其所以然”的过程。比如被奉为“补血圣品”的阿胶,乍一听好像挺神秘,似乎能让人血气旺盛,其实不过是一种块状的、便于携带的蛋白质,对于营养不良的古人来说确实有一定疗效——但它的氨基酸谱又并不完全,比起现代食品工业批量生产的牛奶鸡蛋瘦肉,补血效果未必更好。类似的例子还有朱砂。古人说它能“安神”,于是成了不少中药方子的固定搭配。但从现代角度看,它的“安神”效果完全来自汞。汞离子抑制了中枢神经系统的活动,让人变得迟钝、困倦,于是古人就觉得它能让人心境平和。换句话说,它的药效就是中毒效应本身。
更要命的是,古人在下药时通常不会使用单一成分,而是喜欢把一堆东西放在一起熬成一大锅药汤。而每当某个方子被认为“有效”时,里头所有的成分就会被一股脑全都保留下来。虽然其中的有效成分确实留住了,但那些没用、甚至有害的东西也会顺理成章地跟着留下来,成为“传统”的一部分。比如张亭栋教授最初在黑龙江发现的一个治疗白血病的“民间秘方”,就是砒霜、轻粉、蟾酥一起用,主打一个“以毒攻毒”。然而后来的科学研究表明,其中真正有疗效的就只有砒霜,而轻粉(杀虫)和蟾酥(强心)就只是纯粹的毒副作用来源。更讽刺的是,砒霜这种东西既能治疗白血病,也能诱发白血病,就像前面啊桂的遭遇一样。
这正是中医最尴尬的地方:它确实留下过一些宝贝,但往往埋在一大堆糟粕里。古人凭经验筛选出来的方子里,既有金子,也有沙子,甚至还可能夹着毒药。而在面对这些“经验有效”的方子时,他们却受限于当时的科学水平,只能用阴阳五行那一套虚无缥缈的框架来硬套。比如麻黄草能治哮喘?那一定是“宣肺平喘、疏散风寒”;阿胶能补血?那就是“滋阴润燥、补血止血”;朱砂能让人困倦?那就叫“镇心安神”。这些说辞听上去自圆其说,甚至带点诗意,但和真正的药理机制几乎没有半点关系。
这让我想到了另一种同样是“能用,但说不清为什么能用”的东西——神经网络。它最大的特点就是:只要给它足够多的数据,它就能学会模式识别,甚至表现得比人类还要精准。但问题在于,它学到的究竟是“因果规律”,还是某种巧合下的“伪相关”,往往连设计它的人都无法解释。比如有些图像识别模型,看似能分辨哈士奇和阿拉斯加,实际上却是靠背景里有没有雪来判断;有些模型能诊断皮肤癌,但真正识别的却是图像里是否带着尺子,因为医生往往只在严重病例上放尺子做标注;更离谱的是,还有模型干脆记住了片子上的医院编号,因为某些医院确实更常见重病患者。这和古人看到某个症状缓解,就把一个方子标记为“有效”如出一辙——他们无法区分这究竟是真正的疗效,是安慰剂效应,还是毒副作用带来的假象。而在强化学习中,这种荒谬的“捷径”更是层出不穷:比如踢球机器人每次触球就会得分,于是它学会了抢到球后原地高速抖动;想让扫地机器人避免碰撞,结果它发现倒着走最保险,因为背后没有传感器;甚至在俄罗斯方块的训练里,AI直接发现只要永远暂停游戏,就能保持“不输”的完美成绩。这些“程序员笑话”在外行人看来也许很搞笑,但对于当事程序员来说却往往意味着巨大的灾难,因为这说明模型已经彻底跑偏,而这种黑箱效应所带来的更多未发现的潜在风险则根本无法控制。
如果说中医像是人类几千年来用脑子训练出来的一个黑箱模型,那么大自然本身其实早就在进行一场规模远超人类想象的对抗训练。动植物在亿万年的演化过程中,一直在你死我活的“军备竞赛”里厮杀。真菌为了在土壤中和细菌争夺地盘,进化出了青霉素这样的抑菌分子;而细菌为了生存,又进化出各种可以分解青霉素的酶。植物也是如此:为了防御食草动物,它们进化出各种生物碱和萜类分子。这些分子往往结构复杂得让化学家都直呼头大,但却能精准地和动物体内的某些受体结合,产生出强烈的生物学效应。从这个角度看,大自然就是一个庞大的数据库,每一株植物、每一种真菌、乃至每一条毒蛇和蜘蛛,都是在用自己的基因不断运行对抗训练。更重要的是,这个数据库不是静止的,而是始终在更新。我们今天费尽心力去对付的耐药菌株,可能早在几百万年前,就已经被某种真菌“预演”过并找到了解决办法。遗憾的是,传统中医们却从未真正触及过这一珍贵的数据库。他们虽然偶尔能从实践里碰巧捡到几个有用的分子,但在绝大多数时候都缺乏足够的手段去理解、筛选、优化这些化合物。
那么,我们又该怎样去真正利用这座天然的数据库呢?在我看来,这应该是一个循序渐进、逐步推进的过程。举个不恰当的例子:第一步是从鸦片到吗啡——把粗糙的天然产物提纯,得到可以真正入药的活性成分;第二步是从吗啡到海洛因——尽管并非每一次化学改造都会带来正面结果,但至少体现了人类开始尝试通过修饰分子骨架来优化药效;第三步,是从海洛因到羟考酮——在无数失败与试错中逐渐摸索出更稳定、更可控、选择性更强的分子骨架,并在此基础上进行精细化的分子改造。
今天的药理学,借助分子生物学与机器学习,正在把第三步做得更系统、更高效,并且已经半只脚迈向所谓的“第四步”——从基因通路与蛋白三维结构出发,进行定向设计,从原子与电子分布层面调控分子的三维构型,力求让药物像钥匙一样精确匹配靶点。设想一下,如果我们不再需要靠偶然发现一个有用的植物,而是能在计算机模型和结构生物学的支持下直接设计出抑制某条病理通路的分子,那将是一种本质上的飞跃。如果未来某一天,我们真的走出了第四步,完全解析了一切基因通路和受体结构,把“基因屎山”完全整理成分门别类的信息的话,那么今天我们引以为傲的药理学,或许在后人的眼里也会变成另一种古老的“中医”,毕竟科学本来就是这样:每一代人都站在前人的肩膀上,又会不断被后人修正与超越。
而在此之前,中医最好还是扮演终末期患者的最后希望,以及在现有方法全部耐药之后,潜在新分子结构的候选库的角色比较好。